ગિયર કોટિંગ ટેકનોલોજી

પીવીડી ડિપોઝિશન ટેકનોલોજી ઘણા વર્ષોથી નવી સપાટી સુધારણા તકનીક તરીકે ઉપયોગમાં લેવામાં આવી રહી છે, ખાસ કરીને વેક્યુમ આયન કોટિંગ તકનીક, જેણે તાજેતરના વર્ષોમાં ખૂબ વિકાસ મેળવ્યો છે અને હવે તે ટૂલ્સ, મોલ્ડ, પિસ્ટન રિંગ્સ, ગિયર્સ અને અન્ય ઘટકોની સારવારમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે. વેક્યુમ આયન કોટિંગ તકનીક દ્વારા તૈયાર કરાયેલ કોટેડ ગિયર્સ ઘર્ષણ ગુણાંકને નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડી શકે છે, વસ્ત્રો વિરોધી અને ચોક્કસ કાટ વિરોધી સુધારી શકે છે, અને ગિયર સપાટી મજબૂતીકરણ તકનીકના ક્ષેત્રમાં સંશોધનનું કેન્દ્ર અને હોટ સ્પોટ બની ગયા છે.

ગિયર્સ માટે વપરાતી સામાન્ય સામગ્રી મુખ્યત્વે બનાવટી સ્ટીલ, કાસ્ટ સ્ટીલ, કાસ્ટ આયર્ન, નોન-ફેરસ ધાતુઓ (તાંબુ, એલ્યુમિનિયમ) અને પ્લાસ્ટિક છે. સ્ટીલ મુખ્યત્વે 45 સ્ટીલ, 35SiMn, 40Cr, 40CrNi, 40MnB, 38CrMoAl છે. લો કાર્બન સ્ટીલ મુખ્યત્વે 20Cr, 20CrMnTi, 20MnB, 20CrMnTo માં વપરાય છે. બનાવટી સ્ટીલનો ઉપયોગ ગિયર્સમાં વધુ વ્યાપકપણે થાય છે કારણ કે તેની સારી કામગીરી હોય છે, જ્યારે કાસ્ટ સ્ટીલનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે 400mm થી વધુ વ્યાસ અને જટિલ રચનાવાળા ગિયર્સ બનાવવા માટે થાય છે. કાસ્ટ આયર્ન ગિયર્સ ગુંદર વિરોધી અને પિટિંગ પ્રતિકાર ધરાવે છે, પરંતુ અસર અને ઘસારો પ્રતિકારનો અભાવ, મુખ્યત્વે સ્થિર કાર્ય માટે, પાવર ઓછી ગતિ અથવા મોટા કદ અને જટિલ આકારનો નથી, ખુલ્લા ટ્રાન્સમિશન માટે યોગ્ય, લ્યુબ્રિકેશનના અભાવની સ્થિતિમાં કામ કરી શકે છે. સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતી બિન-ફેરસ ધાતુઓમાં ટીન બ્રોન્ઝ, એલ્યુમિનિયમ-આયર્ન બ્રોન્ઝ અને કાસ્ટિંગ એલ્યુમિનિયમ એલોયનો સમાવેશ થાય છે, જેનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે ટર્બાઇન અથવા ગિયર્સના ઉત્પાદનમાં થાય છે, પરંતુ સ્લાઇડિંગ અને ઘર્ષણ વિરોધી ગુણધર્મો નબળી છે, ફક્ત હળવા, મધ્યમ ભાર અને ઓછી ગતિવાળા ગિયર્સ માટે. બિન-ધાતુ સામગ્રી ગિયર્સ મુખ્યત્વે તેલ-મુક્ત લ્યુબ્રિકેશન અને ઉચ્ચ વિશ્વસનીયતા જેવા ખાસ જરૂરિયાતોવાળા કેટલાક ક્ષેત્રોમાં ઉપયોગમાં લેવાય છે. ઓછા પ્રદૂષણ જેવી પરિસ્થિતિઓનું ક્ષેત્ર, જેમ કે ઘરગથ્થુ ઉપકરણો, તબીબી સાધનો, ખાદ્ય મશીનરી અને કાપડ મશીનરી.

ગિયર કોટિંગ સામગ્રી

એન્જિનિયરિંગ સિરામિક સામગ્રી ઉચ્ચ શક્તિ અને કઠિનતા સાથે અત્યંત આશાસ્પદ સામગ્રી છે, ખાસ કરીને ઉત્તમ ગરમી પ્રતિકાર, ઓછી થર્મલ વાહકતા અને થર્મલ વિસ્તરણ, ઉચ્ચ વસ્ત્રો પ્રતિકાર અને ઓક્સિડેશન પ્રતિકાર. મોટી સંખ્યામાં અભ્યાસોએ દર્શાવ્યું છે કે સિરામિક સામગ્રી સ્વાભાવિક રીતે ગરમી પ્રતિરોધક છે અને ધાતુઓ પર ઓછો ઘસારો ધરાવે છે. તેથી, વસ્ત્રો-પ્રતિરોધક ભાગો માટે ધાતુ સામગ્રીને બદલે સિરામિક સામગ્રીનો ઉપયોગ ઘર્ષણ સબનું જીવન સુધારી શકે છે, ઉચ્ચ તાપમાન અને ઉચ્ચ વસ્ત્રો-પ્રતિરોધક સામગ્રી, મલ્ટિ-ફંક્શનલ અને અન્ય કઠિન જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરી શકે છે. હાલમાં, એન્જિન ગરમી-પ્રતિરોધક ભાગોના ઉત્પાદનમાં, વસ્ત્રોના ભાગોમાં યાંત્રિક ટ્રાન્સમિશન, કાટ-પ્રતિરોધક ભાગોમાં રાસાયણિક સાધનો અને સીલિંગ ભાગોમાં એન્જિનિયરિંગ સિરામિક સામગ્રીનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જે સિરામિક સામગ્રીના વ્યાપક ઉપયોગની સંભાવનાઓને વધુને વધુ દર્શાવે છે.

જર્મની, જાપાન, યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ, યુનાઇટેડ કિંગડમ અને અન્ય દેશો જેવા વિકસિત દેશો એન્જિનિયરિંગ સિરામિક સામગ્રીના વિકાસ અને ઉપયોગને ખૂબ મહત્વ આપે છે, એન્જિનિયરિંગ સિરામિક્સના પ્રોસેસિંગ થિયરી અને ટેકનોલોજી વિકસાવવા માટે ઘણા પૈસા અને માનવશક્તિનું રોકાણ કરે છે. જર્મનીએ "SFB442" નામનો એક કાર્યક્રમ શરૂ કર્યો છે, જેનો હેતુ પર્યાવરણ અને માનવ શરીર માટે સંભવિત હાનિકારક લુબ્રિકેટિંગ માધ્યમને બદલવા માટે ભાગોની સપાટી પર યોગ્ય ફિલ્મનું સંશ્લેષણ કરવા માટે PVD ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરવાનો છે. જર્મનીમાં PW ગોલ્ડ અને અન્ય લોકોએ રોલિંગ બેરિંગ્સની સપાટી પર પાતળા ફિલ્મો જમા કરવા માટે PVD ટેકનોલોજી લાગુ કરવા માટે SFB442 ના ભંડોળનો ઉપયોગ કર્યો અને શોધી કાઢ્યું કે રોલિંગ બેરિંગ્સનું એન્ટિ-વેર પ્રદર્શન નોંધપાત્ર રીતે સુધર્યું છે અને સપાટી પર જમા થયેલી ફિલ્મો એક્સ્ટ્રીમ પ્રેશર એન્ટિ-વેર એડિટિવ્સના કાર્યને સંપૂર્ણપણે બદલી શકે છે. જર્મનીમાં જોઆચિમ, ફ્રાન્ઝ અને અન્યોએ WC/C ફિલ્મો તૈયાર કરવા માટે PVD ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કર્યો હતો જે ઉત્તમ એન્ટિ-ફેટિગ ગુણધર્મો દર્શાવે છે, જે EP એડિટિવ્સ ધરાવતા લુબ્રિકન્ટ્સ કરતા વધારે છે, પરિણામે તે જ રીતે હાનિકારક ઉમેરણોને કોટિંગ્સથી બદલવાની શક્યતા ઉત્પન્ન કરે છે. DFG (જર્મન રિસર્ચ કમિશન) ના ભંડોળ સાથે, જર્મનીની આચેન ટેકનિકલ યુનિવર્સિટીના ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ મટિરિયલ્સ સાયન્સના E. Lugscheider અને અન્યોએ PVD ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરીને 100Cr6 સ્ટીલ પર યોગ્ય ફિલ્મો જમા કર્યા પછી થાક પ્રતિકારમાં નોંધપાત્ર વધારો દર્શાવ્યો. વધુમાં, યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ જનરલ મોટર્સે થાક પ્રતિકાર સુધારવા માટે તેની VolvoS80Turbo પ્રકારની કાર ગિયર સરફેસ ડિપોઝિશન ફિલ્મ બનાવવાનું શરૂ કર્યું છે; પ્રખ્યાત ટિમકેન કંપનીએ ES200 ગિયર સરફેસ ફિલ્મ નામથી લોન્ચ કર્યું છે; જર્મનીમાં રજિસ્ટર્ડ ટ્રેડમાર્ક MAXIT ગિયર કોટિંગ દેખાયું છે; રજિસ્ટર્ડ ટ્રેડમાર્ક Graphit-iC અને Dymon-iC અનુક્રમે રજિસ્ટર્ડ ટ્રેડમાર્ક Graphit-iC અને Dymon-iC સાથે ગિયર કોટિંગ્સ યુકેમાં પણ ઉપલબ્ધ છે.

યાંત્રિક ટ્રાન્સમિશનના મહત્વપૂર્ણ સ્પેરપાર્ટ્સ તરીકે, ગિયર્સ ઉદ્યોગમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે, તેથી ગિયર્સ પર સિરામિક સામગ્રીના ઉપયોગનો અભ્યાસ કરવો ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ વ્યવહારુ મહત્વ ધરાવે છે. હાલમાં, ગિયર્સ પર લાગુ કરાયેલા એન્જિનિયરિંગ સિરામિક્સ મુખ્યત્વે નીચે મુજબ છે.

૧, ટીઆઈએન કોટિંગ સ્તર
૧, ટીઆઈએન

આયન કોટિંગ TiN સિરામિક લેયર એ ઉચ્ચ કઠિનતા, ઉચ્ચ સંલગ્નતા શક્તિ, ઓછા ઘર્ષણ ગુણાંક, સારા કાટ પ્રતિકાર, વગેરે સાથે સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતા સપાટી સંશોધિત કોટિંગ્સમાંનું એક છે. તેનો ઉપયોગ વિવિધ ક્ષેત્રોમાં, ખાસ કરીને ટૂલ અને મોલ્ડ ઉદ્યોગમાં વ્યાપકપણે કરવામાં આવ્યો છે. ગિયર્સ પર સિરામિક કોટિંગના ઉપયોગને અસર કરતું મુખ્ય કારણ સિરામિક કોટિંગ અને સબસ્ટ્રેટ વચ્ચેના બંધનની સમસ્યા છે. ગિયર્સની કાર્યકારી પરિસ્થિતિઓ અને પ્રભાવક પરિબળો ટૂલ્સ અને મોલ્ડ કરતા ઘણા વધુ જટિલ હોવાથી, ગિયર સપાટીની સારવાર પર એક જ TiN કોટિંગનો ઉપયોગ ખૂબ જ પ્રતિબંધિત છે. જોકે સિરામિક કોટિંગમાં ઉચ્ચ કઠિનતા, ઓછા ઘર્ષણ ગુણાંક અને કાટ પ્રતિકારના ફાયદા છે, તે બરડ છે અને જાડું કોટિંગ મેળવવું મુશ્કેલ છે, તેથી તેની લાક્ષણિકતાઓ ભજવવા માટે કોટિંગને ટેકો આપવા માટે તેને ઉચ્ચ કઠિનતા અને ઉચ્ચ શક્તિવાળા સબસ્ટ્રેટની જરૂર છે. તેથી, સિરામિક કોટિંગનો ઉપયોગ મોટે ભાગે કાર્બાઇડ અને હાઇ-સ્પીડ સ્ટીલ સપાટી માટે થાય છે. સિરામિક સામગ્રીની તુલનામાં ગિયર સામગ્રી નરમ હોય છે, અને સબસ્ટ્રેટ અને કોટિંગની પ્રકૃતિ વચ્ચેનો તફાવત મોટો હોય છે, તેથી કોટિંગ અને સબસ્ટ્રેટનું સંયોજન નબળું હોય છે, અને કોટિંગ કોટિંગને ટેકો આપવા માટે પૂરતું નથી, જેના કારણે કોટિંગ ઉપયોગની પ્રક્રિયામાં સરળતાથી પડી જાય છે, તે માત્ર સિરામિક કોટિંગના ફાયદાઓ ભજવી શકતું નથી, પરંતુ સિરામિક કોટિંગના કણો જે પડી જાય છે તે ગિયર પર ઘર્ષક ઘસારો પેદા કરશે, જે ગિયરના ઘસારાને ઝડપી બનાવશે. વર્તમાન ઉકેલ એ છે કે સિરામિક અને સબસ્ટ્રેટ વચ્ચેના બંધનને સુધારવા માટે સંયુક્ત સપાટી સારવાર તકનીકનો ઉપયોગ કરવો. સંયુક્ત સપાટી સારવાર તકનીક ભૌતિક વરાળ નિક્ષેપણ કોટિંગ અને અન્ય સપાટી સારવાર પ્રક્રિયાઓ અથવા કોટિંગ્સના સંયોજનનો ઉલ્લેખ કરે છે, બે અલગ સપાટીઓ/સબસર્ફેસનો ઉપયોગ કરીને સબસ્ટ્રેટ સામગ્રીની સપાટીને સંશોધિત કરીને સંયુક્ત યાંત્રિક ગુણધર્મો મેળવવા માટે જે એક જ સપાટી સારવાર પ્રક્રિયા દ્વારા પ્રાપ્ત કરી શકાતા નથી. આયન નાઇટ્રાઇડિંગ અને પીવીડી દ્વારા જમા કરાયેલ ટીઆઈએન સંયુક્ત કોટિંગ સૌથી વધુ સંશોધન કરાયેલ સંયુક્ત કોટિંગ્સમાંનું એક છે. પ્લાઝ્મા નાઇટ્રાઇડિંગ સબસ્ટ્રેટ અને ટીઆઈએન સિરામિક સંયુક્ત કોટિંગમાં મજબૂત બંધન હોય છે અને વસ્ત્રો પ્રતિકાર નોંધપાત્ર રીતે સુધારેલ છે.

ઉત્તમ વસ્ત્રો પ્રતિકાર અને ફિલ્મ બેઝ બોન્ડિંગ સાથે TiN ફિલ્મ લેયરની શ્રેષ્ઠ જાડાઈ લગભગ 3~4μm છે. જો ફિલ્મ લેયરની જાડાઈ 2μm કરતા ઓછી હોય, તો વસ્ત્રો પ્રતિકારમાં નોંધપાત્ર સુધારો થશે નહીં. જો ફિલ્મ લેયરની જાડાઈ 5μm કરતા વધુ હોય, તો ફિલ્મ બેઝ બોન્ડિંગમાં ઘટાડો થશે.

2, બહુ-સ્તર, બહુ-ઘટક TiN કોટિંગ

TiN કોટિંગ્સના ધીમે ધીમે અને વ્યાપક ઉપયોગ સાથે, TiN કોટિંગ્સને કેવી રીતે સુધારવું અને વધારવું તે અંગે વધુને વધુ સંશોધનો થઈ રહ્યા છે. તાજેતરના વર્ષોમાં, Ti-CN, Ti-CNB, Ti-Al-N, Ti-BN, (Tix,Cr1-x)N, TiN/Al2O3, વગેરે જેવા દ્વિસંગી TiN કોટિંગ્સના આધારે બહુ-ઘટક કોટિંગ્સ અને બહુસ્તરીય કોટિંગ્સ વિકસાવવામાં આવ્યા છે. TiN કોટિંગ્સમાં Al અને Si જેવા તત્વો ઉમેરીને, ઉચ્ચ-તાપમાન ઓક્સિડેશન અને કોટિંગ્સની કઠિનતા સામે પ્રતિકાર સુધારી શકાય છે, જ્યારે B જેવા તત્વો ઉમેરવાથી કોટિંગ્સની કઠિનતા અને સંલગ્નતા શક્તિમાં સુધારો થઈ શકે છે.

બહુઘટક રચનાની જટિલતાને કારણે, આ અભ્યાસમાં ઘણા વિવાદો છે. (Tix,Cr1-x)N બહુઘટક કોટિંગ્સના અભ્યાસમાં, સંશોધન પરિણામોમાં મોટો વિવાદ છે. કેટલાક લોકો માને છે કે (Tix,Cr1-x)N કોટિંગ્સ TiN પર આધારિત છે, અને Cr ફક્ત TiN ડોટ મેટ્રિક્સમાં રિપ્લેસમેન્ટ સોલિડ દ્રાવણના સ્વરૂપમાં અસ્તિત્વમાં હોઈ શકે છે, પરંતુ અલગ CrN તબક્કા તરીકે નહીં. અન્ય અભ્યાસો દર્શાવે છે કે (Tix,Cr1-x)N કોટિંગ્સમાં Ti અણુઓને સીધા બદલતા Cr અણુઓની સંખ્યા મર્યાદિત છે, અને બાકીના Cr સિંગલ સ્થિતિમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે અથવા N સાથે સંયોજનો બનાવે છે. પ્રાયોગિક પરિણામો દર્શાવે છે કે કોટિંગમાં Cr ઉમેરવાથી સપાટીના કણોનું કદ ઘટે છે અને કઠિનતા વધે છે, અને જ્યારે Cr ની દળ ટકાવારી 3l% સુધી પહોંચે છે ત્યારે કોટિંગની કઠિનતા તેના ઉચ્ચતમ મૂલ્ય સુધી પહોંચે છે, પરંતુ કોટિંગનો આંતરિક તણાવ પણ તેના મહત્તમ મૂલ્ય સુધી પહોંચે છે.

૩, અન્ય કોટિંગ સ્તર

સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા TiN કોટિંગ્સ ઉપરાંત, ગિયર સપાટીને મજબૂત બનાવવા માટે ઘણા વિવિધ એન્જિનિયરિંગ સિરામિક્સનો ઉપયોગ થાય છે.

(1) જાપાનના વાય. ટેરાઉચી અને અન્યોએ બાષ્પ નિક્ષેપ પદ્ધતિ દ્વારા ટાઇટેનિયમ કાર્બાઇડ અથવા ટાઇટેનિયમ નાઇટ્રાઇડ સિરામિક ગિયર્સના ઘર્ષણના ઘર્ષણ સામે પ્રતિકારનો અભ્યાસ કર્યો. કોટિંગ પહેલાં સપાટીની કઠિનતા લગભગ HV720 અને સપાટીની 2.4 μm ની ખરબચડીતા પ્રાપ્ત કરવા માટે ગિયર્સને કાર્બ્યુરાઇઝ અને પોલિશ કરવામાં આવ્યા હતા, અને સિરામિક કોટિંગ્સ ટાઇટેનિયમ કાર્બાઇડ માટે રાસાયણિક વરાળ નિક્ષેપન (CVD) અને ટાઇટેનિયમ નાઇટ્રાઇડ માટે ભૌતિક વરાળ નિક્ષેપન (PVD) દ્વારા તૈયાર કરવામાં આવ્યા હતા, જેની સિરામિક ફિલ્મ જાડાઈ લગભગ 2 μm હતી. તેલ અને સૂકા ઘર્ષણની હાજરીમાં ઘર્ષણના ઘર્ષણ ગુણધર્મોની તપાસ કરવામાં આવી હતી. એવું જાણવા મળ્યું હતું કે સિરામિક સાથે કોટિંગ કર્યા પછી ગિયર વાઇસના ગેલિંગ પ્રતિકાર અને સ્ક્રેચ પ્રતિકારમાં નોંધપાત્ર વધારો થયો હતો.

(2) રાસાયણિક રીતે કોટેડ Ni-P અને TiN નું સંયુક્ત કોટિંગ Ni-P ને ટ્રાન્ઝિશન લેયર તરીકે પ્રી-કોટિંગ કરીને અને પછી TiN જમા કરીને તૈયાર કરવામાં આવ્યું હતું. અભ્યાસ દર્શાવે છે કે આ સંયુક્ત કોટિંગની સપાટીની કઠિનતા ચોક્કસ હદ સુધી સુધારી દેવામાં આવી છે, અને કોટિંગ સબસ્ટ્રેટ સાથે વધુ સારી રીતે બંધાયેલ છે અને તેમાં વધુ સારી રીતે વસ્ત્રો પ્રતિકાર છે.

(૩) WC/C, B4C પાતળી ફિલ્મ
જાપાન ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ ટેકનોલોજીના મિકેનિકલ એન્જિનિયરિંગ વિભાગના એમ. મુરાકાવા અને અન્ય લોકોએ ગિયર્સની સપાટી પર WC/C પાતળી ફિલ્મ જમા કરવા માટે PVD ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કર્યો હતો, અને તેલ-મુક્ત લ્યુબ્રિકેશન પરિસ્થિતિઓમાં તેની સર્વિસ લાઇફ સામાન્ય ક્વેન્ચ્ડ અને ગ્રાઉન્ડ ગિયર્સ કરતા ત્રણ ગણી હતી. ફ્રાન્ઝ જે અને અન્યોએ FEZ-A અને FEZ-C ગિયર્સની સપાટી પર WC/C અને B4C પાતળી ફિલ્મ જમા કરવા માટે PVD ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કર્યો હતો, અને પ્રયોગ દર્શાવે છે કે PVD કોટિંગથી ગિયર ઘર્ષણમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો થયો છે, ગિયર ગરમ ગ્લુઇંગ અથવા ગ્લુઇંગ માટે ઓછું સંવેદનશીલ બન્યું છે, અને ગિયરની લોડ-બેરિંગ ક્ષમતામાં સુધારો થયો છે.

(૪) સીઆરએન ફિલ્મો
CrN ફિલ્મો TiN ફિલ્મો જેવી જ હોય ​​છે કારણ કે તેમાં વધુ કઠિનતા હોય છે, અને CrN ફિલ્મો TiN કરતાં ઉચ્ચ તાપમાનના ઓક્સિડેશન માટે વધુ પ્રતિરોધક હોય છે, તેમાં વધુ સારી કાટ પ્રતિકાર હોય છે, TiN ફિલ્મો કરતાં ઓછી આંતરિક તાણ હોય છે, અને પ્રમાણમાં સારી કઠિનતા હોય છે. ચેન લિંગ અને અન્ય લોકોએ HSS ની સપાટી પર ઉત્તમ ફિલ્મ-આધારિત બંધન સાથે વસ્ત્રો-પ્રતિરોધક TiAlCrN/CrN સંયુક્ત ફિલ્મ તૈયાર કરી, અને મલ્ટિલેયર ફિલ્મના ડિસલોકેશન સ્ટેકીંગ સિદ્ધાંતનો પણ પ્રસ્તાવ મૂક્યો, જો બે સ્તરો વચ્ચે ડિસલોકેશન ઊર્જા તફાવત મોટો હોય, તો એક સ્તરમાં થતા ડિસલોકેશનને બીજા સ્તરમાં તેના ઇન્ટરફેસને પાર કરવું મુશ્કેલ બનશે, આમ ઇન્ટરફેસ પર ડિસલોકેશન સ્ટેકીંગ બનશે અને સામગ્રીને મજબૂત બનાવવાની ભૂમિકા ભજવશે. ઝોંગ બિન અને તેઓએ CrNx ફિલ્મોના તબક્કા માળખા અને ઘર્ષણ વસ્ત્રો ગુણધર્મો પર નાઇટ્રોજન સામગ્રીની અસરનો અભ્યાસ કર્યો, અને અભ્યાસ દર્શાવે છે કે ફિલ્મોમાં Cr2N (211) વિવર્તન શિખર ધીમે ધીમે નબળું પડ્યું અને CrN (220) શિખર ધીમે ધીમે N2 સામગ્રીમાં વધારા સાથે વધ્યું, ફિલ્મ સપાટી પરના મોટા કણો ધીમે ધીમે ઘટ્યા અને સપાટી સપાટ થવા લાગી. જ્યારે N2 વાયુમિશ્રણ 25 મિલી/મિનિટ હતું (લક્ષ્ય સ્ત્રોત ચાપ પ્રવાહ 75 A હતો), ત્યારે જમા થયેલ CrN ફિલ્મમાં સારી સપાટી ગુણવત્તા, સારી કઠિનતા અને ઉત્તમ વસ્ત્રો પ્રતિકાર હોય છે જ્યારે N2 વાયુમિશ્રણ 25 મિલી/મિનિટ હોય છે (લક્ષ્ય સ્ત્રોત ચાપ પ્રવાહ 75A છે, નકારાત્મક દબાણ 100V છે).

(5) સુપરહાર્ડ ફિલ્મ
સુપરહાર્ડ ફિલ્મ એ 40GPa કરતા વધુ કઠિનતા, ઉત્તમ વસ્ત્રો પ્રતિકાર, ઉચ્ચ તાપમાન પ્રતિકાર અને ઓછા ઘર્ષણ ગુણાંક અને ઓછા થર્મલ વિસ્તરણ ગુણાંક, મુખ્યત્વે આકારહીન હીરા ફિલ્મ અને CN ફિલ્મ ધરાવતી નક્કર ફિલ્મ છે. આકારહીન હીરા ફિલ્મોમાં આકારહીન ગુણધર્મો હોય છે, લાંબા અંતરની ક્રમબદ્ધ રચના હોતી નથી, અને તેમાં મોટી સંખ્યામાં CC ટેટ્રાહેડ્રલ બોન્ડ હોય છે, તેથી તેમને ટેટ્રાહેડ્રલ આકારહીન કાર્બન ફિલ્મ પણ કહેવામાં આવે છે. આકારહીન કાર્બન ફિલ્મના એક પ્રકાર તરીકે, હીરા જેવા કોટિંગ (DLC) માં હીરા જેવા ઘણા ઉત્તમ ગુણધર્મો છે, જેમ કે ઉચ્ચ થર્મલ વાહકતા, ઉચ્ચ કઠિનતા, ઉચ્ચ સ્થિતિસ્થાપક મોડ્યુલસ, થર્મલ વિસ્તરણનો ઓછો ગુણાંક, સારી રાસાયણિક સ્થિરતા, સારી વસ્ત્રો પ્રતિકાર અને ઓછો ઘર્ષણ ગુણાંક. એવું દર્શાવવામાં આવ્યું છે કે ગિયર સપાટી પર હીરા જેવી ફિલ્મોનું કોટિંગ સેવા જીવન 6 ના પરિબળથી વધારી શકે છે અને થાક પ્રતિકારમાં નોંધપાત્ર સુધારો કરી શકે છે. CN ફિલ્મો, જેને આકારહીન કાર્બન-નાઇટ્રોજન ફિલ્મો તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તેમાં β-Si3N4 સહસંયોજક સંયોજનો જેવી જ સ્ફટિક રચના હોય છે અને તેને β-C3N4 તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે. લિયુ અને કોહેન એટ અલ. પ્રથમ-પ્રકૃતિ સિદ્ધાંતમાંથી સ્યુડોપોટેન્શિયલ બેન્ડ ગણતરીઓનો ઉપયોગ કરીને સખત સૈદ્ધાંતિક ગણતરીઓ કરી, પુષ્ટિ કરી કે β-C3N4 માં મોટી બંધનકર્તા ઊર્જા છે, એક સ્થિર યાંત્રિક માળખું છે, ઓછામાં ઓછી એક પેટા-સ્થિર સ્થિતિ અસ્તિત્વમાં હોઈ શકે છે, અને તેનું સ્થિતિસ્થાપક મોડ્યુલસ હીરા સાથે તુલનાત્મક છે, સારા ગુણધર્મો સાથે, જે સપાટીની કઠિનતા અને સામગ્રીના વસ્ત્રો પ્રતિકારને અસરકારક રીતે સુધારી શકે છે અને ઘર્ષણ ગુણાંક ઘટાડી શકે છે.

(6) અન્ય એલોય વસ્ત્રો-પ્રતિરોધક કોટિંગ સ્તર
કેટલાક એલોય વસ્ત્રો-પ્રતિરોધક કોટિંગ્સને ગિયર્સ પર પણ લાગુ કરવાનો પ્રયાસ કરવામાં આવ્યો છે, ઉદાહરણ તરીકે, 45# સ્ટીલ ગિયર્સની દાંતની સપાટી પર Ni-P-Co એલોય સ્તરનું નિક્ષેપણ એ અલ્ટ્રા-ફાઇન ગ્રેઇન ઓર્ગેનાઇઝેશન મેળવવા માટે એક એલોય સ્તર છે, જે તેનું જીવન 1.144~1.533 ગણું વધારી શકે છે. એવું પણ અભ્યાસ કરવામાં આવ્યું છે કે Cu-Cr-P એલોય કાસ્ટ આયર્ન ગિયરની દાંતની સપાટી પર Cu મેટલ લેયર અને Ni-W એલોય કોટિંગ લાગુ કરવામાં આવે છે જેથી તેની મજબૂતાઈમાં સુધારો થાય; HT250 કાસ્ટ આયર્ન ગિયરની દાંતની સપાટી પર Ni-W અને Ni-Co એલોય કોટિંગ લાગુ કરવામાં આવે છે જેથી અનકોટેડ ગિયરની તુલનામાં વસ્ત્રો પ્રતિકાર 4~6 ગણો વધે.