Efa an-taonany maro no nampiharina ny teknolojia fametrahana PVD ho toy ny teknolojia fanovana ety ivelany vaovao, indrindra ny teknolojia fanosorana ion banga, izay nahazo fivoarana lehibe tato anatin'ny taona vitsivitsy ary ampiasaina betsaka amin'ny fitsaboana fitaovana, lasitra, peratra piston, kodiarana ary singa hafa. Ny kodiarana voarakotra nomanina tamin'ny teknolojia fanosorana ion banga dia afaka mampihena be ny coefficient friction, manatsara ny fanoherana ny fikikisana sy ny fanoherana ny harafesina sasany, ary lasa ivon'ny fikarohana sy toerana mafana amin'ny sehatry ny teknolojia fanamafisana ny ety ivelany.
Ny akora mahazatra ampiasaina amin'ny kodiaran-jiro dia vy voatetika, vy voarendrika, vy voarendrika, metaly tsy ferrous (varahina, aliminioma) ary plastika. Ny vy dia vy 45, 35SiMn, 40Cr, 40CrNi, 40MnB, 38CrMoAl indrindra. Ny vy ambany karbônina dia ampiasaina indrindra amin'ny 20Cr, 20CrMnTi, 20MnB, 20CrMnTo. Ny vy voarendrika dia ampiasaina betsaka kokoa amin'ny kodiaran-jiro noho ny fahombiazany tsara kokoa, raha ny vy voarendrika kosa dia matetika ampiasaina amin'ny fanamboarana kodiaran-jiro manana savaivony > 400mm sy rafitra sarotra. Ny kodiaran-jiro vy dia tsy mora miraikitra sy tsy mora miraikitra, saingy tsy mora vaky sy simba, indrindra ho an'ny asa maharitra, tsy dia haingam-pandeha na lehibe ary sarotra endrika ny heriny, afaka miasa raha tsy misy menaka fanosotra, mety amin'ny fifindrana misokatra. Ny metaly tsy vy ampiasaina matetika dia varahina firapotsy, varahina aliminioma-vy ary firaka aliminioma, izay matetika ampiasaina amin'ny fanamboarana turbine na kodiaran-drivotra, saingy tsy dia tsara ny toetrany mihetsika sy manohitra ny fikikisana, ho an'ny kodiaran-drivotra maivana, antonony ary miadana ihany. Ny kodiaran-drivotra tsy metaly dia ampiasaina indrindra amin'ny sehatra sasany misy fepetra manokana, toy ny fanosorana tsy misy menaka sy ny fahatokisana avo lenta. Ny sehatry ny toe-javatra toy ny fahalotoan'ny rivotra ambany, toy ny fitaovana an-trano, fitaovana ara-pitsaboana, milina sakafo ary milina lamba.
Fitaovana fandokoana fitaovana
Ireo fitaovana seramika injeniera dia fitaovana tena mampanantena miaraka amin'ny tanjaka sy hamafin'ny avo, indrindra fa ny fanoherana ny hafanana tsara, ny conductivity mafana ambany sy ny fivelarana mafana, ny fanoherana ny fikikisana avo ary ny fanoherana ny oksidasiona. Maro ny fanadihadiana no naneho fa ny fitaovana seramika dia mahatohitra hafanana ary tsy dia mikikisana loatra amin'ny metaly. Noho izany, ny fampiasana fitaovana seramika ho solon'ny metaly ho an'ny faritra mahatohitra fikikisana dia afaka manatsara ny androm-piainan'ny sub friction, afaka mahafeno ny fepetra sasany amin'ny fitaovana mahatohitra ny hafanana avo sy ny fikikisana avo, ny asa maro ary ny fepetra sarotra hafa. Amin'izao fotoana izao, ny fitaovana seramika injeniera dia ampiasaina amin'ny fanamboarana faritra mahatohitra ny hafanana amin'ny motera, ny fifindran'ny mekanika amin'ny faritra mikikisana, ny fitaovana simika amin'ny faritra mahatohitra ny harafesina ary ny faritra famehezana, izay mampiseho hatrany ny fampiasana betsaka ny fitaovana seramika.
Ireo firenena mandroso toa an'i Alemaina, Japon, Etazonia, Royaume-Uni ary firenena hafa dia manome lanja lehibe ny fampandrosoana sy ny fampiharana ny fitaovana seramika injeniera, ka mampiasa vola sy mpiasa betsaka mba hampivelarana ny teoria momba ny fanodinana sy ny teknolojian'ny seramika injeniera. Nanomboka fandaharan'asa antsoina hoe "SFB442" i Alemaina, izay ny tanjony dia ny hampiasa teknolojia PVD mba hamoronana sarimihetsika mety tsara eo amin'ny velaran'ny faritra mba hanoloana ny fitaovana fanosotra mety hanimba ny tontolo iainana sy ny vatan'olombelona. Nampiasa ny famatsiam-bola avy amin'ny SFB442 i PW Gold sy ny hafa any Alemaina mba hampiharana ny teknolojia PVD hametrahana sarimihetsika manify eo amin'ny velaran'ny "rolling bearings" ary nahita fa nihatsara be ny fahombiazan'ny "rolling bearings" ary afaka manolo tanteraka ny asan'ny "additives" manohitra ny fikikisana tafahoatra ireo sarimihetsika napetraka eo amin'ny velarany. Nampiasa ny teknolojia PVD i Joachim, Franz et al. any Alemaina mba hanomanana sarimihetsika WC/C izay mampiseho toetra tsara manohitra ny havizanana, ambony noho ny an'ny "lubricants" misy "additives" EP, vokatra izay manome fahafahana hanolo ireo additives manimba amin'ny "coatings". E. Lugscheider et al. avy amin'ny Institute of Materials Science, Technical University of Aachen, Alemaina, miaraka amin'ny famatsiam-bola avy amin'ny DFG (GermanResearch Commission), dia naneho fitomboana lehibe amin'ny fanoherana ny havizanana taorian'ny fametrahana sarimihetsika mety amin'ny vy 100Cr6 amin'ny fampiasana teknolojia PVD. Ankoatra izany, i Etazonia Nanomboka nampiasa ny sarimihetsika fametrahana ny ety ambonin'ny fiara karazana VolvoS80Turbo ny General Motors mba hanatsarana ny fanoherana ny harerahana; namoaka ny anarana hoe sarimihetsika fametrahana ny ety ambonin'ny fiara ES200 ny orinasa Timken malaza; niseho tany Alemaina ny marika voasoratra anarana MAXIT gear coating; misy ihany koa ny marika voasoratra anarana Graphit-iC sy Dymon-iC any Angletera.
Amin'ny maha-piesy fanolo manan-danja amin'ny fifindrana mekanika azy, ny kodiarana dia mitana anjara toerana lehibe eo amin'ny indostria, noho izany dia tena manan-danja tokoa ny mandinika ny fampiharana ny fitaovana seramika amin'ny kodiarana. Amin'izao fotoana izao, ireto manaraka ireto no karazana seramika injeniera ampiharina amin'ny kodiarana.
1. Sosona TiN
1. TiN
Ny sosona seramika TiN misy sosona ion dia iray amin'ireo sosona novaina be mpampiasa indrindra amin'ny velarana misy hamafiny avo, tanjaka miraikitra avo, coefficient friction ambany, fanoherana harafesina tsara, sns. Efa nampiasaina betsaka tamin'ny sehatra isan-karazany izy io, indrindra amin'ny indostrian'ny fitaovana sy bobongolo. Ny antony lehibe mahatonga ny fampiharana ny sosona seramika amin'ny kodiarana dia ny olana amin'ny fifamatorana eo amin'ny sosona seramika sy ny substrate. Satria sarotra kokoa ny fepetra fiasan'ny kodiarana noho ny an'ny fitaovana sy bobongolo, dia voafetra be ny fampiharana ny sosona TiN tokana amin'ny fitsaboana ny velaran'ny kodiarana. Na dia manana tombony amin'ny hamafiny avo aza ny sosona seramika, coefficient friction ambany ary fanoherana harafesina, dia mora vaky sy sarotra ny mahazo sosona matevina kokoa, ka mila hamafiny avo sy substrate matanjaka avo mba hanohanana ny sosona mba hilalaovana ny toetrany. Noho izany, ny sosona seramika dia ampiasaina indrindra amin'ny velaran'ny vy karbida sy haingam-pandeha. Malemy ny fitaovana ampiasaina amin'ny fitaovana seramika raha oharina amin'ny fitaovana seramika, ary lehibe ny fahasamihafana misy eo amin'ny toetran'ny substrate sy ny coating, ka ratsy ny fitambaran'ny coating sy ny substrate, ary tsy ampy hanohanana ny coating ny coating, ka mahatonga ny coating ho mora latsaka mandritra ny fampiasana azy, tsy vitan'ny hoe tsy afaka mampiasa ny tombony azo avy amin'ny coating seramika, fa ny poti-coating seramika izay latsaka dia hiteraka fikikisana amin'ny gear, ka manafaingana ny fahaverezan'ny fikikisana amin'ny gear. Ny vahaolana ankehitriny dia ny fampiasana teknolojia fitsaboana ambonin'ny composite mba hanatsarana ny fifamatorana misy eo amin'ny seramika sy ny substrate. Ny teknolojia fitsaboana ambonin'ny composite dia manondro ny fampifangaroana ny coating fametrahana etona ara-batana sy ny dingana fitsaboana ambonin'ny hafa na coatings, mampiasa ambonin'ny tany/ambany tany roa misaraka mba hanovana ny velaran'ny fitaovana substrate mba hahazoana toetra mekanika composite izay tsy azo tratrarina amin'ny dingana fitsaboana ambonin'ny tany tokana. Ny coating composite TiN napetraky ny ion nitriding sy PVD dia iray amin'ireo coating composite be fikarohana indrindra. Ny substrate nitriding plasma sy ny coating composite seramika TiN dia manana fifamatorana matanjaka ary mihatsara be ny fanoherana ny fikikisana.
Ny hatevin'ny sosona sarimihetsika TiN tsara indrindra miaraka amin'ny fanoherana ny fikikisana sy ny fifamatorana fototra sarimihetsika dia eo amin'ny 3~4μm eo ho eo. Raha latsaky ny 2μm ny hatevin'ny sosona sarimihetsika, dia tsy hihatsara be ny fanoherana ny fikikisana. Raha mihoatra ny 5μm ny hatevin'ny sosona sarimihetsika, dia hihena ny fifamatorana fototra sarimihetsika.
2, sosona maro, sosona maro, TiN coating
Miaraka amin'ny fampiharana miandalana sy miely patrana ny fandrakofana TiN, dia mihamaro hatrany ny fikarohana momba ny fomba hanatsarana sy hanatsarana ny fandrakofana TiN. Tato anatin'ny taona vitsivitsy, dia nisy fandrakofana singa maro sy fandrakofana sosona maro novolavolaina mifototra amin'ny fandrakofana TiN roa sosona, toy ny Ti-CN, Ti-CNB, Ti-Al-N, Ti-BN, (Tix,Cr1-x)N, TiN/Al2O3, sns. Amin'ny alàlan'ny fanampiana singa toy ny Al sy Si amin'ny fandrakofana TiN, dia azo hatsaraina ny fanoherana ny oksidasiona amin'ny mari-pana avo sy ny hamafin'ny fandrakofana, raha toa kosa ny fanampiana singa toy ny B dia afaka manatsara ny hamafin'ny fandrakofana sy ny tanjaky ny fifikirana.
Noho ny fahasarotan'ny firafitry ny singa maro samihafa, dia misy adihevitra maro ato amin'ity fandalinana ity. Ao amin'ny fandalinana ny sosona maro samihafa (Tix,Cr1-x)N, dia misy adihevitra lehibe momba ny valin'ny fikarohana. Misy olona mino fa ny sosona (Tix,Cr1-x)N dia mifototra amin'ny TiN, ary ny Cr dia tsy afaka misy afa-tsy amin'ny endrika vahaolana mivaingana soloina ao amin'ny TiN dot matrix, fa tsy amin'ny endrika dingana CrN misaraka. Ny fandalinana hafa dia mampiseho fa voafetra ny isan'ny atôma Cr izay manolo mivantana ny atôma Ti ao amin'ny sosona (Tix,Cr1-x)N, ary ny Cr sisa dia misy amin'ny toetry ny singa tokana na mamorona fitambarana amin'ny N. Ny valin'ny fanandramana dia mampiseho fa ny fanampiana Cr amin'ny sosona dia mampihena ny haben'ny poti-javatra ety ambonin'ny tany ary mampitombo ny hamafin'ny sosona, ary ny hamafin'ny sosona dia mahatratra ny sandany ambony indrindra rehefa mahatratra 3l% ny isan-jaton'ny lanjan'ny Cr, fa ny fihenjanana anatiny amin'ny sosona dia mahatratra ny sandany ambony indrindra ihany koa.
3. Sosona hafa
Ankoatra ireo sosona TiN ampiasaina matetika, dia seramika injeniera maro samihafa no ampiasaina amin'ny fanamafisana ny velaran'ny fitaovana.
(1) Y. Terauchi et al. avy any Japon dia nandalina ny fanoherana ny fikikisana amin'ny fikikisana amin'ny alalan'ny fomba fametrahana etona amin'ny alalan'ny fampiasana ny fomba fametrahana etona amin'ny kodiarana seramika vita amin'ny titane karbida na titane nitrida. Nokapohina sy nolokoina ny kodiarana mba hahazoana hamafin'ny ambonin'ny HV720 eo ho eo sy harafesina 2.4 μm alohan'ny handrakofana azy, ary ny fandrakofana seramika dia nomanina tamin'ny alalan'ny fametrahana etona simika (CVD) ho an'ny titane karbida sy tamin'ny alalan'ny fametrahana etona ara-batana (PVD) ho an'ny titane nitrida, miaraka amin'ny hatevin'ny sarimihetsika seramika eo amin'ny 2 μm eo ho eo. Nodinihina ny toetran'ny fikikisana amin'ny alalan'ny menaka sy ny fikikisana maina. Hita fa nihatsara be ny fanoherana ny fikikisana sy ny fikikisana amin'ny kodiarana rehefa avy norakofana seramika.
(2) Ny sosona mifangaro amin'ny Ni-P sy TiN voarakotra simika dia nomanina tamin'ny alàlan'ny fanosorana mialoha ny Ni-P ho toy ny sosona tetezamita ary avy eo nametraka ny TiN. Ny fanadihadiana dia mampiseho fa ny hamafin'ny velaran'ity sosona mifangaro ity dia nihatsara tamin'ny ambaratonga sasany, ary ny sosona dia mifamatotra tsara kokoa amin'ny substrate ary manana fanoherana tsara kokoa ny fikikisana.
(3) WC/C, sarimihetsika manify B4C
Nampiasa teknolojia PVD i M. Murakawa et al., Departemantan'ny Injeniera Mekanika, Japan Institute of Technology, mba hametrahana sarimihetsika manify WC/C eo amin'ny velaran'ny kodiaran-jiro, ary ny androm-piainany dia intelo noho ny an'ny kodiaran-jiro mahazatra efa maty sy voatoto amin'ny fepetra fanosorana tsy misy menaka. Nampiasa teknolojia PVD i Franz J et al. mba hametrahana sarimihetsika manify WC/C sy B4C eo amin'ny velaran'ny kodiaran-jiro FEZ-A sy FEZ-C, ary nasehon'ny andrana fa ny coating PVD dia nampihena be ny fikikisana ny kodiaran-jiro, nahatonga ny kodiaran-jiro tsy dia mora voapetaka na voapetaka mafana, ary nanatsara ny fahafahan'ny kodiaran-jiro mitondra enta-mavesatra.
(4) Sarimihetsika CrN
Mitovy amin'ny sarimihetsika TiN ny sarimihetsika CrN satria mafy kokoa izy ireo, ary ny sarimihetsika CrN dia mahatohitra kokoa ny oksidasiona amin'ny mari-pana avo noho ny TiN, manana fanoherana harafesina tsara kokoa, tsindry anatiny ambany kokoa noho ny sarimihetsika TiN, ary somary matanjaka kokoa. Nanomana sarimihetsika TiAlCrN/CrN mahatohitra fikikisana miaraka amin'ny fifamatorana miorina amin'ny sarimihetsika tsara indrindra eo amin'ny velaran'ny HSS i Chen Ling et al., ary nanolotra ihany koa ny teoria momba ny dislocation stacking amin'ny sarimihetsika multilayer. Raha lehibe ny fahasamihafan'ny angovo dislocation eo amin'ny sosona roa, dia ho sarotra ny miampita ny interface-ny amin'ny sosona iray mankany amin'ny sosona iray hafa, ka mamorona dislocation stacking eo amin'ny interface ary mitana ny anjara asan'ny fanamafisana ny fitaovana. Zhong Bin et al. dia nandalina ny fiantraikan'ny votoatin'ny azota amin'ny rafitra phase sy ny toetran'ny frictional wear amin'ny sarimihetsika CrNx, ary ny fanadihadiana dia naneho fa nihena tsikelikely ny tendron'ny diffraction Cr2N (211) tao amin'ny sarimihetsika ary nihatsara tsikelikely ny tendron'ny CrN (220) niaraka tamin'ny fitomboan'ny votoatin'ny N2, nihena tsikelikely ny poti-javatra lehibe teo amin'ny velaran'ny sarimihetsika ary nirona ho fisaka ny velarana. Rehefa 25 ml/min ny fidiran'ny rivotra N2 (75 A ny herinaratra loharano kendrena, dia tsara ny kalitaon'ny ety ivelany, mafy tsara ary mahatohitra ny fikikisana tsara ny sarimihetsika CrN napetraka rehefa 25ml/min ny fidiran'ny rivotra N2 (75A ny herinaratra loharano kendrena, 100V ny tsindry ratsy).
(5) Sarimihetsika mafy be
Ny sarimihetsika mafy dia sarimihetsika mafy orina izay mihoatra ny 40GPa ny hamafiny, mahatohitra ny fikikisana tsara, mahatohitra ny mari-pana avo ary manana coefficient friction ambany ary coefficient expansion mafana ambany, indrindra ny sarimihetsika diamondra amorphous sy ny sarimihetsika CN. Ny sarimihetsika diamondra amorphous dia manana toetra amorphous, tsy misy rafitra milamina lavitra, ary misy fatorana tetrahedral CC maro, ka antsoina koa hoe sarimihetsika karbônina amorphous tetrahedral. Amin'ny maha-karazana sarimihetsika karbônina amorphous azy, ny coating toy ny diamondra (DLC) dia manana toetra tsara maro mitovy amin'ny diamondra, toy ny conductivity mafana avo lenta, hamafiny avo lenta, modulus elastic avo lenta, coefficient expansion mafana ambany, fahamarinan-toerana simika tsara, mahatohitra ny fikikisana tsara ary coefficient friction ambany. Hita fa ny coating sarimihetsika toy ny diamondra amin'ny velaran'ny fitaovana dia afaka manalava ny androm-piainan'ny serivisy amin'ny in-6 ary manatsara be ny fanoherana ny harerahana. Ny sarimihetsika CN, fantatra ihany koa amin'ny hoe sarimihetsika karbônina-azôta amorphous, dia manana rafitra kristaly mitovy amin'ny an'ny β-Si3N4 covalent compounds ary fantatra ihany koa amin'ny hoe β-C3N4. Liu sy Cohen et al. Nanao kajy teorika hentitra tamin'ny fampiasana kajy pseudopotential band avy amin'ny fitsipiky ny natiora voalohany, nanamafy fa ny β-C3N4 dia manana angovo mifamatotra lehibe, rafitra mekanika marin-toerana, farafahakeliny fanjakana tsy marin-toerana iray, ary ny modulus elastika dia azo ampitahaina amin'ny diamondra, miaraka amin'ny toetra tsara, izay afaka manatsara tsara ny hamafin'ny ety ambonin'ny fitaovana sy ny fanoherana ny fikikisana ary mampihena ny coefficient friction.
(6) Sosona hafa tsy mora simba amin'ny firaka
Efa nosedraina ihany koa ny fampiasana sosona vy tsy mora simba amin'ny fikikisana, ohatra, ny fametrahana sosona vy Ni-P-Co eo amin'ny velaran'ny nifin'ny vy 45# dia sosona vy mba hahazoana fandaminana tsara dia tsara, izay afaka manalava ny androm-piainany hatramin'ny 1.144 ~ 1.533 heny. Nodinihina ihany koa fa ny sosona metaly Cu sy ny sosona vy Ni-W dia ampiharina amin'ny velaran'ny nifin'ny vy Cu-Cr-P mba hanatsarana ny tanjany; Ny sosona vy Ni-W sy Ni-Co dia ampiharina amin'ny velaran'ny nifin'ny vy HT250 mba hanatsarana ny fanoherana ny fikikisana in-4 ~ 6 raha oharina amin'ny vy tsy voarakotra.
Fotoana fandefasana: 07 Novambra 2022