ഗിയർ കോട്ടിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യ

PVD ഡിപ്പോസിഷൻ സാങ്കേതികവിദ്യ വർഷങ്ങളായി ഒരു പുതിയ ഉപരിതല പരിഷ്കരണ സാങ്കേതികവിദ്യയായി പരിശീലിച്ചുവരുന്നു, പ്രത്യേകിച്ച് വാക്വം അയോൺ കോട്ടിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യ, സമീപ വർഷങ്ങളിൽ വലിയ വികസനം നേടിയിട്ടുണ്ട്, ഇപ്പോൾ ഉപകരണങ്ങൾ, അച്ചുകൾ, പിസ്റ്റൺ വളയങ്ങൾ, ഗിയറുകൾ, മറ്റ് ഘടകങ്ങൾ എന്നിവയുടെ ചികിത്സയിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. വാക്വം അയോൺ കോട്ടിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിച്ച് തയ്യാറാക്കിയ പൂശിയ ഗിയറുകൾക്ക് ഘർഷണ ഗുണകം ഗണ്യമായി കുറയ്ക്കാനും, ആന്റി-വെയർ, ചില ആന്റി-കോറഷൻ എന്നിവ മെച്ചപ്പെടുത്താനും, ഗിയർ ഉപരിതല ശക്തിപ്പെടുത്തൽ സാങ്കേതികവിദ്യയിലെ ഗവേഷണത്തിന്റെ കേന്ദ്രബിന്ദുവും ഹോട്ട് സ്പോട്ടുമായി മാറിയിരിക്കുന്നു.

ഗിയറുകൾക്കായി സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന വസ്തുക്കൾ പ്രധാനമായും ഫോർജ്ഡ് സ്റ്റീൽ, കാസ്റ്റ് സ്റ്റീൽ, കാസ്റ്റ് ഇരുമ്പ്, നോൺ-ഫെറസ് ലോഹങ്ങൾ (ചെമ്പ്, അലുമിനിയം), പ്ലാസ്റ്റിക് എന്നിവയാണ്. സ്റ്റീൽ പ്രധാനമായും 45 സ്റ്റീൽ, 35SiMn, 40Cr, 40CrNi, 40MnB, 38CrMoAl എന്നിവയാണ്. കുറഞ്ഞ കാർബൺ സ്റ്റീൽ പ്രധാനമായും 20Cr, 20CrMnTi, 20MnB, 20CrMnTo എന്നിവയിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു. മികച്ച പ്രകടനം കാരണം ഫോർജ്ഡ് സ്റ്റീൽ ഗിയറുകളിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു, അതേസമയം കാസ്റ്റ് സ്റ്റീൽ സാധാരണയായി 400mm വ്യാസമുള്ളതും സങ്കീർണ്ണമായ ഘടനയുള്ളതുമായ ഗിയറുകൾ നിർമ്മിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു. കാസ്റ്റ് ഇരുമ്പ് ഗിയറുകൾ ഗ്ലൂ, പിറ്റിംഗ് പ്രതിരോധം എന്നിവയെ പ്രതിരോധിക്കുന്നു, എന്നാൽ ആഘാതത്തിന്റെയും വസ്ത്ര പ്രതിരോധത്തിന്റെയും അഭാവം, പ്രധാനമായും സ്ഥിരതയുള്ള ജോലികൾക്ക്, പവർ കുറഞ്ഞ വേഗതയോ വലിയ വലുപ്പമോ സങ്കീർണ്ണമായ ആകൃതിയോ അല്ല, ലൂബ്രിക്കേഷന്റെ അഭാവത്തിന്റെ അവസ്ഥയിൽ പ്രവർത്തിക്കാൻ കഴിയും, തുറന്ന പ്രക്ഷേപണത്തിന് അനുയോജ്യമാണ്. സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന നോൺ-ഫെറസ് ലോഹങ്ങളിൽ ടിൻ വെങ്കലം, അലുമിനിയം-ഇരുമ്പ് വെങ്കലം, കാസ്റ്റിംഗ് അലുമിനിയം അലോയ് എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു, ടർബൈനുകളുടെയോ ഗിയറുകളുടെയോ നിർമ്മാണത്തിൽ സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്നു, എന്നാൽ സ്ലൈഡിംഗ്, ആന്റി-ഫ്രിക്ഷൻ ഗുണങ്ങൾ മോശമാണ്, ലൈറ്റ്, മീഡിയം ലോഡ്, ലോ-സ്പീഡ് ഗിയറുകൾക്ക് മാത്രം. എണ്ണ രഹിത ലൂബ്രിക്കേഷൻ, ഉയർന്ന വിശ്വാസ്യത തുടങ്ങിയ പ്രത്യേക ആവശ്യകതകളുള്ള ചില മേഖലകളിലാണ് നോൺ-മെറ്റാലിക് മെറ്റീരിയൽ ഗിയറുകൾ പ്രധാനമായും ഉപയോഗിക്കുന്നത്. വീട്ടുപകരണങ്ങൾ, മെഡിക്കൽ ഉപകരണങ്ങൾ, ഭക്ഷ്യ യന്ത്രങ്ങൾ, തുണി യന്ത്രങ്ങൾ തുടങ്ങിയ കുറഞ്ഞ മലിനീകരണം പോലുള്ള അവസ്ഥകളുടെ മേഖല.

ഗിയർ കോട്ടിംഗ് വസ്തുക്കൾ

ഉയർന്ന ശക്തിയും കാഠിന്യവും, പ്രത്യേകിച്ച് മികച്ച താപ പ്രതിരോധം, കുറഞ്ഞ താപ ചാലകതയും താപ വികാസവും, ഉയർന്ന വസ്ത്രധാരണ പ്രതിരോധവും ഓക്സിഡേഷൻ പ്രതിരോധവും ഉള്ള വളരെ പ്രതീക്ഷ നൽകുന്ന വസ്തുക്കളാണ് എഞ്ചിനീയറിംഗ് സെറാമിക് വസ്തുക്കൾ. സെറാമിക് വസ്തുക്കൾ സ്വാഭാവികമായും താപ പ്രതിരോധശേഷിയുള്ളതാണെന്നും ലോഹങ്ങളിൽ കുറഞ്ഞ തേയ്മാനം ഉണ്ടെന്നും ധാരാളം പഠനങ്ങൾ തെളിയിച്ചിട്ടുണ്ട്. അതിനാൽ, വസ്ത്രധാരണ പ്രതിരോധശേഷിയുള്ള ഭാഗങ്ങൾക്കായി ലോഹ വസ്തുക്കൾക്ക് പകരം സെറാമിക് വസ്തുക്കൾ ഉപയോഗിക്കുന്നത് ഘർഷണ സബ്സിന്റെ ആയുസ്സ് മെച്ചപ്പെടുത്തും, ഉയർന്ന താപനിലയും ഉയർന്ന വസ്ത്രധാരണ പ്രതിരോധശേഷിയുള്ള വസ്തുക്കളും, മൾട്ടി-ഫങ്ഷണൽ, മറ്റ് കഠിനമായ ആവശ്യകതകളും നിറവേറ്റാൻ കഴിയും. നിലവിൽ, എഞ്ചിൻ ചൂട് പ്രതിരോധശേഷിയുള്ള ഭാഗങ്ങളുടെ നിർമ്മാണത്തിൽ എഞ്ചിനീയറിംഗ് സെറാമിക് വസ്തുക്കൾ ഉപയോഗിച്ചുവരുന്നു, വസ്ത്രധാരണ ഭാഗങ്ങളിൽ മെക്കാനിക്കൽ ട്രാൻസ്മിഷൻ, നാശന പ്രതിരോധശേഷിയുള്ള ഭാഗങ്ങളിലും സീലിംഗ് ഭാഗങ്ങളിലും രാസ ഉപകരണങ്ങൾ, സെറാമിക് വസ്തുക്കളുടെ വിശാലമായ പ്രയോഗ സാധ്യതകൾ കൂടുതലായി കാണിക്കുന്നു.

ജർമ്മനി, ജപ്പാൻ, യുണൈറ്റഡ് സ്റ്റേറ്റ്സ്, യുണൈറ്റഡ് കിംഗ്ഡം തുടങ്ങിയ വികസിത രാജ്യങ്ങൾ എഞ്ചിനീയറിംഗ് സെറാമിക് വസ്തുക്കളുടെ വികസനത്തിനും പ്രയോഗത്തിനും വലിയ പ്രാധാന്യം നൽകുന്നു, എഞ്ചിനീയറിംഗ് സെറാമിക്സിന്റെ പ്രോസസ്സിംഗ് സിദ്ധാന്തവും സാങ്കേതികവിദ്യയും വികസിപ്പിക്കുന്നതിന് ധാരാളം പണവും മനുഷ്യശക്തിയും നിക്ഷേപിക്കുന്നു. ജർമ്മനി “SFB442″” എന്ന ഒരു പരിപാടി ആരംഭിച്ചു, പരിസ്ഥിതിക്കും മനുഷ്യശരീരത്തിനും ഹാനികരമായേക്കാവുന്ന ലൂബ്രിക്കറ്റിംഗ് മീഡിയം മാറ്റിസ്ഥാപിക്കുന്നതിന് ഭാഗങ്ങളുടെ ഉപരിതലത്തിൽ അനുയോജ്യമായ ഒരു ഫിലിം സമന്വയിപ്പിക്കുന്നതിന് PVD സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിക്കുക എന്നതാണ് ഇതിന്റെ ലക്ഷ്യം. റോളിംഗ് ബെയറിംഗുകളുടെ ഉപരിതലത്തിൽ നേർത്ത ഫിലിമുകൾ നിക്ഷേപിക്കുന്നതിന് PVD സാങ്കേതികവിദ്യ പ്രയോഗിക്കുന്നതിന് SFB442-ൽ നിന്നുള്ള ഫണ്ടിംഗ് ജർമ്മനിയിലെ PW ഗോൾഡും മറ്റുള്ളവരും ഉപയോഗിച്ചു, റോളിംഗ് ബെയറിംഗുകളുടെ ആന്റി-വെയർ പ്രകടനം ഗണ്യമായി മെച്ചപ്പെട്ടുവെന്നും ഉപരിതലത്തിൽ നിക്ഷേപിച്ച ഫിലിമുകൾക്ക് അങ്ങേയറ്റത്തെ മർദ്ദം ആന്റി-വെയർ അഡിറ്റീവുകളുടെ പ്രവർത്തനത്തെ പൂർണ്ണമായും മാറ്റിസ്ഥാപിക്കാൻ കഴിയുമെന്നും കണ്ടെത്തി. മികച്ച ആന്റി-ഫയഗ് ഗുണങ്ങൾ പ്രദർശിപ്പിക്കുന്ന WC/C ഫിലിമുകൾ തയ്യാറാക്കാൻ ജർമ്മനിയിലെ ജോക്കിം, ഫ്രാൻസ് തുടങ്ങിയവർ PVD സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിച്ചു, EP അഡിറ്റീവുകൾ അടങ്ങിയ ലൂബ്രിക്കന്റുകളേക്കാൾ ഉയർന്നതാണ്, ഇത് ദോഷകരമായ അഡിറ്റീവുകളെ കോട്ടിംഗുകൾ ഉപയോഗിച്ച് മാറ്റിസ്ഥാപിക്കാനുള്ള സാധ്യതയും നൽകുന്നു. DFG (ജർമ്മൻ ഗവേഷണ കമ്മീഷൻ) യുടെ ധനസഹായത്തോടെ ജർമ്മനിയിലെ ആച്ചെൻ ടെക്നിക്കൽ യൂണിവേഴ്സിറ്റിയിലെ ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് മെറ്റീരിയൽസ് സയൻസിലെ ഇ. ലഗ്ഷൈഡർ തുടങ്ങിയവർ PVD സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിച്ച് 100Cr6 സ്റ്റീലിൽ ഉചിതമായ ഫിലിമുകൾ നിക്ഷേപിച്ചതിന് ശേഷം ക്ഷീണ പ്രതിരോധത്തിൽ ഗണ്യമായ വർദ്ധനവ് പ്രകടമാക്കി. കൂടാതെ, യുണൈറ്റഡ് സ്റ്റേറ്റ്സ് ജനറൽ ക്ഷീണം പിറ്റിംഗ് പ്രതിരോധം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനായി മോട്ടോഴ്‌സ് വോൾവോ എസ് 80 ടർബോ തരം കാർ ഗിയർ സർഫസ് ഡിപ്പോസിഷൻ ഫിലിമിൽ പ്രവർത്തിക്കാൻ തുടങ്ങി; പ്രശസ്ത ടിംകെൻ കമ്പനി ES200 ഗിയർ സർഫസ് ഫിലിം എന്ന പേര് പുറത്തിറക്കി; രജിസ്റ്റർ ചെയ്ത വ്യാപാരമുദ്രയായ മാക്സിറ്റ് ഗിയർ കോട്ടിംഗ് ജർമ്മനിയിൽ പ്രത്യക്ഷപ്പെട്ടു; രജിസ്റ്റർ ചെയ്ത വ്യാപാരമുദ്രകളായ ഗ്രാഫിറ്റ്-ഐസി, ഡൈമോൺ-ഐസി എന്നിവ യഥാക്രമം രജിസ്റ്റർ ചെയ്ത വ്യാപാരമുദ്രകളായ ഗ്രാഫിറ്റ്-ഐസി, ഡൈമോൺ-ഐസി എന്നിവയും യുകെയിൽ ലഭ്യമാണ്.

മെക്കാനിക്കൽ ട്രാൻസ്മിഷന്റെ ഒരു പ്രധാന സ്പെയർ പാർട്സ് എന്ന നിലയിൽ, ഗിയറുകൾ വ്യവസായത്തിൽ ഒരു പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്നു, അതിനാൽ ഗിയറുകളിൽ സെറാമിക് വസ്തുക്കളുടെ പ്രയോഗത്തെക്കുറിച്ച് പഠിക്കുന്നത് വളരെ പ്രധാനപ്പെട്ട പ്രായോഗിക പ്രാധാന്യമുള്ളതാണ്. നിലവിൽ, ഗിയറുകളിൽ പ്രയോഗിക്കുന്ന എഞ്ചിനീയറിംഗ് സെറാമിക്സ് പ്രധാനമായും താഴെ പറയുന്നവയാണ്.

1、TiN കോട്ടിംഗ് പാളി
1, ടിഎൻ

ഉയർന്ന കാഠിന്യം, ഉയർന്ന അഡീഷൻ ശക്തി, കുറഞ്ഞ ഘർഷണ ഗുണകം, നല്ല നാശന പ്രതിരോധം മുതലായവയുള്ള ഏറ്റവും വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ഉപരിതല പരിഷ്കരിച്ച കോട്ടിംഗുകളിൽ ഒന്നാണ് അയോൺ കോട്ടിംഗ് TiN സെറാമിക് പാളി. വിവിധ മേഖലകളിൽ, പ്രത്യേകിച്ച് ടൂൾ, മോൾഡ് വ്യവസായത്തിൽ ഇത് വ്യാപകമായി ഉപയോഗിച്ചുവരുന്നു. ഗിയറുകളിൽ സെറാമിക് കോട്ടിംഗ് പ്രയോഗിക്കുന്നതിനെ ബാധിക്കുന്ന പ്രധാന കാരണം സെറാമിക് കോട്ടിംഗും അടിവസ്ത്രവും തമ്മിലുള്ള ബോണ്ടിംഗ് പ്രശ്നമാണ്. ഗിയറുകളുടെ പ്രവർത്തന സാഹചര്യങ്ങളും സ്വാധീന ഘടകങ്ങളും ഉപകരണങ്ങളുടെയും അച്ചുകളുടെയും പ്രവർത്തനത്തേക്കാൾ വളരെ സങ്കീർണ്ണമായതിനാൽ, ഗിയർ ഉപരിതല ചികിത്സയിൽ ഒരൊറ്റ TiN കോട്ടിംഗ് പ്രയോഗിക്കുന്നത് വളരെയധികം പരിമിതമാണ്. സെറാമിക് കോട്ടിംഗിന് ഉയർന്ന കാഠിന്യം, കുറഞ്ഞ ഘർഷണ ഗുണകം, നാശന പ്രതിരോധം എന്നിവയുടെ ഗുണങ്ങളുണ്ടെങ്കിലും, അത് പൊട്ടുന്നതും കട്ടിയുള്ള ഒരു കോട്ടിംഗ് ലഭിക്കാൻ പ്രയാസവുമാണ്, അതിനാൽ അതിന്റെ സവിശേഷതകൾ നിറവേറ്റുന്നതിന് കോട്ടിംഗിനെ പിന്തുണയ്ക്കുന്നതിന് ഉയർന്ന കാഠിന്യവും ഉയർന്ന ശക്തിയുള്ള ഒരു അടിവസ്ത്രവും ആവശ്യമാണ്. അതിനാൽ, കാർബൈഡിനും ഹൈ-സ്പീഡ് സ്റ്റീൽ പ്രതലത്തിനും സെറാമിക് കോട്ടിംഗ് കൂടുതലും ഉപയോഗിക്കുന്നു. സെറാമിക് മെറ്റീരിയലുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ ഗിയർ മെറ്റീരിയൽ മൃദുവാണ്, കൂടാതെ അടിവസ്ത്രത്തിന്റെയും കോട്ടിംഗിന്റെയും സ്വഭാവം തമ്മിലുള്ള വ്യത്യാസം വലുതാണ്, അതിനാൽ കോട്ടിംഗിന്റെയും അടിവസ്ത്രത്തിന്റെയും സംയോജനം മോശമാണ്, കൂടാതെ കോട്ടിംഗിനെ പിന്തുണയ്ക്കാൻ കോട്ടിംഗ് പര്യാപ്തമല്ല, ഉപയോഗ പ്രക്രിയയിൽ കോട്ടിംഗ് എളുപ്പത്തിൽ വീഴാൻ സഹായിക്കുന്നു, സെറാമിക് കോട്ടിംഗിന്റെ ഗുണങ്ങൾ കളിക്കാൻ കഴിയില്ലെന്ന് മാത്രമല്ല, വീഴുന്ന സെറാമിക് കോട്ടിംഗ് കണികകൾ ഗിയറിൽ ഉരച്ചിലുകൾ ഉണ്ടാക്കുകയും ഗിയറിന്റെ തേയ്മാനം വേഗത്തിലാക്കുകയും ചെയ്യും. സെറാമിക്കും അടിവസ്ത്രവും തമ്മിലുള്ള ബന്ധം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് കോമ്പോസിറ്റ് സർഫസ് ട്രീറ്റ്മെന്റ് സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിക്കുക എന്നതാണ് നിലവിലെ പരിഹാരം. കോമ്പോസിറ്റ് സർഫസ് ട്രീറ്റ്മെന്റ് ടെക്നോളജി ഫിസിക്കൽ വേപ്പർ ഡിപ്പോസിഷൻ കോട്ടിംഗിന്റെയും മറ്റ് ഉപരിതല ട്രീറ്റ്മെന്റ് പ്രക്രിയകളുടെയും അല്ലെങ്കിൽ കോട്ടിംഗുകളുടെയും സംയോജനത്തെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു, രണ്ട് വ്യത്യസ്ത ഉപരിതലങ്ങൾ/ഉപസർഫസുകൾ ഉപയോഗിച്ച് സബ്സ്ട്രേറ്റ് മെറ്റീരിയലിന്റെ ഉപരിതലം പരിഷ്കരിക്കുന്നതിലൂടെ ഒരൊറ്റ ഉപരിതല ചികിത്സ പ്രക്രിയയിലൂടെ നേടാനാകാത്ത സംയോജിത മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ ലഭിക്കുന്നു. അയോൺ നൈട്രൈഡിംഗും പിവിഡിയും ഉപയോഗിച്ച് നിക്ഷേപിച്ച ടിഎൻ കോമ്പോസിറ്റ് കോട്ടിംഗ് ഏറ്റവും കൂടുതൽ ഗവേഷണം നടത്തിയ സംയുക്ത കോട്ടിംഗുകളിൽ ഒന്നാണ്. പ്ലാസ്മ നൈട്രൈഡിംഗ് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റും ടിഎൻ സെറാമിക് കോമ്പോസിറ്റ് കോട്ടിംഗും ശക്തമായ ഒരു ബോണ്ടുള്ളതിനാൽ വസ്ത്ര പ്രതിരോധം ഗണ്യമായി മെച്ചപ്പെട്ടു.

മികച്ച വെയർ റെസിസ്റ്റൻസും ഫിലിം ബേസ് ബോണ്ടിംഗും ഉള്ള TiN ഫിലിം ലെയറിന്റെ ഒപ്റ്റിമൽ കനം ഏകദേശം 3~4μm ആണ്. ഫിലിം ലെയറിന്റെ കനം 2μm-ൽ കുറവാണെങ്കിൽ, വെയർ റെസിസ്റ്റൻസ് കാര്യമായി മെച്ചപ്പെടില്ല. ഫിലിം ലെയറിന്റെ കനം 5μm-ൽ കൂടുതലാണെങ്കിൽ, ഫിലിം ബേസ് ബോണ്ടിംഗ് കുറയും.

2, മൾട്ടി-ലെയർ, മൾട്ടി-ഘടക TiN കോട്ടിംഗ്

TiN കോട്ടിംഗുകളുടെ ക്രമാനുഗതവും വ്യാപകവുമായ പ്രയോഗത്തോടെ, TiN കോട്ടിംഗുകൾ എങ്ങനെ മെച്ചപ്പെടുത്താമെന്നും മെച്ചപ്പെടുത്താമെന്നും കൂടുതൽ കൂടുതൽ ഗവേഷണങ്ങൾ നടക്കുന്നുണ്ട്. സമീപ വർഷങ്ങളിൽ, Ti-CN, Ti-CNB, Ti-Al-N, Ti-BN, (Tix,Cr1-x)N, TiN/Al2O3, തുടങ്ങിയ ബൈനറി TiN കോട്ടിംഗുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി മൾട്ടി-കോമ്പോണന്റ് കോട്ടിംഗുകളും മൾട്ടിലെയർ കോട്ടിംഗുകളും വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്. TiN കോട്ടിംഗുകളിൽ Al, Si പോലുള്ള ഘടകങ്ങൾ ചേർക്കുന്നതിലൂടെ, ഉയർന്ന താപനിലയിലുള്ള ഓക്സീകരണത്തിനും കാഠിന്യത്തിനുമുള്ള പ്രതിരോധം മെച്ചപ്പെടുത്താൻ കഴിയും, അതേസമയം B പോലുള്ള ഘടകങ്ങൾ ചേർക്കുന്നത് കോട്ടിംഗുകളുടെ കാഠിന്യവും അഡീഷൻ ശക്തിയും മെച്ചപ്പെടുത്തും.

മൾട്ടികോമ്പോണന്റ് കോമ്പോസിഷന്റെ സങ്കീർണ്ണത കാരണം, ഈ പഠനത്തിൽ നിരവധി വിവാദങ്ങളുണ്ട്. (Tix,Cr1-x)N മൾട്ടികോമ്പോണന്റ് കോട്ടിംഗുകളെക്കുറിച്ചുള്ള പഠനത്തിൽ, ഗവേഷണ ഫലങ്ങളിൽ വലിയ വിവാദമുണ്ട്. (Tix,Cr1-x)N കോട്ടിംഗുകൾ TiN അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണെന്നും, TiN ഡോട്ട് മാട്രിക്സിൽ Cr മാറ്റിസ്ഥാപിക്കൽ സോളിഡ് ലായനിയുടെ രൂപത്തിൽ മാത്രമേ നിലനിൽക്കാൻ കഴിയൂ എന്നും, പക്ഷേ ഒരു പ്രത്യേക CrN ഘട്ടമായി നിലനിൽക്കില്ലെന്നും ചിലർ വിശ്വസിക്കുന്നു. (Tix,Cr1-x)N കോട്ടിംഗുകളിൽ Ti ആറ്റങ്ങളെ നേരിട്ട് മാറ്റിസ്ഥാപിക്കുന്ന Cr ആറ്റങ്ങളുടെ എണ്ണം പരിമിതമാണെന്നും, ശേഷിക്കുന്ന Cr സിംഗിൾട്ട് അവസ്ഥയിലാണെന്നും അല്ലെങ്കിൽ N ഉള്ള സംയുക്തങ്ങൾ രൂപപ്പെടുത്തുന്നുവെന്നും മറ്റ് പഠനങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു. കോട്ടിംഗിൽ Cr ചേർക്കുന്നത് ഉപരിതല കണിക വലുപ്പം കുറയ്ക്കുകയും കാഠിന്യം വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നുവെന്ന് പരീക്ഷണ ഫലങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു, കൂടാതെ Cr ന്റെ പിണ്ഡ ശതമാനം 3l% എത്തുമ്പോൾ കോട്ടിംഗിന്റെ കാഠിന്യം അതിന്റെ ഏറ്റവും ഉയർന്ന മൂല്യത്തിലെത്തുന്നു, പക്ഷേ കോട്ടിംഗിന്റെ ആന്തരിക സമ്മർദ്ദവും അതിന്റെ പരമാവധി മൂല്യത്തിലെത്തുന്നു.

3, മറ്റ് കോട്ടിംഗ് പാളി

സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന TiN കോട്ടിംഗുകൾക്ക് പുറമേ, ഗിയർ ഉപരിതല ശക്തിപ്പെടുത്തലിനായി നിരവധി വ്യത്യസ്ത എഞ്ചിനീയറിംഗ് സെറാമിക്സുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു.

(1) ജപ്പാനിലെ വൈ. ടെറൗച്ചി തുടങ്ങിയവർ നീരാവി നിക്ഷേപണ രീതി ഉപയോഗിച്ച് നിക്ഷേപിച്ച ടൈറ്റാനിയം കാർബൈഡിന്റെയോ ടൈറ്റാനിയം നൈട്രൈഡ് സെറാമിക് ഗിയറുകളുടെയോ ഘർഷണ തേയ്മാനത്തിനെതിരായ പ്രതിരോധത്തെക്കുറിച്ച് പഠിച്ചു. പൂശുന്നതിന് മുമ്പ് ഏകദേശം HV720 ഉപരിതല കാഠിന്യവും 2.4 μm ഉപരിതല പരുക്കനും കൈവരിക്കുന്നതിനായി ഗിയറുകൾ കാർബറൈസ് ചെയ്ത് മിനുക്കി, ടൈറ്റാനിയം കാർബൈഡിന് കെമിക്കൽ വേപ്പർ ഡിപ്പോസിഷൻ (CVD) ഉപയോഗിച്ചും ടൈറ്റാനിയം നൈട്രൈഡിന് ഫിസിക്കൽ വേപ്പർ ഡിപ്പോസിഷൻ (PVD) ഉപയോഗിച്ചും സെറാമിക് കോട്ടിംഗുകൾ തയ്യാറാക്കി, ഏകദേശം 2 μm സെറാമിക് ഫിലിം കനം ഉണ്ടായിരുന്നു. എണ്ണയുടെയും വരണ്ട ഘർഷണത്തിന്റെയും സാന്നിധ്യത്തിൽ ഘർഷണ തേയ്മാന ഗുണങ്ങൾ യഥാക്രമം പരിശോധിച്ചു. സെറാമിക് പൂശിയതിനുശേഷം ഗിയർ വൈസിന്റെ ഗാലിംഗ് പ്രതിരോധവും സ്ക്രാച്ച് പ്രതിരോധവും ഗണ്യമായി വർദ്ധിച്ചതായി കണ്ടെത്തി.

(2) രാസപരമായി പൂശിയ Ni-P, TiN എന്നിവയുടെ സംയുക്ത കോട്ടിംഗ് തയ്യാറാക്കിയത് Ni-P ഒരു സംക്രമണ പാളിയായി പ്രീ-കോട്ടിങ്ങിലൂടെയും പിന്നീട് TiN നിക്ഷേപിച്ചുമാണ്. ഈ സംയുക്ത കോട്ടിംഗിന്റെ ഉപരിതല കാഠിന്യം ഒരു പരിധിവരെ മെച്ചപ്പെട്ടിട്ടുണ്ടെന്നും, കോട്ടിംഗ് അടിവസ്ത്രവുമായി നന്നായി ബന്ധിപ്പിച്ചിട്ടുണ്ടെന്നും മികച്ച വസ്ത്രധാരണ പ്രതിരോധം ഉണ്ടെന്നും പഠനം കാണിക്കുന്നു.

(3) WC/C, B4C നേർത്ത ഫിലിം
ജപ്പാൻ ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് ടെക്നോളജിയിലെ മെക്കാനിക്കൽ എഞ്ചിനീയറിംഗ് വകുപ്പിലെ എം. മുറകാവ തുടങ്ങിയവർ ഗിയറുകളുടെ ഉപരിതലത്തിൽ WC/C നേർത്ത ഫിലിം നിക്ഷേപിക്കാൻ PVD സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിച്ചു, എണ്ണ രഹിത ലൂബ്രിക്കേഷൻ സാഹചര്യങ്ങളിൽ സാധാരണ ക്വഞ്ച്ഡ്, ഗ്രൗണ്ട് ഗിയറുകളേക്കാൾ മൂന്നിരട്ടി സേവനജീവിതം ഉണ്ടായിരുന്നു. FEZ-A, FEZ-C ഗിയറുകളുടെ ഉപരിതലത്തിൽ WC/C, B4C നേർത്ത ഫിലിം നിക്ഷേപിക്കാൻ ഫ്രാൻസ് ജെ തുടങ്ങിയവർ PVD സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിച്ചു, PVD കോട്ടിംഗ് ഗിയർ ഘർഷണം ഗണ്യമായി കുറയ്ക്കുകയും ഗിയറിനെ ചൂടുള്ള ഗ്ലൂയിംഗിനോ ഗ്ലൂയിംഗിനോ സാധ്യത കുറയ്ക്കുകയും ഗിയറിന്റെ ലോഡ്-ചുമക്കുന്ന ശേഷി മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്തുവെന്ന് പരീക്ഷണം തെളിയിച്ചു.

(4) സിആർഎൻ ഫിലിമുകൾ
CrN ഫിലിമുകൾക്ക് ഉയർന്ന കാഠിന്യം ഉണ്ട്, കൂടാതെ CrN ഫിലിമുകൾക്ക് TiN നെ അപേക്ഷിച്ച് ഉയർന്ന താപനില ഓക്സീകരണത്തെ കൂടുതൽ പ്രതിരോധിക്കാൻ കഴിയും, മികച്ച നാശന പ്രതിരോധം, TiN ഫിലിമുകളേക്കാൾ കുറഞ്ഞ ആന്തരിക സമ്മർദ്ദം, താരതമ്യേന മികച്ച കാഠിന്യം എന്നിവയുണ്ട്. HSS ന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ മികച്ച ഫിലിം അധിഷ്ഠിത ബോണ്ടിംഗ് ഉള്ള ഒരു വെയർ-റെസിസ്റ്റന്റ് TiAlCrN/CrN കോമ്പോസിറ്റ് ഫിലിം ചെൻ ലിംഗ് എറ്റ് തയ്യാറാക്കി, മൾട്ടിലെയർ ഫിലിമിന്റെ ഡിസ്ലോക്കേഷൻ സ്റ്റാക്കിംഗ് സിദ്ധാന്തവും നിർദ്ദേശിച്ചു. രണ്ട് പാളികൾക്കിടയിലുള്ള ഡിസ്ലോക്കേഷൻ ഊർജ്ജ വ്യത്യാസം വലുതാണെങ്കിൽ, ഒരു പാളിയിൽ സംഭവിക്കുന്ന ഡിസ്ലോക്കേഷൻ അതിന്റെ ഇന്റർഫേസിനെ മറ്റൊരു പാളിയിലേക്ക് കടക്കാൻ പ്രയാസമായിരിക്കും, അങ്ങനെ ഇന്റർഫേസിൽ ഡിസ്ലോക്കേഷൻ സ്റ്റാക്കിംഗ് രൂപപ്പെടുത്തുകയും മെറ്റീരിയലിനെ ശക്തിപ്പെടുത്തുന്നതിന്റെ പങ്ക് വഹിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. CrNx ഫിലിമുകളുടെ ഫേസ് ഘടനയിലും ഘർഷണ വസ്ത്ര ഗുണങ്ങളിലും നൈട്രജൻ ഉള്ളടക്കത്തിന്റെ സ്വാധീനം സോങ് ബിൻ എറ്റ് പഠിച്ചു, ഫിലിമുകളിലെ Cr2N (211) ഡിഫ്രാക്ഷൻ പീക്ക് ക്രമേണ ദുർബലമാവുകയും N2 ഉള്ളടക്കത്തിന്റെ വർദ്ധനവോടെ CrN (220) പീക്ക് ക്രമേണ വർദ്ധിക്കുകയും ചെയ്യുന്നുവെന്ന് പഠനം കാണിച്ചു, ഫിലിം ഉപരിതലത്തിലെ വലിയ കണികകൾ ക്രമേണ കുറയുകയും ഉപരിതലം പരന്നതായിത്തീരുകയും ചെയ്തു. N2 വായുസഞ്ചാരം 25 ml/min ആയിരുന്നപ്പോൾ (ടാർഗെറ്റ് സോഴ്‌സ് ആർക്ക് കറന്റ് 75 A ആയിരുന്നു), നിക്ഷേപിച്ച CrN ഫിലിമിന് നല്ല ഉപരിതല ഗുണനിലവാരം, നല്ല കാഠിന്യം, N2 വായുസഞ്ചാരം 25ml/min ആയിരിക്കുമ്പോൾ മികച്ച വസ്ത്രധാരണ പ്രതിരോധം എന്നിവയുണ്ട് (ടാർഗെറ്റ് സോഴ്‌സ് ആർക്ക് കറന്റ് 75A ആണ്, നെഗറ്റീവ് മർദ്ദം 100V ആണ്).

(5) സൂപ്പർഹാർഡ് ഫിലിം
40GPa-യിൽ കൂടുതൽ കാഠിന്യം, മികച്ച വസ്ത്രധാരണ പ്രതിരോധം, ഉയർന്ന താപനില പ്രതിരോധം, കുറഞ്ഞ ഘർഷണ ഗുണകം, കുറഞ്ഞ താപ വികാസ ഗുണകം, പ്രധാനമായും അമോർഫസ് ഡയമണ്ട് ഫിലിം, CN ഫിലിം എന്നിവയുള്ള സോളിഡ് ഫിലിമാണ് സൂപ്പർഹാർഡ് ഫിലിം. അമോർഫസ് ഡയമണ്ട് ഫിലിമുകൾക്ക് അമോർഫസ് ഗുണങ്ങളുണ്ട്, ദീർഘദൂര ക്രമീകരിച്ച ഘടനയില്ല, കൂടാതെ ധാരാളം CC ടെട്രാഹെഡ്രൽ ബോണ്ടുകൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു, അതിനാൽ അവയെ ടെട്രാഹെഡ്രൽ അമോർഫസ് കാർബൺ ഫിലിമുകൾ എന്നും വിളിക്കുന്നു. ഒരുതരം അമോർഫസ് കാർബൺ ഫിലിം എന്ന നിലയിൽ, ഡയമണ്ട് പോലുള്ള കോട്ടിംഗിന് (DLC) ഉയർന്ന താപ ചാലകത, ഉയർന്ന കാഠിന്യം, ഉയർന്ന ഇലാസ്റ്റിക് മോഡുലസ്, കുറഞ്ഞ താപ വികാസ ഗുണകം, നല്ല രാസ സ്ഥിരത, നല്ല വസ്ത്രധാരണ പ്രതിരോധം, കുറഞ്ഞ ഘർഷണ ഗുണകം എന്നിങ്ങനെ വജ്രത്തിന് സമാനമായ നിരവധി മികച്ച ഗുണങ്ങളുണ്ട്. ഗിയർ പ്രതലങ്ങളിൽ വജ്രം പോലുള്ള ഫിലിമുകൾ പൂശുന്നത് സേവന ആയുസ്സ് 6 മടങ്ങ് വർദ്ധിപ്പിക്കാനും ക്ഷീണ പ്രതിരോധം ഗണ്യമായി മെച്ചപ്പെടുത്താനും കഴിയുമെന്ന് തെളിയിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്. അമോർഫസ് കാർബൺ-നൈട്രജൻ ഫിലിമുകൾ എന്നും അറിയപ്പെടുന്ന CN ഫിലിമുകൾക്ക് β-Si3N4 സഹസംയോജക സംയുക്തങ്ങളുടേതിന് സമാനമായ ഒരു ക്രിസ്റ്റൽ ഘടനയുണ്ട്, കൂടാതെ β-C3N4 എന്നും അറിയപ്പെടുന്നു. ലിയുവും കോഹനും മറ്റുള്ളവരും. ഫസ്റ്റ്-നേച്ചർ തത്വത്തിൽ നിന്നുള്ള സ്യൂഡോപൊട്ടൻഷ്യൽ ബാൻഡ് കണക്കുകൂട്ടലുകൾ ഉപയോഗിച്ച് കർശനമായ സൈദ്ധാന്തിക കണക്കുകൂട്ടലുകൾ നടത്തി, β-C3N4 ന് ഒരു വലിയ ബൈൻഡിംഗ് എനർജി ഉണ്ടെന്നും, ഒരു സ്ഥിരതയുള്ള മെക്കാനിക്കൽ ഘടനയുണ്ടെന്നും, കുറഞ്ഞത് ഒരു ഉപ-സ്ഥിരമായ അവസ്ഥയെങ്കിലും നിലനിൽക്കുമെന്നും, അതിന്റെ ഇലാസ്റ്റിക് മോഡുലസ് വജ്രവുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്താവുന്നതാണെന്നും, നല്ല ഗുണങ്ങളുണ്ടെന്നും സ്ഥിരീകരിച്ചു. ഇത് മെറ്റീരിയലിന്റെ ഉപരിതല കാഠിന്യവും വസ്ത്രധാരണ പ്രതിരോധവും ഫലപ്രദമായി മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും ഘർഷണ ഗുണകം കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യും.

(6) മറ്റ് അലോയ് വെയർ-റെസിസ്റ്റന്റ് കോട്ടിംഗ് ലെയർ
ചില അലോയ് വെയർ-റെസിസ്റ്റന്റ് കോട്ടിംഗുകൾ ഗിയറുകളിൽ പ്രയോഗിക്കാൻ ശ്രമിച്ചിട്ടുണ്ട്, ഉദാഹരണത്തിന്, 45# സ്റ്റീൽ ഗിയറുകളുടെ പല്ലിന്റെ പ്രതലത്തിൽ Ni-P-Co അലോയ് പാളി നിക്ഷേപിക്കുന്നത് അൾട്രാ-ഫൈൻ ഗ്രെയിൻ ഓർഗനൈസേഷൻ നേടുന്നതിനുള്ള ഒരു അലോയ് പാളിയാണ്, ഇത് ആയുസ്സ് 1.144~1.533 മടങ്ങ് വരെ വർദ്ധിപ്പിക്കും. Cu-Cr-P അലോയ് കാസ്റ്റ് ഇരുമ്പ് ഗിയറിന്റെ പല്ലിന്റെ പ്രതലത്തിൽ അതിന്റെ ശക്തി മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനായി Cu ലോഹ പാളിയും Ni-W അലോയ് കോട്ടിംഗും പ്രയോഗിക്കുന്നുണ്ടെന്നും പഠിച്ചിട്ടുണ്ട്; അൺകോട്ട് ചെയ്ത ഗിയറുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ HT250 കാസ്റ്റ് ഇരുമ്പ് ഗിയറിന്റെ പല്ലിന്റെ പ്രതലത്തിൽ Ni-W, Ni-Co അലോയ് കോട്ടിംഗ് പ്രയോഗിക്കുന്നത് വസ്ത്ര പ്രതിരോധം 4~6 മടങ്ങ് മെച്ചപ്പെടുത്തുമെന്നും പഠനങ്ങൾ തെളിയിച്ചിട്ടുണ്ട്.