गियर कोटिंग तंत्रज्ञान

PVD निक्षेपण तंत्रज्ञान हे एक नवीन पृष्ठभाग सुधारणा तंत्रज्ञान म्हणून अनेक वर्षांपासून वापरले जात आहे, विशेषतः व्हॅक्यूम आयन कोटिंग तंत्रज्ञान, ज्याने अलिकडच्या वर्षांत मोठा विकास साधला आहे आणि आता ते अवजारे, साचे, पिस्टन रिंग, गीअर्स आणि इतर घटकांवर प्रक्रिया करण्यासाठी मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते. व्हॅक्यूम आयन कोटिंग तंत्रज्ञानाने तयार केलेले लेपित गीअर्स घर्षण गुणांक लक्षणीयरीत्या कमी करू शकतात, झीज-प्रतिरोधकता आणि काही प्रमाणात गंज-प्रतिरोधकता सुधारू शकतात, आणि ते गीअर पृष्ठभाग बळकटीकरण तंत्रज्ञानाच्या क्षेत्रातील संशोधनाचे केंद्रबिंदू आणि चर्चेचा विषय बनले आहेत.

गिअर्ससाठी वापरल्या जाणाऱ्या सामान्य सामग्रीमध्ये प्रामुख्याने फोर्ज्ड स्टील, कास्ट स्टील, कास्ट आयर्न, अलौह धातू (तांबे, ॲल्युमिनियम) आणि प्लॅस्टिक्स यांचा समावेश होतो. स्टीलमध्ये प्रामुख्याने ४५ स्टील, ३५SiMn, ४०Cr, ४०CrNi, ४०MnB, ३८CrMoAl यांचा समावेश होतो. कमी कार्बन स्टीलमध्ये प्रामुख्याने २०Cr, २०CrMnTi, २०MnB, २०CrMnTo यांचा वापर होतो. फोर्ज्ड स्टील त्याच्या उत्तम कामगिरीमुळे गिअर्समध्ये अधिक प्रमाणात वापरले जाते, तर कास्ट स्टीलचा वापर सामान्यतः ४०० मिमी पेक्षा जास्त व्यास आणि गुंतागुंतीची रचना असलेले गिअर्स बनवण्यासाठी केला जातो. कास्ट आयर्न गिअर्समध्ये चिकटण्यास आणि खड्डे पडण्यास प्रतिकारशक्ती असते, परंतु त्यात आघात आणि झीज प्रतिकारशक्तीचा अभाव असतो. ते प्रामुख्याने स्थिर कामासाठी, कमी वेग नसलेल्या किंवा मोठ्या आकाराच्या आणि गुंतागुंतीच्या आकाराच्या गिअर्ससाठी वापरले जातात, जे स्नेहन (लुब्रिकेशन) नसतानाही काम करू शकतात आणि खुल्या प्रेषणासाठी (ओपन ट्रान्समिशन) योग्य आहेत. सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या अलौह धातूंमध्ये टिन ब्राँझ, ॲल्युमिनियम-लोह ब्राँझ आणि कास्टिंग ॲल्युमिनियम मिश्रधातू यांचा समावेश होतो. यांचा वापर सामान्यतः टर्बाइन किंवा गिअर्सच्या निर्मितीमध्ये केला जातो, परंतु त्यांचे घसरण्याचे आणि घर्षण-विरोधी गुणधर्म कमकुवत असल्यामुळे, त्यांचा उपयोग केवळ हलक्या, मध्यम भाराच्या आणि कमी वेगाच्या गिअर्ससाठीच होतो. अधातू पदार्थांचे गिअर्स प्रामुख्याने तेल-विरहित स्नेहन आणि उच्च विश्वसनीयता यांसारख्या विशेष आवश्यकता असलेल्या काही क्षेत्रांमध्ये वापरले जातात. घरगुती उपकरणे, वैद्यकीय उपकरणे, अन्न प्रक्रिया यंत्रसामग्री आणि वस्त्रोद्योग यंत्रसामग्री यांसारख्या कमी प्रदूषणाच्या परिस्थिती असलेल्या क्षेत्रांमध्येही यांचा वापर होतो.

गियर कोटिंग साहित्य

अभियांत्रिकी सिरॅमिक पदार्थ हे उच्च सामर्थ्य आणि कठीणपणा असलेले अत्यंत आशादायक पदार्थ आहेत, विशेषतः उत्कृष्ट उष्णता प्रतिरोध, कमी औष्णिक वाहकता आणि औष्णिक प्रसरण, उच्च झीज प्रतिरोध आणि ऑक्सिडेशन प्रतिरोध यांसारखे गुणधर्म त्यांच्यात आहेत. अनेक अभ्यासांमधून असे दिसून आले आहे की सिरॅमिक पदार्थ मूळतः उष्णता प्रतिरोधक असतात आणि धातूंवर त्यांची झीज कमी होते. त्यामुळे, झीज-प्रतिरोधक भागांसाठी धातूंऐवजी सिरॅमिक पदार्थांचा वापर केल्यास घर्षण होणाऱ्या भागांचे आयुष्य वाढू शकते, तसेच उच्च तापमान आणि उच्च झीज-प्रतिरोधक पदार्थ, बहु-कार्यक्षमता आणि इतर कठीण आवश्यकता पूर्ण करता येतात. सध्या, अभियांत्रिकी सिरॅमिक पदार्थांचा वापर इंजिनच्या उष्णता-प्रतिरोधक भागांच्या, यांत्रिक ट्रान्समिशनच्या झीज होणाऱ्या भागांच्या, रासायनिक उपकरणांच्या क्षरण-प्रतिरोधक भागांच्या आणि सीलिंग भागांच्या निर्मितीमध्ये केला जात आहे, ज्यामुळे सिरॅमिक पदार्थांच्या व्यापक वापराची शक्यता वाढत असल्याचे दिसून येत आहे.

जर्मनी, जपान, अमेरिका, युनायटेड किंगडम यांसारखे विकसित देश आणि इतर देश अभियांत्रिकी सिरॅमिक सामग्रीच्या विकासाला आणि उपयोगाला खूप महत्त्व देतात, तसेच अभियांत्रिकी सिरॅमिक्सच्या प्रक्रिया सिद्धांत आणि तंत्रज्ञानाच्या विकासासाठी मोठ्या प्रमाणात पैसा आणि मनुष्यबळ गुंतवतात. जर्मनीने “एसएफबी४४२” (SFB442) नावाचा एक कार्यक्रम सुरू केला आहे, ज्याचा उद्देश पर्यावरण आणि मानवी शरीरासाठी संभाव्यतः हानिकारक असलेल्या स्नेहन माध्यमाची जागा घेण्यासाठी, भागांच्या पृष्ठभागावर एक योग्य थर तयार करण्याकरिता पीव्हीडी (PVD) तंत्रज्ञानाचा वापर करणे हा आहे. जर्मनीमधील पी. डब्ल्यू. गोल्ड आणि इतरांनी एसएफबी४४२ (SFB442) कडून मिळालेल्या निधीचा वापर करून रोलिंग बेअरिंगच्या पृष्ठभागावर पातळ थर जमा करण्यासाठी पीव्हीडी (PVD) तंत्रज्ञानाचा उपयोग केला आणि त्यांना असे आढळले की रोलिंग बेअरिंगच्या झीज-प्रतिरोधक कामगिरीमध्ये लक्षणीय सुधारणा झाली आहे आणि पृष्ठभागावर जमा झालेले थर अत्यंत दाबामुळे होणाऱ्या झीज-प्रतिरोधक ॲडिटिव्ह्जचे कार्य पूर्णपणे बदलू शकतात. जर्मनीमधील जोआकिम, फ्रांझ आणि इतरांनी पीव्हीडी (PVD) तंत्रज्ञानाचा वापर करून डब्ल्यूसी/सी (WC/C) फिल्म्स तयार केल्या, ज्यांनी उत्कृष्ट थकवा-प्रतिरोधक गुणधर्म दर्शवले, जे ईपी (EP) ॲडिटिव्ह्ज असलेल्या स्नेहन द्रव्यांपेक्षाही जास्त होते. या परिणामामुळे हानिकारक ॲडिटिव्ह्जची जागा कोटिंग्जने घेण्याची शक्यता निर्माण होते. जर्मनीतील आचेन तांत्रिक विद्यापीठाच्या पदार्थ विज्ञान संस्थेतील ई. लुगशायडर आणि इतरांनी, डीएफजी (जर्मन संशोधन आयोग) कडून मिळालेल्या निधीसह, १००सीआर६ (100Cr6) स्टीलवर योग्य फिल्म्स जमा केल्यानंतर थकवा-प्रतिरोधकतेमध्ये लक्षणीय वाढ झाल्याचे दाखवून दिले. PVD तंत्रज्ञान. याव्यतिरिक्त, अमेरिकेच्या जनरल मोटर्सने त्यांच्या व्होल्वो S80 टर्बो प्रकारच्या कारमधील गिअरच्या पृष्ठभागावर थकवा आणि खड्डे पडण्याच्या प्रतिकारशक्तीत सुधारणा करण्यासाठी फिल्मचा थर देण्यास सुरुवात केली आहे; प्रसिद्ध टिमकेन कंपनीने ES200 नावाची गिअर सरफेस फिल्म बाजारात आणली आहे; जर्मनीमध्ये मॅक्सिट (MAXIT) या नोंदणीकृत ट्रेडमार्कचे गिअर कोटिंग आले आहे; तसेच यूकेमध्ये ग्राफिट-आयसी (Graphit-iC) आणि डायमन-आयसी (Dymon-iC) हे नोंदणीकृत ट्रेडमार्क असलेले गिअर कोटिंग्ज देखील उपलब्ध आहेत.

यांत्रिक प्रेषणाचे (मेकॅनिकल ट्रान्समिशनचे) महत्त्वाचे सुटे भाग म्हणून, गिअर्स उद्योगात महत्त्वाची भूमिका बजावतात, त्यामुळे गिअर्सवर सिरॅमिक पदार्थांच्या वापराचा अभ्यास करणे अत्यंत व्यावहारिक दृष्ट्या महत्त्वाचे आहे. सध्या, गिअर्समध्ये वापरले जाणारे अभियांत्रिकी सिरॅमिक्स प्रामुख्याने खालीलप्रमाणे आहेत.

१、TiN लेपन थर
१、TiN

आयन कोटिंग TiN सिरेमिक थर हा उच्च कठीणपणा, उच्च आसंजन शक्ती, कमी घर्षण गुणांक, चांगला गंज-प्रतिरोध इत्यादी गुणधर्म असलेल्या, सर्वाधिक वापरल्या जाणाऱ्या पृष्ठभाग सुधारित लेपांपैकी एक आहे. याचा वापर विविध क्षेत्रांमध्ये, विशेषतः अवजार आणि साचा उद्योगात मोठ्या प्रमाणावर केला जातो. गीअर्सवर सिरेमिक कोटिंगच्या वापरावर परिणाम करणारे मुख्य कारण म्हणजे सिरेमिक कोटिंग आणि सब्सट्रेट (आधार) यांच्यातील बंधनाची समस्या. अवजार आणि साच्यांच्या तुलनेत गीअर्सच्या कार्य परिस्थिती आणि प्रभावित करणारे घटक खूपच गुंतागुंतीचे असल्यामुळे, गीअरच्या पृष्ठभागावर केवळ TiN कोटिंगचा वापर मोठ्या प्रमाणात मर्यादित आहे. जरी सिरेमिक कोटिंगमध्ये उच्च कठीणपणा, कमी घर्षण गुणांक आणि गंज-प्रतिरोध हे फायदे असले तरी, ते ठिसूळ असते आणि त्याचा जाड थर मिळवणे कठीण असते, त्यामुळे त्याचे गुणधर्म वापरण्यासाठी कोटिंगला आधार देण्याकरिता उच्च कठीणपणा आणि उच्च शक्तीच्या सब्सट्रेटची आवश्यकता असते. म्हणूनच, सिरेमिक कोटिंगचा वापर बहुतेकदा कार्बाइड आणि हाय-स्पीड स्टीलच्या पृष्ठभागासाठी केला जातो. सिरॅमिक मटेरियलच्या तुलनेत गिअर मटेरियल मऊ असते आणि सबस्ट्रेट व कोटिंगच्या गुणधर्मांमध्ये मोठा फरक असतो, त्यामुळे कोटिंग आणि सबस्ट्रेटचे संयोजन कमकुवत होते आणि कोटिंगला आधार देण्यासाठी ते पुरेसे नसते, ज्यामुळे वापराच्या प्रक्रियेत कोटिंग सहजपणे गळून पडते. यामुळे केवळ सिरॅमिक कोटिंगचे फायदे मिळत नाहीत, तर गळून पडलेल्या सिरॅमिक कोटिंगच्या कणांमुळे गिअरवर अपघर्षक झीज होते, ज्यामुळे गिअरची झीज वेगाने होते. सध्याचा उपाय म्हणजे सिरॅमिक आणि सबस्ट्रेटमधील बंध सुधारण्यासाठी संमिश्र पृष्ठभाग उपचार तंत्रज्ञानाचा वापर करणे. संमिश्र पृष्ठभाग उपचार तंत्रज्ञान म्हणजे फिजिकल व्हेपर डिपॉझिशन कोटिंग आणि इतर पृष्ठभाग उपचार प्रक्रिया किंवा कोटिंग्ज यांचे संयोजन, ज्यामध्ये दोन स्वतंत्र पृष्ठभाग/उप-पृष्ठभागांचा वापर करून सबस्ट्रेट मटेरियलच्या पृष्ठभागात बदल केला जातो, जेणेकरून असे संमिश्र यांत्रिक गुणधर्म मिळवता येतात जे एकाच पृष्ठभाग उपचार प्रक्रियेद्वारे साध्य करता येत नाहीत. आयन नायट्रायडिंग आणि PVD द्वारे जमा केलेले TiN संमिश्र कोटिंग हे सर्वाधिक संशोधन झालेल्या संमिश्र कोटिंग्जपैकी एक आहे. प्लाझ्मा नायट्रायडिंग सबस्ट्रेट आणि TiN सिरॅमिक संमिश्र कोटिंगमध्ये एक मजबूत बंध असतो आणि झीज प्रतिरोधकता लक्षणीयरीत्या सुधारते.

उत्कृष्ट झीज-प्रतिरोध आणि फिल्म-बेस बॉन्डिंग असलेल्या TiN फिल्म लेयरची इष्टतम जाडी सुमारे ३~४μm असते. जर फिल्म लेयरची जाडी २μm पेक्षा कमी असेल, तर झीज-प्रतिरोधामध्ये लक्षणीय सुधारणा होणार नाही. जर फिल्म लेयरची जाडी ५μm पेक्षा जास्त असेल, तर फिल्म-बेस बॉन्डिंग कमी होईल.

२、बहुस्तरीय, बहुघटक TiN लेपन

TiN लेपनांचा वापर हळूहळू आणि मोठ्या प्रमाणावर वाढत असल्यामुळे, TiN लेपनांमध्ये सुधारणा आणि त्यांची कार्यक्षमता कशी वाढवावी यावर अधिकाधिक संशोधन होत आहे. अलिकडच्या वर्षांत, Ti-CN, Ti-CNB, Ti-Al-N, Ti-BN, (Tix,Cr1-x)N, TiN/Al2O3 इत्यादींसारख्या बायनरी TiN लेपनांवर आधारित बहु-घटक लेपन आणि बहुस्तरीय लेपन विकसित केले गेले आहेत. TiN लेपनांमध्ये Al आणि Si सारखे घटक मिसळल्याने, लेपनांचा उच्च-तापमान ऑक्सिडेशनला असलेला प्रतिकार आणि कठीणपणा सुधारता येतो, तर B सारखे घटक मिसळल्याने लेपनांचा कठीणपणा आणि चिकटण्याची शक्ती सुधारता येते.

बहुघटकीय रचनेच्या गुंतागुंतीमुळे, या अभ्यासात अनेक विवाद आहेत. (Tix,Cr1-x)N बहुघटकीय लेपनांच्या अभ्यासात, संशोधन निष्कर्षांमध्ये मोठा वाद आहे. काही लोकांचा असा विश्वास आहे की (Tix,Cr1-x)N लेपन हे TiN वर आधारित आहेत, आणि Cr हे TiN डॉट मॅट्रिक्समध्ये केवळ प्रतिस्थापन घन द्रावणाच्या (replacement solid solution) स्वरूपात अस्तित्वात असू शकते, स्वतंत्र CrN अवस्थेच्या (phase) स्वरूपात नाही. इतर अभ्यास दर्शवतात की (Tix,Cr1-x)N लेपनांमध्ये Ti अणूंची थेट जागा घेणाऱ्या Cr अणूंची संख्या मर्यादित आहे, आणि उर्वरित Cr एकक अवस्थेत (singlet state) अस्तित्वात असते किंवा N सोबत संयुगे तयार करते. प्रायोगिक निष्कर्ष दर्शवतात की लेपनामध्ये Cr मिसळल्याने पृष्ठभागावरील कणांचा आकार कमी होतो आणि कठीणपणा वाढतो, आणि जेव्हा Cr ची वस्तुमान टक्केवारी ३१% पर्यंत पोहोचते तेव्हा लेपनाचा कठीणपणा सर्वोच्च मूल्यावर पोहोचतो, परंतु त्याच वेळी लेपनाचा अंतर्गत ताण देखील कमाल मूल्यावर पोहोचतो.

३、इतर लेपन थर

सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या TiN लेपनांव्यतिरिक्त, गिअरचा पृष्ठभाग मजबूत करण्यासाठी अनेक वेगवेगळ्या अभियांत्रिकी सिरॅमिक्सचा वापर केला जातो.

(1) जपानमधील वाय. तेराउची आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी बाष्प निक्षेपण पद्धतीने (vapor deposition method) निक्षेपित केलेल्या टायटॅनियम कार्बाइड किंवा टायटॅनियम नायट्राइड सिरॅमिक गिअर्सच्या घर्षणजन्य झिजेच्या प्रतिकारशक्तीचा अभ्यास केला. लेपन करण्यापूर्वी, गिअर्सना कार्ब्युराइझ आणि पॉलिश करून त्यांची पृष्ठभागीय कठोरता सुमारे HV720 आणि पृष्ठभागीय खडबडपणा 2.4 μm इतका करण्यात आला. त्यानंतर, टायटॅनियम कार्बाइडसाठी रासायनिक बाष्प निक्षेपण (CVD) आणि टायटॅनियम नायट्राइडसाठी भौतिक बाष्प निक्षेपण (PVD) पद्धतीने सिरॅमिक लेपन तयार करण्यात आले, ज्यामध्ये सिरॅमिक फिल्मची जाडी सुमारे 2 μm होती. घर्षणजन्य झिजेच्या गुणधर्मांचा अभ्यास अनुक्रमे तेलाच्या उपस्थितीत आणि कोरड्या घर्षणात करण्यात आला. असे आढळून आले की सिरॅमिकचे लेपन केल्यानंतर गिअर व्हाइसची गॉलिंग प्रतिकारशक्ती आणि स्क्रॅच प्रतिकारशक्ती लक्षणीयरीत्या वाढली.

(2) संक्रमण थर म्हणून Ni-P चा पूर्व-लेपन करून आणि नंतर TiN चे निक्षेपण करून, रासायनिक लेपित Ni-P आणि TiN चे संयुक्त लेपन तयार करण्यात आले. अभ्यासातून असे दिसून येते की, या संयुक्त लेपनाची पृष्ठभागीय कठोरता काही प्रमाणात सुधारली आहे, तसेच हे लेपन आधारस्तराशी अधिक चांगल्या प्रकारे जोडले जाते आणि त्याची झीज-प्रतिरोधकताही उत्तम आहे.

(3) WC/C, B4C पातळ थर
जपान इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्नॉलॉजीच्या यांत्रिक अभियांत्रिकी विभागातील एम. मुराकावा आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी, PVD तंत्रज्ञानाचा वापर करून गिअर्सच्या पृष्ठभागावर WC/C चा पातळ थर चढवला, आणि तेल-विरहित स्नेहन परिस्थितीत त्याचे सेवा आयुष्य सामान्य क्वेंच्ड आणि ग्राइंड केलेल्या गिअर्सच्या तुलनेत तिप्पट होते. फ्रांझ जे आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी, PVD तंत्रज्ञानाचा वापर करून FEZ-A आणि FEZ-C गिअर्सच्या पृष्ठभागावर WC/C आणि B4C चा पातळ थर चढवला, आणि प्रयोगातून असे दिसून आले की PVD लेपामुळे गिअरचे घर्षण लक्षणीयरीत्या कमी झाले, गिअर गरम होऊन चिकटण्याची किंवा घट्ट होण्याची शक्यता कमी झाली आणि गिअरची भार सहन करण्याची क्षमता सुधारली.

(4) सीआरएन फिल्म्स
CrN फिल्म्स TiN फिल्म्ससारख्याच असतात कारण त्यांची कठीणता जास्त असते, आणि CrN फिल्म्स TiN पेक्षा उच्च तापमान ऑक्सिडेशनला अधिक प्रतिरोधक असतात, त्यांची गंज प्रतिरोधकता चांगली असते, TiN फिल्म्सपेक्षा अंतर्गत ताण कमी असतो आणि त्यांची कणखरता तुलनेने चांगली असते. चेन लिंग आणि इतरांनी HSS च्या पृष्ठभागावर उत्कृष्ट फिल्म-आधारित बंधनासह एक झीज-प्रतिरोधक TiAlCrN/CrN संमिश्र फिल्म तयार केली, आणि बहुस्तरीय फिल्मचा डिसलोकेशन स्टॅकिंग सिद्धांत देखील मांडला. त्यानुसार, जर दोन थरांमधील डिसलोकेशन ऊर्जेचा फरक मोठा असेल, तर एका थरात निर्माण होणाऱ्या डिसलोकेशनला त्याचा इंटरफेस ओलांडून दुसऱ्या थरात जाणे कठीण होते, ज्यामुळे इंटरफेसवर डिसलोकेशन स्टॅकिंग तयार होते आणि ते पदार्थाला मजबूत करण्याचे कार्य करते. झोंग बिन आणि इतरांनी CrNx फिल्म्सच्या फेज स्ट्रक्चर आणि घर्षणीय झीज गुणधर्मांवर नायट्रोजनच्या प्रमाणाच्या परिणामाचा अभ्यास केला, आणि या अभ्यासात असे दिसून आले की N2 चे प्रमाण वाढल्याने फिल्म्समधील Cr2N (211) डिफ्राक्शन पीक हळूहळू कमकुवत झाले आणि CrN (220) पीक हळूहळू वाढले, फिल्मच्या पृष्ठभागावरील मोठे कण हळूहळू कमी झाले आणि पृष्ठभाग सपाट होण्याकडे झुकला. जेव्हा N2 वायुमिश्रण 25 मिली/मिनिट होते (लक्ष्य स्रोत आर्क करंट 75 A होता), तेव्हा जमा झालेल्या CrN फिल्ममध्ये चांगला पृष्ठभाग, चांगली कडकपणा आणि उत्कृष्ट झीज प्रतिरोधकता असते.

(5) सुपरहार्ड फिल्म
सुपरहार्ड फिल्म ही ४० GPa पेक्षा जास्त कठीणपणा असलेली, उत्कृष्ट झीज-प्रतिरोध, उच्च तापमान-प्रतिरोध, कमी घर्षण गुणांक आणि कमी औष्णिक प्रसरण गुणांक असलेली एक घन फिल्म आहे, जी प्रामुख्याने अस्फटिक हिऱ्याची फिल्म आणि CN फिल्म असते. अस्फटिक हिऱ्याच्या फिल्म्समध्ये अस्फटिक गुणधर्म असतात, कोणतीही दीर्घ-श्रेणी सुव्यवस्थित रचना नसते आणि त्यात मोठ्या संख्येने CC चतुष्कोणीय बंध असतात, म्हणून त्यांना चतुष्कोणीय अस्फटिक कार्बन फिल्म्स असेही म्हटले जाते. एक प्रकारची अस्फटिक कार्बन फिल्म म्हणून, डायमंड-लाइक कोटिंग (DLC) मध्ये हिऱ्यासारखे अनेक उत्कृष्ट गुणधर्म आहेत, जसे की उच्च औष्णिक वाहकता, उच्च कठीणपणा, उच्च लवचिक मापांक, कमी औष्णिक प्रसरण गुणांक, चांगली रासायनिक स्थिरता, चांगला झीज-प्रतिरोध आणि कमी घर्षण गुणांक. असे दिसून आले आहे की गिअरच्या पृष्ठभागावर डायमंड-लाइक फिल्म्सचे कोटिंग केल्याने सेवा आयुष्य ६ पटीने वाढू शकते आणि थकवा-प्रतिरोध लक्षणीयरीत्या सुधारतो. CN फिल्म्स, ज्यांना अस्फटिक कार्बन-नायट्रोजन फिल्म्स म्हणूनही ओळखले जाते, त्यांची स्फटिक रचना β-Si3N4 सहसंयुजी संयुगांसारखी असते आणि त्यांना β-C3N4 म्हणूनही ओळखले जाते. लिऊ आणि कोहेन इत्यादी. मूळ-नैसर्गिक तत्त्वावरून स्यूडो-पोटेंशियल बँड कॅल्क्युलेशन्स वापरून कठोर सैद्धांतिक गणना केली असता, हे सिद्ध झाले की β-C3N4 मध्ये मोठी बंधन ऊर्जा, स्थिर यांत्रिक रचना आहे, किमान एक उप-स्थिर अवस्था अस्तित्वात असू शकते आणि त्याचा लवचिक मापांक हिऱ्याच्या तुलनेत चांगला आहे, ज्यामुळे पदार्थाची पृष्ठभागाची कठोरता आणि झीज-प्रतिरोध प्रभावीपणे सुधारता येतो आणि घर्षण गुणांक कमी करता येतो.

(6) इतर मिश्रधातूंचा झीज-प्रतिरोधक लेप
गिअर्सवर काही मिश्रधातूंचे झीज-प्रतिरोधक लेप लावण्याचा प्रयत्नही करण्यात आला आहे. उदाहरणार्थ, ४५# स्टील गिअर्सच्या दातांच्या पृष्ठभागावर Ni-P-Co मिश्रधातूचा थर जमा केल्याने अतिसूक्ष्म कणांची रचना प्राप्त होते, ज्यामुळे गिअरचे आयुष्य १.१४४ ते १.५३३ पटींपर्यंत वाढू शकते. तसेच, Cu-Cr-P मिश्रधातूच्या कास्ट आयर्न गिअरच्या दातांच्या पृष्ठभागावर Cu धातूचा थर आणि Ni-W मिश्रधातूचा लेप लावून त्याची मजबुती सुधारण्याचा अभ्यासही करण्यात आला आहे; HT250 कास्ट आयर्न गिअरच्या दातांच्या पृष्ठभागावर Ni-W आणि Ni-Co मिश्रधातूचा लेप लावल्याने, लेप नसलेल्या गिअरच्या तुलनेत त्याची झीज-प्रतिरोधकता ४ ते ६ पटींनी सुधारते.