د ګیر کوټینګ ټیکنالوژي

د PVD زیرمه کولو ټیکنالوژي د ډیرو کلونو راهیسې د سطحې د بدلون لپاره د یوې نوې ټیکنالوژۍ په توګه کارول کیږي، په ځانګړې توګه د ویکیوم آیون کوټینګ ټیکنالوژي، چې په وروستیو کلونو کې یې لوی پرمختګ ترلاسه کړی او اوس په پراخه کچه د وسیلو، مولډونو، پسټون حلقو، ګیرونو او نورو برخو په درملنه کې کارول کیږي. د ویکیوم آیون کوټینګ ټیکنالوژۍ لخوا چمتو شوي لیپت شوي ګیرونه کولی شي د پام وړ د رګونو ضخامت کم کړي، د اغوستلو ضد او ځینې ضد زنګون ښه کړي، او د ګیر سطحې پیاوړتیا ټیکنالوژۍ په برخه کې د څیړنې تمرکز او ګرم ځای ګرځیدلی.

د ګیرونو لپاره کارول شوي عام توکي په عمده توګه جعلي فولاد، کاسټ فولاد، کاسټ اوسپنه، غیر فیرس فلزات (مس، المونیم) او پلاستیک دي. فولاد په عمده توګه 45 فولاد، 35SiMn، 40Cr، 40CrNi، 40MnB، 38CrMoAl دي. ټیټ کاربن فولاد په عمده توګه په 20Cr، 20CrMnTi، 20MnB، 20CrMnTo کې کارول کیږي. جعلي فولاد په ګیرونو کې د هغې د غوره فعالیت له امله په پراخه کچه کارول کیږي، پداسې حال کې چې کاسټ فولاد معمولا د 400mm څخه ډیر قطر او پیچلي جوړښت سره د ګیرونو جوړولو لپاره کارول کیږي. د کاسټ اوسپنې ګیرونه د ګلو ضد او پټینګ مقاومت لري، مګر د اغیز او اغوستلو مقاومت نشتوالی، په عمده توګه د مستحکم کار لپاره، بریښنا ټیټ سرعت یا لوی اندازه او پیچلي شکل نلري، کولی شي د غوړولو نشتوالي په حالت کې کار وکړي، د خلاص لیږد لپاره مناسب. غیر فیرس فلزات چې معمولا کارول کیږي د ټین برونز، المونیم-اوسپنې برونز او کاسټینګ المونیم الیاژ دي، چې معمولا د توربینونو یا ګیرونو په جوړولو کې کارول کیږي، مګر د سلایډینګ او ضد رګ ځانګړتیاوې یې ضعیف دي، یوازې د سپک، منځني بار او ټیټ سرعت ګیرونو لپاره. غیر فلزي مادي ګیرونه په عمده توګه په ځینو برخو کې د ځانګړو اړتیاو سره کارول کیږي، لکه د تیلو څخه پاک غوړ او لوړ اعتبار. د شرایطو ساحه لکه ټیټ ککړتیا، لکه د کور وسایل، طبي تجهیزات، د خوړو ماشینونه او د ټوکر ماشینونه.

د ګیر پوښښ مواد

د انجینرۍ سیرامیک مواد خورا امید ورکوونکي مواد دي چې لوړ ځواک او سختۍ لري، په ځانګړې توګه د تودوخې غوره مقاومت، ټیټ حرارتي چالکتیا او تودوخې پراختیا، د اغوستلو لوړ مقاومت او اکسیډیشن مقاومت. ډیری مطالعاتو ښودلې چې د سیرامیک مواد په طبیعي ډول د تودوخې مقاومت لري او په فلزاتو کې ټیټ اغوستلو لري. له همدې امله، د اغوستلو مقاومت لرونکو برخو لپاره د فلزي موادو پرځای د سیرامیک موادو کارول کولی شي د رګونو فرعي ژوند ښه کړي، کولی شي د لوړ تودوخې او لوړ اغوستلو مقاومت لرونکو موادو، څو اړخیزو او نورو سختو اړتیاو پوره کولو لپاره ځینې اړتیاوې پوره کړي. په اوس وخت کې، د انجینرۍ سیرامیک مواد د انجن د تودوخې مقاومت لرونکو برخو په جوړولو کې کارول شوي، د اغوستلو برخو کې میخانیکي لیږد، د زنګ مقاومت لرونکو برخو کې کیمیاوي تجهیزات او د سیل کولو برخو، په زیاتیدونکي توګه د سیرامیک موادو د پراخه غوښتنلیک امکانات ښیې.

پرمختللي هیوادونه لکه جرمني، جاپان، متحده ایالات، انګلستان او نور هیوادونه د انجینرۍ سیرامیک موادو پراختیا او پلي کولو ته ډیر اهمیت ورکوي، د انجینرۍ سیرامیکونو د پروسس تیوري او ټیکنالوژۍ پراختیا لپاره ډیرې پیسې او بشري ځواک پانګونه کوي. جرمني د "SFB442" په نوم یو پروګرام پیل کړی دی، چې موخه یې د PVD ټیکنالوژۍ کارول دي ترڅو د برخو په سطحه یو مناسب فلم ترکیب کړي ترڅو چاپیریال او د انسان بدن ته احتمالي زیان رسونکي غوړونکي مینځپانګه ځای په ځای کړي. په جرمني کې PW ګولډ او نورو د SFB442 څخه تمویل کارولی ترڅو د رولینګ بیرنگونو په سطحه د پتلو فلمونو زیرمه کولو لپاره PVD ټیکنالوژي پلي کړي او وموندله چې د رولینګ بیرنگونو ضد اغوستلو فعالیت د پام وړ ښه شوی او په سطحه زیرمه شوي فلمونه کولی شي د سخت فشار ضد اغوستلو اضافه کونکو فعالیت په بشپړ ډول ځای په ځای کړي. په جرمني کې یوآخیم، فرانز او نورو د WC/C فلمونو چمتو کولو لپاره PVD ټیکنالوژي کارولې ترڅو د ستړیا ضد غوره ملکیتونه وښيي، د EP اضافه کونکو لرونکي غوړیو په پرتله لوړ، چې پایله یې په ورته ډول د زیان رسونکي اضافه کونکو د کوټینګونو سره د ځای په ځای کولو امکان رامینځته کوي. د جرمني د آچین تخنیکي پوهنتون د موادو ساینس انسټیټیوټ E. Lugscheider او نورو د DFG (جرمن څیړنیز کمیسیون) څخه تمویل سره، د PVD ټیکنالوژۍ په کارولو سره په 100Cr6 فولادو کې مناسب فلمونه زیرمه کولو وروسته د ستړیا مقاومت کې د پام وړ زیاتوالی ښودلی. سربیره پردې، متحده ایالات د امریکا جنرال موټرو د خپل VolvoS80Turbo ډوله موټر ګیر سطحې زیرمه کولو فلم کې کار پیل کړی ترڅو د ستړیا مقاومت ښه کړي؛ مشهور ټیمکن شرکت د ES200 ګیر سطحې فلم په نوم پیل کړی دی؛ راجستر شوی سوداګریز نښه MAXIT ګیر کوټینګ په جرمني کې څرګند شوی؛ راجستر شوی سوداګریز نښه Graphit-iC او Dymon-iC په ترتیب سره د راجستر شوي سوداګریزې نښې Graphit-iC او Dymon-iC سره د ګیر کوټینګونه هم په انګلستان کې شتون لري.

د میخانیکي لیږد د مهمو پرزو په توګه، ګیرونه په صنعت کې مهم رول لوبوي، نو دا خورا مهم عملي اهمیت لري چې په ګیرونو کې د سیرامیک موادو کارول مطالعه شي. په اوس وخت کې، د انجینرۍ سیرامیکونه چې په ګیرونو کې پلي کیږي په عمده توګه لاندې دي.

۱، د TiN کوټینګ طبقه
۱، ټي اين

د ایون کوټینګ TiN سیرامیک پرت یو له خورا پراخه کارول شوي سطحي تعدیل شوي کوټینګونو څخه دی چې لوړ سختۍ، لوړ چپکونکي ځواک، ټیټ رګ ضخامت، ښه زنګ مقاومت، او داسې نور لري. دا په پراخه کچه په مختلفو برخو کې کارول شوی، په ځانګړې توګه د وسایلو او مولډ صنعت کې. په ګیرونو کې د سیرامیک کوټینګ پلي کولو اغیزه کولو اصلي دلیل د سیرامیک کوټینګ او سبسټریټ ترمنځ د اړیکې ستونزه ده. څرنګه چې د ګیرونو کاري شرایط او اغیزمن عوامل د وسیلو او مولډونو په پرتله خورا پیچلي دي، د ګیر سطحې درملنې کې د یو واحد TiN کوټینګ پلي کول خورا محدود دي. که څه هم د سیرامیک کوټینګ د لوړ سختۍ، ټیټ رګ ضخامت او زنګ مقاومت ګټې لري، دا ماتیدونکی او د ضخامت کوټینګ ترلاسه کول ستونزمن دي، نو دا د خپلو ځانګړتیاو لوبولو لپاره د کوټینګ ملاتړ کولو لپاره لوړ سختۍ او لوړ ځواک سبسټریټ ته اړتیا لري. له همدې امله، د سیرامیک کوټینګ ډیری وخت د کاربایډ او لوړ سرعت فولادو سطحو لپاره کارول کیږي. د ګیر مواد د سیرامیک موادو په پرتله نرم دي، او د سبسټریټ او کوټینګ د طبیعت ترمنځ توپیر لوی دی، نو د کوټینګ او سبسټریټ ترکیب ضعیف دی، او کوټینګ د کوټینګ ملاتړ کولو لپاره کافي ندي، چې د کارولو په جریان کې کوټینګ په اسانۍ سره راټیټیږي، نه یوازې د سیرامیک کوټینګ ګټې نشي لوبولی، بلکه د سیرامیک کوټینګ ذرات چې له مینځه ځي په ګیر کې د کثافاتو پوښلو لامل کیږي، د ګیر د پوښاک ضایع کیدو ګړندی کوي. اوسنی حل د سیرامیک او سبسټریټ ترمنځ د اړیکې ښه کولو لپاره د جامع سطحې درملنې ټیکنالوژۍ کارول دي. د جامع سطحې درملنې ټیکنالوژي د فزیکي بخار زیرمه کولو کوټینګ او نورو سطحې درملنې پروسو یا کوټینګونو ترکیب ته اشاره کوي، د دوه جلا سطحو / فرعي سطحو په کارولو سره د سبسټریټ موادو سطحه تعدیل کړئ ترڅو مرکب میخانیکي ملکیتونه ترلاسه کړئ چې د یوې سطحې درملنې پروسې لخوا نشي ترلاسه کیدی. د آیون نایټرایډینګ او PVD لخوا زیرمه شوي TiN مرکب کوټینګ یو له خورا څیړل شوي مرکب کوټینګونو څخه دی. د پلازما نایټرایډینګ سبسټریټ او TiN سیرامیک مرکب کوټینګ قوي بانډ لري او د اغوستلو مقاومت د پام وړ ښه شوی.

د TiN فلم طبقې غوره ضخامت د غوره اغوستلو مقاومت او د فلم اساس تړلو سره شاوخوا 3 ~ 4μm دی. که چیرې د فلم طبقې ضخامت له 2μm څخه کم وي، د اغوستلو مقاومت به د پام وړ ښه نشي. که چیرې د فلم طبقې ضخامت له 5μm څخه ډیر وي، د فلم اساس تړل به کم شي.

۲، څو طبقه، څو برخې TiN کوټینګ

د TiN کوټینګونو د تدریجي او پراخه استعمال سره، د TiN کوټینګونو د ښه کولو او لوړولو په اړه ډیرې څیړنې روانې دي. په دې وروستیو کلونو کې، د بائنري TiN کوټینګونو پر بنسټ څو اجزاو کوټینګونه او څو پوړیز کوټینګونه رامینځته شوي دي، لکه Ti-CN، Ti-CNB، Ti-Al-N، Ti-BN، (Tix,Cr1-x)N، TiN/Al2O3، او داسې نور. د TiN کوټینګونو ته د Al او Si په څیر عناصرو اضافه کولو سره، د لوړ تودوخې اکسیډیشن او د کوټینګونو سختۍ مقاومت ښه کیدی شي، پداسې حال کې چې د B په څیر عناصر اضافه کول کولی شي د کوټینګونو سختۍ او چپکولو ځواک ښه کړي.

د څو اجزاو د جوړښت د پیچلتیا له امله، پدې څیړنه کې ډیری شخړې شتون لري. د (Tix,Cr1-x)N څو اجزاو کوټینګونو په څیړنه کې، د څیړنې پایلو کې لوی جنجال شتون لري. ځینې خلک پدې باور دي چې (Tix,Cr1-x)N کوټینګونه د TiN پر بنسټ دي، او Cr یوازې د TiN ډاټ میټریکس کې د بدیل جامد محلول په بڼه شتون لري، مګر د جلا CrN مرحلې په توګه نه. نورې څیړنې ښیې چې د Cr اتومونو شمیر چې په مستقیم ډول په (Tix,Cr1-x)N کوټینګونو کې د Ti اتومونو ځای نیسي محدود دی، او پاتې Cr په واحد حالت کې شتون لري یا د N سره مرکبات جوړوي. تجربوي پایلې ښیې چې کوټینګ ته د Cr اضافه کول د سطحې ذراتو اندازه کموي او سختۍ زیاتوي، او د کوټینګ سختۍ خپل لوړ ارزښت ته رسیږي کله چې د Cr ډله ایز سلنه 3l٪ ته ورسیږي، مګر د کوټینګ داخلي فشار هم خپل اعظمي ارزښت ته رسیږي.

۳، د پوښ کولو بله طبقه

د عام استعمال شوي TiN کوټینګونو سربیره، ډیری مختلف انجینري سیرامیکونه د ګیر سطحې پیاوړتیا لپاره کارول کیږي.

(۱) د جاپان د Y. Terauchi او نورو ډاکټرانو د بخار د جمع کولو طریقې له لارې د ټایټانیوم کاربایډ یا ټایټانیوم نایټرایډ سیرامیک ګیرونو د رګونو د اغوستلو مقاومت مطالعه کړ. ګیرونه کاربوریز شوي او پالش شوي وو ترڅو د پوښ کولو دمخه د HV720 شاوخوا د سطحې سختۍ او د 2.4 μm سطحې ناهموارۍ ترلاسه کړي، او د سیرامیک پوښښونه د ټایټانیوم کاربایډ لپاره د کیمیاوي بخار جمع کولو (CVD) او د ټایټانیوم نایټرایډ لپاره د فزیکي بخار جمع کولو (PVD) لخوا چمتو شوي وو، د سیرامیک فلم ضخامت شاوخوا 2 μm سره. د رګونو د اغوستلو ځانګړتیاوې په ترتیب سره د تیلو او وچ رګونو په شتون کې وڅیړل شوې. دا وموندل شوه چې د ګیر نائب د ګیلنګ مقاومت او سکریچ مقاومت د سیرامیک سره د پوښ کولو وروسته د پام وړ لوړ شوی و.

(۲) د کیمیاوي پوښل شوي Ni-P او TiN مرکب پوښ د Ni-P د لیږد طبقې په توګه د مخکې پوښلو او بیا د TiN زیرمه کولو سره چمتو شوی و. څیړنه ښیې چې د دې مرکب پوښ د سطحې سختۍ تر یوې اندازې پورې ښه شوې، او پوښ د سبسټریټ سره ښه تړل شوی او د اغوستلو ښه مقاومت لري.

(۳) د تشناب/C، B4C نری فلم
د جاپان د ټیکنالوژۍ انسټیټیوټ د میخانیکي انجینرۍ څانګې، ایم. موراکاوا او نورو، د ګیرونو په سطحه د WC/C پتلی فلم د زیرمه کولو لپاره د PVD ټیکنالوژۍ څخه کار واخیست، او د هغې د خدمت ژوند د تیلو څخه پاک غوړولو شرایطو لاندې د عادي قوی شوي او ځمکني ګیرونو په پرتله درې ځله و. فرانز J او نورو د FEZ-A او FEZ-C ګیرونو په سطحه د WC/C او B4C پتلی فلم د زیرمه کولو لپاره د PVD ټیکنالوژۍ څخه کار واخیست، او تجربې وښودله چې د PVD کوټینګ د ګیر رګونه د پام وړ کم کړل، ګیر یې د ګرمو ګلو کولو یا ګلو کولو لپاره لږ حساس کړ، او د ګیر د بار وړلو ظرفیت یې ښه کړ.

(۴) د CrN فلمونه
د CrN فلمونه د TiN فلمونو سره ورته دي ځکه چې دوی لوړ سختۍ لري، او د CrN فلمونه د TiN په پرتله د لوړې تودوخې اکسیډیشن په وړاندې ډیر مقاومت لري، د ښه زنګ مقاومت لري، د TiN فلمونو په پرتله ټیټ داخلي فشار لري، او نسبتا ښه سختۍ لري. چن لینګ او د HSS په سطحه د فلم پر بنسټ د غوره اړیکې سره د اغوستلو مقاومت لرونکی TiAlCrN/CrN مرکب فلم چمتو کړ، او د څو پرتونو فلم د بې ځایه کیدو سټیکینګ تیوري یې هم وړاندیز کړه، که چیرې د دوو پرتونو ترمنځ د بې ځایه کیدو انرژي توپیر لوی وي، نو په یوه پرت کې رامینځته کیدونکی بې ځایه کیدل به د هغې انٹرفیس بل پرت ته تیریدل ستونزمن وي، پدې توګه په انٹرفیس کې د بې ځایه کیدو سټیکینګ رامینځته کوي او د موادو د پیاوړتیا رول لوبوي. ژونګ بن او د CrNx فلمونو د مرحلې جوړښت او د رګونو د اغوستلو ملکیتونو باندې د نایتروجن مینځپانګې اغیزې مطالعه کړې، او مطالعې ښودلې چې په فلمونو کې د Cr2N (211) د تفاوت چوکۍ په تدریجي ډول کمزورې شوې او د CrN (220) چوکۍ په تدریجي ډول د N2 مینځپانګې زیاتوالي سره وده کړې، د فلم په سطحه لوی ذرات په تدریجي ډول کم شوي او سطحه فلیټ وي. کله چې د N2 هوا ورکول 25 ملی لیتر/ دقیقه وو (د هدف سرچینې قوس جریان 75 A وو، زیرمه شوی CrN فلم ښه سطحي کیفیت، ښه سختۍ او غوره اغوستلو مقاومت لري کله چې د N2 هوا ورکول 25 ملی لیتر/ دقیقه وي (د هدف سرچینې قوس جریان 75A دی، منفي فشار 100V دی).

(۵) ډېر سخت فلم
سوپر هارډ فلم هغه جامد فلم دی چې د 40GPa څخه ډیر سختوالی لري، د اغوستلو غوره مقاومت، د تودوخې لوړ مقاومت او د ټیټ رګونو ضخامت او ټیټ حرارتي توسعې ضخامت، په عمده توګه د بې شکله الماس فلم او CN فلم. بې شکله الماس فلمونه بې شکله ځانګړتیاوې لري، د اوږد واټن ترتیب شوي جوړښت نلري، او د CC ټیټراهیدرال بانډونو لوی شمیر لري، نو دوی ته د ټیټراهیدرال بې شکله کاربن فلمونه هم ویل کیږي. د بې شکله کاربن فلم د یو ډول په توګه، د الماس په څیر کوټینګ (DLC) د الماس سره ورته ډیری غوره ځانګړتیاوې لري، لکه لوړ حرارتي چالکتیا، لوړ سختۍ، لوړ لچک لرونکی ماډولس، د تودوخې توسعې ټیټ کوفیف، ښه کیمیاوي ثبات، ښه اغوستلو مقاومت او ټیټ رګونه کوفیف. دا ښودل شوي چې د ګیر سطحو باندې د الماس په څیر فلمونو پوښ کول کولی شي د خدمت ژوند د 6 فکتور لخوا وغځوي او د ستړیا مقاومت د پام وړ ښه کړي. د CN فلمونه، چې د بې شکله کاربن-نایتروجن فلمونو په نوم هم پیژندل کیږي، د β-Si3N4 کوولینټ مرکباتو سره ورته کرسټال جوړښت لري او د β-C3N4 په نوم هم پیژندل کیږي. لیو او کوهن او نور. د لومړي طبیعت اصل څخه د سیوډوپوټینشیل بینډ محاسبې په کارولو سره سخت تیوریکي محاسبې ترسره کړې، تایید یې کړه چې β-C3N4 لوی پابند انرژي لري، یو مستحکم میخانیکي جوړښت لري، لږترلږه یو فرعي مستحکم حالت شتون لري، او د هغې لچک لرونکي ماډول د الماس سره پرتله کیدونکی دی، د ښه ملکیتونو سره، کوم چې کولی شي په مؤثره توګه د سطحې سختۍ او د موادو د اغوستلو مقاومت ښه کړي او د رګونو کوفیفینټ کم کړي.

(6) د نورو الیاژ اغوستلو مقاومت لرونکي پوښ طبقه
د الیاژ د اغوستلو په وړاندې مقاومت لرونکي ځینې پوښونه هم هڅه شوې چې په ګیرونو کې پلي شي، د بیلګې په توګه، د 45# فولادو ګیرونو د غاښونو په سطحه د Ni-P-Co الیاژ طبقه جمع کول د الیاژ طبقه ده ترڅو د الټرا-فائن غلې تنظیم ترلاسه کړي، کوم چې کولی شي ژوند تر 1.144 ~ 1.533 ځله پورې وغځوي. دا هم مطالعه شوې چې د Cu فلزي طبقه او Ni-W الیاژ کوټینګ د Cu-Cr-P الیاژ کاسټ اوسپنې ګیر د غاښونو په سطحه پلي کیږي ترڅو د هغې ځواک ښه کړي؛ د HT250 کاسټ اوسپنې ګیر د غاښونو په سطحه Ni-W او Ni-Co الیاژ کوټینګ پلي کیږي ترڅو د غیر پوښل شوي ګیر په پرتله د اغوستلو مقاومت 4 ~ 6 ځله ښه کړي.