Tiknoolajiyada dahaarka qalabka

Tiknoolajiyadda kaydinta PVD waxaa sannado badan lagu dhaqmayay iyadoo ah tikniyoolajiyad cusub oo wax ka beddesha dusha sare, gaar ahaan tikniyoolajiyadda dahaarka ion-ka faakiyuumka, taas oo horumar weyn ka samaysay sannadihii u dambeeyay haddana si weyn ayaa loogu isticmaalaa daawaynta qalabka, caaryada, giraangiraha bistooladaha, geerrada iyo qaybaha kale. Geesaska dahaarka leh ee ay diyaarisay tikniyoolajiyadda dahaarka ion-ka faakiyuumka ayaa si weyn u yareyn kara isku-dhafka is-jiidjiidka, waxay hagaajin kartaa ka-hortagga xirashada iyo qaar ka mid ah ka-hortagga daxalka, waxayna noqdeen diiradda iyo barta ugu kulul ee cilmi-baarista ee ku saabsan tikniyoolajiyadda xoojinta dusha sare ee qalabka.

Alaabada caadiga ah ee loo isticmaalo geerashu waa bir la farsameeyay, bir la shubay, bir la shubay, biraha aan birta ahayn (naxaas, aluminium) iyo balaastig. Birtu waxay inta badan ka kooban tahay 45 bir, 35SiMn, 40Cr, 40CrNi, 40MnB, 38CrMoAl. Bir kaarboon yar ayaa inta badan loo isticmaalaa 20Cr, 20CrMnTi, 20MnB, 20CrMnTo. Birta la farsameeyay waxaa si weyn loogu isticmaalaa geerarrada sababtoo ah waxqabadkeeda wanaagsan, halka birta la shubay badanaa loo isticmaalo in lagu soo saaro geero leh dhexroor > 400mm iyo qaab-dhismeed adag. Geerarrada birta la shubay waxay ka hortagaan xabagta iyo iska caabbinta godka, laakiin la'aanta saameynta iyo iska caabbinta xirashada, inta badan shaqada deggan, awooddu ma aha xawaare hoose ama cabbir weyn iyo qaab adag, waxay ku shaqayn kartaa xaalad la'aanta saliidaynta, oo ku habboon gudbinta furan. Biraha aan birta ahayn ee badanaa la isticmaalo waa naxaasta tin, naxaasta birta aluminium-ka ah iyo aluminiumka la shubay, oo badanaa loo isticmaalo soo saarista marawaxadaha ama geerada, laakiin sifooyinka simbiriirixan iyo kuwa ka hortagga is-qabqabsiga ayaa liita, kaliya loogu talagalay geerada fudud, culeyska dhexdhexaadka ah iyo kuwa xawaaraha hooseeya. Geerarka walxaha aan birta ahayn waxaa inta badan loo isticmaalaa meelaha qaarkood ee leh shuruudo gaar ah, sida saliidaynta aan saliidda lahayn iyo isku hallayn sare. Goobta xaaladaha sida wasakhowga hooseeya, sida qalabka guryaha, qalabka caafimaadka, mashiinnada cuntada iyo mashiinnada dharka.

qalabka daahan Gear

Injineernimada qalabka dhoobada waa agab aad u rajo leh oo leh xoog iyo adkaan sare, gaar ahaan iska caabbinta kulaylka oo aad u fiican, dabacsanaanta kulaylka oo hooseysa iyo ballaarinta kulaylka, iska caabbinta xirashada oo sareysa iyo iska caabbinta oksaydhka. Tiro badan oo daraasado ah ayaa muujiyay in agabka dhoobada ay si dabiici ah u adkaystaan ​​kulaylka oo ay leeyihiin xirasho yar oo biraha ah. Sidaa darteed, isticmaalka agabka dhoobada halkii laga isticmaali lahaa agabka birta ee qaybaha xirashada u adkaysta waxay hagaajin kartaa nolosha qaybta is jiidjiidka, waxay dabooli kartaa qaar ka mid ah agabka heerkulka sare iyo kuwa sare ee u adkaysta xirashada, shuruudo badan oo adag iyo kuwo kale. Waqtigan xaadirka ah, agabka dhoobada injineernimada ayaa loo isticmaalay soo saarista qaybaha u adkaysta kulaylka matoorka, gudbinta farsamada ee qaybaha xirashada, qalabka kiimikada ee qaybaha u adkaysta daxalka iyo qaybaha shaabadaynta, taasoo si isa soo taraysa u muujinaysa codsiga ballaaran ee agabka dhoobada.

Wadamada horumaray sida Jarmalka, Japan, Mareykanka, Boqortooyada Midowday (UK) iyo dalal kale waxay muhiimad weyn siiyaan horumarinta iyo adeegsiga agabka dhoobada injineernimada, iyagoo maalgelinaya lacag badan iyo shaqaale si loo horumariyo aragtida farsamaynta iyo tignoolajiyada dhoobada injineernimada. Jarmalka ayaa bilaabay barnaamij la yiraahdo "SFB442", kaas oo ujeeddadiisu tahay in la isticmaalo tiknoolajiyada PVD si loo sameeyo filim ku habboon dusha sare ee qaybaha si loogu beddelo habka saliidda ee waxyeellada leh ee deegaanka iyo jidhka aadanaha. PW Gold iyo kuwa kale ee Jarmalka ayaa isticmaalay maalgelinta SFB442 si ay u adeegsadaan tiknoolajiyada PVD si ay u dhigaan filimaan khafiif ah dusha sare ee qalabka wax lagu duubo waxayna ogaadeen in waxqabadka ka hortagga xirashada ee qalabka wax lagu duubo si weyn loo hagaajiyay filimadana lagu shubay dusha sare waxay si buuxda u beddeli karaan shaqada qalabka wax lagu daro ee ka hortagga xirashada cadaadiska xad-dhaafka ah. Joachim, Franz et al. oo Jarmalka jooga ayaa isticmaalay tiknoolajiyadda PVD si ay u diyaariyaan filimada WC/C oo muujinaya sifooyin aad u fiican oo ka hortagga daalka, oo ka sarreeya kuwa saliidda oo ay ku jiraan waxyaabaha lagu daro EP, taasoo si la mid ah u keenta suurtagalnimada in lagu beddelo waxyaabaha lagu daro ee waxyeelada leh dahaarka. E. Lugscheider et al. oo ka tirsan Machadka Sayniska Qalabka, Jaamacadda Farsamada ee Aachen, Jarmalka, iyadoo maalgelin ka helaysa DFG (Guddiga Cilmi-baarista Jarmalka), ayaa muujiyay koror weyn oo ku yimid iska caabbinta daalka ka dib markii filimaan ku habboon lagu dhejiyay birta 100Cr6 iyadoo la adeegsanayo tiknoolajiyadda PVD. Intaa waxaa dheer, Shirkadda General Motors ee Mareykanka ayaa Waxay ka bilaabatay filimkeeda kaydinta dusha sare ee qalabka gawaarida nooca VolvoS80Turbo si loo hagaajiyo iska caabbinta daalka; shirkadda caanka ah ee Timken waxay soo bandhigtay filimka dusha sare ee qalabka ES200; calaamadda ganacsiga ee diiwaangashan ee MAXIT gear dahaarka ayaa ka soo muuqatay Jarmalka; calaamadda ganacsiga ee diiwaangashan ee Graphit-iC iyo Dymon-iC siday u kala horreeyaan Dahaarka qalabka oo leh calaamadaha ganacsiga ee diiwaangashan ee Graphit-iC iyo Dymon-iC ayaa sidoo kale laga heli karaa Boqortooyada Midowday (UK).

Maadaama ay yihiin qaybo muhiim ah oo ka mid ah gudbinta farsamada, geerku wuxuu door muhiim ah ka ciyaaraa warshadaha, sidaa darteed waa muhiimad aad u muhiim ah in la barto isticmaalka walxaha dhoobada ah ee geerka. Waqtigan xaadirka ah, dhoobada injineernimada ee lagu dabaqay geerka ayaa inta badan ah kuwan soo socda.

1, lakabka daahan TiN
1, TiN

Dahaarka Ion-ka Lakabka dhoobada TiN waa mid ka mid ah dahaarka dusha sare ee si weyn loo isticmaalo oo leh adkeysi sare, xoog dhegdheg sare, isku-dhafka is-goysyada hooseeya, iska caabbinta daxalka wanaagsan, iwm. Waxaa si weyn loogu isticmaalay meelo kala duwan, gaar ahaan warshadaha qalabka iyo caaryada. Sababta ugu weyn ee saameysa codsiga dahaarka dhoobada ee gears-ka waa dhibaatada isku-xirka ee u dhaxaysa dahaarka dhoobada iyo substrate-ka. Maadaama xaaladaha shaqada iyo arrimaha saameeya ee gears-ku ay aad uga adag yihiin kuwa qalabka iyo caaryada, codsiga dahaarka TiN-ka ee hal mar ee daaweynta dusha sare ee gear-ka aad ayuu u xaddidan yahay. In kasta oo dahaarka dhoobada uu leeyahay faa'iidooyinka adkaanta sare, isku-dhafka is-goysyada hooseeya iyo iska caabbinta daxalka, waa mid jilicsan oo adag in la helo dahaar qaro weyn, sidaa darteed waxay u baahan tahay adkeysi sare iyo substrate xoog sare leh si ay u taageerto dahaarka si ay u ciyaarto astaamihiisa. Sidaa darteed, dahaarka dhoobada waxaa inta badan loo isticmaalaa dusha sare ee birta carbide iyo dusha sare ee birta xawaaraha sare leh. Qalabka qalabka waa jilicsan yahay marka la barbar dhigo walxaha dhoobada ah, farqiga u dhexeeya dabeecadda substrate-ka iyo dahaarkana waa weyn yahay, sidaa darteed isku-darka dahaarka iyo substrate-ka waa mid liita, dahaarkana kuma filna inuu taageero dahaarka, taasoo ka dhigaysa dahaarka mid fudud inuu dhaco inta lagu jiro isticmaalka, ma aha oo kaliya inuu ciyaari karo faa'iidooyinka dahaarka dhoobada ah, laakiin walxaha dahaarka dhoobada ah ee dhaca waxay sababi doonaan duugista xoqidda qalabka, taasoo dedejinaysa luminta xirashada qalabka. Xalka hadda jira waa in la isticmaalo tignoolajiyada daaweynta dusha sare ee isku dhafan si loo hagaajiyo xiriirka u dhexeeya dhoobada iyo substrate-ka. Tignoolajiyada daaweynta dusha sare ee isku dhafan waxay tilmaamaysaa isku-darka dahaarka uumiga jirka iyo hababka kale ee daaweynta dusha sare ama dahaarka, iyadoo la adeegsanayo laba dusha sare/surfaces oo kala duwan si loo beddelo dusha sare ee walxaha substrate-ka si loo helo sifooyin farsamo oo isku dhafan oo aan lagu gaari karin hal hab oo daaweyn dusha sare ah. Dahaarka isku-dhafan ee TiN oo lagu shubay nitriding ion iyo PVD waa mid ka mid ah dahaarka isku-dhafan ee ugu cilmi-baarista badan. Substrate-ka nitriding-ka plasma iyo dahaarka isku-dhafka dhoobada TiN waxay leeyihiin xiriir xooggan iska caabbinta xirashadana si weyn ayaa loo hagaajiyay.

Dhumucda ugu habboon ee lakabka filimka TiN oo leh iska caabin heer sare ah oo xirasho iyo isku xidhka saldhigga filimka waa qiyaastii 3 ~ 4μm. Haddii dhumucda lakabka filimku ay ka yar tahay 2μm, iska caabinta xirashada si weyn looma horumarin doono. Haddii dhumucda lakabka filimku ay ka badan tahay 5μm, isku xidhka saldhigga filimka ayaa yaraan doona.

2, daahan TiN oo badan, oo leh lakab badan

Iyada oo si tartiib tartiib ah oo baahsan loo adeegsanayo dahaarka TiN, waxaa jira cilmi-baarisyo badan oo ku saabsan sida loo horumariyo loona horumariyo dahaarka TiN. Sannadihii ugu dambeeyay, dahaarka qaybaha badan iyo dahaarka lakabka badan ayaa la sameeyay iyadoo lagu saleynayo dahaarka TiN laba-geesoodka ah, sida Ti-CN, Ti-CNB, Ti-Al-N, Ti-BN, (Tix,Cr1-x)N, TiN/Al2O3, iwm. Marka lagu daro walxaha sida Al iyo Si dahaarka TiN, iska caabbinta oksaydhka heerkulka sare iyo adkaanta dahaarka waa la hagaajin karaa, halka ku darista walxaha sida B ay hagaajin karto adkaanta iyo xoogga isku dhejinta dahaarka.

Sababtoo ah kakanaanta isku-dhafka qaybaha badan, waxaa jira khilaafaad badan oo ku jira daraasaddan. Daraasadda dahaarka qaybaha badan ee (Tix,Cr1-x)N, waxaa jira muran weyn oo ku saabsan natiijooyinka cilmi-baarista. Dadka qaar waxay aaminsan yihiin in dahaarka (Tix,Cr1-x)N ay ku salaysan yihiin TiN, Cr-na uu ku jiri karo oo keliya qaab xal adag oo beddel ah oo ku jira matrix-ka dhibcaha TiN, laakiin maaha marxalad CrN oo gooni ah. Daraasado kale waxay muujinayaan in tirada atamka Cr ee si toos ah u beddelaya atamka Ti ee dahaarka (Tix,Cr1-x)N ay xaddidan tahay, Cr-ka soo harayna wuxuu ku jiraa xaaladda singlet ama wuxuu sameeyaa isku-dhafan leh N. Natiijooyinka tijaabada ah waxay muujinayaan in ku darista Cr ee dahaarka ay yareyso cabbirka walxaha dusha sare oo ay kordhiso adkaanta, iyo adkaanta dahaarka ay gaarto qiimaheeda ugu sarreeya marka boqolkiiba tirada Cr ay gaarto 3l%, laakiin cadaadiska gudaha ee dahaarka ayaa sidoo kale gaara qiimahiisa ugu sarreeya.

3, lakabka kale ee daahan

Marka laga soo tago dahaarka TiN ee caadiga ah ee la isticmaalo, dhoobo injineernimo oo badan ayaa loo isticmaalaa xoojinta dusha sare ee qalabka.

(1) Y. Terauchi et al. oo ka socda Japan ayaa bartay iska caabbinta is-goysyada ee qalabka dhoobada ee titanium carbide ama titanium nitride ee lagu shubo habka dhigista uumiga. Geesaska waxaa lagu sameeyay carburized oo la safeeyey si loo gaaro adkaanta dusha sare ee qiyaastii HV720 iyo qallafsanaanta dusha sare ee 2.4 μm ka hor inta aan la dahaadhin, dahaarka dhoobadana waxaa lagu diyaariyey dhigista uumiga kiimikada (CVD) ee loogu talagalay titanium carbide iyo dhigista uumiga jirka (PVD) ee titanium nitride, iyadoo dhumucdiisuna ay tahay qiyaastii 2 μm. Astaamaha xirashada is-goysyada ayaa la baaray iyadoo ay jiraan is-goysyo saliid iyo qalalan, siday u kala horreeyaan. Waxaa la ogaaday in iska caabbinta xamuulka iyo iska caabbinta xoqidda ee qalabka ayaa si weyn loo xoojiyay ka dib markii lagu dahaadhay dhoobada.

(2) Dahaarka isku dhafan ee Ni-P iyo TiN ee kiimikada lagu dahaadhay waxaa la diyaariyey iyadoo hore loogu dahaadhay Ni-P sidii lakab kala-guur ah ka dibna lagu shubay TiN. Daraasaddu waxay muujinaysaa in adkaysiga dusha sare ee dahaarkan isku-dhafan la hagaajiyay ilaa xad, dahaarkana si fiican ayuu ugu xidhnaanayaa substrate-ka wuxuuna leeyahay iska caabin wanaagsan oo xirasho ah.

(3) WC/C, filim khafiif ah oo B4C ah
M. Murakawa et al., Waaxda Injineerinka Farsamada, Machadka Teknolojiyadda Japan, waxay adeegsadeen tignoolajiyadda PVD si ay u dhigaan filim khafiif ah oo WC/C ah oo dusha sare ee geerka, cimrigiisuna wuxuu ahaa saddex jibaar ka badan geerka caadiga ah ee la damiyay iyo kuwa dhulka lagu shiiday xaaladaha saliidda la'aanta ah. Franz J et al. waxay isticmaaleen tignoolajiyadda PVD si ay filimka khafiifka ah ee WC/C iyo B4C ugu shubaan dusha sare ee geerka FEZ-A iyo FEZ-C, tijaabaduna waxay muujisay in dahaarka PVD uu si weyn u yareeyay is jiidjiidka geerka, uu ka dhigay qalabka mid aan u nuglaan karin isku dhejinta kulul ama isku dhejinta, isla markaana uu wanaajiyay awoodda qaadista ee geerka.

(4) Filimada CrN
Filimada CrN waxay la mid yihiin filimada TiN iyagoo leh adkeysi sare, filimada CrN-na waxay u adkeysanayaan oksaydhka heerkulka sare marka loo eego TiN, waxay leeyihiin iska caabin daxaleed oo ka wanaagsan, cadaadis gudaha ah oo ka hooseeya filimada TiN, iyo adkeysi ka wanaagsan. Chen Ling et wuxuu diyaariyey filim isku dhafan oo TiAlCrN/CrN ah oo u adkaysta xirashada oo leh isku xidhnaan filim oo heer sare ah oo dusha sare ee HSS ah, wuxuuna sidoo kale soo jeediyay aragtida kala-goynta ee filimka lakabka badan leh, haddii farqiga tamarta kala-goynta ee u dhexeeya laba lakab uu weyn yahay, kala-goynta ka dhacda hal lakab way adkaan doontaa in laga gudbo is-dhexgalka lakabka kale, sidaas darteed waxay sameysaa kala-goynta oo is-dulsaaraysa is-dhexgalka waxayna ciyaareysaa doorka xoojinta agabka. Zhong Bin et wuxuu bartay saameynta maadada nitrogen ee qaab-dhismeedka wejiga iyo sifooyinka xirashada isku-dhafka ee filimada CrNx, daraasadduna waxay muujisay in heerka ugu sarreeya ee kala-goynta Cr2N (211) ee filimada uu si tartiib tartiib ah u daciifo meesha ugu sarreysa ee CrN (220)na uu si tartiib tartiib ah u kordho iyadoo la kordhinayo nuxurka N2, walxaha waaweyn ee dusha sare ee filimka ayaa si tartiib tartiib ah hoos ugu dhacay dusha sarena waxay u janjeertay inay fidsanaato. Markii neef-mareenka N2 uu ahaa 25 ml/daqiiqo (heerka qulqulka isha bartilmaameedka ah wuxuu ahaa 75 A, filimka CrN ee la dhigay wuxuu leeyahay tayo sare oo dusha sare ah, adkeysi wanaagsan iyo iska caabin heer sare ah marka neef-mareenka N2 uu yahay 25ml/daqiiqo (heerka qulqulka isha bartilmaameedka ah waa 75A, cadaadiska taban waa 100V).

(5) Filim aad u adag
Filimka Superhard waa filimka adag oo leh adkeysi ka weyn 40GPa, iska caabin heer sare ah oo xirasho, iska caabin heer sare ah iyo isku-dhafka is-khilaafka hooseeya iyo isku-dhafka ballaarinta kulaylka hooseeya, inta badan filimka dheemanka aan qaab-dhismeedka lahayn iyo filimka CN. Filimada dheemanka ee aan qaab-dhismeedka lahayn waxay leeyihiin sifooyin aan qaab-dhismeed lahayn, ma laha qaab-dhismeed muddo dheer ah oo kala-soocid ah, waxayna ka kooban yihiin tiro badan oo isku-xidhka CC tetrahedral, sidaa darteed waxaa sidoo kale loo yaqaan filimada kaarboonka ee tetrahedral amorphous. Sida nooc ka mid ah filimka kaarboonka ee aan qaab-dhismeedka lahayn, dahaarka dheemanka u eg (DLC) wuxuu leeyahay sifooyin badan oo aad u fiican oo la mid ah dheemanka, sida kulaylka sare, adkaanta sare, modulus dabacsan oo sare, isku-dhafka hoose ee ballaarinta kulaylka, xasilloonida kiimikada wanaagsan, iska caabinta xirashada wanaagsan iyo isku-dhafka is-khilaafka hooseeya. Waxaa la muujiyay in dahaarka filimada dheemanka u eg ee dusha sare ee qalabka ay kordhin karaan cimriga adeegga qodob 6 ah oo si weyn u hagaajin karaan iska caabinta daalka. Filimada CN, oo sidoo kale loo yaqaan filimada kaarboonka-nitrogen-ka ee aan qaab-dhismeedka lahayn, waxay leeyihiin qaab-dhismeed kiristaalo ah oo la mid ah kan isku-dhafka β-Si3N4 waxaana sidoo kale loo yaqaan β-C3N4. Liu iyo Cohen et al. waxay sameeyeen xisaabin aragtiyeed oo adag iyadoo la adeegsanayo xisaabinta xarigga been abuurka ah ee laga soo qaatay mabda'a dabeecadda koowaad, waxay xaqiijiyeen in β-C3N4 uu leeyahay tamar isku xidh weyn, qaab-dhismeed farsamo oo deggan, ugu yaraan hal xaalad oo aan degganayn ayaa jiri karta, iyo module-keeda dabacsanaanta ah wuxuu la mid yahay dheeman, oo leh sifooyin wanaagsan, kaas oo si wax ku ool ah u hagaajin kara adkaanta dusha sare iyo xirashada iska caabbinta walxaha iyo yareynta isku-dhafka is-jiidjiidka.

(6) Lakab kale oo dahaarka u adkaysta xirashada dahaarka
Qaar ka mid ah dahaarka u adkaysta dahaarka ayaa sidoo kale la isku dayay in lagu dabaqo geerka, tusaale ahaan, dhigista lakabka dahaarka Ni-P-Co ee dusha sare ee ilkaha ee geerka birta 45# waa lakab dahaar ah si loo helo qaab-dhismeed hadhuudh aad u fiican, kaas oo cimrigiisa dheerayn kara ilaa 1.144~1.533 jeer. Waxaa sidoo kale la bartay in lakabka birta Cu iyo dahaarka dahaarka Ni-W lagu mariyo dusha sare ee ilkaha ee qalabka birta lagu shubo ee dahaarka Cu-Cr-P si loo hagaajiyo xooggiisa; dahaarka dahaarka Ni-W iyo Ni-Co ayaa lagu mariya dusha sare ee ilkaha ee qalabka birta lagu shubo ee HT250 si loo hagaajiyo iska caabbinta xirashada 4~6 jeer marka la barbar dhigo qalabka aan dahaarka lahayn.