Imọ-ẹrọ ifisilẹ PVD ti ṣe adaṣe fun ọpọlọpọ ọdun bi imọ-ẹrọ iyipada oju-aye tuntun, paapaa imọ-ẹrọ ion vacuum, eyiti o ti ni idagbasoke nla ni awọn ọdun aipẹ ati pe o ti lo ni lilo pupọ ni itọju awọn irinṣẹ, awọn mimu, awọn oruka piston, awọn jia ati awọn paati miiran. Awọn jia ti a bo ti a pese silẹ nipasẹ imọ-ẹrọ ion ti a bo igbale le dinku ni pataki olùsọdipúpọ edekoyede, mu imudara aṣọ-iṣọ ati ipata diẹ, ati pe o ti di idojukọ ati aaye gbona ti iwadii ni aaye ti imọ-ẹrọ okun dada jia.
Awọn ohun elo ti o wọpọ ti a lo fun awọn jia jẹ pataki, irin ti a da, irin simẹnti, irin simẹnti, awọn irin ti kii ṣe irin (Ejò, aluminiomu) ati awọn pilasitik. Irin jẹ akọkọ 45 irin, 35SiMn, 40Cr, 40CrNi, 40MnB, 38CrMoAl. Irin carbon kekere ti a lo ni akọkọ ni 20Cr, 20CrMnTi, 20MnB, 20CrMnTo. Irin eke jẹ lilo pupọ ni awọn jia nitori iṣẹ ṣiṣe to dara julọ, lakoko ti irin simẹnti ni a maa n lo lati ṣe awọn jia pẹlu iwọn ila opin> 400mm ati eto eka. Simẹnti irin jia egboogi-lẹ pọ ati pitting resistance, ṣugbọn awọn aini ti ikolu ati wọ resistance, o kun fun idurosinsin iṣẹ, agbara ni ko kekere iyara tabi tobi iwọn ati ki o eka apẹrẹ, le ṣiṣẹ labẹ awọn majemu ti awọn aini ti lubrication , o dara fun ìmọ gbigbe. Awọn irin ti kii ṣe irin-irin ti a lo nigbagbogbo jẹ idẹ tin, aluminiomu-irin idẹ ati simẹnti aluminiomu alloy, ti a lo nigbagbogbo ni iṣelọpọ awọn turbines tabi awọn jia, ṣugbọn sisun ati awọn ohun-ini egboogi-ija ko dara, nikan fun ina, fifuye alabọde ati awọn jia iyara-kekere. Awọn ohun elo ohun elo ti kii ṣe irin ni akọkọ lo ni diẹ ninu awọn aaye pẹlu awọn ibeere pataki, gẹgẹbi lubrication ti ko ni epo ati igbẹkẹle giga. Aaye awọn ipo bii idoti kekere, bii awọn ohun elo ile, ohun elo iṣoogun, ẹrọ ounjẹ ati ẹrọ asọ.
Awọn ohun elo ti a bo jia
Awọn ohun elo seramiki ti imọ-ẹrọ jẹ awọn ohun elo ti o ni ileri pupọ pẹlu agbara giga ati líle, ni pataki resistance ooru ti o dara julọ, imudara igbona kekere ati imugboroja igbona, resistance yiya giga ati resistance ifoyina. Nọmba nla ti awọn ijinlẹ ti fihan pe awọn ohun elo seramiki jẹ sooro igbona ti ara ati pe wọn ni yiya kekere lori awọn irin. Nitoribẹẹ, lilo awọn ohun elo seramiki dipo awọn ohun elo irin fun awọn ẹya ti o ni irẹwẹsi le mu igbesi aye ti iha ija, le pade diẹ ninu awọn iwọn otutu ti o ga ati awọn ohun elo sooro ti o ga, iṣẹ-ọpọlọpọ ati awọn ibeere lile miiran. Lọwọlọwọ, a ti lo awọn ohun elo seramiki ina-ẹrọ ni iṣelọpọ ti awọn ẹya ti o ni igbona ooru, gbigbe ẹrọ ni awọn ẹya yiya, ohun elo kemikali ninu awọn ẹya ti o ni ipata ati awọn apakan lilẹ, ṣafihan ohun elo jakejado ti awọn asesewa ohun elo seramiki.
Awọn orilẹ-ede ti o ni idagbasoke gẹgẹbi Germany, Japan, Amẹrika, United Kingdom ati awọn orilẹ-ede miiran ṣe pataki pataki si idagbasoke ati ohun elo ti awọn ohun elo seramiki ti imọ-ẹrọ, idoko-owo pupọ ati agbara eniyan lati ṣe idagbasoke ilana ilana ati imọ-ẹrọ ti awọn ohun elo amọ. Jẹmánì ti ṣe ifilọlẹ eto kan ti a pe ni “SFB442”, idi eyiti o jẹ lati lo imọ-ẹrọ PVD lati ṣajọpọ fiimu ti o dara lori dada ti awọn apakan lati rọpo alabọde lubricating ti o le ni ipalara si agbegbe ati ara eniyan. ti a fi silẹ ni oju-iwe ti o le rọpo iṣẹ-ṣiṣe ti awọn ohun elo ti o ni agbara ti o pọju, Joachim, Franz et al Aachen, Jẹmánì, pẹlu igbeowosile lati DFG (GermanResearch Commission), ṣe afihan ilosoke pataki ninu resistance arẹwẹsi lẹhin fifipamọ awọn fiimu ti o yẹ lori irin 100Cr6 nipa lilo imọ-ẹrọ PVD Ni afikun, Awọn ọkọ ayọkẹlẹ Gbogbogbo ti Amẹrika ti bẹrẹ ni VolvoS80Turbo iru ọkọ ayọkẹlẹ jia dada fiimu lati mu ilọsiwaju ti aarẹ pitting fiimu ile-iṣẹ 2; ti farahan ni Germany; aami-iṣowo ti a forukọsilẹ Graphit-iC ati Dymon-iC lẹsẹsẹ Gear pẹlu awọn aami-iṣowo ti a forukọsilẹ ti Graphit-iC ati Dymon-iC tun wa ni UK.
Gẹgẹbi awọn ẹya pataki ti o ṣe pataki ti gbigbe ẹrọ, awọn jia ṣe ipa pataki ninu ile-iṣẹ, nitorinaa o jẹ iwulo to wulo pupọ lati ṣe iwadi ohun elo ti awọn ohun elo seramiki lori awọn jia. Lọwọlọwọ, awọn ohun elo amọ-ẹrọ ti a lo si awọn jia jẹ pataki ni atẹle.
1, TiN ti a bo Layer
1, TiN
Ion ti a bo TiN seramiki Layer jẹ ọkan ninu awọn awọ ti a tunṣe dada ti o lo pupọ julọ pẹlu líle giga, agbara adhesion giga, olusọdipupọ kekere kekere, resistance ipata ti o dara, bbl O ti lo pupọ ni awọn aaye pupọ, paapaa ni ọpa ati ile-iṣẹ mimu. Idi akọkọ ti o kan ohun elo ti abọ seramiki lori awọn jia jẹ iṣoro isọpọ laarin ibora seramiki ati sobusitireti. Niwọn igba ti awọn ipo iṣẹ ati awọn ifosiwewe ti o ni ipa ti awọn jia jẹ idiju pupọ ju ti awọn irinṣẹ ati awọn apẹrẹ, ohun elo ti ibora TiN kan lori itọju dada jia jẹ ihamọ pupọ. Botilẹjẹpe ti a bo seramiki ni awọn anfani ti líle giga, olusọdipupọ edekoyede kekere ati resistance ipata, o jẹ brittle ati pe o nira lati gba ibora ti o nipon, nitorinaa o nilo líle giga ati sobusitireti agbara giga lati ṣe atilẹyin ibora lati le mu awọn abuda rẹ ṣiṣẹ. Nitorinaa, ti a bo seramiki jẹ lilo pupọ julọ fun carbide ati dada irin iyara to gaju. Ohun elo jia jẹ rirọ ti akawe si ohun elo seramiki, ati iyatọ laarin iseda ti sobusitireti ati ibora jẹ nla, nitorinaa apapo ti a bo ati sobusitireti ko dara, ati pe ibora ko to lati ṣe atilẹyin ibora, jẹ ki aṣọ naa rọrun lati ṣubu ni pipa ni ilana lilo, kii ṣe nikan ko le mu awọn anfani ti seramiki seramiki, ṣugbọn awọn patikulu ti a bo seramiki ti o ṣubu ni pipa gear ti yiya gear yoo fa ipalara. Ojutu lọwọlọwọ ni lati lo imọ-ẹrọ itọju dada apapo lati mu ilọsiwaju pọ si laarin seramiki ati sobusitireti. Imọ-ẹrọ itọju dada idapọmọra n tọka si apapọ ti ibora idasile oru ti ara ati awọn ilana itọju dada miiran tabi awọn aṣọ ibora, ni lilo awọn ipele meji lọtọ / awọn abẹlẹ lati yipada dada ti ohun elo sobusitireti lati gba awọn ohun-ini ẹrọ idapọpọ ti ko le ṣe aṣeyọri nipasẹ ilana itọju dada kan. TiN ti a bo idapọmọra ti a fi silẹ nipasẹ ion nitriding ati PVD jẹ ọkan ninu awọn ohun elo idapọpọ ti a ṣe iwadi julọ. Sobusitireti nitriding pilasima ati ti a bo seramiki seramiki TiN ni iwe adehun to lagbara ati pe resistance yiya ti ni ilọsiwaju ni pataki.
Iwọn sisanra ti o dara julọ ti Layer fiimu TiN pẹlu resistance yiya ti o dara julọ ati isunmọ ipilẹ fiimu jẹ nipa 3 ~ 4μm. Ti sisanra ti Layer fiimu jẹ kere ju 2μm, aiṣedeede yiya kii yoo ni ilọsiwaju ni pataki. Ti sisanra ti Layer fiimu jẹ diẹ sii ju 5μm, isunmọ ipilẹ fiimu yoo dinku.
2, Olona-Layer, olona-paati TiN bo
Pẹlu ohun elo mimu ati ibigbogbo ti awọn aṣọ TiN, awọn iwadii diẹ sii ati siwaju sii wa lori bii o ṣe le mu ilọsiwaju ati imudara awọn aṣọ TiN. Ni awọn ọdun aipẹ, awọn ohun elo ti o pọju ati awọn ohun elo ti o pọju ti a ti ni idagbasoke ti o da lori awọn ohun elo TiN alakomeji, gẹgẹbi Ti-CN, Ti-CNB, Ti-Al-N, Ti-BN, (Tix, Cr1-x) N, TiN / Al2O3, bbl Nipa fifi awọn eroja bii Al ati Si to TiN awọn ohun elo, awọn resistance si awọn ohun elo ti o ga julọ ti oxidation le mu dara si awọn ohun elo oxidation ti o ga julọ, ti o le mu awọn ohun elo oxidation ti o ga julọ. mu awọn líle ati adhesion agbara ti awọn ti a bo.
Nitori idiju ti akojọpọ paati pupọ, ọpọlọpọ awọn ariyanjiyan lo wa ninu iwadi yii. Ninu iwadi ti (Tix, Cr1-x) N awọn ohun elo multicomponent, ariyanjiyan nla wa ninu awọn abajade iwadi. Diẹ ninu awọn eniyan gbagbọ pe (Tix, Cr1-x) N awọn aṣọ da lori TiN, ati Cr le wa nikan ni irisi aropo ojutu to lagbara ni matrix TiN dot matrix, ṣugbọn kii ṣe gẹgẹ bi ipele CrN lọtọ. Awọn ijinlẹ miiran fihan pe nọmba ti Cr awọn ọta taara rọpo Ti awọn atomu ni (Tix, Cr1-x) N ti a bo ni opin, ati pe Cr ti o ku wa ni ipo ẹyọkan tabi fọọmu awọn agbo ogun pẹlu N. Awọn abajade esiperimenta fihan pe afikun ti Cr si ibora dinku iwọn patiku oju dada ati mu ki lile, ati lile ti ibi-iṣọ naa de iwọn ti o ga julọ ti aapọn ninu% 3% ti aapọn ti inu ti C. ti a bo tun Gigun awọn oniwe-o pọju iye.
3. Miiran ti a bo Layer
Ni afikun si awọn aṣọ ibora TiN ti a lo nigbagbogbo, ọpọlọpọ awọn ohun elo amọ-ẹrọ oriṣiriṣi ni a lo fun okun dada jia.
(1)Y. Terauchi et al. ti Japan ṣe iwadii atako si yiya frictional ti titanium carbide tabi titanium nitride seramiki jia ti a fi silẹ nipasẹ ọna ifisilẹ oru. Awọn jia ti wa ni carburized ati didan lati ṣaṣeyọri líle dada ti o to HV720 ati aibikita dada ti 2.4 μm ṣaaju ki o to bo, ati pe awọn ohun elo seramiki ti pese sile nipasẹ ifasilẹ oru kemikali (CVD) fun titanium carbide ati nipasẹ ifisilẹ eefin ti ara (PVD) fun titanium nitride, pẹlu sisanra fiimu seramiki ti nipa. Awọn ohun-ini yiya frictional ni a ṣe iwadii ni iwaju epo ati ija gbigbẹ, lẹsẹsẹ. O ti rii pe atako galling ati resistance ibere ti igbakeji jia ti ni ilọsiwaju pupọ lẹhin ti a bo pẹlu seramiki.
(2) Akopọ ti a bo Ni-P ti kemikali ati TiN ti pese sile nipasẹ fifi-iṣaaju Ni-P gẹgẹbi ipele iyipada ati lẹhinna gbe TiN silẹ. Iwadi na fihan pe líle dada ti ibora idapọpọ yii ti ni ilọsiwaju si iwọn kan, ati pe ti a bo naa dara julọ pẹlu sobusitireti ati pe o ni aabo yiya to dara julọ.
(3) WC/C, B4C tinrin fiimu
M. Murakawa et al., Sakaani ti Imọ-ẹrọ Imọ-ẹrọ, Ile-ẹkọ Imọ-ẹrọ ti Japan, lo imọ-ẹrọ PVD lati fi fiimu tinrin WC/C silẹ lori oju awọn jia, ati pe igbesi aye iṣẹ rẹ jẹ igba mẹta ti parun lasan ati awọn jia ilẹ labẹ awọn ipo lubrication ti ko ni epo. Franz J et al. lo PVD ọna ẹrọ lati beebe WC / C ati B4C tinrin fiimu lori dada ti FEZ-A ati FEZ-C murasilẹ, ati awọn ṣàdánwò fihan wipe awọn PVD ti a bo significantly dinku jia edekoyede, ṣe awọn jia kere ni ifaragba si gbona gluing tabi gluing, ati ki o dara awọn fifuye-ara agbara ti awọn jia.
(4) CrN fiimu
Awọn fiimu CrN jẹ iru awọn fiimu TiN ni pe wọn ni lile ti o ga julọ, ati pe awọn fiimu CrN jẹ sooro diẹ sii si ifoyina otutu otutu ju TiN, ni resistance ipata to dara julọ, aapọn inu inu kekere ju awọn fiimu TiN, ati lile to dara julọ. Chen Ling et pese fiimu ti o ni asọ TiAlCrN/CrN ti ko ni asọ pẹlu isọpọ ti o da lori fiimu ti o dara julọ lori dada ti HSS, ati tun dabaa ilana isakoṣo dislocation ti fiimu multilayer, ti iyatọ agbara dislocation laarin awọn fẹlẹfẹlẹ meji ba tobi, iyọkuro ti o waye ni ipele kan yoo nira lati sọdá ni wiwo rẹ sinu Layer miiran, nitorinaa ṣiṣe ipa ti ipadasẹhin ni wiwo. Zhong Bin et ṣe iwadi ipa ti akoonu nitrogen lori eto alakoso ati awọn ohun-ini yiya ti awọn fiimu CrNx, ati pe iwadi naa fihan pe Cr2N (211) diffraction tente ninu awọn fiimu maa n rẹwẹsi ati CrN (220) tente oke ni ilọsiwaju pẹlu ilosoke ti akoonu N2, awọn patikulu nla ti o wa lori oju fiimu naa dinku diẹ sii ati dada duro lati jẹ alapin. Nigbati N2 aeration jẹ 25 milimita / min (orisun arc lọwọlọwọ jẹ 75 A, fiimu CrN ti a fi silẹ ni didara dada ti o dara, líle ti o dara ati resistance yiya ti o dara julọ nigbati N2 aeration jẹ 25ml / min (orisun arc lọwọlọwọ lọwọlọwọ jẹ 75A, titẹ odi jẹ 100V).
(5) Superhard fiimu
Fiimu Superhard jẹ fiimu ti o lagbara pẹlu líle ti o tobi ju 40GPa, resistance yiya ti o dara julọ, resistance otutu giga ati olusọdipúpọ edekoyede ati alasọdipúpọ igbona kekere, nipataki fiimu diamond amorphous ati fiimu CN. Awọn fiimu diamond amorphous ni awọn ohun-ini amorphous, ko si ilana aṣẹ ti o gun gigun, ati pe o ni nọmba nla ti awọn iwe ifowopamọ tetrahedral CC, nitorinaa wọn tun pe ni awọn fiimu carbon amorphous tetrahedral. Gẹgẹbi iru fiimu erogba amorphous, ti a bo diamond-like (DLC) ni ọpọlọpọ awọn ohun-ini ti o dara julọ ti o jọra si diamond, gẹgẹ bi iṣipopada igbona giga, líle giga, modulus rirọ giga, olusọdipúpọ kekere ti imugboroosi igbona, iduroṣinṣin kemikali ti o dara, resistance yiya ti o dara ati olusọdipúpọ kekere. O ti han pe ti a bo awọn fiimu ti o dabi diamond lori awọn aaye jia le fa igbesi aye iṣẹ naa pọ si nipasẹ ipin kan ti 6 ati ni ilọsiwaju pataki resistance aarẹ. Awọn fiimu CN, ti a tun mọ ni awọn fiimu amorphous carbon-nitrogen films, ni igbekalẹ kirisita kan ti o jọra ti ti awọn agbo ogun covalent β-Si3N4 ati pe a tun mọ ni β-C3N4. Liu ati Cohen et al. ošišẹ ti nira o tumq si isiro lilo pseudopotential band isiro lati akọkọ-iseda opo , jerisi pe β-C3N4 ni o ni kan ti o tobi abuda agbara, a idurosinsin darí be, ni o kere kan iha-idurosinsin ipinle le tẹlẹ, ati awọn oniwe-rirọ modulus jẹ afiwera si Diamond, pẹlu ti o dara ini, eyi ti o le fe ni mu awọn dada líle ati wọ resistance ti awọn ohun elo ati ki o din edekoyede ipoidojuko.
(6) Miiran alloy wọ-sooro ti a bo Layer
Diẹ ninu awọn aṣọ wiwọ-sooro alloy ti tun gbiyanju lati lo si awọn jia, fun apẹẹrẹ, ifisilẹ ti Layer alloy Ni-P-Co lori oju ehin ti awọn ohun elo irin 45 # jẹ ohun elo alloy lati gba agbari-ọkà ultra-fine, eyiti o le fa igbesi aye soke si awọn akoko 1.144 ~ 1.533. O tun ti ṣe iwadi pe Cu-irin Layer ati Ni-W alloy ti a bo lori ehin dada ti Cu-Cr-P alloy iron jia lati mu agbara rẹ dara; Ni-W ati Ni-Co ti a bo alloy ti wa ni lilo lori aaye ehin ti HT250 simẹnti irin jia lati mu ilọsiwaju yiya duro nipasẹ awọn akoko 4 ~ 6 ni akawe pẹlu jia ti a ko fi sii.
Akoko ifiweranṣẹ: Oṣu kọkanla-07-2022