С. А. Вологжанина, А. Ф. Иголкин материалтану оқУ ҚҰралы
Машина жасауда қолданылатын наноқұрылымды қаптамалар
жүктеу/скачать 8,95 Mb. Pdf көрінісі
|
6 Вологжанина Материалтану. Оқулық
| 24.3.
Машина жасауда қолданылатын наноқұрылымды қаптамалар Наноқұрылымды қаптамалар машина жасауда кеңінен қолданылады. Олардың қаттылығы мен тозуға төзімділігі жоғары, ыстыққа шыдамды болғандықтан үйкеліс түйіндерінің детальдарын жəне кесу құралдарын жасауға пайдаланады. Ti—B—C/Ti—C—N қаптамаларда көпқабатты наноқұрылымды тозуға төзімділік жоғары деңгейде жəне коррозияға қарсылық үлкен үйлесім тапқан. Оларды шығару өнеркəсіптік деңгейде қолға алынған. Наноқұрылымдық қаптамалар химиялық құрамы бойынша металдық, керамикалық, полимерлік немесе металполимерлік, металкерамикаполимерлік болып бөлінеді. Атқаратын қызмет сипатына қарай тозуға төзімді, антифрикациялық, коррозияға қарсы тұратын, ыстыққа төзімді болып бөлінеді. Тозуға төзімді қаптамалар. Абразивтік жəне адгезиялық тозуға төзімділік көрсету үшін қаптамалардың қаттылығы (Н) жоғары болуы керек. Сонымен бірге олар беріктіктің төмен (Е) үлгісінде жəне беріктігін қалпына келтірудің (W) жоғары деңгейінде болуы керек, бұл əсіресе соққылау арқылы болатын абразивтік əсерлерде өте маңызды қасиет болып табылады. Қаптамалардың тозуға төзімділігін бағалау үшін қаттылығы мен беріктігі қатынасы (Н/Е) алынады, бұл қатынас материалдың беріктігінің деформациялануға төзімділігін көрсетеді. Қаптамалардың иілгіштік деформацияға қарсылық қабілеті жоғары деңгейде болуы керек. TiN титан нитриді қаптамалары кеңінен таралған. Наноқұрылымдық күй түзу үшін TiN жүйесіне қосымша элементтер, мысалы, кремний немесе бор енгізіледі. Нəтижесінде кристалдар көлемі бірнеше жүзден нанометр бірліктерге дейін азаяды. Мұндай көрініс T—Si—N и Ti—B—N қаптамаларын тұндыруда (Si, В немесе N TiN) үшінші элементерінің еруін шектейтін TiB 2 немесе TiB негізді кристалл фазалар түзілуімен байланысты болатын нəтиже. Кристалдар жиегінде бұл элементтердің сегрегациясы жүреді, яғни рекристалдану процесі тежеліп, аморфты фаза түзіледі. Ti—Si—N наноқұрылымды қаптамалардың қаттылығы (30...45 ГПа) жоғары жəне беріктігі (200... 250 ГПа) жеткілікті деңгейде төмен болады. Олардың механикалық қасиеттері кремний құрамына байланысты жəне 5.10% -да Si ең жоғарғы мəнге жетеді. Ti—Si—N қаптамалардың абразивтік тозуға қарсылығы жоғары болады. Ең жоғарғы қаттылыққа аморфтық фазалардың жұқа қабаттарына бөлінген қатты нанокристалдардан тұратын құрылым түзілуі есебінен жетеді. Ti—B—N наноқұрылымды қаптамалар қаттылығы (30.55 ГПа) жоғарылығымен, соққыға жəне абразивтік тозуға төзімділігімен сипатталады. 482 Ti—Si—B—N қаптамалардың қаттылығы (шамамен 70 ГПа) өте жоғары болады. Олардан жасалған кесетін құралдарға жүргізілген сынақ нəтижелері жақсы көрсеткіштер берді. Бор нитридті қаптамаларға алюминий қосу арқылы ультрамайда түйіршікті құрылымдар алуға болады. Ti—Al— B—N қаптамаларында көлемі 0,3...0,8 нм болатын кристаллиттер бар. Мұндай қаптамалар тозуға төзімділігі жағынан электронды –сəулелік булаумен синтезделген Ti—B—N қаптамалардан басым түседі. Ti—B—C—N жəне Ti— Si—C—N қаптамаларына көміртек енгізу үйкеліс коэффициентін 0,2.0,3 –ке дейін төмендетуге ықпал етеді, бұны қатты майлаушы қызметін атқаратын көміртектің оңды əсері деп түсіндіруге болады. Антифрикациялық қаптамалар. Космос аппараттары детальдары үшін «хамелеон» түріндегі наноқұрылымды қаптамалар пайдаланылады Қаптаманың үстіңгі бөлігіндегі трибологиялық қабаттардың химиялық құрамы үйкеліс процесінде қоршаған ортаның құрамы мен температурасына қарай өзгеріп тұрады, сондықтан, қаптамалар осындай атқа ие болған. WC, TiC, A1203 қатты фазалары тозуға төзімділігі жоғарылығын қамтамасыз етеді, ал (С, WS2, BN жəне өзгелері) майлаушы фазалары жұптасу байланысында үйкеліс коэффициентін төмендетеді. Наноқұрылымда, қабат қаптамалардағы секілді, майлаушы фаза ретінде MoS2 молибден дисульфиді қолданылады. Ti—MoS2, TiN—MoS2, Ti—SiN— MoS2, TiB2—MoS2 қаптамалары көпке белгілі. Фольфрам селенидтерінің үйкеліс коэффициенті төмен жəне ауа ылғалдылығы жоғары болғанда тотығуға қарсылығы ұлғаяды. Жоғары қабатына Wsex аморфты матрицасы енген WSex жəне W30 WSex/TiC нанокристалды фазалардан тұратын WSex/Ti—C—N и WSe^/Ti— Si—N қосқабатты қаптамалардың ауадағы (0,015.0,05) жəне судағы (0,06.0,07) үйкеліс коэффициенті төмен болуымен сипатталады. жүктеу/скачать 8,95 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|