|
Твердосмазочные покрытия Традиционные твердосмазочные покрытия металлического типа : медь,
серебро, индий; которые используются в турбостроении, шарикоподшипниковой и других
отраслях промышленности. Область применения ограничена физико-химическими свойствами
данных металлов: низкая эксплуатационная температура, пластичность, высокая окисляемость. Перспективно использование нового класса
твердосмазочных покрытий композиционного
типа на основе металл-углерод. Этот класс покрытий включает: a) "Мягкие" твердосмазочные
покрытия, где в качестве смазки участвуют оба компонента. Металл либо не взаимодействует
с углеродом, либо взаимодействует слабо на уровне образования метастабильных соединений.
К этому типу можно отнести пары: медь-углерод; серебро-углерод; никель-углерод;
кобальт-углерод и др. b) "Твердые" твердосмазочные
покрытия, где помимо мягкой фазы металл-углерод присутствует твердая фаза - карбид,
образующая жесткий каркас. К этому типу можно отнести пары: вольфрам-углерод,
тантал-углерод, молибден-углерод, ниобий-углерод, хром-углерод, гафний-углерод,
титан-углерод, цирконий-углерод, ванадий-углерод. При
с увеличении содержания металла повышается
износостойкость и такие композиции
могут успешно применяться для упрочнения режущего металлообрабатывающего инструмента При нанесении покрытий данных композиций в среде азота или кислорода,
возрастает процент твердой фазы за счет образования нитридов и оксидов, образуя
в конечном итоге карбонитрид-углерод, либо оксикарбид-углерод, т.е. твердый каркас
+ атомарный (не прореагировавший) углерод-смазка. Это идеальная конструкция барьера, которая эффективно
предотвращает прилипание стружки к режущей кромке инструмента, снижая тем самым
его износ. Этот эффект дополнительно усиливается за счет того, что структура покрытия субмикрокристаллическая
(аморфная и рентгено- аморфная). Область
использования таких покрытий, прежде всего:
подшипники скольжения и качения, в особенности
быстроходные и высокооборотные; режущий инструмент для обработки нержавеющих сталей,
высоколегированных сплавов, вязких материалов;
элементы двигателей внутреннего сгорание (ДВС) - поршневая группа, золотники,
плунжеры; лопатки турбин и др. В
морской воде соленостью 35% скорость коррозии Tа2 С , ТаСN,NbCN, и
Сr3C2 более чем в
30 раз ниже, чем нержавеющей стали, а для
Mo2C,Ti C, ZrC - в 3-5 раз.
Высокой термоокислительной стойкостью обладает , например, покрытие на основе
хром-углерод состава 97,3% Сr3C2 и 0,6%C. Оно защищает образец от окисления до
1100°C, а при более жестких испытаниях в среде чистого кислорода с расходом
0,0-0,7 л/мин - окисление начинается при 700°С и заканчивается при 1350°C. Покрытия
на основе хром-углерод, обладая высокими твердосмазочными свойствами, проявляет
высокую химическую стойкость к воздействию HCl,HNO3, НСlО4
при нагреве. Даже при воздействии сильнейших окислителей в смеси НСlО4 и перекиси водорода на покрытие
состава 88,2% Сr3C2
и 1,8% С последнее растворяется
не более 2% от его веса. |