همانگونه که قبلا اشاره شد، بیشتر پوشش های نانوکامپوزیتی ابر سخت شامل چند لایه هایی از مواد نیتریدی و کاربیدی یا یک فاز نانو کریستالی سخت( مانند TiN) هستند که در داخل زمینه ی آمورف( مانند ) یا فاز فلزی ( مانند Cu، Ag، Ni، و ...) قرار داده شده اند. سایر فازهای نیتریدی که می توانند ابر سختی ایجاد کنند، ممکن است شامل دانه های VN، NbN، ZrN و (TiAl)N هستند که در زمینه ای آمورف از جنس قرار گرفته اند( شکل 1). به دلیل ابر سختی آنها، این پوشش ها می توانند محافظت عالی در برابر سایش و اکسیداسیون ایجاد کنند( در زمانی که ماشین کاری با سرعت بالا یا عملیات های شکل دهی فلز در دماهای بالا مورد نیاز باشد). ضرایب اصطکاک این مواد بسیار پایین نیست مخصوصا زمانی که شرایط لغزش خشک وجود داشته باشد؛ اما تحت شرایط لغزشی مجهز به روغن کاری، آنها می توانند همچنین ضرایب اصطکاکی بسیار پایینی داشته باشند. از نقطه نظر کاربردی، یک ترکیب از ابر سختی و اصطکاک بسیار پایین برای ایجاد محافظت در برابر سایش، ضروری است؛ در حالی که اصطکاک پایین به منظور کاهش مصرف انرژی خوب است. پوشش های چند لایه ی ابر سخت، به طور گسترده در سال های اخیر مورد بررسی قرار گرفته اند. به خصوص سیستم های دارای CrN/NbN و TiAlN/VN نیز مورد مطالعه قرار گرفته است و خواص سایشی این پوشش ها به طور کامل مورد بررسی قرار گرفته است.
در برخی تلاش ها اخیر در زمینه ی ماشین کاری، پوشش های نانو کامپوزیتی دارای کارایی بهتری نسبت به پوشش های سخت معمولی( مانند TiN، TiC و (TiAl)N) هستند. شکل 2 کارایی برخی از پوشش های ابر سخت و پوشش های سخت معمولی را نشان می دهد. با استفاده از کاتدهای قوسی- چرخشی جدید در طی رسوب دهی و استفاده از فرایند تمیزکاری بر روی کاتدها، بهبودهای اضافی در کارایی برشی ابزارهای پوشش داده شده، ایجاد شده است. این مسئله مخصوصا در ماشین کاری خشک وجود دارد. برای مثال، وقتی این پوشش های نانو کامپوزیتی در دریل کاری خشک فولاد سخت مورد استفاده قرار می گیرد، عمر مفید ابزارآلات 4 برابر می شود( در مقایسه با ابزارآلات پوشش داده شده با (AlTi)N). تحت یک چنین شرایط ماشین کاری، دمای لبه های برشی ممکن است به برسد. علاوه بر مواد ابر سخت، این انتظار می رود که پوشش های نانوکامپوزیتی نیز دارای پایداری حرارتی و مقاومت به اکسیداسیون خوبی هستند.
تریبولوژی پوشش های نانوساختار و کامپوزیتی(3)
تریبولوژی پوشش های نانوساختار و کامپوزیتی(3)


منبع: سایت راسخون
مترجم: حبیب الله علیخانی