Перспективы использования тсп в вакуумном технологическом оборудовании
ТН » 1000 часов: подшипник качения 36204К1 с ТСП - МоS2;
ТН » 160 часов: подшипник качения 36204К1 без смазки.
Исследования процессов разрушения поверхности подшипников с ТСП и соответственно генерации микрочастиц показано в табл. 3.
Таблица 3. Величина потока частиц в процессе
работы подшипников в разных условиях смазки.
Механизм работы |
Поток частиц, см-2×с-1 |
Средний размер частиц, dr, мкм |
Подшипник без смазки |
10 |
0,8 |
Подшипник с ТСП "Димолит"-4 |
104 |
3,0 |
Подшипник с ИПН MoS2 |
10-4 |
1,6 |
Из таблицы 3 видно, что абразивный износ минимален у подшипников с покрытием из MoS2, полученным ионно-плазменным методом.
Одновременно было показано, что резко снижается газовыделение при работе подшипников с ТСП.
Рис.12. Газовыделение подшипников при работе с ТСП:
А. Покрытие “Димолит-4” толщиной 50 мкм на стали 12Х18Н10Т; Т=390°С, t =1 час.
В. Покрытие МоS2 толщиной 2 мкм на стали 12Х18Н10Т; Т = 500° С, t =1 час.
Исследования твердых пленок a-С:Н показали, что в пленочном состоянии они изменяют свои свойства. Имея высокую микротвердость в пленочном состоянии они более пластичны.
Износостойкие и антифрикционные углеродные a-с:н покрытия
Цель создание покрытий, обеспечивающих:
увеличение ресурса работы изделий за счет высокой прочности покрытий и низкого коэффициента трения;
возможность многоразового использования изделий, обеспечение ремонта и ремонтопригодность;
улучшение экологической ситуации при эксплуатации изделий, уменьшение вредного воздействия на человека при их абразивном износе.
Результаты. Разработан технологический процесс нанесения износостойких и антифрикционных углеродных a-С:Н покрытий на пары трения, например, детали подшипников, штоки плунжерных насосов и т.д. Покрытия обладают уникальным комплексом микромеханических свойств - сочетают высокую твердость, сопоставимую с твердостью керамики с высокой степенью упругого восстановления близкого к резинам (рис. 13).
|
|
Рис. 13. Диаграмма вдавливания "F-h". Рис. 14. Коэффициент трения:
а - стеклянная подложка;
b - с a-С:Н покрытием;
c - с a- С:Н покрытием
в режиме твердой смазки.
Диаграмма вдавливания в координатах "сила-глубина вдавливания" показывает практически полное восстановление поверхности покрытия после снятия нагрузки, что является очень благоприятным фактором, увеличивающим износостойкость a-С:Н покрытия.
Толщина, мкм до 3
Микротвердость , кг/мм2 2100
Степень упругого восстановления, % до 99,7
Минимальный коэффициент трения 0,18 (при использовании в качестве контроля
стального шарика из закаленной стали)
На рис. 14 видно, что пленка a-С:Н ведет себя не одинаково. Снижение трибологических характеристик покрытия, как показали исследования, связано с адгезией пленки a-С:Н. Там, где пленка не отслаивается в процессе работы (кривая с) коэффициент трения остается постоянно низким.
6. Защитные покрытия с высокими
механическими свойствами
В настоящем разделе приведены примеры защитных покрытий с высокими механическими свойствами и других экологически чистых ионно-плазменных вакуумных технологий.
6.1. Радиационностойкие и просветляющие покрытия
для лазерных зеркал и оптических изделий
Цель:·увеличение ресурса работы изделий;
·уменьшение затраты энергии и материалов;
·улучшение коэффициента полезного действия изделий;
·уменьшение ядерного воздействия на здоровье человека.
Результаты. Защита лазерных зеркал мощных ИК-лазеров с помощью радиационностойких алмазоподобных углеродных a-С:Н пленок позволила увеличить срок службы зеркал в ~2 раза. Это соответственно повлекло за собой уменьшение числа трудоемких процессов переполировки лазерных зеркал в процессе эксплуатации лазеров [23-25].
Нанесение просветляющих a-С:Н покрытий на оптические элементы с малой прочностью, например Ge, работающие в ИК-диапазоне, позволяет увеличить КПД прибора за счет эффекта просветления, а также его срок службы за счет увеличения сопротивления износу.
Антиотражающие многослойные a-С:Н покрытия на сплаве позволяют значительно уменьшить блики стекла, например, от экранов дисплеев, что увеличивает вредное воздействие на зрение при работе.