高負(fù)荷部件的涂層幫助齒輪和齒輪傳動(dòng)

North Tonawanda，NY-與減輕重量和降低燃油消耗相關(guān)的苛刻性能標(biāo)準(zhǔn)可能會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)部件承受異常負(fù)荷和磨損。在高負(fù)荷滑動(dòng)或滾動(dòng)部件上發(fā)生的最重要的磨損機(jī)制是粘著磨損或冷焊。為了防止金屬?gòu)囊粋€(gè)滑動(dòng)面轉(zhuǎn)移到另一個(gè)滑動(dòng)面，磨損表面需要耐磨性以及低摩擦系數(shù)。同時(shí) - 盡管需要硬度 - 這樣的表面也必須是抗變形的。

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與氮化，鎳和鉻涂層相比，碳涂層組件表現(xiàn)出改善的耐磨性能。特別是，Balinit(R)C碳化鎢/碳(WC / C)涂層據(jù)稱能夠提供高負(fù)荷汽車和機(jī)械零件所需的低摩擦系數(shù)和高硬度的適當(dāng)組合。

Balinit C WC / C涂料由Balzers Tool Coating Inc.開發(fā)，由硬質(zhì)碳化鎢顆粒制成，采用柔軟的無(wú)定形碳基質(zhì)。離子轟擊碳化鎢靶去除涂層材料以在受控條件下沉積到部件表面上。一些應(yīng)用證明了材料解決磨損問(wèn)題的能力：

液壓泵

耦合性能需求與環(huán)境因素可以創(chuàng)造出必須提供的東西。考慮軸向柱塞泵。設(shè)計(jì)更高的壓力和速度，同時(shí)容納環(huán)保的潤(rùn)滑劑和壓力流體，可能會(huì)促進(jìn)磨損并導(dǎo)致最終的泄漏或癲癇發(fā)作問(wèn)題。受影響最大的部件：活塞，閥板和滑動(dòng)鞋。

不幸的是，氮化鋼或青銅 - 在液壓中使用的傳統(tǒng)材料對(duì) - 的摩擦學(xué)承載能力 - 并不總能滿足當(dāng)今相互矛盾的性能要求。附加解決方案(如優(yōu)化的過(guò)濾器配置)可以提供幫助，但通常需要更高的成本和維護(hù)。

碳化鎢/碳涂層專為在低于最佳潤(rùn)滑條件下運(yùn)行的高應(yīng)力機(jī)器部件而開發(fā)，為設(shè)計(jì)工程師提供了擺脫這種困境的途徑。通過(guò)物理氣相沉積產(chǎn)生，據(jù)說(shuō)WC / C可改善抗咬合性并減少由于顆粒污染的液壓油引起的失效。

“涂有Balinit C的泵活塞，”Balzers磨損保護(hù)部門的Fred Teeter聲稱，“比氮化活塞或鎳和鉻涂層活塞運(yùn)行時(shí)間更長(zhǎng)。”Teeter補(bǔ)充說(shuō)，用Balinit C涂層鋼代替青銅制成的滑動(dòng)鞋也可以減少磨損。

應(yīng)用導(dǎo)致零件表面的低摩擦系數(shù)和“平滑”。硬度為1,000 VHN(25g);厚度約為3微米。

齒輪側(cè)面會(huì)出現(xiàn)不同的磨損機(jī)制。在嚴(yán)苛負(fù)載下運(yùn)行的齒輪經(jīng)受冷焊和點(diǎn)蝕。雖然WC / C涂層的低摩擦系數(shù)(0.1-0.2對(duì)鋼，干燥)增加了對(duì)冷焊的抵抗力，但是更嚴(yán)重的磨損機(jī)制是點(diǎn)蝕。

點(diǎn)蝕或表面疲勞發(fā)生在高負(fù)荷或長(zhǎng)時(shí)間工作之后。在行走機(jī)構(gòu)的循環(huán)載荷下，通過(guò)裂縫形成，損傷開始于表面凹口或表面下方的小夾雜物。生長(zhǎng)裂縫導(dǎo)致顆粒剝落導(dǎo)致典型的點(diǎn)蝕結(jié)構(gòu)。

在將無(wú)涂層，表面硬化齒輪與Balinit C涂層齒輪進(jìn)行比較的測(cè)試中，Balzers報(bào)告說(shuō)WC / C涂層將使用壽命延長(zhǎng)了兩倍。該公司稱，這相當(dāng)于增加了10%至15%的承載能力。改進(jìn)歸因于Balinit C涂層的優(yōu)異的流動(dòng)性和平滑性，降低了實(shí)際的赫茲壓力。