RO128144A2 - Metodă de acoperire a pieselor metalice cu straturi subţiri lubrifiante şi antiuzură, din materiale lubrifiante uscate, precum: nitrura de bor hexagonală/cubică (hbn/cbn), bisulfura de wolfram (ws)şi bisulfura de molibden (mos), aflate sub formă de pulberi nanometrice sau de ţinte de pulverizare - Google Patents
Metodă de acoperire a pieselor metalice cu straturi subţiri lubrifiante şi antiuzură, din materiale lubrifiante uscate, precum: nitrura de bor hexagonală/cubică (hbn/cbn), bisulfura de wolfram (ws)şi bisulfura de molibden (mos), aflate sub formă de pulberi nanometrice sau de ţinte de pulverizare Download PDFInfo
- Publication number
- RO128144A2 RO128144A2 ROA201100603A RO201100603A RO128144A2 RO 128144 A2 RO128144 A2 RO 128144A2 RO A201100603 A ROA201100603 A RO A201100603A RO 201100603 A RO201100603 A RO 201100603A RO 128144 A2 RO128144 A2 RO 128144A2
- Authority
- RO
- Romania
- Prior art keywords
- hbn
- methods
- cbn
- lubricating
- nanometric
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 29
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 29
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 title claims abstract description 23
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 22
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 20
- CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N molybdenum disulfide Chemical compound S=[Mo]=S CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 17
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 15
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 title claims description 14
- 238000005477 sputtering target Methods 0.000 title abstract 2
- ITRNXVSDJBHYNJ-UHFFFAOYSA-N tungsten disulfide Chemical compound S=[W]=S ITRNXVSDJBHYNJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 43
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000002356 single layer Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 21
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 8
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 7
- YLZKDFKNMPCZCH-UHFFFAOYSA-J [W](S)(S)(S)S Chemical compound [W](S)(S)(S)S YLZKDFKNMPCZCH-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims description 6
- 229910052961 molybdenite Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052982 molybdenum disulfide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 claims description 5
- 230000003068 static effect Effects 0.000 abstract description 15
- 238000000151 deposition Methods 0.000 abstract description 6
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 abstract description 6
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 abstract description 6
- 230000008021 deposition Effects 0.000 abstract description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 abstract description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 abstract description 2
- 238000000168 high power impulse magnetron sputter deposition Methods 0.000 abstract description 2
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 abstract description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 abstract description 2
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 abstract 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 abstract 1
- 230000005495 cold plasma Effects 0.000 abstract 1
- 238000010288 cold spraying Methods 0.000 abstract 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 238000004549 pulsed laser deposition Methods 0.000 abstract 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 13
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 11
- 229910003481 amorphous carbon Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 6
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 5
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 5
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 4
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000608 laser ablation Methods 0.000 description 3
- 235000019271 petrolatum Nutrition 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 2
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 2
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 description 1
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000010974 bronze Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004770 chalcogenides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-M hydrosulfide Chemical compound [SH-] RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 1
- 230000010070 molecular adhesion Effects 0.000 description 1
- XMUVWGSHBGHBDH-UHFFFAOYSA-J molybdenum(4+);sulfanide Chemical class [SH-].[SH-].[SH-].[SH-].[Mo+4] XMUVWGSHBGHBDH-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 239000011858 nanopowder Substances 0.000 description 1
- 239000002070 nanowire Substances 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 229940058401 polytetrafluoroethylene Drugs 0.000 description 1
- 238000005201 scrubbing Methods 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Lubricants (AREA)
Abstract
Invenţia se referă la nişte materiale lubrifiante uscate şi la metode de obţinere a acoperirilor multistrat folosind aceste materiale, pentru reducerea valorii coeficienţilor de frecare static şi dinamic ai pieselor aflate în mişcare, ceea ce reduce uzura şi măreşte durata de viaţă a acestora. Materialele lubrifiante uscate, conform invenţiei, sunt din 4 familii, după cum urmează: WS+ MoS+ Me; WS+ hBN + Me; MoS+ hBN + Me; (WS+ MoS) + hBM + Me, unde Me poate fi un metal precum Ti, Al, Zr, Ni, Cu, Ar, Au, Mo şi altele asemenea, sau un compus metalic precum TiC, TiN, WC, BC, AlN etc., realizate sub formă de strat subţire multiplu cu g< 10 μm, sau strat gros multiplu g> 10 μm, obţinute din pachete repetitive de câte 2 straturi fiecare, sau din pachete repetitive de câte trei straturi fiecare. Metodele de acoperire/depunere conform invenţiei se realizează: 1. în vid, din ţinte de pulverizare prin metode tip: a. depunere fizică din vapori, prin pulverizare magnetron standard sau prin pulverizare magnetron reactivă, b. depunere fizică din vapori ionizaţi, prin pulverizare magnetron în impuls de mare putere, prin depunere cu laser pulsat sau prin evaporare în arc catodiv, 2. la presiune atmosferică, prin metode clasice, realizând acoperiri monostrat sau multistrat, din pulberi cu dimensiuni nanometrice sau micrometrice, prin metode de tip: a. presare mecanică a pastei de pulberi în amestec cu alcool sau prin vibrare şi rotire cu un vibrator a pulberilor şi a pieselor, b. suflarea pulberilor nanometrice pe piesa de acoperit cu aer comprimat sau prin spreiere cu aerosoli, sau prin combinarea metodelor noi cu cele clasice care permit r
Description
Metode de acoperire a pieselor metalice cu straturi subțiri lubrifiante si antiuzura, din materiale lubrifiante uscate, precum: Nitrura de bor hexagonala/cubica (h/cBN)/; Bisulfura de wolfram (WSfi si Bisulfura de molibden (M0S2), aflate sub forma de pulberi nanometrice sau de tinte de pulverizare
Frecarea este problema esențiala a tuturor sistemelor mecanice, ce provoacă prin uzura, zgomote si încălzire exagerata, distrugerea înainte de termen a acestora.
Frecarea este o măsură a forței ce se opune mișcării in contact a doua materiale/obiecte si este redata prin coeficientul de frecare, ce reprezintă raportul dintre forța tangențiala de punere in mișcare a unui obiect si sarcina normala pe care acesta o exercita asupra obiectului in contact.
In realitate, coeficientul de frecare este un parametru dependent de sistem ce este puternic influențat de: natura materialelor, rugozitatea, aderenta moleculara si efectele de deformare a suprafețelor aflate in contact; mediul in care se afla obiectele (aerul ambiental, vacuum, mediu special) si parametrii acestuia (copozitie, presiune, umiditate, temperatura, etc.).
Practica arata ca exista un coeficient de frecare static, ce apare la punerea in mișcare a obiectului si un coeficient de frecare dinamic (mult mai mic decât cel static), ce apare atunci când cel puțin unul dinte obiectele aflate in contact se gaseste in mișcare.
Tot practica a demonstrat ca atunci când suprafața materialului obiectului de contact se durifica, coeficientul de frecare se reduce. In baza acestui fapt, in cadrul invenției se utilizează întotdeauna ca prim strat al acoperirilor lubrifiante nitrura de bor (eventual cu un metal de adaos), ce acopera o gama foarte larga a scării de duritate (2-10pe scara Mohs).
Spre exemplificare, conform studiilor efectuate recent, coeficientul de frecare pentru:
- fîer-fier, in aer uscat este: 1,00 static
- fier-fier, cu lubrifiant fluid (ulei/vaselina) este: 0,15-0,2
- otel-otel, in aer uscat, cu suprafețe curate este: 0,78 static si 0,42 dinamic
- otel-otel, in aer uscat, cu suprafețe oxidate este: 0,27 static
- otel-otel, cu lubrifiant fluid (ulei/vaselina) este: 0,05-0,11 static si 0,029-0,12 dinamic
- otel-grafit, in aer uscat este: 0,1 static
- otel dur-grafit, in aer uscat este: 0,09 static
- otel-grafit, cu lubrifiant fluid (ulei/vaselina) este: 0,1 static
- otel-bronz, cu lubrifiant fluid (ulei/vaselina) este: 0,16 static
- otel-carbura de wolfram, in aer uscat este: 0,4-0,6 static
- otel-carbura de wolfram, cu lubrifiant fluid (ulei/vaselina) este: 0,08-0,2 dinamic
- otel-teflon, in aer uscat este: 0,04 static
Soluția radicala de reducere a frecării o constituie utilizarea lubrifiantilor uscati de top (cu: coeficient de frecare in aer fata de otel = CF < 0,1-0,4; rezistenta chimica si termica buna), ce permit funcționarea fara lubrifiant lichid, din care fac parte:
- teflonul (poli-tetra-fluor-etilena)-ca. marca comerciala DuPont-cu coeficientul de frecare de 0,05-0,08 si temperatura maxima de lucru de 288 °C.
- compușii metalelor tranzitionale din grupa a 6-a a tabelului periodic al elementelor (Mo/ W) cu materialele din grupa a 16-a a tabelului periodic (denumite chalcogenide”), precum: sulful-S; Seleniul-Se si Telurul-Te, cu formula generala: MX2 (Me =Mo/Wsi X= S/ Se/Te). Cele mai cunoscute si mai utilizate materiale lubrifiante uscate din aceasta categorie sunt Bisulfura de Molibden (M0S2) - cu CF=0,06 static si 0,15 dinamic si Bisulfura de wolfram (WSfi, cu CF = 0,03 static si 0,07 dinamic.
- grafitul sau carbonul de tip diamant (Diamond Like Carbon-DLC), de tipul: a-C (carbon amorf)·, a-C:H (carbon amorf hidrogenat)', ta-C (carbon amorf tetraedal) sau ta-C:H (carbon amorf hidrogenat, tetraedal), cu CF = 0,01 ...0,1/0,5.
^2 0 1 ί - 0 Oflo 3 - 2 7 -06- 2011
- carburile si nitrurile metalelor tranzitionale precum: TiN cu CF=0,4; TiCN cj CF=0,3; TiAIN cu CF=0,35; CrN cu CF=0,45 .
Nitrura de bor hexagonala (hBN), cunoscuta sub denumirea de “Grafit alb” are: o structura cristalina similara grafitului, un coeficient de frecare in aer de 0,15 .. 0,7; o stabilitate ridicata la temperatura (1000 °C in aer; 1400 °C in vid si 1800 °C in atmosfera inerta) si o duritate Mohs-2, cu ceva mai mare decât a M0S2 sau WS2. Nitrura de bor cu structura cubica (cBN) are o duritate Mohs foarte mare (9,5-10) si un coeficient de frecare in aer de 0,35.
Nitrura de bor hexagonala (hBN) sub forma de pulbere nanometrica este utilizata astazi pentru acoperirea cu straturi subțiri dure si lubrifiante a gloanțelor si a țevilor pentru armament.
Invenția se refera la 3 metode de acoperire a pieselor metalice, cu straturi subțiri lubrifiante si antiuzura uscate, din materiale cu coeficienți de frecare foarte reduși si aflate atat sub forma de pulberi nanometrice cat si de tinte de pulverizare, precum: Nitrura de bor (hBN-duritate Mohs-2 si coeficient de frecare in aer, CF=0,15... 0,30); Bisulfura de Wolfram (WS2duritate Mohs-1,5 si CF = 0,03... 0,07); Bisulfura de Molibden (M0S2-CU duritate Mohs-1 si CF = 0,06...0,15).
Invenția are drept scop imbunatatirea coeficientului de frecare a celor mai utilizate materiale lubrifiante uscate, WS2 si M0S2, prin utilizarea nitrurii de bor, cu structura hexagonala (hBN), ca pulbere nanometrica, sau ca strat subțire, cu duritatea Mohs-2 si CF<0,3, sau cu structura cubica (cBN) ca strat subțire cu duritatea Mohs 9,5-10 si CF<0,3, ca prim strat de acoperire in acoperirile multistrat, sau ca material de adaos in acoperirile monostrat si care prezintă o duritate mai mare si o rezistenta chimica si termica mai buna decât a materialelor de baza, WS2 sau M0S2.
Metoda -1, utilizata pentru realizarea straturilor compozite din pulberi nanometrice de hBN, WS2 si M0S2. La utilizarea materialelor de acoperire sub forma de pulberi nanometrice, procesul de acoperire se desfasoara in mediul ambiant, folosind tehnicile clasice recomandate de producătorii acestor pulberi nanometrice (MK Impex-Canada, Micro Surface CorporationUSA, Qinhuangdao Eno High-Tech Material Development CO-China, Hanbyul CorporationKorea, etc.) pentru realizarea de monostraturi de hBN, WS2 sau M0S2, prin metoda:
a) - sprayere pulbere (cu aerosoli, sau cu aer comprimat),
b) - presare si frecare cu pasta din alcool si pulbere
c) - placare cu pulbere prin impact in tambur vibrator.
Fata de soluțiile cunoscute de acoperire a pieselor metalice cu straturi subțiri lubrifiante si antiuzura, uscate, din pulberi nanometrice ce prezintă numai realizarea de straturi subțiri singulare (monostraturi) din Bisulfura de wolfram (WS2), Bisulfura de Molibden (M0S2), sau din Nitrura de bor hexagonala (hBN) si cu grosimi limitate de dimensiunile nanopulberilor si de forțele de legătură van der Waals dintre constituentii materialului de acoperire (maxim 0,5 pm pentru WS2M0S2), potrivit invenției noua metoda de acoperire din pulberi nanometrice a pieselor metalice, cu straturi lubrifiante si antiuzura uscate, se caracterizează prin aceea ca, datorita legaturilor covalente ce apar intre constitui entii celor doua materiale permite acoperirea pieselor metalice cu:
a) straturi subțiri lubrifiante singulare (monostraturi) din amestecuri de pulberi nanometrice de hBN si WS2 sau hBN si M0S2, in concentrația dorita si de grosimi mai mari decât la utilizarea unui singur material de acoperire,
b) straturi subțiri lubrifiante multiple (multistraturi) din I1BN+WS2, sau hBN+MoS2, etc. de grosimi mai mari decât la utilizarea unui singur material de acoperire.
Avantajele esențiale ale acestei metode sunt realizarea de:
a) monostraturi compozite din I1BN+WS2 sau I1BN-1-M0S2, in concentrații diferite
b) multistraturi din hBN+ WS2 sau I1BN+M0S2 <1-2 0 1 1 - 0 0 ^05 - 2 7 -06- zoii
Metoda - 2, utilizata pentru realizarea monostraturilor compozite, sau a multistraturilor din tinte de pulverizare de BN (care este de tipul hBN)fâ, WS2 sau M0S2. La utilizarea materialelor de acoperire sub forma de tinte de pulverizare (disponibile comercial), procesul de acoperire se desfasoara in vid, folosind metode tip Physical Vapor Deposition (PVD), precum: Pulverizarea magnetron in cc sau RF; Evaporarea catodica in arc electric, Ablatie laser clasica, etc. sau Ionised Physical Vapor Deposition (IPVD) precum: Pulverizarea Magnetron in Impuls de Mare Putere, Evaporare prin ablatie laser in impuls de mare putere si durata mica (femtosecunde), etc.
Pulverizarea de tip magnetron este metoda cea mai potrivita pentru depunera simultana/ succesiva, in concentrațiile dorite si cu o aderenta imbunatatita la substrat a lubrifiantilor uscati, precum: BN, WS2, M0S2 (mai buna decât in cazul acoperirile clasice din pulbere nanometrica).
Pulverizarea magnetron cu ionizare (Ionised Magnetron Sputtering) este o metoda noua de pulverizare magnetron ce utilizează pentru producerea materialului ionizat un magnetron clasic (Catod de pulverizare Penning) si o sursa de putere in impuls, (High Power Impulse Magnetron Sputtering) si datorita gradului foarte înalt de ionizare al materialului de depunere (peste 90%) asigura fata de pulverizarea magnetron standard, realizarea de pelicule dense (fara porozitate) si cu aderenta imbunatatita la substrat.
Pentru refacerea compoziției stoechiometrice a țintelor din hBN, respectiv din WS2 sau M0S2 se poate utiliza un proces de tip reactiv, prin adaugarea gazului reactiv N2, respectiv HS2 (gaz care ridica insa probleme mari de coroziune si toxicitate).
In acord cu ultimele studii si cercetări publicate, din tinta de pulverizare hBN se pot obține straturi subțiri atat de tipul cBN cat si de tipul hBN. Peliculele de tipul cBN se pot obține doar când tensiunea negativa de polarizare a substratului in descărcarea magnetron de tip reactiv (in atmosfera de Ar si Νχ) este suficient de scăzută. Pentru realizarea straturilor subțiri de tipul cBN sau hBN se poate utiliza si pulverizarea magnetron de tip reactiv, cu utilizarea tintei de pulverizare din Bor (B) si a amoniacului (NHj) drept gaz reactiv.
Pentru imbunatatirea aderentei si a durității stratului depus este recomandata utilizarea unui metal dopant (de adaos), precum Ti, Al, Cr, etc.
Fata de soluțiile cunoscute de acoperire a pieselor metalice numai cu straturi subțiri lubrifîante si antiuzura, uscate, singulare (monostraturi) din tinte de pulverizare, ce prezintă numai realizarea de straturi subțiri singulare (monostraturi) realizate din Bisulfura de wolfram (WS2), Bisulfura de Molibden (M0S2), sau din Nitrura de bor (BN)/ Bor (B), potrivit invenției noua metoda de acoperire a pieselor metalice cu straturi lubrifîante si antiuzura uscate, din tinte de pulverizare din BN/B; WS2 sau M0S2, se caracterizează prin aceea ca permite acoperirea pieselor metalice cu:
c) straturi subțiri lubrifîante complexe/compozite din amestecuri ale materialelor prezentate anterior, in orice concentrație, sub forma de monostrat de grosimea dorita, obținute prin pulverizarea simultana a țintelor de pulverizare cu diferite puteri/rate de pulverizare,
d) straturi subțiri lubrifîante multiple (multistraturi) din: cBN/hBNs+WS2; cBN/hBN+ M0S2; cBN/hBN+WS2+MoS2, cu sau fara metal de adaos, pentru creșterea durității si a aderentei peliculelor depuse.
e) multistraturi cu structuri nanometrice (multistraturi cu “superlatice structure ”) Tehnologiile tip PVD (Evaporarea in arc catodic, Pulverizarea magnetron standard, Evaporare prin ablatie laser standard, etc.), sau IPVD (Pulverizarea magnetron in impuls de mare putere; Evaporare prin ablatie laser in impuls de mare putere si durata mica, etc.) recomandate a fi utilizate in cadrul invenției la depunerea in vid a bisulfurii de wolfram, sau a ίΥ201 1 - 0 0^03- 2 7 -06- 2011 bisulfurii de molibden, elimina dificultățile enorme de toxicitate si coroziune, pentru depunerea in vid a acestui compus prin “sinteza”, folosind pulverizare magnetron de tip reactiv (ce utilizează wolframul/ molibdenul ca tinta de pulverizare si H2S ca gaz reactiv extrem de toxic si de coroziv).
Metodele tip PVD sau IPVD recomandate in cadrul invenției permit depunerea straturilor subțiri combinate (de tip monostrat) din c/hBN+ WS2 + MoS2, cu diverse concentrații ale constituentilor, sau succesive (de tip multistrat) din c/hBN; WS2 si/sau MoS2, cu concentrații si grosimi variate (inclusiv cu “structura superlattice”).
Straturile subțiri combinate/compozite de tip monostrat se pot realiza cu compoziție constanta a constituentilor (cBN/hBN, WS2 si M0S2) pe întreaga grosime, sau cu o compoziție graduala.
Straturile intermediare din structura straturilor subțiri multiple, depuse prin metode PVD sau IPVD pot avea:
a) o concentrație graduala si uniforma a stratului dur si lubrifiant din c/hBN (de la 100% BN si pana la 0% BN, ce asigura o aderenta sporita la substrat si o creștere a durității peliculei depuse precum si un coeficient de frecare foarte scăzut),
b) o structura in straturi nanometrice multiple (cu superlattice structure) si cu diverse concentrații de c/hBN in fiecare strat,
c) o porozitate foarte scăzută, in cazul utilizării metodelor de acoperire tip IPVD
d) o aderenta la substrat sau intre straturi imbunatatita fata de materialul de baza (WS2), prin utilizarea unui metal dopant, ce imbunatateste aderenta si duritatea,
e) o duritate mai mare decât a materialului de baza, permițând sarcini mai mari,
f) grosimi mai mari decât grosimea practica maxima de realizare a straturilor lubrifiante din pulberi nanometrice de WS2/ MoS2 (de 0,5pm).
Avantajele esențiale ale acestei metode sunt:
1. realizarea de monostraturi compozite din: c/hBN+WS2; c/hBN+MoS2; c/hBN+WS2+MoS2; Metal+hBN+WS2+MoS2
2. realizarea de multistraturi din: Metal (Ti, Al, etc.); hBN; cBN; WS2; MoS2 in diverse combinatii/compozitii si cu diverse grosimi.
Metoda-3, utilizata pentru realizarea multistraturilor din: hBN+WS2 sau hBN+MoS2. Potrivit invenției straturile subțiri lubrifiante si antiuzura, uscate de tip multiplu se pot realiza si printr-o a treia metoda ce combina cele doua metode prezentate anterior in sensul ca primul strat cu duritate mai mare si buna aderenta la substrat (de exemplu stratul dur si lubrifiant din hBN) se poate obține din pulberi nanometrice, iar stratul sau straturile următoare se pot depune in vid folosind metodele tip PVD sau IPVD, reducandu-se in acest fel costurile procesului de acoperire.
Fata de soluțiile cunoscute de acoperire a pieselor metalice doar cu un singur strat din pulberi nanometrice de hBN, WS2 sau MoS2, potrivit invenției, noua metoda se caracterizează prin aceea ca piesele metalice acoperite cu pulberi nanometrice ce folosesc tehnicile clasice specificate de producătorii pulberilor, se acopera cu un al doilea, sau cu mai multe straturi din WS2 si MoS2, folosind una din tehnicile PVD sau IPVD.
Avantajul esențial al acestei metode il consituie adaugarea prin metode PVD sau IPVD de multistraturi lubrifiante pe piesele metalice, acoperite cu hBN prin metodele clasice de acoperire cu pulberi metalice si realizarea practica, la costuri mai reduse, a acoperirilor multistrat de tipul: hBN+WS2; hBN+MoS2.
Claims (3)
- REVENDICĂRILE INVENȚIEI Metode de acoperire a pieselor metalice cu straturi subțiri lubrifiante si antiuzura, din materiale lubrifiante uscate, precum: Nitrura de bor hexagonala/cubica (h/cBN)/; Bisulfura de wolfram (TESJ si Bisulfura de molibden (M0S2), aflate sub forma de pulberi nanometrice sau de tinte de pulverizare1. Metoda de acoperire in vid a pieselor metalice, cu:a) straturi subțiri lubrifiante singulare (monostraturi) din amestecuri de pulberi nanometrice de hBN si WS2 sau hBN si M0S2, in concentrația dorita si de grosimi mai mari decât la utilizarea unui singur material de acoperire (monostraturi compozite din hBN+ WS2 sau hBN+MoS2, in concentrații diferite)b) straturi subțiri lubrifiante multiple (multistraturi) din I1BN+WS2, sau I1BN+M0S2, etc. de grosimi mai mari decât la utilizarea unui singur material de acoperire (multistraturi din hBN+ WS2 sau hBN+MoS2).
- 2. Metoda de acoperire in vid a pieselor metalice, cu:a) straturi subțiri lubrifiante complexe/compozite din amestecuri ale materialelor prezentate anterior, in orice concentrație, sub forma de monostrat de grosimea dorita, obținute prin pulverizarea simultana a țintelor de pulverizare cu diferite puteri/rate de pulverizare,b) straturi subțiri lubrifiante multiple (multistraturi) din: CBN/I1BNS+WS2; cBN/hBN+ M0S2; cBN/hBN+WS2+MoS2, cu sau fara metal de adaos, pentru creșterea durității si a aderentei peliculelor depuse,c) multistraturi cu structuri nanometrice (multistraturi cu “superlatice structure ”)
- 3. Metoda de acoperire in vid a pieselor metalice cu multistraturi din: hBN+WS2 sau I1BN+M0S2, la care primul strat din hBN (dur si lubrifiant) este depus in mediul ambient, din pulberi nanometrice prin metodele clasice, iar cel de al doilea strat din WS2 sau MoS2 este depus in vid prin metode tip PVD (Physical Vapor Deposition) sau 1PVD (Ionised Physical Vapor Deposition).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ROA201100603A RO128144B1 (ro) | 2011-06-27 | 2011-06-27 | Metodă de acoperire în vid a pieselor metalice cu straturi subţiri lubrifiante |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ROA201100603A RO128144B1 (ro) | 2011-06-27 | 2011-06-27 | Metodă de acoperire în vid a pieselor metalice cu straturi subţiri lubrifiante |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RO128144A2 true RO128144A2 (ro) | 2013-02-28 |
| RO128144B1 RO128144B1 (ro) | 2014-06-30 |
Family
ID=47741424
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ROA201100603A RO128144B1 (ro) | 2011-06-27 | 2011-06-27 | Metodă de acoperire în vid a pieselor metalice cu straturi subţiri lubrifiante |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RO (1) | RO128144B1 (ro) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104561914A (zh) * | 2015-01-22 | 2015-04-29 | 烟台希尔德新材料有限公司 | 一种钼靶材的制备方法 |
| CN108585868A (zh) * | 2018-06-05 | 2018-09-28 | 河北东同光电科技有限公司 | 一种硫化钨靶材的制备方法 |
| CN113264574A (zh) * | 2021-04-22 | 2021-08-17 | 东莞理工学院 | 一种Ni-Fe/MoS2电极的制备方法及其降解氟苯尼考污染物中的应用 |
-
2011
- 2011-06-27 RO ROA201100603A patent/RO128144B1/ro unknown
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104561914A (zh) * | 2015-01-22 | 2015-04-29 | 烟台希尔德新材料有限公司 | 一种钼靶材的制备方法 |
| CN108585868A (zh) * | 2018-06-05 | 2018-09-28 | 河北东同光电科技有限公司 | 一种硫化钨靶材的制备方法 |
| CN113264574A (zh) * | 2021-04-22 | 2021-08-17 | 东莞理工学院 | 一种Ni-Fe/MoS2电极的制备方法及其降解氟苯尼考污染物中的应用 |
| CN113264574B (zh) * | 2021-04-22 | 2023-04-25 | 东莞理工学院 | 一种Ni-Fe/MoS2电极的制备方法及其降解氟苯尼考污染物中的应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RO128144B1 (ro) | 2014-06-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN114196914B (zh) | 一种碳化物高熵陶瓷材料、碳化物陶瓷层及其制备方法和应用 | |
| CN102294854B (zh) | 硬质涂层及其制备方法及具有该涂层的被覆件 | |
| CN101469402B (zh) | 类富勒烯碳膜的制备方法 | |
| Ou et al. | Mechanical and tribological properties of CrN/TiN superlattice coatings deposited by a combination of arc-free deep oscillation magnetron sputtering with pulsed dc magnetron sputtering | |
| JP2005344148A (ja) | 耐摩耗性被膜およびこれを用いた表面被覆切削工具 | |
| CN101665904A (zh) | 一种含铝类金刚石碳膜及其制备方法 | |
| CN110983272A (zh) | 自润滑材料、自润滑复合涂层及其制备方法和机械部件 | |
| Huang et al. | Wear-resistant multilayered diamond-like carbon coating prepared by pulse biased arc ion plating | |
| Mei et al. | Effects of V and Cu codoping on the tribological properties and oxidation behavior of AlTiN coatings | |
| JP5159359B2 (ja) | 異種材料複合部材の製造方法 | |
| CN103243303B (zh) | 一种Ta-Mo-N复合涂层及其制备方法 | |
| RO128144B1 (ro) | Metodă de acoperire în vid a pieselor metalice cu straturi subţiri lubrifiante | |
| CN109023265A (zh) | CrN/CrNiN纳米多层涂层及其制备方法、纳米多层涂层及其制备方法与应用 | |
| RO127961B1 (ro) | Compus lubrifiant şi antiuzură pe bază de bisulfură de wolfram, de acoperire a unui substrat metalic | |
| JP2011079134A (ja) | 表面被覆切削工具の製造方法 | |
| CN102383093A (zh) | 涂层、具有该涂层的被覆件及该被覆件的制备方法 | |
| CN106467959B (zh) | 一种基体表面的固体润滑复合涂层及其制备方法 | |
| CN102644076A (zh) | 用于宽温域自适应的润滑涂层及其制备方法 | |
| CN102453856A (zh) | 被覆件及其制造方法 | |
| KR20050063463A (ko) | 윤활특성이 우수한 경질코팅 제조방법 및 경질코팅 구조 | |
| RO129649B1 (ro) | Procedeu de realizare a unei acoperiri din material lubrifiant solid | |
| CN102443773A (zh) | 涂层、具有该涂层的被覆件及该被覆件的制造方法 | |
| RO129650B1 (ro) | Material şi procedeu de realizare a unor straturi tribologice complexe, pentru acoperirea unor obiecte metalice supuse frecării | |
| JP5126867B2 (ja) | 炭素膜の製造方法 | |
| RO127963A2 (ro) | Metodă de acoperire în vid a pieselor metalice cu straturi subţiri lubrifiante şi antiuzură uscate, pe bază de bisulfură de wolfram (), prin metode tip pvd () sau ipvd () |