Фрикционные покрытия

Разрабатываем и наносим фрикционные покрытия на детали, работающие в конкретных условиях эксплуатации (рабочая среда, температура, нагрузки, тип контакта), с целью снижения износа и увеличения их срока службы.

Определение

Фрикционные покрытия — это поверхностные слои с повышенным коэффициентом трения и высокой износостойкостью, предназначенные для работы в условиях механического контакта, нагрузки и относительного перемещения.

В зависимости от требований к узлу трения фрикционные покрытия могут наноситься с различной морфологией поверхности:

с высокими параметрами шероховатости — для увеличения коэффициента трения и обеспечения надежного механического зацепления;
с низкими параметрами шероховатости — для контролируемого трения при сохранении высокой износостойкости и стабильности контакта;
с регулярной текстурированной шероховатостью (с «умным» рельефом).

Назначение

повышение антиадгезионных свойств;
защита от схватывания и задиров;
предотвращение налипания металлов, полимеров, продуктов износа;
обеспечение усиленного захвата детали в зажимных и передающих механизмах;
стабилизация коэффициента трения в условиях переменных нагрузок и температур;
уменьшение проскальзывания.

Основные свойства

повышенная износостойкость;
стойкость к адгезионному износу;
высокий и стабильный коэффициент трения;
устойчивость к циклическим, термическим нагрузкам и локальному перегреву;
контролируемая микрогеометрия поверхности.

Режимы работы

Фрикционные покрытия могут работать в режимах:

сухого трения;
граничного трения;
высоконагруженного контакта;
вибрационного и прерывистого контакта (фреттинга).

Технологии нанесения

газотермическое напыление (газопламенное, плазменное и микроплазменное напыление, HVOF) — формирование износостойких слоев толщиной 0,15–1,0 мм с развитой шероховатостью;
плазменно-импульсное осаждение (ПИО) — формирование покрытий толщиной 20–200 мкм с высокой адгезией, контролируемой структурой и возможностью локального нанесения в труднодоступных зонах.
Подробно о технологии ПИО

Основные материалы покрытий

Для газотермического напыления

Металлические системы (μ = 0,3–0,8):

PC 65555 (Ni-Al) – термостойкость;
PC 65556 (Ni-Ti) – устойчивость к циклическим нагрузкам;
РС 65557 (стеллит, Stellite, основа Co) – стойкость к схватыванию;
РС 65558 (нержавеющая сталь, основа Fe) – коррозионная стойкость;
РС 65559 (основа Ni) – повышенная пластичность.

Металлокерамические системы (μ = 0,4–0,9):

РС 75586 (карбид вольфрама - Co) – максимальная износостойкость;
РС 75587 (карбид вольфрама - Ni) – повышенная вязкость и ударная стойкость.

Керамические системы (μ = 0,4–0,9):

РС 54569 (оксид алюминия) – высокая твёрдость;
РС 54570 (оксид алюминия - оксид титана) – повышенная трещиностойкость.

Для плазменно-импульсного осаждения

Карбидные системы (μ = 0,6–1,1):

PIO 926 (карбид вольфрама, 6 % Co) – высокая твёрдость (до 1200–1500 HV) и стойкость к абразивному износу при умеренной ударной нагрузке;
PIO 927 (карбид вольфрама, 10 % Co) – повышенная трещиностойкость и вязкость, эффективно для условий ударно-абразивного износа;
PIO 928 (карбид титана, 10 % Ni) – повышенная твердость;
PIO 929 (карбид вольфрама, карбид титана, 6 % Co) – высокая термостойкость, химическая инертность и устойчивость к окислению при повышенных температурах;
PIO 930 (карбид вольфрама, карбид титана, 10 % Co) – высокая износостойкость и трещиностойкость;
PIO 931 (карбид бора, карбид вольфрама, карбид титана, 6 % Co) – минимальная пластическая деформация, сверхвысокая твёрдость, низкая плотность и высокая химическая инертность.

Карбидно-боридные системы (μ = 0,6–0,9):

PIO 941 (борид титана, карбид вольфрама, 6 % Co) – подавляет схватывание, высокая твёрдость, хорошая электропроводность и высокая устойчивость к адгезионному износу;
PIO 942 (борид хрома, карбид вольфрама, 6 % Co) – повышенная стойкость к окислению и хорошая стабильность при высоких температурах.

Оксидно-металлические системы (металлическая связка - Ni, Co, Cr, Mo, μ = 0,3–0,9):

PIO 951 (оксид алюминия) – высокая износостойкость, устойчивость к коррозии;
PIO 952 (оксид титана) – повышенные адгезионные свойства;
PIO 953 (оксид алюминия - оксид титана) – устойчивость к циклическим нагрузкам, повышенные прочностные характеристики;
PIO 954 (оксид хрома) – высокая химическая стойкость и стабильность в агрессивных средах;
PIO 955 (оксид циркония) – высокая термостойкость и трещиностойкость.

Композиционные и градиентные покрытия:

многокомпонентные системы (карбиды + бориды + оксиды + металлы);
покрытия с градиентной структурой (изменение состава по толщине);
функционально-ориентированные покрытия (разные свойства по радиусу пятна или глубине).

Эффективность

Использование фрикционных покрытий позволяет:

увеличить ресурс узлов трения в 2–10 раз;
повысить надежность зажимных и передающих устройств;
снизить вероятность задиров и схватывания;
обеспечить стабильную работу при высоких нагрузках и температурах.

Применение

направляющие колеса и ролики для кабельной и метизной продукции;
прижимы и плашки для захвата труб и других деталей;
ролики захватные барпуллеров и других устройств;
корпуса датчиков, контактирующие с металлом;
ножи (например, для газонокосилок);
корпуса диафрагм для защиты от бурового раствора;
фрикционные кольца;
захваты, зажимы, башмаки систем подачи деталей;
колодки и прижимы лифтового оборудования;
распоры, накладки, рычаги, диски, вставки, форсунки, пины, лапки, решетки;
тарельчатые пружины;
зажимные патроны, цанги, резцедержатели, кулачки, захваты, упоры;
узлы фиксации и позиционирования;
фрикционные пары в машиностроении;
элементы тормозных систем;
инструмент, оправки и оснастка, подверженные налипанию;
детали, работающие в условиях сухого трения.

Hello