Учёные Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) определили оптимальные параметры напыления перспективного покрытия из соединения циркония, алюминия и азота (ZrAlN).
Это позволит защитить режущий инструмент и другие расходники, работающие в экстремальных условиях — при высоких скоростях, трении и температурах, поделился пресс-центр университета.
Фрезы, свёрла, резцы проходческих комбайнов, а также детали двигателей и турбин покрывают защитной плёнкой, но традиционные материалы, например на основе нитрида титана, уже не справляются с нагрузками современного оборудования.
Альтернативой специалисты называют соединение ZrAlN: оно выдерживает экстремально высокие температуры, устойчиво к коррозии, не трескается при перепадах температур. Пока оно мало изучено, поэтому ПНИПУ начал выяснять, как именно нужно настраивать процесс напыления.
В ходе экспериментов учёные наносили покрытие при разном давлении газа и с разным содержанием азота. Лучший результат показало напыление при низком содержании азота (10%).
Такое покрытие содержало рекордное количество алюминия, обладало микротвёрдостью почти 24 ГПа (в разы твёрже стали), низким коэффициентом трения и высокой прочностью — чтобы пробить его до основы, потребовалось приложить силу более 70 Н. Даже под огромной нагрузкой покрытие не отслаивалось, а лишь истиралось.
В перспективе исследование ПНИПУ позволит продлить срок службы инструмента, использующегося в горной отрасли.
Спасибо!
Теперь редакторы в курсе.