Технология / МАП

Металл-алмазное хромирование

Композиционное покрытие на основе хрома и ультрадисперсных алмазов. Толщина и режим назначаются по КД.

Концептуальная 3D-визуализация структуры наноалмазного хромового покрытия
Основа · хромовая матрица · наноалмазная фаза

Стандартный твёрдый хром имеет крупнозернистую структуру и характерную сетку микротрещин.

В металл-алмазном покрытии ультрадисперсные алмазы участвуют в формировании слоя. Микроснимки показывают более однородную мелкозернистую структуру.

Стандартное хромовое покрытие под микроскопом
Стандартный хром30 мкм, увеличение ×500
Наноалмазное хромовое покрытие под микроскопом
Хром + наноалмазы30 мкм, увеличение ×500

Источник микрофотографий: Институт металловедения, София (Болгария). Сравнение выполнено при одинаковом увеличении.

Инженерное сравнение

Пять параметров — одно преимущество поверхности

Наноалмазная фаза меняет не только твёрдость. В сравнительных испытаниях одновременно улучшаются сопротивление износу, трение, когезионная прочность и пластичность покрытия.

01 / HARDNESS×1,5–2

Микротвёрдость

Выше по сравнению со стандартным твёрдым хромом в сопоставимом режиме.

03 / FRICTION−6–15%

Коэффициент трения

Ниже в испытанной паре трения; итог зависит от смазки и шероховатости.

04 / COHESION×1,1–1,9

Когезионная прочность

Выше сопротивление разрушению внутри самого слоя при скретч-тесте.

05 / DUCTILITY×2–6

Пластичность

Покрытие лучше переносит деформацию до появления первой трещины.

ПоказательСтандартный хромМеталл-алмазное покрытиеПрактический смысл
СтруктураКрупнозернистая, с характерной сеткой микротрещинБолее мелкозернистая и плотнаяОднороднее распределяется нагрузка в рабочем слое
МикротвёрдостьУровень стандартного твёрдого хрома по ГОСТВыше в 1,5–2 разаВыше сопротивление вдавливанию и локальной деформации
ИзносостойкостьБазовый уровень сравнительной методикиВыше в 2–5 разПотенциал увеличить ресурс рабочей поверхности
Коэффициент тренияБазовый уровень сравнительной методикиНиже на 6–15%Меньше потери на трение и риск задиров в подходящей паре
Когезионная прочностьРазрушение внутри покрытия при нагрузке 90,0 НВыше в 1,1–1,9 разаСлой лучше сопротивляется внутреннему разрушению
ПластичностьПервая трещина при нагрузке 19,9 НВыше в 2–6 разВыше запас до растрескивания при деформации

Диапазоны приведены по сравнительным материалам испытаний ННГЦ. Значение для конкретной детали зависит от материала основы, подготовки поверхности, толщины, геометрии и режима эксплуатации; серийный результат подтверждается пилотной партией.

Морфология поверхности

Один материал. Три масштаба наблюдения.

На масштабах 10 мкм, 2 мкм и 250 нм видно, как введение наноалмазов меняет характер формирования хромового слоя: структура становится более мелкозернистой и плотной.

10 мкмОбщий рельеф
Стандартное хромовое покрытие, масштаб 10 микрометров
Стандартный хром
Металл-алмазное покрытие, масштаб 10 микрометров
Хром + наноалмазы
2 мкмЗернистость
Стандартное хромовое покрытие, масштаб 2 микрометра
Стандартный хром
Металл-алмазное покрытие, масштаб 2 микрометра
Хром + наноалмазы
250 нмМикроструктура
Стандартное хромовое покрытие, масштаб 250 нанометров
Стандартный хром
Металл-алмазное покрытие, масштаб 250 нанометров
Хром + наноалмазы
Независимые испытания

Результаты независимых испытаний

Показатели приведены отдельно для каждой методики и режима.

ХарактеристикаИзмеренный результатУсловия / объектИсточник
Микротвёрдостьдо 1400 кг/мм²До термообработкиПатент РФ №2404294
Износостойкостьвыше в 1,4–2,6 разаЛабораторные режимыПатент РФ №2404294
Интенсивность износавыше в 4,45–14,45 разаЗависит от режима нанесенияЦКП БелГУ, протокол №2-2010
Стойкость инструмента490 шт. вместо 100Метчики Р18, покрытие 7 мкмЦНИИМАШ, акт №14 от 26.09.2006
Когезионная прочностьвыше в 1,1–1,9 разаСкретч-тестЦКП БелГУ, протокол №2-2010
Пластичностьвыше в 2,27–6,74 разаСравнительная методикаЦКП БелГУ, протокол №2-2010
Диапазоны не означают гарантированный результат для любой детали. Фактический ресурс зависит от материала, подготовки поверхности, толщины, геометрии и условий эксплуатации. Для серийной задачи рекомендуем пилотную проверку.
Границы применимости

Условия применимости

Решение принимается после проверки материала, геометрии, допусков и рабочей среды.

Подходит для проверки

Когда ресурс ограничен поверхностью

  • Абразивный и контактный износ
  • Пары трения и рабочие поверхности оснастки
  • Восстановление размера с последующей мехобработкой
  • Коррозионная нагрузка в известной рабочей среде
  • Необходимость увеличить межремонтный интервал
Нужна отдельная оценка

Когда нельзя назначать без КД

  • Тонкостенные или термически чувствительные детали
  • Закрытые полости и сложная внутренняя геометрия
  • Критичные резьбы, посадки и узкие допуски
  • Неизвестная марка материала или состояние основы
  • Контакт с неуточнённой химической средой
Интеллектуальная собственность

Два патента Российской Федерации

Патентами защищены состав покрытия, алмазосодержащая добавка, электролит и способ получения.

Патент РФ №2404294
Патент РФ №2404294Заявка от 29.11.2007, опубликован 20.11.2010.
Патент РФ №2706931
Патент РФ №2706931Приоритет от 05.03.2019, зарегистрирован 21.11.2019.
Проверка по КД

Проверить технологию по КД

Приложите чертёж и укажите материал, условия работы и ожидаемый ресурс.

ПозвонитьРассчитать по КД