Współczynnik tarcia i właściwości antyadhezyjne

Współczynnik tarcia jest jedną z najważniejszych właściwości funkcjonalnych przy projektowaniu elementów narażonych na poślizg względny, wielokrotny kontakt lub wysokie obciążenia. Niklowanie chemiczne pozwala w kontrolowany sposób modyfikować zachowanie tribologiczne powierzchni, zmniejszając tarcie, zapobiegając zacieraniu i zwiększając niezawodność w eksploatacji, zarówno w warunkach smarowania, jak i na sucho. Wartość współczynnika tarcia zależy nie tylko od powłoki, ale także od materiału współpracującego, stanu powierzchni, warunków obciążenia, prędkości poślizgu oraz obecności lub braku smarowania. Podane poniżej wartości mają charakter orientacyjny i dotyczą kontrolowanych warunków badania.

NIPLATE® 500, NIPLATE® eXtreme i NIPLATE® 600

Powłoki NIPLATE® 500, NIPLATE® eXtreme i NIPLATE® 600 wykazują zazwyczaj niższy współczynnik tarcia niż tradycyjne pary metal–metal stosowane w mechanice. Ta cecha przyczynia się do ograniczenia zużycia adhezyjnego i zapobiega zacieraniu, nawet przy wysokich naciskach powierzchniowych. W warunkach tarcia suchego dynamiczny współczynnik tarcia tych powłok mieści się zazwyczaj w przedziale od 0,4 do 0,6, w zależności od materiału współpracującego i warunków pracy. Wartości te sprawiają, że powłoki te nadają się do zastosowań, w których wymagany jest dobry kompromis między odpornością na zużycie, stabilnością zachowania tribologicznego a wytrzymałością powłoki.

NIPLATE® 600 SiC

NIPLATE® 600 SiC jest powłoką kompozytową, charakteryzującą się obecnością cząstek węglika krzemu (SiC) rozproszonych w osnowie z niklu chemicznego. Wprowadzenie ultratwardej fazy ceramicznej znacząco zwiększa odporność na zużycie ścierne, ale powoduje wzrost współczynnika tarcia w porównaniu z niekompozytową powłoką NIPLATE® 600. W warunkach tarcia suchego dynamiczny współczynnik tarcia powłoki NIPLATE® 600 SiC wynosi zazwyczaj od 0,5 do 0,8 na skutek oddziaływania mechanicznego cząstek SiC z powierzchnią współpracującą. Takie zachowanie jest zgodne z przeznaczeniem powłoki, w której priorytetem jest trwałość w warunkach intensywnego zużycia, a nie minimalizacja tarcia.

NIPLATE® 500 PTFE

NIPLATE® 500 PTFE jest powłoką kompozytową o osnowie z niklu chemicznego wysokofosforowego (zob. Powłoki NIPLATE®), zawierającą cząstki PTFE w stężeniu wynoszącym zazwyczaj od 25 do 35% objętości. PTFE jest polimerem o doskonałych właściwościach antyadhezyjnych i samosmarujących, które nadają powłoce charakterystyczne zachowanie tribologiczne. Powłoka ta łączy typowe właściwości niklu chemicznego, takie jak jednorodność grubości, przyczepność do materiału podłoża i odporność na zużycie, ze znaczną redukcją tarcia powierzchniowego. Bez smarowania współczynnik tarcia powłoki NIPLATE® 500 PTFE wynosi zazwyczaj około 0,10, czyli wartość wyraźnie niższą niż w przypadku tradycyjnych powłok metalicznych. Obecność PTFE nadaje ponadto powłoce wyraźne właściwości antyadhezyjne, dzięki czemu nadaje się ona do zastosowań, w których należy zapobiegać przywieraniu, gromadzeniu się osadów lub inkrustacji, na przykład na wymiennikach ciepła lub elementach narażonych na osadzanie się kamienia. Na poniższym wykresie przedstawiono wyniki pomiaru dynamicznego współczynnika tarcia metodą ball-on-disk w parze ze stalą 100Cr6.