Коефіцієнт тертя та антиадгезійні властивості

Коефіцієнт тертя — одна з найважливіших функціональних властивостей під час проєктування деталей, що працюють в умовах відносного ковзання, повторюваного контакту або високих навантажень. Хімічне нікелювання дає змогу цілеспрямовано змінювати трибологічні характеристики поверхонь: знижувати тертя, запобігати заїданню та підвищувати експлуатаційну надійність як за наявності мастила, так і в сухому режимі.

Значення коефіцієнта тертя залежить не лише від покриття, а й від матеріалу контртіла, стану поверхні, умов навантаження, швидкості ковзання та наявності або відсутності мащення. Наведені нижче значення є орієнтовними та стосуються контрольованих умов випробувань.

NIPLATE® 500, NIPLATE® eXtreme та NIPLATE® 600

Покриття NIPLATE® 500, NIPLATE® eXtreme і NIPLATE® 600 мають, як правило, нижчий коефіцієнт тертя порівняно з традиційними парами «метал–метал», що застосовуються в машинобудуванні. Ця особливість сприяє зменшенню адгезійного зношування та запобігає заїданню навіть за високих поверхневих навантажень.

За умов сухого ковзання динамічний коефіцієнт тертя цих покриттів зазвичай становить від 0,4 до 0,6 залежно від матеріалу контртіла та умов експлуатації. Такі значення роблять ці покриття придатними для застосувань, де потрібен хороший компроміс між зносостійкістю, стабільністю трибологічної поведінки та міцністю покриття.

NIPLATE® 600 SiC

NIPLATE® 600 SiC — це композитне покриття, що містить частинки карбіду кремнію (SiC), розподілені в матриці з хімічного нікелю. Введення надтвердої керамічної фази суттєво підвищує стійкість до абразивного зношування, але водночас збільшує коефіцієнт тертя порівняно з некомпозитним покриттям NIPLATE® 600.

За умов сухого ковзання динамічний коефіцієнт тертя NIPLATE® 600 SiC зазвичай коливається від 0,5 до 0,8 унаслідок механічної взаємодії частинок SiC з поверхнею контртіла. Така поведінка відповідає призначенню покриття, для якого пріоритетом є довговічність в умовах інтенсивного зношування, а не мінімізація тертя.

NIPLATE® 500 PTFE

NIPLATE® 500 PTFE — це композитне покриття на основі матриці з високофосфористого хімічного нікелю (див. Покриття NIPLATE®), що містить частинки PTFE у концентрації, як правило, від 25 до 35 % за об’ємом. PTFE — полімер з відмінними антиадгезійними та самозмащувальними властивостями, які надають покриттю характерної трибологічної поведінки.

Це покриття поєднує типові властивості хімічного нікелю, такі як рівномірність товщини, адгезія до основного металу та зносостійкість, зі значним зниженням поверхневого тертя. За відсутності мащення коефіцієнт тертя NIPLATE® 500 PTFE зазвичай становить приблизно 0,10, що значно нижче, ніж у традиційних металевих покриттів.

Наявність PTFE також забезпечує виражені антиадгезійні властивості, що робить покриття придатним для застосувань, де необхідно запобігати налипанню, накопиченню або утворенню відкладень, наприклад на теплообмінниках або деталях, схильних до утворення накипу.

На графіку нижче наведено результати вимірювання динамічного коефіцієнта тертя методом ball-on-disk у парі зі сталлю 100Cr6.