ارتقای خواص سایشی پوشش‌های کامپوزیتی فولاد با ذرات نانوالماس

محققان دانشگاه صنعتی امیرکبیر موفق شدند برای ارتقای خواص سایشی پوشش‌های کامپوزیتی نیکل-بور، از ذرات نانوالماس با روش عملیاتی حرارتی نوین نیتروژن‌دهی پلاسمایی استفاده کنند.

به گزارش سیناپرس از دانشگاه صنعتی امیرکبیر، سید صابر میرحسینی دانش‌آموخته دکتری مهندسی مواد و مجری طرح رفتار سایشی پوشش کامپوزیتی الکترولس نیکل- بور-نانو الماس (Ni-B-Nano Diamond) نیتروژن‌دهی پلاسمایی شده روی فولاد AISI ۴۱۴۰ گفت: امروزه با توجه به پیچیدگی کاربردهای قطعات مختلف در صنعت، نیاز به فرآیندهای چندگانه برای تولید یک قطعه اجتناب‌ناپذیر است.

وی افزود: از جمله مهم‌ترین عملیات تکمیلی که معمولاً به‌عنوان فرآیند نهایی به هنگام تولید یک قطعه انجام می‌شود، اصلاح خواص سطحی با عملیات مهندسی سطح است. هدف مهندسی سطح این است که فناوری‌های مختلف را به‌ طور مقتضی تغییر داده تا به ویژگی‌های مورد نظر سطح در طراحی برای یک کاربرد خاص برسد، طوری‌که از لحاظ کیفیت و قیمت مفید و مؤثر باشد.

به گفته میرحسینی، یکی از پرکاربردترین روش‌های اصلاح سطح در صنعت، به‌ خصوص صنعت کشور ما فرایند آبکاری و یکی از روش‌های مرسوم آبکاری روش الکترولس نیکل است که توانایی ایجاد پوشش دهی سطوح هادی و عایق و تشکیل پوشش‌های پیوسته و با ضخامت یکنواخت را دارد.

وی با اشاره به مشکلات این پوشش‌ها گفت: سختی و مقاومت به سایش پایین از مشکلات آنهاست؛ بنابراین در طرح یادشده، برای اولین بار جهت ارتقای خواص سایشی و تریبولوژیکی پوشش‌های کامپوزیتی نیکل-بور، از ذرات نانوالماس با سختی بالا به‌ عنوان تقویت‌کننده و روش عملیات حرارتی نوین نیتروژن دهی پلاسمایی استفاده شد. این پوشش‌ها، کاربردهای متعددی در صنایع شیمیایی، صنایع غذایی، هوافضا و اتومبیل‌سازی، ابزارهای برش، قالب‌سازی و صنایع تسلیحاتی دارند.

محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر گفت: ‌هدف اصلی این طرح دستیابی به پوشش‌های الکترولس نیکل- بور تقویت‌شده با ذرات سخت نانوالماس و نیتروژن دهی پلاسمایی شده با رفتار سایشی مطلوب بود که با بهینه‌سازی فرایند و ساخت نمونه‌ها در غلظت‌ها و زمان‌های مختلف، مقایسه و آزمون آن‌ها با یکدیگر، نمونه بهینه از نظر زمان، غلظت و قیمت به دست آمد.

به گفته میرحسینی، همه این موارد منجر به ارتقا و بهبود خواص پوشش، کاهش قیمت تولید پوشش، کاهش زمان تولید، امکان مقیاس‌پذیری و تکرارپذیری شد. در صورت کسب حمایت‌های لازم و فراهم بودن شرایط امکان تجاری‌سازی این محصول وجود داشته و می‌توان گامی بلند در جهت بومی‌سازی این محصول برداشت.

وی گفت: از نتایج این تحقیق می‌توان جهت ادامه تحقیقات و پژوهش‌های ارتقای خواص پوشش‌های آبکاری، همچنین در حوزه فناوری سطح و پوشش قطعات به‌کاربرده شده در صنایع مختلف همچون صنایع شیمیایی، صنایع غذایی، هوافضا و اتومبیل‌سازی، ابزارهای برش، قالب‌سازی و صنایع تسلیحاتی بهره برد.

این طرح با راهنمایی دکتر فرزاد محبوبی عضو هیات علمی دانشکده مهندسی مواد و متالورژی دانشگاه صنعتی امیرکبیر انجام شده است.