Materiały kompozytowe przeznaczone do powłoki nowego rodzaju
Znaczącym wyzwaniem dla sektora samochodowego jest produkowanie części o skomplikowanym kształcie bez wad zwiększających ryzyko wystąpienia awarii, ale o dużej niezawodności przy niskim koszcie. W ramach europejskiego projektu PM-MACH badano metalurgię proszkową jako możliwy sposób przetwarzania prowadzący do zmniejszenia kosztów obróbki. Aby zoptymalizować inżynierię kształtowania bliskiego produktowi finalnemu, wykonano części z mieszaniny proszku metalicznego. Jako ważny czynnik decydujący o konkurencyjności brano również pod uwagę maksymalne skrócenie czasu wytwarzania. W metalurgii proszków mieszanina proszków metalicznych wraz z odpowiednimi smarami organicznymi jest najpierw ubijana przez nacisk w matrycy, która definiuje pożądany kształt. Ubity proszek jest następnie podgrzewany w atmosferze ochronnej w temperaturze poniżej jego temperatury topnienia, aby cząsteczki proszku zostały zgrzane razem. Spiekanie zapewnia wytrzymałość części odpowiednią do zamierzonego zastosowania, ale wymaga dalszej ostrożnej i kosztownej obróbki. Firma Platit AG ze Szwajcarii, będąca partnerem projektu, skupiła się na opracowaniu powłok nanokompozytowych zapewniających odporność na ciepło i zarysowania podczas obróbki surowej części silnika. Aby dostosować właściwości powłoki do jej funkcji, badacze w laboratoriach firmy Platit AG rozwinęli standardowe technologie fizycznego osadzania z pary (PVD, Physical Vapour Deposition). W wyniku osadzania bardzo różnych materiałów, składniki takie jak chrom (Cr) i glin (Al) z krzemem (Si) nie zostają całkowicie wymieszane. Ziarenka nanokrystalicznego azotku chromu i glinu (CrAlN) zostały następnie osadzone w amorficznej matrycy azotku krzemu (SiNx). Dzięki większej twardości i odporności na tarcie powłoki o strukturze nanokompozytowej okazały się dotrzymywać kroku nawet grubym powłokom osadzanym chemicznie z pary. Powłoki te zostały udostępnione do wykorzystania przemysłowego w zastosowaniach formujących ze znakiem towarowym nACVIc®.
