Ograniczanie wyników
Czasopisma help
Autorzy help
Lata help
Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 24

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  azotek tytanu
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
EN
In this paper the results of researches of coatings TiCN morphology were presented. Tested coating were deposited by PVD technique on tool steel HS6-5-2C surface. Coating thickness were measured by means of compact device Calotest CATs and optical microscope. Coating structure and its chemical analysis were made with the aid of electron microscope JSM 7100F with analyzer EDS. Hardness of coating were measured with the aid of hardness tester INNOVATEST. On the base of investigations results it was found that morphology features of tested coating fulfil potential requirements, e.g. on cutting tool edges or on machine elements worked in rugged conditions (great load, high temperature).
PL
W artykule przedstawiono wyniki badań dotyczących morfologii powłok węglikoazotku tytanu TiCN uzyskanych w procesie fizycznego osadzania z fazy gazowej PVD na stali narzędziowej HS6-5-2C. Pomiaru grubości powłoki dokonano przy użyciu kompaktowego urządzenia Calotest CATc oraz mikroskopu optycznego. Obserwacje struktury i analizę składu chemicznego wykonano skaningowym mikroskopem elektronowym JSM 7100F wyposażonym w analizator EDS. Twardość zmierzono twardościomierzem INNOVATEST. Na podstawie rezultatów badań stwierdzono, że cechy morfologiczne badanych powłok spełniają potrzeby wynikające z ich potencjalnych zastosowań, a więc na ostrzach narzędzi skrawających i na elementach pracujących w trudnych warunkach (duże obciążenie, wysoka temperatura).
EN
Copper matrix composites containing ceramic particles such as carbides, borides, or nitrides have attracted much attention over the last few years. The increased interest in such materials has mainly been created by their high electrical and thermal conductivity, good mechanical and tribological properties, and microstructural stability. Among other nitrides, the titanium nitride seems to be considered as an attractive reinforcement due to its high hardness, excellent electrical conductivity, and stability at high temperatures. Moreover, its good corrosion resistance proves the uniqueness of the TiN particles above any other nitrides. In this work, Cu-10 wt.% TiN composite powders were produced by mechanical alloying and sintered by the spark plasma sintering (SPS) technique under different temperatures. The morphology and powder particle size after mechanical synthesis were inspected by a scanning electron microscopy (SEM) for all of the powder samples; chemical composition analyses (EDS) were also performed. The hydrostatic method was used to measure the density of the composite samples to analyze the influence of milling time on the process of consolidation in the composite powders.
PL
Kompozyty na osnowie miedzi zbrojone cząstkami ceramicznymi, m.in. węglikami, borkami i azotkami, w ostatnich latach wzbudziły spore zainteresowanie z uwagi na wysoką przewodność cieplną i elektryczną oraz dobre właściwości mechaniczne i tribologiczne przy równoczesnym zachowaniu stabilnej mikrostruktury. Zastosowanie azotku tytanu jako zbrojenia kompozytu jest korzystne ze względu na: wysoką twardość, doskonałą przewodność elektryczną, odporność na korozję oraz stabilność w wysokich temperaturach. W pracy przedstawiono mieszankę kompozytową Cu-10% wag. TiN, wytworzoną w procesie mechanicznej syntezy, którą następnie poddano spiekaniu za pomocą iskrowego spiekania plazmowego (SPS). Zbadano mikrostrukturę, wielkość cząstek, a także przeprowadzono analizę składu chemicznego (EDS, Energy Dispersive Spectroscopy) za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM). Metodą hydrostatyczną wykonano pomiar gęstości wytworzonych spieków w celu analizy wpływu czasu mielenia na proces konsolidacji proszku kompozytowego.
EN
Aluminium (Al) reinforced with Titanium Nitride (TiN) Metal Matrix composites find its application for elevated temperature operating conditions. 5,10 and 15 weight percentage of TiN particles were added to aluminium to prepare the composite through powder metallurgy technique. The mixed powder was compacted at two compacting pressure of 250 MPa and 300 MPa to produce the specimens having h/d ratio in the range of 1.1 to 1.2. The specimens were sintered in nitrogen atmosphere at two different sintering temperatures of 400oC and 500oC with sintering time of 4 hours for each. Physical properties namely, green density, sintered density and mechanical properties such as hardness, compression strength and surface roughness were studied.
PL
Przedmiotem pracy były badania weryfikujące nowe koncepcje w obszarze projektowania kompozytowych dyfuzyjnych warstw azotku tytanu wytwarzanych na stopie magnezu AZ91D celem poprawy jego właściwości użytkowych w zakresie odporności korozyjnej i tribologicznej. W pracy przedstawiono porównanie wyników badań struktury i właściwości użytkowych trzech wariantów kompozytowych dyfuzyjnych warstw azotku tytanu wytwarzanych na stopie AZ91D w oparciu o opracowane innowacyjne hybrydowe rozwiązania inżynierii powierzchni łączące metody PVD z uszczelniającą obróbką hydrotermiczną. Badaniom poddano warstwy powierzchniowe w wariantach: a) wielowarstwy typu (TiN/Ti)x8 składającej się z naprzemiennie ułożonych cienkich podwarstw azotku tytanu i tytanu; b) warstwy typu TiN-Ti-Al złożonej z zewnętrznej warstwy azotku i uprzednio wytworzonych podwarstw tytanu i aluminium; c) warstwy nowego rodzaju typu (TiN/Ti)x8-Ti-Al łączącej oba warianty, zbudowanej z zewnętrznej wielowarstwy (TiN/Ti)x8 i podwarstw tytanu i aluminium. W efekcie przeprowadzonych badań wykazano optymalny wpływ warstw typu (TiN/Ti)x8-Ti-Al na stopie AZ91D na właściwości użytkowe stopu, który przejawia się skutecznym zwiększeniem odporności korozyjnej i tribologicznej, a w szczególności uzyskaniem szerokiego zakresu pasywnego z dodatnim potencjałem przebicia na poziomie przewyższającym +2000 mV i odpornością na zużycie przez tarcie porównywalną z odpornością stali łożyskowej typu 100Cr6.
EN
The aim of the present study was to verify new concepts in development of titanium nitride composite diffusive layers produced on AZ91D magnesium alloy in order to improve performance properties, in particular corrosion and wear resistance. The composite layers were produced by a hybrid method, which combine the layers deposition using PVD processes and hydrothermal tightening. The microstructure and the effect of three variants of the composite layers on the corrosion and wear resistance of AZ91D alloy were examined. These variants were: a) (TiN/Ti)x8 type multilayer layer composed of titanium nitride/titanium sub-layers system; b) TiN-Ti-Al type layer of titanium nitride outside layers with titanium and aluminum sub-layers: c) (TiN/Ti)x8-Ti-Al new type of the composite layer that combine both other type of the composite layers built of (TiN/Ti)x8 outside titanium nitride multilayer with titanium and aluminum sub-layers. The result of the investigation indicate that the optimum effect on the increase of the performance properties of AZ91D alloy exhibits the (TiN/Ti)x8-Ti-Al type layer. This is manifested by the appearance of a large passive range with a positive break down potential, higher than +2000 mV and wear resistance comparable to the resistance of the 100Cr6 bearing steel.
5
Content available remote Mechanical properties of hot-pressed Si3N4-TiN grain composites
PL
W pracy zbadano właściwości mechaniczne kompozytów ziarnistych Si3N4-TiN otrzymywanych metodą prasowania na gorąco z komercyjnych proszków. Drobnoziarnisty azotek tytanu był homogenicznie rozmieszczony w mikrostrukturze spieków. Zaobserwowano poprawę wytrzymałości na zginanie materiałów. Odporność na kruche pękanie kompozytów nie uległa poprawie.
EN
Dense Si3N4-TiN composites were prepared from commercial powders using hot pressing method. Titanium nitride grains were homogenously distributed in material’s microstructure. Flexural strength of materials increased with TiN amount and reached 880 MPa. Fracture toughness of materials varied between 7 and 8 MPa m0,5.
6
Content available remote Badania odporności na zużycie ścierne potencjalnych materiałów narzędziowych
PL
W artykule przedstawiono wyniki wysokotemperaturowych badań odporności na zużycie ścierne przeprowadzonych metodą ball-on-disc. Kompozyty o składzie 70% masowych TiN i 30% masowych TiB2 otrzymano metodą spiekania iskrą elektryczną SPS (spark plasma sintering). Proces spiekania nanoproszków prowadzono w temperaturze 2100 °C, a mikroproszków – w temperaturze 1600 °C. W obu przypadkach czas spiekania wynosił 5 min. Zmierzono wybrane właściwości fizyczne i mechaniczne. Średni współczynnik tarcia w temperaturze 700 °C kompozytu TiN–TiB2 uzyskanego z nanoproszków wyniósł 0,52, a kompozytu wytworzonego z mikroproszków – 0,74. Badania składu fazowego powierzchni po testach tribologicznych potwierdziły występowanie w tych kompozytach nie tylko TiN i TiB2, lecz także faz hBN i TiO2.
EN
This paper presents results of the high temperature tribological research work using ball-on-disc method. The 70wt% TiN and 30%wt TiB2 composite samples were obtained by spark plasma sintering (SPS) method from nano- and micropowders. Sintering parameters were 2100 °C and 1600 °C respectively for nano- and micropowders, sintering duration was 5 minutes. Selected physical and mechanical properties were measured. Average friction coefficient values of the TiN/TiB2 composite material were 0.52 and 0.74 for the nanopowders and for the micropowders samples respectively. XRD surface phase tests performed after tribological tests revealed not only TiN and TiB2 content, but also hBN and TiO2 phases in samples obtained from both nano- and micropowders.
EN
Development has been conducted regarding the methodology of rotational measurements with a high temperature rheometer using Searle's method. The rheological analysis of liquid systems CaO-SiO2-Al2O3-MgO-TiO2 slags, and solid particles of titanium nitride TiN are presented (within a range of 0.1-0.7 of the volume fraction of TiN). The measurements were conducted at a range between 1310°C and 1500°C, which is typical for high-temperature zones in a blast furnace. The main objective of the study was to analyze the possibilities of viscosity measurements in homogenise and heterogenic systems (not standard systems within the industrial practice). The measurements were conducted for totally liquid blast furnace slags which show similarity to ideally viscous Newtonian bodies and also for heterogenic systems.
PL
W pracy zaprezentowano wyniki badań przeprowadzonych z wykorzystaniem reometrii wyso¬kotemperaturowej opartej na metodzie Searle'a. Przeprowadzono analizę reologiczną ciekłych systemów żużlowych CaO-SiO2-Al2O3-MgO-TiO2 domieszkowanych TiN, w zakresie 0,1-0,7 ułamka objętościowego. Badania przeprowadzono w temperaturze 1310-1500°C, która jest charaktery¬styczna dla strefy ściekania występującej w wielkim piecu. Głównym celem prowadzonych badań była analiza reologiczna współczynnika lepkości dynamicznej oraz możliwości wysokotemperaturowych pomiarów reometrycznych układów homo- oraz heterogenicznych (rozszerzających zakresy przemysłowe). Badania przeprowadzono zarówno dla parametrów reologicznych dla całkowicie ciekłych systemów żużlowych, które wykazują podobieństwo do cieczy idealnej Newtona, jak i dla układów heterogenicznych.
PL
Ze względu na małą gęstość i inne korzystne właściwości oraz relatywnie przystępną cenę stopy aluminium są szeroko stosowane w różnorodnych obszarach w technice, umożliwiając znaczną redukcję masy wyrobów. Słabe właściwości powierzchniowe, w tym w zwłaszcza mała twardość i odporność na zużycie przez tarcie, stanowią ograniczenie dla ich jeszcze szerszego wykorzystania. W świetle wyników badań własnych i danych literaturowych wytwarzanie na stopach aluminium metodami PVD warstw powierzchniowych azotków umożliwiających ich wykorzystanie w warunkach zwiększonych narażeń mechanicznych, w tym zwłaszcza tribologicznych, wydaje się jednym z perspektywicznych rozwiązań Niewątpliwym ograniczeniem rzutującym na zachowania mechaniczne powłok azotków na stopach aluminium pod obciążeniem, zwłaszcza ich przyczepność, jest specyfika układu twarda powłoka PVD–miękkie podłoże, które cechuje duża, skokowa zmiana właściwości oraz adhezyjny charakter połączenia z podłożem. W pracy podjęto badania dwóch układów powłok azotku tytanu typu TiN na wybranych stopach aluminium do utwardzania wydzieleniowego z grupy durali. W badaniach analizowano system arologiczny stop Al–podwarstwa typu TiN-Ti (w tym w aspekcie wpływu obróbki cieplnej)–TiN oraz stop Al–podwarstwa typu TiN-Ti-Al–TiN. Przedmiotem badań była próba zaawansowanej charakterystyki metodą Recatest zachowań układu powłoka azotku tytanu–podłoże ze stopu aluminium na podstawie próby zarysowania. Istotą tej metody jest analiza precyzyjnych zgładów sferycznych wykonanych w różnych miejscach rysy. Przeprowadzone analizy badanych układów powłok na wybranych stopach aluminium wykazały przydatność metody Recatest do wizualizacji subtelnych zachowań układu twarda powłoka–plastyczne podłoże w warunkach próby zarysowania, ujawniając przy tym różnice przebiegu zarysowania poszczególnych wariantów powierzchniowych warstw azotku tytanu na stopach aluminium. Badania wykazały relatywnie dobrą plastyczność powłok azotku tytanu oraz korzystny wpływ obróbki cieplnej i pośredniej powłoki aluminium na przyczepność powłok do podłoża, a w konsekwencji spójność układu twardy azotek–plastyczne podłoże w warunkach zarysowania.
EN
Owing to low density and other advantageous properties and relatively affordable price the aluminium alloys are widely used in many sectors of science and industry, allowing for significant weight reduction of products. However, their relatively poor surface properties, including low hardness and poor resistance to friction wear significantly limit the variety of their applications. In the light of own research results and the literature data, covering of aluminium alloy surfaces with nitride coatings deposited using PVD methods seems to be one of promising solutions, as such surfaces allow using parts in the conditions of increased mechanical stresses, particularly the tribological ones. However, the unquestionable limitation which affect the mechanical behaviour of nitride coatings on aluminium alloys under load, particularly the adhesion, comes from the specific features of hard PVD coating–soft substrate system which is characterized by considerable, sudden change of properties and adhesive nature of connection with the substrate. The paper presents examinations of two systems of titanium nitride coatings on selected aluminium alloys from the duralumin group, designed for precipitation hardening. The areological system of Al alloy–TiN-Ti type sublayer (including the aspect of heat treatment)–TiN layer and the system of Al alloy–TiN-Ti-Al type sublayer–TiN layer were examined. The purpose of examinations was to obtain the advanced characteristics of the TiN coating–aluminium alloy substrate system behaviour using the Recatest method based on the scratch test. The essence of this method is the analysis of precise spherical microsections made in different points within the scratch area. The examinations of coating systems on selected aluminium alloys proved that the Recatest method is usable for visualisation of subtle behaviour of hard coating–plastic substrate systems during scratch test and for simultaneous revealing of differences in scratching of various versions of titanium nitride layers deposited on aluminium alloys. Among other things, the examinations demonstrated the relatively good plasticity of titanium nitride coatings and favourable influence of heat treatment and aluminium midlayer on the adhesion of coatings to the substrate and, in consequence, cohesion of the hard nitride–plastic substrate system in scratching conditions.
EN
The innovative extracorporeal heart support device ReligaHeart (RH EXT) has been developed, based on POLVAD ventricular assist device clinical experience, collected in more than 300 patient applications. The innovative surface engineering technologies are applied in ReligaHeart EXT device. The pump is manufactured of new generation, modified surface structure, biocompatible polyurethanes, and equipped with original tilting disc valves, Moll type. The valve ring is made of titanium alloy, TiN+Ti2N+αTi(N) diffusive layer modified, produced with glow discharge at plasma potential, in order to obtain the lowest thrombogenicity. The valve disc is made of polyether ether ketone. The complex in vitro and in vivo biological evaluations were performed, confirming both biomaterials biocompatible properties and device biocompatibility, proved in 30 days animal heart support.
PL
Na podstawie doświadczeń klinicznych protezy serca POLVAD, zastosowanej u ponad 300 pacjentów, opracowano zmodernizowaną pozaustrojową pompę wspomagania serca ReligaHeart EXT (RH EXT). W protezie RH EXT zostały zastosowane innowacyjne technologie inżynierii powierzchni. Pompa wykonana jest z nowej generacji biozgodnych poliuretanów o modyfikowanej strukturze powierzchni i jest wyposażona w oryginalne zastawki dyskowe typu Moll. Pierścień zastawki jest wykonany ze stopu tytanu z dyfuzyjną warstwą TiN+Ti2N+αTi(N) wytwarzaną w procesie obróbki jarzeniowej na potencjale plazmy, dla osiągnięcia niskiej trombogenności. Dysk zastawki jest wykonany z polieteroketonu. Wykonano kompleksową ocenę biozgodności in vitro i in vivo, potwierdzając biozgodne własności biomateriałów i protezy RH EXT, także w czasie 30 dniowego wspomagania serca w modelu zwierzęcym.
EN
The digital image correlation is used to estimate influence of deposited heamocompatible coatings (gold and titanium nitride) on mechanical response of ventricular assist device Religa Heart_Ext made of Bionate II (thermoplastic polycarbonate urethane) under working conditions by comparison of the coated Religa Heart_Ext with uncoated Religa Heart_Ext. The DIC is applied for experimental investigation of the strains and displacements distribution on external surface of the blood chamber of ventricular assist device during loading. The experiment was conducted in a hydraulic system with water at operating temperatures of 25 and 37 °C, as well as under static pressures: 80, 120, 180, 220 and 280 mmHg, and static underpressures: –25, –45, –75 mmHg. The subsequent images were taken after stabilization of pressure on a set level. The applied research method shows that the nano-coating of 30 nm in thickness significantly affects deformation of the blood chamber of Religa Heart_Ext in macro scale. The proposed composition of coatings increases strain on external surface of the ventricular assist device.
PL
Barierą dla wykorzystania stopów aluminium w szeregu potencjalnych zastosowań są stosunkowo słabe własności powierzchniowe, w tym zwłaszcza mała odporność na zużycie przez tarcie. W celu poprawy właściwości powierzchniowych pracy badano efekty wykorzystania warstw azotku tytanu wytwarzanych metodami PVD na stopach aluminium z grupy durali. Wykazano, że osadzenie na stopie aluminium typu PA29 metodą odparowania w łuku powłok azotku tytanu typu TiN-Ti, znacząco podnosząc odporność na zużycie przez tarcie, skutkuje jednocześnie pogorszeniem odporności korozyjnej oraz zmniejszeniem twardości podłoża. Stwierdzono jednocześnie słabą przyczepność powłok. Wykazano, że właściwości te, w tym również w pewnym stopniu odporność korozyjną, można poprawić przez obróbkę cieplną stopu z powłoką azotku tytanu składającą się z przesycania i starzenia, która zwiększa twardość stopu i przekształca powłokę azotku tytanu w warstwę połączoną dyfuzyjnie z podłożem. Znacznie korzystniejszym, skutecznym rozwiązaniem w aspekcie jednoczesnej poprawy odporności korozyjnej i tribologicznej okazało się jednak rozwiązanie opracowane wcześniej w odniesieniu do stopów magnezu, polegające na wprowadzeniu do struktury powłoki azotku tytanu dodatkowej powłoki pośredniej – aluminium. Otrzymuje się wówczas powłokę złożoną typu TiN-Ti-Al uszczelnioną następnie metodą hydrotermiczną.
EN
Low surface properties and in particular poor wear resistance constitute a barrier for the use of aluminum alloys in the number of potential application. The effect of titanium nitride surface layers application in view of the surface properties improvement was investigated in the present work. It was demonstrated that the deposition of titanium nitride coatings on aluminum PA29 type alloy significantly increases its wear resistance but at the same time it decrease corrosion resistance and the hardness of the alloy. The coatings exhibits also relatively low adhesion. It was shown that those properties, including corrosion resistance may be improved by the heat treatment which consist in solution treatment with water quenching and further aging. The treatment increases hardness of the alloy and transforms coating in the layer diffusion bonded with the substrate. Much more efficient solution, in view of the simultaneous wear and corrosion resistance, appear to be a solution earlier developed for magnesium alloys, based on the use of an intermediate aluminum coating in the titanium nitride layer’s structure, resulting in composite coating of the type TiN-Ti-Al, combined with final sealing by hydrothermal treatment.
EN
The formation of titanium nitride precipitations during solidification of steel was modeled with own computer software based on Ueshima model. A thermodynamic parameters database was worked out on the basis of literature study. Calculations were performed for two types of steel; one of them was high in titanium. The quantity of produced titanium nitrogen inclusions was calculated. The authors analyzed changes in nitrogen, titanium and oxygen content in the course of segregation of steel components on the solidification front. The influence of solidification rate on the process of precipitation formation was analyzed.
PL
Praca zajmuje się modelowaniem powstawania wydzieleń azotku tytanu w stali podczas krzepnięcia. Zastosowano procedurę obliczeniową z wykorzystaniem modelu Ueshima przy pomocy własnego programu komputerowego. Na podstawie studiów literaturowych przygotowano bazę danych parametrów termodynamicznych. Obliczenia wykonano dla dwóch gatunków stali, z których jeden charakteryzował się wysoką zawartością tytanu. Obliczono ilość powstających wydzieleń azotku tytanu, przeanalizowano zmiany zawartości azotu, tytanu i tlenu w wyniku procesów segregacji składników w stali na froncie krzepnięcia. Zbadano wpływ szybkości krzepniącia na proces powstawania wydzieleń.
PL
Cienkie warstwy azotku i tlenku tytanu osadzane były z procesie impulsowego reaktywnego rozpylania magnetronowego. Przeanalizowano wpływ ciśnienia cząstkowego gazów reaktywnych na właściwości tych materiałów. Kontrola procesu oparta była na śledzeniu zmian parametru zasilacza – mocy krążącej. Zaprezentowana technologia umożliwia dowolne modyfikowanie składu chemicznego, od warstw z nadmiarową zawartością tytanu, przez składy stechiometryczne, po nadstechiometryczne, co jest powodem obserwowanych zmian w mierzonych charakterystykach związków tytanu. Zbadano elektryczne i optyczne właściwości warstw, a następnie oceniono je pod względem możliwych zastosowań. Dzięki specjalnemu źródłu zasilania i kontroli procesu, możliwe było nanoszenie materiałów o niskiej rezystywności, bez dodatkowego podgrzewania podłoża i z wysoką szybkością osadzania. Zaprezentowana technologia może zostać wykorzystana do pokrywania podłoży nieodpornych na wysokie temperatury.
EN
Titanium nitride and titanium oxide thin films were deposited by pulsed DC reactive magnetron sputtering. In this paper the influence of reactive gas partial pressure on the properties has been studied. The process control was realized by tracking the changes in the power supply parameter – circulating power. Presented technology enables free modification in the chemical composition, from titanium–rich to stoichiometric and overstoichiometric materials. The electrical and optical properties of titanium compounds were measured and then evaluated for possible electrode applications. Thanks to the special power supply and process control, it was possible to deposit low resistivity thin films without additional substrate heating and with high deposition rate. Presented technology is suitable for substrates with low temperature resistance.
PL
Zainteresowanie stopami magnezu we współczesnej technice dynamicznie rośnie ze względu na bardzo korzystne własności, w szczególności najmniejszą spośród metali o znaczeniu konstrukcyjnym gęstość magnezu. Barierą dla wielu potencjalnych zastosowań stopów magnezu są jednak słabe własności powierzchniowe, tj. twardość, odpomość na zużycie, a zwłaszcza na korozję. W praktyce przemysłowej w celu poprawy odpomości na korozję i zużycie przez tarcie stosuje się różne obróbki powierzchniowe, z których dominującą rolę odgrywa utlenianie anodowe. Dla wielu potencjalnych zastosowań jest ono jednak niewystarczająco skuteczne. Stąd zachodzi potrzeba poszukiwania nowych rozwiązań w zakresie inżynierii powierzchni, które mogłyby poszerzyć spektrum zastosowań stopów magnezu. Wytwarzanie na stopach magnezu powierzchniowych warstw azotków wydaje się obiecujące. Przedmiotem pracy było zbadanie możliwości poprawienia własności użytkowych stopu magnezu AZ91D, zwłaszcza odporności korozyjnej. Za pomocą obróbki hybrydowej łączącej pokrycie metodą PVD stopu prostą lub złożoną powłoką azotku tytanu z podwarstwą tytanu z obróbką cieplną, która skutkuje dyfuzyjnym połączeniem powłoki z podłożem, na stopie magnezu wytworzono różne rodzaje powierzchniowych warstw azotku tytanu O charakterze dyfuzyjnym. Porównano wpływ warstw dyfuzyjnych, w tym warstwy pojedynczej na podwarstwie tytanu, wielowarstwy azotek tytanu-tytan oraz warstwy azotku na warstwie pośredniej tytanu i aluminium na własności użytkowe stopu magnezu AZ91D, w szczególności na odpomość korozyjną. Wyniki badań skonfrontowano z efektami utleniania anodowego stopu AZ91D, jako podstawowej obróbki przemysłowej tego stopu. Najkorzystniejszym wariantem jest warstwa azotku tytanu na warstwie pośredniej tytanu i aluminium, która wykazuje odpomość korozyjną, znacznie przewyższającą efekty utleniania anodowego (potencjał korozyjny ok. 1000 mV), skojarzoną z o około rząd wielkości większą odpornością na zużycie przez tarcie w zakresie obciążeń do 50 N w próbie typu Amsler. Relatywnie korzystne własności użytkowe wykazuje również wielowarstwowa azotku tytanu.
EN
Dynamically increasing interest in magnesium alloys nas recently been observed in modem technology. This is so because of the very advantageous properties of magnesium, in particular its low density which is the lowest of those of all other constructional materials. The barrier to many potential applications of magnesium alloys lies in their poor surface properties, such as hardness, corrosion and wear resistance. There are various techniques used in industrial practice for improving the resistance to corrosion and wear of these alloys, the predominating technique being anodic oxidation. However in many potential applications, this technique is insufficiently effective and hence the need for seeking new surface engineering solutions that could broaden the application Spectrum ofmagnesium alloys. A promising solution seems to be covering their surface with nitride layers. In the present study we examined the possibility of improving the performance properties of the AZ91D magnesium alloy, in particular its corrosion resistance, by producing on its surface various types of titanium nitride layers with the diffusive character. The layers were produced by the hybrid method consisting of covering the surface of the alloy with a single or multilayer titanium nitride coating using the PVD method followed by an annealing heat treatment. The effects of various variants of the diffusive titanium nitride layers on the corrosion resistance of the AZ91D alloy were compared. These variants include: a single-layer with a titanium sublayer, a sandwich type layer composed of titanium nitride/titanium sublayers and a composite layer formed on an intermediary titanium and aluminium layer. The optimum version appeared to be the composite layer, whose corrosion resistance exceeds considerably (the corrosion potential c.a. Ekor = 1000 mV) those achieved by anodic oxidation, and which is accompanied by, better by about one order of magnitude, wear resistance up to a 50 N load in the Amsler-type test.
15
Content available remote Influence of Nano-Wear of Tool on the Magnitude of Cutting Forces
EN
The paper presents results of research by means of Scanning Probe Microscopy (SPM), the rake face wear of inserts covered with titanium nitride. The influence of nano-wear on the magnitude of cutting force has been described.
PL
W artykule rozpatrzono problem numerycznego modelowania stanu naprężeń i odkształceń komory sztucznego serca POLVAD_EXT, pokrytej powłoką TiN w celu zwiększenia biozgodności. Zaproponowano rozwiązanie tego problemu za pomocą metody elementów skończonych (MES). Wykorzystano teorię nieliniowej sprężystości oraz sprężysto-plastyczności. Własności mechaniczne poliuretanu uzyskano za pomocą testów na rozciąganie, natomiast dane dla powłoki TiN otrzymano za pomocą analizy odwrotnej. Zaproponowany model uwzględnia naprężenia własne, powstające w TiN w procesie nanoszenia powłoki. Wykonano eksperyment numeryczny, pozwalający na analizę wpływu grubości powłoki, wartości naprężeń własnych i falistości powierzchni na wartości naprężeń i odkształceń, decydujące o możliwości powstawania mikropęknięć.
EN
The problem of numerical modeling of the stress and strain states in blood chamber of POLVAD_EXT is considered in the paper. The blood chamber is covered by TiN coating to increase its biocompatibility. The finite element method (FEM) is proposed to solve the formulated problem. The theory of nonlinear elasticity and elasto-plasticity is applied. The mechanical properties of polyurethane were obtained in tension tests and for TiN nanocoating by using inverse method. The suggested model takes into account the residual stresses occurring in TiN during deposition process. The numerical experiment was performed for analysis the influence of thickness of coating, residual stress and wave of surface of coating on stress-strain state which decides about capabilities of micro cracks formation.
PL
Stopy magnezu stanowią bardzo atrakcyjny materiał konstrukcyjny i funkcjonalny, o czym decydują jego bardzo korzystne własności, zwłaszcza mała gęstość i duża wytrzymałość właściwa. Barierą dla ich szerokiej ekspansji jest słaba odporność na korozję i zużycie przez tarcie. Opracowanie nowych, skutecznych rozwiązań inżynierii powierzchni otworzyłoby drogę do pokonania tych ograniczeń. W pracy na stopie magnezu AZ91D wytwarzano dyfuzyjne, wieloskładnikowe warstwy powierzchniowe na bazie tytanu z wierzchnią strefą azotowaną lub tlenoazotowaną. Warstwy otrzymywano w procesach hybrydowych łączących azotowanie lub tlenoazotowanie jarzeniowe stopu magnezu z uprzednim osadzeniem na nim powłoki tytanu względnie powłoki tytanu na pośredniej powłoce aluminium. Tytan i aluminium osadzano metodą magnetronową. Badano wpływ azotowania, tlenoazotowania i powłok pośrednich na odporność na korozję i zużycie przez tarcie. Wytworzone warstwy znacząco zwiększają zarówno odporność na korozję, jak i odporność na zużycie przez tarcie stopu AZ91D.
EN
Magnesium alloys are very attractive constructional and functional materials, which is thanks to their advantageous properties, in particular their low density and high specific mechanical strength. A barrier to wider expansion of these materials is their poor resistance to corrosion and frictional wear. This drawback could be obviated by developing new effective surface engineering techniques. In the present study, experiments were conducted with coating the surface of the AZ91D alloy with a diffusive multicomponent titanium-based layer whose outer zone was nitrided or oxynitrided. The layers were produced by hybrid methods in which the magnesium alloy was first covered with a titanium or titanium with aluminum sublayer coating by magnetron sputtering and then subjected to glow discharge assisted nitriding or oxynitriding. We examined how the aluminum sublayers nitriding and oxynitriding affected the resistance to corrosion and frictional wear of the alloy. The effect appeared to be positive since the resistance of the alloy to both a corrosion and frictional wear was significantly improved.
EN
Purpose: The subject of the presented research was reactive plasma generated by circular vacuum-arc sources used for deposition of thin hard coatings. Design/methodology/approach: Experimental investigations on spatial distribution of ionized and excited plasma components were performed with the use of the optical emission spectroscopy. Quantitative analysis of microdroplets distribution was carried out using measuring optical microscope supplied with the numerical image analysis system. Findings: Based on the obtained radial distributions of volatile and condensed components the general picture of plasma flow emitted by a single circular arc source was reconstructed. Radial distributions of analysed emitting elements and analysed fractions of microdroplets showed layered structures that depended on the discharge conditions. Research limitations/implications: The spectral method used for the reconstruction of concentration distributions of ionised and excited plasma components generated by a single circular arc source could not be used for reconstruction of such distributions in the vacuum chamber of the industrial device. Originality/value: The carried out investigations showed that the differences in spatial distributions of plasma active elements determine the uniformity of crystallization conditions in vacuum-arc deposition processes performed in large-scale multi-source industrial devices.
PL
W artykule przedstawiono wyniki badań warstw (Cr,Si)N/TiN, naniesionych na 4-ostrzowych płytkach tokarskich wykonanych z węglików spiekanych. Warstwę podłożową z TiN nanoszono za pomocą techniki łukowej. Do nanoszenia warstwy wierzchniej z (Cr,Si)N wykorzystano magnetron WMK-50. Reaktywne rozpylanie w mieszaninie argonu i azotu prowadzono z targetów wykonanych ze spieków chromowo-krzemowych o zawartości 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0 i 5,0% at. Si. Obserwacje mikrostruktury powłok z wykorzystaniem transmisyjnej mikroskopii elektronowej pozwoliły stwierdzić, że warstwa (Cr,Si)N ma silnie zdefektowaną budowę kolumnową o krystalitach o wielkości od 50 do 100 nm. Metodą ball-on-disc wykonano testy odporności na zużycie ścierne powłok naniesionych na płytki tokarskie. W rzeczywistych warunkach eksploatacji wykonano na dużej próbie testy pracą podczas toczenia wzdłużnego oraz poprzecznego. Toczenie prowadzono bez chłodzenia. Przy toczeniu wzdłużnym stosowano prędkości 70 i 119 m/min. Przy prędkości 70 m/min trwałość płytek z powłoką przewyższała prawie pięciokrotnie trwałość płytek fabrycznych, zaś przy prędkości skrawania 119 m/min - aż dziesięciokrotnie. Obrabiano wałki ze stali 13HMNF. Przy toczeniu poprzecznym, dokładnej obróbce poddano krążki ze stali OH18N9. Stosowano trzy prędkości skrawania: VCśr1 = 42 m/min, VCśr2 = 52 m/min oraz VCśr3 = 68 m/min. Przy pręaKości VCśr = 52 m/mln, płytki z powłoką posiadały siedmiokrotnie większą trwałość w porównaniu z płytkami bez powłoki. Dobre wyniki testu pracą badanych powłok wskazują na możliwość ich wykorzystania na narzędziach skrawających z węglików spiekanych w obróbce bez chłodzenia.
EN
The paper presents results of investigation conducted for (Cr,Si)N/TiN coatings deposited at sintered carbides 4-edge inserts for milling. The base layer of TiN had been deposed using arc technique. To obtain the top layer the magnetron WMK-50 had been used. Reactive sputtering in argon-nitrogen mixture had been conducted from chromiumsilicon sinter targets with following content of silicon: 0.5, 1.0, 2.0, 3.0, 4.0 and 5.0% at. Si. Based on observations of the coatings microstructure performed with HREM, it had been found that (Cr,Si)N layer has significantly detected column structure with crystallites of about 50 to 100 nm. The coated inserts for turning were tested for abrasion wear resistance by the "ball-on-disc" method. The work tests during sliding and surfacing for large size statistical sample were mad e in the industrial conditions. The testing turning without cooling was used. The slided stock was 13HMNF steel shafts and the cutting speed for sliding were 70 m/min and 119 m/min. At that speeds the tooll life of coating inserts was correspondingly - nearly five times and ten times higher than the tooll life of uncoated inserts. At surfacing the 0H18N9 discs were finishing turned. Three values of mean cutting speed were used : Vcm1 = 42 m/min; Vcm2 = 52 m/min and Vcm3 = 68 m/min. At 52 m/min mea n cutting speed the coated inserts tool life was seven times higher than the tool life of analogical uncoated inserts. Good results of working tests of researched coatings shows, that the application of them for sintered carbides inserts at cutting without cooling is possible.
20
Content available remote Nano-crystalline nitride-based coatings produced by pulsed laser deposition
EN
Titanium nitride and chromium nitride thin layers were fabricated by pulsed laser deposition (PLD) using a Nd:YAG laser on ferritic and austenitic steel substrate in nitrogen environment. On-axis and off-axis geometry of deposition was applied. Residual stresses were measured in the TiN phase showing the compressive values in the range of-6 to -8 GPa for the on-axis growth while of about -2.8 GPa for the off-axis position. Texture examinations revealed the {110} <112> main texture component in the substrate while differences were stated in the TiN phase in respect to the geometry of deposition. In the case of on-axis growth, the mostly axial texture with the plane {110} parallel to surface with tendency to the {110|<011> was observed. In the case of the off-axis growth, the very pronounced {112} <223> dominant orientation was stated. TEM examinations performed on thin foils prepared from the cross-section of deposited Cr/CrN/Cr/CrCN multilayer revealed the nano-crystalline structure comprising CrN and CrCN phases together with an amorphous Cr-based phase. Tribological test showed improvement of wear properties of both deposited coatings.
PL
Cienkie powłoki azotku tytanu i azotku chromu zostały naniesione na podłoże ze stali ferrytycznej i austenitycznej przy zastosowaniu metody PLD z wykorzystaniem lasera Nd:YAG. Proces osadzania prowadzono w atmosferze azotu przy równoległym i prostopadłym ułożeniu podłoża do powierzchni tarczy w celu symulacji nakładania warstw na obiekty trójwymiarowe. Pomiar wartości naprężeń własnych ujawnił ściskający charakter naprężeń o wartości -6 do -8 GPa dla przypadku równoległego ułożenia zaś -2.8 GPa dla przypadku gdy materiał pokrywany ułożony był prostopadle do tarczy. Stwierdzono, iż głównym składnikiem tekstury podłoża jest {110}<112>, natomiast tekstura warstwy była uzależniona od ułożenia podłoża względem powierzchni odparowywanej tarczy podczas nakładania. Dla ustawienia równoległego tekstura miała charakter osiowy z płaszczyzną {110} równoległą do powierzchni i z tendencją do tworzenia tekstury typu {110}<011>. W przypadku gdy podłoże ustawione było prostopadle do tarczy dominował składnik {112}<223>. Badania TEM wielowarstwowej powłoki Cr/CrN/Cr/CrCN ujawniły strukturę nanokrystaliczną dla warstw CrN i CrCN, natomiast warstwy Cr posiadały charakter amorficzny. Test zużycia (pin on disc) wykazał, iż obie analizowane powłoki TiN, jak również CrN znacznie obniżają zużycie.
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.