Anti-wear properties of medium carbon steel after carburizing with subsequent diffusion chromizing and PVD treatment

• Autorzy: Kasprzycka Ewa , Bogdański Bogdan

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0013.7763

Warianty tytułu

PL

Przeciwzużyciowe właściwości stali średniowęglowej po nawęglaniu z następnym dyfuzyjnym chromowaniem i obróbką PVD

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper discusses the results of research on the structure and tribological properties of hybrid layers produced on the surface of medium-carbon steel in hybrid treatment, combining gas carburizing process with the next treatment, i.e. diffusion chromizing and PVD treatment. A comparison was made of the structure and tribological properties of the layers obtained as a result of hybrid treatment with the layers produced in a single diffusion chromizing process. The studies of the layers concerned their structure, chemical composition, thickness, and hardness. Linear wear of the layers were performed by means of three-cylinder-cone method. It has been shown that the linear wear of samples with hybrid layers, produced on medium carbon steel, is less than 50% of samples with single carbide layers. This indicates very good anti-wear properties of hybrid layers.

PL

W pracy omówiono wyniki badań dotyczących budowy oraz właściwości tribologicznych warstw hybrydowych, wytwarzanych na powierzchni stali średniowęglowej, w obróbce hybrydowej łączącej nawęglanie gazowe z następną obróbką – chromowaniem dyfuzyjnym oraz obróbką PVD. Przeprowadzono porównanie budowy i właściwości tribologicznych warstw otrzymanych w wyniku obróbki hybrydowej z warstwami, wytworzonymi w pojedynczym procesie chromowania dyfuzyjnego. Badania warstw dotyczyły ich budowy, składu chemicznego, grubości i twardości. Zużycie liniowe warstw oceniano metodą trzy wałeczki-stożek. Wykazano, że zużycie liniowe próbek z warstwami hybrydowymi, wytworzonymi na stali średniowęglowej, jest ponad dwukrotnie mniejsze niż próbek z pojedynczymi warstwami węglikowymi. To świadczy o bardzo dobrych właściwościach przeciwzużyciowych warstw hybrydowych.

Słowa kluczowe

EN

diffusion chromizing; gas carburizing; PVD treatment; layer; wear

PL

chromowanie dyfuzyjne; nawęglanie gazowe; obróbka PVD; warstwa; zużycie

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2019
• Tom: nr 6
• Strony: 25--30
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys.

Twórcy

autor

Kasprzycka Ewa

• Warsaw University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Mechanics and Petrochemistry, 17 Łukasiewicza Street, 09-400 Płock, Poland

autor

Bogdański Bogdan

• Institute of Precision Mechanics, 3 Duchnicka Street, 01-796 Warsaw, Poland

Bibliografia

• 1. Mazurkiewicz A., Smolik J.: Zaawansowane technologie inżynierii powierzchni wspomagające procesy eksploatacji i wytwarzania, ITeE – PIB Editors, 2015, Radom.
• 2. Smolik J., Mazurkiewicz A.: The development of surface hybrid technologies as a result of practical industrial applications, Maintenance Problems 3, 2010, pp. 105–114.
• 3. Mazurkiewicz A., Smolik J.: The innovative direction of hybrid technologies development and implementations in surface engineering area, Archives of Metallurgy and Materials 57(3), 2012, pp. 657–664.
• 4. Smolik J.: Hybrid technologies in surface engineering, ITeE – PIB Editors, 2016, Radom.
• 5. Smolik J.: The role of hybrid layers consisting of nitrided layer/PVD coating in the process of enhancing the service life of forging dies, ITeE – PIB Editors, 2007, Radom.
• 6. Smolik J.: Hybrid surface treatment technology for increase of hot forging dies, Archives of Metallurgy and Materials 57(3), 2012, pp. 657–664.
• 7. Kasprzycka E.: Chromizing, in: Encyclopedia of Tribology. Wang, Q. Jane and Chung, Yip-Wah (Eds.), Springer- Verlag, New York Inc, Vol. 1, 2013, pp. 382–387.
• 8. Bai C-Y., Luo Y-J., Koo C-H.: Improvement of high temperature oxidation and corrosion resistance of superalloy IN-738LC by pack cementation. Surface and Coatings Technology. 183 (1), 2004, pp. 74–88.
• 9. Zhou YB et al: Preparation and oxidation of an Y2O3-dispersed chromizing coating by pack cementation at 800 °C. Vacuum 82(8), 2008, pp. 748–753.
• 10. Huiling C., Luo C. P. Jangwen L., Ganfeng Z.: Phase transformations in low-temperature chromized 0,45 wt%C plain carbon steel. Surface and Coatings Technology. 201, 2007, pp. 7970–7977.
• 11. Lee J. W., Wang H. C., Li H. C., Lin C. C.: Tribological properties evaluation of AISI 1095 steel chromized at different temperatures, Surface and Coatings Technology 188-189, 2014, pp. 550–555.
• 12. Kasprzycka E.: Corrosion resistant layers produced from metals vapors (Cr, Ti) under low pressure, IMP Editors, 2002, Warsaw.
• 13. Bogdański B., Kasprzycka E.: Tribological characterizations of chromized carbide layers produced by the pack powder method at low pressure, Tribology 3, 2015, pp. 9–19.
• 14. Młynarczak A.: Modyfikowanie budowy i właściwości jedno- i wieloskładnikowych dyfuzyjnych warstw węglików chromu, wanadu i tytanu wytwarzanych na stalach metodą proszkową. Wyd. Politechniki Poznańskiej, Poznań 2005.
• 15. Lee J. W., Duh J. G.: Evaluation of microstructures and mechanical properties of chromized steels with different carbon contents. Surface and Coatings Technology. 177–178, 2004, pp. 525–531.
• 16. Kasprzycka E.: Bogdański B., Senatorski J., Gębski P., Więczkowski A.: Właściwości tribologiczne warstw hybrydowych wytwarzanych w procesach chromowania dyfuzyjnego połączonych z obróbką PVD. Tribologia 2, 2014, pp. 79–88.
• 17. Kasprzycka E., Bogdański B.: Properties of tool steel after hybrid treatment connecting diffusion chromizing with the PVD method. Archives of Metallurgy and Materials. 64 (1), 2019, pp. 235–242.
• 18. Kasprzycka E.: Properties of tool steel with Cr/CrN type hybrid coatings, obtained by PVD method. Archives of Metallurgy and Materials. 64 (1), 2019, pp. 293–301.
• 19. Senatorski J., Tacikowski J., Liliental W.: A new approach to wear testing of case-hardened steels. Tribo-test Journal 3, 1997, pp. 307–323.
• 20. PN-83/H-04302, Wear test by the three cylinder-cone system, Warsaw 1983.