Wpływ właściwości mechanicznych powłok AlCrTiN osadzanych metodą niskociśnieniowego odparowania łukowego na ich odporność na zużycie ścierne w podwyższonej temperaturze

Bujak, J.; Smolik, J.; Paćko, D.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Wpływ właściwości mechanicznych powłok AlCrTiN osadzanych metodą niskociśnieniowego odparowania łukowego na ich odporność na zużycie ścierne w podwyższonej temperaturze

Autorzy

Bujak J. , Smolik J. , Paćko D.

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

Pobierz

Identyfikatory

Warianty tytułu

An influence of mechanical properties of the AlCrTiN coatings deposited by cathodic arc method on their wear resistance at an elevated temperature

Języki publikacji

Abstrakty

W artykule zaprezentowano wyniki badań wpływu wybranych właściwości (tj. stopnia zdefektowania, twardości, modułu Younga, adhezji) wieloskładnikowych powłok AlCrTiN osadzonych metodą łukowo-próżniową na azotowanych podłożach stalowych na ich odporność na zużycie ścierne w podwyższonych temperaturach. Wyniki badań wykazały, że w celu zapewnienia wysokiej odporności na wysokotemperaturowe zużycie ścierne powłoki AlCrTiN powinny charakteryzować się nie tylko odpowiednio wysoką twardością i dobrą przyczepnością do podłoży, ale również podwyższoną odpornością na rozprzestrzenianie się pęknięć poprzez ograniczenie stopnia ich zdefektowania.

The paper presents the results of research on an effect of selected properties of multicomponent coatings AlCrTiN (i.e. the defectiveness ratio, hardness, Young modulus, adhesion), deposited by cathodic arcvacuum method, on their wear resistance at an elevated temperature. Based on the results of tribological tests carried out at the temperature of 500ºC under dry friction conditions the wear mechanism of the coatings was determined. The results showed that to obtain the best hightemperature wear resistance, the coating manufactured by PVD methods must not only have a high hardness and good adhesion to the substrate but also an improved resistance to crack propagation stimulated by reducing the defectiveness ratio.

Słowa kluczowe

wieloskładnikowe powłoki AlCrTiN topografia morfologia powierzchni właściwości mechaniczne powłok odporność na zużycie wysokotemperaturowe

AlCrTiN multicomponent coatings topography surface morphology mechanical properties of the coatings wear resistance at an elevated temperature

Wydawca

Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich

Czasopismo

Tribologia

Rocznik

2015

Tom

nr 2

Strony

9--19

Opis fizyczny

Bibliogr. 21 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Bujak J.

Instytut Technologii Eksploatacji – PIB, ul. Pułaskiego 6/10, 26-600 Radom, Polska

autor

Smolik J.

Instytut Technologii Eksploatacji – PIB, ul. Pułaskiego 6/10, 26-600 Radom, Polska

autor

Paćko D.

Instytut Technologii Eksploatacji – PIB, ul. Pułaskiego 6/10, 26-600 Radom, Polska

Bibliografia

1. PalDey S., Deevi S.C., Single layer and multilayer wear resistant coatings of (Ti,Al)N a review, Mat. Sci. Engin. A342 (2003) 58–79.
2. Vetter, J., Vacuum arc coatings for tools: potential and application, Surface and Coatings Technology 76-77 (1995) 719–724.
3. Joshi A., Hu H.S., Oxidation behavior of titanium-aluminium nitrides, Surf. Coat. Technol. 76-77(1995) 499–507.
4. Reiter A.E., Derflinger V.H., Hanselmann B., Bachmann T., Satory B., Investigation of the properties of Al1-xCrxN coatings prepared by cathodic arc evaporation, Sufr. Coat. Technol. 200 (2005) 2114–2122.
5. Chen L., Du Y., Wang S.Q., Li J., A comparative research on physical and mechanical properties of (Ti,Al)N and (Cr,Al)N PVD coatings with high Al content, International Journal of Refractory Metals & Hard Materials 25 (2007) 400–404.
6. Lugscheider E., Bobzin K., Hornig Th., Maes M., Investigation of the residual stresses and mechanical properties of (Cr,Al)N arc PVD coatings used for semisolid metal (SSM) forming dies, Thin Solid Films 420–421 (2002) 318–323.
7. Kovalev A.I., Wainstein D.Dl., Rashkovskiy A.Y., Fox-Rabinovich A.Y., Yamamoto K., Veldhuins S., Aguirre Beake B.D., Impact of Al and Cr alloying in TiN-based PVD coatings on cutting performance during of hard to cut materials, Vacuum 84 (2010) 184–187.
8. Harris S.G., Doyle E.D., Vlasveld A.C., Andy J., Long J.M., Quick D., Influence of chromium content on dry machining performance of cathodic arc evaporated TiAlN coatings, Wear 254 (2003) 185–194.
9. Short Catalog 2013 www.platit.com.
10. Donohue L.A., Smith I.J., Münz W-D., Petrov I., Greene J.E., Microstructure and oxidation-resistance of Ti1-x-y-zAlxCryYzN layers grown by combined steeredarc/unbalanced-magnetron-sputter deposition, Surf. Coat. Technol. 94–95 (1995) 226–231.
11. Bai L., Zhu X., Xioa J., He J., Study of thermal stability of CrTiAlN coating for dry machining, Surf. Coat. Technol. 201 (2007) s. 5257–5260.
12. Fox-Rabinovich G.S., Yamamoto K., Veldhuis S.C., Kowalew A.I., Dosbaeva G.K., Tribological adaptability of TiAlCrN coatings under high performance dry machining conditions, Surf. Coat. Technol. 200 (2005) 1804–1813.
13. Cooke K.E., Yang S., Selcuk C., Kennedy A., Teer D.G., Beale D., Development of duplex nitrided sputter ion plated CrTiAlN-based coatings for H13 aluminium extrusion dies, Surf. Coat. Technol. 188-189 (2004) 697–702.
14. Brady M.P., Smialek J.L., Humphrey D.L., Smith J., The role if Cr promoting protective alumina scale formation by γ-Ti-Al-Cr alloys – II oxidation behavior in air, Acta mater. Vol 4, 6 (1997) 2371–2382.
15. Bujak J., Walkowicz J., Kusiński J., Influence of the nitrogen pressure on the structure and properties of (Ti,Al)N coatings deposited by cathodic vacuum arc PVD process, Surf. Coat. Technol. 180-181 (2004) 150–157.
16. Kale A.N., Ravindranath K., Kothari D.C., Roale P.M., Tribological properties of (Ti,Al)N coatings deposited at different bias voltage using the cathodic arc technique, Surf. Coat. Technol. 145 (2001) 60–70.
17. PalDey S., Deevi, S.C., Single layer and multilayer wear resistant coatings of (Ti,Al)N a review, Mat. Sci. Engin. A342 (2003) 58–79.
18. Hsu C-H., Chen K-L., Su C-Y., Lin C-K., Bias effects on the tribological behavior of cathodic arc evaporated CrTiAlN coatings on AISI 304 stailess steel, Thin Solids Films 518 (2010) 3825–3829.
19. Vetter J., Krug T., von der Heide V., AlTiCrNO coatings for dry cutting deposited by reactive cathodic vacuum arc evaporation, Surf. Coat. Technol. 174–175 (2003) 615–619.
20. Ross, P.J., Taguchi technique for quality engineering 2nd ed. New York: McGraw-Hill (1995)
21. Bujak J., Słomka Z., Badania wysokotemperaturowej odporności na zużycie ścierne wielowarstwowych powłok AlCrTiN osadzanych metodą łukowo-próżniową, Tribologia 6 (2012) 37–49.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-6f9da9b7-52fe-4864-8cd5-a2e629d06397