Kompozytowe powłoki natryskiwane cieplnie modyfikowane metodą azotowania jarzeniowego

• Autorzy: Patejuk A. , Biełocerkowski M. , Biełyj A. , Kukareko W.

Warianty tytułu

EN

Thermal sprayed composite coatings modified by method of plasma nitriding

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Znanym jest, że modyfikacja warstw wierzchnich stali metodą azotowania jarzeniowego może znacząco zwiększyć jej właściwości użytkowe - w szczególności twardość, co w konsekwencji poprawia odporności na zużycie ścierne i erozyjne. Podobne zachowanie zaobserwowano również w przypadku powłok natryskiwanych cieplnie, które dopełniająco mogą być uszlachetnione metodą azotowania jarzeniowego. Jednak w tym przypadku istotną wadą wytworzonej kompozycji pozostaje nadal stosunkowo niska przyczepność natryśniętej powłoki do podłoża. Z tą myślą w prezentowanym artykule opisano ulepszoną metodę konstytuowania powłok metodą natrysku cieplnego - polegającą na zastosowaniu modyfikatorów i dodatkowej aktywacji procesu natryskiwania. Spowodowało to znaczną poprawę własności mechanicznych uzyskiwanych w tych warunkach powłok. W następnej kolejności wytworzono przedstawioną metodą powłoki (przy parametrach zapewniających najlepsze właściwości użytkowe), dodatkowo zostały poddane azotowaniu jarzeniowemu. Spowodowało to istotną modyfikację składu chemicznego i fazowego w warstwie wierzchniej tych powłok. Realizacja procesu azotowania jarzeniowego, skutkowała dalszą poprawą właściwości mechanicznych w szczególności znaczne zwiększenie odporności na zużycie ścierne. Analiza wyników z przeprowadzonych badań umożliwiła optymalizację parametrów procesów, zarówno w stosunku do natryskiwania cieplnego jak i azotowania jarzeniowego.

EN

Modification of steel coatings by method plasma nitriding can increase their wear resistance and resistance to adhesion in friction significantly. The only obstacle is low adhesion strength of regular wire-spraying coatings. However, different methods are available to improve mechanical properties of coatings. In present study, two different methods of spray process activation were investigated: ultrasonic activation for reduction of sprayed particle sizes and gas-jet activation for reduction of sizes and increasing velocity of the particles. Once coatings were modified by plasma nitriding, wear resistance tests were performed. As a result of the following experiments, process parameters for thermal spraying and for coating modification were optimised.

Słowa kluczowe

PL

azotowanie jarzeniowe

EN

plasma nitriding

• Wydawca: Centralny Ośrodek Badawczo-Rozwojowy Aparatury Badawczej i Dydaktycznej, COBRABiD sp. z.o.o
• Czasopismo: Aparatura Badawcza i Dydaktyczna
• Rocznik: 2006
• Tom: T. 11, nr 3
• Strony: 207--222
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Patejuk A.

autor

Biełocerkowski M.

autor

Biełyj A.

autor

Kukareko W.

• Politechnika Białostocka, Wydział Mechaniczny

Bibliografia

• 1. T. Burakowski, T. Wierzchoń: Inżynieria powierzchni metali. Warszawa, WNT, 1995
• 2. A. Patejuk, S. Dudek: Powłoki uszczelniające stosowane w przemyśle lotniczym. V Konferencja naukowo-techniczna. Rzeszów-Jawor (1995), 193—202
• 3. Z. Komorek, A. Patejuk: Warstwy powierzchniowe stosowane na elementy pojazdów samochodowych. IV Krajowa kursokonferencja „Technika samochodowa mechanika-elektronika”. Kraków (1999), 101—107
• 4. A. Patejuk: Flame sprayed coatings of AMDRY 5260 powder. VII International symposium of IPM “Improvement of construction and exploitation methods of motor vehicles”. Rynia (1999), 475—480
• 5. J. R. Sobiecki: Badania zależności między wytrzymałością zmęczeniową a strukturą warstw wytworzonych na stopach tytanu w zmodyfikowanych procesach azotowania jarzeniowego. Sprawozdanie z realizacji projektu badawczego nr 7 T08C 01815 KBN Warszawa 2001
• 6. T. Burakowski, T. Wierzchoń: Surface engineering metals – principles, equipment, Technologies. CRC Press, Boca Raton, London, New York, 1999
• 7. H. K. Hu, P. T. Murray, Y. Fukunda, J. W. Rabalais: Absolute cross sections for beam-surface reaction: N2+ on Ti from 0,25 to 3,0 keV kinetic energy. J. Chem. Phys. 74 (4), (1981), 2247—2255
• 8. R. Wie: Low energy, high current density ion implantation of material at elevated temperatures for tribological applications. Surface and Coatings Technology, 83, (1996), 218—227
• 9. P. J. Wilbur, B. W. Buchholtz: Engineering tribological surfaces by ion implantation. Surface and Coatings Technology, 79 (1996), 1—8
• 10. J. R. Sobiecki, P. Mańkowski, A. Patejuk: Improving the performance properties of valve martensitic steel by glow discharge-assisted nitriding. Vacuum vol. 76 (2004), 57—61
• 11. J. R. Sobiecki, A. Patejuk, Z. Bogdanowicz, S. Kowalczyk: Selected mechanical properties of glow discharge nitrided austenitic steel. Materials Science & Engineering. A 382 (2004), 198—202
• 12. V. G. Ivanov, I. V. Nikitina, A. P. Yelistratov: Comparative analysis of physical-mechanical properties of steel coatings. Mashinostroenie, Moscow. 3 (1991), 17—18
• 13. M. A. Belotserkovski: Development of thermal spray methods by process activation. Conference “Mechanical engineering of XXI century” Donetsk, Ukraine (2002), 47—52
• 14. P. A. Vitjaz, M. A. Belotserovski, Y. V. Polupan: Patent RB No 5768 (2003)
• 15. N. N. Dorozhkin, V. E. Baranowski, A. P. Yelistratov, A. S. Prjadko: Unit for dual-wire arc spraying. Patent USSR No 1291216 (1986)
• 16. M. A. Belotserkovski, A. S. Prjadko, A. E. Cherepko: Methods and equipment for forming of double-phased high-energy gas jest. Conference: “Physic of plasma and plasma technologies” Minsk, 4, (1997), 66—70
• 17. M. A. Belotserkovski, A. S. Prjadko, A. E. Cherepko: Unit for high-velocity spraying. Patent RB No 4365 (2002)
• 18. A. V. Byeli, V. A. Kukareko, O. V. Lobodaeva, P. J. Wilbur, J. A. Davis: High current density ion implantation for improving wear resistance of ferrous metals. Wear, 203—204, (1997), 596—607