PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

Analiza wpływu grubości powłoki CrN w warstwie hybrydowej typu "warstwa azotowana/powłoka CrN" na trwałość matryc kuźniczych

Treść / Zawartość
Identyfikatory
Warianty tytułu
EN
The influence of thickness of CrN coating on the durability of hot forging dies covered WITH hybrid layer "nitrided layer / CrN coating
Języki publikacji
PL
Abstrakty
PL
W artykule przedstawiono wyniki badań, które pozwoliły określić rolę powłoki CrN oraz wpływ jej grubości na skuteczność warstwy hybrydowej "warstwa azotowana / CrN" w procesie zwiększania trwałości matryc kuźniczych. Matryce pokryte warstwami hybrydowymi "warstwa azotowana / CrN" o różnej grubości powłoki CrN, po różnym czasie eksploatacji, poddano badaniom metalograficznym, badaniom kształtu 3D, analizie SEM oraz wyznaczono rozkłady twardości. Uzyskane wyniki badań wykazały, że dla wszystkich badanych matryc, niezależnie od grubości powłoki CrN, głównymi mechanizmami ich niszczenia było zmęczenie cieplno-mechaniczne oraz odkształcenie plastyczne. Wykazano, że główną rolą powłoki CrN w warstwie hybrydowej "warstwa azotowana/powłoka PVD" jest przeciwdziałanie wpływowi wysokiej temperatury, której źródłem jest odkuwka, na materiał matrycy. W tym celu powłoka CrN powinna charakteryzować się znacznie niższym współczynnikiem przewodności cieplnej w stosunku do stali oraz małą kruchością, aby skutecznie przeciwstawiać się procesom zmęczeniowym w procesie kucia. Na podstawie badań przeprowadzonych metodą sin2[psi] wykazano istotne znaczenie naprężeń własnych w powłoce CrN na odporność zmęczeniową warstwy hybrydowej "warstwa azotowana / CrN" w procesie kucia.
EN
The article presents the results which enabled to determine the role of CrN coating and the influence of its thickness on the effectiveness of hybrid layer "nitrided layer / CrN coating" in the process of increasing the durability of forging dies. Dies coated with hybrid layers, "nitrided layer / CrN coating," with various CrN coating thickness were studied, in relation to different maintenance periods. The obtained results revealed that, for all tested dies, independent of CrN coating thickness, the main mechanisms of their destruction were mechanical and thermal fatigue and plastic deformation. It has been proven that the main role of the CrN coating in the hybrid layer, "nitrided layer / PVD coating" is to counteract a high temperature influence, the source of which is forging on die material. Based on testing conducted by means of the sin2[psi] method, a vital importance of stresses in the CrN coating for fatigue resistance of hybrid layer, "nitrided layer / CrN coating" in the forging process was revealed.
Rocznik
Tom
Strony
181--192
Opis fizyczny
Bibliogr. 20 poz., rys., tab.
Twórcy
autor
  • Instytut Technologii Eksploatacji - PIB, Radom
Bibliografia
  • 1. Prengel H.G., Pfouts W.G., Santhanan A.T.: State of art in the hard coatings for carbide cutting tools. Surface and Coatings Technology 102 (1998) 183.
  • 2. Lim C.Y.H., Lau P.P.T., Lim S.C.: “Work material and the effectivness of coated tools. Surface and Coatings Technology 146-147 (2001) 298.
  • 3. Merlo A.M.: The contribution of surface engineering to the product performance in the automotive industry. Surface and Coatings Technology 174-175 (2003) 21.
  • 4. Kula P.: Inżynieria warstwy wierzchniej, Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej (2000) ISBN 83-87198-96-X.
  • 5. Sato T., Sugai K., Ueda S., Matsunami K., Yasuoka M.: Development of a hybrid coating process as an advanced surface modification for cutting tools and moulds. Surface and Coatings Technology 169-170 (2003) 45.
  • 6. Gorokhovsky V., et.all.: Tribological performance of hybrid filtered arc-magnetron coatings. Part II: Tribological properties characterization. Surface and Coatings Technology 201 (2007) 6228.
  • 7. Matthews A., Leyland A.: Hybrid techniques in surface engineering”, Surface and Coatings Technology, 71 (1995) 88.
  • 8. Celis J.P., Drees D., Huq M.Z., Wu P.Q., De Bonte M.: Hybrid processes - a versatile technique to match process requirements and coating needs. Surface and Coatings Technology, 113 (1999) 165.
  • 9. Yerokhin A.L., Leyland A., Tsotsos C., Wilson A.D., Nie X., Matthews A.: Duplex surface treatments combining plasma electrolytic nitrocarburising and plasma immersion ion assisted deposition. Surface and Coatings Technology 142-144 (2001) 1129.
  • 10. Walkowicz J., Smolik J., Bertrand C., Ioncea A.: Obróbka cieplno chemiczna, a trwałość eksploatacyjna matryc do kucia na gorąco Inżynieria Materiałowa 5 (2005) 281.
  • 11. Smolik J., Walkowicz J., Tacikowski J.: Analysis of wear mechanisms of hot forging tools coated with different composites obtained by duplex treatment method. Proceedings of 3nd COST 516 Tribology Symposium, Eibar, Spain, 18-19.05.2000, Edited by: A.Igartua & A.Alberdi, Fundacion TEKNIKER, Otaola20, 20600 Eibar, Spain, ISBN 84-699-2557-1, s. 192.
  • 12. Panjan P., Urankar I., Navinšek B., Terčlj M., Turk R., Čekada M., Leskovšek V.: Improvement of hot forging tools with duplex treatment. Surface and Coatings Technology 151-152 (2002) 505.
  • 13. Navinšek B., Panjan P., Urankar I., Crahte P., Gorenjak F.: Improvement of hot working processes with PVD coatings and duplex treatment. Surface and Coatings Technology 142-144 (2001) 1148.
  • 14. Mazurkiewicz A., Smolik J., Walkowicz J.: Efektywność aplikacji przemysłowych technologii obróbki powierzchniowej. Problemy Eksploatacji 3 (2004) 267.
  • 15. Walkowicz J., Smolik J., Tacikowski J.: Optimization of nitrided case structure in composite layers created by duplex treatment on the basis of PVD coating adhesion measurement. Surface and Coatings Technology, 116–119 (1999) 370-379.
  • 16. Smolik J., Walkowicz J., Tacikowski J.: Influence of the structure of the composite: nitrided layer/PVD coating on the durability of tools for hot-working”, Surface and Coatings Technology, 125 (2000) 134-140.
  • 17. Xiang-Fang Li: Effects of an elastic substrate on the interfacial adhesion of thin films. Surface and Coatings Technology 200 (2006) 5003.
  • 18. Ma S., Xu K., He J.: Parametric effects of residual stress in pulsed d.c. plasma enhanced CVD TiN coatings. Surface and Coatings Technology 142-144 (2001) 1023.
  • 19. Katamis T.Z., Chen M., Skolianos S., Chambers B.V.: Effect of residual stresses on the strength, adhesion and wear resistance of SiC coatings obtained by plasma-enhanced chemical vapour deposition on low alloy steel. Surface and Coatings Technology 70 (1994) 43.
  • 20. Teixeira V.: Residual stress and cracking in thin PVD coatings. Vacuum 64 (2002) 393.
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-article-BAR0-0045-0036
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.