The creation of zone of pure iron as the effect of denitriding of iron nitrides [epsilon]+[gamma]' layer in the ion etching process

• Autorzy: Smolik J.

Warianty tytułu

PL

Powstawanie warstwy żelaza jako efekt odazotowania warstwy azotków żelaza [epsilon]+[gamma]' w procesie trawienia jonowego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents research results of the influence of the ion etching process on the intensity of denitriding of iron nitrides [epsilon] + [gamma]' layer, obtained by the gas nitriding method on the surface of Armco. The influences of two different types of plasma atmospheres during the ion etching processes were investigated: metallic plasma (Cr+) and gas-metallic plasma (Cr++N+). The ion etching processes were executed by means of the arc sources. After the ion etching processes the CrN coating with the thickness of about 2-3 žm was deposited with the use of the arc-evaporation method. The structure obtained by ion etching and CrN deposition processes has been determined by means of scanning microscopy and EDS analysis. Thanks to the testing, the thickness of pure iron zone, which was created during the ion etching process, as the effect of denitriding of iron nitrides [epsilon]+[gamma]' layer, was define. Based on the obtained results the influence of the different type of plasma atmosphere during the ion etching process of iron nitride layer, on the intensity of creation of pure iron zone, was determined.

PL

W artykule przedstawiono efekt wpływu procesu trawienia jonowego na intensywność odazotowania warstwy azotków żelaza [epsilon]+[gamma]' wytworzonej w procesie azotowania gazowego na żelazie Armco. Procesy trawienia jonowego zrealizowano w plazmie metalicznej (Cr+) oraz metaliczno-gazowej (Cr++N+) z wykorzystaniem źródeł plazmy łukowej. Bezpośrednio po procesie trawienia jonowego na trawionym podłożu osadzano warstwę CrN o grubości 2-3 žm metodą łukowo-próżniową. Dla wszystkich badanych próbek, z wykorzystaniem mikroskopii skaningowej oraz liniowej analizy składu chemicznego metodą EDS, określono grubość warstwy czystego żelaza wytworzonej w wyniku procesu odazotowania podczas trawienia jonowego warstwy azotków żelaza [epsilon]+[gamma]'. Na podstawie uzyskanych wyników dokonano oceny wpływu składu środowiska plazmowego na intensywność procesu odazotowania analizy azotków żelaza [epsilon] + [gamma]' i tworzenia się warstwy czystego żelaza.

Słowa kluczowe

EN

nitrided layer; ion nitriding; ion etching

PL

warstwa azotowana; azotowanie jarzeniowe; trawienie jonowe

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe Instytutu Technologii Eksploatacji - Państwowego Instytutu Badawczego
• Czasopismo: Problemy Eksploatacji
• Rocznik: 2009
• Tom: nr 3
• Strony: 141--149
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Smolik J.

• Institute for Sustainable Technology - National Research Institute, 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 effectiveness 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 characterisation, 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., M.De Bonte: 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. Haen J.D., Quaeyhaegens C., Stals L.M., Stappen Van M.: Interface study of physical vapour deposition TiN coatings on plasma nitrided steels, Surface and Coatings Technology 61 (1993) 194.
• 11. Dingremont N., Pianelli A., Bergmann E., Michel H.: Analysis of the compatibility of plasma nitrided steels with ceramic coatings deposited by the ion plating technique, Surface and Coatings Technology 61 (1993) 187.
• 12. Smolik J., Gulde M., Walkowicz J., Suchanek J.: Influence of the structure of the composite: nitrided layer/PVD coating on the durability of forging dies made of steel DIN 1.2367, Surface and Coatings Technology 180-181 (2004) 506.
• 13. Bell T., Dong H., Sun Y.: Realising the potential of duplex surface engineering, Tribology International vol. 31 nr 1-3 (1998) 127.
• 14. Ma S., Li Y., Xu K.: The composite of nitrided steel of H13 and TiN coatings by plasma duplex treatment and the effect of pre nitriding, ”Surface and Coatings Technology 137 (2001) 116.
• 15. Walkowicz J., Miernik K., Smolik J.: Duplex surface treatment of moulds for pressure casting of aluminium, J. Bujak, Surface and Coatings Technology 97 (1997) 453.
• 16. Smolik J., Walkowicz J., Bujak J., Różycki R., Słomka Z.: Wytwarzanie pokryć typu warstwa azotowana/powłoka PAPVD na narzędziach do obróbki plastycznej na zimno”, Inżynieria Powierzchni, 2 (2006) 14.
• 17. Smolik J.: Rola warstw hybrydowych typu warstwa azotowana/powłoka PVD w procesie zwiększania trwałości matryc kuźniczych, Wydawnictwo ITeE - PIB (2007).
• 18. 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 measurements, Surface and Coatings Technology 116-119 (1999) 370.
• 19. Walkowicz J., Smolik J., Miernik K.: Investigation of the influence of ion etching parameters on the structure of nitrided case in hot working steel, Surface and Coatings Technology 116-119 (1999) 361.
• 20. Sun Y., Bell T.: Combined plasma nitriding and PVD treatments, Trans Inst Metal Finish, 70 (1992) 38.
• 21. Baek W.S., Kwon S.C., Rha J.J., Chae B.G., Lee J.Y.: Formation mechanism of a black layer between TiN and ion nitrided steel treated in a duplex process, Thin Solid Films 429 (2003) 174.
• 22. Baek W.S., Kwon S.C., Lee J.Y., Lee S.R., Rha J.J., Nam K.S.: The effect of Ti ion bombardment on the interfacial structure between TiN and iron nitride, Thin Solid Films 323 (1998) 146.
• 23. Liang W., Yazhou G., Bin X.: Plasma vapour deposition hard coating on pre-nitrided low alloy steel, Surface and Coatings Technology 131 (2000) 452.