Nanostrukturalne powłoki na bazie węglika chromu Cr3C2 wytwarzane różnymi metodami PVD

• Autorzy: Mazurkiewicz A. , Richert M. W. , Smolik J. A.

Warianty tytułu

EN

Nanostructural coatings with chromium carbide Cr2C3 obtained by different PVD methods

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono badania mikrostruktury i twardości węglikowych powłok kompozytowych Cr3C2 - Ni/Cr otrzymanych czterema różnymi metodami PVD, w tym: natrysku plazmowego - Plasma Spraying, natrysku płomieniowego naddźwiękowego - Hot Velocity Oxygen Fuel (HVOF), metodą odparowania materiałów wiązką elektronową - Electron Beam (EB PVD) oraz metodą hybrydową będącą połączeniem odparowania materiałów wiązką elektronową oraz odparowania łukowego (Arc-EB PVD). Wykazano, że w metodach natryskowych, jak również w metodach plazmowych wykorzystujących proces odparowania materiału wiązką elektronów, w warunkach o zbliżonej energii procesu sprzyjających kształtowaniu powłok nanometrycznych następuje kształtowanie podobnej mikrostruktury. Twardość powłok kompozytowych Cr3C2 - Ni/Cr nie jest zależna jedynie od ich mikrostruktury, ale również istotnie zależy od metody ich wytwarzania.

EN

The paper presents the results of microstructure and hardness measurements for composite coatings Cr3C2 - i/Cr obtained by different surface treatment methods: Plasma Spraying, Hot Velocity Oxygen Fuel (HVOF), Electron Beam (EB PVD) and original hybrid surface treatment method as connection of Arc Evaporation and Electron Beam (Arc-EB PVD). Authors proved that during the deposition processes realised by Plasma Spraying and Electron Beam as well as by HVOF and hybrid method Arc-EB PVD, the energy of deposition processes are comparable, so in effect the comparable microstructures were obtained. Simultaneously was proved that the hardness of composite coatings Cr3C2 - Ni/Cr is not only depend on those microstructure but on the deposition method as well.

Słowa kluczowe

PL

Plasma Spraying; EB-PVD; nanomateriał; mikrostruktura

EN

plasma spraying; EB-PVD; nanomaterials; microstructure

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe Instytutu Technologii Eksploatacji - Państwowego Instytutu Badawczego
• Czasopismo: Problemy Eksploatacji
• Rocznik: 2011
• Tom: nr 4
• Strony: 115--124
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Mazurkiewicz A.

autor

Richert M. W.

autor

Smolik J. A.

• Instytut Technologii Eksploatacji Państwowy Instytut Badawczy, Radom,

Bibliografia

• 1. Celis J., Drees D., Huq M., Wu P.Q., Bonte M. De: Hybrid processes - a versatile technique to match process requirements and coating needs, Surface and Coating Technology, 1999, 113, 165-181.
• 2. Yu D., Wang C., Cheng X., Zhang F.: Microstructure and properties of TiAlSiN coatings prepared by hybryd PVD technology, Thin Solid Films 517 (2009) 4950.
• 3. Mazurkiewicz A., Smolik J.: Comparative analysis of wear mechanism of different types of forging dies, Archives of Materials Science and Engineering, 2011, vol.49, issue 1, May 2011, 40-45.
• 4. 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) 506-511.
• 5. Richert M., Mazurkiewicz A., Smolik J.: Chromium carbide coatings obtained by the hybrid PVD methods, Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, vol.43 issue 1, November 2010.
• 6. Barshilia H.C., Deepthi B., Rajam K.S.: Deposition and characterization of CrN/Si3N4 and CrAlN/ Si3N4 nanocomposite coatings prepared using reactive DC unbalanced magnetron sputtering, Surface and Coatings Technology 201 (2007) 9468.
• 7. Smolik J., Mazurkiewicz A.: The development of surface hybrid technologies as a result of practical industrial applications, Problemy Eksploatacji, 3, 2010, 105-114.
• 8. Rodriguez R.J., Garcia I.A., Medrano A., Rico M., Sanchez R., Martinez R., Labrugere C., Lahaye M., Guette A.: Tribological behavior of hard coatings deposited by arc-evaporation PVD, Vacuum, 67 (2002) 559-566.
• 9. Scharf T.W., Rajendran A., Banerjee R., Sequeda F.: Growth, structure and friction behavior of titanium doped tungsten disulphide (Ti-WS2) nanocomposite thin films, Thin Solid Films 517 (2009) 5666-5675.
• 10. Fauchais P., Vardelle M., Coudert J.F., Vardelle A., Delbos C., Fazilleau J.: Thermal plasma deposition from thick to thin coatings and from micro- to nanostructure, Pure, Appl. Chem. Vol 77, No 2 (2005) 475-485.
• 11. Pierlot C., Pawlowski L., Bigan M., Chagnon P.: Design of experiment in thermal spraying: A review, Surface & Coatings Technology 201 (2008) 4483-4490.
• 12. Wielage B., Wank A., Pokhmurska H., Grund T., Rupprecht Ch., Reisel G., Friesen E.: Development and trends in HVOF spraying technology, Surface & Coatings Technology, 201 (2006) 2032-2037.
• 13. Richert M., Książek M., Leszczyńska-Madej B., Nejman I., Grzelka R., Pałka P.: The Cr3C2 thermal spray coating on Al-Si substrate, Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, Vol. 38, 1 (2010) 95-102.
• 14. Mazurkiewicz A., Smolik J.: Development of novel nanostructure functional coatings with the use of the original hybrid device, Materials Science Forum, vol. 674 (2011) 1-9.
• 15. Smolik J., Mazurkiewicz A.: The deposition of Ni/Cr-Cr3C2 composite coatings by Arc-EB hybrid technology, Materials Science Forum, Vol. 674 (2011) 71-80.
• 16. Vasiliev M.N., Mahir A.H.: Synthesis and deposition of coatings in the electron beam plasma, Surface and Coatings Technology 180-181 (2004) 132-135.
• 17. Michalski A., Jaroszewicz J., Rosiński M., Siemaszko D.: NiAl2O3 composites produced by pulse plasma sintering with the participation of the SHS reaction, Intermetallics vol.14 issue 6 June, 2006, pp. 603-606.
• 18. Pawlowski L.: Finely grained nanometric and submicrometric coatings by thermal spraying: A review, Surface & Coatings Technology, 202 (2008) 4318-4328.