PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

Metodyka badania właściwości tribologicznych powłok nanoszonych techniką PVD.

Identyfikatory
Warianty tytułu
EN
A method for tribological testing of thin coatings deposited by the PVD process.
Konferencja
II Ogólnopolska Konferencja Naukowa "Nowe Technologie w Inżynierii Powierzchni", Łódź-Spała, 12-14 października 2000
Języki publikacji
PL
Abstrakty
PL
W wyniku przeprowadzonej analizy dostępnej literatury stwierdzono, że na wyniki badań tribologicznych cienkich, twardych powłok nanoszonych techniką PVD mają znaczący wpływ następujące czynniki: - podłoże (twardość, chropowatość), - grubość powłoki, - rodzaj ruchu (poślizg lub toczenie), - warunki testu (rodzaj materiału przeciwpróbki, wilgotność powietrza otaczającego, prędkość poślizgu, obciążenie, temperatura otoczenia, poziom drgań węzła tarcia). Praktycznie oznacza to, że można ze sobą porównywać tylko te wyniki, które uzyskane zostały w takich samych, bądź zbliżonych warunkach. W związku z tym opracowano metodykę badań tribologicznych cienkich, twardych powłok nanoszonych techniką PVD, ściśle definiując praktycznie wszystkie omawiane czynniki. Wybrano skojarzenie kula-tarcza pracujące w warunkach tarcia technicznie suchego. Badana powłoka TiN naniesiona została na stalową tarczę (stal WCL, twardość 50 HRC) i miała grubość 2 mikrometry. Do obracającej się w płaszczyźnie poziomej tarczy dociskana jest przeciwpróbka, czyli kulka wykonana z Al2O3. Parametry badań przyjęto w oparciu o normy ASTM G 99-90, DIN 50324 oraz założenia programu VAMAS TWA1. W badaniach wykorzystano urządzenie do precyzyjnego testowania cienkich powłok, oznaczone T-10. Zostało ono opracowane i jest wytwarzane w ITeE w Radomiu. Wykorzystując opracowaną metodykę zbadano także inne powłoki nanoszone techniką PVD, tj. CrN oraz Ti(C,N). Stwierdzono, że najlepszymi waściwościami przeciwzużyciowymi charakteryzuje się powłoka CrN, zaś najgorszymi - Ti(C,N). Prace wykonano w ramach projektu pt. "Badania porównawcze tribologicznych własności powłok przeciwzużyciowych" - program COST Akcja 516 Tribology.
EN
As a result of an overview of the literature, it is apparent that all of the below factors have a significant effect on the friction coefficient and/or wear obtained for thin hard coatings deposited by the PVD process: - substrate (hardness, roughness), - coating thickness, - kind of motion (sliding or rolling), - test conditions (counterbody material, air relative humidity, sliding speed, load, ambient temperature, friction pair vibrations). This practically means that only results obtained under identical or close test conditions are comparable. Taking the above conclusions into consideration, the authors have elaborated a method for tribological testing of thin hard coatings deposited by the PVD process. They have precisely defined almost all the mentioned factors. The authors chose the unlubricated ball-on-disk tribosystem. The investigated 2 micrometers thick TiN coating was deposited on the steel disk (WCL steel, hardness HRC 50). The counterbody, i.e. Al2O3 ball was pressed against the disc rotating in the horizontal plane. The test conditions generally conformed to the ASTM G 99-90 and DIN 50324 standards as well as VAMAS TWA1 project. The experiments were conducted using a ball-on-disc tribotester, known as T-10, intended for precise investigation of thin hard coatings. The T-10 tester has been designed and is manufactured at ITeE in Radom. The authors employed the developed method to investigate other PVD coatings, i.e. CrN and Ti(C,N). It was shown that CrN coatings exhibit much better antiwear properties than TiN, and Ti(C,N) - worse. This work has been carried out within the framework of the project: 'Comparison of tribological properties of ceramic coatings including studies of the repeatability of tests' - COST Action 516 Tribology.
Rocznik
Strony
344--348
Opis fizyczny
Bibliogr. 25 poz., rys.
Twórcy
  • Instytut Technologii Eksploatacji, Radom
  • Instytut Technologii Eksploatacji, Radom
autor
  • Instytut Technologii Eksploatacji, Radom
  • Instytut Technologii Eksploatacji, Radom
  • Instytut Technologii Eksploatacji, Radom
  • Instytut Technologii Eksploatacji, Radom
Bibliografia
  • [1] Santner, E., Comparison of wear and friction measurements of TiN coatings. Tribologia 139,1995.
  • [2] Hedenqvist, P., Jacobson, S., Hogmark, S., Tribological laboratory evaluation of thin hard coatings, Surf, and Coat. Tech., 97,1997.
  • [3] Yao, S.H., Su, Y.L., The tribological potential of CrN Cr(C,N) deposited by multi-arc PVD process, Wear, 212, 1997.
  • [4] Su, Y.L., Yao, S.H., Leu, Z. L., Wei C. S., Wu, C. T., Comparison of tribological behawior of three films – TiN, TiCN and CrN-grown by physical vapor deposition, Wear, 213, 1997.
  • [5] Smolik, J., Walkowicz, J., Bujak, J., Miernik, K., Badania eksploatacyjne powłok przeciwzużyciowych stosowanych w przemyśle maszynowym. Problemy Eksploatacji, 1995.
  • [6] Walkowicz, J., Smolik, J., Miernik, K., Bujak, J., Duplex Surface treatments of moulds for pressure casting of aluminum. Surf. And Coat. Tech., 97,1997.
  • [7] Su, Y.L., Yao, S.H., Wu, C.T., Comparisons of characterizations and tribological performance of TiN and CrN deposited by cathodic arc plasma deposition process, Wear. 199,1996.
  • [8] Lin, J.F., Liu, M.H., Wu, J.D., Analysis of the friction and wear mechanism of structural ceramic coatings. Part 2, Wear, 198,1996.
  • [9] Lin, J.F., Liu, M.H., Wu, J.D., Analysis of the friction wear mechanisms of structural ceramic coatings. Part 1, Wear, 194,1996.
  • [10] Santner, E., Klaffke, D., Kocker, G.M., Comprehensive tribological characterization of thin TiN based coatings, Wear, 190,1995.
  • [11] Lewis D B Bradbury, S.R., Sarwar M The effect of substrate surface preparation on the wear and failure modes of TiN coated high speed steel circular saw blades. Wear, 197, 1996.
  • [12] Lin, J.F., Horng, J.H., Analysis of the tribological behaviour and wear mechanisms of titanium nitride coating, Wear, 171,1994.
  • [13] Kocker, G.M., Santner, E., Loffelbein, B., Functional behaviour of PVD coatings under sliding and rolling stress conditions, Tribotest, 4,1998, 3.
  • [14] Wu, K.R., Bayer, R.G., Engel, P.A., Sun, D.C., Wear physical vapor deposition TiN coatings sliding against Cr-steel and WC counterbodies, ASME Trans., 120,1998.
  • [15] Monteiro Baptista, A.P., Friction and wear of TiN coatings. Contribution of CETRIB/INEGI to the TWAl-1993 VAMAS round-robin. Wear, 192, 1996.
  • [16] Kocker, G.M., Gros, T., Santner, E., Influence of the testing parameters on the tribological behaviour of self-mated PVD-coatings, Wear, 179, 1994.
  • [17] Piekoszewski, W., Szczerek, M., Wiśniewski, M., Repeatability of the tribological characteristics of anti wear coatings. Sympozjum “COST 516 Tribology” w Antwerpii, Belgia, 1999.
  • [18] Huang, Z.P., Sun, Y., Bell, T., Friction behaviour of TiN, CrN and (TiAl)N coatings. Wear, 173, 1994.
  • [19] Guu, Y.Y., Lin, J.F., Ai, C.F., The tribological characteristics of titanium nitride coatings. Part I, Wear, 194, 1996.
  • [20] Huq, M.Z., Celis, J.P., Reproducibility of friction and wear results in ball-on-disc unidirectional sliding tests of TiN-alumina pairings. Wear, 212,1997.
  • [21] Yoon, E.S., Kong, H., Kwon, O.K., Oh, J.E., Evaluation of frictional characteristics for a pin-on-disk apparatus with different dynamic parameters. Wear, 203-204,1997.
  • [22] Nazarenko, A.E., Topilin, E.G., Issliedowanie wlijania miechaniczieskich koliebanij na prociess trienia. Trienie i Iznos, 15,1994,4.
  • [23] ASTM G 99-90, Standard test method for wear testing with a pin-on-disk apparatus.
  • [24] DIN 50324, Pruefung von Reibung und Verschleiss. Modellversche bei Festkorpergleit-reibung (Kugel- Scheibe-Pruefsystem).
  • [25] Navinsek, B., Panjan, P., Milosev, I., Industrial applications of CrN (PVD) coatings, deposited at high and low temperatures. Surf, and Coat. Tech., 97, 1997.
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-article-BOS1-0011-0002
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.