Trwałość eksploatacyjna wierteł pokrytych powłokami wielowarstwowymi Cr/CrN/CrN+Cr2N/Cr (C, N) metodą łukowo-plazmową Arc-PVD

• Autorzy: Rozmus M. , Bujak J. , Kusiński J.

Warianty tytułu

EN

The life-time of drills covered with multilayer Cr/CrN/CrN+Cr2N/Cr(C, N) Arc-PVD coatings

• Konferencja: II Krajowa Konferencja "Nowe Materiały - Nowe Technologie w Przemyśle Okrętowym i Maszynowym", Międzyzdroje, 7-10 września 2003
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem badań była ocena trwałości eksploatacyjnej wierteł pokrytych powłokami wielowarstwowymi Cr/CrN/CrN+Cr2N/Cr(C, N) wytwarzanymi metodą PVD oraz obserwacja zachowania się ostrza podczas obróbki skrawaniem. W pracy przeanalizowano odmienny mechanizm niszczenia powłok jednowarstwowych i wielowarstwowych. Przedmiotem badań była powłoka Cr/CrN/CrN+Cr2N/Cr(C, N) naniesiona metodą łukowo-plazmową Arc-PVD w Instytucie Technologii Eksploatacji w Radomiu, na wiertła kręte ze stali HS6-5-2. Przedstawione w artykule wyniki przeprowadzonych kolejno badań tj.: analiza makroskopowa, badanie twardości powłoki i pomiar modułu sprężystości Young'a, obserwacja struktury powłoki za pomocą transmisyjnego i skaningowego mikroskopu, pomiar grubości warstwy, pomiar adhezji powłok, analiza składu chemicznego i fazowego powłoki oraz badania eksploatacyjne stopnia zużycia wiertła podczas skrawania, pozwoliły stwierdzić, iż stosowanie narzędzi skrawających, w tym przypadku wierteł, pokrytych cienkimi, twardymi warstewkami powoduje wzrost trwałości ostrzy i ograniczenie zużycia w stosunku do narzędzi nie pokrytych.

EN

The aim of this research was to study the tribological behavior of Cr/CrN/CrN+Cr2N/Cr(C, N) coatings prepared by Arc-PVD technique on the HS6-5-2 drills. The coatings have been examined revealing their microstructure: by using of SEM and TEM microscopy and composition: chemical (EDS microanalysis) and phase (XRD). Also microhardness and adhesion have been measured using NHT CSEM hardness tester and scratch tester. The electron energy dispersive (EDS) analysis of coatings showed higher concentration of nitrogen (in the internal coating-zone) and carbon (in the external coating-zone). The X-ray diffractometry showed that coatings are mainly composed of CrN and Cr2N nitrides. The TEM analysis reviled that coating crystallization starts with nanometric Cr2N nitrides coherent with the ferrite matrix grains. The coatings turned out to be susceptible for an improved lifetime of the drills (much better than that of un-coated ones). The paper describes the microstructure and properties of the coatings (chemical and phase composition, microhardness, Young modulus, adhesion), as well as lifetime of the drills.

Słowa kluczowe

PL

trwałość eksploatacyjna; wiertło; powłoka wielowarstwowa; metoda łukowo-plazmowa; metoda Arc-PVD; mikrotwardość; twardość; rysa; adhezja

EN

lifetime; drill; multilayer coatings; Arc-PVD method; microhardness; hardness; scratch; adhesion

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2003
• Tom: R. XXIV, nr 6
• Strony: 562--566
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Rozmus M.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Metalurgii i Inżynierii Materiałowej

autor

Bujak J.

• Instytut Technologii Eksploatacji Zakład Technologii Warstwy Wierzchniej

autor

Kusiński J.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Metalurgii i Inżynierii Materiałowej

Bibliografia

• 1. Smolik J.: Mechanizmy zużywania się powłok przeciwzużyciowych na narzędziach skrawających jako istotny aspekt doboru powłok w zależności od warunków ich późniejszego zastosowania. Tribologia 4/5,1993.
• 2. Kupczyk M.: Jakość technologiczna i uzytkowa ostrzy skrawających : powłokami przeciwzużyciowymi. Poznań, 1997.
• 3. Holleck H.: Material selection for hard coatings. J.Vac.Sci.Technolog. 6, 1986.
• 4. Bujak J., Miernik K., Smolik J., Rogowska R., Walkowicz J.: Technologie nanoszenia wieloskładnikowych i wielowarstwowych powłok przeciwzużyciowych na narzędzie skrawające metodami plazmochemicznymi. Problemy eksploatacji. Międzyresortowe Centrum Naukowe Eksploatacji Majątku Trwałego. Radom. 4,1993.
• 5. Kula P.: Inżynieria warstwy wierzchniej. Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej 2000.
• 6. Bator A., Bujak J., Michalczewski R.„ Piekoszewski W., Szczerek 1, Tuszyński W.: Badanie przeciwzużyciowych powłok nanoszonych w procesie PVD. Tribologia. 3,2000.
• 7. Michalczewski R., Piekoszeski W., Tuszyński W., Wulczyński J.: Badanie cienkich, twardych powłok nanoszonych w procesie PVD.Tribologia. 4, 2000.
• 8. Wierzchoń T., Precht W., Ulbin-Pokorska I, Sikorski K.: Struktura i odporność korozyjna warstw azotku chromu wytwarzanych na stali netodą próżniowego odparowania łukowego. Inżynieria materiałowa. 6, 2000.
• 9. Gahlin R., Bromark M., Hedenqvist P., Hogmark S., Hakansson G.: Properties of TiN and CrN coatings deposited at low temperature using reactive arc-evaporation. Surface and coatings technology 1995.
• 10. Nordin M., Larsson M., Hogmark S.: Mechanical and tribological properties of multilayerd PVD TiN/CrN.