Podwyższanie trwałości eksploatacyjnej narzędzi do obróbki drewna

• Autorzy: Warcholiński B. , Gilewicz A. , Szymański W. , Pinkowski G. , Olik R.

Warianty tytułu

EN

Improvment of durability of engineering tools for wood

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań powłok wielowarstwowych CrCN/CrN o grubości modułu 400 nm i równym podziale grubości warstw CrCN i CrN w module, nanoszonych metodą katodowego odparowania łu­kowego. Powłoki nakładano na noże, wykonane ze stali SW7M i węglików spiekanych HM, do głowic strugar­skich stosowane w obróbce drewna. Powłoki charakteryzują się wysoką twardością, 25 GPa, wysoką przy­czepnością do podłoża, około 105 N i stosunkowo niskim współczynnikiem tarcia – 0,5. Wyniki półprzemysło­wych badań eksploatacyjnych wskazują na poprawę trwałości narzędzi z powłokami, a także poprawę jakości obrabianego materiału. Badania laboratoryjne właściwości tribologicznych powłok CrN osadzanych na podło­żach: ze stali SW7M oraz poddanej azotowaniu stali SW7M wskazują na wyższość kompozytu powłoka-stal azotowana.

EN

The paper presents the results of the tests of CrCN/CrN multilayer coatings with a thickness of module of 400 nm and an equal thickness of the CrN and CrCN layers in a module deposited by cathodic arc evaporation. The coatings were deposited on planer knives from SW7M steel and HM carbide, used in the woodworking. Coatings are characterized by high hardness, 25 GPa, high adhesion to the substrate, about 105 N and a rela­tively low coefficient of friction - 0.5. Results of semi-industrial tests show an improvement in durability of coated tools, as well as improving the quality of the workpiece. Laboratory studies of tribological properties of CrN coatings deposited on substrates: HS6-5-2 steel and nitrided HS6-5-2 steel show the superiority of the composite system coating PVD-nitrided steel.

Słowa kluczowe

PL

powłoka PVD; azotowanie; obróbka drewna; stal duplex

EN

PVD coating; nitriding; wood machining; duplex

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Mechaniki Precyzyjnej
• Czasopismo: Inżynieria Powierzchni
• Rocznik: 2011
• Tom: nr 2
• Strony: 73--80
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Warcholiński B.

autor

Gilewicz A.

autor

Szymański W.

autor

Pinkowski G.

autor

Olik R.

• Politechnika Koszalińska

Bibliografia

• [1] Urgen M., Cakir A.: The effect of heating on corrosion behavior of TiN- and CrN-coated steels, "Surf. Coat. Technol". 96, 1997, s. 236-244.
• [2] Fox-Robinovich G.S., Kovalev A.I., Afanasyev, S.N.: Characteristic features of wear in tools made of high-speed steels with surface engineered coatings l. Wear characteristics of surface engineered high-speed steel cutting tools, "Wear" 201, 1996, s. 38-44.
• [3] Hurkmans T., Lewis D.B., Paritong H., Brooks J.S., Munz W.D.: Influence of ion bombardment on structure and properties of unbalanced magnetron grown CrNx coatings, "Surf. Coat. Technol". 114, 1999, s. 52-59.
• [4] Mo J.L., Zhu M.H.: Tribological characterization of chromium nitride coating deposited by filtered cathodic vacuum arc, "Appl. Surf. Science" 25, 2009, s. 7627-7634.
• [5] van Essen P., Hoy R., Kamminga J.D., Ehiasarian A.P., Janssen G.C.A.M.: Scratch resistance and wear of CrNx coatings, "Surf. Coat. Technol". 200, 2006, s. 3496-3502.
• [6] Navinsek B., Panjan P., Milosev L: Industrial applications of CrN (PVD) coatings, deposited at high and low temperatures, "Surf. Coat. Technol". 97, [19] 1997,s. 182-191.
• [7] Czechowski K., Pofelska-Filip I., Szlosek P., Fedaczyński A., Kasina J., Królicka B.: Wybrane właściwości i wpływ na trwałość ostrzy warstw twardych naniesionych metodą PVD na płytki skrawające z materiałów ceramicznych, „Inżynieria Materiałowa" 5,2005,3.261-264.
• [8] Rech J., Kusiak A, Battaglia J.L.: Tribological and thermal functions of cutting tool coatings, "Surf. Coat. Technol". 186, 2004, s. 364-371.
• [9] Kusiak A., Battaglia J.L., March R.: Influence of CrN coating in wood machining from heat flux estimation in the tool, "Int. J. Thermal Sci.", 44, 2005. s. 289-301.
• [10] Zysk J.: Rozwój azotowania gazowego stopów żelaza, Wydawnictwo - Instytut Mechaniki Precyzyjnej, Warszawa 2008.
• [11] Burakowski T., Wierzchoń T.: Inżynieria powierzchni metali, WNT, Warszawa 1995.
• [12] Kula P.: Inżynieria warstwy wierzchniej, Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej, Łódź 2000.
• [13] Małdziński L.: Termodynamiczne, kinetyczne i technologiczne aspekty wytwarzania warstwy azotowanej na żelazie i stalach w procesach azotowania gazowego, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań 2002.
• [14] Michalski J., Wach P., Dobrodziej J., Ratajski J., Talikowski J.: Projektowanie procesów regulowanego azotowania gazowego narzędzi i części maszyn - ogólne wytyczne, „Inżynieria Powierzchni", 3, 2009,3.3-14.
• [15] Walkowicz J., Smolik J., Bertrand C., Ioncea A.: Obróbka cieplno-chemiczna, a trwałość eksploatacyjna matryc do kucia na gorąco, „Inżynieria Materiałowa", 5, 2005, s. 281-284.
• [16] Taktak S., Ulker S., Gunes I.. High temperature wear and friction properties of duplex surface treated bearing steels, "Surf. Coat. Technol", 202, 2008, s. 3367-3377.
• [17] Chekour L., Nouveau C., Chała A., Djouadi M.A.: Duplex treatment of 32CrMoV13 steel by ionic nitriding and triode s puttering: application to wood machining, "Wear", 255, 2003, s. 1438-1443.
• [18] Faga M.G., Settineri L.: lnnovative anti-wear coatings on cutting tools for wood machining, "Surf. Coat. Technol"., 201, 2006, s. 3002-3007.
• [19] Betiuk M., Kowalski S.: Azotowanie jarzeniowe i technologie PVD w zastosowaniu do modyfikacji powierzchni narzędzi, „Inżynieria Powierzchni", 4, 2010, s. 18-26.
• [20] Ratajski J., Olik R., Warcholiński B., Gilewicz A., Michalski J., Kwiatkowski J., Szparaga Ł.: Przeciw-zużyciowa, dwustopniowa obróbka powierzchniowa narzędzi stosowanych w przemyśle drzewnym, „Inżynieria Materiałowa", 4, 2010, s. 1177-1182.
• [21] Olik R.: Wykorzystanie zmian właściwości magnetycznych warstwy wierzchniej w procesie azotowania gazowego do określenia przebiegu zmian struktury azotowanych stali stopowych, Rozprawa dok¬torska, Instytut Mechaniki Precyzyjnej 2010.
• [22] Warcholiński B., Gilewicz A., Kukliński Z., Myśliński P.: Hard CrCN/CrN multilayer coatings for tribologi-cal applications, "Surf. Coat. Technol"., 204, 2010, s. 2289-2293.
• [23] Bałaban P.: Badania zużycia ostrzy ze stali szybkotnącej z naniesionymi warstwami przeciwzużyciowymi Praca magisterska. Wydział Technologii Drewna, Uniwersytet Przyrodniczy, Poznań 2010.
• [24] Gilewicz A., Warcholiński B., Kukliński Z., Myśliński P.: Twarde powłoki ta-C otrzymane metodą impulsowego katodowego odparowania łukowego, „Inżynieria Materiałowa", 1, 2010, s. 50-53.
• [25] Grobelny T.: Stan cieplno-mechaniczny ostrza narzędzia w procesie frezowania drewna i tworzyw drewnopochodnych. Praca doktorska, SGGW. W-wa 1999.
• [26] Tomków G.: Badania trwałości ostrzy skrawających pokrytych twardymi powłokami wielowarstwowymi przy frezowaniu płyt wiórowych. Praca magisterska, Wydział Technologii Drewna, Uniwersytet Przyrodniczy Poznań 2009.