Wytwarzanie i właściwości powłok TiN i CrN w zastosowaniu do ograniczenia zużycia elementów maszyn przez kawitację

• Autorzy: Czyżniewski A. , Krella A.

Warianty tytułu

EN

Deposition and properties of TiN and CrN coatings for improving of machine elements resistance to cavitation wear

• Konferencja: Krajowa Konferencja ,,Nowe Materiały - Nowe Technologie w Przemyśle Okrętowym i Maszynowym" (III; 28.05 - 01.06.2006; Międzyzdroje, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy opisano urządzenie oraz przedstawiono procedury wytwarzania powłok TiN i CrN, metodami impulsowego reaktywnego rozpylania magnetronowego (MAG) oraz katodowego odparowania łukowego (ARC), na stali X6CrNiTi18-10, która jest często wykorzystywana do wytwarzania elementów maszyn narażonych na zużycie przez kawitacje. Scharakteryzowano skład chemiczny, strukturę, mikrostrukturę oraz właściwości mechaniczne i adhezje powłok. Badania odporności na zużycie przez kawitacje stali X6CrNiTi18-10 oraz wytworzonych na niej powłok TiN i CrN przeprowadzono na stanowisku przepływowym ze szczelinowym wzbudnikiem kawitacji i wodą wodociągową jako czynnikiem roboczym. Stwierdzono, że w zależności od rodzaju powłoki, okres inkubacji ich uszkodzeń, a także zużycie mogą być do 100 % mniejsze niż stali niepokrytej. Analiza z wykorzystaniem mikroskopii skaningowej wskazuje, że proces niszczenia powłok przez kawitacje następuje głównie w wyniku ich pękania i wykruszania, spowodowanych w znacznym stopniu odkształceniem plastycznym podłoża. Jak należało oczekiwać, głównymi czynnikami determinującymi odporność systemu twarda powłoka-podłoże na zużycie przez kawitacje, są adhezja i twardość powłoki oraz twardość podłoża.

EN

An equipment and methods for TiN and CrN deposition by pulse reactive magnetron sputtering (MAG) and cathodic arc evaporation (ARC) on X6CrNiTi18-10 steel, often used for manufacturing the machine elements exposed to a risk of cavitation wear, are presented in this work. Chemical composition, structure, microstructure and mechanical properties of coatings are characterized (Tab. 2 and 3, Fig. 3). Experimental investigations on the resistance of X6CrNiTi18-10 steel with TiN and CrN coatings to cavitation wear were carried out on a flow stand with a slotted cavitator using municipal water as a working medium. It was found that depending on a type of coatings the period of incubation of wear and total wear maybe to 100 % lower than uncoated steel (Fig. 4) An analysis using the scanning electron microscopy revealed that the process of coatings failure due to cavitation was affected by their cracks and followed by chipping, which was mainly caused by plastic deformation of substrate (Fig. 6). It was to expect, that the very important factors determined cavitation wear resistance of hard coating/substrate system are hardness and adhesion of coating and hardness of substrate.

Słowa kluczowe

PL

powłoka TiN; powłoka CrN; kawitacja; zużycie elementów maszyn

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 27, nr 3
• Strony: 360--363
• Opis fizyczny: Bibliogr. 4 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Czyżniewski A.

autor

Krella A.

• Politechnika Koszalińska, Katedra Inżynierii Materiałowej

Bibliografia

• 1. Han S., Lin J.H., Kuo J.J., He J.L., Shih H.C., The cavitationerosion phenomenon of chromium nitride coatings deposited using cathodic arc plasma deposition on steel, Surface and Coatings Technology, 161 (2002) 20-25
• 2. Deurler F., Pohl M., Hessing Ch., Micro- and nanostructured diamond films under wear charging in cavitation test, Surfach and Coatings Technology, 174-175 (2003) 732-737
• 3. Krella A., Czyżniewski A., Niszczenie kawitacyjne nanokrystalicznej powłoki TiN wytworzonej na stali austenitycznej 1H18N9T, Problemy Eksploatacji, 1 (2006) 63-70
• 4. Krella A.: Badania wpływu czynników mechanicznych i strukturalnych na erozję kawitacyjną wybranych materiałów, Praca doktorska, IMP PAN, Gdańsk 2003