Badanie zużycia warstw TiCN wytworzonych metodą katodowego odparowania łukowego na podłożach ze stali szybkotnącej SW7M

• Autorzy: Pancielejko M.

Warianty tytułu

EN

Investigations on the wear of TiCN films deposited by Cathodic Arc Plasma Deposition on HS 6-5-2 high speed steel

• Konferencja: Ogólnopolska Konferencja "Nowoczesne Technologie w Inżynierii Powierzchni" (III; 3-6.10.2006; Łódź-Spała, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań właściwości tribologicznych i mechanicznych powłok węgloazotku tytanu TiCN. Powłoki wytwarzano na podłożach ze stali szybkotnącej SW7M jedną z metod PVD - katodowym odparowaniem łukowym CAPD. Powłoki wykazywały mikrotwardość od 20 do 30 GPa oraz dobrą adhezję do podłoży ponad 70 N, scharakteryzowaną za pomocą siły krytycznej w metodzie rysy. Badania zużycia powłok prowadzono na testerze wg metody kulka-tarcza. Podczas badań tribologicznych określono zmiany współczynnika tarcia suchego u powłok względem przeciwpróbk ze stali łożyskowej ŁH15 oraz wyznaczono wskaźniki zużycia powłoki kw i przeciwpróbki kk. W poprzek śladów wytarcia na próbkach z powłokami przeprowadzono analizy linowe składu chemicznego metodą EDS. Badania te wskazują że oprócz zużycia ściernego współpracujących elementów zachodzi również utlenianie świadczące o zużyciu chemicznym w strefie kontaktu tarciowego. Przedstawione wyniki badań wskazują na wzajemne przemieszczanie materiału w węźle tarcia pomiędzy powłoką a stalową przeciwpróbką, które powoduje skokowe zmiany współczynnika tarcia oraz zmiany wartości wskaźników zużycia.

EN

Results of investigations on the tribological and mechanical properties of titanium carbon-nitride TiCN films coated by CAPD one of PVD methods on HS 6-5-2 high speed steel substrates are presented in this work. The coatings were marked by high microhardness from 20 to 30 GPa and good adhesion to substrates, determined by the scratch method, critical load was over 70 N. The wear resistance were subject to testing using the ball-on-disk method. Changes in the friction coefficient u in reference to 100Cr6 steel counter-specimens, the wear rate coefficient of coatings kw and counter-specimens 13 were determined. The coated specimens worn while testing were subject to linear analyses of chemical composition crosswise the worn groove profile by the EDS method using the scanning electron microscope. It results from the linear analysis of chemical composition made by the EDS method that chemical wear due to the oxidation affected by the friction also occurred in the contact zone. The present work revealed that interactive dislocations of material between the friction surfaces of coated specimens and counter-specimens in the contact zone could have exerted the effects on changes in a friction coefficient and values of wear rate coefficients.

Słowa kluczowe

PL

właściwości tribologiczne i mechaniczne powłok węgloazotku tytanu TiCN; katodowe odparowanie łukowe; stal szybkotnąca SW7M; badanie zużycia warstw TiCN

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 27, nr 5
• Strony: 1166--1169
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys.

Twórcy

autor

Pancielejko M.

• Pancielejko, M. - Katedra Inżynierii Materiałowej, Politechnika Koszalińska

Bibliografia

• [1] KlockeF., KriegT.: Coated Tools for Metal Cutting – Features and Applications. Annals of the CIRP Manufacturing Technology, Vol. 48/2 (1999) 515
• [2] BullSJ., BhatD.G., StaiaM.H.: Properties and performance of commercial TiCN coatings. Part 1: coating architecture and hardness modelling. Surface and Coatings Technology, 163-164 (2003) 499
• [3] BullSJ., BhatD.G., StaiaM.H.: Properties and performance of commercial TiCN coatings. Part 1: tribological performance. Surface and Coating Technology, 163-164 (2003) 507
• [4] Karlsson L., Hultman L, Johanson M.P., Sundgren J.-E., Ljungcrantz H.: Growth, microstructure, and mechanical properties of arc evaporated TiCJST^ (O < x < 1) films. Surfach and Coatings Technology, 126 (2000) l
• [5] Habig K.-H.: Wear behaviour of surface coatings on steels. Tribology International, 89 Vol 22, 2 (1989) 65
• [6] Bemporad E., Pecchio C., De Rossi S., Carassiti F.: Characterization and hardness modelling of alternate TiN/Tin multilayer catohodic arc PVD coating on tool steel. Surface and Coatings Technology, 146-147 (2001) 363
• [7] Guu Y.Y., Lin J.F., Ai C.-F.: The tribological characteristics of titanium nitride, titanium carbonitride and titanium carbide coatings. Thin Solid Films, 302 (1997) 193
• [8] Guu Y.Y., Lin J.F.: Analysis of wear behaviour of titaniun carbinitride coatings. Wear, 210 (1997) 245
• [9] Habig K.-H., Meier zu KockerG.: Posibilities of model wear testing for the preselection of hard coatings for cutting tools. Surface and Coatings Technology, 62 (1993) 428
• [10] Pancielejko M., Precht W., Czyżniewski A.: Tribological properties of PVD titanium carbides. Yacuum, 53 (1999) 57
• [11] Pancielejko M., PechtW., Gilewicz A., KuklińskiZ.: „Otrzymywanie oraz właściwości tribologiczne powłok TiCxN!.x". Materiały XI Międzynarodowej Szkoły Letniej „Modern Plasma Surface Technology" Mielno 10-14.05.1999r, Wydawnictwo Politechniki Koszalińskiej (1999) 287
• [12] Pancielejko M.; Precht W., Structure, chemical and phase composition of hard titanium carbon nitride coatings deposited on HS 6-5-2 steel. Journal of Materials Processing Technology, 157- 158 (2004) 394
• [13] Matthews A., Leyland A., Holmberg K., Ronkainen H.: Design aspects for advanced tribological surface coatings. Surface and Coatings Technology, 100-101 (1998) l
• [14] Dobrzański L.A., AdamiakM.: Structure and properties of Tin and Ti(C,N) coatings on Co high-speed steels. Inżynieria Materiałowa, 4 (1998) 986
• [15] Zawada-Tomkiewicz A., Pancielejko M.: Zużycie ostrzy skrawających z węglików spiekanych pokrytych warstwami typu TiCxN!_x. Materiały XII Międzynarodowej Szkoły Letniej „Modern Plasma Surface Technology", Kołobrzeg 8-12.05.2000r. Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Koszalińskiej (2000) 393