Nowe tribologiczne powłoki wielowarstwowe typu Ti/TiN, Cr/CrN - mechanizm zużycia w próbie ball-on-disc

• Autorzy: Major Ł. , Morgiel J. , Lackner J. M. , Waldhauser W. , Kot M. , Major B.

Warianty tytułu

EN

New tribological multilayer coatings of Ti/Ti/TiN and Cr/CrN type. Wear mechanism in ball-on-disc test

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Stosując metody TEM i HRTEM na cienkich foliach uzyskanych techniką tripodu oraz FIB scharakteryzowano mikrostrukturę powłok wielowarstwowych na bazie Ti/TiN, Cr/CrN oraz TiN/CrN, wytworzonych z wykorzystaniem ablacji laserowej metodą PLD. Przedstawiono ich właściwości tribologiczne. Szczególną uwagę zwrócono w badaniach HRTEM na defekty mikrostruktury obserwowane w warstwach oraz w obszarze przejścia pomiędzy warstwami. Mikrostruktura w tym obszarze, analizowana w aspekcie koherencji, determinuje właściwości tribologiczne. Test zużycia typu ball-on-disc przeprowadzono dla 8-warstwowego systemu Ti/ TiN (? = 250 nm), stosując kulkę Al2O3 przy 0,25 N/10 000 cykli; 1 N/1000 cykli i 1 N/2000 cykli. Cienkie folie do analizy mikrostrukturalnej za pomocą transmisyjnej mikroskopii elektronowej (TEM) zostały wycięte ze ścieżki zużycia, co pozwoliło na analizę zniszczeń na przekroju poprzecznym.

EN

Multilayer tribological coatings on Ti/TiN, Cr/CrN and TiN/CrN basis depo- sited by the Pulsed Laser Deposition (PLD) technique at room temperature were subjected to microstructure analysis and study of tribological properties. Much attention was paid in HRTEM examinations at microstructure defects observed in layers comprising the tribological systems and the transition re- gion between the layers. Microstructure in this area determines adhesion and tribological properties of the system. The wear test was performed on Ti/TiN system using ball-on-disc one with Al2O3 ball under: 0.25 N/10 000 cycles, 1 N/1000 cycles and 1 N/2000 cycles. Thin foils for transmission electron microscopy (TEM) observations were cut across the wear-track showing the damaged area in cross-section.

Słowa kluczowe

PL

powłoki wielowarstwowe Ti/TiN, Cr/CrN, TiN/CrN; ablacja laserowa; metoda PLD; właściwości tribologiczne; mikrostruktura warstw

EN

multilayer coatings Ti/TiN, Cr/CrN, TiN/CrN; pulsed laser deposition; tribological properties; coatings' microstructure

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 31, nr 1
• Strony: 46--49
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys.

Twórcy

autor

Major Ł.

autor

Morgiel J.

autor

Lackner J. M.

autor

Waldhauser W.

autor

Kot M.

autor

Major B.

• Instytut Metalurgii i Inżynierii Materiałowej PAN w Krakowie,

Bibliografia

• [1] Rickerby D. S., Matthews A.: Advanced Surface Coatings. Handbook of Surface Engineering, Chapman and Hall, N.Y. (1991) 368.
• [2] Lackner J. M.: Industrially-scaled hybrid Pulsed Laser Deposition at Room Temperature. Orekop, Krakow (2005).
• [3] Ichijo K., Hasegawa H., Suzuki T.: Microstructures of (Ti, Cr, Al, Si)N films synthesized by cathodic arc method. Surface & Coatings Technology 201 (2007) 5477-5480.
• [4] Jindal P. C., Santhanam A. T., Schleinkofer U., Shuster A. F.: Performance of PVD TiN, TiCN, and TiAlN coated cemented carbide tools in turning. International Journal of Refractory Metals and Hard Materials 17 (1999) 163-170.
• [5] Li Chen, Wang S. Q., Zhou S. Z., Jia Li, Zhang Y. Z.: Microstructure and mechanical properties of Ti(C, N) and TiN/Ti(C, N) multilayer PVD coatings. International Journal of Refractory Metals and Hard Materials 26 (2008) 456-460.
• [6] Bromark M., Larsson M., Hedenqvist P., Hogmark S.: Wear of PVD Ti/TiN multilayer coatings. Surface and Coatings Technology 90 (1997) 217-223.
• [7] Martinez E., Romero J., Lousa A., Esteve J.: Wear behavior of nanometric CrN/Cr multilayers. Surface and Coatings Technology 163-164 (2003) 571-577.
• [8] Wilson S., Alpas A.T.: Tribo-layer formation during sliding wear of TiN coatings. Wear 245 (2000) 223-229.
• [9] Major Ł., Morgiel J., Kot M., Lackner J. M.: TEM and HRTEM Characterization of TiN coatings Damage During Ball-on-Disc Test. Sent to J. Electron Microscopy.
• [10] Steyer Ph., Mege A., Pech D., Mendibide C., Fontaine J., Pierson J.-F., Esnouf C., Goudeau P.: Influence of the nanostructuration of PVD hard TiN-based films on the durability of coated steel. Surface and Coatings Technology 202 (2008) 2268-2277.
• [11] Major R., Bonarski J., Morgiel J., Major B., Czarnowska E., Kustosz R., Lackner J. M., Waldhauser W.: Elastic TiN coating deposited on polyurethane by pulsed laser. Surface and Coatings Technology 200 (2006) 6340- 6345.
• [12] New Hampshire Ball Bearings, Inc.: Miniature and Instrument Ball Bearing. Product and Engineering. Katalog firmy NHBB 2002.
• [13] NSK Motion & Control, Inc.: Super Precision Bearings. Katalog firmy NSK.
• [14] New Hampshire Ball Bearings, Inc.: Roller and Ball Bearing. Katalog firmy NHBB.
• [15] New Hampshire Ball Bearings, Inc.: Hi Tech Engineering. Katalog firmy NHBB.
• [16] Mohawk Innovative Technology, Inc.: Zero Clearance Auxiliary Bearing Developed., Vol. 5, January 2005.