Niskotarciowe i odporne na zużycie nanokompozytowe powłoki typu nc-CrC/a-C oraz nc-CrC/a-C:H

• Autorzy: Makówka M. , Moskalewicz T. , Włodarczyk K. , Wendler B.

Warianty tytułu

EN

Low friction and wear resistant nanocomposite nc-CrC/a-C and nc-CrC/a-C:H coatings

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Powłoki typu nc-CrC/a-C oraz nc-CrC/a-C:H są osadzane metodą rozpylania magnetronowego, w której osadzanie par substratów z rozpylonych czystych tarcz chromowej oraz grafitowych odbywa się w atmosferze Ar lub Ar+H2, odpowiednio. Nanokompozyty mają strukturę nanokrystaliczno-amorficzną i składają się z nanokrystalitów węglika chromu w amorficznej osnowie węglowej, w której występują zarówno obszary o hybrydyzacji sp2 i sp3. Powłoki te osadzane są na powierzchni hartowanej oraz odpuszczanej stali szybkotnącej Vanadis23, utwardzanym dyfuzyjnie stopie tytanu Ti6Al4V oraz podłożach krzemowych typu Si(p). W artykule scharakteryzowano ich skład chemiczny, mikro- i nanostrukturę, właściwości mechaniczne i tribologiczne, a także morfologię i topografię powierzchni. Zbadano także wpływ parametrów procesów osadzania na właściwości powłok.

EN

Nanocomposite nc-CrC/a-C and nc-CrC/a-C:H coatings were deposited using magnetron sputtering of pure chromium target and graphite ones in Ar or Ar+H2 atmosphere, respectively. Coatings have nanocrystaline-amorphous structure and consist of nanocrystalites of chromium carbide in amorphous carbon matrix in which are areas of sp3 and sp2 hybridization. Coatings were deposited onto quenched and tempered Vanadis 23 HSS steel, diffusion hardened Ti6Al4V alloy and pure Si(p) wafers. In this article the chemical compound, mikro- and nanostructure, mechanical and tribological properties, morphology and topography were characterized. The influence of process parameters on coatings' properties was also investigated.

Słowa kluczowe

PL

nanokompozyty; niskotarciowe; zużycie adhezyjne; nc-CrC/a-C(:H); rozpylanie magnetronowe

EN

nanocomposite; low friction; wear resistant; nc-CrC/a-C(:H); magnetron sputtering

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 31, nr 4
• Strony: 1091--1095
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Makówka M.

autor

Moskalewicz T.

autor

Włodarczyk K.

autor

Wendler B.

• Wydział Mechaniczny, Politechnika Łódzka,

Bibliografia

• [1] Kusinski J., Rozmus M., Bujak J.: Investigation of the life-time of drills covered with the anti-wear Cr(C, N) complex coatings, deposited by means of Arc-PVD technique. Journal of Achievements in Material and Manufacturing Engineering 33/1 (2009).
• [2] Dobrzański L. A., Gołombek K., Mikuła J., Pakuła D.: Multilayer and gradient PVD coatings on the sintered tool materials. Journal of Achievements in Material and Manufacturing Engineering 33/2 (2008).
• [3] Dobrzański L. A., Lukaszkowicz K., Labisz K.: Structure of monolayer coatings deposited by PVD techniques. Journal of Achievements in Material and Manufacturing Engineering 18/1-2 (2008).
• [4] Kaczorowski W., Batory D.: Carbon and titanium based layers for woodbased materials. Journal of Achievements in Material and Manufacturing Engineering 27/2 (2008).
• [5] Cłapa M., Batory D.: Improving adhesion and wear resistance of carbon coatings using Ti:C gradient layers. Journal of Achievements in Material and Manufacturing Engineering 20/1-2 (2007).
• [6] Dobrzański L. A., Gołombek K., Mikuła J., Pakuła D.: Cutting ability improvement of coated tool materials. Journal of Achievements in Material and Manufacturing Engineering 17/1-2 (2006).
• [7] Mitura S., Mitura K., Niedzielski P., Louda P., Danilenko V.: Nanocrystalline diamond, its synthesis, properties and applications. Journal of Achievements in Material and Manufacturing Engineering 16/1-2 (2006).
• [8] Dobrzański L. A., Wosińska L., Gołombek K., Mikuła J.: Structure of multicomponent and gradient PVD coatings deposited on sintered tool materials. Journal of Achievements in Material and Manufacturing Engineering 20/1-2 (2007).
• [9] Gołombek K., Mikuła J., Pakuła D., Żukowska L. W., Dobrzański L. A.: Sintered tool materials with multi-component PVD gradient coatings. Journal of Achievements in Material and Manufacturing Engineering 31/1 (2008).
• [10] Yang S., Teer D. G.: Investigation of sputtered carbon and carbon/chromium multi-layered coatings. Surface and Coatings Technology 131 (2000) 412-416.
• [11] Gassner G., Patscheider J., Mayrhofer P. H., Sturm S., Scheu Ch., Mitterer Ch.: Tribological properties of nanocomposite CrCx/a-C:H thin films. Tribol Lett 27 (2007) 97-104.
• [12] Andritschky M., Atfeh M., Pischow K.: Multilayered decorative a-C:H/CrC coatings on stainless steel. Surface and Coatings Technology (2008).
• [13] Gassner G., Mayrhofer P. H., Mitterer C., Kiefer J.: Structure-property relations in Cr-C/a-C:H coatings deposited by reactive magnetron sputtering. Surface and Coatings Technology 200 (2005) 1147-1150.
• [14] Gassner G., Mayrhofer P. H., Patscheider J., Mitterer C.: Thermal stability of nanocomposite CrC/a-C:H thin films. Thin Solid Films 515 (2007) 5411-5417.
• [15] Qi Z. Q., Meletis E. I.: Mechanical and tribological behavior of nanocomposite multilayered Cr/a-C thin films.
• [16] Hovsepian P. Eh., Lewis D. B., Constable C., Lou Q., Kok Y. N., Munz W. D.: Combined steered cathodic arc/unbalanced magnetron grown C/Cr nanoscale multilayer coatings for tribological applications. Surface and Coatings Technology 174-175 (2003) 762-769.
• [17] Kok Y. N., Hovsepian P. Eh.: Resistance of nanoscale multilayer C/Cr coatings against environmental attack. Surface and Coatings Technology 201 (2006) 3596-3605.
• [18] Januszewicz B., Wendler B., Liśkiewicz T., Kaczmarek Ł.: Structure and hardness of Ti6Al4V alloy after hardening treatment by oxidation. Inżynieria Materiałowa 5 (2005) 654-656.
• [19] Włodarczyk K., Makówka M., Nolbrzak P., Wendler B.: Low friction and wear resistant nanocomposite nc-MeC/a-C and nc-MeC/a-C:H coatings. Journal of Achievements in Material and Manufacturing Engineering 37/2 (2009).
• [20] German standards, VDI guidelines 3128 (1991).
• [21] Moskalewicz T., Wendler B., Czyrska-Filemonowicz A.: Microstructural characterization of nanocomposite nc-MeC/a-C coatings on oxygen hardened Ti-6Al-4V alloy. Praca złożona do Materials Characterisation nr MTL-7092.