Badanie stabilności termicznej adhezyjnych powłok przeciwzużyciowych metodą termomechaniczną

• Autorzy: Myśliński P. , Gilewicz A. , Kamasa P.

Warianty tytułu

EN

Thermal stability of adhesive wear resistant coatings investigated by thermomechanical method

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł jest prezentacją nowej metody badań stabilności termicznej cienkich jedno- lub wielowarstwowych powłok przeciwzużyciowych osadzanych na materiałach narzędziowych. Metoda polega na cieplnej aktywacji w powłoce procesów makro- i mikroskopowych, których skutki zwykle wpływają na trwałość eksploatacyjną tworzonych struktur przeciwzużyciowych. Jednocześnie z tym zabiegiem cieplnym realizowana jest rejestracja zmian warunków wzajemnych oddziaływań termomechanicznych między powłoką a podłożem. Przedmiotem pomiarów są zmiany odkształceń liniowych podłoża w standardowym dla tej metody, fizycznym modelu danego układu podłoże-powłoka przeciwzużyciowa. Praca zawiera opis zasady metody oraz jej fizyczne i technologiczne uwarunkowania. Ponadto przytoczono przykłady rezultatów badań wdrożoną metodą oraz ich interpretacje, które umożliwiają różnicowanie zastosowanych technologii powłok przeciwzużyciowych.

EN

New method for investigation of thermal stability of thin multilayer wear resistance coatings deposited on tools is described. The principle of the method is a thermal activation of microscopic and then macroscopic processes, which have significant influence on wear resistance properties of the coating resulting in extended time of exploitation of tools. Using physical model of the substrate-coating system the changes of thermomechanical interactions between substrate and coating are recorded simultaneously with the thermal process. In this testing the linear deformation of the substrate are recorded. Principles of the method, their physical and technical relationships are described. Apart from that the work contains examples from investigation by implemented method enabling controlled changes in technology of deposition of wear-resistance coatings.

Słowa kluczowe

PL

twarde warstwy; stabilność termiczna

EN

hard coatings; thermal stability

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 31, nr 4
• Strony: 1128--1131
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., rys.

Twórcy

autor

Myśliński P.

autor

Gilewicz A.

autor

Kamasa P.

• Instytut Mechatroniki, Nanotechnologii i Techniki Próżniowej, Politechnika Koszalińska,

Bibliografia

• [1] Hultman L., Engström C., Birch J., Johansson M. P., Oden M.: Review of the thermal and mechanical stability of TiN base thin films, Z. Metallkund. 90 (1999) 10 803-813.
• [2] Myśliński P.: Sprawozdanie z realizacji Projektu Badawczego nr 4 TO8C 025 22 Komitetu Badań Naukowych, Termiczne badania relaksacji naprężeń szczątkowych w standaryzowanym systemie podłoże/warstwa adhezyjna-opracowanie metody i urządzenia, Politechnika Koszalińska (2004).
• [3] Myśliński P.: Raport końcowy z realizacji zadania badawczego w ramach projektu badawczego zamawianego nr PW-004/ITE/09/2004, Metoda i aparatura do badań stabilności termicznej adhezyjnych warstw cienkich, Politechnika Koszalińska (2007). Koordynator Projektu: Instytut Technologii Eksploatacji PIB Radom.
• [4] Karlsson L., Hultman L., Johansson M. P., Hörling A., Ramanath G.: The influence of thermal annealing on residual stresses mechanical properties of arc-evaporation TiN and TiCxN1/x thin films. Proc. Thin Film Physics Division, Linköping University, Sweden (1999) 162-189.
• [5] Hultman L.: Thermal stability of nitride thin films. Vacuum 57 (2000) 1-30.
• [6] Stoney G. G.: The tension of metallic deposition by electrolysis. Proc. R. Soc. London Ser. A 82 (1990) 172.
• [7] Bielawski M., Seo D.: Residual stress development in UMS TiN coatings. Surface & Coatings Technology 200 (2005) 1476-1482.
• [8] Ryabchikov A., Lille H., Kõo J.: A device for determination of residual stress in galvanic coatings from the measured longitudinal deformation of a strip substrate. Materials Science Forum 404-407 (2002) 263-268.
• [9] Gawroński Z., Sawicki J.: Modelowanie stanu naprężeń własnych w warstwach wierzchnich stali po procesie azotowania próżniowego. Inżynieria Materiałowa 6 (2003).
• [10] Wendler B.: Estymacja naprężeń w powłokach z węglików oraz w podłożu metodą elementów skończonych. Inżynieria Materiałowa 3 (2000) 129-131.
• [11] Kucharski R.: Prace nie publikowane.
• [12] Price D. M.: Modulated-temperature thermomechanical analysis. Thermochimica Acta 357-358 (2000) 23.
• [13] Myśliński P.: Investigation of the thermal stability of hard coatings by Modulated Temperature Dilatometry. Vacuum 83 (2009) 757-760.
• [14] Raveh A., Zukerman I., Shneck R., Avni R., Fried I.: Thermal stability of nanostructure super hard coatings: A review. Surf. Coat. Techno. 201 (2007) 6136-6142.
• [15] Burakowski T.: Współczynnik synergizmu technologii. Inżynieria Materiałowa 6 (2000) 245-247.
• [16] Burakowski T.: Badanie synergizmu wybranych technik inżynierii powierzchni. Problemy Eksploatacji 2 (2000) 48-57.
• [17] Wendler B., Młotkowski A.: Residual stresses in coating and substrate with use of FEM method: the effect of coating’s thickness of subtrate’s shape and the critical role of the free edge. Proc. 12th International Summer School Kołobrzeg’2000, “Modern Plasma Surface Technology”, Technical University of Koszalin (2000) 217-229.
• [18] Prospekt Firmy TESA.
• [19] Myśliński P., Kamasa P., Gilewicz A., Staśkiewicz J.: Detection of mechanical effects of adhesive thin films on substrate using the modulatedtemperature dilatometry (MT DIL). Journal of Thermal Analysis and Calorimetry 88 (3) (2007) 737-740.
• [20] Myśliński P., Precht W., Kukiełka L., Kamasa P., Pietruszka K., Małek P.: A possibility of application on MT DIL to the residual stresses analysis the hard coating-substrate system. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry 77 (2004) 253-258.
• [21] Price D. M.: Theory and applications of modulated temperature programming to thermomechanical techniques. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry 64 (2001) 323-330.
• [22] Myśliński P., Kamasa P. Wąsik A.: Application of temperature modulated relative dilatometry temperatures of adhesion degradation. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry 65 (2001) 553-559.
• [23] Mayrhofer P. H., Kunc F., Musil J., Mitterer C.: A comparative study on reactive and non-reactive unbalanced magnetron sputter deposition of TiN coatings. Thin Solid Films 415 (2002) 151-159.
• [24] Myśliński P.: Sprawozdanie z realizacji projektu badawczo-wdrożeniowego w ramach Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego, Program INTERREG III A, Projekt nr INT/MV-BB-PL3.E-1.2006.130, pn. Wdrożenie nowoczesnych technologii próżniowo-plazmowych w wytwarzaniu narzędzi do obróbki drewna i materiałów drewnopochodnych dla potrzeb przemysłu meblarskiego i leśno-drzewnego w Euroregionie Pomerania, Politechnika Koszalińska (2007).
• [25] Wolarek Z.: Praca doktorska: Wnikanie, transport i absorpcja wodoru przez azotowane żelazo, PAN Instytut Chemii Fizycznej, Warszawa (2007).