Warstwy Al2O3 na narzędziach skrawających z węglików spiekanych otrzymywane metodą MOCVD

• Autorzy: Sawka A. , Kwatera A. , Juda W.

Warianty tytułu

EN

Al2O3 layers on cemented carbide cutting tools obtained by MOCVD method

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań nad syntezą warstw Al2O3 na narzędziach skrawających z węglików spiekanych metodą MOCVD (Metal Or- ganic Chemical Vapour Deposition) z użyciem acetyloacetoninu glinu jako podstawowego reagenta. Warstwy syntezowano w temperaturze 800°C dwuetapowo. Wstępnie proces prowadzono z użyciem amoniaku (99,95%) oraz argonu jako gazu nośnego (99,995%). Otrzymane warstwy w pierwszym etapie były cienkie, ale ciągłe. Zawierały jednak węgiel. Z tego powodu proces syntezy warstw kontynuowano w powietrzu stanowiącym źródło tlenu) oraz w argonie (drugi etap). Średnia szybkość wzrostu warstw wynosiła ok. 5 um/h. Otrzymane warstwy następnie wygrzewano w powietrzu w zakresie temperatur do 1050°C celem uzyskania fazy a-Al2O3. Zbadano strukturę oraz mikrostrukturę otrzymanych warstw. Dokonano także pomiarów mikrotwardości tych warstw metodą Vickersa przy obciążeniu 1 N. Średnia wartość mikrotwardości w przypadku warstw nie wygrzewanych wynosiła 0,95 GPa, zaś po wygrzewaniu wzrastała do ok. 2,25 GPa. Adhezję warstw oszacowano za pomocą metody scratch test. Szacunkowa średnia wartość LC dla warstw nie wygrzewanych o grubości 5 um wynosiła 41 N. Dla próbek wygrzewanych w 1000°C wartość ta wynosiła nawet 85 N.

EN

This paper shows results of investigation on synthesis of pure aluminium oxide layers on cemented carbide cutting tools by MOCVD (Metal Organic Chemical Vapour Deposition) method using Al(O2C5H7)3 as precursor. The layers were deposited at a temperature of 800°C in two stages. Initially, as carrier gases were used ammonia (99,95% pure) and/or argon (99,995% pure). Then, thin and continuous Al2O3+C layer was obtained. It was so called "intermediate layer". In second stage, air was added into CVD reactor and then thicker external carbon-free Al2O3 layer was synthesized. The average growth rate of the layers was about 5 um/h. Obtained layers were additionally annealed in air at temperatures up to 1050°C, what caused formation of a-Al2O3. Structure and microstructure of obtained layers were examined. Microhardness tests were performed by Vickers method over a load of 1 N. The average value of microhardness of layers not annealed was about 0,98 GPa. After annealing at 1050°C the average value of the microhardness amounted to about 2,25 GPa. Adhesion of Al2O3 layers to the substrate of cemented carbides was examined by "scratch test". Estimated average value LC for not annealed Al2O3 layer of 5 um thickness was 41 N. In the case of samples annealed at a temperature of 1000°C this value reached even 85 N.

Słowa kluczowe

PL

warstwy Al2O3; narzędzia skrawające; metoda MOCVD

EN

Al2O3 layers; cutting tools; MOCVD method

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 31, nr 4
• Strony: 1210--1212
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Sawka A.

autor

Kwatera A.

autor

Juda W.

• Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Akademia Górniczo-Hutnicza,

Bibliografia

• [1] Funk R., Schachner H., Triquet C., Kornmann M., Lux B.: Coating of cemented carbide cutting tools with alumina by chemical vapour deposition. J. Electrochem. Soc. 123 (1976) 285-289.
• [2] Johannesson T.: Electron microscopy applied to a coating process. Scandinavian Journal of Metallurgy 6 (1977) 25-26.
• [3] Lux B., Colombier C., Altena H.: Preparation of alumina coatings by chemical vapour deposition. Thin Solid Films 138 (1986) 49-64.
• [4] Kwatera A.: Uniform thin chemically vapour deposited layers of high density on the inner surfaces of tube-shaped substrates. Thin Solid Films 204 (1991) 313-339.
• [5] Juda W., Kwatera A., Sawka A.: Properties of aluminium oxide layers deposited on cemented carbides by MOCVD method. Powder Metallurgy Progress 8 (2008) 248.