Kształtowanie struktury kompozytowych powłok Al-AlN na stali martenzytycznej metodą Arc-PVD

• Autorzy: Mendala B. , Swadźba L. , Hetmańczyk M.

Warianty tytułu

EN

Formation of the structure of Al-AlN composite coatings on martensitic stainless steel by Arc-PVD method

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W Polsce w wielu dziedzinach przemysłu, a zwłaszcza w lotnictwie, na elementy konstrukcyjne pracujące w warunkach korozyjnych powszechnie stosuje się galwaniczne pokrycia kadmowe. Jednak ze względu na zagrożenie dla zdrowia ludzkiego oraz toksyczne oddziaływanie technologii galwanicznych na środowisko istnieje tendencja do eliminowania z przemysłu powłok kadmowych i zastępowanie ich powłokami innych typów. Problem ten dotyczy w przeważającej mierze pokrywanych elementów konstrukcyjnych wykonywanych ze stali, a zwłaszcza łopatek sprężarek silników lotniczych eksploatowanych w warunkach morskich. Perspektywicznym kierunkiem w rozwoju inżynierii powierzchni jest wytwarzanie powłok wielowarstwowych, wieloskładnikowych i kompozytowych. Zagadnieniu temu poświęca się coraz więcej uwagi i to zarówno w procesach: galwanicznych, natryskiwania cieplnego, konwencjonalnych metod CVD, jak też w procesach PVD. Taki stan zagadnienia uzasadnia podejmowanie badań nad wytwarzaniem powłok alternatywnych o charakterze anodowym, np. kompozytowych Al-AlN i wielowarstwowych Al/Al-AlN osadzanych metodą PVD. W pracy przedstawiono wyniki badań powłok kompozytowych i wielowarstwowych na bazie aluminium wytworzonych na stali martenzytycznej EI962 (11H11N2W2MF). Podano główne parametry procesu osadzania powłok oraz określono ich budowę na podstawie badań metalograficznych i rentgenowskiej analizy fazowej. Określono skład chemiczny wytworzonych powłok metodami GDOS i mikroanalizy rentgenowskiej.

EN

Polish industry, especially aviation to protect construction engine parts against corrosion commonly apply galvanic cadmium coatings. However, because of high harmfulness of cadmium and cadmium plating technology for human health as well as for the natural environment, there is tendency to eliminate this process from industry and substitute cadmium coatings for another. The problem mainly concerns the coated construction elements made of steel, particularly aircraft compressor blades operated in marine climate. The deposition of multilayered, multicomponent and composite coatings is a prospective direction in the development of surface engineering. This issue seems to draw more and more attention regardless of the considered technology: galvanic, thermal spraying, conventional CVD methods or PVD processes. Such state of problem justifies researching the deposition of alternative anodic coatings, e.g.: composite Al-AlN and multilayered coatings Al/Al-AlN type by PVD method. In this paper the investigations concerning deposition of composite and multilayer aluminium base coatings on samples made of martensitic stainless steel EI962 (11H11N2W2MF) type were presented. The main parameters of coatings deposition by Arc-PVD processes as well as their structure basic on metallographic and X-ray diffraction examinations were described. The profile chemical composition by GDOS analysis and microanalysis of the coatings deposited on EI962 stainless steel were shown.

Słowa kluczowe

PL

powłoki ochronne; powłoki aluminiowe; powłoki wielowarstwowe; metoda Arc-PVD

EN

protective coatings; aluminium base coatings; multilayer coatings; Arc-PVD method

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 32, nr 4
• Strony: 571--575
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Mendala B.

autor

Swadźba L.

autor

Hetmańczyk M.

• Katedra Nauki o Materiałach, Wydział Inżynierii Materiałowej i Metalurgii, Politechnika Śląska,

Bibliografia

• [1] Kamiński M., Fleszar A., Wierzchoń T., Precht W.: Inżynieria Powierzchni 4 (1996) 41.
• [2] Swadźba L., Maciejny A., Formanek B., Liberski P., Podolski P., Mendala B., Gabriel H., Poznańska A.: An influence of coatings obtained by PVD method on the properties of the aircraft compressor blades. San Diego, California, April 25-29, ICMCTF 1994 E.3.10.
• [3] Swadźba L., Mendala B.: Structure and properties of Cr/CrN and Ti/TiN multilayer coatings on martensitic stainless steel. 5th European Conference on Advanced Materials Processes and Aplications, EUROMAT ’97, Maastricht, Netherland, 21-23 April (1997) 75÷78.
• [4] Hetmańczyk M., Swadźba L., Mendala B.: Advanced materials and protective coatings in aero-engines application. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering 24 (1) (2007) 372÷381.
• [5] Mendala B., Swadźba L., Hetmańczyk M., Garczyński M.: Własności powłok z aluminium i azotku aluminium otrzymanych metodą Arc-PVD. Inżynieria Materiałowa 5 (2002) 347÷350.
• [6] Watanabe Y., Nakamura Y., Hirayama S., Naota Y.: Characterization of aluminium nitride thin films. Ceramic International 22 (1996) 509÷513.
• [7] Vacandio F., Massiani Y., Gravier P., Garnier A.: A study of physical properties and electrochemical behaviour of aluminium nitride films. Surface and Coatings Technology 92 (1997) 221÷229.
• [8] Dyzia M., Śleziona J.: Aluminium matrix composites reinforced with AlN particles formed by in situ reaction. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering 31 (1) (2008) 17÷20.
• [9] Mendala B.: Structure of Al-AlN composite coatings obtained by Arc- PVD method. Key Engineering Materials 465 (2011) 263÷266.
• [10] Storm R. S.: Technology and productization acceleration of low cost aluminium nitride electronic packaging. Materials from Carborundum Microelectronic firm.
• [11] www.anceram.de [15.06.2011].