Struktura i właściwości mechaniczne hybrydowych powłok naniesionych techniką PVD na podłoże ze stopów magnezu i aluminium

• Autorzy: Tański T. , Lukaszkowicz K.

Warianty tytułu

EN

Structure and mechanical properties of hybrid-layers coated applying the PVD method onto magnesium and aluminium alloys substrate

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań struktury i właściwości mechanicznych dwuwarstwowych powłok hybrydowych (gradientowa/wieloskładnikowa) naniesionych techniką PVD (odparowanie łukiem elektrycznym) na podłoże ze stopów magnezu Mg-Al i aluminium Al-Si-Cu. Badania wykonano na powłokach typu TiCN/CrN, CrN/CrN. Strukturę wytworzonych powłok obserwowano za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej. Zmiany stężenia chemicznego składników powłok oceniono na podstawie badań w spektrometrze optycznym wyładowania jarzeniowego. Struktura powłok PVD jest złożona z drobnych krystalitów, a ich średnia wielkość zawiera się w przedziale 15÷20 nm w zależności od rodzaju powłoki. Badane powłoki wykazują zwartą budową, bez widocznych rozwarstwień i defektów, są równomiernie nałożone i szczelnie przylegają do podłoża. Morfologia przełomu powłok charakteryzuje się brakiem struktury kolumnowej. Obserwacje przełomów potwierdzają, że powłoka TiCN/CrN wykazuje budowę warstwową z wyraźnie zaznaczoną strefą przejścia pomiędzy powłoką gradientową TiCN a powłoką przeciwzużyciową CrN, uzyskiwanych w wyniku stosowania oddzielnych źródeł par metali.

EN

In this work there are presented the investigation results concerning microstructure and mechanical properties of bilayer coatings (gradient/multicompound) coated using the PVD method (electric arc evaporation) onto a magnesium Mg-Al and aluminium alloys Al-Si-Cu substrate. Investigations of the TiCN/CrN and CrN/CrN coating type were performed. The microstructure of the achieved layers was observed using scanning electron microscope. Change of the chemical composition was measured on the basis of the glow discharge optical emission spectrometer (GDOS). The structure of the PVD coatings is composed of small crystallites with the average size in the range between 15÷20 nm, depending on the coating type. The investigated coatings reveal a compact structure, without visible defoliations and defects, it is coated uniformly and tightly bound to the substrate. The fracture morphology is characterised with a lack of columnar structures. Investigations confirm also that the TiCN/CrN coating reveals a clearly visible transition zone between the gradient TiCN layer and the wear resistant CrN layer, achieved as a result of separately applied metal vapour sources.

Słowa kluczowe

PL

struktura; powłoki hybrydowe; PVD; właściwości; powłoki TiNC/CrN

EN

microstructure; bilayer coating; PVD; properties; TiCN/CrN coatin

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 32, nr 4
• Strony: 772--775
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Tański T.

autor

Lukaszkowicz K.

• Instytut Materiałów Inżynierskich i Biomedycznych, Zakład Technologii Procesów Materiałowych, Zarządzania i Technik Komputerowych w Materiałoznawstwie, Politechnika Śląska, Gliwice,

Bibliografia

• [1] Gray J. E., Luan B.: Protective coatings on magnesium and its alloys-a critical review. Journal of Alloys and Compounds 336 (2002) 88÷113.
• [2] Horst E. F., Mordike B. L.: Magnesium technilogy. Metallurgy, Design Data, Application, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg (2006).
• [3] Tański T., Dobrzański L. A., Labisz K.: Investigation of the microstructure characteristic of chosen magnesium alloys. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering 42/1-2 (2010) 94÷101.
• [4] Dobrzański L. A., Tański T., Malara Sz., Król M., Domagała-Dubiel J.: Contemporary forming methods of the structure and properties of cast magnesium alloys. Magnesium Alloys – Design, Processing and Properties, ISBN: 978-953-307-520-4, Publisher: InTech, January (2011) 321÷350.
• [5] Altun H., Sen S.: The effect of PVD coatings on the wear behaviour of magnesium alloys. Materials Characterization 58 (2007) 917÷921.
• [6] Zeng L., Yang S., Zhang W., Guo Y., Yan Ch.: Preparation and characterization of a double-layer coating on magnesium alloy AZ91D. Electrochimica Acta 55 (2010) 3376÷3383.
• [7] Hollstein F., Wiedemann R., Scholz J.: Characteristics of PVD-coatings on AZ31HP magnesium alloys. Surface & Coatings Technology 162 (2003) 261÷268.
• [8] Oskouei R. H., Ibrahim R. N.: Restoring the tensile properties of PVD-TiN coated Al 7075-T6 using a post heat treatment. Surface & Coatings Technology 205 (2011) 3967÷3973.
• [9] Schäfer H., Stock H.-R.: Improving the corrosion protection of aluminium alloys using reactive magnetron sputtering. Corrosion Science 47 (2005) 953÷964.
• [10] Diesselberg M., Stock H.-R., Mayr P.: Corrosion protection of magnetron sputtered TiN coatings deposited on high strength aluminium alloys. Surface & Coatings Technology 177-178 (2004) 399÷403.
• [11] Bujak J., Walkowicz J., Kusiński J.: Influence of the nitrogen pressure on the structure and properties of (Ti, Al)N coatings deposited by cathodic vacuumar PVD process. Surface & Coatings Technology 180-181 (2004) 150÷157.