Ocena odporności na zużywanie powłok PVD/CVD metodą ball-cratering

• Autorzy: Osuch-Słomka E. , Michalczewski R. , Szczerek M.

Warianty tytułu

EN

The evaluation of the wear resistance of PVD/CVD coatings using ball-cratering method

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań odporności na zużycie ścierne wybranych niskotarciowych powłok przeciwzużyciowych. Badania wykonano nową metodą ball-cratering na opracowanym w ITeE - PIB testerze oznaczonym T-20, służącym do wyznaczania zużycia ściernego materiałów stosowanych na węzły tarcia ze szczególnym uwzględnieniem powłok przeciwzużyciowych przeznaczonych na trące elementy maszyn. Badaniom poddano próbki z naniesionymi powłokami niskotarciowymi bazowanymi na węglu a-C:H:W (WC/C) i a-C:H (Dymon-iC) oraz z powłoką mającą w swym składzie dwusiarczek molibdenu MoS2/Ti (MoST). Ślady wytarcia obserwowano przy użyciu optycznego mikroskopu pomiarowego, natomiast głębokości kraterów śladów zużycia zmierzono za pomocą profilometru. Z przeprowadzonych badań zużyciowych wynika, że metoda ball--cratering jest efektywną metodą oceny odporności na ścieranie cienkich powłok niskotarciowych. Powłoki DLC charakteryzowały się wyższą odpornością na zużycie ścierne niż powłoka MoS2/Ti.

EN

In this article the results of research wear resistance of low friction coatings was presented. The abrasive wear test based on the ball-cratering technique has been used to evaluate the wear resistance of PVD/CVD coatings. The research were performed using T-20 testing machine with ball on plate tribosystem. T-20 device is intended for tribological testing of engineering materials and surface coatings. The tested materials wert ranked with regard to wear properties. Linear wear was measured continuously by a displacement transducer, whereas volumetric wear can be calculated after the run on the base of the crater depth measured using a profilometer. To the research chose the carbon based coatings DLC (WC/C - thickness 2,0 žm and Dymon-iC - thickness 1,6 žm) and MoST coating with molybdenum disulphide (MoS2/Ti - thickness 1,2 žm). The Dymon-iC, WC/C and M0S2/ Ti coatings were deposited on WCL (DIN X38CrMoV5-1) polished steel, and several tribological tests were performed in order to evaluate coatings performance. Carbon based WC/C (a-C:H:W type) was deposited by reactivs sputtering method (Physical Vapour Deposition PVD technique). The Dymon-iC (a-C:H type) coating was deposited using a Teer hybrid unbalanced magnetron sputter ion plating/PECVD deposition system (Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition) and molybdenum disulphide based MoST (MoS2/Ti type) deposited in CFUBMSIP (Closed Field Unbalanced Magnetron Sputter Ion Plating) process. The MoST coating didn't reduce wear but the carbon based coating reduced the overall wear dramatically (a principally WC/C coating). The ball-cratering is effective method of evaluation of resistance to abrasion of thin low friction coatings. On the base of the testing of various coatings the authors have concluded that the new test method has a very fast and precision.

Słowa kluczowe

PL

zużycie ścierne; metoda ball-cratering; powłoki niskotarciowe; WC/C; Dymon-iC; MoST

EN

abrasive wear; ball-cratering method; Iow friction coatings; WC/C; Dymon-iC; MoST

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2007
• Tom: nr 3-4
• Strony: 47--58
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Osuch-Słomka E.

autor

Michalczewski R.

autor

Szczerek M.

• Instytut Technologii Eksploatacji - PIB, Zakład Tribologii, ul. K. Pułaskiego 6/10, 26-600 Radom

Bibliografia

• 1. Michalczewski R., Piekoszewski W., Szczerek M., Tuszyński W.: A method for tribological testing of thin hard coatings. Tribotest Journal. 2002, nr 9, s. 117-130.
• 2. Batista J.C.A, Joseph M.C., Godoy C., Matthews A.: Micro-abrasion wear testing of PVD TiN coatings on untreated and plasma nitrided AISI H13 steel. Wear. 249 (2001) s. 971-979.
• 3. Jiang J.C., Meng W.J., Evans A.G., Cooper C.V.: Structure and mechanics of W-DLC coated spur gears. Surface & Coatings Technology, vol. 176, 2003, s. 50-56.
• 4. Amaro R., Martins R., Seabra J., Renevier N.M., Teer D.G.: Molybdenum disulphide/titanium low friction coating for gears application. Tribology International, vol. 38, 2005, s. 423-434.
• 5. Amaro R., Martins R., Seabra J.: MoST coating for gears. W: Current trends in tribology. (red. K. Vercammen, V. Acker, J. Meneve). Raport VTI. VITO, 2004, s. II13-II16.
• 6. Stallard J., Teer D.G.: A study of the tribological behaviour of CrN, Graphit-iC and Dymon-iC coatings under oil lubrication. Surface & Coatings Technology, vol. 188-189, 2004, s. 525-529.
• 7. Michalczewski R.: Charakterystyki tribologiczne cienkich powłok niskotarciowych typu DLC i MoS2 w warunkach tarcia suchego. Zagadnienia Eksploatacji Maszyn. Z. 2 (146), vol. 41, 2006, s. 117-131.