Zwiększenie trwałości eksploatacyjnej węzłów tarcia przez zastosowanie powłok DLC typu a:C:H oraz a:C:H:W

• Autorzy: Madej M.

Warianty tytułu

EN

Increasing the serviceability of friction pairs by applying a:C:H and a:C:H:W DLC coatings

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań struktury oraz testów triologicznych powłok DLC typu a:C:H oraz a:C:H:W. Powłoki otrzymywano techniką PACVD na elemenach ze stopu Co-Cr-Mo. Analizę struktury powierzchni i jej elementarnego składu oceniano z użyciem mikroskopu skaningowego SEM. Twardość elementów bez powłoki oraz z powłokami a:C:H i a:C:H:W zmierzono z użyciem mikrotwardościomierza Matsuzawa, stosując obciążenie 10 G (HV0,01). Badania odporności materiałów testowych na zużycie tribologiczne przeprowadzono na mikrotribometrze T-23 oraz na aparatach T-01M typu ball-on-disc, w układzie kulka z Al2O3 – tarcza ze stopu Co-Cr-Mo z powłokami DLC, w warunkach tarcia technicznie suchego oraz smarowania roztworem Ringera. Badania tarciowe realizowano również na maszynie T-17, pracującej w skojarzeniu: trzpień–płytka w warunkach tarcia ze smarowaniem roztworem Ringera. Wyniki otrzymane podczas zrealizowanych badań wykazały, że zastosowanie powłok DLC zdecydowanie zwiększa trwałość eksploatacyjną pokrytych powierzchni, przy czym najbardzej stabilnymi parametrami charakteryzują się powłoki typu a:C:H.

EN

The paper discusses the results of structural and tribological tests conducted for a:C:H and a:C:H:W DLC coatings deposited on Co-Cr-Mo specimens using the PACVD process. The structure and morphology of the Co-Cr-Mo substrate and the DLC coating were assessed by means of a scanning electron microscope (SEM). The hardness of specimens with and without a:C:H and a:C:H:W coatings were measured under a load of 10 G applying a Matsuzawa tester (HV 0.01). The resistance of the material to tribological wear was determined by means of a T-23 microscratch tester and a T-01M ball-on-disc tester (the Al2O3 ball and the Co-Cr-Mo disc with DLC coatings) under dry friction conditions and using Ringer’s solution. The friction tests were conducted by employing a T-23 microtribometer under dry friction conditions and a T-17 pin-on-plate tester under lubricated friction conditions and using Ringer’s solution. The results show that the DLC coatings increase the serviceability of the surfaces, with the a:C:H coating characterised by more stable parameters.

Słowa kluczowe

PL

powłoki CVD; powłoki diamentopodobne (DLC); SEM; struktura geometryczna powierzchni SGP; tarcie; zużycie tribologiczne

EN

CVD coatings; DLC coatings; SEM; friction; tribological wear

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2010
• Tom: nr 2
• Strony: 69--86
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Madej M.

• Politechnika Świętokrzyska w Kielcach, Wydział Mechatroniki i Budowy Maszyn, Zakład Tribologii i Materiałów Eksploatacyjnych, al. 1000-Lecia PP 7; 25-314 Kielce,

Bibliografia

• 1. Kamiya M., Tanoue H., Takikawa H., Taki M., Hasegawa Y., Kumagai M., Preparation of various DLC films by T-shaped filtered arc deposition and the effect of heat treatment on film properties, Vacuum 83 (2009) 510 - 514.
• 2. Madej M., Ozimina D., Ocena właściwości powłok DLC stosowanych w układach biotribologicznych, Tribologia 3 (2009) 105-114.
• 3. Madej M., Ozimina D., Zdravecka E., Piekoszewski W., The characterization of diamond-like carbon coatings used for artificial joints, Proc.Intern.Conf. TRIBOCHEMISTRY, Lanzhou - China 2009, 28.
• 4. Michalczewski R., Piekoszewski W., Szczerek M., Metoda i urządzenie do badań tribologicznych materiałów na endoprotezy. Tribologia 5 (2002) 1491-1502.
• 5. Michalski A.J. Fizykochemiczne podstawy otrzymywania powłok z fazy gazowej. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2000.
• 6. Neuville S., Matthews A., A perspective on the optimisation of hard carbon and related coatings for engineering applications, Thin Solid Films 515 (2007)6619-6653.
• 7. Ozimina D., Przeciwzużyciowe warstwy wierzchnie w układach tribologicznych, Monografia nr 33, Wyd. PŚk, Kielce 2002.
• 8. Trava-Airoldi V.J., Bonetti L.B., Capote G., Santos L.V., Corat EJ.: A comparison of DLC film properties obtained by r.f. PACVD, IBAD, and enhanced pulsed-DC PACVD, Surface & Coatings Technology 202 (2007) 549-554.
• 9. Robertson J., Diamond-like amorphus carbon, Materials Science Engineering 3(2002) 129-281.
• 10. Vojs M., Zdravecka E., Marton M., Bohac P., Franta L., Vesely M., Properties of amorphous carbon layers for bio-tribological applications, Microelectronics Journal 40,3 (2009) 650-653.