Structure and properties of the wear resistant coatings obtained in the PVD and CVD processes on tool ceramics

• Autorzy: Dobrzański L.A. , Pakuła D.

Warianty tytułu

PL

Struktura i własności przeciwzużyciowych powłok otrzymanych w procesach PVD i CVD na ceramice narzędziowej

• Konferencja: Advanced Materials and Technologies, AMT'2004 : XVII Physical Metallurgy and Materials Science Conference (XVII; 20-24.06.2004; Łódź, Polska)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents investigation results of structure and functional properties of the hard wear resistant coatings obtained in the PVD and CVD processes on the Si3N4 nitride tool ceramics. Examinations of coatings structures were made on the scanning electron microscope (SEM), microhardness tests, coating adhesion to the substrate with the ,,scratch test", and the coatings abrasive resistance ,,pin-on-disc" test. Machining tests results and roughness tests results for the machined grey cast iron surface are also presented. The research carried out proved that depositing the hard, anti wear, multilayer coatings based on the Al2O3 and TiN layers onto the Si3N4 nitride tool ceramics with the PVD method results in obtaining better functional properties like extension of the cutting tool life, than in case of the uncoated nitride ceramics or coated with the PVD coatings and some CVD ones.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań struktury i własności użytkowych twardych przeciwzużyciowych powłok otrzymanych w procesach PVD i CVD na narzędziowej ceramice azotkowej Si3N4. Wykonano badania struktury powłok w skaningowym mikroskopie elektronowym (SEM), badania mikrotwardości, przyczepności powłok do podłoża metodą "scratch test" oraz odporności na zużycie ścierne powłok metodą "pin on disc". Przedstawiono również wyniki testów skrawania oraz wyniki chropowatości obrobionej powierzchni żeliwa szarego. W wyniku przeprowadzonych badań wykazano, że nanoszenie na powierzchnię badanej azotkowej ceramiki narzędziowej Si3N4 metodą CVD twardych, przeciwzużyciowych, wielowarstwowych powłok bazujących na warstwach Al2O3 i TiN powoduje uzyskanie lepszych własności użytkowych, określonych przez wydłużenie okresu trwałości ostrza skrawającego, od własności użytkowych ceramiki azotkowej niepokrywanej oraz pokrytej powłokami PVD i wybranymi powłokami CVD.

Słowa kluczowe

PL

ceramika narzędziowa; powłoka PVD; powłoka CVD; powłoka przeciwzużyciowa

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2004
• Tom: R. XXV, nr 3
• Strony: 568--571
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Dobrzański L.A.

• Institute of Engineering Materials and Biomaterials, Silesian University of Technology, Gliwice

autor

Pakuła D.

• Institute of Engineering Materials and Biomaterials, Silesian University of Technology, Gliwice

• Institute of Engineering Materials and Biomaterials, Silesian University of Technology, Gliwice

Bibliografia

• [1] Dobrzański L.A.: Fundamentals of Materials Science and Physical Metallurgy. Engineering Materials with Fundamentals of Materials Design, WNT, Warszawa, 2002 (in Polish).
• [2] Dobrzański L.A., Pakuła D., Pancielejko M.: lnvestigation of properties of the si^ru nitride tool ceramics covered with hard surface layers in the process of CVD and PVD, Proc. 7th International Research/Expert Conference "Trends in the Development of Machinery and Associated Technology", TMT 2003, Lloret de Mar, Barcelona, Spain, 2003, 213-216.
• [3] Kwaśny W., Kriż A., Dobrzański L. A.: Tribological properties of thin layers coated in magnetron sputtering process PVD on the HSS substrate, Proceedigs of the XXVIII School of Materials Engineering, Kraków-Szczawnica, 2000, 421-424 (in Polish).
• [4] Hogmark S., Jacobson S., Larsson M.: Design and evaluation of tribological coatings, Wear, 246, 2000, 20-33.
• [5] Holmberg K., Mathews A., Tribological properties of metallic and ceramic coatings, chapter 23. CRC Press LLC, 2001.
• [6] Dobrzański L.A., Pakuła D., Gołombek K., Mikuła J.: Structure and properties of the TiAlSiN coating obtained in the PVD process on inserts from the Si3N4 nitride ceramics, llth Scientific International Conference „Achievements in Mechanical and Materials Engineering" AMME'2002, Gliwice-Zakopane, 2002, 131-134. (in Polish)
• [7] Dobrzański L.A., Pakuła D., : Tribological properties of the PVD and CVD coatings put down onto the nitride tool ceramics, 12th Scientific International Conference „Achievements in Mechanical and Materials Engineering" AMME'2003, Gliwice-Zakopane, 2003, 267-270.
• [8] Grzesik W., Żalisz Z., Niesiony P.: Friction and wear testing of multilayer coatings on carbide substrates for dry machining applications, Surface and Coatings Technology, 155, 2002, 37-45.
• [9] Wysiecki M., Contemporary Tool Materials, WNT, Warszawa, 1997. (in Polish)