Powłoki (Cr,Si)N/Tin na płytkach frezarskich z węglików spiekanych

• Autorzy: Dąbrowski M. , Morgiel J. , Grzonka J. , Mania R. , Zimowski S.

Warianty tytułu

EN

(Cr,Si)N/TiN coatings on sintered carbide inserts

• Konferencja: Kongres Polskiego Towarzystwa Próżniowego ; Krajowa Konferencja Techniki Próżni (4 ; 8 ; 21-24.09.2008 ; Janów Lubelski, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań warstw (Cr,Si)N/TiN naniesionych na płytkach frezarskich 3- i 4-ostrzowych wykonanych z węglików spiekanych. Warstwę podłożową z TiN nanoszono przy użyciu techniki łukowej. Do nanoszenia warstwy wierzchniej z (Cr,Si)N wykorzystano magnetron. Reaktywne rozpylanie w mieszaninie argonu i azotu prowadzono z targetów wykonanych ze spieków chromowo-krzemowych o zawartości 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0 i 5,0% at. Si. Nanoszenie przeprowadzano w temperaturach 300, 400, 500 i 600°C. Obserwacje mikrostruktury powłok z wykorzystaniem transmisyjnej mikroskopii elektronowej pozwoliły stwierdzić, że warstwa (Cr,Si)N ma silnie zdefektowaną budowę kolumnową o krystalitach o wielkości od 50...100 nm. Nie stwierdzono obecności fazy Si₃N₄ w badanych warstwach. Twardość powłok przy obciążeniu 50 mN przekraczała 20 GPa. Test pracą (skrawano stal trudnoobrabialną 13 HMNF, 330 HB) wykazał prawie dwukrotne wydłużenie czasu eksploatacji płytek z powłokami (Cr,Si)N uzyskanymi z targetów TO.5 oraz T5 w stosunku do tych z powłokami CrN (trzykrotne w odniesieniu do płytek - "fabrycznych"). Bardzo wysoki wzrost odporności na zużycie uzyskano przy toczeniu stali bez chłodzenia. Najwyższy, bo prawie dziesięciokrotny wzrost odporności na zużycie w stosunku do płytek bez naniesionych warstw, wykazały te, które miały powłoki wytworzone z targetu o 5% zawartości Si.

EN

The paper presents results of investigation conducted for (Cr,Si)N/TiN coatings deposited at sintered carbides 3-edge and 4-edge inserts for milling. The base layer of TiN had been deposed using are technique. To obtain the top layer the magnetron had been used. Reactive sputtering in argon-nitrogen mixture had been conducted from chromium-silicon sinter targets with following content of silicon: 0.5,1.0, 2.0, 3.0, 4.0, and 5.0 at.% Si. Deposition had been conducted under different temperatures: 300, 400, 500 and 600°C. Based on observations of the coatings microstructure performed with HREM, it had been found that (Cr,Si)N layer has significantly defected column structure with crystallites of about 50...100 nm. Si₃N₄ phase had not been found in any of investigated layers. Hardness of coatings at 50 mN load exceeded 20 GPa. Working test (machine cutting of cutting-resistant steel 13 HMNF, 330 HB) showed almost double increase of exploitation time for inserts with (Cr,Si)N coatings obtained with TO.5 and T5 targets in comparison to inserts with CrN coatings (triple increase in comparison to "typical" inserts). Significant wear-resistant improvement had been obtained for steel turning without cooling. The highest, even ten times prolonged wear-resistant in comparison to un-coated inserts had been obtained for inserts with coatings produced from targets with 5at.% of Si.

Słowa kluczowe

PL

powłoki; azotek chromu; azotek tytanu (TiN); azotek krzemu; testy pracą

EN

coatings; chromium nitride; titanium nitride; silicon nitride; work testing

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 50, nr 1
• Strony: 66--68
• Opis fizyczny: Bibliogr. 2 poz., wykr.

Twórcy

autor

Dąbrowski M.

autor

Morgiel J.

autor

Grzonka J.

autor

Mania R.

autor

Zimowski S.

• Politechnika Krakowska, Wydział Mechaniczny, Kraków

Bibliografia

• [1] Mania R., Morgiel J., Dąbrowski M., Grzonka J.: Powłoki typu duplex TiN-Si3N4/TiN na węglikach spiekanych. Elektronika, 48 nr 10/2007, ss. 45-46.
• [2] Veprek S., Reiprich S.: A concept for design of novel superhard coatings. Thin Solid Films, 268, (1995) pp. 64-71.