Analiza właściwości nowych grup powłok stosowanych na wysoko obciążone elementy maszyn

• Autorzy: Chronowska K. , Kot M. , Major Ł.

Warianty tytułu

EN

Analysis of the properties of new groups of coatings applied in highly loaded machine components

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono przegląd nowych grup powłok tribologicznych o złożonej mikrostrukturze, nakładanych metodami PVD (Physical Vapour Deposition) oraz CVD (Chemical Vapour Deposition). Zaprezentowano wyniki badań strukturalnych (TEM), mechanicznych i tribologicznych powłok nanokompozytowych nc-Cr2C/a-C:H i wielowarstwowych 16x(Ti/TiN). Właściwości tych nowoczesnych powłok porównano z właściwościami dwóch pojedynczych powłok a-C:H i TiN. Wszystkie powłoki nakładano metodą rozpylania magnetronowego na stali austenitycznej AISI 304. Porównano wartości twardości i modułu sprężystości oraz adhezję do podłoża badaną przy użyciu testu zarysowania. Wyniki badań wykazały możliwość poprawy odporności na zużycie powłok nanokompozytowych i wielowarstwowych w porównaniu z typowymi powłokami stosowanymi obecnie w przemyśle maszynowym.

EN

The paper presents an overview of new groups of tribological coatings with complex microstructure deposited by PVD (Physical Vapour Deposition) and CVD (Chemical Vapor Deposition) techniques. The results of microstructure studies (TEM), mechanical and tribological properties of nanocomposite coatings nc-Cr2C/a-C:H and multilayers 16x(Ti/TiN) were shown. The properties of these modern coatings are compared with the properties of two single coatings a-C:H and TiN. All coatings were deposited by magnetron sputtering on AISI 304 steel substrates. The hardness, elastic modulus and adhesion to the substrate studied by scratch testing were compared. The results showed the possibility of improving the wear resistance of the nanocomposite and multilayer coatings in comparison with conventional single coatings currently used in the machine industry.

Słowa kluczowe

PL

twarde powłoki; twardość; adhezja; zużycie

EN

hard coatings; hardness; adhesion; wear

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Śląskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe. Transport / Politechnika Śląska
• Rocznik: 2014
• Tom: z. 82
• Strony: 41--49
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz.

Twórcy

autor

Chronowska K.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki, 30-065 Kraków, al. Mickiewicza 30

autor

Kot M.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki, 30-065 Kraków, al. Mickiewicza 30

autor

Major Ł.

• Instytut Metalurgii I Inżynierii Materiałowej PAN, Kraków

Bibliografia

• 1. Burakowski T., Wierzchnoń T.: Inżynieria powierzchni metali. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 1995, s. 47-61, 191-219, 449-550.
• 2. Dobrzański L.A, Dobrzańska-Danikiewicz A.D.: Obróbka powierzchni materiałów inżynierski. Open Access Library, 2011, s. 89-136.
• 3. Donnat C., Erdemir A.: Historical developments and new trends in tribological and solid lubricant coating. Surface and Coatings Technology, Vol. 180-181, 2004, p. 76-84.
• 4. EN 1071-3. Advanced technical ceramics - Methods of test for ceramic coatings - Part 3: Determination of adhesion and other mechanical failure modes by a scratch test.
• 5. ISO 14577-1. Metallic materials – instrumented indentation test for hardness and material parameters – Part 1: Test method.
• 6. ISO 20808:2004. Fine ceramics (advanced ceramics, advanced technical ceramics) - Determination of friction and wear characteristics of monolithic ceramics by ball-on-disc method.
• 7. Kot M.: Contact mechanics of coating-substrate systems: single and multilayer coatings. Archives of Civil and Mechanical Engineering, Vol. 12, Issue 4, 2012, p. 464-470
• 8. Kot M., Lacki P.: Contact mechanics of coating-substrate systems: I – Methods of analysis and FEM modeling of nanoindentation tests. Journal of the Balkan Tribological Association, Vol. 18 (2012), p. 598-614.
• 9. Kot M., Moskalewicz T., Wendler B., Rakowski R., Czyrska-Filemonowicz A.: Micromechanical and tribological properties of nc-TiC/a-C nanocomposite coatings. Solid State Phenomena, Vol. 177 (2011), p. 36-46.
• 10. Kot M., Moskalewicz T., Wendler B., Rakowski W., Czyrska-Filemonowicz A.: Solid State Phenomena. Vol. 177 (2011), p. 36-46.
• 11. Lackner J.M., Major Ł., Kot M.: Microscale interpretation of tribological phenomena in Ti-TiN soft-hard multilayer coatings on soft austenite steel substrates. Biulletin of Polish Academy of Sciences. Technical Sciences, Vol. 59/3 (2011), p. 343-355.
• 12. Leyland A., Matthews A.: On the significance of the H/E ratio in wear control: a nanocomposite coating approach to optimized tribological behavior. Wear, Vol. 246 (2000), p. 1-11.
• 13. Michalczewski R.: Właściwości tribologiczne smarowanych wysokoobciążonych elementów maszyn pokrytych cienkimi powłokami niskotarciowymi. Wydawnictwo Naukowe Instytutu Technologii Ekspoatacji, Radom 2012.
• 14. PN-EN 1071-6:2008. Techniczna ceramika zaawansowana  Metody badania powłok ceramicznych. Część 6: Oznaczanie odporności na ścieranie powłok metodą mikrościerania.
• 15. Vepřek S., Vepřek-Heijman M.: Industrial application of superhard nanocomposite coatings. Surface and Coatings Technology, Vol. 202 (2008), p. 5063-5073.