Wpływ powłok Cr, Ti, Cr/Ti na właściwości tribologiczne stali X38CrMo16

• Autorzy: Drabik Szymon , Madej Monika , Piotrowska Katarzyna , Radoń-Kobus Krystyna

Warianty tytułu

EN

Influence of Cr, Ti, Cr/Ti coatings on tribological properties of X38CrMo16 steel

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono badania dotyczące wpływu powłok Cr, Ti, Cr/Ti na właściwości tribologiczne stali X38CrMo16 stosowanej, m.in. do wytwarzania form wtryskowych. Powłoki uzyskano techniką fizycznego osadzania z fazy gazowej PVD. Zwilżalność powierzchni określono za pomocą tensjometru optycznego przy użyciu metody kropli siedzącej. Testy tribologiczne przeprowadzono za pomocą tribometru TRB3 w skojarzeniu trącym kula-tarcza w ruchu posuwisto-zwrotnym w warunkach tarcia technicznie suchego. Przeciwpróbkę w badanych węzłach tarcia stanowiła kulka ze stali 100Cr6. Po testach tarciowo-zużyciowych próbki poddano obserwacjom mikroskopowym. Wartości kątów zwilżania wodą demineralizowaną wskazały, że wszystkie badane powierzchnie charakteryzują się dobrą zwilżalnością. Na podstawie uzyskanych wyników badań tribologicznych stwierdzono, że powłoki charakteryzowały się mniejszymi oporami ruchu oraz zużyciem w porównaniu do stali X38CrMo16, przy czym najmniejsze wartości uzyskano dla powłoki Cr.

EN

In this paper the influence of Cr, Ti, Cr/Ti coatings on tribological properties of X38CrMo16 steel used, among others, for the production of injection molds were examined. The coatings were obtained by the PVD gas phase physical deposition technique. The wettability of the surface was determined by an optical strain gauge using the sedentary drop method. Tribological tests were performed with the TRB3 tribometer in reciprocating ball-disc friction combination under technically dry friction conditions . The counter-sample in the friction nodes tested was a 100Cr6 steel ball. After the friction and wear tests, the samples were subjected to microscopic observations. The values of the wetting angles with demineralized water indicated that all tested surfaces are characterized by good wettability. Based on the resuIts of tribological tests, it was found that the coatings were characterized by Iower resistance to movement and wear with respect to X38CrMo16 steel, with the lowest values obtained for the coating Cr.

Słowa kluczowe

PL

Stal X38CRMO16; powłoka na bazie tytanu; powłoka na bazie chromu; tarcie powłoki; zużycie powłok; zwilżalność powierzchni; forma wtryskowa

EN

X38CRMO16 steel; coating; titanium; chrome; friction; wear; wettability; PVD; injection mold

• Wydawca: AWART MEDIA
• Czasopismo: Obróbka Metalu
• Rocznik: 2024
• Tom: nr 1
• Strony: 40--47
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Drabik Szymon

• Politechnika Świętokrzyska, Wydział Mechatroniki i Budowy Maszyn, al. 1000-lecia PP 7, 8, 25-314 Kielc

autor

Madej Monika

• Politechnika Świętokrzyska, Wydział Mechatroniki i Budowy Maszyn, al. 1000-lecia PP 7, 8, 25-314 Kielc

autor

Piotrowska Katarzyna

• Politechnika Świętokrzyska, Wydział Mechatroniki i Budowy Maszyn, al. 1000-lecia PP 7, 8, 25-314 Kielc

autor

Radoń-Kobus Krystyna

• Politechnika Świętokrzyska, Wydział Mechatroniki i Budowy Maszyn, al. 1000-lecia PP 7, 8, 25-314 Kielc

Bibliografia

• 1. Bobzin K. & others: Injection molding of products with functional surfaces by micro-structured, PVD coated injection molds. Prod. Eng., t. 5, nr 4/2011, pp. 415–422.
• 2. Bobzin K., Nickel R., Bagcivan N., Manz F.D.: PVD-Coatings In Injection Molding Machines for Processing Optical Polymers. Plasma Process. Polym., t. 4, nr S1/2007, s. S144–S149.
• 3. Chen Y.M., Liu J.J.: Cost-effective design for injection molding. Robot. Comput.-Integr. Manuf., t. 15, nr 1/1999, pp. 1–21.
• 4. Gim J., Turng L.S.: A review of current advancements in high surface quality injection molding: Measurement, influencing factors, prediction, and control. Polym. Test., t. 115/2022, p. 107718.
• 5. Griffiths C.A., Dimov S.S., Scholz S.G., Tosello G., Rees A.: Influence of Injection and Cavity Pressure on the Demoulding Force in Micro-Injection Moulding. J. Manuf. Sci. Eng., t. 136, nr 031014/2014.
• 6. Hwang S., Kim I: Injection mold design of reverse engineering using injection molding analysis and machine learning. J. Mech. Sci. Technol., t. 33, nr 8/2019, pp. 3803–3812.
• 7. Khlifi K., Larbi A.B.C.: Investigation of adhesion of PVD coatings using various approaches. Surf. Eng., t. 29, nr 7/2013, pp. 555–560
• 8. Lin L., Tian Y., Yu W., Chen S., Chen Y., Chen W.: Corrosion and hardness characteristics of Ti/TiN-modified Ti6Al4V Allom in marine environment. Ceram. Int., t. 48, nr 23/2022, Part A, pp. 34848–34854.
• 9. Matin I., Hadzistevic M., Hodolic J., Vukelic D., Lukic D.: A CAD/CAE-integrated injection mold design system for plastic products. Int. J. Adv. Manuf. Technol., t. 63, nr 5/2012, pp 595–607.
• 10. Mitterer C. & others: Industrial applications of PACVD hard coatings. Surf. Coat. Technol., t. 163–164/2003, pp. 716–722.
• 11. Movassagh-Alanagh F., Mahdavi M.: Improving wear and corrosion resistance of AISI 304 stainless steel by a multilayered nanocomposite Ti/TiN/TiSiN coating. Surf. Interfaces, t. 18/2020, p. 100428.
• 12. Sasaki T., Koga N., Shirai K., Kobayashi Y., Toyoshima A.: An experimental study on ejection forces of injection molding. Precis. Eng., t. 24, nr 3/2000, pp. 270–273.
• 13. Zhang Z. & others: Tribological Behaviors of Super-Hard TiAlN Coatings Deposited by Filtered Cathode Vacuum Arc Deposition. Materials, t. 15, nr 6/2022.