Właściwości twardych powłok AlCrTiN/TiN osadzanych na podłożach ze stopu magnezu AZ91D metodą łukowo-próżniową z zastosowaniem pulsacyjnej polaryzacji podłoża

Bujak, J.; Słomka, Z.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Właściwości twardych powłok AlCrTiN/TiN osadzanych na podłożach ze stopu magnezu AZ91D metodą łukowo-próżniową z zastosowaniem pulsacyjnej polaryzacji podłoża

Autorzy

Bujak J. , Słomka Z.

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

Pobierz

Identyfikatory

Warianty tytułu

The properties of AlCrTiN/TiN hard coatings deposited on an AZ91D magnesium alloy by the cathodic arc deposition method using a pulse bias voltage

Języki publikacji

Abstrakty

W artykule przedstawiono wyniki badania wpływu pulsacyjnej polaryzacji podłoża na wybrane właściwości wielowarstwowych powłok AlCrTiN/TiN, osadzanych metodą łukowo-próżniową na stopie odlewniczym o obniżonej odporności termicznej. Analiza wyników wykazała, że powłoki AlCrTiN/TiN osadzone na stopie AZ91D z zastosowaniem pulsacyjnej polaryzacji podłoża charakteryzują się - w porównaniu z powłokami wytworzonymi z wykorzystaniem stałego ujemnego napięcia polaryzacji - porównywalną lub wyższą twardością, adhezją oraz mniejszym zdefektowaniem powierzchni. Ponadto wykorzystanie pulsacyjnego napięcia polaryzacji pozwala obniżyć temperaturę pokrywanych podłoży nawet o 20%.

The authors present the results of testing an effect of pulse bias voltage on the selected properties of the multilayer AlCrTiN/TiN coatings, which were deposited by the cathodic arc process on a cast magnesium alloy having a lowered thermal resistance. The analysis of the results obtained shows that the AlCrTiN/TiN coatings deposited on the AZ91D alloy using a pulse bias voltage have a similar or higher hardness and adhesion also fewer surface defects when compared to coatings deposited applying a dc negative bias voltage. Moreover, for the cathodic arc deposition using pulse bias voltage, the temperature of the substrate can be reduced by even up to 20%.

Słowa kluczowe

pulsacyjna polaryzacja podłoży powłoki wielowarstwowe AlCrTiN/TiN metoda łukowo-próżniowa morfologia chropowatość właściwości mechaniczne adhezja

pulse bias voltage multilayer AlCrTiN/TiN coatings cathodic arc deposition method morphology roughness mechanical properties adhesion

Wydawca

Wydawnictwo Naukowe Instytutu Technologii Eksploatacji - Państwowego Instytutu Badawczego

Czasopismo

Problemy Eksploatacji

Rocznik

2013

Tom

nr 1

Strony

113--125

Opis fizyczny

Bibliogr. 19 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Bujak J.

Instytut Technologii Eksploatacji - PIB, Radom

autor

Słomka Z.

Instytut Technologii Eksploatacji - PIB, Radom

Bibliografia

1. Thornton J.A.: Influence of apparatus geometry and deposition conditions on the structure and topography of thick sputtered coatings, J. Vac. Sci. Technol., 11 (1974) 666.
2. Messier R., Giri A.P., Roy R.A.: Revised structure zone model for thin films physical structure, J. Vac. Sci. Technol., A2 (2) (1984) 500.
3. Griepentrog M., Mackrodt B., Mark G., Linz T.: Properties of TiN coatings prepared by unbalanced magnetron sputtering and cathodic arc deposition using a uni- and bipolar pulsed bias voltage, Surf. Coat. Technol. 74-75 (1995) 326.
4. Tacikowski M., Rudnicki J., Walkowicz J., Wierzchoń T.: Odporność na zużycie przez tarcie azotowanych jarzeniowo powłok chromu na stopie magnezu typu Mg-Al-Zn. Inżynieria Powierzchni, 4 (2007) 18-23.
5. Michalczewski R., Tuszyński W., Szczerek M.: Zastosowanie powłok DLC do zwiększania odporności na zacieranie kół zębatych smarowanych olejem ekologicznym, Inżynieria Powierzchni, 3 (2008) 49-57.
6. Guoqiang L., Xiao B., Chuang D., Lishi W.: Substrate temperature calculation for pulsed bias arc ion plating, Surface & Coatings Technology, 194 (2005) 325-329.
7. Olbrich W., Fessmann J., Kampschulte G., Ebberink J.: Improved control of TiN coating properties using cathodic arc evaporation with a pulsed bias, Surf. Coat. Technol., 49 (1991), pp. 258-262.
8. Huang M.D., Sun C., Lin G.Q., Dong C., Wen L.S.: Mechanical property of low temperature deposited TiN film by pulsed biased arc ion plating, Acta Metallurgica Sinica, 39, 5 (2003) 516.
9. Zhao Y., Wang X., Ciao J., Yu B., Li F.: Ti-Cu-N hard nanocomposite ﬁlms prepared by pulse biased arc ion plating, Applied Surface Science, 258 (2011) 370-376.
10. Lugscheider E., Knotek O., Loffter F., Barimani C., Guerreiro S., Zimmermann H.: Deposition of arc TiA1N coatings with pulsed bias, Surface and Coatings Technology 76-77 (1995) 700-705.
11. Wei Y., Gong Ch.: Effects of pulsed bias duty ratio on microstructure and mechanical properties of TiN/TiAlN multilayer coatings, Applied Surface Science 257 2011 7881-7886.
12. Huang R.F., et al.: Wear-resistant multilayered diamond-like carbon coating prepared by pulse biased arc ion plating, Diam. Relat. Mater., 10 (2001) 1850-1854.
13. Wan X.S., Zhao S.S., Yang Y., Gong J., Sun C.: Effects of nitrogen pressure and pulse bias voltage on the properties of Cr-N coatings deposited by arc ion plating, Surf. Coat. Technol., 204 (2010) 1800-1810.
14. Zhang M., Lin G.Q., Lu G.Y., Dong C., Kim K.H.: High-temperature oxidation resistant (Cr, Al)N films synthesized using pulsed bias arc ion plating, Appl. Surf. Sci., 254 (2008) 7149-7154.
15. Li S., Song J., Zhou C., Gong S., Han Y.: Microstructure evolution of NiCoCrAlY overlay coating for Ni3Al based alloy IC6 turbine vane during long term engine test, Intermetallics 13 (2005) 309-314.
16. Zhao Y., Lin G., Xiao J., Du H., Dong C., Gao L.: Ti/TiN multilayer thin films deposited by pulse biased arc ion plating, Appl. Surf. Sci., 257 (2011), pp. 2683-2688.
17. Wang Y.Y., Wong M.S., Chia W.J., Rechner J., Sproul W.D.: Synthesis and characterization of highly textured polycrystalline AlN/TiN superlattice coatings, J. Vac. Sci. Technol. A, 16 (1998) 3341-3347.
18. Plasma processing for VLSI ed. N.G. Einspruch, D.M. Brown, Academic Press INC 1984.
19. Michalski A.J.: Fizykochemiczne podstawy otrzymywania powłok z fazy gazowej, Oficyna Wyd. PW Warszawa 2000.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-c0e36389-5a89-45db-b5ca-d4ba7f398d65