Wpływ temperatury nanoszenia i grubości powłok CrN na ich strukturę i właściwości ochronne

• Autorzy: Warcholiński B. , Jędrzejewski R. , Gilewicz A. , Murzyński D. , Dobruchowska E. , Szparaga Ł. , Ratajski J.

Warianty tytułu

EN

The influence of the deposition temperature and the thickness of the CrN coatings on their structure and protective properties

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy oceniono wpływ temperatury osadzania i grubości powłok CrN na podłożu z azotowanej ulali 42CrMo4 na ich budowę krystaliczną oraz właściwości antykorozyjne. Powłoki o grubościach z zakresu 5- 25 µm formowano w temperaturze 350°C i 450°C. Wykazano, że temperatura procesu osadzania wywiera istotny wpływ na orientację krystalograficzną ziaren w powłoce CrN. W powłoce formowanej w temperaturze 350°C największą intensywność zarejestrowano dla Unii dyfrakcyjnej (220), natomiast w powłoce osadzanej w 450°C największą intensywnością charakteryzowała się orientacja krystalograficzna (111). Powłoki CrN osadzane w 450°C wykazują lepsze właściwości ochronne niż formowane, w temperaturze 350°C, przy czym najwyższą odpornością na korozję elektrochemiczną charakteryzuje się układ podłoże-powłoka CrN o grubości 25 µm.

EN

The aim of this study was to evaluate the influence of the deposition temperature and the thickness of the CrN coatings, which were deposited onto the nitrided 42CrMo4 steel substrate, on their crystalline structure and anti-corrosion properties. The coatings with the thicknesses within the range of 5-25 µm were formed at the temperatures of 350°C and 450°C. It was pointed out that the temperature of the deposition process exerts a significant influence on the crystallographic orientation of the grains inside the CrN coating. In the coating formed at the temperature of 350°C the highest intensity was recorded for the diffraction line (220), while m the coating deposited at the temperature of 450°C the greatest intensity was characteristic for the crystallographic orientation (III). The CrN coatings deposited at the temperature of 450°C show better protective properties than the ones which are formed at the temperature of 350°C, whilst the system with the CrN coating thickness of 25 µm is distinguished by the best resistance to electrochemical corrosion.

Słowa kluczowe

PL

CrN; struktura krystaliczna; odporność korozyjna

EN

CrN; crystalline structure; corrosion resistance

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Mechaniki Precyzyjnej
• Czasopismo: Inżynieria Powierzchni
• Rocznik: 2016
• Tom: nr 1
• Strony: 3--10
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., tab., wykr., rys.

Twórcy

autor

Warcholiński B.

• Politechnika Koszalińska, Wydział Technologii i Edukacji

autor

Jędrzejewski R.

• Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Mechatroniki, Szczecin

autor

Gilewicz A.

• Politechnika Koszalińska, Wydział Technologii i Edukacji

autor

Murzyński D.

autor

Dobruchowska E.

• Politechnika Koszalińska, Wydział Technologii i Edukacji

autor

Szparaga Ł.

• Politechnika Koszalińska, Wydział Technologii i Edukacji

autor

Ratajski J.

• Politechnika Koszalińska, Wydział Technologii i Edukacji

Bibliografia

• [1] Mason R., Neidbalson M., Klingenberg M., Khabra P., Handsy C.: Update on alternatives for cadmium coatings on military electrical connectors. „Met. Finish." 2010, 108, p. 12-20.
• [2] Directive 2002/95/EC of the European Parliament and of the Council.
• [3] Burakowski T.: Rozważania o synergizmie w inżynierii powierzchniowej. Wydawnictwo Politechniki Radomskiej, Radom 2004.
• [4] Betiuk M., Burdyński K., Wach P., Michalski J., Kwiatkowski, L.: Wytwarzanie warstw duplex metodą azotowania gazowego i PAPVD-Arc. „Inżynieria Powierzchni" 2006, 2, s. 63-67.
• [5] Walkowicz J., Smolik J., Tacikowski J.: Optimization of nitrided case structure in composite layers created by duplex treatment on the basis of PVD coating adhesion measurement. „Surf. Coat. Technol." 1999, 116-119, p. 370-379.
• [6] Ohring M.: Materials Science of Thin Films, deposition & structure. Academic Press, San Diego 2001.
• [7] Anders A.: A structure zone diagram including plasma-based deposition and ion etching. „Thin Solid Films" 2010, 518, p. 4087-4090.
• [8] Warcholiński B., Gilewicz A.: Właściwości mechaniczne powłok CrxN. „Inżynieria Powierzchni" 2009, 3, s. 27-33.
• [9] Shan L., Wang Y., Li J., Jiang X., Chen J.: lmproving tribological performance of CrN coatings in sea-water by structure design. „Tribol. Int." 2015, p. 78-88.
• [10] Jehn H.A.: lmprovement of the corrosion resistance of PVD hard coating-substrate systems. „Surf. Coat. Technol." 2000, 125, p. 212-217.
• [11] Uchida H., Inoue S., Koterazawa K.: Electrochemical evaluation of pinhole defects in TIN films prepared by r.f. reactive sputtering. „Mater. Sci. Eng. A" 1997,234-236, 649.
• [12] Ratajski J.: Matematyczne modelowanie procesu azotowania gazowego. Wydawnictwo Politechniki Koszalińskiej, Koszalin 2011.
• [13] Michalski J., Wach P.: Controlled gas nitriding of 40HM and 38HMJ steel. „Engineering & Automation problems" 2012, 1, p. 165-169.
• [14] Cullity B.D.: Elements of X-ray Diffraction. 2nd Ed. Addison-Wesley Publishing Company Inc., London 1978.
• [15] Barret C.S., Massalski T.B.: Structure of Metals. Pergamon Press Oxford, 1980.
• [16] Stern M., Geary A.L.: Electrochemical polarization l. A Theoretical analysis of the Shape of polarization curves. „J. Electrochem. Soc." 1957, 104, p. 56-63.
• [17] PN-EN ISO 8044:2002 Korozja metali i stopów -Podstawowe terminy i definicje.
• [18] Merl D.K., Panjan P., Cekada M., Macek M.: The corrosion behavior of Cr-(C.N) PVD hard coatings deposited on various substrates. „Electrochim. Acta" 2004, 49, p. 1527-1533.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016.