AlSi alloys for magnetron deposition of the coatings on car exhaust muffers – forecast of technological wear

• Autorzy: Kucharska B. , Wróbel-Knysak A. , Bąkowski A.

Warianty tytułu

PL

Stopy AlSi do osadzania powłok na tłumiki samochodowe metodą magnetronową – prognoza zużycia technologicznego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the production of car exhaust system parts, for protection against corrosion and high-temperature oxidation, alumina and AlSi alloy hot-dip coatings are currently especially effective. The authors of this study are conducting investigations into the application of AlSi alloys made by the traditional casting technology to the fabrication of AlSi PVD coatings by the magnetron sputtering method. For the purposes of the present study, three discs of AlSi alloys were subjected to magnetron sputtering. The assessment of the wear of the discs was made by microscopic observations, by mapping the geometric features and roughness of the disc surface with a profilometer, and by making the statistical analysis of the results by the bootstrap method. A similar degree of wear of discs made of all the examined alloys, expressed as the depth of losses, was shown. It was also fund that the surface of discs of alloys with a higher silicon content was characterized by a lower roughness compared to the AlSi7 alloys. The wear rate of discs in the PVD process was estimated at approx. 150 μm/h.

PL

W produkcji detali układów wydechowych w celu ich ochrony przed korozją i przed wysokotemperaturowym utlenianiem szczególnie skuteczne są ogniowe powłoki aluminiowe i ze stopów AlSi. Autorzy pracy prowadzą badania nad aplikacją stopów AlSi wykonanych tradycyjną technologią odlewania, do wytwarzania powłok PVD metodą magnetronowego rozpylania. Na potrzeby niniejszej pracy rozpylaniu magnetronowemu poddano trzy tarcze ze stopów AlSi. Oceny zużycia tarcz dokonano w obserwacjach mikroskopowych, poprzez odwzorowanie profilometrem geometrycznych cech powierzchni tarcz i chropowatości oraz analizie statystycznej wyników metodą bootstrap. Wykazano podobny stopień zużycia tarcz ze wszystkich stopów wyrażony głębokością ubytków oraz że powierzchnia tarcz ze stopów z większym stężeniem krzemu cechowała mniejsza chropowatość w porównaniu do stopy AlSi7. Szybkość zużycia tarcz w procesie PVD oceniono na ok. 150 μm/h.

Słowa kluczowe

EN

magnetron sputtering; aluminizing; Al-Si coatings; car exhaust silencers

PL

rozpylanie magnetronowe; aluminiowanie; powłoki Al-Si; tłumik samochodowy

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2017
• Tom: nr 5
• Strony: 23--27
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., wykr., wz.

Twórcy

autor

Kucharska B.

• Czestochowa University of Technology, Faculty of Production Engineering and Materials Technology, al. Armii Krajowej 19, 42-200 Częstochowa, Poland

autor

Wróbel-Knysak A.

• Kielce University of Technology, Faculty of Mechatronics and Mechanical Engineering, al. Tysiąclecia Państwa Polskiego 7, 25-314 Kielce, Poland

autor

Bąkowski A.

• Kielce University of Technology, Faculty of Mechatronics and Mechanical Engineering, al. Tysiąclecia Państwa Polskiego 7, 25-314 Kielce, Poland

Bibliografia

• 1. AK Steel, Product Data Bulletin, Aluminized Steel Type 1 Stainless 409 and 439, http://www.aksteel.com, 14.07.2016.
• 2. Miller W. S., Zhuang L., Bottema J.: Recent development in aluminium alloys for the automotive industry, Materials Science and Engineering, A 280, 2000, pp. 37–49.
• 3. Ozimina D.: Przeciwzużyciowe warstwy wierzchnie w układach tribologicznych, Wydawnictwo Politechniki Świętokrzyskiej, 2002.
• 4. Kondratiuk J., Kuhn P.: Tribological investigation on friction and wear behaviour of coatings for hot sheet metal forming, Wear, vol. 270, 2011, pp. 839–849.
• 5. Lipiński T.: Zużycie ścierne stopu AK9 po obróbce modyfikatorem homogenicznym, Problemy Eksploatacji, 1, 2006, pp. 97–103.
• 6. Żaba K.: The influence of annealing temperature and time on the structure and features of the Al-Si coatings on steel sheets, purposed for pressured welded pipes applied in exhaust systems, Archives of Civil and Mechanical Engineering, vol. 9, nr 2, 2009, pp. 145–152.
• 7. Kucharska B., Wróbel A.: The effect of the T6 heat treatment on the surface structure and oxide layer of an Al-Si coat, Optica Applicata, vol. 39, no. 4, 2009, pp. 889–896.
• 8. Swadźba L., Maciejny A., Mendala B., Moskal G., Jarczyk G.: Structure and resistance to oxidation of an Al-Si diffusion coating deposited by Arc-PVD on TiAlCrNb alloy, Surface and Coatings Technology 165, 2003, pp. 273–280.
• 9. Miernik K.: Działanie i budowa magnetronowych urządzeń rozpylających, Wyd. Instytutu Technologii i Ekspoloatacji, Radom 1977.
• 10. Wendler B. G.: Functional coatings by PVD and CVD methods, Ed. Institute for Sustainable Technologies – National Research Institute, Radom 2011.
• 11. SEMICORE Complete solutions for Standard and Castom Vacuum Deposition, www.semicore.com/reference/sputtering-yields-reference, 14.07.2016.
• 12. Politis D. N., Romano J. P.: The stationary bootstrap, Journal of American Statistical Association, no. 89, 1994, pp. 1303–1313.
• 13. Bąkowski A., Radziszewski L.: Determining selected diesel engine combustion descriptors based on the analysis of the coefficient of variation of in-chamber pressure, Bulletin of the Polish Academy of Sciences Technical Sciences, 63(2), 2015, pp. 456–464.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).