Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Evaluation of TiN Coating Properties Deposited on HS6-5-2C Steel

Kowalczyk Joanna

Tribologia

|

2020

|

nr 3

23--31

EN

The article presents selected properties of TiN coating on HS6-5-2C steel by Physical Vapour Deposition (PVD). The coating thickness was measured with a Calotest, and its hardness was measured with a nanohardness tester. Tribological parameters were determined, namely, the coefficient of friction and linear wear on the TRB3 tester operating in a ball-on-disk sliding friction pair. The disc was made of HS6-5-2C steel with a TiN coating and the ball of 100Cr6 steel without coating and with a-C:H coating, with Al2O3. The tests were performed under technically dry friction conditions. The coating structure observations were made using a scanning microscope, and the analysis of the geometric structure of samples, before and after tribological tests, were performed with an optical profile measurement gauge. The test results showed that the lowest linear wear was obtained for friction pairs with an Al2O3 ball and a steel ball with a-C:H coating applied.

PL

W artykule przedstawiono wybrane właściwości powłoki TiN osadzonej na stali HS6-5-2C techniką fizycznego osadzania z fazy gazowej PVD. Zmierzono grubość powłoki przy użyciu Calotestera oraz jej twardość za pomocą nanotwardościomierza. Określono parametry tribologiczne, a mianowicie współczynnik tarcia i zużycie liniowe na testerze TRB3 pracującym w skojarzeniu trącym kula–tarcza w ruchu ślizgowym. Tarcza wykonana była ze stali HS6-5-2C z powłoką TiN, a kula ze stali 100Cr6 bez i z naniesioną powłoką a-C:H, z Al2O3. Badania wykonano w warunkach tarcia technicznie suchego. Obserwacje struktury powłoki zrealizowano przy użyciu mikroskopu skaningowego, a analizę struktury geometrycznej powierzchni próbek przed i po testach tribologicznych wykonano profilometrem optycznym. Wyniki badań wskazały, że najmniejsze zużycie liniowe uzyskano dla par trących z kulą wykonaną z Al2O3 oraz stalową z naniesioną powłoką a-C:H.

2

Microstructure and Mechanical Properties of Amorphous Hydrogenated DLC-Coated Ti-6Al-4V ELI Alloy with TiCN Interlayer Prepared by rf-PECVD

Lee Kwangmin, Kang Seokil

Archives of Metallurgy and Materials

|

2020

|

Vol. 65, iss. 4

1357--1360

EN

The low adherence of diamond-like carbon (DLC) films on titanium (Ti) alloys can be improved by using interlayer coatings. In this study, DLC (a-C:H) films were deposited using radio-frequency plasma-enhanced chemical vapor deposition (rf-PECVD), and a TiCN interlayer was applied between the extra low interstitial (ELI) grade of Ti-6Al-4V alloy and a-C:H film. The characteristics of the a-C:H-coated Ti-6Al-4V ELI alloy were investigated using field emission scanning electron microscopy, Vickers hardness, and scratch and wear tests. The DLC (a-C:H) films deposited by rf-PECVD had a thickness of 1.7 μm, and the TiCN interlayer hada thickness of 1.1 μm. Vickers hardness of the DLC (a-C:H) films were increased as a result of the influence of the TiCN interlayer. The resulting friction coefficient of the a-C:H-coated Ti-6Al-4V with the TiCN interlayer had an extremely low value of 0.07.

3

Corrosion Resistance of Nitrogen-Doped DLC Coatings Produced in Glow Discharge Conditions on Nitrided Austenitic Steel

Borowski T., Spychalski M., Rożniatowski K., Kulikowski K.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2020

|

Vol. 65, iss. 3

1141--1146

EN

Nitrogen-doped DLC (diamond-like carbon) coatings were produced on 316L nitrided austenitic steel in direct current and pulsed glow discharge conditions. The chemical composition, surface topography, hardness and corrosion resistance of the obtained carbon coatings were examined. The coatings varied in surface morphology, roughness and hardness. Direct current glow discharge made it possible to produce a coating characterized by lower hardness, greater thickness and higher nitrogen content. The coating featured improved corrosion resistance and adhesion compared to coatings produced in the pulsed process.

4

Investigation of tribological properties of CarbonX coating deposited on 100Cr6 steel

Vicen Martin, Bronček Jozef, Nový František

Production Engineering Archives

|

2019

|

Vol. 25

52--55

EN

The article deals with a reduction of friction coefficient of bearing steel 100Cr6. Reduction of friction was achieved by means of a CarbonX DLC coating. The coating exhibited excellent friction and mechanical properties. This coating was applied to samples made of 100Cr6 bearing steel. The friction results of the CarbonX coating were compared to the friction results of the 100Cr6 bearing steel. Reducing the friction of 100Cr6 bearing steel resulted in reduced wear and increase lifetime. The friction process of the samples will take place in an environment without lubrication. The aim of the article is to verify the behaviour of the DLC coating without the presence of lubricant in the friction node. The achieved results are to be interpreted in the conclusion of article.

5

On the use of acoustic emission to assess the wear in a tribosystem

Kekez Michał, Desaniuk Tomasz, Duszczyk Jurek, Ozimina Dariusz

Journal of Machine Construction and Maintenance - Problemy Eksploatacji

|

2019

|

no. 2

99--103

EN

The article focuses on the analysis of acoustic emission signals generated under dry sliding friction conditions. Two tests were conducted using a TRB3 tribometer with the disc made of 100Cr6 steel with a DLC coating, and pin made of corundum (Al2O3) and steel 100Cr6, respectively. Two tests with the disc without DLC coating were also carried out. The audio data written in the 16-bit linear pulse-code modulation (LPCM) format were analysed using the SpectraPLUS software. An A-weighting filter and 1/1 and 1/3-octave band filters were used for sound level measurements. The analysis of the equivalent sound level calculated for 10-second time intervals was carried out. The highest A-weighted sound level occurred during the first 2 hours of the test with the disc having a DLC coating and pin made of 100Cr6 steel. At the end of this test, the sound level dropped by about 40 dB compared to the maximum. The lowest A-weighted sound level was recorded during the last 2 hours of the test with disc having a DLC coating and pin made of corundum. The time-dependent variability of sound parameters was predicted using the regression tree and random forest models, which proved to be accurate and easy to follow.

PL

W pracy przedstawiono analizę dźwięku zarejestrowanego podczas tarcia technicznie suchego w ruchu ślizgowym. Dwa testy przeprowadzono na tribometrze TRB3 dla próbek wykonanych ze stali 100Cr6 z powłoką DLC i przeciwpróbek wykonanych odpowiednio z korundu (Al2O3) i stali 100Cr6. Przeprowadzono również dwa testy dla próbek bez powłoki DLC. Dźwięk został zarejestrowany w standardzie 16-bitowego liniowego PCM, a następnie poddany analizie w programie SpectraPlus. Dla kolejnych chwil czasu wyznaczono wartości poziomu dźwięku A, a także poziomy dźwięku w wybranych pasmach oktawowych i 1/3-oktawowych. Przeprowadzono analizę równoważnego poziomu dźwięku obliczonego dla 10-sekundowych odcinków czasu. Najwyższy poziom dźwięku A występował podczas pierwszych 2 godzin testu próbki z powłoką DLC i przeciwpróbki wykonanej ze stali 100Cr6. Pod koniec tego testu poziom dźwięku spadł o około 40 dB względem dotychczasowego maksimum. Najniższy poziom dźwięku A zanotowano podczas ostatnich 2 godzin testu, w którym próbka miała powłokę DLC, a przeciwpróbka była wykonana z korundu. Utworzono modele opisujące zmienność w czasie wybranych parametrów dźwięku, oddzielnie dla każdej próbki. Do utworzenia modeli zastosowano drzewa regresji oraz Random Forest. W pracy zamieszczono analizę dokładności i przejrzystości otrzymanych modeli.

6

The Influence of Silicon-Doped Diamond-Like Carbon Coating on the Wear of Ionic Liquid Lubricated Friction Pairs

Milewski K., Madej M., Kowalczyk J., Ozimina D.

Tribologia

|

2018

|

nr 6

97--106

EN

This article reports the results of the study of an a-C:H:Si coating doped with silicon and produced by chemical deposition (PACVD). The effect of the coating on the tribological behaviour of IL-lubricated friction pairs was evaluated. The properties of the 100Cr6 steel specimens with and without the coating were compared. Scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive X-ray (EDX) analysis were used for imaging the morphology of the coating surfaces and cross-sections and for identifying the elements in the coating composition. The contact angle of the investigated surfaces was measured with an optical tensiometer. Friction tests were performed on a ball-on-disc tribometer under dry friction and when lubricated with trihexyltetradecylphosphonium bis(trifluoromethylsulfonyl) amide ionic liquid. The geometrical structure of the surfaces before and after the tribological tests was measured using an optical profilometer. The ionic liquid used with the silicon-doped diamond-like coating under friction conditions reduced the coefficient of friction and wear. The results obtained from the tests and analysis allow for the conclusion that the use of DLC coatings a-C:H:Si lubricated with trihexyltetradecylphosphonium Bis(trifluoromethylsulfonyl) amide contributes towards the improvement of tribological properties of sliding surfaces under friction.

PL

Artykuł poświęcony jest badaniom powłoki diamentopodobnej domieszkowanej krzemem typu a-C:H:Si uzyskanej w procesie chemicznego osadzania z fazy gazowej wspomaganego plazmą PACVD. Ocenie poddano wpływ powłoki na właściwości tribologiczne węzłów tarcia smarowanych cieczą jonową (Ionic Liquid) IL. W analizie porównano próbki ze stali 100Cr6 bez powłoki oraz pokryte powłoką diamentopodobną. Przy użyciu skaningowego mikroskopu elektronowego SEM (Scanning Electron Microscopy) wyposażonego w mikroanalizator rentgenowski EDS (X-ray Energy Dispersive Spectroscopy), zobrazowano morfologię powierzchni powłok, ich przekroje poprzeczne oraz dokonano identyfikacji pierwiastków wchodzących w skład powłoki. Wykonano również pomiary kąta zwilżania badanych powierzchni na optycznym tensjometrze. Badania tarciowe przeprowadzono na tribotesterze pracującym w skojarzeniu trącym kula–tarcza w warunkach tarcia technicznie suchego oraz z zastosowaniem smarowania cieczą jonową triheksyltetradecylphosphonium bis(triffluoromethylsulfonyl) amide. Charakterystykę struktury geometrycznej próbek przed oraz po badaniach tribologicznych przeprowadzono na profilometrze optycznym. Wyniki badań wskazały, że użyta ciecz jonowa w skojarzeniu trącym z powłoką diamentopodobną domieszkowaną krzemem wpłynęła na zmniejszenie współczynnika tarcia oraz zużycia. Otrzymane wyniki wskazują, że zastosowanie powłok diamentopodobnych typu a-C:H:Si smarowanych triheksyltetradecylphosphonium bis(triffluoromethylsulfonyl) amidem sprzyja poprawie właściwości tribologicznych węzłów tarcia w ruchu ślizgowym.

7

Hybrid surface layers, made by nitriding with DLC coating, for application in machine parts regeneration

Kula P., Dybowski K., Lipa S., Batory D., Sawicki J., Wołowiec E., Klimek L.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2013

|

Vol. 60, nr 1

32--37

EN

Purpose: The article presents a concept of a hybrid layer, consisting of a gradient layer and anti-wear coat, intended for machine parts regeneration. Design/methodology/approach: The essence of method lies in the use of universal replacement material and its surface processing, which increases the hardness of the part that is being regenerated. The study was conducted on a material covered with a layer made of vacuum-nitraded padding weld of 17CrNi6-6, followed by an anti-wear DCL carbon coat. The morphology of thus created layers and their wear strength has been examined and their utility value has been evaluated. Findings: The hybrid layers under study have been found to improve the machine parts strength, while at the same time reducing frictional resistance, reducing the adhesion forces of the elements in contact and improving the corrosion resistance. Research limitations/implications: The method provides for making use of a versatile restoration material, which subsequently enables application of specific surface processing to improve the durability of the part being regenerated. Practical implications: It is a new concept of a hybrid layer, intended for machine parts regeneration.

8

Badania zużycia powłok DLC w skojarzeniu kula-tarcza obrotowa ("ball-on-disk")

Druet K.

Tribologia

|

2010

|

nr 4

67-76

PL

W Katedrze Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn PG opracowano metodę badania powłok DLC oraz innych (ceramicznych) w układzie kula–płaska powierzchnia obrotowej tarczy ("ball-on-disk"). Układ badawczy składa się z kuli osadzonej w popychaczu łożyskowanym tocznie, poprzez który wywierana jest siła docisku próbek. Kula dociskana jest od góry do płaskiej powierzchni obrotowej tarczy – próbki dolnej (o pionowej osi obrotu). Próbka dolna osadzona jest wraz z pojemnikiem smaru na wyjściowym czopie przekładni napędzanej silnikiem o regulowanej prędkości obrotowej. Stanowisko służy do wywoływania procesu zużycia modelowego skojarzenia, przy czym oceny ilościowej i jakościowej zużycia dokonuje się za pomocą mikroskopu optycznego wyposażonego w kamerę cyfrową. Przykładowe efekty zastosowania metody w pracach badawczych zilustrowano wynikami uzyskanymi dla powłok DLC modyfikowanych chromem albo tytanem, badanych przy smarowaniu wodą destylowaną albo 0,9% wodnym roztworem NaCl. Badania prowadzono w temperaturze otoczenia przy maksymalnym nacisku w styku kula–powierzchnia płaska 1 GPa (wg wzoru Hertza) oraz przy średniej prędkości ślizgania 0,08 m/s. Większą odpornością na zużycie wykazały się powłoki zawierające tytan; zastosowanie smarowania 0,9% wodnym roztworem NaCl radykalnie przyspieszało zużywanie się obu powłok.

EN

A method for tribological testing of DLC coatings was developed. The method is based on "ball-on-disk" tests and ex–post inspection by optical microscopy for qualitative and quantitative determination of the specimen wear. A DLC coated stainless (AISI 440-C steel) ball (O 10 mm) is sliding under load on a DLC coated face of stainless (3H13 steel) rotating disk. The method is based on the adapted TST-1 rotating sliding tribometer. Ultra thin coatings were tested, particularly DLC modified with chromium or titanium additive. Sliding contacts were lubricated either with distilled water or with an aqueous solution of NaCl. Tests were carried out under the following conditions: - Sliding velocity constant, 0.08 m/s; - Mean radius of friction path 7 mm; - Lubricant bath temperature ambient temperature; and, - Nominal surface pressure (Hertz theorem) 1 GPa. The course of wear of the DLC coating deposited on the specimen was evaluated quantitatively by optical microscope photography. The amount of wear was assessed as the surface area of the wear mark on the spherical specimen. The kinetics of wear was analysed as the wear mark surface area versus time (i.e. sliding distance). Good curve fitting for experimental data was obtained for the example with a logarithmic fit. The experimental data are indicative of better wear resistance of DLC modified with titanium than DLC modified with chromium; whereas, the NaCl content in water considerably accelerates of wear process.

9

Modification of surface films on chromium-nickel-molybdenum steel implants used in orthopaedics and traumatology

Marciniak J.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2010

|

Vol. 43, nr 1

108-116

EN

Purpose: the paper is to characterize stainless steel of modyfied sufrace as a material used in orthopaedics and traumatology on the example of LCP (Locking Compression Plate) used in long bones treatment. Design/methodology/approach: In order to reach the goal biomechanical analyses, both numerical and experimental, were carried out. The results of the analyses are the basis for selecting geometrical features of a plate stabiliser and biomaterial mechanical properties. The degree of stress and deformation also determines areas where corrosion can start to develop. Chromium-nickel-molybdenum steel widely applied for making implants used in orthopaedics and traumatology was selected for testing implant surface modification. Passive and passive-carbon films were formed on the implants. The structure of the created films was tested together with their susceptibility to deformation and resistance to corrosion. Findings: It was shown that formation of passive-carbon DLC coatings is an effective method of increasing steel resistance to pitting, crevice and stress corrosion and of increasing its biocompatibility. Practical implications: The proposed surface treatment seems to be effective method that allow to reduce the risk of post-surgical complications. The coatings can be formed by using electrolytic polishing and passivation and a final RF PACVD process. Originality/value: The author also presents results of the coating surface topography examination, results of tests on its chemical and phase structure as well as mechanical and physicochemical properties.

10

Odporność korozyjna powłok węglowych nanoszonych metodą hybrydową

Rogowska R., Smolik J.

Problemy Eksploatacji

|

2008

|

nr 2

115-128

PL

Celem pracy było uzyskanie i przebadanie, pod względem odporności korozyjnej, powłok DLC (ang. diamond like carbon). Powłoki DLC o różnym składzie chemicznym oraz różnych udziałach procentowych fazy diamentu i grafitu otrzymano metodą hybrydową, będącą połączeniem metody RFPACVD oraz reaktywnego rozpylania magnetronowego. Dobierając optymalny skład powłoki zmieniano temperaturę podłoża, skład atmosfery, ciśnienie gazu, polaryzację podłoża, napięcie wyładowania magnetronowego oraz czas procesu. Wykonano elektrochemiczne badania korozyjne. Oceniono wygląd powłok węglowych po badaniach korozyjnych i wytypowano powłoki o największej odporności na korozję.

EN

The aim of this work was to obtain and examine the DLC (diamond like carbon) coatings in terms of their corrosion resistance. The DLC coatings, differentiating in chemical structure and composition phase of diamond and graphite, were obtained by hybrid method, which consists of RF PACVD method and reactive magnetron sputtering method. While choosing the optimum composition of coating, the temperature of substrate, composition of atmosphere, pressure of gas, polarization of substrate, tension of magnetron discharge as well as the time of the process were altered. The electrochemical corrosion investigations were carried out. After conducting a corrosive study, the appearance of carbon coatings was estimated and coatings with the largest resistance on corrosion were chosen.