Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Micro-structural and bonding structure analysis of TiAlN thin films deposited with varying N2 flow rate via ion beam sputtering technique

Das Soham, Gupta Mukul, Sharma Ashis, Swain Bibhu P.

Materials Science Poland

|

2020

|

Vol. 38, No. 1

122--131

EN

Titanium aluminum nitride (TiAlN) thin films were deposited on Si(1 0 0 ) substrate using titanium and aluminum targets in 1:1 ratio at various N2 flow rates using ion beam sputtering (IBS) technique. The morphology, particle and crystallite size of TiAlN thin films were estimated by field emission scanning electron microscope (FE-SEM), atomic force microscope (AFM), and grazing incidence X-ray diffraction (GIXRD) technique, respectively. The SEM images of the TiAlN thin films revealed smooth and uniform coating, whereas AFM images confirmed the particle size varying from 2.5 nm to 8.8 nm, respectively. The crystallite size and lattice strain were observed to vary from 4.79 nm to 5.5 nm and 0.0916 and 0.0844, respectively, with an increase in N2 flow rate in the TiAlN thin films. The X-ray absorption near edge structure (XANES) results showed Ti L, N K and O K-edges of TiAlN coating within a range of 450 eV to 470 eV, 395 eV to 410 eV and 480 eV to 580 eV photon energy, respectively. The electronic structure and chemical bonding of state of c-TiAlN thin film of Ti L, N K and O K-edges were analyzed through semi-empirical curve fitting technique.

2

Analiza wpływu powłok przeciwzużyciowych na trwałość narzędzi z nowoczesnych kompozytów WCCo-cBN

Jabłoński P., Talar R., Wojciechowski Sz.

Mechanik

|

2016

|

R. 89, nr 10

1404--1405

PL

We wstępie pracy scharakteryzowano kompozyt WCCo-cBN i jego właściwości eksploatacyjne. W ramach badań porównano trwałość ostrzy wykonanych z kompozytu WCCo-cBN oraz z tradycyjnych węglików spiekanych podczas toczenia rowków w żeliwie sferoidalnym. Badania powtórzono dla materiału ostrza powlekanego i bez powłok przeciwzużyciowych.

XX

In the introduction of this paper the exploitation properties of the WCCo-cBN tools are described. As part of research, the comparison of tool life obtained for the investigated composite and traditional sintered carbides during groove turning tests of the spheroidal iron is presented. Tests were performed both for coated and uncoated tools.

3

Przeciwzużyciowe powłoki TiAlN modyfikowane wanadem

Tomaszewski Ł., Urbanowicz A., Suszko T., Gulbiński W.

Inżynieria Materiałowa

|

2015

|

Vol. 36, nr 5

310--313

PL

Powłoki na bazie TiAlN są szeroko wykorzystywane w celu ograniczenia zużycia narzędzi skrawających. Powłoki te wykazują znaczną odporność na ścieranie oraz stabilność termiczną. Niestety utlenianie powłoki prowadzi do powstawania wydzieleń tlenku glinu, co skutkuje istotnym wzrostem współczynnika tarcia suchego względem stali. Zmniejszenie tarcia z zachowaniem innych właściwości mechanicznych tego typu powłok powinno prowadzić do zmniejszenia energii traconej w procesie skrawania, a tym samym obniżenia temperatury narzędzia i spowolnienia procesów jego zużycia. Zmniejszenie siły tarcia w węźle tribologicznym jest możliwe w wyniku modyfikacji składu chemicznego powłoki. W pracy zawarto wyniki badań składu chemicznego i fazowego oraz właściwości mechanicznych i tribologicznych powłok na bazie TiAlN wytworzonych z wykorzystaniem reaktywnego odparowania w łuku próżniowym, osadzonych na podłożach ze stali szybkotnącej SW7M. W procesie nanoszenia w wieloźródłowym urządzeniu hybrydowym warstwa wierzchnia powłoki TiAlN była domieszkowana wanadem z wykorzystaniem dodatkowego źródła magnetronowego. Wyniki badań potwierdziły korzystny wpływ domieszkowania wanadem wierzchniej warstwy powłoki TiAlN z zachowaniem jej bardzo dobrych właściwości mechanicznych oraz adhezji. Zaobserwowano zmniejszenie współczynnika tarcia oraz wskaźnika zużycia powłok przy zawartości wanadu 5,5±0,5% at. Obserwowany efekt zmniejszenia tarcia jest interpretowany jako konsekwencja obecności wanadu, którego tlenki powstające w procesie utleniania termicznego i tribochemicznego powłoki wykazują właściwości samosmarujące, szczególnie w podwyższonej temperaturze.

EN

TiAlN-based coatings are widely used in order to reduce wear of cutting tools. They are characterized by high resistance to abrasive wear and thermal stability. Unfortunately, oxidation of the coating leads to the formation of aluminium oxide, which contributes to significant increase of coefficient of dry friction versus steel. The reduction of friction, while maintaining other mechanical properties of this type of coatings, should lead to reduction of the energy lost in the cutting process and thus reduce the temperature of the tool and lower its wear rate. Lowering the friction force in the tribological contact is possible by modifying the chemical composition of the coating. This paper contains study results of chemical and phase composition, as well as mechanical and tribological properties of coatings based on TiAlN, deposited at high speed steel (SW7M) substrates in a hybrid system, by the reactive vacuum arc evaporation. The top layer of coatings was doped with vanadium from additional magnetron source. The results confirmed the beneficial effects of doping of the coating top layer with vanadium. Modified TiAlN coatings maintain their excellent mechanical properties and adhesion. Simultaneously, reduction of friction coefficient and wear rate of coatings was observed for vanadium content up to 5.5±0.5 at. %. Observed effect of reduction of friction is interpreted as a consequence of presence of vanadium, which oxides formed in the process of thermal and tribochemical oxidation show self-lubricating properties, in particular at elevated temperature.

4

Właściwości wybranych powłok wielowarstwowych azotków Ti, Al, Mo

Gilewicz A., Warcholiński B.

Inżynieria Powierzchni

|

2013

|

nr 3

28--37

PL

W pracy przedstawiono wybrane właściwości mechaniczne powłok wielowarstwowych, otrzymanych metodą katodowego odparowania łukowego, z których jedną z warstw stanowił azotek chromu CrN, a drugą TiAlN, CrCN lub Mo2N. Badano przyczepność do podłoży stalowych metodą rysy i metodą Rockwella. Określono wskaźnik zużycia w skojarzeniu z przeciwpróbką alundową. Rezultaty badań wskazują, że wszystkie powłoki charakteryzują się dobrą adhezją z siłą krytyczną Lc2, wyższą niż 60 N oraz twardością powyżej 20 GPa. Powłoka Mo2N/CrN mimo stosunkowo niskiej siły krytycznej w porównaniu z pozostałymi badanymi powłokami charakteryzuje się najlepszymi właściwościami przeciwzużyciowymi, co jest prawdopodobnie spowodowane transformacją Mo2N → MoO3.

EN

The paper presents the selected mechanical properties of multilayer coatings obtained by cathodic arc evaporation, one of which was a layer of chromium nitride CrN, and the second TiAlN, CrCN and Mo2N. The adhesion to steel substrates using scratch test and Rockwell test was investigated. The wear rate of the coatings in combination with the alundum counterbody is presented. The results indicate that all coatings show good adhesion with the critical load Lc2, greater than 60 N and hardness above 20 GPa. The Mo2N/CrN coating despite the relatively low critical load compared with the other tested coatings have the best wear resistant properties, which is probably due to Mo2N → MoO3 the transformation.

5

Modyfikacja powierzchni matryc do hydrostatycznego wyciskania tytanu

Pachla W., Kulczyk M., Skiba J., Przybysz S., Betiuk M., Michalski J., Wach P.

Inżynieria Powierzchni

|

2012

|

nr 3

26-32

PL

W artykule przedstawiono wybrane problemy związane z eksploatacją matrycy do wyciskania hydrostatycznego tytanu. Materiałem matrycy była stal narzędziowa SW7M ulepszana cieplnie. Powierzchnia matrycy modyfikowana była w procesie azotowania gazowego i technologią Duplex (hybrydową rozłączną) azotowanie + PVD (powłoka TiAlN-WC/C).

EN

Some problems related to the operation of the die for titanium, hydrostatic extrusion are presented. Tempered SW7M tool steel has been used as matric material. Sensor surface was modified in the process of gas nitriding and. Duplex technology (hybrid disjoint) nitriding + PVD (coating TiAlN-WC/C).

6

Zastosowanie metod Recatest i DSI do oceny struktury i właściwości powłok PVD

Pokorska I., Betiuk M.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 6

592--596

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań struktury i właściwości powłok typu TiAlN + WC/C wytwarzanych metodą PVD-Arc na stali narzędziowej SW7M. Szczególną uwagę zwrócono na problematykę oceny jakości powłok wielowarstwowych na podstawie wyników badań metodą DSI i Recatest (próba zarysowania + zgład sferyczny). Metoda badawcza Recatest umożliwia precyzyjną ocenę struktury metalograficznej systemu areologicznego ilustrującą jakościowo i ilościowo zachowanie się materiałów deformowanych w próbie zarysowania (Revetest). Zasada przedstawionej w pracy metody Recatest wynika z połączenia dwóch technik badawczych: próby zarysowania (Revetest) i szlifu sferycznego (Calotest). Metodę tą można zastosować do badań systemów areologicznych typu powłoka-podłoże, powłoka wielowarstwowa-podłoże, powłoka-warstwa dyfuzyjna-podłoże. Analizowane systemy areologiczne są wytwarzane technologiami PVD, CVD, obróbki cieplnej, cieplno-chemicznej i galwanicznej. Istotą metody Recatest jest precyzyjne wykonanie zgładu sferycznego w obszarze wcześniej wykonanej rysy w analizowanym materiale powłoki i podłoża. Zgład sferyczny w obrębie rysy umożliwia prowadzenie precyzyjnych analiz wybranych cech strukturalnych odkształconego i nie odkształconego systemu areologicznego w funkcji głębokości od powierzchni. Ujawnia się struktura i charakter odkształcenia i niszczenia powłoki w całym jej przekroju. Możliwa jest obserwacja propagacji pęknięć i dekohezji w obszarach struktury powłok wielowarstwowych i granicy powłoka-podłoże oraz w podłożu. Ściśle zdefiniowane punkty i geometria analizowanych obrazów struktury na powierzchni zgładu sferycznego stają się źródłem nowych danych jakościowych i ilościowych charakteryzujących badany system. DSI (Depth Sensing Indentation) jest szeroko stosowaną metodą pomiaru twardości. W metodzie tej zastosowana siła obciążająca jest rejestrowana w funkcji głębokości odcisku podczas cyklu obciążania i odciążania. W pracy określono twardość Martensa oraz twardość indentacyjną dla stali SW7M i systemu areologicznego TiAlN + WC/C.

EN

The paper presents the results of investigations of the structure and properties of TiAlN + WC/C coatings produced by PVD-Arc method on high speed tool steel (SW7M). Recatest and Depth Sensing Indentation methods were used to the valuation of quality of multilayer coatings. The Recatest examination method allows for accurate evaluation of metallographic structure of an areological system that illustrates, in both qualitative and quantitative way, the behaviour of materials subjected to deformation during the scratch test (Revetest). The principle of the Recatest method presented in the paper is that it combines two known examination techniques – the scratch test (Revetest) and the spherical metallographic microsection (Calotest). The method can be used for examination of areological systems of the following types: coating/substrate, multilayer coating/ substrate, coating/diffusion layer/substrate obtained using for example the PVD and CVD technologies. The essence of the Recatest method is to make the precise spherical metallographic microsection in the area of a scratch previously made in the coating and substrate material being analysed. The spherical metallographic microsection within the scratch area allows for making accurate analyses of selected structural characteristics of deformed and non-deformed material with coating. The spherical microsection reveals the structure and character of coating deformation and destruction throughout its entire thickness. It is possible to observe the propagation of coating cracks and de-cohesion. The accurately defined geometries of the examined images of structures on the surface of spherical metallographic microsection are the source of new qualitative and quantitative data which characterize the material system being examined. The depth sensing indentation (DSI) test became a widely used method of hardness determination. In DSI method the applied load is registered as a function of indentation depth both during loading and unloading. Martens hardness and indentation hardness of SW7M steel and areological system TiAlN + WC/C were determined in this work.

7

Azotowanie jarzeniowe i technologie PVD w zastosowaniu do modyfikacji powierzchni narzędzi

Betiuk M., Kowalski S.

Inżynieria Powierzchni

|

2010

|

Nr 4

18-26

PL

Technologie azotowania jarzeniowego i PVD umożliwiają wytwarzanie warstw i powłok na narzędziach o cechach multifunkcyjnych. Intencją autorów jest zwrócenie uwagi na tradycyjne i nowe technologie plazmowe duplex HIPIMS. W syntetyczny sposób przedstawiono idee technologii azotowania jarzeniowego na potencjale plazmy, oraz potencjale uzupełniającym. Scharakteryzowano istniejące i nowe technologie PVD oraz wytwarzane na powierzchniach narzędzi materiały powłokowe.

EN

Producing of multifunctional layers and coatings on tools is possible with the use of glow-discharge nitriding and PVD technologies. The intention of authors is to consider the traditional and new plasma duplex magnetron HIPIMS technologies . Ideas of the glow-discharge nitriding technology on the plasma potential and supplementary plasma potential are synthetically described. Already existing and new PVD technologies and processes of producing of coating materials on tool surfaces are characterized.

8

Zastosowanie metody rysy i Kulotestera do oceny jakości powłok PVD

Betiuk M., Pokorska I., Nakonieczny A.

Inżynieria Powierzchni

|

2009

|

Nr 3

34-40

PL

Niniejszy artykuł podejmuje tematykę badań właściwości twardych materiałów powłokowych przy użyciu metod szlifu sferycznego i testu zarysowania. Zaprezentowano nowel oryginalna metodykę ujawniania struktur cienkich warstw i powłok i sposób oceny ich jakości.

EN

Subject relevant to research of the properties of hard coating materials with methods of the spherical cut and the scratch test are approached. The new original methodology of the exposure of structures of thin films and coatings is presented.

9

Rozwój technologii PA PVD-Arc - powłoki nanowarstwowe na narzędziach

Betiuk M.

Inżynieria Powierzchni

|

2008

|

nr 3

16-22

PL

Technologie PVD, PA PVD umożliwiają wytwarzanie powłok multifunkcjonalnych nadających nowe cechy użytkowe powierzchni modyfikowanej. Nowoczesne technologie inżynierii materiałowej powierzchni umożliwiają kształtowanie struktury powłok na poziomach mikro- i nanometrycznych. Intencją autora tego artykułu jest zwrócenie uwagi na zagadnienie otrzymywania materiałów powłokowych nanostrukturalnych.

EN

The PVD and PA PVD methods make enable to obtain new multifunctional coating materials which are of new functional quality of such modified surface. The surface structure at micro and nano range can be changed with modem material engineering technologies in controlled way. The intention of the author of this article is to tem attention to the issue of nano-ocomposite end nanolayers coatings obtaining.