Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Effect of TIBW anti-wear coating on cutting tools for milling of nickel alloys on tool wear and integrity of state of the technological surface layer

Habrat Witold, Tymczyszyn Jarosław, Skroban Anna, Karkalos Nikolaos

Technologia i Automatyzacja Montażu

|

2024

|

nr 1

23--29

EN

In the article, research was carried out to determine the impact of the TiBW anti-wear coating on the operational properties of cutting tools for machining nickel alloys. The dynamics of tool wear were determined on the basis of changes in the components of the total cutting force, microscopic observation of wear on the flank surface, and observation of wear based on SEM images. The condition of the technological surface layer was also determined in the form of changes in the microstructure morphology and hardening of the surface layer. The research was compared to a reference tool with the same geometry with an AlTiN coating. It was shown, among other things, that TiBW coatings can be used successfully for cutting tools for machining nickel alloys, and that the wear dynamics is similar to those of tools with the AlTiN coating. The analyses confirmed the significant thermomechanical impact of the cutter during machining, manifested by chipping and a tendency to strengthen the processed material. On the basis of observations of the microstructure of the surface layer after processing, it was shown that the thermal conductivity of the TiBW coating may be lower than that of the AlTiN coating, which is reflected in the different depths of the thermomechanical interaction zones.

PL

W ramach przeprowadzonych badan określono wpływ powłoki przeciwzużyciowej TiBW na właściwości eksploatacyjne narzędzi skrawających do obróbki stopów niklu. Określono przy tym dynamikę zużycia narzędzia na podstawie zmian składowych całkowitej siły skrawania, obserwacji mikroskopowej zużycia na powierzchni przyłożenia oraz obserwację zużycia n podstawie obrazów SEM. Określono również stan technologicznej warstwy wierzchniej w postaci zmian morfologii mikrostruktury oraz utwardzenia warstwy przypowierzchniowej. Badania odniesiono do narzędzia referencyjnego o tej samej geometrii z powłoką AlTiN. Wykazano m.in., że powłoki TiBW mogą być z powodzeniem stosowane na narzędzia skrawające do obróbki stopów niklu a dynamiki zużycia jest podobna do narzędzi z powłoką AlTiN. Analizy potwierdziły istotne oddziaływanie termo-mechaniczne freza podczas obróbki objawiające się wykruszeniami oraz tendencją do umocnienia materiału obrabianego. Na podstawie obserwacji mikrostruktury warstwy wierzchniej po obróbce wykazano, że przewodność cieplna powłoki TiBW może być mniejsza niż w przypadku powłoki AlTiN, co objawia się w różnej głębokości stref oddziaływań termo-mechanicznych.

2

Cracks Development Formed as a Result of Cyclic Micro-Impacts on the Surface of Anti-Wear Coatings

Krupa Jolanta, Zimowski Sławomir

Tribologia

|

2022

|

nr 1

33--41

EN

Fatigue tests are commonly used to define the mechanical properties of materials intended for responsible components operating in various conditions. The fatigue strength of monolithic materials is most often determined during bending, tensile, compression, or torsion tests. The growing area of thin, hard coatings application forced the researchers to extend the fatigue tests to the coating-substrate systems. Since the behaviour of complex, modern materials are not subject to general rules, it is necessary to conduct investigation and analyses and generalise the results of these tests for given groups of materials. In this article, micro- impact fatigue tests were performed to analyse the behaviour of single- and double-layer chromium and chromium nitride coatings. The microhardness and elastic modulus obtained by an indentation method were used to determine the influence of mechanical properties of the coatings on their fatigue wear. After the fatigue tests, the deformation of the coating/substrate system was examined, taking into account the geometry of the craters, and the forms of coating wear caused mainly by cracking were analysed.

PL

Badania zmęczeniowe są powszechnie stosowane do określenia właściwości mechanicznych materiałów przeznaczonych na odpowiedzialne elementy pracujące w różnych warunkach. Wytrzymałość zmęczeniowa materiałów monolitycznych wyznaczana jest najczęściej podczas testów zginania, rozciągania, ściskania lub skręcania. Zwiększenie obszarów zastosowania cienkich, twardych powłok wymusiło na badaczach rozszerzenie testów zmęczeniowych na układy powłoka–podłoże. Ponieważ zachowanie złożonych, nowoczesnych materiałów nie podlega znanym regułom, konieczne jest prowadzanie badań i analiz oraz dążenie do uogólnienia wyników tych badań dla danych grup materiałów. W artykule przeprowadzono mikroudarowe badania zmęczeniowe w celu analizy zachowania przeciwzużyciowych jedno- i dwuwarstwowych powłok chromu i azotku chromu. Przeprowadzone pomiary mikrotwardości i modułu sprężystości metodą indentacyjną pozwoliły na określenie wpływu właściwości mechanicznych powłok na ich zużycie zmęczeniowe. Po testach zmęczeniowych zbadano odkształcenie układu powłoka/podłoże ze względu na geometrię kraterów oraz dokonano analizy form zużycia powłok, którego główną przyczyną było pękanie.

3

Influence of Laser Heating on the Properties of Coated Cutting Inserts

Kupczyk M. J.

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2021

|

Vol. 15, no 4

61--71

EN

The article presents the results of the influence of laser heating on the properties of replaceable cutting inserts with various anti-wear coatings. Based on the existing own and external publications, it was found that in order to improve the cutting properties (durability in the cutting process of steel), it is extremely important to increase the adhesion strength of hard coatings to the cutting inserts. For this purpose, laser heating with different values of the laser beam power density was used. First, the measurements of the adhesion, and then the wear and durability of the cutting blades in the process of longitudinal turning of the commonly used nitriding steel were carried out. In order to confirm the adhesion measurements carried out on the basis of the vibration signal evaluation, observations were additionally made using a scanning microscope and using 2D and 3D images on a profilometer. As a result of the research, it was found, among other things, a significant correlation between the values of adhesion of coatings to cemented carbide substrates and the durability of the blades in the steel turning process. A significant effect of laser heating on the above-mentioned properties of replaceable cutting inserts was observed. The most favorable value of the applied power density was determined, for which the blades have the best cutting properties. The research indicate that significant increase in adhesion and tool life can be achieved for the laser beam power density of up to 8280 W/cm2. In the most favorable case, an increase in tool life of about 48% was obtained for the indexable cutting insert with a TiCN coating when turning 41CrAlMo7-10 steel.

4

Zacieranie i pitting stalowego węzła tarcia z elementami pokrytymi powłokami niskotarciowymi nanoszonymi metodami PVD

Piekoszewski W., Szczerek M.

Tribologia

|

2015

|

nr 3

137--152

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań zacierania i powierzchniowej trwałości zmęczeniowej (pittingu) modelowego węzła tarcia aparatu czterokulowego smarowanego mineralnym olejem wzorcowym RL 219, syntetycznym polialfaolefinowym PAO 8 oraz olejami klasy jakościowej GL-5 na bazie mineralnej GL5m i syntetycznej GL5s. Przebadano skojarzenia materiałowe stal–stal oraz stal–stal z naniesionymi powłokami niskotarciowymi WC/C (a-C:H:W) oraz MoS2/Ti. Analiza uzyskanych wyników badań upoważnia do stwierdzenia, że cienkie powłoki PVD mogą pozwolić na wyeliminowanie ze smarów potrzeby stosowania dodatków smarnościowych, które z powodu toksyczności są przyczyną dużej uciążliwości środków smarowych dla środowiska naturalnego.

EN

The paper presents the test results of scuffing and the surface fatigue life (pitting resistance) of the modified four-ball tester friction joint, lubricated with the following oils: RL219 reference oil, PAO 8 poly-alfa-olefin oil, GL-5 mineral oil (GL5m), and GL-5 synthetic oil (GL5s). From the material point of view, the following three combinations were tested: a friction joint with the elements made of uncoated steel, and two friction joints with steel elements with PVD low friction coatings, (WC/C (a-C:H:W), and MoS2/Ti, respectively). The obtained results indicate that the thin PVD coatings make it possible to eliminate the need of using the toxic oil additives, which are hazardous to the natural environment.

5

Właściwości powłok kompozytowych natryskiwanych naddźwiękowo metodą HP/HVOF

Madej M., Ozimina D.

Inżynieria Maszyn

|

2011

|

R. 16, z. 4

75-84

PL

W pracy określono odporność przeciwzużyciową powłok kompozytowych Ni-SiC otrzymywanych naddźwiękowo z dużymi prędkościami i pod dużym ciśnieniem - HP/HVOF, High Pressure / High Velocity Oxy Fuel. Badania tribologiczne zrealizowano przy użyciu testera tribologicznego pracującego w skojarzeniu kula-tarcza w warunkach tarcia technicznie suchego i granicznego. Jako substancję smarową zastosowano mineralną bazę olejową z 1% dodatkiem ZDTP. Podstawowym zadaniem pracy było określenie charakteru oddziaływań tribochemicznych dodatku przeciwzużyciowego - AW, zawierających w swojej budowie cynk. Powłoki poddano obserwacjom mikroskopowym na elektronowym mikroskopie skaningowym SEM i profilometrze optycznym przed i po testach tarciowych. Analiza właściwości tribologicznych wytworzonych powłok kompozytowych, potwierdziła zróżnicowaną aktywność tribochemiczną w zależności od zastosowanej substancji smarowej. Stanowiło to czynnik determinujący efektywność tribologiczną powstających podczas tarcia przeciwzużyciowych warstw powierzchniowych.

EN

This paper presents the results of the research on nickel and composite coatings formed by High Velocity Oxygen Fuels Thermal Spray Process - HVOF from the Ni-SiC powders on steel C45. The coatings produced from commercial and synthesized powder materials. Their morphology and the structure of the coatings were imaged with a scanning electron microscope (SEM/EDS). The wear resistance and friction coefficient of the composite coatings were determined by T-01M, a ball-disc tester. The tests were realized for technically dry friction and bonduary lubrication in model lubricants: oil bases and oil bases with antiwear additives - 1% mass. ZDTP. The analyses of the tribological tests confirm that the tribochemical reactions determined on the properties.

6

Projektowanie powłok przeciwzużyciowych w oparciu o podejście krystalochemiczne

Warcholiński B.

Tribologia

|

2009

|

nr 6

123-136

PL

Możliwość tworzenia twardych powłok charakteryzujących się właściwościami samosmarującymi jest jednym z najważniejszych zagadnień tribologii. Wytwarzanie nowych powłok o architekturze wielowarstwowej czy nanokompozytowej jest powszechne, szczególnie w zastosowaniach do obróbki na sucho lub w podwyższonych temperaturach. W takich przypadkach tworzy się na powierzchni warstwa tlenkowa redukująca tarcie i zużycie. W pracy przedstawiono możliwość opracowania powłok odpowiednich do rodzaju obróbki i obrabianego materiału zapewniając dobre właściwości tribologiczne szczególnie w podwyższonych temperaturach w oparciu o założenia teorii krystalochemicznej.

EN

The possibility of composing hard coatings with self-lubricating features is one of the most important problems in tribology. The production of new coating architectures based on nanocomposite or multilayered morphologies is very popular, particularly for dry or high-temperature machining applications. In these applications, these coatings can lead to the formation of a self-lubricating oxide film that reduce friction and wear. In this paper, the crystal chemical approach is presented to produce low-shear and low friction films. This approach can be applied to designing, the coatings suitable for a type of machining and used material providing good tribological properties especially at elevated temperatures.

7

Wpływ typowych dodatków smarnościowych do olejów na powierzchniową trwałość zmęczeniową

Piekoszewski W.

Tribologia

|

2008

|

nr 3

267-280

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu dodatków typu AW i EP do oleju pochodzenia mineralnego, na powierzchniową trwałość zmęczeniową (pitting) modelowego, tocznego, wysokoobciążonego węzła tarcia. Badano skojarzenia: stal-stal oraz stal-stal pokryta powłokami niskotarciowymi nanoszonymi technologiami próżniowymi. W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono istotny wpływ dodatków na trwałość zmęczeniową badanych skojarzeń. Wpływ ten był zróżnicowany i zależny w dużym stopniu od badanego skojarzenia materiałowego.

EN

The results of the influence of AW and EP additives added to the mineral oil on rolling contact fatigue life (pitting) of highly-loaded friction joint is presented. Various friction pairs (uncoated pair steel-steel, steel rubbing -PVD low-friction coated steel) were tested. The results of research show that, for investigated friction pairs, there is a substantial influence of the AW and EP mineral oil additives on rolling contact fatigue life, that the influence of oil additives is different for various friction pairs.

8

Metoda doboru cienkich, twardych powłok przeciwzużyciowych dla zwiększenia trwałości wysoko obciążonych kół zębatych. Cz. II. Wyniki testów przekładniowych

Michalczewski R., Szczerek M., Tuszyński W., Wulczyński J.

Tribologia

|

2007

|

nr 6

133-150

PL

W części I artykułu zaprezentowano nową metodę doboru cienkich, twardych powłok przeciwzużyciowych dla zwiększenia trwałości wysoko obciążonych kół zębatych. Metoda polega na przeprowadzeniu szeregu analiz i badań właściwości fizykomechanicznych powłok, zakończonych badaniami tribologicznymi odporności na zacieranie i powierzchniowej trwałości zmęczeniowej w modelowym skojarzeniu ciernym. Pozwoliła ona na wyselekcjonowanie dwóch powłok nowej generacji do potencjalnego zastosowania na koła zębate. Są to: powłoka a-C:H:W - wielowarstwowa, nanostrukturalna powłoka DLC domieszkowana wolframem o handlowej nazwie WC/C oraz powłoka MoS2/Ti - niskocierna powłoka kompozytowa o handlowej nazwie MoST. W niniejszym artykule (cz. II) omówiono wyniki badań weryfikacyjnych wyselekcjonowanych powłok z użyciem testowej przekładni zębatej (typu FZG). Powłoki naniesiono na zęby testowych kół zębatych. Celem badań było sprawdzenie, czy wysoko obciążone koła zębate po naniesieniu powłoki wykażą wyższą trwałość i lepsze parametry użytkowe (np. temperatura oleju, opory ruchu, drgania) niż koła stalowe, przy zastosowaniu tego samego środka smarowego, którym jest samochodowy olej przekładniowy wysokiej klasy jakościowej (API GL-5). Stwierdzono, że obie badane powłoki pozwalają zachować bardzo wysoką odporność na zacieranie i dodatkowo zredukować opory ruchu oraz obniżyć temperaturę oleju. Towarzyszy temu jednak znaczny spadek wskaźnika lepkości oleju. Co gorsza, powłoki powodują znaczące pogorszenie powierzchniowej trwałości zmęczeniowej i zwiększają poziom drgań. Zatem niecelowym jest stosowanie cienkich, twardych powłok do zwiększania trwałości wysoko obciążonych przekładni zębatych w przypadku zastosowania do ich smarowania olejów przekładniowych przeznaczonych do smarowania wysoko obciążonych kół stalowych. Wciąż otwartą pozostaje tutaj kwestia właściwego doboru oleju do smarowania materiału powłokowego w celu poprawy trwałości i parametrów użytkowych przekładni z naniesioną powłoką w porównaniu z przekładnią bez powłoki.

EN

In the Part I of this paper a method for selection of wear resistant, hard, thin coatings to increase life of heavy loaded gears has been described. The method includes a number of analyses of physico--mechanical properties of coatings finished with tribological testing of scuffing resistance and surface fatigue life performed in model tribosystems. The research enabled to select the two new-generation coatings. They were: a-C:H:W coating - multilayer, nanostructural DLC coating doped with tungsten, having the trademark WC/C, and MoS2/Ti coating - low friction, composite coating having the trademark MoST. Part II of the paper presents the tribological component tests of the both coatings using the back-to-back gear test rig that meets the domestic and international standard specifications. The tested coatings were deposited on the flanks of the test gears. The aim of the experiment was to determine experimentally the lifetime and operating features (e.g. oil temperature, friction, vibrations) of coated gears compared to such features of uncoated gears. For lubrication an automotive gear oil of high performance level was used (API GL-5). It has been shown that the both coatings make it possible to keep very high scuffing resistance of the gears, reduce friction and oil temperature. Unfortunately, it is accompanied by a significant drop in the viscosity index of the oil. Additionally, the presence of coatings significantly reduces the surface fatigue life and increases the level of vibrations. So, this is not appropriate to apply hard, thin coatings in highly loaded gears in case of lubrication with an oil intended for highly loaded steel gears. An unresolved matter remains a correct selection of the lubricating oil to improve surface fatigue life and operating features of coated gears, compared to uncoated ones.