Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Charakterystyka azotowania jonowego z zastosowaniem ekranu aktywnego trudnoazotujących się materiałów metalicznych

Ogórek M., Skuza Z., Fraczek T.

Systemy Wspomagania w Inżynierii Produkcji

|

2018

|

Vol. 7, iss. 3

228--238

PL

W artykule dla wybranej grupy materiałów trudnoazotujących się (stale austenityczne: X5CrNi18-10; X2CrNiMo17-12-2; tytan techniczny Ti99.2; stop tytanu Ti6Al4V) porównano właściwości warstw wierzchnich (głębokość dyfuzji azotu, twardość, ścieralność) uzyskanych w wyniku procesu azotowania jonowego próbki umieszczonej bezpośrednio na katodzie i próbki umieszczoną na katodzie z użyciem ekranu aktywnego („active screen”). Otrzymane wyniki jednoznacznie wskazują, iż w tym przypadku metoda „active screen” jest bardziej efektywna. O atrakcyjności tej innowacyjnej metody dodatkowo może świadczyć fakt, iż implementowanie jej do warunków przemysłowych jest prostym niemal bez kosztowym zabiegiem (koszty związane z wytworzeniem ekranu aktywnego).

EN

In the article for a selected group of non-nitrite materials (austenitic steels: X5CrNi18-10, X2CrNiMo17-12-2, technical titanium Ti99.2, titanium alloy Ti6Al4V), the properties of the surface layers (nitrogen diffusion depth, hardness, abrasiveness) obtained as a result of the nitriding process were compared an ionic sample placed directly on the cathode and a sample placed on the cathode using the active screen. The obtained results clearly indicate that in this case the "active screen" method is more effective. The attractiveness of this innovative method can be additionally demonstrated by the fact that implementing it to industrial conditions is a simple almost cost-free operation (costs associated with the creation of an active screen).

2

Influence of plasma glow discharge on nitriding process of technical titanium

Pilarska M., Frączek T.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2017

|

Vol. 85, nr 1

21--25

EN

Purpose: This article compares selected properties of surface layers produced by plasma nitriding. Additionally, the temperature at the onset of the production of surface layers with uniform characteristics over the entire sample surface was determined. Design/methodology/approach: The selected properties of the surface layers were compared using the following test methods: microhardness measurement by the Knoop method, GDEOS profile analysis, XRD analysis, topography analysis. Findings: It was found that nitriding in plasma glow discharge at 700°C results in obtaining homogeneous surface layers over the entire surface of the sample Research limitations/implications: The ion nitride processes did not allow a complete reduction in the oxygen content. Practical implications: The adopted plasma nitriding parameters will allow homogeneous properties of the surface layers over the entire surface of the sample to be obtained. Originality/value: The effect of plasma glow discharge on the properties of surface layers was determined.

3

Short-term ion nitriding process with active screen of technical titanium

Pilarska M., Frączek T., Ryszko K.

Inżynieria Materiałowa

|

2017

|

Vol. 38, nr 2

98--102

EN

Studies were carried out on technical titanium Ti99.2 EN10204-3.1 (Grade 2 ASTM) after ion nitriding process in range of temperature between 650°C to 700°C during the time t = 5 h. Process was conducted in nitrogen atmosphere under pressure p = 150 Pa. Samples during nitriding process were put on cathode and additionally they were covered with active screen. Microhardness studies of surface and analysis of obtained surface layer structure allowed to evaluate the role of ion bombardment during the activation of nitride metallic surface. The effect of ion bombardment during the ion nitriding process on the surface of titanium caused to reduce harmful effects of trace amounts of carbon and oxygen impurities. Processes performed at temperature below 700°C did not allow to produce an uniform zone nitride on the surface subjected to the gas nitriding. It has been shown that nitriding processes carried out at 650°C and 675°C result in the formation of homogeneous nitrided layers only on the surface subjected to plasma effects. The surface layers created by gas nitriding are characterized by a lower microhardness of the surface. It was found that the increase of the process temperature to 700°C resulted in the formation of nitride layers with comparable properties on both surfaces of the sample, as confirmed by measurements of surface microhardness. It has been found nearly 2.5-fold increase in the surface microhardness variant adopted for the ion nitriding at 700°C for material in the initial state.

PL

Celem pracy było przeprowadzenie krótkookresowego azotowania jonowego tytanu technicznego gatunku Grade 2 z wykorzystaniem metody aktywnego ekranu oraz ocena wpływu bombardowania jonowego na aktywację azotowanego podłoża.

4

Analiza topografii powierzchni tytanu gatunku Grade 2 po procesie azotowania jonowego

Pilarska M., Frączek T., Maźniak K., Ryszko K.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2017

|

Vol. 84, nr 11

520--523

PL

Zaprezentowano wyniki badań stanu powierzchni tytanu technicznego gatunku Grade 2 poddanego procesowi azotowania jonowego. W celu intensyfikacji zjawisk zachodzących w plazmie wyładowania jarzeniowego zastosowano metodę ekranu aktywnego. Przeprowadzone badania morfologii powierzchni z wykorzystaniem mikroskopu sił atomowych (AFM) pozwoliły na ocenę chropowatości powierzchni (Ra) dla różnych wariantów rozmieszczenia próbek w komorze jarzeniowej oraz przyjętych parametrów procesów.

EN

This paper presents the results of studies concerning the conditions of pure titanium’s surface (Grade 2) subjected to ion nitriding treatment. In order to intensify the phenomena occurring in the plasma glow discharge, an active screen method was applied. The studies conducted with the use of an atomic force microscope (AFM) have enabled to evaluate different variants of samples’ distribution within the fluorescent light chamber and the process’ parameters given in terms of the surface’s conditions, by comparing the Ra parameter received.

5

Effect of ion nitriding on durability of machine parts exposed to joint action of bending and fretting

Kaplun P., Shalapko Y.

Postępy w Inżynierii Mechanicznej

|

2016

|

nr 8(4)

45--52

EN

The research was done to carry out a comparative assessment of the durability of samples made of steel 45 in the initial state without chemical heat treatment and after ion nitriding in hydrogen-free media, to determine the effect of technological modes of ion nitriding on fretting fatigue. Tests were carried out on samples made of steel 45 subjected to ion nitriding in hydrogen-free media under different conditions. The tests were carried out on the standard machine UKI-10M designed for fatigue tests at bending. At article present results analysis of influence of process-dependent parameters of ion nitriding in hydrogen-free media on fretting fatigue of steel 45 exposed to the joint action of bending stress and contact stress. Ion nitriding in hydrogen-free saturating media eliminates hydrogen harmful effect on metal and significantly improves the durability of steel 45. The durability of structural elements at fretting-fatigue is seriously affected by process-dependant parameters of ion nitriding and residual compressive stress which can be optimized in terms of maximum durability.

PL

Przeprowadzono badania porównawcze trwałości próbek wykonanych ze stali 45, w stanie początkowym bez obróbki cieplno-chemicznej oraz po azotowaniu jonowym w atmosferze wolnej od wodoru, w celu określenia wpływu sposobów technologicznych azotowania jonowego na zmęczenie przez fretting. Testy przeprowadzono na standardowej maszynie UKI-10M przeznaczonej do badań zmęczeniowych ze zginaniem. W pracy przedstawiono wyniki analiz wpływu parametrów procesu azotowania jonowego na zmęczenie przez fretting próbek ze stali 45 narażonych na działanie naprężeń zginających i naprężeń kontaktowych. Azotowanie jonowe w atmosferze bezwodorowej eliminuje szkodliwy wpływ wodoru na powierzchnię metalu i znacznie poprawia trwałość stali 45.

6

The influence of unconventional ion nitriding corrosion resistance of steel 316L

Pilarska M., Olejnik M., Ryszko K., Frączek T.

Ochrona przed Korozją

|

2016

|

nr 1

6--8

EN

Preliminary results of the properties of the surface layers obtained on the 316L austenitic stainless steel, as a result of ion nitriding for two variants deployment of samples in the working chamber. The study of surface hardness and surface layers potentiodynamic study allowed us to evaluate the effectiveness of process variants.

PL

Przedstawiono wstępne wyniki badań właściwości warstw powierzchniowych otrzymanych na stali austenitycznej 316L, w wyniku procesu azotowania jonowego dla dwóch wariantów rozmieszenia próbek w komorze roboczej. Badania twardości powierzchniowej oraz badania potencjodynamiczne warstw wierzchnich pozwoliły na ocenę efektywności wariantów procesu.

7

Wpływ azotowania jonowego przy potencjale uzupełniającym na właściwości tribologiczne tytanu Grade 2

Pilarska M., Frączek D., Maźniak K.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2016

|

Vol. 83, nr 5

248--251

PL

Przedstawiono wyniki badań warstw wierzchnich na podłożu tytanu technicznego gatunku Grade 2 (wg ASTM), wytworzonych w warunkach wyładowania jarzeniowego. Oceniono wpływ wariantów umiejscowienia próbek w komorze jarzeniowej na właściwości tribologiczne, stosując dodatkowo potencjał uzupełniający. Na podstawie przeprowadzonego testu ścieralności oraz pomiaru mikrotwardości powierzchni wytworzonych warstw wierzchnich w wyniku azotowania jonowego stwierdzono poprawę odporności na zużycie tribologiczne tytanu Grade 2 w porównaniu do materiału w stanie wyjściowym.

EN

The results of studies of surface layers on the substrate pure titanium Grade 2, produced in the glow discharge conditions. The influence of variants of location of samples on the tribological properties, using additional potential complementary. Based on the test to abrasion and surface microhardness measurement of surface layers formed by the ion nitriding, an improvement in resistance to tribological wear Grade 2 titanium in comparison to the material in the initial state.

8

Efektywność azotowania jonowego tytanu Grade 2

Pilarska M., Frączek T., Maźniak K., Ogórek M., Ryszko K.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2016

|

Vol. 83, nr 11

514--516

PL

Zaprezentowano wyniki badań pomiaru mikrotwardości powierzchni warstw wierzchnich na podłożu tytanu technicznego Grade 2 (wg ASTM), wytworzonych w warunkach plazmy. Określono wpływ zastosowanych wariantów azotowania jonowego na efektywność technologiczną w odniesieniu do materiału w stanie wyjściowym, przyjętego za wzorzec technologiczny. Wykazano, że każdy z zastosowanych wariantów azotowania jonowego skutkuje wytworzeniem warstw wierzchnich o korzystnych właściwościach mechanicznych.

EN

The results of the measurement of microhardness test surface layers, the base of technical titanium Grade 2 (ASTM) produced under the conditions of the plasma. The influence of the applied variants of ion nitriding on the effectiveness of the technology in relation to the material in the initial state, which was adopted as the standard technology. It has been shown that each of the variant used ion nitriding results in the formation of surface layers with good mechanical properties.

9

Direct current and pulsed direct current plasma nitriding of ferrous materials a critical review

Łępicka M., Grądzka-Dahlka M.

Acta Mechanica et Automatica

|

2016

|

Vol. 10, no. 2

150--158

EN

Nowadays, the improvement of ferrous materials performance is a problem of high interest. One of well-known wear- and corrosion properties improving technique is plasma nitriding, in which elemental nitrogen is introduced to the surface of a metal part for subsequent diffusion into the material. As a result, a compound, “white” layer and a diffusion zone are formed at the detail’s surface. Most of the authors positively describe the effects of surface ion nitiding. On the other hand, there are also reports on adverse effects of direct current and pulsed direct current plasma nitriding on ferrous materials performance. Therefore, an attempt to provide comprehensive summary on direct current and pulsed direct current ion nitriding and its influence on ferrous materials’ mechanical and corrosion properties has been made. According to the results, some of the technique drawbacks are hard to avoid in mass production.

10

Wpływ obróbki cieplnej i odkształcenia plastycznego, powierzchniowego stali 18HGT i 33H3MF na właściwości warstwy wierzchniej azotowanej

Berkowski L.

Obróbka Plastyczna Metali

|

2015

|

T. 26, nr 2

105--114

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań dwóch stali konstrukcyjnych (18HGT i 33H3MF) o różnej strukturze; pierwsza to stal tradycyjna stosowana do nawęglania, druga – do azotowania. Próbki nagniatano w przyrządzie do statycznego nagniatania powierzchni walcowej, zamontowanym na tokarce. Elementami nagniatającymi były krążki o średnicy 17,5 mm i długości 150 mm, z nacięciami. Badano wpływ powierzchniowego odkształcenia plastycznego na skutki azotowania jonowego w temperaturze 400oC na strukturę i właściwości warstwy wierzchniej wyżej wymienionej stali. Zmiany strukturalne warstw analizowano pod mikroskopem świetlnym oraz metodą pomiaru twardości z pomocą twardościomierza firmy ZWICK 3212, stosując penetrator Knoopa i obciążenie 0,981 N. Zmiany powierzchniowe oceniano z pomocą profilometru firmy Telysufr-Hobson, porównując (przed i po nagniataniu) parametr chropowatości Ra. Badania wykazały, że oprócz zmian strukturalnych stali obróbka cieplna i nagniatanie powodują istotne zmiany chropowatości powierzchni (parametru Ra). Stale 18HGT i 33H3MF po zabiegach obróbki cieplnej, nagniatania i azotowania jonowego wykazują różne struktury i właściwości. Jedynie w próbce ze stali 18HGT, wyżarzonej, stwierdzono wpływ odkształcenia plastycznego warstwy wierzchniej; wzrost twardości po azotowaniu jonowym. Badane stale 18HGT (tradycyjna do nawęglania) i stal 33H3MF (do azotowania) wykazują wyraźnie różniące się struktury i reagują inaczej na zabiegi obróbki cieplnej, nagniatania i azotowania jonowego. W przypadku stali 18HGT, o pasmowej strukturze, wyżarzonej, nagniatanie spowodowało rozdrobnienie ziaren przy powierzchni i wspomniany już wzrost twardości, a próbki hartowane i ulepszane cieplnie – brak wpływu umocnienia. Stal 33H3MF – po nagniataniu – nie wykazywała zmian strukturalnych i zmian rozkładów twardości po różnych obróbkach.

EN

The paper presents the results of examination of two constructional steels (18HGT and 33H3MF) with different structures; the former is a constructional steel used for carburizing, the latter is used for nitriding. The samples have been burnished in a device for static burnishing of a cylindrical surface, fixed on a lathe. The burnishing elements were disks of 17.5 mm diameter and 150 mm length, with incisions. The investigation concerned the influence of surface plastic strain on the effects of ion nitriding at the temperature of 400oC on the structure and properties of the top layer of the above mentioned steels. The structural changes of the layers have been analysed by means of and optical microscope and by the method of hardness measurement with the application of a ZWICK 3212 hardness tester, using a Knoop penetrator and a load of 0.981 N. Sur-faced changes have been assessed by means of a Telysufr-Hobson profile measurement gauge comparing the parameter of roughness, Ra, before and after burnishing. The investigation has shown that, in addition to structural changes, heat treatment and burnishing result in significant changes of roughness (Ra parameter). The 18HGT and 33H3MF steels show different structures and properties after the operations of heat treatment, burnishing and ion nitriding. Only in an annealed sample of the 18HGT steel, the influence of the top layer plastic strain has been found: increase of hardness after ion nitriding. The examined steels (18HGT, traditional carburizing steel and 33H3MF, for nitriding) show clearly different structures and different responses to the operations of heat treatment, burnishing and ion nitriding. In the case of the 18HGT steel with band structure, annealed, burnishing has resulted in break-up of grains near the surface and the already mentioned increase of hardness; in the case of hardened and toughened samples – no influence of consolidation. The 33H3MF steel has not shown structural changes after burnishing or hardness distribution changes after various treatments.

11

Wpływ nagniatania i temperatury azotowania jonowego na właściwości warstwy dyfuzyjnej stali 38HMJ

Berkowski L.

Obróbka Plastyczna Metali

|

2015

|

T. 26, nr 1

7--20

PL

Praca przedstawia wyniki badań dotyczących oceny wpływu powierzchniowego odkształcenia plastycznego i obniżonej temperatury azotowania jonowego na właściwości warstwy wierzchniej stali do azotowania 38HMJ. Do powierzchniowego umacniania warstwy wierzchniej próbek zastosowano trzy sposoby nagniatania: kulką, głowicą wielorolkową oraz nagniatanie strumieniowe. Nagniatanie kulką wałków o średnicy 17,5 mm prowadzono z pomocą specjalnego przyrządu zamocowanego na tokarce. Kulki o różnych średnicach gwarantowały różną głębokość umocnienia. Pozostałe parametry nagniatania były stałe. Nagniatanie głowicą firmy Hegenscheidt odbywało się w dwóch przejściach, przy prędkości obrotowej 450 obr/min i posuwie, zależnym od konstrukcji przyrządu. Gniot zależał od naddatków na próbkach. Nagniatanie strumieniowe prowadzono na powierzchni płaskiej próbek, wyciętych z wałka o średnicy 45 mm, z pomocą urządzenia pneumatycznego, śrutem stalowym ciętym, o zaokrąglonych krawędziach. Parametrami śrutowania były: średnica dyszy, ciśnienie powietrza i odległość próbki od dyszy. Czas ekspozycji gwarantował różną głębokość odkształcania. Azotowanie jonowe prowadzono w piecu typu IONIMP. Skutki obróbki oceniano pod mikroskopem świetlnym oraz metodą pomiaru twardości z pomocą twardościomierza ZWICK 3212. Parametry geometrii powierzchni wyznaczano z pomocą profilometru Taylor-Hobson. Badania wykazały, że każdy w wymienionych sposobów nagniatania zmieniał geometrię powierzchni w charakterystyczny dla siebie sposób, a azotowanie jonowe powodowało: przy małej chropowatości po obróbce plastycznej – wzrost, a przy dużej (nagniatanie strumieniowe) – zmniejszenie parametrów chropowatości. Doświadczenia wykazały, że wpływ odkształcenia plastycznego zanika po azotowaniu w temperaturze 450oC; niewielki wpływ odkształcenia plastycznego na właściwości warstwy wierzchniej można zauważyć po azotowaniu jonowym w niższej temperaturze 350 i 400oC. Ponadto, w próbkach azotowanych jonowo w temperaturze 450oC, niezależnie od obróbki powierzchniowej, zaobserwowano cienką warstwę azotków.

EN

The paper presents the results of investigation concerning the assessment of surface plastic deformation and reduced ion nitriding temperature on the properties of the surface layer of 38HMJ steel, traditional one for nitriding. Surface straining of the surface layer of the samples has been effected with the use of three ways of burnishing: globular burnishing, roller burnishing and shot peening. Globular burnishing of shafts with the diameter of 17.5 mm been effected by means of a special device fixed on a lathe. Balls of various diameters have guaranteed various depth of consolidation. The other parameters of burnishing were constant. Burnishing with the Hegenscheidt head has been effected in two passes with the rotational speed of 450 rpm and feed depending on the device design. The draft depended on the allowances on the samples. Shot peening has been performed on the flat surface of the samples, cut out of a 45 mm diameter shaft, flat surface of the samples, cut out of a 45 mm diameter shaft, with the use of a pneumatic device, with rounded edges cut shot. The shot peening parameters were as follows: nozzle diameter, air pressure and the sample distance from the nozzle. The time of exposure guaranteed various depth of deformation. Ion nitriding has been performed in a furnace typed IONIMP. The results of the treatment have been assessed under an optical microscope and by the method of hardness measurement by means of a hardness tester, ZWICK 3212. The parameters of the surface geometry have been determined with the use of a Taylor-Hobson profile measurement gauge. Each of the three ways has changed the surface geometry in its own way. Ion nitriding has resulted in: in the case of low roughness after plastic treatment, increase of the roughness parameters; in the case of high roughness (shot peening), reduction of the roughness parameters. Experiments have shown that the influence of plastic deformation is none after nitriding at the temperature of 450oC; a slight influence of plastic deformation on the properties of the surface layer can be observed after ion nitriding at lower temperature of 350 and 400oC. Moreover, a thin layer of nitrides has been found in the samples ion nitrided at 450oC, regardless of the surface treatment.

12

Improving open toothed weels

Kaplun P., Gonchar V., Shalapko Y., Bonek M.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2015

|

Vol. 71, nr 1

28--33

EN

Purpose: Investigations include results of research opportunities of improving the quality of open toothed wheels using advanced technologies of surface by ion nitriding in hydrogen-saturating media and subsequent heat treatment with the creation of the material in the surface layer of optimal residual compressive stresses. Design/methodology/approach: Researches on high-cycle bending fatigue were performed on the smooth cylindrical samples with a diameter of 5 mm using IMA-5 engine in pure bending with rotation (50 Hz) in the 3% NaCl solution and midair. Findings: The analysis of the operating conditions and the stress-strain state of open toothed weels showed that different portions of the surface of the teeth take different in size and type of stress. The most dangerous areas of the surface have a leg and depression between the teeth. Practical implications: Experience of operating gears indicates that the vast majority of failing of open gears occurs as a result of breakage of teeth from bending. Currently, there are many ways to improve the wear resistance and durability of the gears, but the problem is not solved until the end and it is urgent. Originality/value: In order to improving the quality of open toothed wheels by hardening the surface of the toothed wheels and especially in hazardous areas due to the deposition of hardening coatings with a gradient structure in depth, authors create a surface layer of residual compressive stress with optimal value and strengthening the core of the toothed wheel.

13

Effects of the application of subcritical processing to cold processing tools

Cojocaru M., Velcea F., Drugă L., Dragomir D.

Inżynieria Powierzchni

|

2015

|

nr 4

2--10

EN

The high-alloy tool steels meant for cold processing with or without the formation of chips have to possess the hardness of min 62-63HRC after heat processing [1]. The representatives of two types of steel are as follows: the HS18-0-1 (~0,78%C and 18%W) type of high alloy tool steel used for cutting tools and the X210Cr12 (~2%C and ~12% Cr) type of high carbon and chromium non-deformable tool steel used for cold processing tools [1]. Further heat processing of these types of tool steels (following the standard heat treatments), which leads to the increase of surface hardness without influencing the tenacity of metallic matrix, can increase the performance in the exploitation of tools. The article aimed at the quantification of the effects of performing subcritical annealing in chemically neutral plasma after ion nitriding on the tools made of the HS18-0-1 type of tool steel and respectively of ion nitriding after quenching and tempering on the tools made of the X210Cr12 type of tool steel on the thickness and the microhardness of surface layers.

PL

Wysokostopowe stale narzędziowe przeznaczone do obróbki na zimno z powstawaniem lub bez powstawania wiórów po obróbce cieplnej muszą charakteryzować się minimalną twardością 62–63 HRC [1]. W pracy opisano dwa typy stali: HS18-0-1 (~0,78% C i 18% W) wysokostopową stal narzędziową używaną na narzędzia tnące i typ X210Cr12 (~2% C i ~12% Cr) wysokowęglowej i nie podatnej na odkształcenie chromu stali narzędziowej używanej na narzędzia do obróbki na zimno [1]. Dalsza obróbka cieplna tych typów stali narzędziowej (następująca po standardowych obróbkach cieplnych), która prowadzi do zwiększenia twardości powierzchni bez wpływu na wytrzymałość na rozciąganie osnowy metalicznej, może zwiększyć osiągi w eksploatacji narzędzi. Celem artykułu była kwantyfikacja efektów zastosowania wyżarzania stali poniżej temperatury Ac1 w chemicznie neutralnej plazmie po azotowaniu jonowym do narzędzi wykonanych ze stali narzędziowej typu HS18-0-1 i odpowiednio azotowania jonowego po oziębieniu i odpuszczaniu do narzędzi wykonanych ze stali narzędziowej typu X210Cr12, odnośnie grubości i mikrotwardości warstw powierzchniowych.

14

Niskociśnieniowe źródło plazmy azotowej w technologiach hybrydowych

Betiuk M.

Inżynieria Powierzchni

|

2014

|

nr 2

44--50

PL

W artykule opisano zasadę działania źródła jonów AIDA (opracowanie Białoruskiej Akademii Nauk), którego konstrukcja jest doskonalona w Instytucie Mechaniki Precyzyjnej. W prowadzonych badaniach źródło zastosowano w technologii hybrydowej złożonej z procesów azotowania gazowego i PA PVD. W celu ilustracji efektów technologicznych z zastosowaniem źródła w procesach PA PVD przedstawiono wyniki badań: oddziaływania formowanego strumienia jonów N2+ i cząstek wzbudzonych N2* powierzchnią Fe oraz współpracy (asysty) źródła w syntezie TiN prowadzonej nad technologią łuku niskociśnieniowego PVD-Arc. Badania wykazały możliwość wzbogacenia plazmy wyładowania łukowego w jony azotu i otrzymywanie powłok TiN o wysokiej adhezji do warstwy azotków żelaza.

EN

The article describes the principle of operation of the ion source AIDA (worked out at the Belarusian Academy of Sciences) which design was perfected in the Institute of Precision Mechanics. In this study, source used in hybrid technology consisting of a gas nitriding and PA PVD. In order to illustrate the effects of technological sources using PA PVD processes presents the results of effects: the impact of molded stream of ions (N2+) and excited molecule (N2*) reactive surface Fe and cooperation sources with in the synthesis of TiN conducted on the technology of low pressure arc PVD-Arc. Studies have shown enrichment arc discharge plasma, and nitrogen ions produce coatings with high adhesion TiN layer of iron nitride.

15

Azotowanie jonowe tulei łożyskującej wykorzystywanej w produkcji układów wydechowych

Frączek T., Dyja D., Maźniak K., Ogórek M.

Inżynieria Powierzchni

|

2014

|

nr 2

36--43

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań właściwości użytkowych tulei łożyskującej wykonanej ze stali austenitycznej gatunku 304 wg AISI (X5CrNi18-10 wg PN-EN 10088-1:1998) poddanej procesowi azotowania jonowego w temperaturze T=753 K (480°C) i w czasie t1 = 14,4 ks (4 h) oraz t2 = 28,8 ks (8 h), po dwóch różnych wariantach rozmieszczenia próbek w komorze jarzeniowej. Pierwszy wariant – tuleje przeznaczone do azotowania zostały umieszczone na katodzie, wariant drugi – tuleje umieszczone na katodzie zostały dodatkowo osłonięte ekranem aktywnym w celu intensyfikacji oddziaływania plazmy wyładowania jarzeniowego w procesie azotowania. W celu oceny efektywności wariantów procesu azotowania przeprowadzono badania analizy profilowej otrzymanych warstw powierzchniowych, analizę struktur warstw wierzchnich oraz przemysłowy test odporności na zużycie przez tarcie. Stwierdzono, że zastosowanie ekranu aktywnego poprawia właściwości tulei łożyskującej wykorzystywanej w produkcji układów wydechowych.

EN

The paper presents the results of the performance of the bearing sleeve made of austenitic stainless steel grade AISI 304 (X5CrNi18-10 PN-EN 10088-1:1998) subjected to ion nitriding process at T = 753 K (480°C ) and at t1 = 14,4 ks (4 h) and t2 = 28,8 ks (8 h) and the distribution of two different embodiments of a glow chamber. The first variant – for nitriding sleeves were placed on the cathode, the second option – the sleeves have been placed on the cathode active screen additionally screened in order to intensify the impact of the plasma glow discharge nitriding process. In order to assess the effectiveness of the nitriding process variants studied profile analysis of the layers of surface structure analysis of surface layers and industrial test of resistance to abrasive wear. It has been found that the use of the active screen bearing sleeve improves the sleeve used in the manufacture of exhaust systems.

16

Ekran aktywny w procesie azotowania jonowego i jego wpływ na kinetykę procesu

Jasiński J. J., Frączek T., Gawroński G., Jasiński J.

Inżynieria Materiałowa

|

2013

|

Vol. 34, nr 5

451--454

PL

W pracy przedstawiono efekty zastosowania ekranów aktywnych w procesie azotowania jonowego oraz ich wpływ na kinetykę procesu i właściwości warstwy wierzchniej Fe armco i Ti Grade 2. Próbki do badań umieszczono w wariancie pierwszym na katodzie, natomiast w wariancie drugim zastosowano ekran aktywny (active screen -AS) wykonany ze stali niskowęglowej w procesie azotowania Fe armco i stopu Ti Grade 5 podczas azotowania Ti Grade 2. Azotowanie jonowe przeprowadzono, stosując następujące parametry odpowiednio dla materiałów: Fe armco - T = 693, 733, 773, 813 K, r= 6 h, p = 150 Pa, skład atmosfery 25% N2, 75% H2; Ti Grade 2: T= 803, 833, 863 K, r = 8 h, p = 150 Pa, skład atmosfery 25% N2, 75% HZ. W celu oceny wpływu zastosowanych wariantów procesu na właściwości warstwy wierzchniej i kinetykę procesu zastosowano następujące metody badawcze: mikroskopię świetlną i elektronową, badania mikrotwardości, rentgenowską analizę fazową oraz badania za pomocą spektroskopii emisyjnej w wyładowaniu jarzeniowym. Stwierdzono, że zastosowanie metody active screen podczas azotowania wpływa na kinetykę procesu azotowania oraz na zmianę strefowej budowy warstwy wierzchniej badanych materiałów o różnej budowie krystalicznej.

EN

The paper presents an analysis of the active screen role in ion nitriding and its effect on process kinetics and surface layer properties of Fe armco and Ti Grade 2. In the ﬁrst variant samples were placed directly on a cathode while in the second one an active screens made of low-carbon steel in the case of Fe armco process, Ti Grade 5 in the case of Ti grade 2 nitriding were applied. Ion nitriding process was carried out for following parameters: Fe armco - T= 693, 733, 773, 813 K, r = 6 h,p = 150 Pa, atmosphere 25% NZ, 75% Hz; Ti Grade 2: T= 803, 833, 863 K, T- 8 h, p = 150 Pa, atmosphere 25% N2, 75% H2. Effect of the ion nitriding different variants on the surface layer and process kinetics was analyzed with light and electron microscopy, microhardness measurements, X-ray diffraction and glow discharge optical emission spectroscopy. It was stated that the application of an active screen method signiﬁcantly inﬂuences on nitriding process kinetics and surface layer structure of treated materials with a different crystal structure.

17

Modyfikacja powierzchni stali X5CrNi18-10 metodą azotowania jonowego z wykorzystaniem ekranu aktywnego

Ogórek M., Frączek T., Skuza Z., Maźniak K.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2013

|

Vol. 80, nr 11

739--743

PL

W pracy zaprezentowano wstępne wyniki badań właściwości otrzymanych warstw powierzchniowych na stali austenitycznej X5CrNi18-10 otrzymanych w wyniku krótkookresowego (2 h) oraz niskotemperaturowego (325 °C) azotowania jonowego. Oprócz klasycznego procesu katodowego przeprowadzono również, azotowanie jonowe z wykorzystaniem ekranu aktywnego. Dla oceny efektywności azotowania przeprowadzono badania: głębokości dyfuzji azotu, mikrotwardości powierzchniowej, właściwości tribologicznych oraz na badania makroskopowe i mikroskopowe.

EN

This paper presents the preliminary results of the properties of the layers on the surface of austenitic stainless steel 304 obtained from the short-term (2 h) and low temperature (325 °C) plasma nitriding. Besides the classical cathodic process was also carried out, nitriding glow using the active screen. To assess the effectiveness of nitriding studied: the depth of nitrogen diffusion, surface microhardness, tribological properties and macroscopic and microscopic examination.

18

Azotowane powłoki na elementy maszyn rolniczych

Berkowski L.

Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering

|

2012

|

Vol. 57, nr 1

9-12

PL

Przedstawiono wyniki badań nad polepszeniem jakości powłok regeneracyjnych nałożonych na próbki ze stali 45. Badano właściwości powłok nałożonych w różny sposób, oraz dodatkowo, azotowanych jonowo. Badania wykazały, że właściwości powłok (chropowatość, twardość i odporność na ścieranie) oraz skutki azotowania jonowego zależą od składu chemicznego materiału powłoki i sposobu jej nakładania.

EN

Results of the research of regenerative metallic coatings spread on specimens of 45 steel are presented. Properties (roughness, hardness and wear resistance) of coatings spread in the different way and additionally after ion nitrification were examined. The research show that the properties of coatings and results of the ion nitrification depended on the chemical composition of the coating material and of the spreading method.

19

Procesy azotowania jonowego Fe armco metodą ekranów aktywnych (AS)

Jasiński J., Frączek T., Olejnik M., Podsiad P.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 5

420--422

PL

Artykuł przedstawia wyniki badań azotowania jonowego Fe armco metodą ekranów aktywnych (Active Screen – AS). Procesy azotowania wykonano w stałej temperaturze 520°C przez 3, 6, 9 h pod ciśnieniem p = 150 Pa. W celu oceny efektów azotowania na kinetykę i modyfikację składu che- micznego i fazowego Fe armco wykonano badania metalograficzne, pomiary twardości, badania rentgenograficzne (XRD) i badania zmiany stężenia pierwiastków w warstwie wierzchniej (GDEOS). Stwierdzono, że zastosowanie metody ekranów aktywnych w procesach azotowania znacznie poprawia właściwości warstwy wierzchniej oraz intensyfikuje kinetykę tworzenia się azotków w warstwie wierzchniej materiału.

EN

Ion nitriding process of Fe armco by active screen (AS) method is presented in this paper. Process is realized according to parameters: T = 520°C; 3 6, 9 h , p = 150 Pa. In order to assess the nitriding process kinetics and surface layer modification, metallographic studies, surface hardness measurements, XRD researches and GDEOS profiles are performed. It is found that an ac- tive screen application during ion nitriding considerably improves properties of surface layer and intensifies kinetics of nitrides formation in surface layer.

20

Modernizacja procesu azotowania części silnika lotniczego ASz-62 IR

Michalak M., Gawroński J., Gawroński Z.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 4

1096-1099

PL

Zastąpienie tradycyjnego azotowania gazowego azotowaniem jonowym pozwala, przez kontrolę warunków prowadzenia procesu, na ograniczenie grubości strefy związków na powierzchni obrabianych części lub nawet jej całkowite wyeliminowanie. Dzięki temu w procesie technologicznym możliwe jest ograniczenie naddatku na niezbędną, kosztowną i czasochłonną obróbkę wykończeniową w postaci szlifowania lub nawet zrezygnowanie z jej wykonania. W efekcie uzyska się nie tylko znaczne oszczędności kosztów produkcji, ale także, jak to wykazano w artykule, prawidłowe widmo naprężeń własnych warstwy azotowanej, co jest szczególnie istotne w elementach mających zastosowanie na przykład w lotnictwie. Dodatkową zaletą tej metody jest także znaczne skrócenie czasu azotowania i energooszczędność procesu, co niewątpliwie wpływać będzie na zmniejszenie kosztów produkcji.

EN

Replacement of the traditional nitriding process with ion nitriding will allow one, by the control of process conditions, to limit the thickness of compound zone on the surface or even its total elimination. Thanks to this, it is possible to limit the allowance for the necessary, costly and time consuming finish machining, like grinding operation, or even resigning of carrying it out. As the effect it will result not only in the considerable savings, but also proper stresses distribution of the internal stresses in nitrided layer, what is particularly important in components which are used in the aviation. Additional advantage of this method is also considerable shortening of the time of the nitriding itself and also the energy-saving process, what unquestionably will have the impact on production cost reduction.