Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 13

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  hard coatings
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
PL
Celem badań była ocena możliwości zwiększenia siły adhezji (wartości obciążenia krytycznego mierzonego testem na zarysowanie) twardych powłok do ostrzy skrawających z węglików spiekanych poprzez ich nagrzewanie laserowe.
EN
Evaluation of the possibilities of increasing of adhesion force (values of the critical load measured by the scratch test) of hard coatings to cutting edges made of cemented carbides by their laser heating was a purpose of researches.
EN
Goal of this work is the investigation of roughness influences on the abrasive wear behaviour of magnetron sputtered multi- -layered, low-friction coatings on carbon-fibre reinforced polymers (CFRP). Higher coating roughness at similar CFRP quality was realized by higher deposition rates, leading to increased heat flux to the substrates during deposition. Thermal expansion of the epoxy matrix on the micro scale results in a wavy, wrinkled surface topography. Both in scratch and reciprocal sliding testing against alumina, the friction coefficients are lower for the smooth coatings, but their wear rate is higher due to low-cycle fatigue caused abrasion.
PL
Celem pracy jest badanie wpływów szorstkości na zużycia abrazyjne osadzonych magnetronowo wielowarstwowych powłoki o niskim współczynniku tarcia na bazie wzmocnionych włóknami węglowych polimerów (CFRP). Większa szorstkość powłoki przy podobnej jakości (CFRP) została uzyskana przez wyższe szybkości osadzania, co prowadziło do zwiększonego strumienia ciepła do podłoża podczas osadzania. Rozszerzalność cieplna matrycy epoksydowej w skali mikro pozwalała na uzyskanie falistej, pofałdowanej topografii powierzchni. Zarówno w teście zarysowania jak i ścierania z przeciwpróbką korundową uzyskano niższe współczynniki tarcia dla gładkich powierzchni zaś ich szybkość zużycia była wyższa ze względu na nisko-cyklowe zmęczenie wywołujace przetarcie.
PL
W artykule przedstawiono przegląd nowych grup powłok tribologicznych o złożonej mikrostrukturze, nakładanych metodami PVD (Physical Vapour Deposition) oraz CVD (Chemical Vapour Deposition). Zaprezentowano wyniki badań strukturalnych (TEM), mechanicznych i tribologicznych powłok nanokompozytowych nc-Cr2C/a-C:H i wielowarstwowych 16x(Ti/TiN). Właściwości tych nowoczesnych powłok porównano z właściwościami dwóch pojedynczych powłok a-C:H i TiN. Wszystkie powłoki nakładano metodą rozpylania magnetronowego na stali austenitycznej AISI 304. Porównano wartości twardości i modułu sprężystości oraz adhezję do podłoża badaną przy użyciu testu zarysowania. Wyniki badań wykazały możliwość poprawy odporności na zużycie powłok nanokompozytowych i wielowarstwowych w porównaniu z typowymi powłokami stosowanymi obecnie w przemyśle maszynowym.
EN
The paper presents an overview of new groups of tribological coatings with complex microstructure deposited by PVD (Physical Vapour Deposition) and CVD (Chemical Vapor Deposition) techniques. The results of microstructure studies (TEM), mechanical and tribological properties of nanocomposite coatings nc-Cr2C/a-C:H and multilayers 16x(Ti/TiN) were shown. The properties of these modern coatings are compared with the properties of two single coatings a-C:H and TiN. All coatings were deposited by magnetron sputtering on AISI 304 steel substrates. The hardness, elastic modulus and adhesion to the substrate studied by scratch testing were compared. The results showed the possibility of improving the wear resistance of the nanocomposite and multilayer coatings in comparison with conventional single coatings currently used in the machine industry.
4
Content available remote Contact mechanics of coating-substrate systems: Monolayer and multilayer coatings
EN
The paper presents issues related to contact mechanics of coating-substrate systems and problems with analysis of their mechanical properties. The author's model of deformations of such systems based on a complex analysis of nanoindentation tests and FEM modeling is also presented. This model allows identification of the areas submitted to the highest stress concentration with their quantitative analysis. Studies were carried out on TiN monolayer and Ti/TiN multilayers deposited on steel substrates. For multilayers the impact of soft Ti layers on coating fracture was investigated.
PL
W pracy przedstawiono wyniki testów indentacyjnych wykonanych trzema wgłębnikami o różnej geometrii wraz z ich interpretacją dla powłok TiN, CrN i a-C:H nałożonych na miękkim podłożu stalowym. Wyniki badań wskazują, że największe obciążenie do zniszczenia na skutek pękania może przenieść powłoka CrN, a najmniejsze powłoka a-C:H. Natomiast najsztywniejsza powłoka TiN w największym stopniu zabezpiecza podłoże przed odkształceniami plastycznymi, co jest szczególnie widoczne dla kontaktu z wgłębnikiem o najmniejszym promieniu zaokrąglenia. Przedstawiona analiza, oparta na transformacji krzywych indentacyjnych na krzywe naprężenie-odkształcenie, umożliwia tworzenie map deformacji i niszczenia w wyniku kruchego pękania złożonych układów po włoka-podłoże.
EN
Load bearing capacity of coating-substrate systems can be found from indentation experiments using different indenter geometry by transforming the load-depth indentation diagram to stress-strain diagram. In article consideration about deformations and failure of coating-substrate system were presented using results of TiN, CrN and a-C:H coatings deposited on X10CrNi 18-8 steel substrates. Critical loads leading to plastic deformation of steel substrate and coating fracture have been evaluated. Determination of these parameters allow to make deformation and fracture map for tested system. Such a maps can be useful for optimization of coating material and thickness for selected applications.
PL
W pracy przedstawiono budowę stanowiska technologicznego przeznaczonego do nanoszenia warstw (TiAl)N na węgliki spiekane. Do budowy stanowiska wykorzystano standardowe urządzenie próżniowe produkcji TEPRO Koszalin NA501A. Elementem z węglików spiekanych były wymienne końcówki wierteł do głębokiego wiercenia φ = 22,50. Zastosowano technologię impulsowego rozpylania magnetronowego MF (Medium Frequency) z wyrzutnią typu WMK50. Rozpylanie prowadzono z pojedynczej wyrzutni z tarczą wykonaną ze spieku TiAl. Spiek ten otrzymano stosując proces prasowania na gorąco mikroproszku otrzymanego w wyniku procesu SHS (Self-propagation High-temperature Synthesis). Proces nanoszenia prowadzono na podłoża utrzymywane w temperaturze ok. 900 K. Do uzyskania niezbędnej wartości temperatury podłoży skonstruowano stolik z elementem grzejnym wykonanym z materiałów ceramicznych na bazie węglika krzemu. Przeprowadzono obserwacje morfologii warstwy mikroskopem skaningowym oraz wykonano analizy składu chemicznego warstw. W celu oceny jakości pokrycia przeprowadzono badania adhezji.
EN
Design of the technological equipment for deposition of the (TiAl)N coatings on sintered carbide is presented. The standard vacuum evaporator NA501A produced by TEPRO Koszalin company was adopted. The covered parts were heads of drills for deep boring with diameter of φ = 22.5 mm. Pulsed magnetron sputtering MF (Medium Frequency) with WMK50 magnetron gun was used as deposition technology. Deposition was provided with single magnetron gun with sintered TiAl target. Target was produced by high temperature pressing of micropowder after SHS process. Deposition was carried out at high temperature of substrate (about 900K). For heating the substrates high temperatures table was made from ceramic materials based on silicon carbide. Scanning Electron Microscopy for morphology measurement and EDS for Chemical analysis were used. Adhesion of the coating was measured by scratch tests.
EN
The reactive magnetron sputtering of Cr and CrSi targets having from 2 to 30 at. % Si was applied to deposit coatings on silicon substrates heated up to 600°C. The coating microstructure was characterized using TECNAI FEG (200 kV) transmission electron microscope equipped with EDS attachment. Thin foils were prepared showing coating microstructure both in plan-view and cross-section. The investigations showed that coatings of up to 2 um thickness were all characterized by a columnar microstructure. The analysis of the electron diffractions indicated only presence of the cubic CrN phase. The high resolution observation confirmed presence of high defect density in all coatings, but excluded presence of amorphous phase at crystallites boundaries. The EDS analysis helped to prove, that silicon was distributed uniformly within the coatings and its level exceed by 1÷3 at. % the one in the respective CrSi targets used for their deposition. The silicon additions resulted in decrease of the average column diameter from ~100 to ~25 nm accompanied by hardness increase from ~14 to ~37 GPa.
PL
Powłoki (Cr, Si)N osadzono na podłoża krzemowe techniką reaktywnego rozpylania magnetronowego tarcz Cr oraz CrSi zawierających do 30 at. % Si z wykorzystaniem podłoży wygrzewanych do 600°C. Obserwacje mikrostruktury prowadzono z wykorzystaniem mikroskopu TECNAI FEG (200 kV) wyposażonego w przystawkę EDS. Cienkie folie zostały wycięte w sposób prezentujący powłoki w przekroju poprzecznym i równoległym do powierzchni. Przeprowadzone badania wykazały, że powłoki o grubości <2 um charakteryzuje budowa kolumnowa. Analiza ich dyfrakcji elektronowych wskazała na wyłączną obecność fazy typu CrN. Obserwacje wysoko- rozdzielcze potwierdziły duże zdefektowanie krystalitów, ale wykluczyły obecność fazy amorficznej w ich granicach. Analizy składu chemicznego wykazały, że stosunek krzemu do chromu w powłokach jest zawyżony od 1 do 3 at. % Si względem tego w tarczach, z których były osadzane. Wprowadzanie krzemu spowodowało obniżenie średniej szerokości kolumn ze ~100 do ~20 nm oraz równoczesny wzrost twardości z ~14 do ~37 GPa.
PL
Artykuł jest prezentacją nowej metody badań stabilności termicznej cienkich jedno- lub wielowarstwowych powłok przeciwzużyciowych osadzanych na materiałach narzędziowych. Metoda polega na cieplnej aktywacji w powłoce procesów makro- i mikroskopowych, których skutki zwykle wpływają na trwałość eksploatacyjną tworzonych struktur przeciwzużyciowych. Jednocześnie z tym zabiegiem cieplnym realizowana jest rejestracja zmian warunków wzajemnych oddziaływań termomechanicznych między powłoką a podłożem. Przedmiotem pomiarów są zmiany odkształceń liniowych podłoża w standardowym dla tej metody, fizycznym modelu danego układu podłoże-powłoka przeciwzużyciowa. Praca zawiera opis zasady metody oraz jej fizyczne i technologiczne uwarunkowania. Ponadto przytoczono przykłady rezultatów badań wdrożoną metodą oraz ich interpretacje, które umożliwiają różnicowanie zastosowanych technologii powłok przeciwzużyciowych.
EN
New method for investigation of thermal stability of thin multilayer wear resistance coatings deposited on tools is described. The principle of the method is a thermal activation of microscopic and then macroscopic processes, which have significant influence on wear resistance properties of the coating resulting in extended time of exploitation of tools. Using physical model of the substrate-coating system the changes of thermomechanical interactions between substrate and coating are recorded simultaneously with the thermal process. In this testing the linear deformation of the substrate are recorded. Principles of the method, their physical and technical relationships are described. Apart from that the work contains examples from investigation by implemented method enabling controlled changes in technology of deposition of wear-resistance coatings.
PL
Wpływ cienkich warstw powierzchniowych i powłok na wzrost nośności elementów pracujących w warunkach styku skoncentrowanego nie jest wystarczająco opisany teoretycznie. Brak jest w literaturze zależności umożliwiających określanie dopuszczalnych obciążeń w celu uniknięcia niszczenia systemu przez uplastycznienie podłoża lub pękanie powłoki. Znacznym problemem jest zmiana rozkładu naprężeń przy wzroście obciążeń oraz zależność charakteru pola naprężeń od grubości warstwy. Dotyczy to przede wszystkim twardych warstw i powłok o grubości do kilku mikrometrów otrzymywanych metodami PVD i CVD. Do wpaczania dopuszczalnych obciążeń, jakie może przenosić układ powłoka-podłoże autorzy proponują metodę opartą na analizie wykresów obciążenie-głębokość penetracji otrzymywanych z próby polegającej na wciskaniu w powierzchnię diamentowego wgłębnika o kulistym kształcie. Przedstawiono wyniki badań dla powłok TiN o grubościach 0,7-2,4 žm na stalowych podłożach, dla których wyznaczono dopuszczalne obciążenia. Stosowano wgłębniki o promieniach 20, 200 oraz 500 žm. Dla tych powłok przeprowadzono testy tribologiczne w styku kula-tarcza przy nacisku poniżej i powyżej nacisku dopuszczalnego. Analizowano zużycie w zależności od charakteru odkształceń układu powłoka-podłoże.
EN
Thin coatings are particularly applied to machine elements and tools working in contact. Theoretical solution of contact for coated systems is not available, because of difference in elastic and plastic properties of the surface layer and substrate, its interface properties and residual stresses. A calculations leading to the establishment of the capacity of coating-substrate systems involves many problems, and taking into account all parameters that can influence the result is not possible. Load bearing capacity of coating-substrate systems can be found from indentation experiments by transforming the load-depth indentation diagram to stress-strain diagram. The authors developed a complete procedure for the transformation of the load-depth diagram obtaineds by microindentation into stress-strain diagram, analogous to that from uniaxial tension. The yield point of substrate was clearly seen in the slope change of the stress-strain curves. Microindentation with spherical indentors 20, 200 and 5OO žm tip radius were performed on TiN coatings deposited by magnetron sputtering. A critical load leading to the plastic deformation of steel substrate has been evaluated. Tribological tests were done under and above permissible load for coating-substrate systems. Analysis of the wear tracks shows the different character of system deformation with similar wear depth. Knowledge of load bearing capacity obtained by the presented method can be useful in designing coatings with proper thickness.
PL
Przedstawiono wyniki prac badawczych dotyczących zastosowania nowo opracowanego spektrometrycznego analizatora wyładowania jarzeniowego (typ SMWJ-01) do analizy profilowej układów warstwowych. Jako układy testowe badano cienkie warstwy azotków tytanu i chromu nanoszone metodą plazmową na powierzchnię stali. W trakcie analizy powierzchnia badanych próbek ulega trawieniu jonowemu w obszarze wyładowania jarzeniowego. Rozpylone składniki atomowe ulegają jonizacji i są analizowane przez układ kwadrupolowego filtru mas. Rejestrowane prądy jonów odzwierciedlają skład atomowy rozpylanych warstw. Zastosowana metoda umożliwia analizę warstw (szybkość trawienia ok.0,8 žm/min). Czas analizy jest krótki - wynosi ok. 15 min wraz z zamocowaniem badanej próbki w analizatorze. Do wytworzenia wyładowania jarzeniowego stosowano stałe napięcie 1350 V oraz ciśnienie argonu ok. 1 hPa. Analizator GDMS typ SMWJ-01 może być stosowany do charakteryzacji cienkich warstw, a wyniki mogą być zastosowane w technologii nanoszenia warstw oraz kontroli ich jakości.
EN
Results of glow discharge mass spectrometry (GDMS) depth profile analysis are presented. Analysed structures were TiN and CrN materials deposited on st-3 steel using vacuum plasma arc method. During the analysis surface of samples is eroded by argon ions originated from glow discharge. Ion sputtering allows to remove atomic layers of the structures. Sputtered material is ionized in glow discharge and ions are extracted into quadrupole mass analyzer. Registered ion currents reflect the uncovered structure. The method allows for 0,8 mm/min sputtering rate and quick analysis time - 15 min including sample loading and pumping. Glow discharge is obtained using 1500 V DCand 1hPa of working gas argon. Intermediate cathode of 1.5 mm diaphragm is used to mask analysed samples. The method shows that thin layers can be analysed with a good depth resolution. Multilayer system allows to resolve 10 nm thick single layers of TiN and CrN. The simple construction analyser can be used for thin film characterization and technology process monitoring.
11
Content available Stresses of hard coating under sliding contact
EN
The two-dimensional contact problem of elasticity connected with an indentation of a rigid cylinder in an elastic semi-space covered by an elastic layer is considered. The detailed analysis of the stress distribution produced by contact pressures and tangential forces is presented. The obtained results for stresses are compared with ones obtained within the framework of theory of elasticity for a half-space loaded by the Hertz pressure.
PL
Rozpatrzono dwuwymiarowe zagadnienie kontaktowe teorii sprężystości dotyczące wciskania nieodkształcalnego walca w półprzestrzeń sprężystą pokrytą sprężystą warstwą. Przeprowadzono szczegółową analizę rozkładu naprężeń wywołanego naciskami kontaktowymi i powiązanymi z nimi siłami tarcia. Otrzymane wyniki porównano z wynikami, które otrzymuje się w zagadnieniu teorii sprężystości dotyczącym obciążenia powierzchni rozpatrywanej półprzestrzeni niejednorodnej naciskami Hertza.
12
Content available remote Brittleness of hard, wear-resistant coatings
EN
In the work the brittleness study of BN coatings deposited by pulse-plasma method (PPD) on cutting edges made of cemented carbides is presented. Influence of selected technological parameters of BN formation by pulse-plasma method taking into account the method of substrate preparation and discharge voltage are shown. Usefulness of Palmqvist's method for measurement of coating susceptibility to brittle cracking has been confirmed.
PL
W artykule przedstawiono badania kruchości powłok BN osadzonych metodą impulsowo--plazmową (IP) na ostrzach skrawających z węglików spiekanych. Przeanalizowano wpływ wybranych parametrów technologicznych procesów wytwarzania powłok azotku boru metodą IP na ich kruchość z uwzględnieniem sposobu przygotowania podłoża i zastosowanego napięcia wyładowania. Uzyskano potwierdzenie przydatności metody Palmqvista do pomiarów podatności materiałów powłokowych na kruche pękanie.
PL
W pracy zaprezentowano konstrukcję najważniejszych zespołów wykonawczych urządzenia łukowo-próżniowego, stosowanego do osadzania twardych powłok przeciwzużyciowych. Opisano szczegółowo budowę łukowych źródeł plazmy, komory próżniowej z układem pompującym, układu dostarczania gazu technologicznego, przepustu wysokonapięciowego z zespołem napędowym, układu kontroli temperatury detali, układu chłodzenia i układu pneumatycznego. Wszystkie te zespoły zostały zaprojektowane oraz wykonane w Instytucie Technologii Eksploatacji i zastosowane w zbudowanym na ich bazie urządzeniu do realizacji metod PAPVD. Pozalają one na dokonanie gruntownej modernizacji eksploatowanych obecnie w kraju urządzeń PAPVD lub modernizacji ich wybranych podzespołów w zależności od stanu technicznego, potrzeb technologicznych żądanego stopnia automatyzacji procesu. Opracowanie tych modułów umożliwiło stworzenie technicznej bazy do krajowej produkcji nowoczesnych urządzeń do realizacji procesów PAPVD. Urządzenia takie mogą być konfigurowane metodami zasilającymi, kontrolnymi i sterującymi, opracowanymi w ramach projektu według indywidualnych wymagań użytkowników przy zapewnieniu wysokiego poziomu technicznego.
EN
The paper presents the structure of the most important executive systems of the arcvacuum device used for deposition of hard anti-wear coatings (arc plasma sources, vacuum chamber, gas system, high-current roll-pass, control system of the detail temperature, cooling and pneumatic systems) producend in the Institute for Terotechnology. These systems were applied in the cource of constructing an orginal PAPVD device for anti-wear coating deposition. Development of these systems enabled creation of technical base for national production of modern devices for execution of PAPVD processes, which can be equipped with supply, inspection and control modules according to individual requirements of users with guarantee of high technical level.
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.