Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Properties of new-generation hybrid layers combining hardfacing and nitriding dedicated to improvement in forging tools’ durability

Kaszuba Marcin, Widomski Paweł, Białucki Piotr, Lange Artur, Boryczko Bożena, Walczak Mariusz

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2020

|

Vol. 20, no. 3

212--223

EN

This article deals with the subject of layers produced in a hybrid process combining hardfacing and nitriding. These layers are characterized by improved resistance to wear, which arises from the synergy between favorable materials during hardfacing and nitriding treatment. Tests were conducted on hot-work tool steel (H11) samples. Hardfaced layers consisting of three layers were applied to these samples, where layers were made from two materials-Robotool 46 and Hardface VMolc powder wires. Next, samples of both materials were nitrided using ZeroFlow gas nitriding technology, with control of potential aimed at obtaining a diffusion layer without a white zone of nitrides on the surface. The next step was to investigate the properties of hardfaced layers and of layers hardfaced after nitriding treatment. Conducted tests covered observations of the microstructure, microhardness measurements as a function of distance from the surface, measurement of stresses in the surface layer by means of X-ray diffraction, and tribological tests. Obtained test results show that hybrid layers combining hardfacing and nitriding may be suitable for improving the lifetime of tools applied in hot forging processes.

2

The laboratory tests of hybrid layers combining hardfacing and nitriding dedicated to increase the durability of forging tools in hot forging processes

Widomski Paweł, Gronostajski Zbigniew, Kaszuba Marcin, Kowalska Jagoda, Pawełczyk Mariusz

Welding Technology Review

|

2019

|

R. 91, nr 2

1--6

EN

In response to the growing need to use wear-resistant layers that increase durability of tools in forging processes, hybrid layers have been proposed that combine hardfacing with nitriding treatment. This article presents the results of laboratory tests of surface wear-resistant layers made with a new hybrid technology Gas-Shielded Metal Arc surfacing (hardfacing) with ZeroFlow gas nitriding. Specimens made with hardfacing or nitriding were prepared and examined. Analysis covered the thorough microstructure study, EDX chemical composition analysis and microhardness analysis. In experiment, 3 different types of nitrided layers were proposed for alpha, gamma prim and epsilon nitrides in the surface layer. The results of metallographic research in the surface layer was presented. The analysis of chemical composition in the particular overlay welds was performed to determine the content of alloying elements in the particular overlay welds. The susceptibility to nitriding of used weld materials as well as the ability to form particular types of nitrides on selected welded substrates was also tested.

PL

W odpowiedzi na narastające potrzeby stosowania warstw odpornych na zużycie, zwiększających trwałość narzędzi w procesach kucia, zaproponowano warstwy hybrydowe łączące napawanie z późniejszą obróbką azotowaniem. W tym artykule przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych warstw odpornych na zużycie wykonanych w nowej technologii hybrydowej łączącej napawanie łukowe z azotowaniem gazowym metodą ZeroFlow. Referencyjne próbki wykonane w technologii napawania lub azotowania zostały także przygotowane i zbadane. Analiza obejmowała analizę mikrostruktury, analizę składu chemicznego EDX i analizę mikrotwardości. W ramach eksperymentu zaproponowano 3 różne typy warstw azotowanych na strefę azotków alfa, gamma prim i epsilon w warstwie wierzchniej. Zaprezentowano wyniki badań metalograficznych oraz analizy składu chemicznego w przekroju napoiny. Na tej podstawie określono udział pierwiastków stopowych w poszczególnych warstwach napoiny. Badano również podatność na azotowanie stosowanych napoin a także zdolność do tworzenia się poszczególnych rodzajów azotków na wybranych napawanych podłożach.

3

Zwiększenie trwałości wybranych narzędzi stosowanych w branży gumowej przez obróbkę hybrydową

Kasprzycka Ewa, Więczkowski Arkadiusz, Bogdański Bogdan

Mechanik

|

2019

|

R. 92, nr 4

257--262

PL

Badania dotyczyły warstw hybrydowych typu CrC+CrN, wytwarzanych na powierzchni stali narzędziowej w kolejnych procesach chromowania dyfuzyjnego, realizowanych tanią i prostą pod względem technologicznym metodą proszkową, połączonych z obróbką Arc PVD (arc evaporation physical vapour deposition), wykonywaną w celu osadzenia powłok azotku chromu. Zbadano mikrostrukturę warstw hybrydowych, ich skład fazowy oraz rozkłady stężenia pierwiastków w strefie dyfuzyjnej tych warstw. Określono twardość warstw, ich właściwości tribologiczne (metodą kula–tarcza) oraz odporność korozyjną. Wykazano, że warstwy hybrydowe typu CrC+CrN charakteryzują się bardzo dobrymi właściwościami tribologicznymi w temperaturze otoczenia 25°C i temperaturze 100°C, jak również bardzo dobrą odpornością na korozję w roztworach zawierających jony chlorkowe.

EN

This research concerns hybrid layers of the CrC+CrN type, produced on the tool steel surface in subsequent processes, diffusion chromizing, carried out by inexpensive and technologically simple powder method, combined with the next arc evaporation treatment Arc PVD (arc evaporation physical vapour deposition), made for the deposition of chromium nitride coatings. Investigations of the microstructure of hybrid layers, as well as of their phase composition and concentration depth profiles of elements in diffusion zone of these layers, were carried out. In addition, the layers hardness, their tribological properties (pin-on-disk method) and corrosion resistance have been determined. It has been shown that hybrid layers of the CrC+CrN type are characterized by very good tribological properties at ambient temperature 25°C and at temperature 100°C as well as by very good resistance to corrosion in a solution containing chlorine ions.

4

Tribological Properties of Bearing Steel After Hybrid Treatment, Combined Diffusion Chromizing with the PVD Method

Bogdański B., Kasprzycka E.

Tribologia

|

2018

|

nr 6

5--10

EN

The objective of the research in this work was the modification of the structure of chromized carbide layers on a bearing steel surface by the combination of diffusion chromizing with subsequent treatment, chromium nitride deposition by the PVD method, carried out to improve their tribological properties. As a result, CrC+CrN type hybrid layers on the surface of bearing steel were obtained. For comparison, the properties of single chromized carbide layers produced on a bearing steel surface in diffusion chromizing by the pack powder method were tested. Investigations of the layers’ microstructures, phase composition, depth profiles of elements in the layer diffusion zone, and hardness were carried out. Tribological properties (linear wear) of the layers were performed by means of taper-three rolls tests. It has been proved, that the resistance to abrasive wear of the CrC+CrN type hybrid layers is almost two times higher than that for single CrC carbide layers.

PL

Przedmiot badań w niniejszej pracy stanowiła modyfikacja budowy warstw chromowanych na stali łożyskowej przez połączenie chromowania dyfuzyjnego z następną obróbką, osadzaniem azotku chromu metodą PVD, przeprowadzana dla poprawy ich właściwości tribologicznych. W rezultacie otrzymano warstwy hybrydowe typu CrC+CrN. Dla porównania przeprowadzono badania pojedynczych warstw węglikowych wytwarzanych na powierzchni stali łożyskowej metodą proszkową chromowania dyfuzyjnego. Przeprowadzono badania mikrostruktury warstw, ich składu fazowego, zmian stężenia pierwiastków w strefie dyfuzyjnej warstw oraz twardości. Właściwości tribologiczne (zużycie liniowe) warstw oceniano przy wykorzystaniu metody trzy wałeczki-stożek. Wykazano, że odporność na zużycie przez tarcie stali łożyskowej z warstwami hybrydowymi typu CrC+CrN jest prawie dwa razy większa od odporności tej stali z pojedynczymi warstwami węglikowymi typu CrC.

5

Hybrid layer type CR/LPC

Dybowski K., Kowalczyk P., Januszewicz B., Batory D.

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2017

|

Vol. 11, no 2

23--27

EN

Application of metal coatings and the carburized layer are widely known and readily used for various elements, depending on the application. Metal coatings based on chromium are used in order to increase resistance to wear, corrosion and erosion. The coatings applied by different methods have a significant drawback - they are not well related with the substratum, so there is a risk of cracking or flaking. Any discrepancies and flaws disqualify such a way as to protect the surface. Carburizing processes will be carried out, primarily in order to increase the hardness of the surface layer while maintaining a ductile core of the object. It is likely that the combination of these treatments will provide to increase the hardness of the material. The behavior of the proper order to create hybrid layer ensures the continuity of the resulting layer and its good connection with the steel. The paper presents a hybrid layer consisting of the deposited chrome and PVD in the next stage of low pressure carburizing. Conducted process allows chromium diffusion into the material, the enrichment of the steel and to ensure the continuity of the layer.

6

Poprawa trwałości narzędzi do kucia na gorąco przez zastosowanie warstw hybrydowych

Gronostajski Z., Hawryluk M., Kaszuba M., Marciniak M., Smolik J., Zwierzchowski M.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2013

|

R. 58, nr 11

659--663

PL

W artykule opisano zagadnienia związane z trwałością matryc kuźniczych stosowanych do kucia na gorąco odkuwki koła czołowego. Przedstawiono wyniki badań przemysłowych, gdzie w celu poprawy trwałości narzędzi zastosowano warstwy hybrydowe typu warstwa azotowana powłoka PVD. Ocenie skuteczności w zwiększaniu trwałości narzędzi w analizowanym procesie poddano dwa rodzaje warstw hybrydowych różniące się zastosowaną powłoką PVD. Opisane badania wykazały, że przez zastosowanie warstw hybrydowych typu warstwa azotowana i powłoka PVD można skutecznie zwiększyć trwałości narzędzi stosowanych w procesach kucia matrycowego na gorąco.

EN

This paper describes the issues related with durability of forging dies used in spur gear hot forging process. The results of industrial research describe tool life improvement by using hybrid layer combining nitride layer and PVD coating. In order to assess the effectiveness in increasing tool life in the analyzed process two types of hybrid layers with different PVD coating applied. The research has shown that by using a hybrid layer containing nitrided layer and PVD coating can effectively enhance the durability of the tools used in the process of hot forging.

7

Wpływ warstw hybrydowych na trwałość narzędzi do kucia na gorąco

Gronostajski Z., Kaszuba M., Hawryluk M., Zwierzchowski M., Będza T., Smolik J.

Przegląd Mechaniczny

|

2013

|

nr 10

17--22

PL

W artykule przedstawiono opis zjawisk zachodzących na powierzchni matrycy stosowanej w drugiej operacji kucia na gorąco odkuwki kota czołowego, gdzie w celu poprawy jej trwałości zastosowano warstwy hybrydowe typu warstwa azotowana/powłoka PVD. Analizowane matryce wykonane były ze stali WCLV. Oceniono skuteczność zastosowanej warstwy hybrydowej w zwiększaniu trwałości analizowanej matrycy Przeprowadzone badania wykazały, że modyfikowanie właściwości warstwy wierzchniej przez zastosowanie technik hybrydowych typu warstwa azotowana i powłoka PVD daje możliwość efektywnego zwiększenia trwałości narzędzi stosowanych w procesach kucia na gorąco.

EN

This paper presents a description of the phenomena occurring on the surface of the die used in the second operation of hot forging, where in to improve the durability the hybrid layer uses a nitrided layer PVD coating. The analyzed dies were mada of steel WCLV. The effectiveness of the hybrid layer in increasing the durability of the analyzed die has been evaluated. The research has shown that changing the properties of the surface layer by the use of hybrid technology and a nitrided layer PVD coating makes it possible to effectively Increase the durability of the tools used in the hot forging processes.

8

Influence of PVD coatings on fatigue properties of hybrid layers in high temperatures

Kacprzyńska-Gołacka J., Mazurkiewicz A., Smolik J.

Problemy Eksploatacji

|

2013

|

nr 3

45--54

EN

Thermal fatigue is one of the most important mechanism of destroying tools operating in high temperatures, such as forging dies. Cyclical changes in the temperature gradient are a source of variable thermal stresses that cause the generation and propagation of thermal cracking in forging dies. Very effective operation of increasing the thermal fatigue resistance of forging dies is to shape the properties of the surface layer using surface engineering technology. One of the most perspective directions of the development of surface engineering is related to hybrid technologies. The best-known and widely used hybrid surface treatment technology is a combination plasma nitriding process with the PVD methods. The article presents the analysis of the impact of the different PVD coatings on the mechanism and intensity of the generation and propagation of cracks in the thermal fatigue hybrid layers “nitrided layer / PVD coating.”

PL

Zmęczenie cieplne jest jednym z najbardziej istotnych mechanizmów niszczenia narzędzi pracujących w warunkach intensywnych, cyklicznie zmiennych obciążeń cieplnych, jak np. matryce kuźnicze. Cykliczne zmiany gradientu temperatury pomiędzy powierzchnią i rdzeniem narzędzia są źródłem zmiennych naprężeń cieplnych, które są przyczyną generowania i propagacji pęknięć w matrycy kuźniczej. Bardzo skutecznym działaniem zwiększającym odporności na zmęczenie cieplne matryc kuźniczych jest kształtowanie właściwości ich warstwy wierzchniej poprzez wykorzystanie nowoczesnych metod inżynierii powierzchni. Jednym z najbardziej perspektywicznych kierunków rozwoju rozwiązań inżynierii powierzchni są technologie hybrydowe. Najlepiej dotąd poznaną technologią hybrydową jest technologia łącząca proces azotowania plazmowego oraz proces osadzania powłoki metodą PVD. W artykule przedstawiono analizę wpływu różnych powłok PVD na mechanizm oraz intensywność generowania i propagacji pęknięć w procesie zmęczenia cieplnego warstw hybrydowych typu „warstwa azotowana + powłoka PVD”.

9

Zastosowanie warstw hybrydowych na narzędziach do kucia na gorąco odkuwki koła czołowego

Gronostajski Z., Kaszuba M., Hawryluk M., Będza T., Włodarczyk W., Smolik J.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Mechanika

|

2013

|

z. 253

101--106

PL

W pracy przedstawiono opis zjawisk zachodzących na powierzchni matryc do kucia na gorąco odkuwki koła czołowego, gdzie w celu poprawy ich trwałości zastosowano warstwy hybrydowe. Analizie poddano narzędzia wykonane ze stali WCLV stosowane w drugiej operacji kucia. Oceniono skuteczność zastosowanych warstw hybrydowych w zwiększaniu trwałości analizowanych narzędzi. Przeprowadzone badania wykazały, że modyfikowanie właściwości warstwy wierzchniej przez zastosowanie technik hybrydowych typu warstwa azotowana i powłoka PVD daje możliwość efektywnego zwiększenia trwałości narzędzi kuźniczych w analizowanym procesie.

EN

The article presents a description of the phenomena occurring on the surface of dies with hybrid layer for hot forging of front wheel. Analysis was carried out on the tools made of steel WCLV used in the second operations. The effectiveness of the hybrid layer for improving the durability of analyzed tools has been evaluated.

10

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.

11

Hybrydowe warstwy rezystywne NiCr + NiP

Kowalik P., Pruszowski Z.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2002

|

Vol. 43, nr 3

23-25

PL

Badano własności elektryczne warstw wytworzonych przy pomocy techniki rozpylania katodowego oraz chemicznej metalizacji. Otrzymano rezystory wysokostabilne o Temperaturowym Współczynniku Rezystancji (TWR) poniżej 25 ppm/K, pracujące bez zakłóceń przy podwójnym obciążeniu znamionowym.

EN

The elaboration presents technology enabling manufacture of new generation of metallized resistors including hybrid NiCr (deposited by cathode sputtering) and NiP (deposited by chemical reduction). The NiCr-NiP resistive layers obtained on such a way are very promising in utilization of failure vacuum metallization. It arises from the fact that resistive layer deposited by chemical reaction is ten times thicker than NiCr and effectively eliminate dispersion of resistance and TCR values of NiCr layer. The additional advantage of this method is elimination of expensive palladium salts applied in activation process of ceramics metallized chemically thanks to autocatalytic character of nickel and it’s allays in this reaction. This work in results obtained method of deposition of NiCr layers on metallized substrates, established minimal contents of nickel in alloy at which the metallic NiCr layer lose the autocatalytic properties. During the metallization processes manufactured the resistors with very good parameters such as TCR, stability and resistance to stable and variable influence of climatic factors. We expect that it will be possible to introduce this technology to industrial practice after optimization of all steps of technological process.