Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analiza spektralna plazmy w procesach azotowania jarzeniowego tytanu technologią aktywnego ekranu

Betiuk M., Maźniak K., Frączek T., Pawelec E.

Inżynieria Powierzchni

|

2018

|

nr 4

9--19

PL

Azotowanie jarzeniowe tytanu i jego stopów jest jedną z obróbek powierzchniowych umożliwiających wytworzenie warstw o wysokich twardościach. Celem pracy było dokonanie analizy porównawczej składu jakościowego widma procesowego uzyskanego na tytanowym ekranie aktywnym, z widmem wzorcowym w rurkach spektralnych. Plazmę procesową tworzyły gazy Ar, N2, H2 wprowadzane w przestrzeń wylądowania jarzeniowego. Analizowano widmo spektralne w trzech etapach technologii azotowania jarzeniowego tytanu którymi były: przygotowanie komory próżniowej i oprzyrządowania do procesu, aktywacja powierzchni tytanu w wyładowaniu jarzeniowym, azotowanie jarzeniowe tytanu. Przedstawiono badania oceny wpływu temperatury azotowania jarzeniowego na zmianę sygnału spektralnego plazmy H2, N2, Ar oraz analizowano oddziaływanie zmiany proporcji reaktywnych gazów H2, N2 na sygnał spektralny plazmy. Badania te doprowadziły do próby zdefiniowania nowego parametru sterującego składem mieszanki gazowej wprowadzanej w obszar wyładowania jarzeniowego. Do realizacji celów pracy wykorzystano analizator spektralny plazmy oraz stanowisko badawcze — komorę próżniową pozwalającą naprowadzenie procesu azotowania jarzeniowego na potencjale katody, plazmy oraz potencjale uzupełniającym.

EN

The glow discharge nitriding of titanium and its alloys is one of the surface treatments enabling the formation of high hardness layers. The aim of the paper was to perform a comparative analysis of the qualitative composition of the process spectrum obtained on the titanium active screen with the reference spectrum in the spectral tubes. The process plasma was formed by the gases: Ar, N2 H2 introduced into the glow discharge space. The spectral spectrum was analyzed in three stages of the technology of glow discharge nitriding of titanium, which were: preparation of the vacuum chamber and process instrumentation, activation of the titanium surface in glow discharge, glow discharge nitriding of titanium. The paper presents the studies on the evaluation of the influence of the glow discharge nitriding temperature on the change in the plasma spectral signal H2,N2, Ar and analyzes the influence of the change in the proportions of reactive gases H2,N2 on the spectral signal of the plasma. These studies led to an attempt to define a new parameter controlling the composition of the gas mixture introduced into the glow discharge area. To achieve the goals of the paper, a plasma spectral analyzer and a test stand were used - a vacuum chamber allowing the glow discharge nitriding process to be carried out at the cathode, plasma and complementary potential.

2

Azotowanie z ekranem aktywnym jako alternatywa dla azotowania jarzeniowego tytanu i jego stopów

Ossowski M., Tarnowski M., Borowski T., Brojanowska A., Wierzchoń T.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 4

236--239

PL

Azotowanie jarzeniowe jest nowoczesną obróbką cieplno-chemiczną. Pozwala na zwiększenie twardości oraz odporności na zużycie w warunkach tarcia elementów wykonanych z tytanu i jego stopów. Zjawisko rozpylania katodowego w obróbkach jarzeniowych jest stosowane w aktywacji powierzchni obrabianego podłoża stanowiącego katodę. W konsekwencji znacząco zwiększa się efektywność procesów azotowania. Pozwala na wytworzenie warstw o większej grubości w niższej temperaturze procesu. Zjawisko rozpylania katodowego jest jednak przyczyną występowania niekorzystnych efektów katody wnękowej oraz krawędziowego. Także nierównomiernego nagrzewania się elementów oraz dużego rozwinięcia i zdefektowania powierzchni obrabianych elementów. Stąd jest utrudniona obróbka elementów cienkościennych lub z dużą liczbą ostrych krawędzi i otworów. Podobne trudności występują również przy wytwarzaniu jednorodnych warstw o dużej gładkości, np. na powierzchniach polerowanych. Jednym z kierunków modyfikacji obróbki jarzeniowej mającej na celu wyeliminowanie skutków rozpylania katodowego i połączenia zalet tradycyjnej metody azotowania w warunkach wyładowania jarzeniowego jest azotowanie w obszarze plazmy. Stosowanie w procesie azotowania jarzeniowego ekranu aktywnego umożliwia oddziaływanie niskotemperaturowej plazmy na obrabiane elementy odizolowane zarówno od katody, jak i anody, ograniczając wpływ zjawiska rozpylania katodowego do minimum. W pracy przedstawiono wyniki badań mikrostruktury, składu fazowego oraz właściwości warstw wytworzonych na podłożu stopu tytanu Ti-6Al- -4V w procesie azotowania z użyciem ekranu aktywnego. Wytworzone dyfuzyjne warstwy azotowane zwiększają odporność na zużycie w warunkach tarcia oraz odporność korozyjną stopu Ti-6Al-4V. Jednocześnie stosowany proces azotowania w niewielkim stopniu wpływa na topografię powierzchni. Pozwala także na wytworzenie jednorodnych warstw na elementach o skomplikowanym kształcie. Analiza uzyskanych wyników w odniesieniu do procesu azotowania jarzeniowego na potencjale katody wskazuje na możliwość zastosowania azotowania z użyciem ekranu aktywnego do obróbki elementów o małych rozmiarach i skomplikowanym kształcie z zachowaniem dużej gładkości ich powierzchni obrabianych. Przedstawiono również możliwości zastosowania obróbki jarzeniowej w obszarze plazmy wyrobów tytanowych.

EN

Glow discharge nitriding is an advanced thermochemical treatment method that allows one to eliminate some disadvantages of titanium and its alloys like low hardness or wear resistance. Cathode sputtering in the glow discharge treatment is used in the activation of the treated material surface being a cathode, which in turn significantly increases the efficiency of the nitriding processes and allows one to produce layers of greater thickness at a lower temperature. However, the phenomena of cathode sputtering is also a cause of some adverse effects like the “hole cathode effect”, uneven heating of the elements in the technological process, the so called “edge effect” and the development of an increased number of defects in the surface of the elements. For these reasons it is difficult to process elements with thin sections, sharp edges and holes, also the formation of homogeneous layers with a high smoothness of the polished surfaces is complicated. One of the ways to modify glow discharge treatment, designed to eliminate those negative effects, with all the advantages of “conventional” nitriding in glow discharge conditions being preserved, is called nitriding at plasma potential (“floating potential”). The active screen used in the plasma nitriding process enables interaction between the low temperature plasma and the treated elements (which are isolated from both cathode and anode), and limits cathode sputtering effects to a minimum. The article presents the results of microstructure and phase composition analysis and properties of the layers produced in the active screen plasma nitriding process on the Ti-6Al-4V titanium alloy. Diffusive nitrided layers enhance wear and corrosion resistance of the Ti-6Al-4V titanium alloy. Moreover, the active screen nitriding process affects the topography of the treated material surface to a limited level and allows one to produce homogeneous layers on elements of complex shapes. The obtained results referring to cathode potential nitriding show the possibility of broader applications of active screen plasma nitriding in the processing of compact elements of complex shapes and with a high smoothness of the surfaces being preserved. The paper also presents some applications of the active screen nitriding process.

3

Azotowanie jarzeniowe na potencjale uzupełniającym

Betiuk M., Kowalski S.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 4

869-873

PL

W pracy przedstawiono stan zagadnienia dotyczący podstawowych modeli procesu azotowania jarzeniowego (azotowanie jonowe). W syntetyczny sposób scharakteryzowano zjawiska odpowiedzialne za proces azotowania jarzeniowego technologią tradycyjną i z zastosowaniem ekranu aktywnego. Wyjaśniono istotę procesu azotowania jarzeniowego na potencjale uzupełniającym. Przedstawiono eksperyment i wyniki badań azotowania stali X37CrMo5-1 w trzech obszarach plazmy, w tym na potencjale uzupełniającym. Plazmę wyładowania jarzeniowego tworzono z mieszanki N2 + H2 (30÷70%) podawanej do komory pieca jarzeniowego z jonowym ekranem grzewczym z zachowaniem ciśnienia 220 Pa.

EN

The paper presents state of the problem of general models glow-discharge nitriding process (ion nitriding). In the synthetic manner responsible phenomena for glow-discharge nitriding process with the traditional technology, with the use of the active screen and using the complementary potential have been characterized. Nature the ion nitriding on complementary potential was explained. Experiment and findings of the nitriding steel WCL in three areas of plasma, also on the complementary potential have been presented. Plasma glow discharge was created from the mixture N2 + H2 (30÷70%) in the chamber with ionic heating screen to keep pressure 220 Pa.

4

Analiza struktury właściwości warstw azotowanych wytworzonych na stali 316L w różnych obszarach wyładowania jarzeniowego

Borowski T., Kamiński J., Trojanowski J., Wierzchoń T.

Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji

|

2010

|

Vol. 30, nr 3

68-77

PL

W artykule przedstawiono struktury warstw azotowanych wytworzonych w procesie nisko-temperaturowego azotowania w warunkach wyładowania jarzeniowego w obszarze plazmy i na potencjale katody na stali austenitycznej 316L. Badania wykazały znaczący wpływ sposobu obróbki jarzeniowej na strukturę i skład fazowy wytworzonych warstw azotowanych, a także na odporność na zużycie przez tarcie i odporność korozyjną.

EN

The paper describes and compares the structures of the nitrided layers produced on AISI 316L austenitic steel by low-temperature nitriding conducted under glow discharge conditions at the cathodic potencial and in the plasma area. The structure and phase composition of the nitrided layers as well as their corrosion and frictional wear resistance appear to depend strongly upon the region where the samples were placed within the glow discharge.

5

Rola potencjału plazmy w warunkach wyładowania jarzeniowego prądu stałego w procesie azotowania stali EJ961.

Frączek T., Michalski J.

Inżynieria Materiałowa

|

2002

|

R. XXIII, nr 5

299-301

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań procesu azotowania stali gatunku EJ961. Stal ta poddana została azotowaniu jonowemu zarówno na katodzie, jak i na podłożu odizolowanym od katody i anody, czyli w tzw. potencjale plazmy wyładowania jarzeniowego. Procesy azotowania przeprowadzono na urządzeniu do obróbek jarzeniowych z chłodzoną anodą.

EN

Results of researches on nitriding process of EJ961 steel are presented in this work. This steel was subjected to nitriding both on the cathode and on the isolated from cathode and anode substrate, that is at so called potential of glow discharge plasma. Nitriding processes were performed using device for glow discharge treatments with cooled anode.