Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Degradacja powłok CrN osadzonych na stalowe podłoża w warunkach oddziaływania kawitacji

Krella A.

Inżynieria Materiałowa

|

2013

|

Vol. 34, nr 2

110--115

PL

Niszczenie kawitacyjne (erozja kawitacyjna) polega na degradacji materiału w wyniku implozji pęcherzyków kawitacyjnych znajdujących się w bezpośredniej styczności lub w pobliżu ciała stałego. Umacnianie warstwy wierzchniej i/lub nakładanie warstw ochronnych są znaną metodą zwiększania wytrzymałości i żywotności elementów konstrukcyjnych. Powłoki CrN charakteryzują się dużą twardością, małym współczynnikiem tarcia, odpornością na utlenianie do 750°C oraz dużą odpornością korozyjną. Badania odporności kawitacyjnej wykazały, że powłoki CrN mają również dobre własności ochronne na tego typu niszczenie zarówno w słodkiej wodzie, jak i w wodzie morskiej. Powłoki CrN osadzano metodą ARC PVD na stal austenityczną X6CrNiTi18-10 i martenzytyczną X39Cr13 poddaną różnym obróbkom cieplnym w celu uzyskania podłoży o zróżnicowanych twardościach. Przeprowadzone badania odporności na niszczenie kawitacyjne wykazały, że osadzenie powłok CrN, niezależnie od ich grubości, przyczyniło się do zmniejszenia całkowitego ubytku masy w porównaniu z ubytkami masy stalowych próbek bez powłok. Niemniej zwiększenie grubości tych powłok zmniejsza pozytywny efekt osadzenia powłok CrN. Mikroskopowa analiza uszkodzeń (rys. 2-4) wykazała, że systemy z powłokami CrN o grubości 4 um uległy mikropofalowaniu. Stopień pofalowania powłoki był zróżnicowany w zależności od podłoża. Zwiększenie grubości powłok CrN skutkowało zanikiem mikropofalowania (rys. 5). Konsekwencją większej grubości jest wzrost sztywności powłok oraz większa amplituda impulsu kawitacyjnego konieczna do spowodowania odkształcenia powłoki CrN, co wpływa na mechanizm degradacji powłok. W pracy ponadto pozytywnie oceniono wskaźnik RCAV wyprowadzony W pracy [13].

EN

Cavitation degradation (cavitation erosion) is caused by repeated attack of cavitation impulses. Hardening of the surface layer of conventional materials or the deposition of protective coatings is a well-known way of increasing the strength and reliability of working elements. CrN coatings possess high hardness, a low friction coefﬁcient, oxidation resistance up to 750°C and excellent corrosion resistance. Investigations of the cavitation erosion of CrN coatings showed that these coatings also possess good protection properties against this kind of degradation in both tap water and sea water. The CrN coatings were deposited by means of the ARC PVD method. Substrates made of X6CrNiTi18-10 austenitic steel and X39Cr1 3 martensitic steel underwent different thermal treating in order to obtain various substrate hardnesses. The performed investigations showed that the deposition of CrN coatings improved the cavitation resistance despite their thickness (Fig. 1). The mass loss of the CrN-stainless steel systems was less than that of the uncoated steels. The increase in coating thickness lessens the positive effects of the deposition of CrN coatings. Microscopic analysis showed that systems with 4 um thick CrN coatings underwent microfolding (Fig. 2-4). The level of microfolding Was related to the substrate hardness. The increase in coating thickness results in the disappearance of microfolding (Fig. 5). The consequence of the coating thickness increase is an increase in CrN coating stiffness and of the amplitude of cavitation pulses necessary to cause coating deformation. The increase in cavitation pulse amplitude inﬂuences the degradation mechanism. Moreover, in this paper the cavitation resistance parameter RCAV derived in Ref. [13] Was positively veriﬁed.

2

Badanie tarcia i zużycia powłok przeciwzużyciowych w próżni

Mańkowska A., Piekoszowski W., Szczerek M.

Tribologia

|

2009

|

nr 3

125-138

PL

Zbadano charakterystyki tribologiczne ślizgowego węzła tarcia typu kula–tarcza pracującego w powietrzu w warunkach tarcia technicznie suchego oraz próżni. Elementami testowymi były tarcze wykonane ze stali 100Cr6 bez powłoki i z naniesionymi powłokami: przeciwzużyciową CrN i niskotarciową MoS2 oraz kulki łożyskowe ze stali 100Cr6 jako przeciwpróbki. Właściwości tribologiczne badanego węzła tarcia oceniano na podstawie przebiegu zmian współczynnika tarcia, intensywności zużywania liniowego, średnicy wytarcia kulki oraz wyglądu wytartych powierzchni. Wykazano istotny wpływ próżni na przebieg tarcia i zużycia badanych skojarzeń ciernych.

EN

Tribological characteristics of coatings were investigated using a ball-on-disc tribosystem without lubrication in the presence of air and in a vacuum. The tests were performed employing friction pairs consisting of 100Cr6 bearing steel balls and a disc (uncoated or CrN and MoS2 coated). The evaluation of tribological properties of the investigated ball-on-disc tribosystem have been done on the basis of friction coefficient, linear wear intensity, wear scar diameters on balls, and microscopy observation of the worn surfaces. The results indicate that the vacuum significantly influences the friction and wear behaviour of investigated friction pairs.

3

Analiza wpływu grubości powłoki CrN w warstwie hybrydowej typu "warstwa azotowana/powłoka CrN" na trwałość matryc kuźniczych

Smolik J., Tacikowski J.

Problemy Eksploatacji

|

2009

|

nr 2

181-192

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań, które pozwoliły określić rolę powłoki CrN oraz wpływ jej grubości na skuteczność warstwy hybrydowej "warstwa azotowana / CrN" w procesie zwiększania trwałości matryc kuźniczych. Matryce pokryte warstwami hybrydowymi "warstwa azotowana / CrN" o różnej grubości powłoki CrN, po różnym czasie eksploatacji, poddano badaniom metalograficznym, badaniom kształtu 3D, analizie SEM oraz wyznaczono rozkłady twardości. Uzyskane wyniki badań wykazały, że dla wszystkich badanych matryc, niezależnie od grubości powłoki CrN, głównymi mechanizmami ich niszczenia było zmęczenie cieplno-mechaniczne oraz odkształcenie plastyczne. Wykazano, że główną rolą powłoki CrN w warstwie hybrydowej "warstwa azotowana/powłoka PVD" jest przeciwdziałanie wpływowi wysokiej temperatury, której źródłem jest odkuwka, na materiał matrycy. W tym celu powłoka CrN powinna charakteryzować się znacznie niższym współczynnikiem przewodności cieplnej w stosunku do stali oraz małą kruchością, aby skutecznie przeciwstawiać się procesom zmęczeniowym w procesie kucia. Na podstawie badań przeprowadzonych metodą sin2[psi] wykazano istotne znaczenie naprężeń własnych w powłoce CrN na odporność zmęczeniową warstwy hybrydowej "warstwa azotowana / CrN" w procesie kucia.

EN

The article presents the results which enabled to determine the role of CrN coating and the influence of its thickness on the effectiveness of hybrid layer "nitrided layer / CrN coating" in the process of increasing the durability of forging dies. Dies coated with hybrid layers, "nitrided layer / CrN coating," with various CrN coating thickness were studied, in relation to different maintenance periods. The obtained results revealed that, for all tested dies, independent of CrN coating thickness, the main mechanisms of their destruction were mechanical and thermal fatigue and plastic deformation. It has been proven that the main role of the CrN coating in the hybrid layer, "nitrided layer / PVD coating" is to counteract a high temperature influence, the source of which is forging on die material. Based on testing conducted by means of the sin2[psi] method, a vital importance of stresses in the CrN coating for fatigue resistance of hybrid layer, "nitrided layer / CrN coating" in the forging process was revealed.

4

The application of the process modelling of anodic wet-stripping of CrN multi-layer coatings for characteristics prediction

Bujak J., Ruta R., Trzos M.

Problemy Eksploatacji

|

2006

|

nr 4

7-16

EN

The paper presents the results of experimental research on a process of anodic wet-stripping of CrN multi-layer coatings. The stripping rate was correlated with the coating structure and the current density of the stripping process. The experimental data was statistically analysed and regression models of stripping thickness were created as a function of stripping time. The obtained results indicated that the anodic wet-stripping process can be described by means of linear function only in the case of one-layer coatings. Moreover, the general neural network model was created as a complex model including both quantitative and qualitative variables characterising the wet-stripping process. The developed models enable the estimation of the character and time of the stripping process, depending on the coating thickness, structure and current parameters.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych anodowego procesu rozpuszczania złożonych powłok CrN. Uzyskane wyniki poddano analizie statystycznej, w rezultacie której wyznaczono modele regresyjne przebiegu procesu rozpuszczania w funkcji czasu. Ponadto wykorzystując sztuczne sieci neuronowe opracowano kompleksowy model procesu rozpuszczania anodowego. Opracowane modele umożliwiają oszacowanie przebiegu i czasu rozpuszczania w zależności od grubości powłoki oraz zastosowanych parametrów prądowych.

5

Wytwarzanie i właściwości powłok TiN i CrN w zastosowaniu do ograniczenia zużycia elementów maszyn przez kawitację

Czyżniewski A., Krella A.

Inżynieria Materiałowa

|

2006

|

Vol. 27, nr 3

360-363

PL

W pracy opisano urządzenie oraz przedstawiono procedury wytwarzania powłok TiN i CrN, metodami impulsowego reaktywnego rozpylania magnetronowego (MAG) oraz katodowego odparowania łukowego (ARC), na stali X6CrNiTi18-10, która jest często wykorzystywana do wytwarzania elementów maszyn narażonych na zużycie przez kawitacje. Scharakteryzowano skład chemiczny, strukturę, mikrostrukturę oraz właściwości mechaniczne i adhezje powłok. Badania odporności na zużycie przez kawitacje stali X6CrNiTi18-10 oraz wytworzonych na niej powłok TiN i CrN przeprowadzono na stanowisku przepływowym ze szczelinowym wzbudnikiem kawitacji i wodą wodociągową jako czynnikiem roboczym. Stwierdzono, że w zależności od rodzaju powłoki, okres inkubacji ich uszkodzeń, a także zużycie mogą być do 100 % mniejsze niż stali niepokrytej. Analiza z wykorzystaniem mikroskopii skaningowej wskazuje, że proces niszczenia powłok przez kawitacje następuje głównie w wyniku ich pękania i wykruszania, spowodowanych w znacznym stopniu odkształceniem plastycznym podłoża. Jak należało oczekiwać, głównymi czynnikami determinującymi odporność systemu twarda powłoka-podłoże na zużycie przez kawitacje, są adhezja i twardość powłoki oraz twardość podłoża.

EN

An equipment and methods for TiN and CrN deposition by pulse reactive magnetron sputtering (MAG) and cathodic arc evaporation (ARC) on X6CrNiTi18-10 steel, often used for manufacturing the machine elements exposed to a risk of cavitation wear, are presented in this work. Chemical composition, structure, microstructure and mechanical properties of coatings are characterized (Tab. 2 and 3, Fig. 3). Experimental investigations on the resistance of X6CrNiTi18-10 steel with TiN and CrN coatings to cavitation wear were carried out on a flow stand with a slotted cavitator using municipal water as a working medium. It was found that depending on a type of coatings the period of incubation of wear and total wear maybe to 100 % lower than uncoated steel (Fig. 4) An analysis using the scanning electron microscopy revealed that the process of coatings failure due to cavitation was affected by their cracks and followed by chipping, which was mainly caused by plastic deformation of substrate (Fig. 6). It was to expect, that the very important factors determined cavitation wear resistance of hard coating/substrate system are hardness and adhesion of coating and hardness of substrate.

6

Badanie anodowego rozpuszczania powłoki azotku chromu

Szubrycht T., Bujak J.

Problemy Eksploatacji

|

2001

|

nr 1

149-155

PL

W artykule omówiono metodę anodowego usuwania powłoki przeciwzużyciowej CrN. Przedstawiono mechanizm rozpuszczania powłoki oraz wyniki badań wpływu wybranych parametrów powłoki (grubość, stopień zdefektowania powłoki) i natężenia prądu na przebieg procesu jej rozpuszczania.

EN

The paper describes the anodic dissolution method of the anti-wear CrN coating removing. It presents mechanism of the coating dissolution and results of research on the influence of the coating selected parameters (thickness, degree of the coating defectiveness) and current intensity on the dissolution process.