Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Warstwy nanokompozytowe Ni-P/Si3N4 wytwarzane metodą redukcji chemicznej na stopie aluminium AA 7075

Trzaska M., Kucharska B.

Kompozyty

|

2010

|

R. 10, nr 2

100-104

PL

Głównymi wadami stopów aluminium pod względem zastosowań w przemyśle transportowym są ich niezbyt dobre właściwości tribologiczne. Wytworzenie na powierzchni stopu aluminium AA 7075 warstwy kompozytowej z twardą fazą ceramiczną znacznie polepsza jego właściwości. W pracy przedstawiono wyniki badań struktury i właściwości powierzchniowych warstw nanokompozytowych Ni-P/Si3N4 wytwarzanych metodą redukcji chemicznej na stopie aluminium AA 7075. W celach porównawczych zbadano również warstwy Ni-P wytwarzane na podłożu AA 7075, realizując procesy o takich samych parametrach jak w przypadku warstw kompozytowych. Warstwy kompozytowe osadzano w kwaśnej kąpieli do niklowania chemicznego o zawartości 5 g/dm3 amorficznego, nanometrycznego azotku krzemu. Przedstawiono morfologię i topografię powierzchni wytworzonych warstw. Metodą Vickersa określono mikrotwardość warstw Ni-P, Ni-P/Si3N4 oraz materiału podłoża AA 7075. Za pomocą testu na zarysowanie oceniono adhezję warstw niklowo-fosforowych oraz kompozytowych z aluminiowym podłożem. Stwierdzono, że za dobrą adhezję odpowiada przede wszystkim odpowiednie przygotowanie podłoża oraz że nie zależy ona od zawartości fazy ceramicznej w kąpieli. Analiza porównawcza wyników badań warstw Ni-P, Ni-P/Si3N4 oraz materiału podłoża AA 7075 wykazała, ze największą twardość oraz najlepszą odporność na zużycie przez tarcie wykazują warstwy kompozytowe.

EN

One of the major drawback to using aluminum alloys in transport applications are not good their tribological properties. Produced on the same aluminum substrate AA 7075 some composite coatings with hard ceramic disperse phase have exhibited improved properties. The aim of the present research was to investigate the influence of disperse ceramic phase of silicon nitride on the structure and surface properties of composite layers Ni-P/Si3N4 deposited on the aluminum alloy substrate (AA 7075) by the chemical reduction method. Chemical nickel-phosphorus coatings (Ni-P) were also investigated to have a comparison with composite layers. The coatings were deposited from acid bath. Powder of silicon nitride was dispersed in the bath. The size of powder particle dimensions was in the range of 10÷30 nm. The electroless deposition processes were performed with constant contents of Si3N4 disperse phase in the bath (5 g/dm3). The topography and morphology of produced layers were identified by electron scanning microscope techniques. The phosphorus and silicon contents of the Ni-P/Si3N4 coatings were measured using energy dispersive spectroscopy (EDS) analysis. The microhardness of the produced materials has been measured by using the Vicker's method. It was observed that the hardness of the composite layers exhibited much more greater values when compared with nickel-phosphorus layers. The adhesion of produced layers was evaluated by the scratch test. The morphologies of nickel-phosphorus and composite layers after scratch tests and diagram of acoustic emission are presented. It was found that very thin zinc-plating on the aluminum alloy substrate before electroless plating layers reveals perfect adhesion to the aluminum alloy substrate. The course of wear tests as time functions of duration of attempt of the Ni-P and Ni-P/Si3N4 layers are presented. In conclusion, it has been checked that the silicon nitride disperse phase involved into amorphous Ni-P matrix importantly increases their abrasion wear.

2

Tribological properties of CrNx coatings

Warcholinski B., Gilewicz A.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2009

|

Vol. 37, nr 2

498-504

EN

Purpose: The purpose of this work is the characterization of the tribological properties thin Cr-N coatings, both monolayer Cr2N, CrN coatings and multilayer Cr/CrN, Cr2N/CrN coatings, deposited by cathodic arc physical vapour deposition (CAPVD). Design/methodology/approach: The deposition parameters of Cr2N and CrN were determined. Structure of the coatings were investigated using the scanning electron microscopy (SEM). The XRD examination was carried out to specify the phase structure, EDS to define the chemical composition of the coatings. The investigation includes also microhardness, roughness tests, adhesion, friction coefficient and wear rate. Findings: Basing on the scratch test it was shown that the influence of the architecture on the coating’ adhesion is dominant. It was found that the all tested coatings show high critical load Lc2 >70 N. The multilayer coatings show higher critical load when compared to monolayer coatings. Research limitations/implications: The main limitation of this work is linked to the deposition technique itself.It is difficult to avoid surface defects and pinholes that strongly influence the tribological results. Practical implications: Chromium based coatings present good mechanical properties which allow them to be used in several applications; from decorative to protective coatings. Originality/value: The comparison of adhesion and wear resistance of mono- and multilayer coatings based on chromium. The deposition technology enable to obtain the coatings with high adhesion to the substrate. This may be important to advanced coatings industry.

3

Investigation of the life-time of drills covered with the anti-wear Cr(C,N) complex coatings, deposited by means of Arc-PVD technique

Kusiński J., Rozmus M., Bujak J.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2009

|

Vol. 33, nr 1

86-93

EN

Purpose: This research was done to study the tribological behavior of twist HS6-5-2 drills covered with Cr/CrN/CrN+Cr2N/Cr(C, N) and Cr/CrN/ Cr(C, N) coatings as well as to obtain detailed information about microstructure and properties of investigated coatings. Design/methodology/approach: The coatings were deposited by the ARC-PVD process and examined revealing their microstructure: with the use of SEM and TEM microscopy and composition: chemical (EDS microanalysis) and phase (XRD). Also microhardness, Young’s modulus and adhesion were measured using NHT CSEM hardness tester and scratch tester. Findings: The electron energy disspersive (EDS) analysis of coatings showed higher concentration of nitrogen (in the internal coating-zone) and carbon (in the external coating-zone). The X-ray diffractometry showed that coatings are mainly composed of CrN and Cr2N nitrides. The TEM analysis revealed that coating crystallization starts with nanometric Cr2N nitrides coherent with the ferrite matrix grains. The coatings turned out to improve the lifetime of the drills (much better than that of un-coated ones). Practical implications: The main aim of this work is to determine properties of multilayer and multi-component coatings on basis of Cr, C and N, which are potential candidates for replacing TiN coatings in certain applications. Originality/value: The paper contributes to better understanding of microstructure and properties of the coatings (chemical and phase composition, microhardness, Young’s modulus, adhesion), as well as lifetime of the coated drills.

4

Influence of the PVD and CVD technologies on the residual macrostresses and functional properties of the coated tool ceramics

Dobrzański L. A., Skrzypek S., Pakuła D., Mikuła J., Křiž A.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2009

|

Vol. 35, nr 2

162-168

EN

Purpose: The goal of this work is to compare the macro-stresses as well as mechanical and functional properties of the PVD and CVD coatings deposited on oxide and nitride ceramics tool. Design/methodology/approach: In the paper the residual macro-stresses of PVD and CVD coatings deposited on tool ceramics substrates, measured with the application of the grazing angle X-ray diffraction geometry are compared in relation to the fundamental mechanical properties like hardness and adhesion. Findings: Basing on the tribological test made by the use of the „pin-on-disk” method, the influence of the residual macro-stresses to wear resistance is being investigated. Practical implications: The process of covering tools with the thin wear resistant PVD and CVD coatings is currently the most commonly method used to extend their life. Investigations of those coatings determining their mechanical properties, chemical composition, and structure, enable to pick out the optimum coatings for given industrial applications. Originality/value: New X-ray diffraction g-sin2ř method based on glancing angle X-ray beam geometry (GID), macro-stresses of the examined CVD and PVD coatings have been measured.

5

Własności trybologiczne przeciwzużyciowych powłok PVD do pracy o podwyższonej temperaturze naniesionych na podłoże ze stali X37CrMoV5-1

Dobrzański L.A., Polok M., Adamiak M.

Inżynieria Materiałowa

|

2003

|

R. XXIV, nr 6

465-468

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań trybologicznych oraz oceny przyczepności przeciwzużyciowych powłok PVD: TiN, TiN(Ti, Al)N oraz CrN, naniesionych w procesie platerowania jonowego na podłoże ze stali narzędziowej do pracy na gorąco typu X37CrMoV5-1. Stwierdzono, że mechanizm uszkodzeń powłok w teście na zarysowanie (scratch test) we wszystkich przypadkach rozpoczyna się od licznie sytuowanych wykruszeń powłoki na krawędzi tworzonej rysy, prowadząc w dalszej kolejności do pękania i całkowitej delaminacji powłoki. W zależności od typu powłoki obserwuje się różne umiejscowienie tych uszkodzeń oraz wartości sił je charakteryzujących. Stwierdzono, że najlepszą przyczepnością z pośród badanych powłok charakteryzuje się powłoka CrN, a najgorszą powłoki TiN/(Ti, Al)N. Badania odporności na zużycie ścierne metodą pin-on-disk zrealizowano w temperaturze pokojowej oraz w temperaturze 500 stopni Celsjusza. Stwierdzono, że najmniejszemu zużyciu w przyjętych warunkach badania w temperaturze pokojowej i podwyższonej ulega powłoka TiN. Zaobserwowano, że zastosowanie tego typu powłoki zapewnia około pięciokrotny wzrost odporności na zużycie ścierne.

EN

The paper present results of tribological and adhesion investigations of antiwear PVD coatings TiN, TiN/(Ti, Al)N and CrN types deposited in ion plating PVD process onto X37CrMoV5-1 type hot work tool steel. It was found that damage mechanism during scratch test in all investigated coatings beings with multiple spallings located on the scratch edges followed by cracking and total coatings delamination. Regarding to the coating types it can be seen different location of such damages and loads typical for them. According to that observations it can be stated that highest adhesion among investigated coating present, CrN monolayer coating and the lowest one multilayers TiN/(Ti, Al)N coating. The wear resistance was investigated by pin-on-disc method performed in room and elevated to 500 degrees centigrade temperatures. It was found that the lowest wear in to fixed investigation conditions in both room and elevated temperatures showes TiN monolayer coating. Additionally one can see that TiN coatings application improve wear resistance some five times.

6

Scratch adhesion testing of superhard coatings

Kupczyk M.

Advances in Manufacturing Science and Technology

|

2003

|

Vol. 27, nr 1

15-25

EN

The chosen investigations of the adhesion force of thin, superhard cotings to the cutting edges made of cemented carbides are presented in the paper. For identification of the adhesion force of coatings to the substrate an automatic scratch tester constructed at Poznań University of Technology was applied. The estimation of the adhesion force (value of critical load measured during scratch test) was carried out on the base of the vibration signal analysis. Results of investigations pointed at the essential influence of a substrate surface preparation (degreasing, chemical etching) on the critical load value.

PL

W pracy przedstawiono wybrane badania siły adhezji cienkich, supertwardych powłok do ostrzy skrawających z węglików spiekanych. Do identyfikacji siły adhezji zastosowano automatyczne urządzenie do testu na zarysowanie, skonstruowane w Politechnice Poznańskiej. Oceny siły adhezji (wartość obciążenia krytycznego podczas testu na zarysowanie) dokonywano na podstawie analizy sygnału drganiowego. Wyniki badań wskazują na istotny wpływ przygotowania powierzchni podłoża (odtłuszczenie, chemiczne trawienie) na wartość obciążenia krytycznego.

7

Zużycie ceramiki TZP i kompozytu TZP/WC w różnych warunkach

Łukasik K., Pędzich Z.

Tribologia

|

2001

|

nr 6

1087-1101

PL

Artykuł porównuje zużycie spieków polikrystalicznego dwutlenku cyrkonu (TZP) i kompozytu ziarnistego TZP/WC w dwu różnych testach zużycia. Pierwszy to próba rysowania (scratch test), drugi próba niszczenia kawitacyjnego. Wyniki testów pokazują, że wprowadzenie do osnowy TZP węglika WC poprawia wydatnie odporność na zarysowania, obniża jednak zdecydowanie odporność na zużycie kawitacyjne.

EN

Presented paper compares wear rates of TZP and TZP/WC sintered bodies tested in different conditions - scratch test and cavitation wear test. Results of investigations clearly indicate that introduction of WC particles into TZP matrix improves resistance for scratching. But such composite is much weaker compared to the matrix material during cavitation wear test.

8

Adhesion measurement of coating made of mononitrides and composite materials by the scratch method.

Kupczyk M., Wieczorowski K.

Postępy Technologii Maszyn i Urządzeń

|

1998

|

vol. 22, nr 3

115-122

EN

Theoretical assumption and experimental results concerning the technological and functional quality of thin, hard coatings produced on cutting edges are described. Mononitrides and composite material coatings were produced on SW7M (S4) high-speed steel by the arc-plasma method. The adhesion force of the CrN, TiN, ZrN, (TiCr)N, (TiZr)N, (TiNbCr)N, (Ti0,85Cr0,15)N, (TiCr0,15Zr)N and (TiCr0,25Zr)N coatings to the substrate was estimated using the scratch test. The usefulness of this non-destructive method, both in a laboratory and industry practice, is stressed. On the base of investigation results it can be stated that hardness of coatings have influence on a critical load.

PL

Teoretyczne założenia i wyniki badań eksperymentalnych dotyczące jakości technologicznej i użytkowej cienkich, twardych powłok wytwarzanych na ostrzach skrawających. Powłoki z monoazotków i materiałów złożonych były wytwarzane na stali szybkotnącej SW7M (S4) metodą łukowo-plazmową. Pomiary siły adhezji powłok CrN, TiN, ZrN, (TiCr)N, (TiZr)N, (TiNbCr)N, (Ti0,85Cr0,15)N, (TiCr0,15Zr)N i (TiCr0,25Zr)N do podłoża oceniano za pomocą testu na zarysowanie. Podkreślono przydatność tej nieniszczącej metody zarówno w warunkach laboratoryjnych, jak i w praktyce przemysłowej. Na podstawie wyników badań stwierdzono istotny wpływ twardości powłok na wartość obciążenia krytycznego.