Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wpływ kompozytowych dyfuzyjnych warstw azotku tytanu na właściwości użytkowe stopu magnezu AZ91D

Tacikowski M., Wątła A., Betiuk M., Smolik J., Senatorski J., Wierzchoń T.

Inżynieria Powierzchni

|

2017

|

nr 2

48--55

PL

Przedmiotem pracy były badania weryfikujące nowe koncepcje w obszarze projektowania kompozytowych dyfuzyjnych warstw azotku tytanu wytwarzanych na stopie magnezu AZ91D celem poprawy jego właściwości użytkowych w zakresie odporności korozyjnej i tribologicznej. W pracy przedstawiono porównanie wyników badań struktury i właściwości użytkowych trzech wariantów kompozytowych dyfuzyjnych warstw azotku tytanu wytwarzanych na stopie AZ91D w oparciu o opracowane innowacyjne hybrydowe rozwiązania inżynierii powierzchni łączące metody PVD z uszczelniającą obróbką hydrotermiczną. Badaniom poddano warstwy powierzchniowe w wariantach: a) wielowarstwy typu (TiN/Ti)x8 składającej się z naprzemiennie ułożonych cienkich podwarstw azotku tytanu i tytanu; b) warstwy typu TiN-Ti-Al złożonej z zewnętrznej warstwy azotku i uprzednio wytworzonych podwarstw tytanu i aluminium; c) warstwy nowego rodzaju typu (TiN/Ti)x8-Ti-Al łączącej oba warianty, zbudowanej z zewnętrznej wielowarstwy (TiN/Ti)x8 i podwarstw tytanu i aluminium. W efekcie przeprowadzonych badań wykazano optymalny wpływ warstw typu (TiN/Ti)x8-Ti-Al na stopie AZ91D na właściwości użytkowe stopu, który przejawia się skutecznym zwiększeniem odporności korozyjnej i tribologicznej, a w szczególności uzyskaniem szerokiego zakresu pasywnego z dodatnim potencjałem przebicia na poziomie przewyższającym +2000 mV i odpornością na zużycie przez tarcie porównywalną z odpornością stali łożyskowej typu 100Cr6.

EN

The aim of the present study was to verify new concepts in development of titanium nitride composite diffusive layers produced on AZ91D magnesium alloy in order to improve performance properties, in particular corrosion and wear resistance. The composite layers were produced by a hybrid method, which combine the layers deposition using PVD processes and hydrothermal tightening. The microstructure and the effect of three variants of the composite layers on the corrosion and wear resistance of AZ91D alloy were examined. These variants were: a) (TiN/Ti)x8 type multilayer layer composed of titanium nitride/titanium sub-layers system; b) TiN-Ti-Al type layer of titanium nitride outside layers with titanium and aluminum sub-layers: c) (TiN/Ti)x8-Ti-Al new type of the composite layer that combine both other type of the composite layers built of (TiN/Ti)x8 outside titanium nitride multilayer with titanium and aluminum sub-layers. The result of the investigation indicate that the optimum effect on the increase of the performance properties of AZ91D alloy exhibits the (TiN/Ti)x8-Ti-Al type layer. This is manifested by the appearance of a large passive range with a positive break down potential, higher than +2000 mV and wear resistance comparable to the resistance of the 100Cr6 bearing steel.

2

Biocompatible Evaluation Of Biomaterials Used In The New Polish Extracorporeal Pulsatile Heart Assist Device ReligaHeart EXT

Gonsior M., Kustosz R., Kościelniak-Ziemniak M., Wierzchoń T.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 3

2271--2278

EN

The innovative extracorporeal heart support device ReligaHeart (RH EXT) has been developed, based on POLVAD ventricular assist device clinical experience, collected in more than 300 patient applications. The innovative surface engineering technologies are applied in ReligaHeart EXT device. The pump is manufactured of new generation, modified surface structure, biocompatible polyurethanes, and equipped with original tilting disc valves, Moll type. The valve ring is made of titanium alloy, TiN+Ti2N+αTi(N) diffusive layer modified, produced with glow discharge at plasma potential, in order to obtain the lowest thrombogenicity. The valve disc is made of polyether ether ketone. The complex in vitro and in vivo biological evaluations were performed, confirming both biomaterials biocompatible properties and device biocompatibility, proved in 30 days animal heart support.

PL

Na podstawie doświadczeń klinicznych protezy serca POLVAD, zastosowanej u ponad 300 pacjentów, opracowano zmodernizowaną pozaustrojową pompę wspomagania serca ReligaHeart EXT (RH EXT). W protezie RH EXT zostały zastosowane innowacyjne technologie inżynierii powierzchni. Pompa wykonana jest z nowej generacji biozgodnych poliuretanów o modyfikowanej strukturze powierzchni i jest wyposażona w oryginalne zastawki dyskowe typu Moll. Pierścień zastawki jest wykonany ze stopu tytanu z dyfuzyjną warstwą TiN+Ti2N+αTi(N) wytwarzaną w procesie obróbki jarzeniowej na potencjale plazmy, dla osiągnięcia niskiej trombogenności. Dysk zastawki jest wykonany z polieteroketonu. Wykonano kompleksową ocenę biozgodności in vitro i in vivo, potwierdzając biozgodne własności biomateriałów i protezy RH EXT, także w czasie 30 dniowego wspomagania serca w modelu zwierzęcym.

3

Mikrostruktura i właściwości dyfuzyjnych warstw na bazie chromu na stopie magnezu AZ91D

Pokorska I., Tacikowski M., Moskalow M., Wierzchoń T.

Inżynieria Materiałowa

|

2014

|

Vol. 35, nr 6

540--543

PL

Stopy magnezu ze względu na małą gęstość i inne unikatowe właściwości cieszą się rosnącym zainteresowaniem w różnych dziedzinach współczesnej techniki. Barierą dla ich wykorzystania w różnych potencjalnych zastosowaniach są jednak słabe właściwości powierzchniowe magnezu takie jak niska twardość, odporność na zużycie przez tarcie, a zwłaszcza odporność na korozję. Stąd potrzeba poszukiwania odpowiednich rozwiązań inżynierii powierzchni. Jednym z perspektywicznych rozwiązań jest wytwarzanie na stopach magnezu dyfuzyjnych warstw azotków. Przedmiotem badań były warstwy na bazie chromu wytworzone na stopie typu AZ19D metodą hybrydową łączącą wytworzenie na stopie powłoki chromu z późniejszą jej obróbką cieplną. Otrzymane warstwy badano pod kątem mikrostruktury i właściwości w aspekcie przyczepności w próbie zarysowania, twardości Martensa, modułu sprężystości oraz odporności korozyjnej. Celem tych badań było w szczególności ujawnienie wpływu stref dyfuzyjnych pomiędzy warstwą a stopem AZ91D na końcowy efekt zmiany właściwości powierzchniowych stopu. W efekcie przeprowadzonych badań potwierdzono tworzenie się w wyniku obróbki cieplnej strefy dyfuzyjnej typu Al-Cr bogatej w aluminium, łączącej powłokę chromu z podłożem. Wykazano jej korzystny wpływ na odporność korozyjną i przyczepność warstw. Stwierdzono, że najlepsze efekty poprawy właściwości powierzchniowych uzyskuje się w wariancie obróbki hybrydowej wykorzystującej proces azotowania, w której na końcową zmianę właściwości składają się efekty działania strefy dyfuzyjnej wzmocnione zmianą właściwości powłoki chromu wywołaną jej naazotowaniem.

EN

Due to their low density and other unique properties, magnesium alloys meet with growing interest in various areas of technology. Their broad application, however, is hindered by their poor surface properties including low hardness, low frictional wear resistance, and, in particular, low corrosion resistance, creating a need for respective surface engineering solutions. A promising solution is to form diffusive nitride coatings on magnesium alloys. A chrome-based layer was produced on AZ19D alloy using a hybrid method which combined chromium coating deposition with subsequent heat treatment. The microstructure and properties of the layers were investigated in terms of scratch adhesion test, Martens hardness, elasticity and corrosion resistance. The purpose of the tests was in particular to investigate how diffusive zones between the layer and the AZ91D alloy would affect the resulting surface properties of the alloy. The tests confirmed the presence of an Al-Cr diffusive zone, formed as a result of heat treatment, which was rich in aluminium and bonded the chromium layer to the substrate. It was shown that it had a beneficial effect on corrosion resistance and layer adhesion. The most significant improvements of surface properties were achieved by applying an option of hybrid treatment which included nitriding. The effects of the diffusive zone were enhanced by a change in the properties of the chromium layer achieved by nitriding.

4

Odporność tribologiczna stopu magnezu AZ91D z różnymi warstwami wierzchnimi z azotku tytanu

Tacikowski M., Senatorski J., Wątła A., Wierzchoń T.

Inżynieria Powierzchni

|

2013

|

nr 3

68--75

PL

Celem niniejszej pracy było porównanie wpływu różnych wariantów powierzchniowych warstw azotku tytanu o charakterze dyfuzyjnym na odporność tribologiczną stopu magnezu AZ91D. Warstwy dyfuzyjne otrzymywano metodą hybrydową łączącą pokrycie metodą PVD stopu prostą lub złożoną powłoką azotku tytanu z podwarstwą tytanu i dalej wygrzewanie celem jej dyfuzyjnego połączenia powłoki z podłożem. Metodą typu Amsler zbadano wpływ trzech warstw, w tym warstwy pojedynczej na podwarstwie tytanu, wielowarstwy azotek tytanu – tytan oraz warstwy azotku na warstwie pośredniej tytanu i aluminium na odporność na zużycie przez tarcie stopu AZ91D. Wyniki badań skonfrontowano z odpornością tribologiczną stali łożyskowej ŁH15. Stwierdzono, że optymalny wariant stanowi warstwa azotku tytanu na warstwie pośredniej tytanu i aluminium, która w próbie odporności na zużycie przez tarcie przy obciążeniu 200 N wykazuje niską kinetykę zużycia, a w efekcie odporność tribologiczną, wyższą niż stal łożyskowa ŁH15. Warstwę tę, w przeciwieństwie do warstwy pojedynczej azotku tytanu na podwarstwie tytanu, charakteryzuje przy tym bardzo dobra przyczepność do podłoża. Relatywnie korzystne właściwości tribologiczne wykazuje również wielowarstwowa warstwa azotku tytanu.

EN

The aim of the present study was to compare the influence of various types of titanium nitride layers with the diffusive character on the wear resistance of the AZ91D magnesium alloy. The layers were produced by the hybrid method consisting of covering the surface of the alloy with a single or multi-layer titanium nitride coating with a titanium sub-layer using the PVD method followed by an annealing aimed to diffusively bond the coating with the substrate. Using Amsler type method the effects of three variants of the diffusive titanium nitride layers on the corrosion resistance of the AZ91D alloy were examined. These variants were: a single-layer with a titanium sub-layer, a sandwich type layer composed of titanium nitride/titanium sub-layers and a composite layer formed on an intermediary titanium and aluminum layer. The optimum version appeared to be the composite layer which in wear test under the 200N load exhibits the low wear kinetics, which results in the tribological resistance exceeding this of the ŁH15 type bearing steel. In opposite to the single titanium nitride layer with a titanium sub-layer the composite layer is also characterized by good adhesion to the substrate. Relatively advantageous properties are also exhibited by the titanium nitride sandwich type layer .

5

Wpływ warstw powierzchniowych azotku tytanu na odporność korozyjną stopu magnezu AZ91D

Tacikowski M., Smolik J., Kamiński J., Betiuk M., Wątła A., Wierzchoń T.

Inżynieria Materiałowa

|

2013

|

Vol. 34, nr 5

555--558

PL

Zainteresowanie stopami magnezu we współczesnej technice dynamicznie rośnie ze względu na bardzo korzystne własności, w szczególności najmniejszą spośród metali o znaczeniu konstrukcyjnym gęstość magnezu. Barierą dla wielu potencjalnych zastosowań stopów magnezu są jednak słabe własności powierzchniowe, tj. twardość, odpomość na zużycie, a zwłaszcza na korozję. W praktyce przemysłowej w celu poprawy odpomości na korozję i zużycie przez tarcie stosuje się różne obróbki powierzchniowe, z których dominującą rolę odgrywa utlenianie anodowe. Dla wielu potencjalnych zastosowań jest ono jednak niewystarczająco skuteczne. Stąd zachodzi potrzeba poszukiwania nowych rozwiązań w zakresie inżynierii powierzchni, które mogłyby poszerzyć spektrum zastosowań stopów magnezu. Wytwarzanie na stopach magnezu powierzchniowych warstw azotków wydaje się obiecujące. Przedmiotem pracy było zbadanie możliwości poprawienia własności użytkowych stopu magnezu AZ91D, zwłaszcza odporności korozyjnej. Za pomocą obróbki hybrydowej łączącej pokrycie metodą PVD stopu prostą lub złożoną powłoką azotku tytanu z podwarstwą tytanu z obróbką cieplną, która skutkuje dyfuzyjnym połączeniem powłoki z podłożem, na stopie magnezu wytworzono różne rodzaje powierzchniowych warstw azotku tytanu O charakterze dyfuzyjnym. Porównano wpływ warstw dyfuzyjnych, w tym warstwy pojedynczej na podwarstwie tytanu, wielowarstwy azotek tytanu-tytan oraz warstwy azotku na warstwie pośredniej tytanu i aluminium na własności użytkowe stopu magnezu AZ91D, w szczególności na odpomość korozyjną. Wyniki badań skonfrontowano z efektami utleniania anodowego stopu AZ91D, jako podstawowej obróbki przemysłowej tego stopu. Najkorzystniejszym wariantem jest warstwa azotku tytanu na warstwie pośredniej tytanu i aluminium, która wykazuje odpomość korozyjną, znacznie przewyższającą efekty utleniania anodowego (potencjał korozyjny ok. 1000 mV), skojarzoną z o około rząd wielkości większą odpornością na zużycie przez tarcie w zakresie obciążeń do 50 N w próbie typu Amsler. Relatywnie korzystne własności użytkowe wykazuje również wielowarstwowa azotku tytanu.

EN

Dynamically increasing interest in magnesium alloys nas recently been observed in modem technology. This is so because of the very advantageous properties of magnesium, in particular its low density which is the lowest of those of all other constructional materials. The barrier to many potential applications of magnesium alloys lies in their poor surface properties, such as hardness, corrosion and wear resistance. There are various techniques used in industrial practice for improving the resistance to corrosion and wear of these alloys, the predominating technique being anodic oxidation. However in many potential applications, this technique is insufﬁciently effective and hence the need for seeking new surface engineering solutions that could broaden the application Spectrum ofmagnesium alloys. A promising solution seems to be covering their surface with nitride layers. In the present study we examined the possibility of improving the performance properties of the AZ91D magnesium alloy, in particular its corrosion resistance, by producing on its surface various types of titanium nitride layers with the diffusive character. The layers were produced by the hybrid method consisting of covering the surface of the alloy with a single or multilayer titanium nitride coating using the PVD method followed by an annealing heat treatment. The effects of various variants of the diffusive titanium nitride layers on the corrosion resistance of the AZ91D alloy were compared. These variants include: a single-layer with a titanium sublayer, a sandwich type layer composed of titanium nitride/titanium sublayers and a composite layer formed on an intermediary titanium and aluminium layer. The optimum version appeared to be the composite layer, whose corrosion resistance exceeds considerably (the corrosion potential c.a. Ekor = 1000 mV) those achieved by anodic oxidation, and which is accompanied by, better by about one order of magnitude, wear resistance up to a 50 N load in the Amsler-type test.

6

Microstructure and corrosion resistance of chromed diffusion layers and chrome plated galvanic coatings, before and after CO2 laser modification

Młynarczak A., Borecki P., Bartkowski D.

Inżynieria Materiałowa

|

2013

|

Vol. 34, nr 3

185--187

EN

The paper presents the results of the study of microstructure, thickness and electrochemical corrosion resistance of the surface layers containing chromium. These layers were obtained using four methods. The ﬁrst method was diffusion chromizing method, galvanic chromizing method was the second while the remaining layers were produced by modiﬁcations of the ﬁrst and second methods by CO2 laser beam. The layers were produced on 102Cr6 steel. It was found that modifying diffusion chromium layer by the laser power beam of 0.6 kW leads to extending the range of chromium carbides, whereas power beam increase, leads to structural changes in both the layer and the substrate. Laser modiﬁcation of galvanic coatings results in formation of zonal microstructure layers of different thicknesses. On the study it was found that it is possible to improve corrosion resistance of chromed surface layers by means of laser modiﬁcation. Also, inﬂuence of laser beam power on fonnation at the microstructure of surface layer was determined.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań mikrostruktury, grubości oraz odporności na korozję elektrochemiczną warstw powierzchniowych zawierających chrom. Warstwy te otrzymano za pomocą czterech metod. Pierwszą metodą było chromowanie dyfuzyjne, drugą chromowanie galwaniczne, natomiast pozostałe metody polegały na modyﬁkacji wytworzonych wcześniej warstw wiązką lasera CO2. Warstwy wytworzono na stali 102Cr6. Określono także wpływ mocy wiązki lasera na tworzącą się mikrostrukturę warstwy wierzchniej. Stwierdzono, że modyﬁkowanie warstwy chromowanej dyfuzyjnie wiązką lasera o mocy 0,6 kW prowadzi do poszerzenia strefy występowania węglików chromu, natomiast zwiększenie mocy wiązki prowadzi do zmian strukturalnych zarówno w tej warstwie, jak i w podłożu. W przypadku powłok galwanicznych modyﬁkowanie laserowe wpływa na wytworzenie warstw o budowie strefowej i o różnej grubości. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że istnieje możliwość poprawy odpomości korozyjnej warstw chromowanych przez modyﬁkację laserową.

7

Wpływ temperatury i czasu borowania dyfuzyjnego na kinetykę i właściwości warstwy wierzchniej wytworzonej na stali C45 wstępnie niklowanej galwanicznie

Bartkowska A., Pertek A.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 1

28--31

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań mikrostruktury, mikrotwardości i odporności na zużycie przez tarcie warstw borowanych i boroniklowanych. Warstwy wytworzono na próbkach ze stali C45 metodą galwanicznego niklowania oraz borowania gazowo-kontaktowego w temperaturze 950°C i 1050°C przez 2÷4 h. Mikrostruktura warstwy po procesie borowania w temperaturze 950°C i 1050°C składa się z iglastych borków żelaza o mikrotwardości 1600÷1800 HV0,05. Grubość warstwy borowanej w temperaturze 950°C przez 4 h wynosi ok. 100 μm, a w temperaturze 1050°C zwiększa się do ok. 200 μm. Po boroniklowaniu w temperaturze 950°C struktura warstwy wierzchniej składa się z dwóch stref: pierwszej przypowierzchniowej o mikrotwardości 1000÷1200 HV0,05 i drugiej położonej głębiej o mikrotwardości odpowiadającej borkom żelaza. Warstwa boroniklowana w temperaturze 1050°C w przypowierzchniowej strefie miała zwiększoną porowatość, przy zachowaniu mikrotwardości typowej dla borków żelaza. W temperaturze 1050°C warstwa boroniklowana była 2÷3-krotnie grubsza niż warstwa boroniklowana w temperaturze 950°C. Zbadano kinetykę borowania i boroniklowania w temperaturze 950°C przez 2, 3 i 4 h. Stwierdzono, że wraz z wydłużeniem czasu procesu borowania zwiększa się grubość warstwy borowanej i boroniklowanej. Warstwy boroniklowane w temperaturze 950°C mają mniejszą odporność na zużycie przez tarcie niż warstwy boroniklowane w 1050°C.

EN

The paper presents the results of research on the microstructure, microhardness and wear resistance of boronized and boronickeliezed layers. These layers were produced on C45 steel by means of the galvanic nickelizing method and gas-contact boronizing at the temperatures of 950°C and 1050°C for 2÷4 h. The microstructure of the layers after boronizing at both temperatures consisted of needle iron boride, characterized by a microhardness of about 1600÷1800 HV0.05. The thickness of the boronized layers at the temperature of 950°C for 4 h was about 100 μm, and at the temperature of 1050°C, it grew to about 200 μm. After boronickelizing at the temperature of 950°C, the microstructure of the surface layer was composed of two zones: the first subsurface with a microhardness of 1000÷1200 HV0.05, and the second situated deeper, with a microhardness equivalent to iron borides. The boronickelized layer at the temperature of 1050°C in the subsurface zone has an increased porosity, and a microhardness typical of iron borides over the entire layer. At the temperature of 1050°C, the boronickelized layer was 2÷3 times thicker than the boronickelized layer at the temperature of 950°C. The kinetics of boronizing and boronickelizing at the temperature of 950°C for 2, 3, 4 h was investigated. It was concluded that with an increasing time of the boronizing process, the thickness of the boronized and boronickelized layers increases. The boronickelized layers at the temperature of 950°C have a lower wear resistance than the boronickelized layers at 1050°C.

8

Model formowania warstwy dyfuzyjnej typu Fe-Cr w polu temperatury

Górka A., Kocańda D.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2012

|

Vol. 61, nr 2

233-244

PL

W artykule przedstawiono model tworzenia warstw dyfuzyjnych na przykładzie chromu, jako elementu nasycającego, i żelaza jako elementu nasycanego w polu laserowej inicjacji cieplnej z zastosowaniem lasera CO₂ emitującego wiązkę o normalnym rozkładzie gęstości mocy w trybie pracy ciągłej. Zamieszczone w pracy wyniki badań weryfikacyjnych dokumentują istnienie termodyfuzyjnego strumienia masy w strefie nagrzewanego materiału. Proces ten jest dominujący w pierwszym, wyodrębnionym w tym modelu etapie tworzenia warstwy, to jest w czasie nagrzewania materiału. Obserwowane efekty oddziaływania tego strumienia na strukturę w modyfikowanej warstwie uzależnione były w pierwszym rzędzie od czasu realizacji procesu oraz od parametrów cieplno-geometrycznych obszaru wpływu ciepła, takich jak: głębokość przetopienia i grubość zastosowanej powłoki chromu nałożonego galwanicznie. Przy spełnieniu odpowiednich warunków relacji pomiędzy wymienionymi parametrami, rozkłady stężenia chromu posiadały maksima w głębi warstw, a nie na powierzchni, jak ma to miejsce w konwencjonalnych procesach dyfuzyjnych realizowanych przy stałej temperaturze.

EN

In the paper, the model of formation of the Fe-Cr diffusion layer on a carbon steel substrate in the thermal field produced by continuous laser beam with normal power density distribution is presented. Here, the enclosed results of verification investigations prove that thermodifusional mass transport is a dominant phenomenon in the first stage of the diffusion layer formation process when the chromium galvanic surface layer is under heating. The effect of the thermodiffusion flux action depends on the heating period as well as on thermo-geometrical parameters of the heat affected zone such as melting depth and the thickness of the chemical chromium layer coating on the steel substrate. While the particular relations between the above mentioned parameters of heat affected zone are satisfied then the maximum values of chromium concentration distribution can be found in the depth of diffusion layer. It seems to be on contrary to the conventional diffusion process running under constant temperature whereas the maximum concentration of chromium metal is found on the surface of diffusion layer.

9

Laserowa modyfikacja warstw boro niklowych

Bartkowska A., Pertek A.

Inżynieria Powierzchni

|

2011

|

nr 1

16-20

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań mikrostruktury i mikrotwardości warstw boroniklowanych modyfikowanych laserowo. Warstwy wytworzono na próbkach ze stali C45 metodą galwanicznego niklowania, borowania gazowo- kontaktowego oraz laserowej obróbki cieplnej. Zbadano wpływ gęstości mocy lasera i prędkości posuwu wiązki lasera na efekty modyfikacji laserem. Wykazano, że przyjęte parametry pracy lasera (gęstość mocy, prędkość) wpływają na mikrostrukturę i właściwości otrzymanych ścieżek.

EN

This paper presents the results of observations of microstructure and microhardness of laser modified boronnickelized layers. The layers were produced on C45 steel with nickel electroplating, boriding and laser heat treatment. The influence of laser power density and scanning rate on effects of laser modification of layer have been investigated. It is shown, that the laser work parameters (power density, scanning rate) influence on microstructure and properties of tracks.

10

Dyfuzyjne manganowanie żelaza

Młynarczak A., Piasecki A.

Inżynieria Materiałowa

|

2011

|

Vol. 32, nr 4

597-599

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań metalograficznych, grubości, twardości oraz składu chemicznego i fazowego manganowanych warstw dyfuzyjnych wytworzonych na żelazie Armco. Celem badań było uzyskanie warstwy wierzchniej na żelazie o strukturze austenitu bez udziału kancerogennego niklu. Warstwy wytwarzano metodą gazowo-kontaktową w mieszaninie żelazomanganu, kaolinu i chlorku amonu w zakresie temperatury 950÷1050°C w ciągu od 2 do 6 godzin. Uzyskano warstwy powierzchniowe o strukturze roztworu manganu w austenicie o twardości około 500 HV0,05 i grubości do 150 um.

EN

The study presents the results of metallographic research of thickness, hardness, chemical and phase composition of diffusional manganizing layers produced on Armco iron. The aim of the study was obtaining surface layer on iron of austenite structure without cancerogenic nickel contribution. The layers were produced by gas-contact method in iron-manganium, kaolin and ammonium chloride mixture in the range of temperature 950÷1050°C within 2 to 6 hours. Surface layers were obtained of the structure of manganium solution in austenite of 500 HV0,05 hardness and thickness up to 150 um.

11

Właściwości tribologiczne warstw hybrydowych typu CrC+(Ni-Mo)+CrN

Kasprzycka E., Smolik J., Senatorski J., Tacikowski J., Bogdański B., Koprowski M.

Tribologia

|

2010

|

nr 3

95-103

PL

W pracy omówiono wyniki badań dotyczących właściwości tribologicznych warstw hybrydowych typu CrC+(Ni-Mo)+CrN wytwarzanych na powierzchni stali 4H13 w połączonych procesach: obróbce galwanicznej, chromowania próżniowego, obróbce PVD metodą łukowo-próżniową. Właściwości tribologicznych próbek z warstwami oceniano metodą trzy wałeczki–stożek. Badania porównawcze wykazały, że odporność na zużycie przez tarcie warstw hybrydowych typu CrC+(Ni-Mo)+CrN jest kilka razy większa od odporności warstw duplex typu CrC+(Ni-Mo) wytworzonych w procesie chromowania próżniowego na stali pokrytej powłoką elektrolityczną, jak również warstw węglikowych typu CrC.

EN

In this paper, the tribological properties of hybrid layers of the CrC+(Ni-Mo)+CrN type produced on 4H13 steel surface, in combined galvanic treatment, vacuum chromizing process and the arc evaporation PVD process, have been investigated. Investigations of layer thickness and their phase composition have been conducted. Tribological properties of the layers were performed by means of taper – three rolls test. It has been proved that the wear resistance by friction of hybrid CrC+(Ni-Mo) +CrN layers is several times higher than that for the CrC+(Ni-Mo) duplex layers and the CrC carbide layers.

12

Warstwy węglikowe wytwarzane w procesie chromowania próżniowego na powierzchni stali pokrytej stopami niklu z pierwiastkami węglikotwórczymi

Bogdański B., Kasprzycka E., Tacikowski J., Senatorski J. K., Koprowski M.

Tribologia

|

2010

|

nr 4

23-31

PL

W pracy omówiono wyniki badań warstw duplex typu CrC+(Ni-Mo), CrC+(Ni-W) oraz CrC+Ni, wytwarzanych na powierzchni stali narzędziowej w procesie chromowania próżniowego połączonym z obróbką galwaniczną. Przeprowadzono pomiary grubości i twardości warstw oraz badania ich mikrostruktury. Określono właściwości tribologiczne warstw. Stwierdzono, że odporność na zużycie przez tarcie warstw duplex typu CrC+(Ni-Mo) oraz CrC+(Ni-W) wytworzonych w procesie chromowania próżniowego na stali pokrytej stopami niklu z pierwiastkami węglikotwórczymi jest równie dobra jak warstw węglikowych typu CrC, wytwarzanych bezpośrednio na powierzchni stali, bez powłoki elektrolitycznej. Warstwy te wykazywały dużą odporność na zużycie przez tarcie, podczas gdy próbki z warstwami duplex typu CrC+Ni oraz próbki ze stali narzędziowej bez warstwy, nie wykazywały dobrych właściwości tribologicznych.

EN

In this paper duplex layers of the CrC+(Ni-W), the CrC+(Ni-Mo) and the CrC+Ni type produced on tool steel surface, in combined galvanic and vacuum chromizing processes, have been investigated. Studies of layers thickness, hardness and their morphology have been carried out. Tribological properties of the layers have been determined. It has been proved, that the wear resistance by friction of duplex layers of the CrC+(Ni-W) and the CrC+(Ni-Mo) type, produced in vacuum chromizing of steel covered with nickel alloys containing carbide-forming elements, is such good as carbides layers of the CrC type, produced on the steel surface without electrolytic coating. The high wear resistance of these layers has been proved, whereas tribological properties of the CrC+Ni duplex layers and the steel samples without any layers were not good.

13

Budowa i właściwości tribologiczne warstw duplex typu CrC+(Ni-W), wytwarzanych w procesie chromowania próżniowego połączonym z obróbką galwaniczną

Kasprzycka E.M., Senatorski J.K., Bogdański B.B.

Tribologia

|

2009

|

nr 4

69-77

PL

W pracy omówiono sposób wytwarzania warstw duplex typu CrC+(Ni-W) na powierzchni stali narzędziowej, stanowiący połączenie procesu chromowania próżniowego z obróbką galwaniczną. Wykonano pomiary grubości warstw, zbadano ich morfologię oraz wyznaczono rozkłady stężeń pierwiastków w strefie dyfuzyjnej tych warstw. Określono właściwości tribologiczne warstw. Stwierdzono, że odporność na zużycie przez tarcie warstw duplex typu CrC+(Ni-W) wytworzonych w procesie chromowania próżniowego na stali pokrytej powłoką elektrolityczną, jest porównywalna z odpornością warstw węglikowych typu CrC, wytwarzanych bez wstępnego osadzania powłoki elektrolitycznej.

EN

In this paper, duplex layers of the CrC+(Ni-W) type produced on tool steel surface, in combined galvanic and vacuum chromizing processes, are investigated. Studies of layer thickness, their morphology, and concentration depth profiles of elements in diffusion zone of these layers have been carried out. Tribological properties of the layers have been determined. It has been proved, that the wear resistance by friction of duplex layers of the CrC+(Ni-W) type, produced by means vacuum chromizing of steel covered with electrolytic coating, is just as good as carbides layers of the CrC type, produced on the steel surface without electrolytic coatings.

14

Wpływ powłoki niklu na efekty borowania dyfuzyjnego stali konstrukcyjnej C45

Bartkowska A., Pertek A.

Inżynieria Powierzchni

|

2009

|

Nr 2

89-92

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań struktury, mikro twardości i odporności na zużycie przez tarcie warstw boroniklowanych. Warstwy wytworzono na próbkach ze stali C45 metodą galwanicznego niklowania i następującego po nim borowania gazowo-kontaktowego oraz hartowania i odpuszczania, Zbadano wpływ grubości powłoki niklu na właściwości warstw boroniklowanych.. Wykazano, że mikro twardość i odporność na zużycie przez tarcie zależą od struktury warstwy.

EN

The results of structure, microhardness, and wear resistance investigations of boronnickelized layers are presented. The layers were produced on C45 steel with galvanic nickelizing, boriding and heat treatment (hardening and tempering) methods. The results presents influence of nickel layers thickness on properties boronickelized layers. It is shown, that microhardness and wear resistance depends on structure of layer.

15

Wpływ grubości powłoki niklowej na właściwości warstw dyfuzyjnych Ni-AI-Cr

Piasecki A., Młynarczak A., Jakubowski J.

Inżynieria Powierzchni

|

2009

|

Nr 2

46-50

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań struktury, grubości, twardości, składu chemicznego i Jazowego warstw dyfuzyjnych Ni-Al-Cr. Warstwy wytwarzano na próbkach ze stali C45 metodą wstępnego niklowania galwanicznego, a następnie chromoalumionowania dyfuzyjnego w mieszaninie proszkowej o składzie 60%(60%Al+40%Fe-Cr), 39,5% kaolin i 0,5% NH4Cl w temperaturze 950°C w ciągu 6 h.

EN

This paper presents the results of tests of structure, thickness, hardness, chemical constitution and phase composition of diffusion Ni-Al-Cr layers. The layers have been produced on samples made of C45 steel by means of initial galvanic nickel plating and next diffusion chromo-aluminizing in powder mixture of the following composition: 60%(60%Al+40%Fe-Cr), 39,5% kaolin, 0,5% NH4Cl in temperature of 950°C during 6 hours.

16

Budowa dyfuzyjnych warstw Ni-Al-Cr

Piasecki A., Mlynarczak A., Jakubowski J.

Inżynieria Powierzchni

|

2008

|

nr 2

65-67

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań stanu powierzchni, struktury, grubości, twardości, składu chemicznego i fazowego warstw dyfuzyjnych Ni-Al-Cr. Warstwy wytwarzano na próbkach ze stali C20 i C45 metodą wstępnego niklowania galwanicznego, a następnie chromoalumionowania dyfuzyjnego w mieszaninie proszkowej o składzie 60%(60%Al+40%Fe-Cr), 39,5% kaolin i 0,5% NH4Cl w temperaturze 950°C w ciągu 6 godzin.

EN

The results of examinations of surface texture, structure, thickness, hardness, chemical and phase composition of diffusion Ni-Al-Cr layers are presented. The layers were produced by means of initial galvanic nickel plating and next by diffusion chromo-aluminizing in powder mixture of 60%(60%Al+40%Fe-Cr), 39,5% kaolin, 0,5% NH4Cl at the temperature of 950'C within 6 hours on samples made of C20 and C45 steels.

17

Sposoby hartowania wyrobów stalowych z węglikowymi warstwami dyfuzyjnymi

Młynarczak A.

Inżynieria Materiałowa

|

2008

|

Vol. 29, nr 6

792-794

PL

W pracy przedstawiono możliwości hartowania wyrobów stalowych z wytworzonymi dyfuzyjnymi warstwami węglików chromu, wanadu i tytanu. Warstwy te wytwarzane metodą proszkową na stalach narzędziowych mają twardość od 2000 do 5000 HV 0,05, a twardość podłoża stalowego od 250 do 350 HV 0,05. Dlatego narzędzia i części maszyn z warstwami węglikowymi pracujące w warunkach obciążeń dynamicznych muszą być dodatkowo hartowane w celu utwardzenia podłoża stalowego pod warstwą. Przedstawiono wyniki tradycyjnego hartowania wyrobów bez atmosfery ochronnej, obróbki w specjalnie dopasowanej do wyrobu retorcie chłodzonej wodą oraz utwardzania warstwy wierzchniej z zastosowaniem lasera technologicznego.

EN

In the study the possibilities of hardening of steel products with diffusion carbide coatings of chromium, vanadium and titanium were presented. The coatings produced with pack cementation method on tool steels represent hardness within the range from 2000 to 5000 HV0.05 ,the hardness of the steel base being from 250 to 350 HV0.05. Therefore tools and parts of machines with carbide coatings working under dynamic load must be additionally quenched in order to harden the steel base under the coating. There were presented the results of traditional quenching of products without protective atmosphere, the treatment in the especially adjusted to the product water cooled retort and hardening of surface coating with technological laser.

18

Właściwości wybranych systemów z warstwami dyfuzyjnymi do stosowania w metodzie duplex

Kot M., Rakowski W., Zimowski S.

Tribologia

|

2007

|

nr 2

273-281

PL

W technologiach duplex bardzo ważne jest odpowiednie przygotowanie podłoża, na którym w drugim etapie osadzana jest powłoka. Najczęściej stosowane jest utwardzanie podłoża różnymi metodami dla ostatecznego osiągnięcia efektu synergicznego w układzie podłoże/powłoka, przez co radykalnie zwiększa się nośność powierzchni, odporność na pękanie i zużycie, a także odporność korozyjna. W pracy przedstawiono wyniki badań właściwości mikromechanicznych i tribologicznych systemów z warstwami dyfuzyjnymi wytworzonymi metodą azotowania jarzeniowego, azotowania gazowego oraz chromowania próżniowego, na różnych rodzajach stali. Wyniki badań wskazują na szczególną przydatność w technologiach duplex metody azotowania jarzeniowego (twardość HIT = 18,3 [GPa]) oraz chromowania dyfuzyjnego, (twardość HIT=23 [GPa]).

EN

Duplex methods consist two or more different surface treatments, successively applied to obtain surface properties impossible to get through only single treatment. Usually duplex technologies incorporate two treatments -first substrate hardening and then coating deposition by one of PVD or CVD method. Hardened substrate provides a load support for outer brittle, ceramic coating. Hard and stiff pre-treated substrate preventing coating fracture caused usually by high plastic deformations of substrate. Therefore duplex treatment enhanced load bearing capacity and fatigue strength by substrate hardening and thin coating reduces friction, improves wear and corrosion resistance. The paper presents mechanical properties of four chosen hardened substrates destiny for duplex technologies. Steels: NC11 after vacuum chromizing process under low pressure conditions with CrC and CrC+(Ni-Mo) layers, 38HMJ after gas nitriding and 3H13 nitriding under glow discharge conditions have been tested. The indentation hardness with Vickers diamond under 20, 50, 100 and 1000 mN maximum load has been measured for all the hardened substrates. According to Oliver and Pharr method Young's modulus has been calculated. Strength of joint between diffusion layer and substrate has been measured by scratch test, using Rockwell C indenter with 0,2 mm tip radius. Hardness indentations and scratch tests have been made using Micro-Combi-Tester (MCT) made by CSEM Instruments Switzerland. Wear tests were carried out with ball-on-disc tester, and A12O3 ball - 1 mm diameter, load FN = 2 N, track radius r = 5 mm, speed v = 0,03m/s. Wear track profiles were measured after 2000 cycles, and then volume wear rate has been calculated. The system with CrC and CrC+(Ni-Mo) layers produced by vacuum chromizing have a high hardness HIT20/30/5/30=21 GPa and Young's modulus EIT = 360 GPa. Systems with nitrided layers have lower hardness, but it should be pointed that system with layer produced under glow discharge has higher hardness 18,2 GPa than after gas nitriding 15,9 GPa. For these systems none of specific surface failure modes have been observed during scratch tests up to load 30N. Whereas for CrC and CrC+(Ni-Mo) layers cohesive cracks have been observed respectively under load 7,6 N i 21,7 N. For system with CrC layer cracks have Hertz circular shape, but for CrC+(Ni-Mo) layer unconformal type inside scratch track. Wear tests show that the system obtained by glow discharge nitriding has highest wear resistance. A wear volume of gas nitriding system is 15 times higher, in spite of the only slight difference in hardness between both nitrided systems. Chromizing systems with CrC and CrC+(Ni-Mo) layers have also higher volume wear rate. It could be explain by their lower contact strength clearly visible as cracks in scratch test. These cracks lead to spalling of small layer fragments, pull debris into wear track and intensify wear process. Between chromising systems CrC has 3 times lower wear than CrC+(Ni-Mo).

19

Struktura i właściwości warstw Ni-A1-Cr wytworzonych metodą galwaniczno-dyfuzyjna

Piasecki A., Mlynarczak A.

Inżynieria Powierzchni

|

2007

|

nr 3

62-65

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań struktury, składu chemicznego, grubości i żaroodporności warstw dyfuzyjnych Ni-Al-Cr. Warstwy wytwarzano na próbkach ze stali C20 i C45 metodą wstępnego niklowania galwanicznego, a następnie aluminiowania, chromowania bądź chromoaluminiowania dyfuzyjnego w temperaturze 950°C w ciągu 6 godzin. Stwierdzono, że w wyniku połączenia procesu niklowania i nasycania dyfuzyjnego Al i Cr można wytworzyć warstwy charakteryzujące się wysoką odpornością na utlenianie. Najlepszą żaroodpornością charakteryzowała się warstwa wytworzona w mieszaninie o składzie 60% (60%A1+40%Fe-Cr), 39,5% kaolin, 0,5% NH4C1. Warstwy mają wielofazową strukturę i wielostrefową budowę, są dyfuzyjnie związane z podłożem. Wzrost zawartości aluminium w mieszaninie kosztem chromu zwiększa połysk warstwy oraz jej grubość.

EN

This paper presents the results of tests of structure, chemical constitution, thickness and heat resistance of diffusion Ni-AL-Cr layers. The layers have been produced on samples made of C20 and C45 steel by means of initial galvanic nickel plating and then pack calorizing, chromizing or simultaneous chromizing-aluminizing in temperature of 950 °C within 6 hours. It was stated that in the case of a combination of nickel processes with simultaneous saturation Al and Cr it is possible to produce layers that are characterized by high resistance on oxidation. Layers produced with a mixture of 60% (60%A1+40%Fe-Cr), 39,5% kaolin, 0,5% NH4C1 show the highest heat resistance. The layers have multifaceted structures and build, they are simultaneous connected to the substratum. The rise of aluminium in the chrome mixture increases its layer's polish and thickness.

20

Żaroodporne warstwy dyfuzyjne Ni-AI-Cr wytworzone na stalach C45 I WNL

Piasecki A., Młynarczak A., Popławski M.

Inżynieria Powierzchni

|

2006

|

nr 2

59-62

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań struktury, składu chemicznego, grubości i żaroodporności warstw dyfuzyjnych Ni-AL-Cr. Warstwy wytworzono na stalach C45 i WNL metodą wstępnego niklowania galwanicznego, a następnie chromoaluminiowania dyfuzyjnego w mieszaninie proszkowej o składzie 60%(60%A1+40% Fe-Cr), 39,5% kaolin, 0,5% NH4Cl w temperaturze 950 °C w ciągu 6 godzin. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że wytworzone warstwy charakteryzują się wysoką odpornością na cykliczne utlenianie w zakresie temperatur 670°C - 850°C. Najlepszą żaroodpornością charakteryzowała się warstwa wytworzona na stali C45.

EN

Results of structure, chemical composition, thickness and heat resistance tests of Ni-A1-Cr diffusion layers are presented. The layers were produced on C45 and WNL steel samples by means of initial nickel electroplating and further diffusion chromo-aluminizing in powder mixture of composition: 60%(60%Al+40%Fe-Cr), 39,5% kaolin, 0,5% NH4Cl at temperature of 950°C within 6 hours. The obtained testing results have proved, that produced layers are characterized by high resistance to cyclic oxidation within the temperature range of 6709C - 850°C. The layers produced on C45 steel showed the highest heat resistance.