Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The deposition of WC-Co coatings by EBPVD technique

Richert M. W., Mazurkiewicz A., Smolik J. A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2012

|

Vol. 57, iss. 2

511-515

EN

The WC-Co carbides are widely used to deposit protective coatings on engineering surfaces against abrasion, erosion and other forms of wear existence. The nanostructure coatings offer high strength, a low friction coefficient and chemical and thermal stability. WCo coatings were deposited using EBPVD technique realized in original technological process implemented in the hybrid multisource device, produced in the Institute for Sustainable Technologies - National Research Institute in Radom (Poland). The different kind of precursor sources was used. Depending on the source of precursors nanostructure of coatings forms continuous film or consist from nano-carbides. Nanocrystalline WC-Co coatings show hardness in the range of 510-1266 HV. The microstructure of coatings were observed by transmission electron microscopy (TEM). The phase consistence were determined byBrucker D8 Discover-Advance Diffractometer. The paper presents the original technological equipment, methodology, and technological parameters for the creation of the nanocomposite coatings WC.

PL

Węgliki WC-Co są szeroko używane do osadzania na powierzchniach inżynierskich jako ochrona przeciwko tarciu, erozji i innym formom zużycia. Powłoki nanostrukturalne wykazują wysoka wytrzymałość, niski współczynnik tarcia oraz chemiczną i termiczną stabiność. Powłoki WC-Co zostały osadzane techniką EBPVD przy użyciu oryginalnego technologicznego procesu z hybrydowym źródłem prekursorów, w Instytucie Technologii Eksploatacji w Radomiu (Polska). Użyto różnego rodzaju źródeł prekursorów. W zależności od rodzaju użytego źródła prekursorów nanostrukturalne powłoki były zbudowane z ciągłych warstw lub z nano-weglików. Mikrotwardość nanokrystalicznych powłok mieściła się w zakresie 510-1266 μHV. Mikrostruktura powłok była obserwowana transmisyjnym mikroskopem elektronowym (TEM). Skład fazowy powłok określono za pomocą aparatu rentgenowskiego Brucker D8 Discover-Advance Diffractometer. Artykuł prezentuje oryginalne technologiczne urządzenie, metodologię i technologiczne parametry pozwalające na wytworzenie nanokompozytowej powłoki WC.

2

Hybrid surface treatment technology for increase of hot forging dies

Smolik J. A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2012

|

Vol. 57, iss. 3

657-664

EN

Hot working dies are influenced by three main factors causing their destruction: the cyclically changeable mechanical loads, intensive thermal shocks, as well as intensive friction, and erosion. Modification of surface properties with the use of hybrid plasma methods seems to be an effective way of improving its durability. The best known and widely used surface treatment hybrid technology is a combination of the nitriding process with the deposition of hard antiwear coatings by means of PVD methods. The designed composite layer "nitrided layer / Cr-CrN" was obtained with the use of the hybrid technology, which consist of ion nitriding followed by arc-evaporation coating deposition. The maintenance testing was performed on the forging dies employed for production of various parts in the automotive industry. The best durability was obtained for the dies used for the forging of rolling bearing tracks. In comparison with the durability of the dies subjected solely to the gas nitriding, nearly an increase of 600% in the durability was noticed.

PL

W procesie obróbki plastycznej na gorąco matryce kuźnicze narażone są na działanie trzech głównych czynników niszczących: cyklicznie zmiennych obciążeń mechanicznych, intensywnych szoków cieplnych oraz intensywnego tarcia i erozji. Jednym z najbardziej efektywnych sposobów zwiększania trwałości matryc kuźniczych jest modyfikowanie właściwości warstwy wierzchniej matryc hybrydowymi technologiami obróbki powierzchniowej. Najbardziej znana i jednocześnie najbardziej rozpowszechniona technologia hybrydowa jest połączenie procesu azotowania z osadzaniem twardych powłok o charakterze przeciwzużyciowym metodami PVD. Wybrana do badan warstwa hybrydowa typu "warstwa azotowana/powłoka Cr-CrN" została otrzymana z wykorzystaniem technologii hybrydowej będącej polaczeniem procesu azotowania jarzeniowego oraz nakładania powłok metoda odparowania łukowego. Testy eksploatacyjne zostały przeprowadzone z wykorzystaniem matryc kuźniczych wykorzystywanych w produkcji różnych elementów dla przemysłu samochodowego. Najlepsza trwałość uzyskano dla matryc wykorzystywanych w procesie kucia bieżni łożysk tocznych. Opracowana hybrydowa technologia obróbki powierzchniowej umożliwiła uzyskanie blisko 6 krotnego wzrostu trwałości matryc kuźniczych, w porównaniu z trwałością matryc standardowych poddawanych jedynie procesowi azotowania.

3

Badania ścieralności konsolidowanych proszków srebra stosowanych na styki elektryczne

Richert. M.W., Smolik J.A., Księżarek S.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2011

|

R. 56, nr 12

761-765

PL

Styki elektryczne małej mocy są wytwarzane z proszków, które są konsolidowane, spiekane, a następnie kształtowane w procesach przeróbki plastycznej do żądanego kształtu (np. główki o płaskim lub obłym profilu). Materiały na styki elektryczne powinny charakteryzować się dobrą przewodnością cieplną i elektryczną oraz dużą odpornością na ścieranie, iskrzenie, spiekanie i zgrzewanie podczas pracy. Podstawowymi materiałami używanymi w przekaźnikach o obciążalności styków od 5 A do 30 A są: srebro z niklem (AgNi), srebro z tlenkiem kadmu (AgCdO2) oraz srebro z tlenkiem cyny (AgSnO2). Zawartość niklu (10 %) w stopie AgNi ma na celu zwiększenie wytrzymałości mechanicznej styku, co stwarza możliwość jego wykorzystania przy większych mocach elektrycznych. Przedmiotem badań był spiek AgNi konsolidowany metodą Cyklicznego Wyciskania Ściskającego (CWS) w zakresie odkształceń [fi] = 0,84-6,72 (2-16 cykli CWS), a następnie spiekany w temperaturze 650 [stopni] C przez 3 h, w atmosferze azotu i wodoru. W artykule przedstawiono wyniki badań mikrostruktury wytworzonego materiału stykowego, przeprowadzone z wykorzystaniem mikroskopu optycznego (MO), skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM) oraz elektronowego mikroskopu transmisyjnego (TEM). Dokonano oceny mikrotwardości próbek, z wykorzystaniem urządzenia PMT3 przy obciążeniu 100 G, a także odporności na zużycie ścierne, stosując w tym celu tester tribologiczny CALOWEAR firmy CSEM.

EN

The electrical contacts of small power are produced from powders, which are consolidated, sintered and formed in plastic working processes to the required shapes (for example, heads with the flat or rounded profiles). Material for electrical contacts should characterized good conductivity and electricity and good resistivity against abrasion, sparking and sintering during exploitation. The basic materials using in transmitters with load capacity from 5 A to 30 A are silver with nickel (AgNi), silver with cadmium oxygen (AgCdO2). The purpose of addition of portion of Ni (10 %) in AgNi alloy is increasing of contact mechanical properties, which allowing their utilization at higher electric power. The purpose of the performed investigations was sintered AgNi consolidated in the range of deformation [fi] = 0.84-6.72 (2-16 CEC cycles) by the Cyclic Extrusion Compression method (CEC) and then sintered in the temperature 650 [degrees] C during 3 h in atmosphere of nitrogen and hydrogen. In the article the results of microstructure investigations of produced electrical contact material by optical microscopy (MO), scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM) are presented. The microhardness of samples was investigated by using PMT3 microhardness tester at 100 G loading and also the resistance against wear abrasion was investigated by applying tribological tester CALOWEAR produced by the firm CSEM.

4

Nanostrukturalne powłoki na bazie węglika chromu Cr3C2 wytwarzane różnymi metodami PVD

Mazurkiewicz A., Richert M. W., Smolik J. A.

Problemy Eksploatacji

|

2011

|

nr 4

115-124

PL

W pracy przedstawiono badania mikrostruktury i twardości węglikowych powłok kompozytowych Cr3C2 - Ni/Cr otrzymanych czterema różnymi metodami PVD, w tym: natrysku plazmowego - Plasma Spraying, natrysku płomieniowego naddźwiękowego - Hot Velocity Oxygen Fuel (HVOF), metodą odparowania materiałów wiązką elektronową - Electron Beam (EB PVD) oraz metodą hybrydową będącą połączeniem odparowania materiałów wiązką elektronową oraz odparowania łukowego (Arc-EB PVD). Wykazano, że w metodach natryskowych, jak również w metodach plazmowych wykorzystujących proces odparowania materiału wiązką elektronów, w warunkach o zbliżonej energii procesu sprzyjających kształtowaniu powłok nanometrycznych następuje kształtowanie podobnej mikrostruktury. Twardość powłok kompozytowych Cr3C2 - Ni/Cr nie jest zależna jedynie od ich mikrostruktury, ale również istotnie zależy od metody ich wytwarzania.

EN

The paper presents the results of microstructure and hardness measurements for composite coatings Cr3C2 - i/Cr obtained by different surface treatment methods: Plasma Spraying, Hot Velocity Oxygen Fuel (HVOF), Electron Beam (EB PVD) and original hybrid surface treatment method as connection of Arc Evaporation and Electron Beam (Arc-EB PVD). Authors proved that during the deposition processes realised by Plasma Spraying and Electron Beam as well as by HVOF and hybrid method Arc-EB PVD, the energy of deposition processes are comparable, so in effect the comparable microstructures were obtained. Simultaneously was proved that the hardness of composite coatings Cr3C2 - Ni/Cr is not only depend on those microstructure but on the deposition method as well.

5

The wear mechanism of hybrid layer “PN+CrN” during the hot forging process

Smolik J. A.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2011

|

Vol. 49, nr 2

215--223

EN

Purpose: One of the most perspective development directions of surface engineering is related to hybrid technologies, which best fulfil the expectations of the industry concerning the obtainment of adequate properties of the surface of tools and machine components. The best known and widely employed hybrid technology of surface treatment using the diffusion phenomenon is the combination of gas nitriding or plasma nitriding (PN+CrN) followed by the deposition of hard, wear resistant coatings by the PVD methods. In this paper the wear mechanisms of forging dies, covered with the PN+CrN hybrid layer were analysed. Design/methodology/approach: The hybrid layers PN+CrN selected for testing were obtained by means of a multi-stage technology of surface treatment encompassing plasma nitriding (PN) and arc-evaporation process. Maintenance tests were conducted at Institut für Umformtechnik und Umformmaschinen in Hannover, according to different forging time. Findings: It was demonstrated that the dominating mechanisms of the wear process of forging dies covered with the PN+CrN hybrid layer are: thermo-mechanical fatigue of the CrN coating and thermo-mechanical fatigue and plastic deformation of steel substrate. Research limitations/implications: The CrN coating is of great importance in the wear process of forging dies covered with the PN+CrN hybrid layer. Very important in the die wear process is the resistance of the CrN coating to brittle cracking. CrN coating reduces, and as a result significantly limits, stresses initiated in the substrate in the forging process by the operation of external impacts. According to the results of simulation tests, 3 μm-thick CrN coating limits stresses initiated in material and hence reduces the possibility of plastic deformation occurrence in substrate. Practical implications: The obtained results of the tests have been practically applied in the surface engineering laboratory to develop modern surface engineering solutions aimed at increasing the effectiveness of different hybrid layers PN+CrN. Originality/value: In order to ensure the required level of effectiveness of the use of layered composites of the PN+PVD type to increase the durability of forging dies, it is necessary to properly select the composites on the basis of the analysis of the intensity of forging dies wear mechanisms.

6

Badania warstw nanoszonych metodami natrysku termicznego

Richert M., Mazurkiewicz A., Książek M., Smolik J. A, Grzelka R., Pałka P.

Inżynieria Materiałowa

|

2011

|

Vol. 32, nr 4

691-694

PL

Powłoki WC-Co, Cr3C2-NiCr, NiCrSiB, NiCrSiB + 5% Fe, NiCrSiB + 2,5% Cr + 2,5% Fe, WC-Co + 5% (NiCrFeBSi), WC-Co-CrC-Ni wytworzono dwoma metodami natrysku termicznego: metodą plazmową oraz metodą natrysku płomieniowego HVOF (High Velocity Oxy-Fuel). Przeprowadzono porównawcze badania struktury powłok, stosując technikę obserwacji za pomocą mikroskopii świetlnej oraz elektronowej mikroskopii skaningowej. Wykorzystując metodę EDS zbadano skład chemiczny powłok. Ponadto przeprowadzono ocenę budowy fazowej za pomocą metod rentgenowskich. Badania mikrotwardości pozwoliły porównać mikrotwardość powłok i pośrednio ocenić ich odporność na ścieranie.

EN

WC-Co, Cr3C2-NiCr, NiCrSiB, NiCrSiB + 5% Fe, NiCrSiB + 2.5% Cr + 2.5% Fe, WC-Co + 5% (NiCrFeBSi), WC-Co-CrC-Ni coatings were deposited by two thermal spraying methods: plasma spraying and high velocity oxy-fuel (HVOF) method. The comparable investigations of coatings microstructure with the use of light microscopy and scanning electron microscopy were performed. With the application of EDS method, the chemical composition of coatings was investigated. The estimation of phase composition was performed by X-ray method. The microhardness investigations allowed to carry out the comparison of microhardness of coatings and indirect evaluation of their wear resistance.