Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The Influence of the Multilayer Structure of Hard Coatings on their Resistance to Micro-Impact Fatigue Wear

Krupa Jolanta, Wiązania Grzegorz, Zimowski Sławomir, Kot Marcin

Tribologia

|

2020

|

nr 2

37--45

PL

Pękanie zmęczeniowe cienkich twardych powłok przeciwzużyciowych występuje m.in. w styku tribologicznym ślizgowych węzłów tarcia, w warstwach wierzchnich pokryć narzędzi skrawających, a także w powierzchni elementów poddanych procesom erozyjnym. Zużycie zmęczeniowe powłok inicjowane jest na skutek cyklicznych interakcji z mikronierównościami przeciwelementu lub innymi elementami bądź cząstkami, które wielokrotnie uderzają w powierzchnie. Dobór odpowiednich powłok może zwiększyć trwałość elementów maszyn, które poddane są obciążeniu udarowemu o charakterze zmęczeniowym. W pracy przedstawiono wyniki badań odporności na mikroudarowe zużycie zmęczeniowe elementów pokrytych powłokami pojedynczymi TiN oraz DLC, a także wielowarstwowymi typu (Ti/TiN)×8. Testy zmęczeniowe przeprowadzono metodą mikroudarową poprzez cykliczne uderzanie w powierzchnię powłoki kulą ceramiczną. Eksperymenty wykonano przy zastosowaniu specjalnego stanowiska pomiarowego. Zbadano również występowanie korelacji pomiędzy trwałością zmęczeniową powłok i ich właściwościami mikromechnicznymi takimi jak moduł Younga oraz twardość, które wyznaczono statyczną metodą wciskania wgłębnika. Wyniki badań dowiodły, że wielowarstwowa powłoka (Ti/TiN)×8 wykazuje zużycie 1,4 razy mniejsze od próbki z powłoką TiN oraz blisko 1,2 od tej z powłoką DLC.

2

Adhesion of PVD and CVD hard coatings as an essential parameter that determines the durability of coated tools

Pancielejko M.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2019

|

Vol. 96, nr 1

5--21

EN

Purpose: The work is connected with the current trend related to the modification of tool surfaces with PVD and CVD methods through the deposition of coatings to increase their durability. The research results of coated tools tests that are carried out in industrial conditions are presented in details. Design/methodology/approach: Structure, chemical and phase composition investigations related to the mechanical and tribological properties of coatings produced on tool substrates and analysis of the results are included. Investigations of the properties of deposited coatings on the following tool materials were made: high speed steels, hot work tool steel, sintered carbides and SiAlON tool ceramics. Findings: Interpretation of production tests results of coated tools and an analysis of the wear mechanisms of tool blades in relation to the properties of coatings and their adhesion, in particular characterized in the scratch test, were described. Research limitations/implications: Adhesion scratch test cannot be the only and final method of such evaluation. For example a direct comparison of the results of the scratch tests of coatings is possible when adhesion is being examined of different coatings yet on the same type of the substrate. Practical implications: Based on the adhesion test results using the scratch test, the suitability of the coatings produced on the cutting tools can be quickly assessed. Originality/value: It was sought those parameters which characterize the properties of coatings, ones which would permit to effectively/practically assess the performance of tools with coatings produced, with an exclusion or limitation of long-term and expensive durability tests of tools that are carried out in industrial conditions.

3

Structure and properties of multicomponent coatings deposited onto sialon tool ceramics

Pakuła D.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2011

|

Vol. 52, nr 1

54-60

EN

Purpose: The aim of this paper is to investigate structure, mechanical and functional properties of sialon tool ceramics with wear resistant multicomponent coatings deposited with PVD method. Design/methodology/approach: The structural investigation includes the metallographic analysis on the scanning electron microscope. Examinations of the chemical compositions of the deposited coatings were carried out using the X-ray energy dispersive spectrograph EDS, and glow-discharge optical emission spectroscope GDOS. The investigation includes also analysis of the mechanical and functional properties of the material: microhardness tests of the deposited coatings, surface roughness tests, evaluation of the adhesion of the deposited coatings and tribological test made with the "pin-on-disk". Findings: Deposition of the multicomponent coatings with the PVD method, on tools made from sialon's ceramics, results in the increase of mechanical properties in comparison with uncoated tool materials, deciding thus the improvement of their working properties. Practical implications: The multicomponent coating carried out on multi point inserts (made on sintered sialon's ceramics) can be used in the pro-ecological dry cutting processes without using cutting fluids. However, application of this coating to cover sialon ceramics demands still both elaborating and improvement adhesion to substrates in order to introduce these to industrial applications. Originality/value: The paper presents some researches of multicomponent coatings deposited by PVD method on sialon tool ceramics.

4

Properties of Ti(B,N) coatings deposited onto cemented carbides and sialon tool ceramics

Dobrzański L. A., Staszuk M., Gołombek K., Pancielejko M.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2010

|

Vol. 41, nr 1-2

66-73

EN

Purpose: The aim of this paper was to investigate mechanical properties both of sintered carbides WC-Co type and sialon tool ceramics with wear resistance ternary coatings Ti(B,N) type deposited by the cathodic arc evaporation process (CAE-PVD). Design/methodology/approach: The microhardness tests of coatings were made using the ultra microhardness tester. The grain size of investigated coatings was determined by the Scherrer method. Tests of the coatings adhesion to a substrate material were made using the scratch test. There was investigated the roughness of both uncoated and coated surface multi-point inserts. Wear mechanism observations, after the scratch test, were carried out by the scanning electron microscope with EDS attachment. Findings: This paper presents that studied PVD coatings deposited on sintered carbides and sialon tool ceramics have an effect on increasing hardness surface of tools. Moreover, the results achieved after the investigation shown that a coating obtaining on tool ceramics has bigger grains and a smaller adhesion to substrate rather than a coating on sintered carbides. Furthermore, the investigations were shown that both single and double-sided delamination was a principal defect mechanism during the scratch test. Practical implications: The gradient Ti(B,N) coating carried out on multi point inserts (made on sintered carbides WC-Co type) can be used in the pro-ecological dry cutting processes without using cutting fluids. However, application of this coating to cover sialon ceramics demands still both elaborating and improvement adhesion to substrates in order to introduce these to industrial applications. Originality/value: The paper presents some researches of gradient Ti(B,N) nanocrystaline coatings deposited by CAE-PVD method on sintered carbides and sialon tool ceramics.

5

Azotki, węgliki i węglikoazotki cyrkonu otrzymywane metodą platerowania jonowego

Markowski J., Wierny K.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2005

|

Vol. 46, nr 2-3

38-39

PL

Azotki, węgliki i węglikoazotki cyrkonu nanoszono metodą BARE (aktywowane, reaktywne naparowywanie z polaryzacją podłoży). Badano właściwości elektryczne, mechaniczne i strukturalne nanoszonych warstw. Stwierdzono istnienie silnej korelacji pomiędzy napięciem polaryzacji podłoży a twardością osadzanych warstw. Obserwacje mikroskopowe wykazały, że warstwy bardzo dobrze odwzorowują powierzchnię podłoża.

EN

Zirconium nitrides, carbides and carbonitrides layers were deposited by BARE method (Bias Activated Reactive Evaporation). Electrical, mechanical and structural properties of deposited layers were examined. Strong correlation between bias voltage and hardness of the layers was observed. SEM investigations, point on very good mapping between substrate and deposited layers surface.

6

Properties of TiN protective coatings on steel

Fornal P., Stanek J., Jaglarz J., Dąbrowski M.

Nukleonika

|

2003

|

Vol. 48,suppl.1

21-24

EN

The properties of fast cutting steel SW7M, stainless steel 1H18N9T, and tool steel NC11 coated with a TiN protective layer were studied using 57Fe Conversion Electron Mössbauer Spectroscopy. The adhesion of the coatings is determined by the thickness of Fe-N and Fe-Ti interface. The model of the abrasion of the protected tools, based on fast diffusion of Fe ions to the surface though the TiN layer and further oxidation is proposed.

7

Twarde powłoki na narzędzia skrawające do obróbki materiałów drewnopochodnych

Siemiaszko D., Rosiński M., Michalski A., Miklaszewski S.

Inżynieria Materiałowa

|

2003

|

R. XXIV, nr 6

571-574

PL

W pracy prezentowane są wyniki badań trwałości ostrzy skrawających, pokrywanych azotkiem boru oraz stopowym azotkiem tytanu podczas frezowania płyty wiórowej. Powłoki nakładano metodą impulsowo-plazmową (PPD). Badania składu fazowego powłok azotku boru przeprowadzone za pomocą spektrometru ramanowskiego wykazały obecność dwóch faz: c-BN i h-BN. W badaniach skrawalnościowych uzyskano wzrost trwałości ostrzy pokrytych warstwą azotku boru o około 400% oraz około 250% dla frezów pokrytych stopowym azotkiem tytanu.

EN

The paper presents the results of examinations of the service life of cutting edges coated with boron nitride and alloyed titanium nitride, intended for cutting chipboards. The coatings were deposited by the pulse plasma method (PPD). The phase composition of the boron nitride coatings was examined with a Raman spectrometer. The phases identified were: c-BN and h-BN. The cutting tests showed a 400% prolongation of the service life of the tools coated with boron nitride and a 250% prolongation in tools coated with alloyed titanium nitride.

8

Twarde powłoki na bazie azotków oraz faz międzymetalicznych wytwarzane laserem impulsowym w aspekcie ich perspektywicznych zastosowań

Major B., Mróz W., Bonarski J., Jelinek M., Lackner J., Waldhauser W.

Inżynieria Materiałowa

|

2003

|

R. XXIV, nr 6

527-529

PL

Prowadzono badania powłok z faz międzymetalicznych przy ablacji z wykorzystaniem lasera ekscymerowego KrF z tarczy wytworzonych na drodze metalurgicznej z faz typu FeAl i Ni3Al. Powłoki z azotku tytanu wytworzone zostały metodą PLD z zastosowaniem lasera Nd:YAG przy ablacji z tarczy tytanowej w atmosferze azotu oraz nanoszono je na podłoże ze stali ferrytycznej oraz z poliuretanu. Osadzanie prowadzono w położeniu tak prostopadłym do odparowanej na drodze ablacji strugi, jak również równoległym do jej osi. Analizowano morfologię powłoki na mikroskopie SEM oraz AFM. Dokonano pomiarów tekstury oraz wartości naprężeń własnych.

EN

Examinations of intermetallics coatings produced by ablation of the FeAl and Ni3Al targets obtained by conventional metallurgy were performed. Titanium nitride coatings were fabricated by PLD using Nd:YAG laser on both metallic (ferritic steel) and polyurethane substrates by ablation of pure titanium in nitrogen environment. On-axis and off-axis geometry of deposition on metallic substrate was applied. Study of morphology using SEM and AFM was performed. Texture studies as well as residual stresses measurements were carried out.

9

Metodyka badania właściwości tribologicznych powłok nanoszonych techniką PVD.

Michalczewski R., Piekoszewski W., Szczerek M., Tuszyński W., Wulczyński J.

Inżynieria Materiałowa

|

2000

|

R. XXI, nr 6

344-348

PL

W wyniku przeprowadzonej analizy dostępnej literatury stwierdzono, że na wyniki badań tribologicznych cienkich, twardych powłok nanoszonych techniką PVD mają znaczący wpływ następujące czynniki: - podłoże (twardość, chropowatość), - grubość powłoki, - rodzaj ruchu (poślizg lub toczenie), - warunki testu (rodzaj materiału przeciwpróbki, wilgotność powietrza otaczającego, prędkość poślizgu, obciążenie, temperatura otoczenia, poziom drgań węzła tarcia). Praktycznie oznacza to, że można ze sobą porównywać tylko te wyniki, które uzyskane zostały w takich samych, bądź zbliżonych warunkach. W związku z tym opracowano metodykę badań tribologicznych cienkich, twardych powłok nanoszonych techniką PVD, ściśle definiując praktycznie wszystkie omawiane czynniki. Wybrano skojarzenie kula-tarcza pracujące w warunkach tarcia technicznie suchego. Badana powłoka TiN naniesiona została na stalową tarczę (stal WCL, twardość 50 HRC) i miała grubość 2 mikrometry. Do obracającej się w płaszczyźnie poziomej tarczy dociskana jest przeciwpróbka, czyli kulka wykonana z Al2O3. Parametry badań przyjęto w oparciu o normy ASTM G 99-90, DIN 50324 oraz założenia programu VAMAS TWA1. W badaniach wykorzystano urządzenie do precyzyjnego testowania cienkich powłok, oznaczone T-10. Zostało ono opracowane i jest wytwarzane w ITeE w Radomiu. Wykorzystując opracowaną metodykę zbadano także inne powłoki nanoszone techniką PVD, tj. CrN oraz Ti(C,N). Stwierdzono, że najlepszymi waściwościami przeciwzużyciowymi charakteryzuje się powłoka CrN, zaś najgorszymi - Ti(C,N). Prace wykonano w ramach projektu pt. "Badania porównawcze tribologicznych własności powłok przeciwzużyciowych" - program COST Akcja 516 Tribology.

EN

As a result of an overview of the literature, it is apparent that all of the below factors have a significant effect on the friction coefficient and/or wear obtained for thin hard coatings deposited by the PVD process: - substrate (hardness, roughness), - coating thickness, - kind of motion (sliding or rolling), - test conditions (counterbody material, air relative humidity, sliding speed, load, ambient temperature, friction pair vibrations). This practically means that only results obtained under identical or close test conditions are comparable. Taking the above conclusions into consideration, the authors have elaborated a method for tribological testing of thin hard coatings deposited by the PVD process. They have precisely defined almost all the mentioned factors. The authors chose the unlubricated ball-on-disk tribosystem. The investigated 2 micrometers thick TiN coating was deposited on the steel disk (WCL steel, hardness HRC 50). The counterbody, i.e. Al2O3 ball was pressed against the disc rotating in the horizontal plane. The test conditions generally conformed to the ASTM G 99-90 and DIN 50324 standards as well as VAMAS TWA1 project. The experiments were conducted using a ball-on-disc tribotester, known as T-10, intended for precise investigation of thin hard coatings. The T-10 tester has been designed and is manufactured at ITeE in Radom. The authors employed the developed method to investigate other PVD coatings, i.e. CrN and Ti(C,N). It was shown that CrN coatings exhibit much better antiwear properties than TiN, and Ti(C,N) - worse. This work has been carried out within the framework of the project: 'Comparison of tribological properties of ceramic coatings including studies of the repeatability of tests' - COST Action 516 Tribology.

10

Nowoczesne pokrycia płytek wieloostrzowych Baildonit w świetle tendencji światowych.

Dziembowski M.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

1999

|

R. 44, nr 3

131-133

PL

Przedstawiono przegląd rozwoju technologii pokrywania twardymi warstwami w Sandvik Baildonit S.A. Pokrycia CVD rozwinęły się w minionych 20 latach jako pokrycia wielowarstwowe, które są nadal dominujące. Zarówno pokrycia CVD, jak i PVD są stosowane z powodzeniem do płytek wieloostrzowych z węglików spiekanych.

EN

The review gives a summary of the technological developments in hard coatings in Sandvik Baildonit S A. CVD coatings have evolved over the past 20 years with multilayer configurations that are still predominant today. Both CVD and PVD coatings have been successfully applied to cemented carbide indexable inserts.

11

Pomiar współczynnika przewodzenia ciepła twardych powłok jedno- i wielowarstwowych metodą kamery zmiennotemperaturowej.

Kula P., Jakubowski K., Siniarski D.

Inżynieria Materiałowa

|

1999

|

R. XX, nr 5

499-502

PL

W pracy przedstawiono wyniki aktualnie prowadzonych badań zmierzających do opracowania metody pomiaru współczynnika przewodnictwa cieplnego twardych powłok mono i wielowarstwowych. Metoda kamery zmiennotemperaturowej opiera się na bezkontaktowym, pośrednim pomiarze temperatury powierzchni próbki przez pomiar parametru sieci krystalicznej metodą dyfrakcji promieni rentgenowskich. Próbka w trakcie pomiaru znajduje się w kamerze zmiennotemperaturowej, dzięki czemu możliwe jest kontrolowanie ilości ciepła do niej dostarczanego. Analiza i interpretacja uzyskanych doświadczalnie wyników odbywa się przez porównanie z matematycznym modelem przepływu ciepła przez kamerę zmiennotemperaturową i próbkę. W pracy zamieszczono wyniki pomiarów i symulacji komputerowych przepływu ciepła przez powłoki mono i wielowarstwowe wykonane metodą łukową na podłożu z żelaza Armco. Opracowany model numeryczny pomocny będzie przy projektowaniu twardych powłok odpornych na zużycie na narzędzia skrawające.

EN

In this paper the result of present works that aim to formulate a model to measure the thermal conduction coefficient of hard multilayer coatings, are presented. The variable-temperature camera method is based on the non-contact, indirect temperature measurement of sample's surface by the measuring the lattice parameter with use of X-ray diffraction. The specimen during measurement is placed inside the camera, what allows control the amount of supplied heat. The analysis and interpretation of the obtained result goes on by the comparison to the mathematical model of heat transfer through variable-temperature camera and sample. The results of measurements and computer simulation of heat transfer through the mono and multilayers coatings deposited by Arc-PVD method on the ARMCO substrates are discussed in the present paper. The elaborated numerical model will be helpful to project the hard, wear resistant coatings for cutting tools.

12

Badanie powłok hybrydowych N+TiN wytworzonych na stalach narzędziowych.

Rutkowska A., Dąbrowski M.

Inżynieria Materiałowa

|

1999

|

R. XX, nr 5

292-295

PL

W pracy podjęto próby osadzania twardych powłok, na uprzednio utwardzonym w procesie obróbki cieplno-chemicznej podłożu. Tego typu warstwy nazwano powłokami hybrydowymi. Jedną z odmian powłok hybrydowych jest połączenie dyfuzyjnej warstwy naazotowanej i powłoki z azotku tytanu. Powłoki tego typu wykonuje się w dwóch oddzielnych procesach, najpierw narzędzia poddawane są procesowi azotowania gazowego bądź jarzeniowego, a następnie, po odpowiednim przygotowaniu powierzchni osadza się azotek tytanu. Powłoki hybrydowe zapewniają uzyskanie dobrych właściwości trybologicznych, wytrzymałościowych i zmęczeniowych. Pozwalają one na uzyskanie nie tylko odpowiednio niskiego współczynnika tarcia ale i wysokiej twardości powierzchniowej z łagodnym jej spadkiem przy przejściu do materiału rdzenia. Ten łagodny spadek twardości zapobiega łuszczeniu warstw dyfuzyjnych w trakcie eksploatacji. Podatność warstw azototytanowanych na uszkodzenia zależna jest od ich właściwości plastycznych, przyczepności do podłoża oraz właściwości podłoża. Badania przeprowadzono na próbkach wykonanych ze stali szybkotnącej gatunku SW7M i stopowych do pracy na gorąco ORVAR i VIDAR produkcji szwedzkiej, 1.2343 - produkcji niemieckiej i stali WCLVŻ - produkcji polskiej z wytworzonymi na ich powierzchni powłokami hybrydowymi. Dla porównania badaniom poddano również próbki po obróbce cieplnej, po azotowaniu z różnymi grubościami. Jakość zastosowanej technologii oceniano poprzez badanie ich odporności na ścieranie. Równolegle przeprowadzono badania metalograficzne mające na celu określenie budowy, grubości i twardości warstw. Stwierdzono, że zastosowanie powłok hybrydowych azotowanie + powłoka TiN pozwala w największym stopniu zwiększyć odporność na ścieranie badanych stali narzędziowych. Istotna w tym przypadku była grubość warstwy azotowanej i jej budowa.

EN

In our work, there were attempts to deposit hard coatings on a base that had been hardened before in a process of thermochemical treatment. This type of layers were called 'hybrid' ones. The connection of a nitrided diffusive layer and TiN coatings is one of the forms of a above-mentioned hybrid coatings. This type of coatings are created in two separated processes, at first tools are gas nitrided or ion nitrided, then after suitable preparing of coatings secure obtaining good tribological, resistant and fatigue properties. The researches were carried out on samples made of steels from the following kinds: high - speed steel SW7M and alloy hot - work steels: ORVAR and VIDAR (made in Sweden), 1.2343 (made in Germany) and WCLVŻ (made in Poland). There were hybrid coatings created on their surfaces. The chemical compositions of the above-mentioned steels are presented. In the aim of comparison the samples after heat-treatment, nitriding and with TiN coatings of various thickness were also subjected to inwestigation. The effectiveness of technology was assessed in the view of coatings wear resistance. The principle of researching abrasive wear is presented and the results of studies in wear resistance are correlated. The metallographic researches in order to define the structure, thickness and hardness of layers were carried out simultaneously. Thickness of TiN coating was measured by using microscope method and the ball test method. It was found that use of hybrid coatings, process of nitriding and TiN coating allow to increase wear resistance.

13

Wear resistance of hard coatings on different steel substrate.

Skorič B., Kakas D.

Zagadnienia Eksploatacji Maszyn

|

1998

|

Vol. 33, nr 2

293-300

EN

Hard coatings like TiN or TiAlN, deposited by sputtering processes are widely used for the wear protection of tool and machine parts. The optimization procedure for coated parts could be more effective, knowing more about the fundamental physical and mechanical properties of a coating. Magnetron sputtering as a PVD technique has specific advantages for the deposition of complex coating materials because of making posiible to produce different type of surface layers. To enhance the adhesion of the coating a plasma nitriding, conventional and on low pressure, of substrates is used. In this case plasma nitriding, plasma nitriding at low pressure, plasma single layers (TiN or TiAlN) and combined plasma technologies (PN/TiN or PNlp/TiAlN) were used to produce different surface on steels to reach optimal quality of surface.

PL

Twarde powłoki, jak TiN oraz TiAlN osadzone w procesie rozpylania są szeroko używane jako ochrona przed zużyciem narzędzi i maszyn. Procedury optymalizacyjne dla elementów z powłokami mogą być bardziej efektywne pod warunkiem znajomości podstawowych własności fizycznych i mechanicznych powłok. Magnetronowe napylanie znane jako technika PVD ma specyficzne zalety w nakładaniu złożonych materiałów, ponieważ umożliwia wytwarzanie różnych rodzajów warstw powierzchniowych. W celu zwiększenia adhezji powłoki stosuje się plazmowe azotkowanie podkładu zarówno konwencjonalne, jak i przy niskim ciśnieniu. W tym przypadku użyto azotkowania plazmowego, azotkowania plazmowego pod obniżonym ciśnieniem, plazmowej pojedynczej warstwy (TiN lub TiAlN) i kombinowanej technologii plazmowej (PN/TiN lub PNNlp/TiAlN) w celu wytworzenia różnych powierzchni na stalach dla uzyskania optymalnej jakości powierzchni.

14

Arc technology in materials science.

Leja E., Marszałek K., Pisarkiewicz T.

Inżynieria Materiałowa

|

1998

|

R. XIX, nr 4

963-968

EN

The refractory materials which are at the same time to wear, corrosion and severe environments are developed in different fields of technology. Nitrides, carbides, borides, porous and diamond like structures belong to this family. These materials are used mainly as coatings deposited on the tools surface and machine parts to enlarge their durability and also as the decorative coatings. There are several deposition techniques of hard coatings developed both in the laboratory and on the industrial scale. Due to some achievements in the field of low temperature plasma, the industry has become more interested in arc evaporation both in vacuum and in low pressure, controlled gas atmosphere.