Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The erosion resistance of Cr/CrN multilayer coating deposited using industrial Arc-PVD process for compressor blades application

Góral Marek, Sasiela Dominik, Płoszaj Franciszek, Kościelniak Barbara, Kubaszek Tadeusz, Przybyło Adrianna

Ochrona przed Korozją

|

2023

|

nr 3

66--70

EN

This study presents the results of a study on the feasibility of using a commercial Cr/CrN multilayer coating to protect the surface of aircraft engine compressor blades made of stainless steel. The research was conducted for coatings composed of 10 and 14 alternating layers of chromium and chromium nitride, respectively. The both variants of coating was manufactured in Ion Galenica Company. Studies of its microstructure showed that their thickness did not exceed 3 μm. Studies of the erosion resistance of both coating variants showed about 50% less weight loss of the samples compared to the material without a protective coating. The highest erosion resistance was found for the 10-layer variant.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań dotyczących możliwości zastosowania komercyjnej wielowarstwowej powłoki Cr/CrN do ochrony powierzchni łopatek sprężarki silnika lotniczego wykonanych ze stali nierdzewnej. Przeprowadzono badania powłok złożonych z 10 i 14 naprzemiennych warstw chromu i azotku chromu, wykonanych w firmie Ion Galenica. Analiza mikrostruktury powłok wykazała, że ich grubość nie przekraczała 3 μm. Badania odporności erozyjnej obu wariantów powłoki wykazały o ok. 50% mniejsze spadki masy próbek w porównaniu z materiałem bez powłoki ochronnej. Największą odporność erozyjną stwierdzono w wypadku wariantu 10-warstwowego.

2

A Novel Approach for Durability Evaluation of Metal Protective Coatings in Dynamic Interplay with the Liquid Alloy

Pałka Paweł, Boczkal Grzegorz, Hotloś Agnieszka, Mrówka-Nowotnik Grażyna

Archives of Foundry Engineering

|

2023

|

Vol. 23, iss. 4

40--48

EN

The article describes a new test method to quickly evaluate the durability of a protective coating to dynamic contact with liquid metal. The essence of the method is the movement of a drop of liquid metal inside a rotating ring, covered from the inside with the protective coating under test. The parameters determined in the test are analogous to the classic pin-on-disk tribological test. The method was tested for the system: liquid alloy 2017A vs. AlTiN coating on a copper substrate. The test temperature was 750°C, and exposure times ranged from 30 to 90 minutes. Sliding path equivalent for the metal droplet/coating system ranged from 31.6 to 95 m. The study, which included visual evaluation of the surface of the samples, followed by phase and microstructural analysis, showed the high efficiency of the method for assessing the lifetime of protective coatings on contact with liquid metal. The investigated issue was also analyzed from the model side taking into account changes in the diffusion coefficient at the contact of liquid metal with the substrate, occurring with the progressive degradation of the protective coating.

3

Badania porównawcze zużycia i trwałości ostrza frezów tarczowych z powłokami przeciwzużyciowymi po ostrzeniu na szlifierce CNC

Gołąbczak Marcin, Drużny Przemysław, Jędrzejczak Anna, Mirski Tomasz, Gołąbczak Andrzej

Obróbka Metalu

|

2022

|

Nr 4

10--18

PL

W artykule przedstawiono proces ostrzenia frezów tarczowych z powłokami przeciwzużyciowymi na szlifierce CNC oraz wyniki badań porównawczych po ostrzeniu, dotyczące oceny ich zużycia i okresu trwałości w warunkach przemysłowego przecinania profili stalowych ze stali konstrukcyjnej S320GD z powłoką antykorozyjną Magnelis ZM310.

EN

In this paper the sharpening proces of disc cutters with wear protection coating on a CNC grinding machine was described. The results of comparative tests after sharpening to evaluate wear and durability under the conditions of industrial cutting of stainless steel sections S320GD with Magnelis ZM310 corrosion protection coat Leakage was presented too.

4

The Effect of Residual Stress on the Load Bearing Capacity of PVD Coated Surfaces – Part 2

Chronowska-Przywara Kinga, Kot Marcin, Szczęch Marcin

Tribologia

|

2019

|

nr 5

43--49

EN

The article presents the results of modelling tests of the coating-substrate systems subjected to a contact load using a spherical diamond indenter with a 20 μm tip radius. Systems with 1 to 5 μm thick CrN coatings deposited on X5CrNi18-10 austenitic steel substrate were analysed. Systems without residual stress as well as with introduced 2 and 5 GPa compressive residual stresses were analysed. The article presents the effect of coating thickness on substrate deformations at load range up to 1 and 3 N. The evolution of maximum radial stress in the substrate and the range of substrate plastic deformation for the assumed coating thicknesses were also analysed. Modelling results showed a strong relation between maximum critical force and relative coating thickness. The maximum radial stresses in the substrate in a case of systems with a thin 1 μm coating are much smaller than for thicker 5 μm coating, referring to the relative coating thickness. However, the analysis of substrate yielding showed that, for thin 1 and 2 μm coatings, substrates deform plastically at 0.01 and 0.03 N, respectively, while the 5 μm coating prevent plastic deformations up to load 0.32N.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań modelowania układów powłoka–podłoże poddanych obciążeniu działającego w styku skoncentrowanym przy użyciu diamentowego wgłębnika o promieniu zaokrąglenia 20 μm. Analizowano układy z powłokami CrN w zakresie od 1 do 5 μm nałożone na stal austenityczną X5CrNi18-10. Modelowano układy bez naprężeń własnych oraz układy z wprowadzonymi ściskającymi naprężeniami własnymi 2 i 5 GPa. W artykule przedstawiono ewolucje wpływu grubości powłok na deformacje podłoża w zakresie obciążenia do 1 i 3 N. Analizowano również przebieg maksymalnych naprężeń promieniowych w podłożu oraz zakres odkształceń plastycznych podłoża dla założonych grubości powłok i zakresu sił. Wyniki modelowania wykazały dużą zależność pomiędzy maksymalną siłą krytyczną, a względną grubością powłoki. Maksymalne naprężenia promieniowe w podłożu w układach z cienką powłoką 1 μm są znacznie mniejsze niż w przypadku układów z powłoką o grubości 5 μm, odnosząc wyniki do względnej grubości powłoki. Natomiast analiza odkształceń plastycznych podłoża badanych układów wykazała, że podłoże w układach z cienkimi powłokami 1 i 2 μm odkształcają się plastycznie już przy sile 0,01 i 0,03 N. Wzrost siły, przy której dochodzi do odkształceń plastycznych podłoża, widoczny jest w przypadku zmieniającej się grubości zastosowanej powłoki. I tak w przypadku układu z powłoką 5 μm pierwsze odkształcenia plastyczne zaczynają pojawiać się dopiero przy sile 0,32 N.

5

Role of materials design in maintenance engineering in the context of industry 4.0 idea

Dobrzański L. A.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2019

|

Vol. 96, nr 1

12--49

EN

Purpose: The paper presents the issues of designing the maintenance of materials and products in accordance with the idea of Industry 4.0. The author's views on the need for augmentation of the Industry 4.0 model were also presented, as well as the author's original concept that hybrid activities in predictive maintenance and condition-based maintenance should be preceded by designing material, maintenance & manufacturing 3MD at the stage of the product's material designing and technological designing. The 3MD approach significantly reduces the frequency of assumed actions, procedures and resources necessary to remain the condition of this product for the longest possible time, enabling it to perform the designed working functions. Examples of own advanced research on several selected, newly developed materials, used in very different areas of application, confirmed the validity of the scientific hypothesis and the relationship between the studied phenomena and structural effects and the working functions of products and their maintenance and indicated that material design is one of the most important elements guaranteeing progress production at the stage of Industry 4.0 of the industrial revolution. Design/methodology/approach: The author's considerations are based on an extensive literature study and the results of the author's previous study and empirical work. Each of the examples given required the use of a full set of research methods available to modern material engineering, including HRTEM high-resolution transmission electron microscopy. Findings: The most interesting intellectual achievements contained in the paper include presentations of the author's original concepts regarding the augmentation of the Industry 4.0 model, which has been distributed so far, which not only requires augmentation but is actually only one of the 4 elements of the technology platform of the extended holistic model of current industrial development, concerning cyber-IT production aided system. The author also presents his own concept for designing material, maintenance and manufacturing 3MD already at the stage of material and technological design of the product, eliminating many problems related to product maintenance, even before they are manufactured and put into exploitation. Detailed results of detailed structural researches of several selected avant-garde engineering materials and discussion of structural changes that accompanying their manufacturing and/or processing are also included. Originality/value: The originality of the paper is associated with the novelty of the approach to analysing maintenance problems of materials and products, taking into account the requirements of the contemporary stage of Industry 4.0 development. The value of the paper is mainly associated with the presentation of original issues referred to as findings, including the concept of augmentation of the Industry 4.0 model and the introduction and experimental confirmation of the idea by designing material, maintenance and manufacturing 3MD.

6

Tribological characteristics of selected material pairs interacting in air and vacuum

Piekoszewski W., Szczerek M., Snarski-Adamski A.

Tribologia

|

2018

|

nr 5

83--94

EN

The study examined the tribological characteristics of a ball-on-disc type sliding friction joint operating in air and in a vacuum under conditions of technically dry friction. The test elements included discs made of 100Cr6 steel without coating, with an anti-wear TiN coating, and a low-friction MoS2/Ti coating, and bearing balls made of 100Cr6 steel and Al2O3 as counter-samples. The tribological properties of the studied friction joint were evaluated based on changes in the coefficient of friction, the intensity of linear wear, the ball wear diameter, and the appearance of worn surfaces. The environment of the friction joint was found to have a significant effect on the tribological characteristics of the studied friction pairs.

PL

Zbadano charakterystyki tribologiczne ślizgowego węzła tarcia typu kula–tarcza pracującego w powietrzu oraz próżni w warunkach tarcia technicznie suchego. Elementami testowymi były tarcze wykonane ze stali 100Cr6 bez powłoki i z naniesionymi powłokami: przeciwzużyciowąTiN i niskotarciową MoS2/Ti oraz kulki łożyskowe ze stali 100Cr6 i Al2O3 jako przeciwpróbki. Właściwości tribologiczne badanego węzła tarcia oceniano na podstawie przebiegu zmian współczynnika tarcia, intensywności zużywania liniowego, średnicy wytarcia kulki oraz wyglądu wytartych powierzchni. Wykazano istotny wpływ otoczenia węzła tarcia na charakterystyki tribologiczne badanych skojarzeń ciernych.

7

Effect of residual stress on load bearing capacity of PVD coated surfaces

Chronowska-Przywara K., Kot M., Szczęch M.

Tribologia

|

2018

|

nr 4

23--29

EN

The article presents the results of spherical indentation modelling of coating-substrate systems. Modelling was carried out using the finite element method. First of all, the effect of the coating thickness on system deformation and stress distribution was taken into analysis, assuming coating thicknesses of 1, 2, and 5 μm, which are typical for tribological applications as well as models with infinitely thick coating and without a coating. The evolution of maximum radial stresses in the indentation within 0 to 3N load is presented. A significant effect of the coating thickness on the value and location of the maximum stress concentration was observed. The effect of internal stresses on surface bearing capacity with PVD coatings was also analysed. The paper presents the possibility of creating failure maps of coating–substrate systems for the assumed mechanical properties of materials, which allows one to determine the load capacity of coated surface or choose the optimal coating thickness when the maximum strength and contact geometry are known.

PL

W artykule zostały przedstawione wyniki modelowania sferycznej indentacji układów powłoka-podłoże. Modelowanie prowadzono z użyciem metody elementów skończonych. Analizowano przede wszystkim wpływ grubości powłoki na deformacje układu i rozkład naprężeń, przyjmując typowe w tribologicznych aplikacjach grubości powłok 1, 2 i 5 μm oraz modele z nieskończenie grubą powłoką i bez powłoki. Przedstawiono ewolucję głównie przy maksymalnych naprężeniach promieniowych w zakresie obciążenia wgłębnika od 0 do 1 N. Zaobserwowano istotny wpływ grubości powłoki na wartość i miejsca maksymalnej koncentracji naprężeń. Analizowano także wpływ naprężeń własnych na nośność powierzchni z powłokami PVD. W pracy przedstawiono możliwość tworzenia map niszczenia układów powłoka–podłoże dla założonych właściwości mechanicznych materiałów, dzięki której można określić zakres nośności powierzchni układu lub dobrać optymalną grubość powłoki przy znajomości maksymalnej siły i geometrii kontaktu.

8

The influence of selected PVD coatings on fretting wear in a clamped joint based on the example of a rail vehicle wheel set

Kowalski S.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2018

|

Vol. 20, no. 1

1--8

EN

In this article, laboratory test results concerning the influence of selected PVD coatings on the initiation and development of fretting wear in clamped joints are presented. TiN and CrN+a-C:H:W coatings were applied to shafts, and the results of wear tests compared with those for uncoated shafts. Wear tests were conducted at a test bed which simulated the operation conditions of the wheel sets of rail vehicles moving along a straight track. The sample elements for testing were assembled by forcing the sleeve onto the shaft with the tolerance of 0.02 mm. To assess fretting at shaft top layers being tested, macroscopic observations, microscopic observations with the use of a scanning microscope, x-ray microanalysis of the chemical composition by means of the EDS method and the measurement of the top layer topography in the place of wear were performed. Test results presented concern the shaft top layer because it is that layer which mainly determines the life of a clamped joint. The results of the macroscopic observations of the sleeve hub top layer were presented, too, for comparison of the image of wear between mating surfaces.The results of the observations of the various shaft top layers indicate the mitigation of the development of fretting wear in the case of shafts with coatings; CrN+a-C:H:W coatings influence the mitigation of fretting wear better indeed. The main damage comprised by fretting in all the samples being tested is material build-up occurring as a result of adhesion. That build-up undergoes oxidation during operation. Micropits and microabrasion of the top layer are observed in places.

PL

W artykule zaprezentowano wyniki badań laboratoryjnych dotyczące wpływu zastosowania wybranych powłok PVD na inicjację i rozwój zużycia frettingowego w połączeniach wtłaczanych. Na wały nałożono powłoki TiN a także CrN+a-C:H:W, wyniki badań zużyciowych porównano z wynikami badań wałów bez powłok. Badania zużyciowe wykonywano na stanowisku badawczym, które symulowało warunki pracy zestawów kołowych pojazdów szynowych poruszających się po torze prostym. Montaż elementów próbki przeznaczonej do badań wykonano przez wtłoczenie tulei na wał z wartością wcisku 0,02mm. W celu oceny zjawiska frettingu dla badanych warstw wierzchnich wałów wykonano obserwacje makroskopowe, mikroskopowe przy użyciu mikroskopu skaningowego, mikroanalizę rentgenowską składu chemicznego metodą EDS oraz pomiar topografii warstwy wierzchniej w miejscu zużycia. Zaprezentowane wyniki badań dotyczą warstwy wierzchniej wałów, ponieważ to ona w głównej mierze determinują trwałość połączenia wtłaczanego. Zaprezentowano również wyniki obserwacji makroskopowych warstwy wierzchniej piasty tulei, w celu porównania obrazu zużycia pomiędzy współpracującymi powierzchniami.Wyniki obserwacji poszczególnych warstw wierzchnich wałów wskazują na ograniczenie rozwoju zużycia frettingowego w przypadku wałów z zastosowanymi powłokami, przy czym powłoki CrN+a-C:H:W korzystniej wpływają na zmniejszenie zużycia frettingowego. Głównym uszkodzeniem składającym się na zjawisko frettingu we wszystkich badanych próbkach są nalepienia materiału, powstałe w wyniku zjawiska adhezji. W czasie eksploatacji nalepienia te ulegają utlenianiu. Lokalnie obserwuje się mikrowżery i mikrowytarcia warstwy wierzchniej.

9

An analysis of the wetting angle of liquid glass on multicomponent coatings obtained by means PVD methods

Kacprzyńska-Gołacka J., Słomka Z., Czajka P., Czarnecki K., Bogdański B., Rydzewski M., Mazurkiewicz A., Smolik J.

Problemy Eksploatacji

|

2016

|

no. 4

31--41

EN

The article presents an analysis of the possibilities of using modem surface engineering solutions to improve the durability of the tools used in the glass forming process. The process of forming glass is carried out at an elevated temperature above 300°C, with the impact of chemically active masses of glass and periodically changing mechanical stress. These difficult process conditions significantly reduce the performance and reliability of glass-forming tools. A significant problem in maintammg the quality glass products is the phenomenon of the adhesion of the molten glass into the working surface. Due to the destruction of the forming tools, molten glass accumulates on the surface layer of materials that are increasingly used as solutions in the field of surface treatment. The article presents the research results of the properties of diff erent multilayer coatings based on Ti, Cr, Al, W, C, and Si, which are used to improve the durability of the tools used in the glass forming process. The studies presented in the article include an analysis of the surface morphology and microstructure of the produced coatings and an analysis of the contact angle of the molten glass. The analysis of the microstructure and surface morphology was carried out using scanning electron microscopy. The study on wettability was carried out using the droplet deposition technique.

PL

W artykule przedstawiono analizę właściwości powłok PVD dedykowanych do poprawy trwałości eksploatacyjnej narzędzi wykorzystywanych w procesie formowania elementów szklanych. Proces formowania wyrobów szklanych realizowany jest w podwyższonej temperaturze powyżej 300°C przy jednoczesnym oddziaływaniu chemicznie aktywnych mas szklanych, oraz cyklicznie zmiennych obciążeń mechanicznych. Te trudne warunki procesowe znacznie zmniejszają wydajność, niezawodność narzędzi do formowania szkła. Istotny problemem w zachowaniu jakości wyrobów szklanych jest zjawisko przyczepiania się stopionego szkła do powierzchni roboczych .. Ze względu na fakt, że zniszczenia narzędzi formujących kumulują się w warstwie wierzchniej materiału coraz częściej poszukuje się rozwiązań w zakresie obróbki powierzchniowej, których zadaniem jest przeciwdziałanie tym zjawiskom. W artykule przedstawiono wyniki badań właściwości różnych powłok wieloskładnikowych na bazie takich pierwiastków jak Ti, Cr, Al, W, C, Si dedykowanych do zwiększania trwałości matryc do formowania szkła. Metody badawcze zaprezentowane w artykule koncentrowały się na analizie morfologii powierzchni oraz mikrostruktury wytwarzanych powłok, jak również na analizie kąta zwilżania ciekłym szkłem. Analizę morfologii powierzchni oraz mikrostruktury przeprowadzono przy wykorzystaniu skaningowej mikroskopii elektronowej. Natomiast badania zwilżalności przeprowadzono metodą osadzania kropli.

10

Wysokotemperaturowe warstwy ślizgowe wanadu w powłokach PVD

Jílek M., Šima M., Zindulka O.

Mechanik

|

2016

|

R. 89, nr 7

610--612

PL

Intensyfikacja procesów skrawania wiąże się ze wzrostem temperatury cięcia, a to pociąga za sobą zwiększone wymagania dotyczące narzędzi, m.in. stabilności cieplnej zastosowanych w nich powłok odpornych na ścieranie. Dobrym rozwiązaniem są powłoki PVD z funkcją wysokotemperaturowych smarów, które pozwalają na obniżenie temperatury skrawania przzez zmniejszenie tarcia. Obiecujące są też wyniki badań warstw PVD z dodatkiem wanadu, które w wysokiej temperaturze tworzą fazy Magneliego. Problemem jest jednak trwałość tych faz w warunkach naprężenia mechanicznego podczas obróbki. Artykuł omawia właściwości warstw PVD CrVN oraz wybrane aspekty praktyczne ich przygotowania.

11

Właściwości mechaniczne oraz tarciowo-zużyciowe spieków korundowych pokrytych powłoką typu TiBx

Twardowska A.

Mechanik

|

2016

|

R. 89, nr 5-6

492--493

PL

Spieki korundowe pokryto powłoką typu TiBx metodą wspomaganego jonowo rozpylania jonowego. Właściwości mechaniczne spieków z powłoką i bez powłoki określono w teście nakłucia, natomiast adhezję powłok do podłoży oraz współczynnik tarcia badano w teście tarciowo-zużyciowym metodą rysy. Nałożenie powłoki TiBx korzystnie wpłynęło na właściwości spieków korundowych.

EN

TiBx coatings were deposited by dual beam ion assisted deposition method on sintered alumina substrates. Nanoindentation test was used to determine mechanical properties of coated and uncoated samples, while adhesion and friction-wear performance were examined in a scratch-tests. Deposition of the coating was beneficial for properties of sintered alumina.

12

Analiza wpływu powłok przeciwzużyciowych na trwałość narzędzi z nowoczesnych kompozytów WCCo-cBN

Jabłoński P., Talar R., Wojciechowski Sz.

Mechanik

|

2016

|

R. 89, nr 10

1404--1405

PL

We wstępie pracy scharakteryzowano kompozyt WCCo-cBN i jego właściwości eksploatacyjne. W ramach badań porównano trwałość ostrzy wykonanych z kompozytu WCCo-cBN oraz z tradycyjnych węglików spiekanych podczas toczenia rowków w żeliwie sferoidalnym. Badania powtórzono dla materiału ostrza powlekanego i bez powłok przeciwzużyciowych.

XX

In the introduction of this paper the exploitation properties of the WCCo-cBN tools are described. As part of research, the comparison of tool life obtained for the investigated composite and traditional sintered carbides during groove turning tests of the spheroidal iron is presented. Tests were performed both for coated and uncoated tools.

13

Zacieranie i pitting stalowego węzła tarcia z elementami pokrytymi powłokami niskotarciowymi nanoszonymi metodami PVD

Piekoszewski W., Szczerek M.

Tribologia

|

2015

|

nr 3

137--152

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań zacierania i powierzchniowej trwałości zmęczeniowej (pittingu) modelowego węzła tarcia aparatu czterokulowego smarowanego mineralnym olejem wzorcowym RL 219, syntetycznym polialfaolefinowym PAO 8 oraz olejami klasy jakościowej GL-5 na bazie mineralnej GL5m i syntetycznej GL5s. Przebadano skojarzenia materiałowe stal–stal oraz stal–stal z naniesionymi powłokami niskotarciowymi WC/C (a-C:H:W) oraz MoS2/Ti. Analiza uzyskanych wyników badań upoważnia do stwierdzenia, że cienkie powłoki PVD mogą pozwolić na wyeliminowanie ze smarów potrzeby stosowania dodatków smarnościowych, które z powodu toksyczności są przyczyną dużej uciążliwości środków smarowych dla środowiska naturalnego.

EN

The paper presents the test results of scuffing and the surface fatigue life (pitting resistance) of the modified four-ball tester friction joint, lubricated with the following oils: RL219 reference oil, PAO 8 poly-alfa-olefin oil, GL-5 mineral oil (GL5m), and GL-5 synthetic oil (GL5s). From the material point of view, the following three combinations were tested: a friction joint with the elements made of uncoated steel, and two friction joints with steel elements with PVD low friction coatings, (WC/C (a-C:H:W), and MoS2/Ti, respectively). The obtained results indicate that the thin PVD coatings make it possible to eliminate the need of using the toxic oil additives, which are hazardous to the natural environment.

14

Modyfikacja warstwy wierzchniej części roboczych narzędzi

Czechowski K., Toboła D., Wronska I., Jarosz R., Bąk M.

Mechanik

|

2015

|

R. 88, nr 11

866--869

PL

Przedstawiono wybrane nowoczesne materiały, z których produkuje się narzędzia do obróbki wiórowej i plastycznej na zimno. Omówiono zalety stosowania opracowanej sekwencyjnej metody obróbki nagniataniem i azotowaniem, umożliwiającej poprawę jakości warstwy wierzchniej narzędzi, zwłaszcza przeznaczonych do obróbki plastycznej na zimno. Zaprezentowano w skrócie tendencje w rozwoju powłok i przykładowe wyniki badań dotyczących nanoszenia powłok PVD na części robocze narzędzi.

EN

A selection of the up to date tool materials used for cutting and for cold forming tools are presented. Discussed are advantages of application of the tools with working faces suitably modified in the process of consequent burnishing and nitride case hardening, to have the quality of the surface layer of tools, and in particular those intended for cold forming operations improved. Also, briefly discussed are current trends in development of the PVD coatings and results of exemplary tests performed on PVD coats applied on working faces of the tools are presented.

15

Własności rezystancyjne powłok PVD ze stopów AlSi

Kucharska B., Kowalczyk J.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2015

|

Vol. 56, nr 8

48-50

PL

Nowoczesne metody modyfikacji własności i ochrony powierzchni materiałów, do których należy metoda fizycznego osadzania z fazy gazowej (PVD) znalazły zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu, w tym w elektronice. Ze względu na silne rozdrobnienie struktury, powłoki metaliczne wytworzone tą metodą posiadają znacznie lepsze własności mechaniczne i odporność korozyjną w porównaniu do stopów wytworzonych metodami konwencjonalnymi. W pracy przedstawiono badania własności elektrycznych powłok Al-Si wykonanych metodą PVD. W procesie magnetronowym rozpylano targety ze stopów pod-, około- i nadeutektycznego. Powłoki badano w różnej temperaturze indukowanej przepływem przez nie prądu elektrycznego. W oparciu o charakterystyki prądowo-napięciowe, wyznaczono rezystancję powłok w każdej z temperatur. Określono wpływ udziału krzemu w powłoce oraz przygotowania stopów na targety (homogenizacja, modyfikacja TiAlB) na rezystancję powłok i ich temperaturę podczas badania.

EN

Modern methods of modification of the properties and protection of material surface, which embrace gaseous phase physical deposition (PVD) methods, arouse the interest of many branches of industry, as well as of electronics. By virtue of their fine-grained structure, metallic coatings fabricated by these methods have superior mechanical properties and corrosion resistance compared to alloys made by traditional technologies. The paper presents a study of the electrical properties and structure of Al-Si coatings made by PVD method. Targets of hypo-, peri- and hyper-eutectic composition alloys, respectively, were sputtered in the magnetron process. The Al-Si coatings under various temperature conditions induced by the flow of electric current through the coatings was examined. Based on the current-voltage parameters, the coatings electrical resistance was determined at specified temperatures. The effects of silicon content in the coating and the preparation of target alloys (homogenization, modification TiAlB) on the electrical resistance of coatings and their temperature during the test was determined.

16

The influence of deposition conditions on structure of PVD coatings obtained in the magnetron process

Kwaśny W., Jung T.

Czasopismo Techniczne. Mechanika

|

2015

|

Y. 112, iss. 2-M

119--124

EN

This paper presents the influence of deposition conditions on texture and stress results of TiN coatings deposited by using the PVD magnetron process. Modification of parameters was related to the changes of temperature and substrate potential. The article presents the results of an analysis of texture and stress measurement obtained by X-ray methods and the results of microhardness measurement.

PL

W pracy przedstawiono wpływ parametrów nanoszenia na teksturę i naprężenia powłok TiN uzyskanych w magnetronowym procesie PVD. Modyfikacja parametrów dotyczyła zmiany temperatury procesu oraz polaryzacji podłoża. W artykule przedstawiono wyniki analizy tekstury i pomiaru naprężeń uzyskane metodami rentgenowskimi oraz wyniki pomiaru mikrotwardości.

17

Wpływ obróbki powierzchniowej typu duplex na pitting

Mańkowska-Snopczyńska A., Michalak M., Piekoszewski W., Szczerek M., Rzepkowski A.

Inżynieria Materiałowa

|

2014

|

Vol. 35, nr 6

519--522

PL

zmęczeniowej próbek wykonanych ze stali 17HMN, które poddano technologii nawęglania niskociśnieniowego wspomaganego azotowaniem PreNitLPC® oraz próbek nawęglonych z naniesionymi technologią PVD powłokami niskotarciowymi typu: a-C:H:W (WC/C) a-C:H (DLC Comp) oraz Si-DLC (DLC SiliComp). Temperatura procesu nanoszenia powłok we wszystkich przypadkach nie przekraczała 200˚C. Badane skojarzenie było smarowane czystym olejem syntetycznym bez dodatków. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że cienkie powłoki PVD nanoszone na wysokoobciążone stalowe elementy węzłów tarcia znacząco i w zróżnicowany sposób wpływają na powierzchniową trwałość zmęczeniową. Wydaje się więc konieczne, aby oprócz badań trwałości przeprowadzić dogłębne badania analityczne, mające na celu wyjaśnienie tak odmiennych zachowań elementów pracujących w smarowanym styku skoncentrowanym.

EN

resistance to pitting) of low-pressured carburized 17HNM steel samples, subjected to two kinds of surface modification. The first set of specimens were nitrided by means of PreNitLPC® process, while on each specimen of the second set, one of the following PVD coatings was deposited: a-C:H:W (trademark: WC/C), a-C:H (DLC Comp), Si-DLC (DLC SiliComp).The coating process temperature in all the cases did not exceed 200˚C. The investigated tribosystems were lubricated with a synthetic oil without additives. On the base of the research results it can be stated that thin PVD coatings, deposited onto heavy-loaded steel tribosystems, significantly and in a differentiated way affect the surface fatigue life. It seems necessary, apart from the fatigue wear investigation, to conduct profound analytical examinations aimed at explaining such a strongly different behaviour of elements working in a lubricated non-conformal contact.

18

Resistance properties of heat-resisting steel-based PVD coatings

Spalik M., Kucharska B., Kulej E., Wilk J.

Inżynieria Materiałowa

|

2014

|

Vol. 35, nr 2

203--206

EN

The paper presents current research on PVD coatings produced by magnetron sputtering of the X8CrNi25-21 grade chrome-nickel steel. The durability of the coatings was tested using temperature-induced electric current flow. It has been shown that the coatings deposited on silicon substrate have a resistance of about 0.176 Ω, and their destruction takes place at temperature of 350°C. Introduction of silicon (2.5÷5%) or aluminum (1÷2%) additives to the coating increased the heat resistance of coatings and its temperature of stability up to 450 and 400°C, respectively. The coatings were delaminated at these temperatures. It has been found that the resistance of coatings with Al or Si additives decreases with temperature (as in dielectrics), probably due to their oxidation.

PL

W pracy przedstawiono badania powłok PVD wykonanych w procesie magnetronowego rozpylania stali chromowo-niklowej gatunku X8CrNi25-21. Badano trwałość powłok w temperaturze indukowanej przepływem prądu elektrycznego. Wykazano, że powłoki osadzone na monokrystalicznym krzemie mają rezystancję 0,176 Ω, a ich uszkodzenie następuje w temperaturze 350°C. Wprowadzenie do powłok domieszek krzemu (2.5÷5%) lub aluminium (1÷2%) spowodowało wzrost oporności powłok oraz ich trwałości temperaturowej odpowiednio do 450 i 400°C. W tej temperaturze powłoki ulegają delaminacji od podłoża. Stwierdzono, że rezystancja powłok z domieszkami aluminium i krzemu malała wraz z temperaturą (jak w dielektrykach), prawdopodobnie z powodu ich utleniania się.

19

Odporność na zmęczenie cieplne stali WCL i WCLV z zastosowaniem powłok hybrydowych

Gronostajski Z., Smolik J., Zwierzchowski M., Hawryluk M., Marciniak M.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2014

|

Vol. 81, nr 8

541--544

PL

W pracy przedstawiono wyniki badania zmęczenia cieplnego próbek pokrytych warstwami hybrydowymi. Próbki ze stali narzędziowej do pracy na gorąco WCL i WCLV poddane zostały obróbce cieplnej zgodnie z technologią przygotowania matryc do kucia na prasach. Po azotowaniu jarzeniowym na próbki nałożono powłoki metodą PVD typu CrN i Al0,7Cr15Ti15N mono. Na podstawie pomiarów oraz literatury dobrano warunki cyklu zmęczeniowego. Próby przeprowadzono dla trzech temperatur górnych cyklu Tg = 650, 700, 750°C. Wyniki przedstawiono w postaci opisu powierzchniowej siatki pęknięć oraz za pomocą pomiaru głębokości pęknięć. Wskazano, która z zastosowanych powłok na próbkach stalowych daje najmniejszą intensywność powstawania siatki pęknięć oraz spełnia wymagania stawiane przez warunki przemysłowe.

EN

The paper presents the results of thermal fatigue of hybrid layers. Samples from hot tool steel H11,H13 were subjected to heat treatment compatible with the technology of preparation of forging dies for presses. After nitriding PVD coatings were imposed: CrN and Al0,7Cr15Ti15N mono. On the basis of measurements and literature conditions of cycle fatigue were chosen. Tests were carried out for three temperatures of the upper cycle Tmax = 650, 700, 750 ° C. The results are shown in the form of the surface crack formation, and by measuring the depth of cracks. It was indicated which coating combination with steel gives the lowest intensity of the grid formation of cracks and meets the requirements of the industrial conditions.

20

The effect of low-friction PVD coatings on scuffing and pitting resistance of spur gears

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

Tribologia

|

2013

|

nr 5

55--66

EN

Recently, it was reported that low-friction coatings deposited on steel substrates exhibit excellent behaviour under scuffing conditions. However, a factor still limiting the scope of the application of the coatings is their poor performance under conditions of cyclic contact stress, which leads to accelerated fatigue failures (pitting). Two PVD coatings were tested: WC/C and MoS2/Ti. For the complex testing of gears, a back-to-back gear test rig, denoted as T-12U, was used. Two methods were applied: scuffing shock test (S-A10/16,6R/120) and the gear-pitting test (PT C/10/90). Steel gears coated with low-friction coatings exhibit excellent behaviour under scuffing conditions. The resistance to pitting wear of coated steel gears depends on not only the coating material but also on which steel gear is coated.

PL

Najnowsze badania wskazują, że stalowe koła zębate pokryte powłokami niskotarciowymi wykazują znacznie większą odporność na zacieranie niż koła stalowe bez powłok. Jednakże czynnikiem limitującym stosowanie tychże powłok na koła zębate jest ich niewystarczająca odporność na powierzchniowe zużycie zmęczeniowe – pitting. W pracy przeprowadzono badania dla dwóch powłok WC/C i MoS2/Ti. Kompleksowe badania kół zębatych przeprowadzono z wykorzystaniem stanowiska pracującego w układzie mocy krążącej oznaczonego T-12U, stosując metodę zacierania szokowego (S-A10/16,6R/120) oraz metodę badania pittingu (PT C/10/90). Przeprowadzone badania dowiodły, że stalowe koła zębate pokryte powłokami niskotarciowymi wykazują dobrą odporność na pitting. Ponadto dowiedziono, że odporność na pitting zależy nie tylko od rodzaju powłoki, lecz także od tego, które koło stalowe zostało pokryte.