Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Tribological wear analysis of Ti-Al composite coatings applied with the cold spray method

Rutkowska-Gorczyca Małgorzata, Wiśniewski Marcin, Dziubek Mateusz, Kowalewski Piotr, Winnicki Marcin

Tribologia

|

2023

|

nr 3

63--70

EN

The possibility of using the low-pressure cold gas spraying (LPCS) method to create composite coatings has been known and used for a long time. This method makes it possible to create coatings from physically and chemically different powders and to regenerate components damaged during operation. Composite coatings of titanium and aluminium at different weight concentrations were selected for the study. The research was conducted to optimise the influence of the chemical composition of the composite coatings on their tribological properties. This paper presents the results of tribological wear testing of composite coatings applied using the low-pressure cold gas spray (LPCS) method. Wear resistance tests were performed using the ball-on-plate method in reciprocating motion using a steel ball. Tribological testing of the coatings included determining the effect of contact force on wear and the value of the kinetic coefficient of friction of the friction pairs tested. The study determined the optimum chemical composition of the Ti-Al composite coatings to improve wear properties.

PL

Możliwość zastosowania metody niskociśnieniowego natrysku zimnym gazem (LPCS) do tworzenia powłok kompozytowych jest znana i wykorzystywana od bardzo dawna. Metoda ta pozwala na tworzenie powłok z różnych pod względem fizycznym i chemicznym proszków oraz na regenerację elementów uszkodzonych podczas eksploatacji. Do badań wybrano kompozytowe powłoki tytanu i aluminium przy różnych stężeniach wagowych. Badania przeprowadzono w celu optymalizacji wpływu składu chemicznego powłok kompozytowych na ich właściwości tribologiczne. W pracy zaprezentowano wyniki badań zużycia tribologicznego powłok kompozytowych nanoszonych z zastosowaniem metody niskociśnieniowego natrysku zimnym gazem (LPCS). Badania odporności na zużycie wykonano przy użyciu metody ball-on-plate, w ruchu posuwisto-zwrotnym z wykorzystaniem stalowej kulki. Badania tribologiczne powłok obejmowały określenie wpływu siły nacisku na zużycie oraz wartość współczynnika tarcia kinetycznego badanych par trących. Badania pozwoliły określić optymalny skład chemiczny kompozytowych powłok Ti-Al w celu poprawy właściwości eksploatacyjnych.

2

Analysis of the Tribological Properties of Cu-aTiO2 Composite Coatings Applied by the Cold Spray Method

Rutkowska-Gorczyca Małgorzata, Ptak Anita, Winnicki Marcin

Tribologia

|

2020

|

nr 4

51--57

EN

The properties of copper have been known and used for a very long time, and research has also been carried out for a long time to expand the applications of this material. One of the methods increasing the bactericidal and bacteriostatic effect of copper is modification by means of the TiO2 phase. The research was conducted in order to determine the impact of modification of copper coatings with TiO2 titanium dioxide on their tribological properties. The paper presents the results of studies on tribological wear of composite coatings applied on steel using the method of low-pressure cold gas spraying (LPCS). The tests of resistance to abrasive wear were carried out in a ball-disc combination in reciprocating motion. The analysis of the resistance to abrasive wear of the tested coatings included the determination of the impact of the pressure force on the intensity of wear and the kinetic friction coefficient of the tested friction pairs. It was found that the samples covered only with copper coatings were characterized by a higher value of friction coefficient in relation to the substrate made of AISI 316l steel. The modification of copper with the submicron particles TiO2 fraction does not increase the value of friction coefficient. The value of this parameter is maintained at a similar level regardless of the applied counterspecimen.

PL

Właściwości miedzi są znane i wykorzystywane od bardzo dawna, od dawna również są prowadzone badania nad zwiększeniem możliwości zastosowania tego materiału. Jedną z metod zwiększających działanie bakteriobójcze i bakteriostatyczne miedzi jest modyfikacja fazą TiO2 . Badania przeprowadzono w celu określenia wpływu modyfikacji powłok miedzianych ditlenkiem tytanu TiO2 na ich właściwości tribologiczne. W pracy zaprezentowano wyniki badań zużycia tribologicznego powłok kompozytowych nanoszonych na stal metodą niskociśnieniowego natrysku zimnym gazem (LPCS). Badania odporności na zużycie ścierne wykonano w skojarzeniu kula–tarcza, w ruchu posuwisto-zwrotnym. Analiza odporności na zużycie ścierne badanych powłok obejmowała określenie wpływu siły nacisku na intensywność zużywania i współczynnik tarcia kinetycznego badanych par trących. Stwierdzono, że próbki pokryte wyłącznie powłoką miedzianą charakteryzują się wyższą wartością współczynnika tarcia, w stosunku do podłoża ze stali AISI 316l. Modyfikacja miedzi frakcją submikronowych cząstek TiO2 nie powoduje zwiększenia wartości współczynnika tarcia. Wartość tego parametru zostaje zachowana na podobnym poziomie niezależnie od zastosowanego obciążenia przeciwpróbki.

3

Galwaniczne powłoki niklowe na stopach magnezu

Boczkal Sonia, Gawlik Maciej, Karaś Michał, Kozik Anna, Mitka Monika, Nowak Marek, Żelechowski Janusz

Stal, Metale & Nowe Technologie

|

2020

|

nr 3-4

72--76

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań wytwarzania kompozytowych powłok niklowych zbrojonych cząstkami węglika krzemu o wielkości nanometrycznej. Powłoki osadzano elektrolitycznie na podwarstwie Ni-P z kąpieli typu Wattsa z dodatkami substancji organicznych. Przedstawiono mikrostruktury uzyskanych powłok, wyniki badań korozyjnych oraz badań przyczepności powłok metodą udaru cieplnego.

EN

The paper presents the results of the studies of electrodeposited composite nickel coatings reinforced with nanometer-size silicon carbide particles. The coatings have been deposited on the Ni-P sublayer in Watts-type solution with organic additives. The microstructure of the coatings, as well as the results of corrosion tests and coating adhesion tested with the method of the heat shock have been also presented.

4

Powłoki kompozytowe. Poprawa bezpieczeństwa podczas obsługi infrastruktury ciepłowniczej

Posmyk Andrzej, Faruga Mariusz

Promotor BHP

|

2020

|

nr 3

34--40

PL

W celu zapewnienia jakości infrastruktury transportu mediów dostarczających ciepło wewnątrz zakładów oraz z ciepłowni do oddalonych odbiorców jest konieczne wykorzystanie nowoczesnych technologii materiałowych i wytwórczych oraz eksploatacyjnych.

5

Badania odporności na zużycie ścierne kompozytowych powłok (stop kobalt-WC) wytworzonych metodą LENS

Klimek Joanna, Dworecka-Wójcik Julita, Durejko Tomasz, Zasada Dariusz

Inżynieria Powierzchni

|

2020

|

nr 1-2

38--47

PL

Powłoki metaliczne umacniane fazą wzmacniającą należą do szeroko stosowanych materiałów odpornych na zużycie. W pracy podjęto próbę wytworzenia powłok kompozytowych w układzie osnowa metaliczna (stop kobaltu) – faza wzmacniająca (węglik wolframu) stosując w tym celu technikę Laser Engineered Net Shaping (LENS). Otrzymane powłoki poddano ocenie jakości metalurgicznej (poprzez obserwacje mikroskopowe), badaniom mikrotwardości w strefie przejściowej powłoka-podłoże oraz badaniom odporności na zużycie ścierne w warunkach tarcia suchego. W tym celu wykorzystano dwie różne techniki badawcze: metodę kula-tarcza oraz badania odporności w luźnym ścierniwie. W przypadku każdej z metod zastosowano tę samą siłę docisku oraz liczbę obrotów tarczy/rolki. Przeprowadzone badania wykazały, że ubytek masy powłok poddanych badaniom odporności na zużycie w luźnym ścierniwie był znacznie większy w odniesieniu do metody kula-tarcza.

EN

Metallic coatings strengthened by the reinforcing phase are among the widely used wear-resistant materials. The work attempted to produce composite coatings in the metallic matrix system (cobalt alloy) – reinforcing phase (tungsten carbide) fabricated by the Laser Engineered Net Shaping (LENS) technique. The obtained coatings were assessed by metallurgical quality (microscopic observations), microhardness test in coating-substrate transition zone and tests of abrasive wear resistance under dry friction conditions. For this purpose, two different test methods were used: the ball-on-disc method and the rubber wheel abrasion test method. For each method, the same test parameters were used, such as force and number of disc/ roller rotations. The conducted tests showed that the weight loss of the coatings subjected to wear resistance tests in loose abrasive was much greater compared to the ball-on-disc method.

6

Wpływ parametrów procesu współosadzania elektrochemicznego na jakość otrzymanych kompozytów Co-nanoC

Urbańczyk Ewelina, Urbańczyk Weronika, Hylińska Kamila, Stolarczyk Agnieszka, Maciej Artur, Simka Wojciech

Przemysł Chemiczny

|

2019

|

T. 98, nr 2

268--273

PL

Zaprezentowano wyniki badań dotyczące otrzymywania powłok kompozytowych zawierających kobalt oraz nanometryczne formy węgla. Przedstawiono wpływ stosowanej kąpieli oraz parametrów procesu współosadzania elektrochemicznego na jakość wytworzonych kompozytów. Stwierdzono, że zarówno rodzaj kąpieli, jak i gęstość prądu oraz czas prowadzenia procesu współosadzania elektrochemicznego mają istotny wpływ na jakość otrzymanych powłok kompozytowych. Zwiększenie gęstości prądu oraz wydłużenie czasu procesu powoduje otrzymanie kompozytu o zwartej strukturze oraz równomiernym zabudowaniu powierzchni metalu powłoką kompozytową. Kompozyty Co-nanoC wykazują wysoką aktywność w alkalicznym roztworze zawierającym mocznik. Wytworzone elektrody z powodzeniem mogą być wykorzystane jako anody w procesie utleniania mocznika.

EN

Co and graphene (G), graphene oxide (GO) or multiwall nanotubes (MWCNT)-contg. composite coatings were prepd. on Cu surfaces from galvanic baths based on (i) CoSO₄ or (ii) CoSO₄ + CoCl₂ solns. as well as selected C form. Type of bath (i or ii), current d. deposition of the composite coating (7 or 8 A/dm²) and deposition time (60 min for G or GO as well as 15 or 30 min for MWCNT) were variable process parameters. The surface structure of composite coatings was evaluated by scanning electron microscopy, while thickness of the coatings by microscopic anal. of cross-sections. The most homogeneous distribution of the nanometric C form in the composite coatings was achieved for the variant with G and then with GO in bath (ii). An increase in the current d. resulted in an increase in the thickness of the composite coating.

7

Decomposition process of Sm2Zr2O7+8YSZ composite TBC systems in conditions of hot corrosion

Moskal Grzegorz, Jucha Sebastian

Ochrona przed Korozją

|

2019

|

nr 10

338--340

EN

Accelerated decomposition of the Sm2Zr2O7+8YSZ system in the form of air plasma sprayed thermal barrier coatings under the condition of Na2SO4 impact was shown in this article. The analyzed TBC systems were composite coatings with formula 50/50 of weight % of both structural elements deposited on In 625 alloy with NiCrAlY bond-coat. The thickness of the ceramic insulation layers was ca. 350 μm. The hot corrosion test was made at temperature 920 and 970°C in liquid deposits of sodium sulfate. Obtained data of phase analysis showed that the expected reaction related to the formation of samarium sulfates or oxysulfates is negligible but relatively strong effects of pyrochlore Sm2Zr2O7 decomposition to fluorite phase as well as the creation of cubic ZrO2 by probable absorption of Sm2O3 oxide were detected.

PL

Przyspieszony proces rozpadu fazowego natryskiwanych plazmowo kompozytowych powłokowych barier cieplnych typu Sm2Zr2O7+8YSZ w warunkach oddziaływania ciekłych osadów soli Na2SO4 został scharakteryzowany w niniejszym artykule. Badaniom poddano system TBC składający się z warstwy ceramicznej o proporcji składników 50/50 w procentach masowych. Powłoka natryskana została na podłożu ze stopu In625 z międzywarstwą typu NiCrAlY. Grubość ceramicznej warstwy izolacyjnej wynosiła ok. 350 μm. Badania odporności na korozję wysokotemperaturową przeprowadzono w temperaturze 920 i 970°C w środowisku ciekłych osadów solnych siarczanu sodu. Uzyskane dane w postaci wyników badań dyfrakcyjnych składu fazowego wykazały, że oczekiwany efekt reakcji w postaci generowania siarczanów i tlenosiarczanów samaru jest pomijalnie mały. Relatywnie silniejszym zaobserwowanym efektem był natomiast stwierdzony rozpad cyrkonianu samaru Sm2Zr2O7 o sieci pirochloru do formy strukturalnej fluorytu, jak również tworzenie się sześciennej formy tlenku ZrO2, który powstał prawdopodobnie w wyniku pochłonięcia tlenku samaru Sm2O3.

8

Microstructure and wear of thermal sprayed composite NiAl-based coatings

Poliarus O., Morgiel J., Umanskyi O., Pomorska M., Bobrowski P., Szczerba M. J., Kostenko O.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2019

|

Vol. 19, no. 4

1095--1103

EN

In present paper, the NiAl intermetallic was used as a matrix for elaboration of new composite coatings with hard additives like CrB2 and ZrB2 borides. The composite materials of NiAl-CrB2 and NiAl-ZrB2 systems were obtained by sintering of initial powders in vacuum. The composite powders were deposited by atmospheric plasma spray (APS) and detonation (D-gun) methods. Investigation of phase composition of developed composite materials as well as coatings obtained from them, the XRD analyses were performed. The microstructure of composite coatings has been investigated using SEM and TEM methods.

9

Galwaniczne powłoki niklowe na stopach magnezu

Nowak M., Kozik A., Mitka M., Boczkal S., Gawlik M., Karaś M., Żelechowski J.

Stal, Metale & Nowe Technologie

|

2018

|

nr 3-4

89--92

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań wytwarzania kompozytowych powłok niklowych zbrojonych cząstkami węglika krzemu o wielkości nanometrycznej. Powłoki osadzano elektrolitycznie na podwarstwie Ni-P z kąpieli typu Wattsa z dodatkami substancji organicznych. Przedstawiono mikrostruktury uzyskanych powłok, wyniki badań korozyjnych oraz badań przyczepności powłok metodą udaru cieplnego.

EN

The paper presents the results of the studies of electrodeposited composite nickel coatings reinforced with nanometer-size silicon carbide particles. The coatings have been deposited on the Ni-P sublayer in Watts-type solution with organic additives. The microstructure of the coatings, as well as the results of corrosion tests and coating adhesion tested with the method of the heat shock have been also presented.

10

Powłoki kompozytowe Zn/C z dyspersją węglową wytwarzane metodą elektrochemiczną

Osuchowska E., Buczko Z.

Inżynieria Powierzchni

|

2018

|

nr 3

3--10

PL

W pracy przedstawiono nowe kierunki rozwoju w obszarze elektroosadzania cynku. Badano wpływ warunków prądowych i zastosowanego elektrolitu na skład powłoki oraz jej właściwości (morfologię, chropowatość, twardość, współczynnik tarcia). W większości przypadków w badanym zakresie zawartość węgla w powłoce rosła wraz ze wzrostem zawartości węgla w kąpieli. Badane powłoki kompozytowe Zn/C wykazywały wyższą mikrotwardość niż powłoki cynkowe. Rodzaj węgla wpływał na współczynnik tarcia otrzymywanych powłok kompozytowych. Najniższy współczynnik tarcia wykazywały powłoki z dodatkiem fazy dyspersyjnej zbliżonej do grafitu w porównaniu z powłokami cynkowymi i innymi kompozytami Zn/C.

EN

The current work presents new directions of development in the area of electroplating of zinc coatings . The influence of current conditions and applied electrolyte on the composition of the coating and its properties (morphology, roughness, hardness and coefficient of friction) were studied. In most cases, in the studied range, the carbon content in the coating increased with the increase of the carbon content in the bath. The tested Zn/C composite coatings showed higher microhardness than zinc coatings. The type of carbon influenced the coefficient of friction of the obtained composite coatings. The lowest coefficient of friction was observed in the coatings with the addition of a dispersion phase similar to graphite when compared to zinc and other Zn/C composite coatings.

11

Microstructure and thermal properties of Sm2Zr2O7 + 8YSZ composite TBC systems

Moskal G.

Inżynieria Materiałowa

|

2018

|

Vol. 39, nr 2

75--83

EN

The article present results of microstructural investigation of so called composite type of thermal barrier coating of Sm2Zr2O7 + 8YSZ type deposited by air plasma spraying process with powders mass ratio 50/50, 25/75 and 75/25, respectively. For comparison standard 8YSZ coating was deposited as well. The internal structure quality assessment and surface topography characterization of obtained TBC`s were carried out. The ceramic layers were analysed for phase composition and residual stress. The coatings’ thickness was measured and vertical porosity was quantitatively and qualitatively characterized. Also the crystallite size of both samarium zirconate and yttria stabilized zirconia was evaluated. The obtained results were used for adjusted value of thermal conductivity calculation on the basis of results obtained from thermal diffusivity measurements at temperature between 20 and 1100°C.

PL

Celem prowadzonych badań jest charakterystyka podstawowych parametrów mikrostrukturalnych powłokowych barier cieplnych typu Sm2Zr2O7 + 8YSZ, klasyfikowanych w literaturze fachowej jako powłoki kompozytowe. Zakres badań obejmował analizę mikrostruktury powłok trzech typów różniących się proporcją udziału poszczególnych składników fazowych i oznaczonych odpowiednio 25% 8YSZ + 75% Sm2Zr2O7, 50% 8YSZ + 50% Sm2Zr2O7 i 75% 8YSZ + 25% Sm2Zr2O7. Wszystkie warianty otrzymano metodą natrysku plazmowego w powietrzu na stopie In625 z międzywarstwą typu NiCrAlY o grubości ok. 125 μm. Grubość warstw ceramicznych w omawianych trzech przypadkach wynosiła ok. 300 μm. Zakres badań obejmował oględziny wizualne oraz profilometryczną charakterystykę ilościową i jakościową powierzchni zewnętrznej powłok TBC po procesie natryskiwania plazmowego. Dokonano również oceny topograficznej powierzchni z użyciem technik skaningowej mikroskopii elektronowej. W drugim obszarze badań przeprowadzono ocenę budowy wewnętrznej warstw ceramicznych z uwzględnieniem udziału ilościowego poszczególnych składników fazowych oraz określono w sposób jakościowy i ilościowy udział porów sferycznych, horyzontalnych oraz wertykalnych, przy czym jako punkt odniesienia potraktowano powierzchnię swobodną powłoki. Wykonano także badania charakteryzujące rozmieszczenie poszczególnych składników stopowych (fazowych), co miało na celu określenie stopnia jednorodności powłoki. Wykonano również badania charakteryzujące wielkość krystalitów poszczególnych składników strukturalnych, tj. faz 8YSZ i Sm2Zr2O7. Oceniono również stan naprężeń metodą dyfrakcyjną. Przeprowadzono analizy charakteryzujące dyfuzyjność cieplną otrzymanych powłok i na tej podstawie oraz wyników pomiarów porowatości obliczono wartość współczynnika przewodnictwa cieplnego i skorygowanego przewodnictwa cieplnego w funkcji temperatury. Wyniki badań mikrostruktury, w tym porowatości, udziału poszczególnych składników fazowych oraz wielkości krystalitów, stanowiły podstawę do interpretacji uzyskanych wyników pomiarów dyfuzyjności cieplnej.

12

Impact and adhesion tests of composite polymer coatings on steel substrate

Mayer P., Dmitruk A., Pach J.

Composites Theory and Practice

|

2018

|

R. 18, nr 3

156--161

EN

The paper compares the influence of the type and number of composite reinforcement layers on the impact resistance, as well as the effect of the matrix type. Carbon, aramid and carbon-aramid fabrics were tested, and block copolymer styrene-butadiene-styrene and epoxy resin were also tested. In addition to impact tests, investigations were also carried out on the adhesion of the coatings, without reinforcement and with one layer of fabric, to the steel substrate. The highest values of pulloff strength were obtained for the coatings based on the SBS copolymer reinforced with fabrics. In the case of the coatings reinforced with aramid and aramid-carbon fabric, both adhesive and cohesive damage occurred during the pull-off test.

PL

W pracy porównano wpływ rodzaju oraz ilości warstw wzmocnienia kompozytu na odporność na uderzenia, a także określono wpływ rodzaju osnowy. Przebadano tkaninę węglową, aramidową oraz węglowo-aramidową, a jako osnowę blokowy kopolimer styren-butadien-styren oraz żywicę epoksydową. Oprócz badań udarowych przeprowadzono badania przyczepności powłok bez wzmocnienia i z jedną warstwą tkaniny do podłoża stalowego. Największe wartości wytrzymałości na odrywanie uzyskano dla powłok na bazie kopolimeru SBS wzmocnionego tkaninami. W przypadku powłok wzmocnionych tkaniną aramidową i aramidowo-węglową podczas próby odrywania doszło do zniszczenia adhezyjnego i kohezyjnego.

13

Composite coatings including solid lubricants designed for aviation

Posmyk A., Myalski J.

Composites Theory and Practice

|

2018

|

R. 18, nr 1

3--6

EN

The article presents the fundamentals of the manufacturing, structure and selected properties of composite coatings (RGC) developed at the Silesian University of Technology designed for the aviation industry. The tribological properties of the developed coatings were compared with the properties of coatings used to date (TLML). The primary purpose of the coatings developed by the authors is to extend the time of correct operation of selected contacts of aircraft piston engines after the loss of lubrication due to a failure during flight. This time is necessary to fly to a safe landing place. Ensuring correct operation of the contact, i.e. maintaining the coefficient of friction at a level to prevent seizing, is possible due to a coating of a composite layer containing solid lubricants on the sliding surfaces. In the RGC coating, it is a glassy carbon and in the TLML coating it is molybdenum disulphide. During sliding with an insufficient amount of oil, more intensive wear of the coating takes place. Since the lubrication does not work, wear products are removed from the friction zone much more slowly. A mixture is formed from the wear products of the solid lubricant and oil residues, which is deposited on the cooperating surfaces, reducing friction. Even after the coating was worn off, the coefficient of friction in the conducted tests did not exceed 0.04. The developed coating can work at 120°C, with pressure p = 0.4÷2.0 MPa and at sliding velocity v = 0.55 m/s up to 30 minutes without being completely worn out. The TLML coating after about 24 minutes was worn out.

PL

Przedstawiono podstawy wytwarzania, budowę i wybrane właściwości opracowanych w Politechnice Śląskiej powłok kompozytowych (RGC) przeznaczonych dla lotnictwa. Właściwości tribologiczne opracowanych powłok porównano z właściwościami powłok stosowanych dotychczas (TLML). Podstawowym celem opracowanych przez autorów powłok jest wydłużenie czasu poprawnej pracy wybranych skojarzeń tłokowych silników lotniczych po zaniku smarowania spowodowanego awarią podczas lotu. Czas ten jest niezbędny na dolot do miejsca bezpiecznego lądowania. Zapewnienie poprawnej pracy skojarzeń, tj. utrzymanie współczynnika tarcia na poziomie zabezpieczającym przed zatarciem, jest możliwe dzięki naniesieniu na współpracujące powierzchnie powłok kompozytowych zawierających smary stałe. W powłoce RGC jest to węgiel szklisty, a w powłoce TLML dwusiarczek molibdenu. Podczas współpracy ślizgowej, przy niewystarczającej ilości oleju, ma miejsce intensywniejsze zużywanie powłoki. Ponieważ smarowanie nie funkcjonuje, produkty zużycia są usuwane ze strefy tarcia znacznie wolniej. Z produktów zużycia smaru stałego i resztek oleju tworzy się mieszanina, która jest osadzana na współpracujących powierzchniach, zmniejszając tarcie. Nawet po zużyciu powłoki współczynnik tarcia w przeprowadzonych badaniach nie przekraczał 0,04. Opracowana powłoka może pracować w temperaturze 120°C, przy nacisku p = 0,4÷2,0 MPa i prędkości v = 0,55 m/s, do 30 minut nie ulegając całkowitemu zużyciu. Powłoka TLML po około 24 minutach została zużyta.

14

Microstructure and mechanical properties of Ni-WC thermal sprayed composite coatings

Bober M., Jakubowski J., Radziszewski A., Senkara J.

Advances in Materials Science

|

2018

|

Vol. 18, nr 4(58)

24--34

EN

The paper presents results of investigations of the microstructure and selected properties of improved composite coatings consisting mainly of nickel matrix reinforced by WC particles. The coatings were obtained by flame spraying of powders mixture on non-alloy steel substrates with following material remelting. Structural investigations were performed using both optical and electron microscopy. The distribution of microhardness and abrasion resistance of deposited coatings were also determined. The complex structure of coatings and resulting high wear withstand are the consequence of an intensive action of liquid matrix with dissolving tungsten carbide particles and formation of secondary phases.

15

Wpływ warunków wytwarzania na jakość kompozytowych powłok niklowych. Cz. 1

Nowak M.

Stal, Metale & Nowe Technologie

|

2017

|

nr 11-12

100--101

PL

W pracy przedstawiono badania charakteryzujące kompozytowe powłoki niklowe osadzane na stopie aluminium serii 2xxx. Powłoki kompozytowe wytwarzano w kąpieli Wattsa z dodatkiem drobnodyspersyjnych cząstek proszku Al2O3 w ilości 100 g/l przy zastosowaniu gęstości prądu: 2, 4, 6 oraz 8 A/dm2 . Przedstawiono morfologię, strukturę, grubość oraz mikrotwardość uzyskanych powłok kompozytowych. Określono objętościowy udział cząstek Al2O3 w powłoce kompozytowej. Zbadano odporność korozyjną wytworzonych powłok. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że wszystkie uzyskane powłoki są dobrze przyczepne do podłoża, jednak powłoki uzyskane przy wyższych gęstościach prądów charakteryzują się niższą zawartością fazy zbrojącej Al2O3 w kompozycie.

EN

The paper presents the research on composite nickel coatings produced on the aluminium alloy 2xxx series substrate. The composite coatings were prepared in a Watts bath containing Al2O3 powder particles in the amount of 100 g/l using a current density of 2, 4, 6 and 8 A/dm2 . The morphology, structure, thickness and microhardness of the obtained composite coatings have been presented. The corrosion resistance of the coatings produced on the aluminium substrate were studied. The study demonstrated that all the coatings had good adhesion to the substrate, however the coatings produced at higher current densities contained less amount of the Al2O3 reinforcing phase in the composite as compared to lower current densities.

16

Electrochemical copper composite coatings with graphene as a dispersion phase

Buczko Z., Derewnicka D., Okurowski W., Koziński R., Kozłowski M., Krupka J.

Inżynieria Powierzchni

|

2016

|

nr 1

56--61

EN

The research on electrodeposition of composite copper coatings with graphene flakes was carried out. The deposition was conducted in typical acid sulphate solutions with organic additives. The processes were carried out with the use ofdirect and puhe currants. The incorporation of graphene flakes into the base coating took place during the application of pulse current. The microscopic and EDS examinations of the obtained Cu/graphene coatings were carried out, their hardness was measured, and also their tribological properties and electrical conductivity were evaluated. The deposited Cu/graphene composite coatings showed the increased hardness and greater resistance to wear when compared to the copper coatings and maintain their high electrical conductivity.

PL

Przeprowadzono próby osadzania powłok kompozytowych miedzianych z płatkami grafenowymi. Osadzanie prowadzono w konwencjonalnych roztworach kwaśnych siarczanowych z dodatkami organicznymi. Procesy prowadzono z zastosowaniem prądu stałego i impulsowego. Wbudowywanie fazy grafenowej w powlokę, zachodziło podczas stosowania prądu impulsowego. Wykonano badania otrzymanych powłok mikroskopowe i EDS, zmierzono twardość, oceniono właściwości tribologiczne oraz przewodność elektryczną. Powłoki miedź/grafen w stosunku do powłok miedzianych wykazywały większą twardość, lepszą odporność na ścieranie oraz niepogorszoną przewodność elektryczną.

17

Copper/nanodiamond composite coatings obtained by electrochemical deposition

Buczko Z., Gniadek M., Olkowicz K., Okurowski W.

Inżynieria Materiałowa

|

2016

|

Vol. 37, nr 6

306--310

EN

Copper composite coatings with nanodiamond particles were electrochemically deposited. Depositions were made on copper sheet basis in acid sulphate solutions with and without organic additives. The studies indicate the possibility of electrochemical deposition of composite Cu/diamond coatings and the coating properties depend on solutions composition. The concentration of the diamond preparation in process electrolyte solutions was about 0.5 g/dm3. The composites surface morphology was investigated by SEM microscopy and chemical composition with EDS microanalysis. Concentrations of diamond particles in samples surfaces were evaluated by ImageJ computer analysis. Hardness of coatings were measured by Vicker’s method.

PL

Kompozyty o osnowie metalicznej z fazą dyspersyjną są obecnie intensywnie badane w celu opracowania metod wytwarzania materiałów o ulepszonych właściwościach mechanicznych, tribologicznych, elektrycznych, cieplnych i innych. Istotnym obszarem zastosowań są urządzenia elektroniczne. Postępująca miniaturyzacja urządzeń powoduje problemy związane z odprowadzaniem ciepła z układów scalonych. Miedź jako osnowa jest materiałem atrakcyjnym ze względu na dobre przewodnictwo elektryczne, ale również dobre parametry mechaniczne, takie jak np. plastyczność. Podejmowane są próby wprowadzania jako fazy dodatkowej cząstek węglowych, na przykład takich jak diament. Materiał ten charakteryzuje się dużym przewodnictwem cieplnym oraz małym współczynnikiem rozszerzalności cieplnej. Diament jest również najtwardszym znanym materiałem. Jako faza dyspersyjna może korzystnie wpływać na właściwości kompozytu. Próby uzyskania materiału kompozytowego miedzi z diamentem są podejmowane różnymi metodami, m.in. w procesie spiekania, ale również poprzez elektrolityczne osadzanie. Celem pracy było zbadanie możliwości elektrolitycznego osadzania materiałów kompozytowych na osnowie miedzi, zawierających cząstki nanodiamentu oraz ocena ich podstawowych właściwości takich jak skład chemiczny, twardość oraz morfologia powierzchni powłoki.

18

Polimerowe, ceramiczne i kompozytowe powłoki osadzane elektroforetycznie poprawiające wybrane właściwości materiałów metalowych

Moskalewicz T., Dubiel B., Sak A., Ratajski D., Jugowiec D., Ledwig P., Cieniek Ł., Kalemba-Rec I., Radziszewska A., Kopia A., Zimowski S., Kot M., Łukaszczyk A.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2016

|

Vol. 83, nr 4

170--180

PL

W pracy przedstawiono przykłady wytwarzania różnych powłok polimerowych, ceramicznych i kompozytowych na modelowych materiałach metalowych metodą osadzania elektroforetycznego. W celu uzyskania dobrej jakości powłok dobrano optymalny skład chemiczny roztworów koloidalnych i zawiesin stosowanych do osadzania, wyznaczono ich pH i potencjał elektrokinetyczny dzeta. W oparciu o badania makroskopowe osadzonych powłok dobrano napięcie prądu i czas osadzania elektroforetycznego. Wykonano badania mikrostruktury powłok i ich wybranych właściwości, takich jak odporność na korozję, odporność na zużycie ścierne i wyznaczono współczynnik tarcia. Wykazano, że osadzanie elektroforetyczne jest perspektywiczną metodą wytwarzania powłok: polimerowych (chitozanu i polieteroeteroketonu (PEEK)), ceramicznych (SiO2), kompozytowych (szkło żelowe/chitozan, TiO2/chitozan, SiO2/HA i Ni/SiO2) oraz porowatych (szkło żelowe/PEEK).

EN

This work presents the examples of electrophoretic deposition of various polymer, ceramic and composite coatings on model metallic materials. To obtain good quality coatings, chemical composition of colloidal solutions and suspensions as well as their pH and Zeta potential were optimized. The voltage and deposition time were experimentally selected by macroscopic examination of as-deposited coatings. Investigation of the coatings comprised microstructural analysis as well as determination of their corrosion resistance, wear resistance and friction coefficient. It was demonstrated that electrophoretic deposition is a prospective method for obtaining various coatings: polymer chitosan and polyetheroetheroketone (PEEK), ceramic SiO2, composite gel glass/chitosan, TiO2/chitosan, SiO2/HA and Ni/SiO2 as well as porous sol-gel glass/PEEK coatings.

19

The bond strength of Al + Al2O3 cermet coatings deposited by low-pressure cold spraying

Winnicki M., Małachowska A., Piwowarczyk T., Rutkowska-Gorczyca M., Ambroziak A.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2016

|

Vol. 16, no. 4

743--752

EN

This article presents the bond strength of composite coatings built by cold spraying method. The composite Al–Al2O3 coatings were made with the use of low pressure cold spraying (LPCS) equipment. The main aim of the study was to analyze the influence of thickness, roughness and waviness on the adhesive and cohesive properties of composite coatings. The experiments were performed at constant spraying parameters for different coating thicknesses within the range from 250 μm to 3000 μm. The use of manipulator allowed the uniform deposition of coatings. The coatings bond strength amounted up to 61 MPa. A significant effect of coating thickness on the nature of the failure was observed. Machining process influenced the coatings failure nature as well as bond strength value. What is more coating failure changed from adhesive into cohesive with increasing coating thickness.

20

Copper matrix composite coatings produced by cold spraying process for electrical applications

Tazegul O., Dylmishi V., Cimenoglu H.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2016

|

Vol. 16, no. 3

344--350

EN

Composite coatings were deposited on commercially pure copper substrates by cold spraying of feedstock consisted of copper and Al2Cu powders. The amount of the Al2Cu powder incorporated in the feedstock varied in between 0 and 15 vol.%. Characterisations of the coatings were done by microstructural examinations, hardness and electrical conductivity measurements and wear tests. Composite coatings deposited from the feedstock containing 5 and 10 vol.% Al2Cu powder exhibited better electrical conductivity and superior wear resistance than the monolithic (Al2Cu free) copper coating. Presence of 15 vol.% Al2Cu in the feedstock diminished both the wear resistance and the electrical conductivity of the coating.