Wpływ dyfuzyjnych, wieloskładnikowych warstw na bazie tytanu wytwarzanych metodą hybrydową na odporność na korozję i zużycie przez tarcie stopu magnezu AZ91D

• Autorzy: Tacikowski, M. , Rudnicki, J. , Smolik, J. , Banaszek, M. , Wierzchoń, T.

Warianty tytułu

EN

The effect of the diffusive multicomponent layers based on titanium produced by hybrid method on the corrosion and wear resistance of AZ91D magnesium alloy

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Stopy magnezu stanowią bardzo atrakcyjny materiał konstrukcyjny i funkcjonalny, o czym decydują jego bardzo korzystne własności, zwłaszcza mała gęstość i duża wytrzymałość właściwa. Barierą dla ich szerokiej ekspansji jest słaba odporność na korozję i zużycie przez tarcie. Opracowanie nowych, skutecznych rozwiązań inżynierii powierzchni otworzyłoby drogę do pokonania tych ograniczeń. W pracy na stopie magnezu AZ91D wytwarzano dyfuzyjne, wieloskładnikowe warstwy powierzchniowe na bazie tytanu z wierzchnią strefą azotowaną lub tlenoazotowaną. Warstwy otrzymywano w procesach hybrydowych łączących azotowanie lub tlenoazotowanie jarzeniowe stopu magnezu z uprzednim osadzeniem na nim powłoki tytanu względnie powłoki tytanu na pośredniej powłoce aluminium. Tytan i aluminium osadzano metodą magnetronową. Badano wpływ azotowania, tlenoazotowania i powłok pośrednich na odporność na korozję i zużycie przez tarcie. Wytworzone warstwy znacząco zwiększają zarówno odporność na korozję, jak i odporność na zużycie przez tarcie stopu AZ91D.

EN

Magnesium alloys are very attractive constructional and functional materials, which is thanks to their advantageous properties, in particular their low density and high specific mechanical strength. A barrier to wider expansion of these materials is their poor resistance to corrosion and frictional wear. This drawback could be obviated by developing new effective surface engineering techniques. In the present study, experiments were conducted with coating the surface of the AZ91D alloy with a diffusive multicomponent titanium-based layer whose outer zone was nitrided or oxynitrided. The layers were produced by hybrid methods in which the magnesium alloy was first covered with a titanium or titanium with aluminum sublayer coating by magnetron sputtering and then subjected to glow discharge assisted nitriding or oxynitriding. We examined how the aluminum sublayers nitriding and oxynitriding affected the resistance to corrosion and frictional wear of the alloy. The effect appeared to be positive since the resistance of the alloy to both a corrosion and frictional wear was significantly improved.

Słowa kluczowe

PL

stopy magnezu; tytan; azotek tytanu; warstwy; metoda hybrydowa; odporność na korozję; odporność na zużycie przez tarcie

EN

magnesium alloys; titanium; titanium nitride; layers; hybrid method; corrosion and wear resistance

• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 32, nr 4
• Strony: 768-771
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys.

Twórcy

autor

Tacikowski, M.

autor

Rudnicki, J.

autor

Smolik, J.

autor

Banaszek, M.

autor

Wierzchoń, T.

• Wydział Inżynierii Materiałowej, Politechnika Warszawska,

Bibliografia

• [1] Gray J. E., Luan B.: Protective coatings on magnesium and its alloys – a critical review. Journal of All. And Comp. 336 (2002) 88÷113.
• [2] Hoche H., Schroeder H.-J., Scheerer H., Broszeit E., Berger C.: Adv. Eng. Mater. 4 (1-2) (2002).
• [3] Hoche H., Scheerer H., Probst D., Brocheit E., Berger C.: Development of a plasma surface treatment for magnesium alloys to ensure sufficient wear and corrosion resistance. Surf. Coat. Technol. 174-175 (2003) 1018÷1023.
• [4] Miao Q., Cui C. E., Pan J. D.: CrN-TiN multilayer coating on magnesium alloy AZ91 by arc-glow plasma depositing process. Surf. Coat. Technol. 201 (2007) 5077÷5080.
• [5] Tacikowski M., Rudnicki J., Walkowicz J., Wierzchoń T.: Structure and properties of composite layers on AZ91D magnesium alloy produced by the hybrid surface treatment. NETSU-SHORI, the Journal of the Japan Society for Heat Treatment 49 (1) (2009) 365÷368.
• [6] Tacikowski M., Borowski T., Cymerman K., Kamiński J., Smolik J., Wierzchoń T.: Dyfuzyjne warstwy azotków na stopie magnezu AZ91D wytwarzane metodą hybrydową – mikrostruktura i właściwości. Inżynieria Materiałowa 4 (2010) 1255÷1259.
• [7] Hoche H., Rosenkranz C., Delp A., Lohrengel M. M., Brocheit E., Berger C.: Investigation of the macroscopic and microscopic electrochemical corrosion behaviour of PVD-coated magnesium die cast alloy AZ91. Surf. Coat. Technol. 193 (2005) 178÷184.
• [8] Hoche H., Blawert C., Brocheit E., Berger C.: Galvanic corrosion properties of differently PVD-treated magnesium die cast alloy AZ91. Surf. Coat. Technol. 193 (2005) 223÷229.
• [9] Altun H., Sinci H.: Corrosion behavior of magnesium alloys coated with TiN by cathodic arc deposition in NaCl and Na2SO4 solutions.Mater. Character. 59 (2008) 266÷270.
• [10] Hoche H., Allebrandt D., Scheerer H., Berger C.: Enginering and design of wear and corrosion resistant PVD coatings regarding the exceptional properties of magnesium substrates. Plasma Process Polym 4 (2007) 568÷573.
• [11] Hoche H., Schmidt J., Gros S., Trosmann T., Berger C.: PVD coating and substrate pretreatment concepts for corrosion and wear protection of nmagnezium alloys. Surf. Coat. Technol. (2011), doi: 10.1016/j.surfcoat. 2010.12.040.
• [12] Wierzchoń T., Czarnowska E., Maranda-Niedbała A., Kurzydłowski K. J.: Kształtowanie właściwości stopu tytanu Ti-1Al-1Mn poprzez obróbkę jarzeniową w aspekcie zastosowania w medycynie. Acta of Bioengineering and Biomechanics 3 Suppl. 1 (2001) 291.
• [13] Tacikowski M., Borowski T., Kamiński J., Rudnicki J., Walkowicz J., Wierzchoń T.: Kształtowanie własności użytkowych stopów magnezu metodami inżynierii powierzchni. Inżynieria Materiałowa 6 (2008) 646÷649.
• [14] Fenker M., Balzer M., Kappal H.: Corrosion behaviour of decorative and wear resistant coatings on steel deposited by reactive sputtering – Tests and improvements. Thin Solid Films 515 (2006).