Niekonwencjonalne metody modyfikacji powierzchniowej stopów aluminium

• Autorzy: Tacikowski, M. , Betiuk, M. , Jakieła, R.

Warianty tytułu

EN

Unconventional methods of modifying the surface of aluminum alloys

• Konferencja: Ogólnopolska Konferencja Naukowa "Obróbka Powierzchniowa" (VI; 20-23.09.2005; Kule k. Częstochowy, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedmiotem pracy były próby wytwarzania warstw azotku aluminium na stopie PA29 z grupy durali. Zastosowano w tym celu rozwiązanie dwustopniowe łączące obróbkę typu PA PVD z późniejszym azotowaniem gazowym. Testowano dwa warianty osadzania wstępnej powłoki AI-N metodą PA PVD: wariant A (źródło jonowe) i wariant B (źródło typu łukowego). Na powierzchni stopu, w miejsce rozpylonej katodowo naturalnej warstewki tlenku aluminium, osadzano najpierw metodą PA PVD cienkie (ok. 1 mi m) powłoki typu AI-N, które następnie poddawano azotowaniu gazowemu w temperaturze 530°C/1Oh w amoniaku wysokiej czystości. W badaniach wytwarzanych warstw wykorzystano m.in. rentgenowską analizę dyfrakcyjną oraz metody SIMS, SEM, TEM. Badano wpływ wstępnej powłoki AI-N na dyfuzję azotu przez powłokę do podłoża i wzrost warstwy w procesie azotowania gazowego. Azotek aluminium otrzymano jedynie w wariancie B, przy czym dyfuzja azotu w głąb stopu była w tym przypadku łatwiejsza niż w przypadku amorficznej powłoki AI-N otrzymanej w wariancie A. Wytworzone warstwy wykazywały dobrą przyczepność do podłoża. Warstwy otrzymane w wariancie B charakteryzowały się zwiększoną odpornością na zużycie przez tarcie. Poprawę odporności na korozję uzyskano natomiast po obróbce wg. wariantu A.

EN

The possibility of the application of gaseous nitriding to produce aluminum nitride layer on the precipitation hardened aluminum alloys was investigated in the present work. In this purpose the duplex method which combine gaseous nitriding with previous PA PVD type preliminary surface treatment was used. Two type of the P A PVD pretreatment was applied with the aim to replace natural a1uminum oxide layer by the Al-N thin (1 mi m) coating ie. ion source type A or arc source - type B. The nitriding process was realized in the high purity ammonia at 530°C/1Oh. The effect of the PA PVD treatment on the diffusion of nitrogen was examined by X-ray, SIMS, SEM and TEM methods. The aluminum nitride coating was obtained only for the P A PVD Arc pretreatment (type B) (Fig.3) and in this case the diffusion of nitrogen during gaseous nitriding was easier then for the amorphous Al- N coating formed by the treatment of the type A (Fig.4,5). The layers of the both type exhibit good cohesion to the substrate. The improvement of the wear resistance is observed for the treatment of the type B (Fig.6). The increase of the corrosion resistance take place in the case ofthe treatment of the type A (Fig.7).

• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2005
• Tom: Vol. 26, nr 5
• Strony: 724-727
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys.

Twórcy

autor

Tacikowski, M.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Materiałowej

autor

Betiuk, M.

• Instytut Mechaniki Precyzyjnej, Warszawa

autor

Jakieła, R.

• Instytut Mechaniki PAN, Warszawa, Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych, Warszawa

Bibliografia

• [1] Reinhold B., Naumann J., Spies H.J.: Plasma nitriding of aluminium alloys ,Proceedings of Seminar „Heat Treatment and Surface Engineering of Light Alloys” Budapest, Hungary, ( 1999) 341-349.
• [2] Funatani K.: Millennium technology in heat treatment and surface modification of light metals, Proceedings of Seminar „Heat Treatment and Surface Engineering of Light Alloys” Budapest, Hungary, (1999) 1-7.
• [3] Barnikel J., Bergmann H.W., Reichstein S.: Aufbau und Eigenschaften von lasernitrierten Randschichten auf Aluminiumwerkstoffen, HTM 53 (1998) 337-342.
• [4] Zschech E.: Stickstoff in Aluminium und Titan – Metallkundliche Grundlagen, HTM 53 (1998) 279-282.
• [5] Renevier N., Czerwiec T., Billard A., von Stebut J., Michel H.: A way to decrease the nitriding temperature of aluminium: the low-pressure arc-assisted nitriding process, Surface and Coatings Technology, vol.116-119 (1999) 380-385.
• [6] Spies H.-J.: Stand und Entwicklung des Nitrierens von Aluminium- und Titanlegierungen, HTM 55 (2000), 141-150.
• [7] Okumiya M., Tsunekawa Y., Murayama t.: Surface modification of aluminum using ion nitriding and fluidized bed, Surface and Coatings Technology 142-144 (2001) 235-240.
• [8] Telbizova T., Parascandola S., Prokert F., Barradas N.P., Richter E., Moller W.: Ion nitriding of Al: growth kinetics and characterisation of the nitride layer, Surface and Coatings Technology 142-144 (2001) 1028-1033.
• [9] Fitz T., Moller W.: AlN growth kinetics during ion nitriding of aluminum, Journal of Applied Physics vol.92 (2002) 6862-6867.
• [10] Sonnleitner R., Spiradek-Hahn K., Rossi F.: Microstructure of plasma nitrided layers on aluminium, Surface and Coatings Technology 156 (2002) 149-154.
• [11] Visuttipitukul P., Aizawa T., Kuwahara H.: Feasibility of Plasma Nitriding for Effective Treatment of Pure Aluminum, Materials Transactions 44 (2003) 1412-1418.
• [12] Quast M., Stock H-R., Mayr P.: Application of plasma–assisted nitriding to industrial aluminium parts, Proceedings of The 9th International Seminar Nitriding Technology, Warszawa, (2003) 129-138.
• [13] Arai T., Fujita H. and Tachikawa H., Proceedings of 1st International Conference on Ion Nitriding, Cleveland, OH,(1986) 37-41.
• [14] Nounogaki M., Suezawa H., Kuratomi Y. and Mazaki K., Vacum 39 2-4 (1989) 281.