The issue of this paper is the testing of properties of multilayer coatings composed on the basis of chromium nitride, multilayer Cr-CrN coating and multilayer CrN-TiC coating manufactured by means of the arc-vacuum method on 4H13 steel foundation. The multilayer structure of the obtained coatings has been determined by means of scanning microscopy and spectral analysis of the chemical composition change in the depth function (GDOES). Besides, their hardness and Young module has been measured (NanoHardnessTester) and the adhesion has been tested by means of scratch-test (REVETEST). In the scratch-tests the load values of the intender determining the moment of cracks initiation and cohesion failure were determined. They define the moment of adhesion failures initiation and determine the moment of complete coating's removal from the foundation surface in the scratch area. Thanks to the testing, it was possible to define the influence of the multilayer structure on the mechanical properties of manufactured multilayer compositions and the mechanism of their devastation in the scratch test.
PL
Przedmiotem artykułu są badania właściwości powłok wielowarstwowych skomponowanych na bazie azotku chromu, tj. powłoki wielowarstwowej Cr-CrN oraz powłoki wielowarstwowej CrN-TiC, wytworzonych metodą łukowo-próżniową na podłożu ze stali 4H13. Z wykorzystaniem mikroskopii skaningowej oraz spektralnej analizy zmian składu chemicznego w funkcji głębokości (GDOES) określono budowę wielowarstwową otrzymanych powłok, dokonano pomiarów ich twardości i modułu Younga (NanoHardnessTester) oraz zbadano adhezję metodą scratch-test (REVETEST). W testach zarysowania wyznaczono wartości obciążenia wgłębnika określające moment inicjowania pęknięć i zniszczeń kohezyjnych, określające moment inicjowania zniszczeń adhezyjnych oraz określające moment całkowitego usunięcia powłoki z powierzchni podłoża w obszarze zarysowania. Przeprowadzone badania pozwoliły określić wpływ budowy wielowarstwowej na właściwości mechaniczne wytworzonych kompozycji wielowarstwowych oraz mechanizm ich niszczenia w teście zarysowania.
Resistance to fretting wear has been widely studied the last two decades. It has been shown that single TiN coatings on M2 HSS steels reduce the fretting damage about one order of magnitude and it is expected on the basis of theoretical considerations that hard multilayer coatings should present still greater resistance to wear. In the present paper hard modulated TiC/VC carbide multilayer coatings with lambda = 40 nm on M2 HSS steel substrate have been submitted to the fretting wear and the results have been compared with those for single TiC coating and for the M2 HSS substrate itself. The carbide coatings have been deposited with use of an indirect method invented in the Technical University of Łódź, Poland, the fretting tests have been performed in the Laboratory of Tribology and of Dynamic Systems of the Ecole Centrale in Lyon, France, and the results have been elaborated according to the new methodology developed in the latter. It turned out that the fretting wear of the multilayer coating was 25 times less than that of the M2 substrate, much less than that of the single TiC coating and 2.5 times less than that of the commercial TiN coating on the same steel.
Otrzymano powłoki ochronne SiO2 na stali chirurgicznej typu 316L wykorzystując metodę zol-żel. Wielowarstwowe powłoki otrzymano metodą zanurzeniową z zoli, w których prekursorem był tzw. TEOS (tetraetoksysilan), a także alkohol etylowy, kwas azotowy i kwas octowy w odpowiednim stosunku molowym. Następnie do zoli dodawano różne ilości nanokrzemionki w obecności dwóch wybranych surfaktantów SDS (dodecylosiarczan sodowy) oraz DODAB (bromek diodecylodimetyloamoniowy). Określono wpływ temperatury wypalania powłok na właściwości ochronne stali w roztworze Ringera. Dokonano elektrochemicznej oceny właściwości ochronnych powłok, wykorzystując metodę stałopradową. W oparciu o charakterystyki polaryzacyjne dokonano oceny jakości powłok, wykorzystując dwie arbitralnie wybrane wielkości i 750mV i E 2muA. Ponadto wyznaczono trzeci parametr Rp - opór polaryzacyjny. Wpływ dodatku nanokrzemionki jest korzystny na właściwości ochronne powłok.
EN
The SiO2 protective coatings on surgical 316L stainless steel were prepared by sol-gel method. The multilayer coatings were deposited by dip method using sols containing appropriate molar ratios of precursor TEOS, ethanol, nitric acid and acetic acid. Different amounts of nanosilica with two chosen surfactants: SDS (sodium dodecylsulphate) and DODAB (didodecyldimethylammonium bromide) were added to the applied sols. The effects of curing temperature on protective properties of coatings in Ringer's solution were determined. The electrochemical evalution of coatings using d.c. measurements were reported. Coatings performance has been compared using polarisation characteristics by employing two arbitrary chosen quantities: i -750mV and E2 muA. Furthermore the third parameter Rp - polarisation resistance, was determined. The positive effect of nanosilica on protective properties of coatings was determined.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.