Wyniki 1-4 spośród 4 dla zapytania: authorDesc:"Piotr Myśliński"

Badanie stabilności termicznej adhezyjnych powłok przeciwzużyciowych metodą termomechaniczną

Czytaj za darmo! »

Stabilność termiczna podstawowych dla powłok przeciwzużyciowych właściwości, takich jak twardość i adhezja do podłoża jest jednym z podstawowych kryteriów oceny, jakim poddaje się tego typu powłoki. Przedmiotem badań, w tym zakresie, jest również wpływ odprężania termicznego na naprężenia własne powłok i ich właściwości mechaniczne [1]. Niniejsza praca jest prezentacją wdrożonej w Politechnice Koszalińskiej [2, 3] nowej metody badań stabilności termicznej przeciwzużyciowych powłok mono- i wielowarstwowych osadzanych na narzędziach do maszynowej obróbki drewna i metali próżniowoplazmowymi technikami PVD. W rozumieniu proponowanego podejścia metodologicznego przedmiotem badań jest stabilność w funkcji temperatury właściwości powłok zarówno w ujęciu makro-, jak i mikroskopowym. Zjawiska makroskopowe dotyczą odporności osadzonych powłok na degradację mechaniczną (lokalne odpryski i delaminacje) i chemiczną, natomiast zjawiska mikroskopowe dotyczą aktywowanych cieplnie zmian struktury powłok i naprężeń własnych [4]. Wartość naprężeń zależna jest od właściwości fizycznych i koncentracji defektów struktury powłoki, gdyż wpływają one na mechanizmy narastania tych naprężeń podczas osadzania powłok [5]. Metoda opracowana została na podstawie dotychczasowych doświadczeń z realizowanych w kraju i na świecie prac oraz praktycznych zastosowań ich efektów w następujących zakresach: - wykorzystania wzoru Stoney’a [6] do wyznaczania zmian naprężeń własnych w powłokach w badanych fizycznych modelach podłoże-powłoka w funkcji temperatury [7], - zastosowania metody wyznaczania naprężeń w powłokach galwanicznych in situ na podstawie zmian odkształceń liniowych podłoża wykonanego w kształcie płaskownika [8], - wykorzystania metod numerycznych do modelowania stanów naprężeń oraz oddziaływań termomechanicznych w układach warstwowych [9÷11], - postępu metodologicznego we wdrażanych do praktyki badawczej termomechanicznych metod badań materi[...]

Dylatometryczna metoda detekcji efektów termomechanicznych w powłokach gradientowych CrCN/CrN

Czytaj za darmo! »

Intensywny rozwój technologii przeciwzużyciowych powłok PVD osadzanych na powierzchniach roboczych narzędzi do maszynowych obróbek metali i drewna oraz wzrastające wymagania dotyczące parametrów eksploatacyjnych narzędzi wymuszają stosowanie zróżnicowanych badań diagnostycznych nowo opracowanych powłok. W tym zakresie wyprzedzająca znajomość stabilności termicznej właściwości powłok istotnych z punktu widzenia trwałości narzędzi jest bardzo ważnym elementem w procesie doboru parametrów technologii projektowanych struktur przeciwzużyciowych [1÷6]. Użytkowanie narzędzi w złożonych węzłach tribologicznych powoduje często cieplne aktywowanie szeregu procesów mikroi makroskopowych. Są nimi przede wszystkim relaksacja naprężeń, rozrost ziaren materiału powłoki, procesy dyfuzji, jak również degradacja chemiczna i mechaniczna struktury powłok [7÷11]. Efektem tych procesów i ich synergii są między innymi zmiany stanu naprężeń w powłokach [12]. W opracowanej metodzie podczas izotermicznego wyżarzania lub liniowych zmian temperatury systemu podłoże-powłoka PVD są odwzorowywane oddziaływania cieplne na powłokę, jakie mają miejsce w rzeczywistych warunkach eksploatacji struktur przeciwzużyciowych PVD. Cechy wyróżniające opracowaną metodę polegają na tym, że monitorowanie zmian naprężeń w powłoce odbywa się podczas przebiegu zastosowanej obróbki cieplnej, a przedmiotem pomiarów są zmiany temperatury i przemieszczeń liniowych podłoża [1÷5, 13, 14]. Wsród powłok przeciwzużyciowych na szczególną uwagę zasługują tzw. powłoki gradientowe. Należą one to do grupy materiałów FGM (Functionally Graded Materials), które charakteryzują się ciągłą zmianą parametrów fizykochemicznych w funkcji zmiennych przestrzennych. Stosowanie powłok gradientowych umożliwia redukcję naprężeń na granicach warstwa/podłoże oraz pomiędzy warstwami powłoki wielowarstwowej. Prowadzi to do polepszenia mechanicznych właściwości powłok, w tym np. zwiększenia adhezji powłoki [...]

Dylatometryczna metoda badania właściwości termomechanicznych powłok gradientowych CrN/CrCN DOI:10.15199/28.2015.2.10


  1. WPROWADZNIE Zagadnienia związane z oceną stabilności termicznej systemów podłoże/powłoka PVD stanowią przedmiot badań wielu ośrodków naukowych i przemysłowych [1÷9]. Jest ona kluczowa z punktu widzenia prognozowania trwałości eksploatacyjnej powłok, osadzanych na częściach maszyn i narzędzi pracujących w warunkach podwyższonych obciążeń termomechanicznych. Obciążenia te powodują aktywację szeregu procesów, między innymi: dyfuzji wzajemnej w obrębie systemu podłoże/powłoka, relaksacji naprężeń wewnętrzych, jak również delaminacji i pękania powłok [8÷14]. Obecne systemy podłoże/powłoka charakteryzują się coraz bardziej złożoną architekturą i geometrią osadzanych powłok. W szczególności już istniejące technologie osadzania powłok umożliwiają zmianę parametrów fizykochemicznych w warstwach przejściowych powłok wielowarstwowych w funkcji zmiennych przestrzennych, tworząc tzw. grupę materiałów FGM (Functionally Graded Materials). Przez odpowiednie kształtowanie zmian wartości tych parametrów wpływa się na stan naprężeń wewnętrzych warunkujacych stabilność mechaniczną powłok i ich adhezję do podłoża. Dlatego w celu efektywnego projektowania właściwości powłok gradientowych wprowadza się tzw. funkcje przejścia opisujące ciągłą zmianę parametrów materiałowych w funkcji zmiennych przestrzennych. Umożliwiają one matematyczną reprezentację rzeczywistych powłok gradientowych i za pomocą metody elementow skończonych pozwalają na symulacyjną analizę wpływu kształtu funkcji przejściowej na rozwój stanów naprężeń i odkształceń wewnętrznych w systemach podłoże/powłoka, powstających na skutek zewnętrzych obciążeń termomechanicznych [15÷19]. W publikacji opisano badania doświadczalne stabilności termicznej systemów podłoże/powłoka wykonane z wykorzystaniem metody bazującej na DL TMA (Dynamic Load Thermomechanical Analysis) [14] z modulacją temperatury. Metoda ta umożliwia odwzorowanie i badanie skutków oddziaływań cieplnych na systemy podło[...]

Identyfikacja zmian stanu naprężeń w powłokach PVD z wykorzystaniem czujnika przemieszczeń liniowych DOI:10.15199/28.2015.1.8


  W artykule opisano wykorzystanie doświadczalnej metody badawczej opartej na DL TMA z modulacją temperatury do detekcji efektów termomechanicznych w systemach podłoże-powłoka PVD. Przedstawiono rezultaty badania dwóch rodzajów powłok wielowarstwowych CrN/CrCN — z gradientową warstwą przejściową i bez warstwy przejściowej pomiędzy podwarstwami CrN i CrCN na podłożu ze stali SW7M. Zastosowanie modulacji temperatury oraz czujnika przemieszczeń liniowych o odpowiedniej rozdzielczości pozwala na identyfikację różnicy w zmianach właściwości termomechanicznych tych powłok, w szczególności zmian stanu naprężeń. Na podstawie otrzymanych rezultatów było możliwe określenie ich stabilności termicznej, w tym ujawnienie zmian przyczepności powłok. Rezultaty potwierdzają potencjalnie korzystniejsze właściwości eksploatacyjne powłok gradientowych w porównaniu z klasycznymi powłokami warstwowymi. Badana powłoka CrN/CrCN z warstwą przejściową cechuje się wyraźnie większą stabilnością termiczną od powłoki bez warstwy przejściowej Słowa kluczowe: przeciwzużyciowe powłoki PVD, naprężenia wewnętrzne, dylatometria z modulacją temperatury.1. WPROWADZNIE Jednym z kluczowych zagadnień badawczych z obszaru cienkich powłok, głównie przeciwzużyciowych, jest opis mechanizmów fizycznych powstawania naprężeń wewnętrznych, w szczególności opis ewolucji czasowej i temperaturowej ich rozkładów oraz badanie stanów naprężeń powstałych pod wpływem obciążeń termomechanicznych [1÷9]. Wynika to z tego, że wzrost temperatury powłok przeciwzużyciowych w warunkach eksploatacji uaktywnia większość mechanizmów prowadzących do zmian ich własności użytkowych. Jest to związane głównie z dyfuzją, przemianami fazowymi oraz zmianami gęstości defektów na granicach międzyfazowych. Skutkiem tego są zmiany takich parametrów materiałowych jak moduł Younga, liczba Poissona czy zmiany współczynników przewodności cieplnej, które efektywnie wpływają na zmianę naprężeń w układach podłoże-po[...]

 Strona 1