Wyniki 1-8 spośród 8 dla zapytania: authorDesc:"MARCIN MAKÓWKA"

Niskotarciowe i odporne na zużycie nanokompozytowe powłoki typu nc-CrC/a-C oraz nc-CrC/a-C:H

Czytaj za darmo! »

Coraz większe wymagania stawiane materiałom wykorzystywanym w przemyśle motoryzacyjnym, lotniczym, a także stosowanym na narzędzia do obróbki nowoczesnych stopów sprawiają, że konieczne jest stosowanie metod pozwalających na tworzenie materiałów o specyficznych właściwościach. Dotyczy to zwłaszcza modyfikacji powierzchniowych właściwości materiałów, co sprawia, że coraz szersze zastosowanie w praktyce przemysłowej zyskują metody CVD oraz PVD. Pozwalają one na wytwarzanie praktycznie dowolnych pokryć i sterowanie ich właściwościami podczas procesu wytwarzania. Wynika to z różnorodności struktur powłok, jakie można wytworzyć (np. pojedynczych lub wielowarstwowych [1÷3], gradientowych [2, 4÷6] oraz kompozytowych i nanokompozytowych [2, 7÷9]). Wszędzie tam, gdzie występują pary cierne i konieczne jest obniżenie w jak największym stopniu sił występujących pomiędzy trącymi się elementami, wskazane jest stosowanie powłok niskotarciowych i odpornych na zużycie adhezyjne. Korzystny wpływ powłok na trwałość i niezawodność narzędzi potwierdzony został zarówno w licznych badaniach naukowych [1, 2], jak i w praktycznym ich zastosowaniu. Spośród szeregu powłok polepszających właściwości trybologiczne wyróżniają się nanokompozytowe powłoki typu nc-CrC/a-C oraz nc-CrC/a-C:H. Istnieje szereg metod wytwarzania wspomnianych powłok nanokompozytowych. Są to miedzy innymi rozpylanie magnetronowe [10], reaktywne rozpylanie magnetronowe w atmosferze Ar+CH4 lub z domieszką innych węglowodorów [11÷14], odparowanie wiązką elektronową substratów powłok [15] oraz metody hybrydowe, wykorzystujące rozpylanie magnetronowe w połączeniu z odparowaniem w łuku katodowym [16, 17]. Z przeglądu metod wytwarzania wynika, że stosowane są różne źródła substratów powłok. Mogą być nimi zarówno tarcze z czystego chromu i grafitowe (w przypadku metod magnetronowych) lub źródło chromu z rozpylanego targetu metalicznego w atmosferze reaktywnej wzbogaconej o gaz węglonośny.[...]

Wysokotemperaturowe niskotarciowe powłoki na bazie MoO3 i Ag osadzane metodą magnetronową

Czytaj za darmo! »

Rozwój w dziedzinie powłok ochronnych, w tym niskotarciowych, odpornych na zużycie na skutek tarcia, pozwala na coraz szersze ich zastosowanie w gałęziach przemysłu związanych głównie z motoryzacją i lotnictwem. Stosowane rozwiązania na bazie węgla i dwusiarczku molibdenu skutecznie polepszają właściwości tribologiczne elementów maszyn, urządzeń, czy też części silników, jednak dotyczy to pracy w temperaturze najczęściej do 300°C. W omawianych zespołach istnieje szereg węzłów tarciowych, których warunki pracy (wysoka temperatura, utleniająca atmosfera) wykluczają zastosowanie wspomnianych powłok [1] i z tego względu rozpoczęto badania nad wysokotemperaturowymi powłokami, odpornymi na zużycie tribologiczne [2]. Do rozwiązania tego problemu można zastosować powłoki z metali szlachetnych, ceramiki technicznej w postaci azotków, fluorków, a przede wszystkim tlenków metali, takich jak Zn, Ni, Pb, B, Mo lub V, które to tlenki mają w swojej strukturze krystalicznej płaszczyzny ułatwionego poślizgu [3]. Z drugiej strony powłoki na bazie czystych tlenków wymienionych metali mogą wykazywać kruchość, mieć zbyt małą twardość i przez to małą odporność na zużycie tribologiczne. Dlatego opracowano do tej pory szereg rozwiązań na bazie powłok nanokompozytowych, składających się z tlenków metali (MoO3, V2O5 i WO3) domieszkowanych wybranymi metalami szlachetnymi lub półszlachetnymi, np. Au, Ag, Cu [4÷7]. Najszerzej przebadaną grupą materiałów są kompozyty i nanokompozyty na bazie Mo i tlenku molibdenu MoO3 w połączeniu ze srebrem [1, 3, 8÷18]. OPIS PROCESÓW OSADZANIA POWŁOK Przygotowanie podłoży Powłoki osadzano na podłożach z ulepszonej stali szybkotnącej Vanadis 23 o twardości 63÷64 HRC, płytkach z tlenku glinu Al2O3 oraz monokrystalicznym krzemie. Próbki ze stali i stopu tytanu miały postać krążków o wymiarach Ø25×6 mm, podłoża korundowe były w postaci płytek o wymiarach ok. 25×25×0,5 mm i krzemowe ok. 10×10×0,5 mm. Podłoża stalowe pr[...]

Struktura i właściwości mechaniczne nanokompozytowych powłok nc-WC/a-C:H

Czytaj za darmo! »

Największe i najprężniej rozwijające się gałęzie przemysłu, takie jak przemysł motoryzacyjny, lotniczy czy AGD potrzebują niezawodnych materiałów o bardzo dobrych właściwościach użytkowych. Stawiane są przed nimi cele nie tylko wytwarzania coraz bardziej efektywnych i bezawaryjnych części maszyn i urządzeń, ale także ograniczenie działania ich niekorzystnego wpływu na środowisko naturalne. Łódzki Zakład WIFAMA-PREXER, producent odlewów ciśnieniowych głównie dla przemysłu motoryzacyjnego i AGD, bardzo żywo jest zainteresowany poprawą odporności na zużycie wybranych części maszyn wykonywanych z siluminów. Stopy te charakteryzują się słabymi właściwości tribologicznymi i jest konieczna odpowiednia modyfikacja ich powierzchni w celu nadania im odporności na ścieranie. Bardzo dużym problemem ograniczającym do tej pory zastosowanie modyfikowanych powierzchniowo siluminów była ich duża porowatość i problemy z odpowiednią przyczepnością wytwarzanych powłok przeciwzużyciowych do podłoża. Zastosowanie odpowiedniej modyfikacji i rafinacji siluminów pozwoliło na znaczące zmniejszenie ich porowatości powierzchniowej [1], a tym samym na modyfikację ich powierzchni przez wytwarzanie różnorodnych powłok poprawiających ich właściwości użytkowe. Jedną z metod zapewniających otrzymanie takich właściwości użytkowych jest pokrywanie elementów par ciernych powłokami wytwarzanymi metodami PVD. Dotyczy to w szczególności metody magnetronowej i wytwarzania powłok nanokompozytowych na bazie amorficznego węgla (w tym i uwodornionego) z wbudowanymi nanokrystalicznymi węglikami metali przejściowych MeC/a-C, np. Cr [2÷9], Ta, Zr [10], Ti, Si [8, 11, 12] oraz wolframu [10, 12, 13÷21] nc-WC/a-C. W przypadku powłok na bazie nanokompozytu węgla z wolframem substraty powłoki można uzyskiwać przez rozpylanie jonami argonu targetów z czystych materiałów, takich jak wolfram czy węgiel [13÷16]. W celu uwodornienia osadzanego węgla do atmosfery roboczej poza argon[...]

Powłoki węglowe domieszkowane krzemem wytwarzane metodą RF PACVD

Czytaj za darmo! »

Ze względu na ich znakomite właściwości mechaniczne i fizykochemiczne zainteresowanie powłokami diamentopodobnego węgla (DLC - Diamond-Like Carbon) wytwarzanymi za pomocą różnych metod rośnie z roku na rok. Charakteryzują się one dużą twardością, wykazują znakomite właściwości tribologiczne, a wśród nich dobrą odporność na zużycie i mały współczynnik tarcia w warunkach tarcia suchego. Wszystko to czyni ten materiał wysoce atrakcyjnym dla zastosowań m.in. w przemyśle narzędziowym czy motoryzacyjnym. Warstwy DLC doskonale sprawdzają się również w zastosowaniach biomedycznych m.in. ze względu na wysoką biozgodność oraz odporność na korozję [1, 2]. Praktyka jednak dowodzi, że zastosowanie tego materiału niesie ze sobą szereg problemów, do których należą: ograniczona stabilność termiczna, niska adhezja do niektórych podłoży wynikająca z dużych naprężeń wewnętrznych oraz to, że współczynnik tarcia silnie zależy od wilgotności względnej otoczenia [3÷5]. Jednym z możliwych rozwiązań poprawiających właściwości warstw DLC jest wprowadzenie do struktury warstwy atomów domieszki, takich jak: Fe, Ti, Cr, F, Ca, Ar, Mo, O, Zr, B i innych [6÷9]. Uzyskane wyniki badań, a przede wszystkim różnorodność otrzymanych właściwości użytkowych skłaniają do refleksji, że dzięki tak szerokiej gamie materiałów domieszki, spektrum możliwości modyfikacji wybranych parametrów użytkowych powłok DLC wydaje się bardzo rozległe i zróżnicowane. Dodatek srebra poprawia właściwości antybakteryjne powłok (analogicznie domieszka miedzi), obniżając nieznacznie parametry mechaniczne [7]. Niewielka zawartość fluoru w warstwie przyczynia się do wzrostu biokompatybilności w kontakcie z krwią [10]. Domieszka tytanu znacząco zwiększa twardość oraz biokompatybilność [8]. Argon natomiast zmniejsza wartość współczynnika tarcia, jednocześnie obniżając twardość [11]. Jak wynika z przeglądu literatury, tematyka domieszkowania warstw węglowych krzemem, przede wszystkim dzięki mo[...]

Analiza właściwości tribologicznych powłok a-C:H:SiOx wytwarzanych metodą RF PACVD DOI:10.15199/28.2015.6.25


  Analysis of tribological properties of a-C:H:SiOx coatings synthesized by RF PACVD method SiOx incorporated carbon coatings were synthesized using RF PACVD (Radio Frequency Plasma Assisted Chemical Vapour Deposition) method with use of mixture of methane (CH4) and hexamethylodisiloxane (HMDSO). The processes of synthesis were conducted using different CH4/HMDSO flow ratios and wide range of the self-bias potential of the r.f. electrode. As the substrate oxidized Ti6Al7Nb titanium alloy was used. Friction coefficient and wear resistance analysis was performed using the T-11 tribometer in the ball-on-disc configuration and counterpart made of 100Cr6 steel. Wear track analysis was made using scanning electron microscopy and Raman spectroscopy. The resistance against wear was determined basing on the registered wear profiles and scars on the surface of the coatings and the balls respectively. The results of the conducted examinations prove the varied impact of the process parameters on the tribological properties of the obtained coatings. A noticeably positive influence of SiOx incorporation on the decreasing value of the coefficient of friction was registered for as low concentration of silicon as 0.5 at. %. Nevertheless for low self-bias potentials coatings with high concentration of silicon and oxygen were damaged just after few meters of the sliding distance. The main wear mechanism of a-C:H:SiOx coatings is the third body effect. It seems that incorporation of SiOx into carbon coatings limits the graphitisation phenomena, which lead to formation of the transition layer acting as the solid lubricant. Despite significantly lower and stable coefficients of friction of a-C:H:SiOx coatings with higher concentrations of silicon and oxygen they do not provide sufficient protection against wear of the co-working elements. Key words: DLC, SiOx incorporation, friction, wear. Domieszkowane SiOx powłoki węglowe zostały wytworzone metodą RF PACVD (Radio [...]

Low friction MoS2(Ti, W) coatings deposited by magnetron sputtering

Czytaj za darmo! »

Self-lubrication of graphite or of some metal dichalcogenides (such as MoS2 or WS2) is a very desired property in many technical applications. The phenomenon of self-lubrication in these materials is a result of a very big anisotropy of the crystallographic structure of these materials. In case of the MoS2-based material the basal planes of MoS2 elementary cells consist of hexagonal, strong covalent- -bonded planes of metal atoms between two planes of sulfur atoms. In a perpendicular direction exist weak Van der Waals interactions between the neighbouring planes built from sulfur atoms, what brings about a low shear strength [1, 2]. Limitation of use of grease and oils in friction couples becomes more and more important due to difficulties with smearing at high loads and to high costs of recycling of used oils. Nowadays, coatings’ engineering is able to tailor the most outward areas of mating machine elements to working conditions. Coatings based on MoS2 have been largely used in numerous applications, such as, for example, ceramic tools for dry machining of stainless steel [3÷6], inserts for dry high speed milling of steel and grey cast iron [7, 8], ejector pins used for plastic moulds [4], punches for piercing and fine blanking of stainless steel [6], in a variety of engine components such as fuel injection systems, tappets, pistons, piston rings and bearings [5] and recently also as coatings for gears [9, 10] or for elements of friction simulator working in real space environment in a lunar orbiter [11]. On the other hand, pure MoS2 coatings exhibit relatively high wear during sliding in humid atmospheres or temperatures higher than 400÷500°C due to heavy oxidation [2]. Many attempts have been made to extend the range of convenient working conditions. Firstly, by incorporating different metals atoms into MoS2 matrix, as, for example: Au, Ni, Pb, Ti, Ta, Cr, Ce, Re, Mo, Cr, Zr, W, Si [2, 12÷14]. Secondly, by using comp[...]

Odporność korozyjna niskotarciowych, nanokompozytowych powłok typu MoS2Ti, MoS2(Ti,W) wytworzonych na stopie tytanu Ti6Al4V metodą rozpylania magnetronowego

Czytaj za darmo! »

W artykule przedstawiono wyniki badań korozyjnych nanokompozytowych powłok typu MoS2Ti oraz MoS2(Ti, W) otrzymywanych metodą rozpylania magnetronowego. Powłoki zostały wytworzone na stopie tytanu Ti-6Al-4V, utwardzonym dyfuzyjnie międzywęzłowymi atomami tlenu do twardości powierzchniowej ok. 33 HRC. Właściwości korozyjne badanych materiałów oszacowano na podstawie analizy krzywych woltamperometrycznych, które zarejestrowano w środowisku 0,5 M NaCl oraz w 0,5 M Na2SO4. W pracy również przedstawiono wyniki badań wykonanych techniką elektronowej mikroskopii skaningowej (SEM). Określono średni współczynnik tarcia oraz współczynnik odporności na zużycie oraz klasę adhezji metodą Daimler- Benz. Słowa kluczowe: odporność korozyjna, nanokompozyty, metody elektrochemiczne, właściwości tribologiczne, rozpylanie magnetronowe Corrosion resistance of low friction, nanocomposite Mos2Ti and MoS2(Ti, W) coatings deposited by magnetron sputtering method on Ti6Al4V alloy The paper presents the study of corrosion properties of nanocomposite coatings MoS2Ti and MoS2(Ti, W) produced by magnetron sputtering method on titanium alloy Ti6Al4V. Corrosion resistances of the coatings were performed by means of voltametric measurements (polarization curves) carried out in the sodium sulfate and sodium chlorate solutions. Surfaces of the coatings were characterized using scanning electron microscopy (SEM). The paper presents the results of tribological tests. Average coeffi cient of friction and wear resistance were determined. Class of adhesion by Daimler-Benz method were identifi ed. Keywords: corrosion resistance, nanocomposite, electrochemical methods, tribological tests, magnetron sputtering XX Ogólnopolska Konferencja Naukowo-Techniczna SYSTEMY - MATERIAŁY - POWŁOKI A N T Y K O R O Z J A 1. Wstęp Metody osadzania magnetronowego umożliwiają wytwarzanie kompozytowych nanopowłok na różnorodnych materiach takich jak stale oraz stopy metali lekkich [1, [...]

Supertwarde, nanostrukturalne powłoki TiN/a-Si3N4 na stali Vanadis 23 osadzone nową metodą rozpylania magnetronowego

Czytaj za darmo! »

Poszukiwania nowych warstw ochronnych o zwiększonej odporności na zużycie ścierne i utlenianie podczas obróbki skrawaniem doprowadziły do odkrycia nowej klasy powłok nanokompozytowych nc-MeN/Si3N4 (gdzie Me oznacza metal przejściowy) [1, 2]. Powłoki te mają znacznie większą trwałość w porównaniu z jednofazowymi powłokami dwuskładnikowymi z azotków bądź węglików metali przejściowych (jak TiN bądź TiC), a także w porównaniu z jednofazowymi powłokami trójskładnikowymi o charakterze roztworu stałego (jak np. Ti(C,N)) o charakterystycznej strukturze kolumnowej [3]. Istotną cechą powłok należących do tej nowej klasy była ich supertwardość (powyżej 40 GPa, a niekiedy nawet powyżej 100 GPa) [4]. Powłoki te były wytwarzane za pomocą różnych technik, jak aktywowane plazmą wyładowania jarzeniowe, chemiczne osadzanie ze stanu pary [5], reakcyjne rozpylanie magnetronowe [6], hybrydowe osadzanie za pomocą rozpylania magnetronowego z jednoczesnym odparowywaniem za pomocą łuku katodowego [7], a także hybrydowe filtrowane odparowywanie za pomocą łuku katodowego połączone z rozpylaniem tarczy ukierunkowaną wiązką jonów z działa jonowego typu Kauffmana z dodatkowym bombardowaniem osadzanej powłoki wiązką jonów ze źródła plazmy argonowej wzbudzonej wyładowaniem wysokiej częstotliwości typu indukcyjnego [8]. W 2010 r. w Zakładzie Inżynierii Powłok Instytutu Inżynierii Materiałowej Politechniki Łódzkiej opracowano nową metodę osadzania powłok za pomocą rozpylania magnetronowego sterowanego impulsami ciśnienia gazu [9÷12]. W 2012 r. w UP RP zostały złożone kolejne wnioski o ochronę patentową nowej metody rozpylania magnetronowego sterowanego impulsami ciśnienia gazu [13÷16]. Dotychczas ukazały się tylko dwie prace (oprócz wcześniej wymienionych) na temat nowej metody osadzania [17, 18]. W pracy opisano podstawowe charakterystyki supertwardej, nanostrukturalnej powłoki TiN/α-Si3N4 osadzonej w Zakładzie Inżynierii Powłok PŁ tą nową metodą. STA[...]

 Strona 1