Wyniki 1-8 spośród 8 dla zapytania: authorDesc:"Piotr Nolbrzak"

Structure and properties of WC1-x/C coatings deposited by reactive magnetron sputtering on ASP2023 HSS steel and monocrystalline Si substrates

Czytaj za darmo! »

New type WC1-x/C coatings have been deposited onto hardened ASP2023 HSS and Si substrates by means of a reactive magnetron sputtering. After deposition the structure and properties of the coatings have been analysed with use of SEM, EDS, XRD, Raman spectrometry, nanoindentation, nanoscratching, ball-on-disk dry sliding wear of the coatings against ceramic ZrO2 ball as well as of macroscratch [...]

Niskotarciowe powłoki MoS2(Ti, W) osadzane metodą magnetronową na azotowanej i azotonasiarczanej stali szybkotnącej Vanadis 23

Czytaj za darmo! »

Technologie multiplexowe stanowią nowoczesną grupę obróbek uszlachetniania warstwy wierzchniej elementów maszyn i urządzeń. Zwykle wykorzystuje się w pierwszej kolejności obróbkę cieplno-chemiczną (np. azotowanie) w celu znacznego utwardzenia warstwy wierzchniej oraz pokrywanie różnego rodzaju powłokami funkcjonalnymi, np. azotkiem tytanu [1]. W takiej konfiguracji warstwa azotowana zwiększa obciążalność elementu, a twarda powłoka TiN zwiększa odporność na zużycie ścierne i adhezyjne. Jednocześnie azot nasycający podłoże stalowe poprawia przyczepność powłoki azotowej. W pracy zaproponowano inny układ duplexowy - na dyfuzyjnej warstwie azotonasiarczanej osadzono niskotarciową powłokę na bazie dwusiarczku molibdenu z dodatkami tytanu oraz wolframu MoS2(Ti, W). W założeniu takie skojarzenie sposobu utwardzania z powłoką (oba zawierające siarkę) powinno poprawić adhezję osadzanej powłoki metodą magnetronową. Powłoka na bazie MoS2 z dodatkami tytanu i wolframu w ilości po 5% at. została opracowana w pierwszej fazie projektu badawczego [2]. Okazało się, że ze względu na brak podwarstwy adhezja do podłoża ze stali szybkotnącej Vanadis 23 była niska, choć współczynnik tarcia suchego był bardzo niski (około 0,04), a odporność na zużycie przez tarcie wysoka (rzędu 10-17 m3·N-1·m-1). Obecność siarki w powłoce na bazie dwusiarczku molibdenu skłoniła autorów do poszukiwania sposobu zwiększenia przyczepności powłoki na drodze popularnych obróbek cieplno-chemicznych: azotonasiarczania oraz azotowania, które miało stanowić materiał porównawczy. Powłoki niskotarciowe na bazie dwusiarczku molibdenu mają wiele zastosowań, na przykład na ceramiczne narzędzia do obróbki na sucho stali nierdzewnych i kwasoodpornych [3], wkładek skrawających do obróbki skrawaniem żeliwa szarego [4], elementów wtryskujących we wtryskarkach do formowania tworzyw sztucznych [5] oraz wybranych elementów silników spalinowych (wtryskiwacze paliwa, tłoki, pierś[...]

Właściwości korozyjne nanokompozytowych powłok nc-MeC/a-C (Me = Ti, W, Cr) wytwarzanych metodą osadzania magnetronowego


  Ochrona przed Korozją, vol. 54, nr 6 361 Rys. 1. Przebieg potencjału korozyjnego (1) oraz krzywe woltamperometryczne (2) zarejestrowane w 0,5 M NaCl dla stali ASP2023: a) bez powłoki, b) z powłoką nc-WC/a-C, c) z powłoką nc-CrC/a-C, d) z powłoką nc-TiC/a-C Fig. 1. Open circuit potential (1) and voltametric curves (2) in 0.5 M NaCl for ASP2023: a) asreceived, b) with nc-WC/a-C, c) with nc-CrC/a-C, d) with nc-TiC/a-C Tablica 1. Wyniki analizy krzywych woltamperometrycznych zarejestrowanych dla próbek stali ASP2023 Table 1. Electrochemical corrosion parameters of ASP2023 obtained from polarization curves Próbka 0,5M NaCl 0,5M Na2SO4 podłoże powłoka ikor [μA/cm2] E [V] ikor [μA/cm2] E [V] ASP2023 - 2,550 -0,594 1,890 -0,624 ASP2023 nc-WC/a-C 2,220 -0,447 2,520 -0,519 ASP2023 nc-CrC/a-C 0,009 0,076 0,020 0,159 ASP2023 nc-TiC/a-C 17,400 -0,518 2,240 -0,508 Tablica 2. Wyniki analizy krzywych woltamperometrycznych zarejestrowanych dl[...]

Struktura i właściwości mechaniczne nanokompozytowych powłok MoS2(Ti, W) z międzywarstwą Cr


  WPROWADZENIE Zapotrzebowanie na materiały niskotarciowe w prężnie rozwijających się przemysłach lotniczym, motoryzacyjnym czy AGD stale wzrasta. Wynika to z konieczności wytwarzania coraz bardziej efektywnych, bezawaryjnych części maszyn i urządzeń o jak najmniejszej masie. Dlatego np. producenci odlewów ciśnieniowych wykazują duże zainteresowanie poprawą odporności na zużycie wybranych elementów wykonanych z lekkich stopów na bazie aluminium. Stopy te charakteryzują się jednak niskimi właściwościami tribologicznymi i jest konieczna odpowiednia modyfikacja ich powierzchni w celu nadania im odporności na ścieranie. Materiały o takich właściwościach można uzyskać w wyniku modyfikacji ich powierzchni, stosując m.in. szereg metod CVD oraz PVD [1÷3]. Szerokie spektrum osadzanych pierwiastków i możliwość sterowania właściwościami powłok w trakcie procesu osadzania daje duże możliwości technologiczne. Można wytwarzać powłoki przeznaczone dla węzłów tarciowych pracujących w wysokiej temperaturze (powyżej 300°C) [4÷6], jak również warstwy na bazie węgla [7÷12] czy dwusiarczku molibdenu [13], dla których temperatura pracy jest niższa, a utleniająca atmosfera nie ma negatywnego wpływu na wytworzone warstwy [14]. W pracy badano mikrostrukturę, właściwości mechaniczne i odporność na zużycie nanokompozytowych powłok MoS2(Ti, W) z międzywarstwą Cr. METODYKA BADAŃ W pracy na podłożu z modyfikowanego siluminu wytworzono powłokę na bazie dwusiarczku molibdenu z dodatkami tytanu i wolframu MoS2(Ti, W) oraz międzywarstwą chromu mającą za zadanie zwiększenie adhezji głównej powłoki do podłoża [15]. Ze względu na dużą porowatość siluminu i późniejsze problemy z odpowiednią adhezją nanoszonych warstw silumin poddano zabiegowi rafinacji [16]. Skład chemiczny próbek określony metodą spektroskopii rentgenowskiej przedstawiono w tabeli 1[...]

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, [...]

Mikrostruktura i właściwości tribologiczne niskotarciowej powłoki MoS2(Ti, W) na utwardzonym tlenem podłożu stopu Ti-6Al-4V

Czytaj za darmo! »

O właściwościach wyrobu zwykle decyduje mikrostruktura i stan warstwy wierzchniej mającej bezpośredni kontakt mechaniczny oraz chemiczny z otoczeniem. Dlatego często dla zapewnienia określonych właściwości użytkowych wyrobu jest wymagana obróbka powierzchniowa. W przypadku współpracujących elementów ważną rolę odgrywa tarcie, które powoduje zużycie, np. w łożyskach i kołach przekładni zębatych [1]. Tarcie współpracujących elementów można ograniczyć przez wytworzenie powłoki o małym współczynniku tarcia. Do obniżenia tarcia par ciernych pracujących w temperaturze do około 350°C mogą być stosowane powłoki na osnowie MoS2 [2÷5]. Dwusiarczek MoS2 ma strukturę krystaliczną heksagonalną podobną do grafitu. Zbudowany jest z gęsto upakowanych warstw Mo położonych między dwiema warstwami atomów S o takiej samej symetrii i tworzących płytkowy składnik mikrostruktury typu S-Mo-S. Grubość takiego elementu S-Mo-S wynosi 0,625 nm. Pomiędzy atomami Mo i S w warstwach heksagonalnych występują silne wiązania kowalencyjne. Pomiędzy sąsiadującymi warstwami S należącymi do różnych elementów płytkowych występują natomiast słabe wiązania Van der Walsa [4]. Dlatego poślizg pomiędzy gęsto ułożonymi warstwami zachodzi łatwo (przy małej wartości naprężeń ścinających). W rezultacie powłokę MoS2 cechuje mała wartość współczynnika tarcia i dobre właściwości smarne. W literaturze [2, 4÷7] stwierdzono, że podczas badań tribologicznych powłoki na osnowie MoS2 z dodatkiem Ti i W mają większą twardość, odporność na zużycie i mniejszą wrażliwość na parę wodną w porównaniu z powłokami MoS2. Powłoki na osnowie MoS2 stosowane są m.in. na niektóre elementy silników spalinowych (przekładnie zębate, tłoki, pierścienie, wtryskiwacze paliwa). Nanoszone są także na ceramiczne narzędzia do obróbki na sucho stali nierdzewnej i kwasoodpornej [3, 5, 8, 9]. Przewiduje się zastosowanie tych powłok na powierzchni łożysk oraz uszczelnieniach bezstykowych (w silnikach turbinow[...]

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