Wyniki 1-10 spośród 19 dla zapytania: authorDesc:"Marek Betiuk "

Baltest-M nowa metoda badawcza do oceny jakości struktury powierzchni powłok PVD i CVD

Czytaj za darmo! »

Metoda badawcza Baltest-M jest związana z pracami prowadzonymi w Instytucie Mechaniki Precyzyjnej nad hybrydowymi technologiami obróbek umacniających powierzchnię. Jednym z wątków tych prac są badania nad systemami areologicznymi uzyskiwanymi technologią hybrydową rozłączną [1÷3]. System areologiczny powstaje w wyniku procesów azotowania gazowego lub jarzeniowego stali narzędziowych i niezależnej syntezy powłok TiN, TiAlN metodami PAPVD (Plasma Assisted Physical Vapour Deposition). Jednym z kluczowych kryteriów decydujących o jakości powłok PVD na powierzchniach narzędzi i części maszyn dopuszczających je do eksploatacji w warunkach przemysłowych są pozytywne wyniki badań twardości, adhezji oraz odporności na pękanie. Ich jakościowe i ilościowe kryteria wynikają z rzeczywistych warunków bezpiecznej i ekonomicznej eksploatacji [1÷4]. Najpopularniejszą metodą badania adhezji i kohezji materiałów powłokowych jest znormalizowana próba odkształceń sprężysto-plastycznych realizowana sposobem punktowym, opisana w niemieckiej normie branżowej VDI 3198 (Bechichten von Werkzeugen der Kaltmassivumformung CVD- und PVD-Verfahren) [4]. Badanie to jest zalecane dla stali narzędziowych do pracy na zimno i gorąco ulepszonych cieplnie (twardość stali >52 HRC) oraz dla węglików spiekanych pokrytych twardymi powłokami typu TiN, CrN, TiC, TiAlN o grubości 1÷5 μm. W metodzie tej ocenie podlega obraz powierzchni odkształconej powłoki i na tej podstawie klasyfikuje się jej jakość w sześciostopniowej skali [4]. Przykładowy schemat struktury powierzchni powłok o dobrej i złej lokalnej adhezji pokazano na rysunku 1. Metoda Rockwella (VDI 3198) nie daje informacji o zachowaniu się struktury materiału na przekroju. Nowoczesne materiały powłokowe o cechach wielofunkcyjnych mają złożoną wielowarstwową budowę [1÷3] Nowa metoda Baltest-M do oceny jakości systemu areologicznego spełnia wysokie przemysłowe standardy oceny jakości materiałów powłokowych.[...]

Powłoki CrN na wewnętrznych powierzchniach rur i cylindrów

Czytaj za darmo! »

Wewnętrzne powierzchnie cylindrów i rur są dla technik PA PVD trudnym problemem technologicznym zwłaszcza podczas modyfikacji ferromagnetyków. Do podstawowych czynników odpowiedzialnych za zjawiska fizykochemiczne zachodzące w przestrzeni reakcyjnej tworzonej w niskotemperaturowej plazmie i na jej granicy z ciałem stałym należą: rodzaj, stężenie, droga swobodna reagentów, wartości i geometria pól: elektrycznego, magnetycznego i cieplnego [1÷4]. W badaniach nad technologią plazmową w ograniczonej przestrzeni jest uwzględniana możliwa najmniejsza odległość między modyfikowaną powierzchnią a źródłem jonów pierwiastków metalicznych i gazowych. Parametr ten powinien gwarantować niezawodną pracę źródła plazmy i oczekiwane własności nowego tworzonego systemu areologicznego na wewnętrznych powierzchniach rur i cylindrów. Powierzchnie wnętrza rury można modyfikować powłokami typu PVD, np.: Ta, Cr, CrN z zastosowaniem magnetronów: -- cylindrycznych, -- liniowych, -- kątowych. W 1991 roku zapoczątkowano w Instytucie Technologii Eksploatacji badania nad magnetronami liniowymi i cylindrycznymi [5]. Przykłady rozwiązań konstrukcyjnych magnetronów cylindrycznych i linowych, które można zastosować do modyfikacji powierzchni wewnętrznej rur i cylindrów scharakteryzował K. Miernik [6]. Najnowszym rozwiązaniem źródeł magnetronów cylindrycznych są układy z rotującą katodą i ruchomym systemem magnetycznym [8]. Ten typ źródła plazmy znalazł zastosowanie w procesach modyfikacji powierzchni wielkogabarytowych tafli szklanych, taśm folii i włóknin z tworzyw sztucznych. Istotną zaletą magnetronów o symetrii cylindrycznej jest wysoki stopień wykorzystania (powierzchni rozpylania) materiału katody metalicznej sięgający do 96%, natomiast w magnetronach płaskich nie przekracza 40% [7, 11]. Modyfikacja powierzchni rur i cylindrów Modyfikacja powierzchni wewnętrznych rur i cylindrów z zastosowaniem technik PA PVD jest zagadnieniem trudnym. Podstawowym [...]

Azotowanie jarzeniowe na potencjale uzupełniającym

Czytaj za darmo! »

Prace nad technologi. azotowania jarzeniowego prowadzone s. w IMP od pocz.tku lat siedemdziesi.tych XX w. Zapocz.tkowano je z inspiracji prof. Tadeusza Burakowskiego w zespo.ach prof. Jana Zy.ka, prof. Jana Tacikowskiego we wspo.pracy z Politechnik. Warszawsk. . Wydzia.em In.ynierii Materia.owej (prof. Aleksandra Soko.owska, prof. Tadeusz Karpi.ski, prof. Tadeusz Wierzcho.). W latach 2006€2009 technologia azotowania jarzeniowego wraz urz.dzeniami technologicznymi zosta.a wdro.ona w podmiotach gospodarczych, pracuj.cych na rzecz przemys.u samochodowego, lotniczego-energetycznego i maszynowego [1]. Technologia ta wykorzystuje tradycyjn. koncepcj. konfiguracji pieca jonowego, w ktorej przedmiot poddawany azotowaniu jest katod. (polaryzacja ujemna .450€.950 V), a .ciany komory anod.. W toku wieloletnich prac w IMP nad azotowaniem jarzeniowym powsta.o szereg odmian konstrukcyjnych piecow jonowych wg..bnych, dzwonowych oraz poziomych. Koncepcja konstrukcji pieca jonowego nie jest zamkni.ta. Inspiruj.cym, nierozwi.zanym do ko.ca problemem obrobek cieplno-chemicznych w .rodowisku anomalnego wy.adowania jarzeniowego jest anizotropowo.. zjawisk fizykochemicznych w plazmie, a zw.aszcza transportu energii kinetycznej jonow do modyfikowanych powierzchni. Pojawiaj.ca si. anizotropowo.. pola temperatury na z.o.onych geometrycznie powierzchniach wynika z fizycznego charakteru oddzia.ywa. plazmy nierownowagowej b.d.cej zbiorem: jonow, elektronow, cz.stek i moleku. wzbudzonych lub oboj.tnych, jak rownie. .rod.em promieniowania. W tym .rodowisku dominuj.c. si.. nap.dow. zjawisk transportu masy i reakcji chemicznych jest ro.nica potencja.ow elektrycznych w obszarach spadku katodowego. Rozk.ad potencja.ow elektrycznych w obszarach katodowych na powierzchni modyfikowanej jest nierownomierny (rys. 1) i zale.ny od: .. geometrii powierzchni katody i anody, .. sk.adu chemicznego powierzchni, .. wzajemnego rozmieszczenia powi[...]

Zastosowanie metod Recatest i DSI do oceny struktury i właściwości powłok PVD

Czytaj za darmo! »

W pracy przedstawiono wyniki badań struktury i właściwości powłok typu TiAlN + WC/C wytwarzanych metodą PVD-Arc na stali narzędziowej. Szczególną uwagę zwrócono na problematykę oceny jakości powłok wielowarstwowych na podstawie wyników badań metodą DSI i Recatest (próba zarysowania + zgład sferyczny). Metoda DSI W ostatnich latach metoda DSI (Depth Sensing Indentation) jest coraz szerzej stosowaną metodą pomiaru twardości [1÷4]. Umożliwia dokonanie oceny przebiegu wciskania wgłębnika w materiał przez pomiar zarówno siły, jak i przemieszczenia podczas odkształcenia plastycznego i sprężystego. Przez rejestrację całego cyklu nakładania i usuwania siły obciążającej mogą być określone wartości twardości równoważne twardości wyznaczanej metodami standardowymi, jak również inne właściwości materiału, takie jak moduł wciskania wgłębnika i twardość Martensa, która obejmuje odkształcenie plastyczne i sprężyste. Zaletą tej metody jest fakt, że wszystkie te wartości mogą być obliczone bez potrzeby mierzenia odcisku. Metoda badawcza Recatest Metoda badawcza Recatest umożliwia precyzyjną ocenę struktury metalograficznej systemu areologicznego [5] ilustrującą jakościowo i ilościowo zachowanie materiałów odkształcanych w próbie zarysowania. Zasada metody Recatest wynika z połączenia dwóch technik badawczych: próby zarysowania i szlifu sferycznego [6, 7]. Metodę tę można zastosować do badań systemów areologicznych typu: powłoka-podłoże, powłoka wielowarstwowa-podłoże, powłoka-warstwa dyfuzyjna-podłoże, wytwarzanych technologiami PVD, CVD, obróbki cieplnej, cieplno-chemicznej i galwanicznej. Istotą metody Recatest jest wykonanie zgładu sferycznego w obszarze wcześniej wykonywanych rys na powierzchni badanego materiału (systemu areologicznego). Najczęściej rysy są wykonywane wgłębnikiem diamentowym w cyklu automatycznym z regulowaną siłą nacisku, szybkością obciążenia i posuwu. Badania materiałów za pomocą próby zarysowania (rys. 1) są znorma[...]

Ocena jakości wybranych systemów areologicznych zawierających powłokę CrN

Czytaj za darmo! »

Warstwy azotków chromu wykazują dużą twardość, dobrą odporność na zużycie przez tarcie, dobrą odporność na erozję i korozję w podwyższonej temperaturze. Od wielu lat prowadzi się szerokie badania nad poszukiwaniem ich metod wytwarzania, strukturą, własnościami i zastosowaniami. Dane literaturowe wskazują na duże zainteresowanie przemysłu warstwami azotków chromu [1÷4]. Wytwarza się je głównie różnymi metodami PVD, takimi jak reaktywne magnetronowe rozpylanie katodowe, katodowe odparowanie łukowe czy IBAD (Ion Beam Assisted Deposition). Interesującym kierunkiem badań jest zastosowanie warstw CrN w różnych systemach areologicznych [5]. W pracy przedstawiono wyniki badań struktury i właściwości warstw powierzchniowych typu WC/C + CrN-Cr oraz CrN-Fe(N) na stali narzędziowej X37CrMoV5-1 (WCL). Szczególną uwagę zwrócono na problematykę oceny jakości zróżnicowanych systemów areologicznych na podstawie wyników badań z zastosowaniem metod DSI i Recatest (próba zarysowania + zgład sferyczny). metodyka badań Badania przeprowadzono na próbkach z ulepszonej cieplnie (560 HV0,5) stali X37CrMoV5-1 (WCL) z warstwami powierzchniowymi typu: WC/C + CrN-Cr oraz CrN-warstwa azotowana Fe(N). Powłoki WC/C + CrN-Cr oraz CrN wytworzono za pomocą metody Arc-PVD, a warstwę azotowaną Fe(N) w procesie azotowania gazowego. Badania metalograficzne Badania metalograficzne prowadzono na powierzchni zgładów sferycznych wykonywanych na stanowisku Kulotester kulą łożyskową ze stali ŁH15 o średnicy 30 mm. Precyzyjne wykonanie zgładu w ściśle określonym miejscu rysy umożliwiło dodatkowe oprzyrządowanie Kulotestera. Składało się ono ze stołu obrotowo- -krzyżowego, uchwytu próbki i mikroskopu z celownikiem optycznym. Proces tarcia w jednym obszarze prowadzono z przerwami, w trakcie których oczyszczano węzeł tribologiczny (przemywanie acetonem) i oceniano głębokość zgładu sferycznego przez pomiar średnicy wytarcia. Pomiary ilościowe grubości i głębokości ujawni[...]

Synteza powłok wieloskładnikowych (Ti,Al)N, (Ti,Al)C, (Ti, Al)CN w plazmie niskociśnieniowego stałoprądowego wyładowania łukowego

Czytaj za darmo! »

W pracy pokazano możliwości otrzymywania powłok wieloskładnikowych typu (Ti,Al)N, (Ti,Al)C, (Ti,Al)CN, których synteza zachodzi w plazmie niskociśnieniowego wyładowania łukowego. Składniki metaliczne powłoki otrzymywanej w tradycyjnej metodzie PA PVD-Arc pochodzą z elektrod metalicznych, a ich koncentracja w powłoce zależna jest od składu elektrody. Celem prowadzonych badań była analiza probl[...]

Wykorzystanie zgładu sferycznego i testu rysy do oceny struktury i jakości wybranych systemów areologicznych - metoda badawcza Recatest

Czytaj za darmo! »

Właściwości materiałowe systemów areologicznych zbyt często utożsamiane są z właściwościami warstw powierzchniowych. Skuteczne rozwiązanie problemów trwałości eksploatacyjnej systemów areologicznych wytwarzanych technologiami obróbki cieplnej, cieplno-chemicznej, CVD i PVD wymaga stosowania technik badawczych jednoznacznie definiujących wytworzony system powłoka, warstwa powierzchniowa, podłoże [1]. Współczesne materiały powłokowe powstały przede wszystkim w wyniku dążenia do uzyskania coraz twardszych materiałów narzędziowych. Początkowo były to warstwy wierzchnie węglikowe, azotkowe wytwarzane wysokotemperaturowymi metodami CVD na powierzchniach twardych materiałów ceramiki narzędziowej [1, 2]. Zastosowanie plazmowego środowiska reakcji chemicznych w obniżonym ciśnieniu umożliwiło otrzymywanie powłok węglikowych, azotkowych, powłok węglowych a-C, a-C:H oraz diamentowych na powierzchniach ceramiki i metali w temperaturze niższej o ponad 500°C w odniesieniu do klasycznej technologii CVD. Współczesne powłoki narzędziowe mają złożoną strukturę, budowaną w skali mikro- i nanometryczej. Przykładem takich materiałów są powłoki o grubości 1 μm utworzone ze 100 warstw, np. CrN-TiAlN o parametrze modulacji λ = 10 nm. Szczegółowe opisy metod wytwarzania powłok technologiami PVD CVD, ich właściwości materiałowe i zachowanie w warunkach eksploatacyjnych zawarte są w licznych publikacjach naukowo-technicznych [2, 3] oraz na stronach internetowych [4, 5]. Celem tego artykułu jest przedstawienie możliwości oceny jakości struktury cienkich powłok na szlifie sferycznym, ze szczególnym uwzględnieniem połączenia metodyki badań próby rysy i zgładu sferycznego wykowywanego na stanowisku Kulotester konstrukcji IMP. Badania te są ważnym uzupełnieniem badań odporności na korozje układów powłoka-podłoże. ZGŁA D SFERYCZ NY Szlif o geometrii sferycznej jest odpowiednikiem metalograficznego zgładu skośnego niskokątowego (1÷5°). Szlif sferyc[...]

Badania struktury i właściwości powłok hybrydowych typu NiAl/FeAl i NiCr/FeAl osadzanych metodą PAPVD-Arc

Czytaj za darmo! »

W pracy przedstawiono wyniki badań i analiz możliwości wykorzystania metody PAPVD-Arc do otrzymania powłok intermetalicznych na bazie faz międzymetalicznych z układu Fe-Al osadzonych na stali 45 z udziałem warstw przejściowych NiAl i NiCr. Omówiono szczegółowo proces technologiczny przyjętej koncepcji osadzania PAPVD-Arc hybrydowego systemu powłokowego, według której proces syntezy realizowan[...]

 Strona 1  Następna strona »