TRIBOLOGIA - Dwumiesięcznik naukowo-techniczny
Journal

ARTYKUŁ:

Didar K. YESKERMESSOV, Sergey V. PLOTNIKOV, Nazgul K. YERDYBAEVA
STRUCTURE AND PROPERTIES OF MULTI COMPONENT (Ti-Zr-Cr-Nb)N COATINGS OBTAINED BY VACUUM-ARC DEPOSITION (STRUKTURA I WŁAŚCIWOŚCI WIELOSKŁADNIKOWYCH POWŁOK (Ti-Zr-Cr-Nb)N OTRZYMANYCH METODĄ ŁUKOWO-PRÓŻNIOWĄ)

Investigated multicomponent coating nitride (Ti-Zr-Cr-Nb)N in this study were obtained using a well-developed technique of vacuum-arc deposition. Theoretical and experimental studies show that the chemical composition, microstructure, and mechanical properties of coatings are based closely on deposition parameters (the working gas pressure and bias potential on the substrate). The microstructure and mechanical properties (Ti-Zr-Cr-Nb)N coatings were investigated using a scanning electron microscope (SEM) equipped with energy dispersive microanalysis prefix and X-ray diffraction (XRD). Phase analysis of nitride coatings (Zr-Ti-Cr-Nb)N indicates a TiN phase, NbTiN2, ZrTiNb, ZrNb, TiCr and α-Ti. The coatings thickness reached 6.8 µm and their maximum of hardness was H = 43,7GPa. Tribological (test “ball-on-disc”) and mechanical (scratch test) properties of multi-coating were studied. The experimental results obtained by studying multicomponent coatings (Ti-Zr-Cr-Nb)N are promising and can be used as protective coatings for cutting tools and structural materials.

W opracowaniu przedstawiono wyniki badań wieloskładnikowych powłok ceramicznych (Ti-Zr-Cr-Nb)N, wytworzonych z wykorzystaniem metody łukowo-próżniowej. Badania teoretyczne i doświadczalne wykazują, że skład chemiczny, mikrostruktura oraz właściwości mechaniczne powłok związane są ściśle z parametrami osadzania (ciśnienia roboczego gazu i potencjału polaryzacji na podłożu). Mikrostruktury powłok badano za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM) wyposażonego w przystawki do mikroanalizy dyspersji energii i dyfrakcji rentgenowskiej (XRD). Przeprowadzona analiza fazowa powłok (Ti-Zr-Cr-Nb)N wykazała występowanie faz TiN, NbTiN2, ZrTiNb, ZrNb, TiCr oraz α-Ti. Zmierzona grubość powłok osiągała wartość 6,8 µm natomiast największa ich twardość H = 43,7GPa. Badane były również właściwości tribologiczne powłok (metoda ball-on-disc) i mechaniczne (test zarysowania). Wyniki przeprowadzonych analiz wieloskładnikowych powłok ceramicznych (Ti-Zr-Cr-Nb)N są bardzo obiecujące i wykazują, że mogą być one stosowane jako powłoki ochronne dla narzędzi skrawających oraz w materiałach strukturalnych.

 

 

 

Plik artykułu:

2016-12-16-Tribo-16v47n6_p205_218.pdf

Publikacja:

6/2016

Strony:

205 - 218
Years up to 2012

.:| Designed by Arkadiusz Rzucidło |:.