Pokrywanie narzędzi skrawających warstwami o wysokiej twardości, niskim współczynniku tarcia i dobrej odporności na korozję jest szeroką dziedziną techniki [1, 2]. Opracowanie nowego rodzaju pokryć wymaga stworzenia stanowisk R&D, w których można prowadzić prace badawcze przed wdrożeniem ich do produkcji [3, 4]. W niniejszej pracy opisano stanowisko do nanoszenia twardych powłok metodą rozpylania magnetronowego MF z tarcz intermetalicznych TiAl. Opis stanowiska Do budowy stanowiska wykorzystano produkowane przez TEPRO Koszalin stanowisko NA501A. Komorę próżniową wyposażono w wyrzutnie magnetronowe WMK50 [5] oraz zasilacze impulsowe DORA POWER SYSTEM. Pozostałe elementy wyposażenia w tym obrotowy stolik z płytą grzejną SiC (do temperatury 1200K) wytworzono w AGH. Ogólny widok stanowiska przedstawiono na rys. 1. su termoparą. Prowadzono bezpośrednią obserwacji procesu poprzez wzierniki umieszczone na ścianach komory. Technologia nanoszenia warstw Istotnym elementem w nanoszeniu warstw (TiAl)N w prezentowanym stanowisku było wykorzystanie spieku międzymetalicznego TiAl jako materiału powłokotwórczego. Substratami do otrzymania tego związku były mikroproszki wodorku tytanu o przeciętnym uziarnieniu 10 μm i aluminium (ok. 50 μm). Mieszaninę reakcyjną o składzie molowym 1:1 poddawano homogenizacji, a następnie formowano z niej złoże reakcyjne. Syntezę prowadzono metodą SHS [6, 7]. Otrzymany produkt rozdrabniano i po wybraniu odpowiedniej frakcji poddawano zagęszczaniu techniką prasowania na gorąco HP (Hot Pressing). Proces spiekania prowadzono w grafitowej matr[...]

W artykule przedstawiono wyniki prób regeneracji powłok azotku tytanu - TiN nanoszonych na płytki skrawające wykonane ze stali szybkotnącej HS6-5- 2 (SW7M) i z węglików spiekanych S20S. Powłoki pierwo[...]

Stopy z uporządkowanych faz międzymetalicznych, jakie tworzy tytan z glinem, znajdują zastosowanie jako nowe, lekkie materiały konstrukcyjne do pracy w wysokich temperaturach [1-5]. Zasadniczymi zaletami tych stopów są: niska gęstość, wysoka wytrzymałość oraz żaroodporność. Potencjalne zastosowania obejmują łopatki turbin gazowych, wirniki turbosprężarek oraz elementy silników samochodowych.[...]

Jedną z nielicznych technik pomiaru przewodnictwa cieplnego, umożliwiających wykonanie bezpośrednich pomiarów w szerokim zakresie temperatur, jest metoda 3-omega opracowana przez Cahilla i współpracowników [1-3]. Metoda pozwala, przy spełnieniu odpowiednich warunków, na pomiary właściwości anizotropowych, tj. przewodnictwa wzdłużnego[...]

Tytan oraz jego stopy, ze względu na wiele specyficznych właściwości (między innymi duża wytrzymałość względna, wysoka odporność na korozję, wysoka temperatura topnienia, niska gęstość, obojętność biologiczna) [1,2], znalazły zastosowanie w wielu dziedzinach techniki [3-5]. Szczególnie interesującymi materiałami konstrukcyjnymi (zwłaszcza w lotnictwie) są stopy na osnowie faz międzymetalicznych Ti-Al. Ich zasadniczą zaletą jest niska gęstość połączona z dobrymi parametrami wytrzymałościowymi [6,7]. Prowadzone w ostatnich latach badania nad poprawą właściwości tych stopów poprzez modyfikacje składu [8], mikrostruktury [9] oraz warunków procesu otrzymywania [10] sprawiły, że spełniają one obecnie coraz więcej kryteriów wytrzymałościowych i stanowią materiały konkurencyjne dla na[...]

  Stopy na osnowie faz międzymetalicznych z układu Ti-Al są przedmiotem dużego zainteresowania ze względu na niską gęstość (dwukrotnie niższą od żarowytrzymałych stopów niklu) dobre właściwości mechaniczne oraz odporność na utlenianie. Ich zastosowania konstrukcyjne w podwyższonej temperaturze ogranicza jednak skłonność do pochłaniania gazów i związane z tym obniżenie plastyczności. W niniejszym artykule przedstawiono wyniki badań mających na celu ograniczenie dyfuzji gazów przy pomocy warstw nanoszonych metodą rozpylania magnetronowego. Omówiono właściwości mikromechaniczne warstw oraz ich odporność na utlenianie w powietrzu w warunkach cyklicznych zmian temperatury. Słowa kluczowe: stopy na osnowie γ-TiAl, utlenianie, warstwy ochronne Surface protection of a Ti-46Al-8Nb all[...]

  Związki międzymetaliczne oraz ich połączenia np. z węglem, azotem, krzemem czy borem stanowią grupę materiałów o różnorodnych możliwościach zastosowania, wynikających z ich specyficznych właściwości. Niektóre z nich charakteryzują się własnościami nadprzewodzącymi, inne posiadają wysoka temperaturę topnienia i dobre właściwości mechaniczne w wysokich temperaturach, jeszcze inne doskonałą odporność korozyjną, czy efekt pamięci kształtu. Związki międzymetaliczne stanowią nową generację materiałów przeznaczonych do pracy w niekorzystnych warunkach. Można je otrzymywać różnymi technikami. Jedną z najbardziej perspektywicznych jest wykorzystanie samorozwijającej się, wysokotemperaturowej syntezy SHS (ang. Self-Propagation High-Temperature Synthesis). SHS realizowana jest w układzie zbliżonym do adiabatycznego, w którym przebiega reakcja egzotermiczna. Przebieg procesu ma charakter spalania zachodzącego w fazie stałej lub z udziałem fazy ciekłej, bądź rzadziej - gazowej. Inicjację reakcji (zapłon) uzyskuje się przez lokalne (miejscowe) lub całkowite (globalne) ogrzanie reagentów. Złożem reakcyjnym jest z reguły mieszanina mikroproszków. W odpowiednich warunkach, po inicjacji reakcji egzotermicznej powstaję fala termiczna rozprzestrzeniająca się z szybkością do 20 cm/sek., a szybkość przyrostu temperatury dochodzi do 1500oC/sek.. Ze względu na te specyficzne warunki badania dotyczące kinetyki jak i mechanizmu tej reakcji, prowadzącej do powstania określonego związku międzymetalicznego, napotykają na liczne trudności. Wydaje się, że powłoka złożona z określonej sekwencji warstw stanowi układ bardzo zbliżony do złoża proszkowego, natomiast daje znacznie większe możliwości obserwacji i pomiarów pozwalających na lepsze poznanie tego procesu. Zainteresowanie procesem SHS sięga ubiegłego tysiąclecia, w którym ukazały się pierwsze prace z tej tematyki [1, 2]. Wykorzystywanie wielowarstwowych powłok metalicznych do badania reakcji tworzenia[...]

Otrzymywanie powłok użytkowych typu duplex jest obecnie przedmiotem licznych prac. Można je podzielić na dwie zasadnicze grupy. Pierwsza dotyczy wykorzystania azotowania jarzeniowego do wstępnego utwardzenia powierzchni stali narzędziowej i następnie użycia jednej z technik PVD lub CVD do naniesienia zasadniczej warstwy wierzchniej [1-2]. Drugą grupę prac badawczych nad powłokami typu duplex[...]

Decyzja nanoszenia powłok, wymienionych w tytule pracy, powstała po uzyskaniu dobrych wyników pomiarów trwałości frezarskich płytek wieloostrzowych z powłoką TiN- Si3N4/TiN [1]. Zasadnicza koncepcja tzw. nanokompozytowych krystalicznoamorficznych powłok typu nc-TiN-a-Si3N4 zaproponowana jeszcze w latach 90. przez Vepreka i innych [2], pozostała ta sama. Wstrzymanie wzrostu krystalitów TiN (czy też CrN) przez obszary amorficznego azotku krzemu winno spowodować wzrost twardości powstałego kompozytu. W rzeczywistości powłoki otrzymywane w różnych laboratoriach znacznie różnią się od siebie, z rzadka osiągając poziom materiałów supertwardych. Idea zastąpienia azotku tytanu azotkiem chromu wynika z lepszej stabilności temperaturowej CrN. Nie jest to bez znaczenia, mając w perspekty[...]

Duża odporność na korozję w różnych środowiskach, obojętność biologiczna, brak toksyczności, a także mała gęstość (4,5 g/cm3) tytanu oraz duża wytrzymałość mechaniczna sprawiają, iż metal ten oraz jego stopy są szeroko stosowane jako nowoczesne biomateriały metaliczne [1,2]. Wzrost zapotrzebowania na elementy biozgodne z tkankami organizmu żywego jest przyczyną ciągłych poszukiwań nowych sposobów ulepszania znanych stopów. Badania obejmują szerokie spektrum wyspecjalizowanychmetod nanoszenia powłok zwiększających biozgodność i tolerancję materiału [1]. Jednak dotychczasowe doświadczenia in vivo nie dają w pełni zadowalających rezultatów. Jest to związane ze stosunkowo łatwym przechodzeniem składników stopu (np. wanadu) do organizmu ludzkiego i w konsekwencji powodowaniem stanó[...]