پديد آورنده :
مارچين، نويد
عنوان :
ارزيابي خواص پوشش هاي نانوكامپوزيتي TiSiN و TiSiCN به روش رسوب فيزيكي بخار براي قالب هاي شكل دهي
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
شناسايي و انتخاب مواد
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مواد
صفحه شمار :
دوازده، ۹۰ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
فخرالدين اشرفي زاده
توصيفگر ها :
پوشش , رسوب فيزيكي بخار , TiSiN , TiSiCN , نانوكامپوزيت , قالب شكل دهي
استاد داور :
حسين ادريس، كيوان رئيسي
تاريخ ورود اطلاعات :
1397/05/01
چكيده فارسي :
1 چكيده پوشش سهجزئي TiSiN و پوشش چهار جزئي TiSiCN به دليل برخي خواص استثنايي انتخابهاي مناسبي جهت پوششدهي قالبهاي شكلدهي به روش رسوب فيزيكي بخار هستند در پژوهش حاضر پوششهاي TiSiCN و TiSiN با اليه مياني TiN CrN و TiAlN كه با فرايند صنعتي قوس كاتدي روي زيراليه فوالد ابزار سردكار رسوب داده شده بود مورد ارزيابي قرارگرفتند ماكروذرات موجود بر سطح پوشش ها از نظر تركيب شيميايي و توزيع بررسي شدند بيشتر ماكروذرات مربوط به مراحل پاياني پوششدهي است و حضور كربن موجب افزايش تعداد ماكروذرات شده است شناسايي ساختار پوششهاي TiSiCN و TiSiN توسط پراش پرتو ايكس ساختارهاي نانوكامپوزيتي به ترتيب با شبكه كريستالي Ti C N و TiN و مرزهاي آمورف غني از سيليسيم و كربن نشان داد در ساختار كريستالي پوشش TiAlN نيز فاز Ti Al N شناسايي شد اندازه كريستاليتهاي پوشش توسط روش ريتولد براي پوششهاي مورد بررسي در محدوده 9 تا 11 نانومتر اندازهگيري شد پوششها تحت تنش پسماند فشاري به مقادير 4 3 5 9 و 7 3 GPa به ترتيب براي پوششهاي TiSiN TiSiCN و TiAlN هستند چسبندگي پوششها كه توسط آزمون فروروش راكول C انجام شد كه نشان داد حضور كربن باعث افزايش چشمگير چسبندگي پوشش به زيراليه ميشود سختي سنجي در بارهاي 1 و 2 نيوتون انجام گرفت و بهمنظور از بين بردن اثر زيراليه روي مقادير سختي از مدل L P استفاده شد پوشش TiSiCN داراي بيشترين سختي نسبت به دو پوشش ديگر بود آزمونهاي سايش در بارهاي 4 و 6 نيوتون و با سايندههاي زيركونيا و فوالد 00125 روي زيراليه و هر سه پوشش انجام گرفت اضافه شدن كربن به پوششهاي نيتريدي باعث كاهش سايش چسبان و ضريب اصطكاك تا حدود 52 0 شده است نرخ سايش زيراليه 64 22 و پوششها در گستره 8 تا 6 01 mm3 Nm 31 بدست آمد بررسي نتايج آزمونهاي انجام شده روي پوششها موجب انتخاب پوشش TiSiCN براي آزمون ميداني شد براي كشش عميق لولههاي فوالدي قالب شكلدهي با پوشش TiSiCN با قالب بدون پوشش مقايسه شد و گزارش شد اين پوشش عمر قالب شكلدهي را بيش از 01 برابر افزايش داده است كلمات كليدي پوشش رسوب فيزيكي بخار TiSiCN TiSiN نانوكامپوزيت قالب شكلدهي
چكيده انگليسي :
91 Isfahan University of Technology Department of Materials Engineering Evaluation of Properties of TiSiN and TiSiCN Nanocomposite Coatings by Physical Vapor Deposition for Forming Dies Navid Marchin navidmarchin@yahoo com Date of Submission 2018 06 19Degree M Sc Language FarsiSupervisor F Ashrafizadeh Prof E mail ashrafif@cc iut ac irAbstractTernary and quarternary TiSiN and TiSiCN coatings due to some special properties aresuitable choices for coating forming dies by physical vapor deposition In this work TiSiCNand TiSiN coatings with TiN CrN and TiAlN interlayers which were deposited by thecathodic arc process on the tool steel substrate were evaluated Macroparticles on surfaceof the coatings were examined for chemical composition and distribution Mostmacroparticles are from final stages of deposition The presence of carbon has increased thenumber of macroparticles The TiSiCN and TiSiN coating structure was characterized by X ray diffraction The results showed nanocomposite structures with Ti C N and TiN crystalsand amorphous boundaries are rich in silicon and carbon Ti Al N phase was also identifiedin the crystalline structure of TiAlN coating The size of the crystallites of the coatings wasmeasured in a range of 9 to 11 nm by the rietveld method Residual stress of the coatings are3 4 9 5 and 7 7 GPa for TiSiCN TiSiN and TiAlN coatings respectively The adhesion ofthe coatings carried out by the Rockwell C method and illustrated the fact that the presenceof carbon significantly increases the adhesion of the coating to the substrate Hardness testswere carried out at loads of 1 and 2 N and the L P model was used to remove the substrateeffect on hardness values The hardness of TiSiCN coating was more than the two othercoatings The tribological properties of coatings and substrate were evaluated by dry frictiontests in loads of 4 and 6 N and against ZrO2 ball and 52100 steel pin abrasives Addition ofcarbon to nitride coatings has reduced the adhesion wear mechanism and friction coefficientto around 0 25 The wear rate of the substrate was 46 22 and the coatings were in the rangeof 8 to 10 mm3 Nm 10 6 The results of the tests on the coatings led to choose TiSiCNcoating for field test For deep drawing of steel tubes TiSiCN coated and non coated dieswere compared and reported that this coating has increased life time of dies more than tentimes Key wordsCoating Physical Vapor Deposition TiSiN TiSiCN Nanocomposite forming dies
استاد راهنما :
فخرالدين اشرفي زاده
استاد داور :
حسين ادريس، كيوان رئيسي
