عنوان :
بررسي و مطالعه مقاونت به سايش، خوردگي و سختي سه پوشش TiCrN,CrN, TiN اعمال شده بر روي فولاد ابزار نوع D5 به روش لايه نشاني فيزيكي بخار PVD
توصيفگر ها :
پوشش هاي نيتريدي پايه تيتانيم و كروم , تبخير قوس كاتدي , رسوب فيزيكي بخار , خوردگي , سايش فولاد ابزار كار سرد
چكيده فارسي :
چكيده
نانو پوشش هاي سخت به طور عمده به منظور افزايش طول عمر ابزارها، به خصوص ابزار برش و قطعات دستگاه ها، و همچنين براي رسيدن به خواص تزئيني مطلوب و قابليت مقاومت بالا در برابر خوردگي در اتمسفر، مايع بدن و برخي مايعات صنعتي استفاده ميشود. TiNو CrNبه عنوان نانو پوشش سخت بر روي ابزارها و قالبها عليرغم سختي بالا و مقاومت به سايش، در هنگام ماشينكاري با سرعت بالا و در شرايط مرطوب داراي محدوديت است. با توجه به اينكه پوشش هاي TiNو CrNباعث افزايش چقرمگي و كاهش احتمال پوسته شدن و تراشه شدن پوشش را به همراه دارد و مشاركت نانو پوشش هاي چندلايه TiCrNدر اين پوشش ها باعث بهبود رفتار اكسايشي و خوردگي و همچنين باعث افزايش سختي و رفتار سايشي نسبت به نانو پوشش CrNدارد، لذا انتظار مي رود كه نانو پوشش هاي چندلايه TiCrNعملكرد بهتري نسبت به نيتريدهاي ساده داشته باشند. در اين پژوهش با ساخت فلز هدف از جنس فولاد ابزار كار سرد نوع D5نانو پوششهاي CrN ،TiNو TiCrNتوسط فرآيند تبخير قوس كاتدي(Arc PVD)ايجاد شد. پس از آن رفتار سايشي، خوردگي و سختي اين سه نانو پوشش مقايسه و مورد بررسي قرار گرفت. جهت بررسي ريزساختار حاصل از فرآيند تبخير قوس كاتدي، ضخامت پوشش ها و همچنين جهت بررسي آناليز عنصري از ميكروسكوپ الكتروني روبشي (FE SEM )استفاده شد. همچنين آناليز فازي پوششهاي ايجاد شده توسط پراش سنج پرتو ايكس انجام گرفت. ارزيابي خواص نمونه هاي پوشش داده شده توسط توسط سختي سنجي، آزمون سايش پين روي ديسك و آزمون خوردگي در محلول 3/5درصد وزني NaClو 3درصد حجمي KCLصورت گرفت. نتايج آزمون سايش پين روي ديسك برروي نمونه فولادي پوشش داده شده در بار اعمالي 100و 120نيوتن در مسافت 1000متر انجام گرفت كه نتايج حاصل نشان دهنده اين امر است كه نانو پوشش نازك TiNو چندلايه TiCrNو درآخر CrNبه ترتيب داراي بيشترين مقدار مقاومت به سايش ميباشد. اگرچه بررسي سطوح و ذرات سايش نمونه هاي مختلف، مكانيزمهاي سايش متفاوت را نشان داد. نتايج آزمون خوردگي روي نمونه هاي مختلف، رفتار خوردگي بهتر نانو پوشش چندلايه TiCrNو پوشش نازك CrNو در آخر TiNبه ترتيب داراي بيشترين مقدار مقاومت در برابر خوردگي ميباشد. نتايج آزمون سختي نشان دهنده اين امر است كه پوشش نازك TiNو چندلايه TiCrNو درآخر CrNبه ترتيب داراي بيشترين مقدار سختي مي باشد.
چكيده انگليسي :
Abstract
Hard nano coatings is used to enhance the tools longevity , especially for cutting tool and
pieces denices, and also to achieve the swtable garniture property and the durability to
corrosion resistance in atomosphere , body liquid and some of industnal fluids. TiN and CrN
are to purpose the hard nano coatings on the tools and molds , for thermore , the higt hardness
and wear resistance, during the maehining with high speed and in suitable condition have a
limitation. As regareds TiN and CrN coating are leads to high toughness and decrease the
slough the coat and to participation TiCrN multi layer nano coating to improve the oxidation
and corrosion and also have high hardness, wear be haviar than CrN nano coating, this attends
the TiCrN multi layer nano coatings should have be a good performance than nitrids. In this
stuty by making the target of cold work tools D5 on TiCrN , CrN , TiN nano coatings with
physical vapor deposition. After that wear , corrosion and hardness be havors of three nano
coating are compore with together. To study the microstructure of physical vapor deposition ,
thickness of coats also to stadying the elemented analysis , the scanning electron microscope is
used X-Ray diffraction is used to phase analysis of coatings. To estimate the properties of
coatings samples with hardness evaluate , pin on disk weare test and corrosion test with 3.5%
wt NaCl 3% KCl. The results of pin on disk wear test on the coating sample with the force 100
, 120 and 1000 m that results shows that TiN nano coat TiCrN multi layer and CrN have high
wear resistance respectively. Stady of surfaces and wear particles of different sample , shows
different wear mechanism. The resalts of corrosion tests on different samples , the good
performance of TiCrN malti layer nano coating , thin film CrN and at the end TiN have a high
corrosion resistance respectively. The results of hardness test shows that TiN thin film , TiCrN
mnlti layer and at the end CrN have a high hardnesses respectivdy.