پديد آورنده :
نقاش زاده، اميررضا
عنوان :
بررسي رفتار تربيولوژيكي پوشش هاي چند لايه TiN- TiCN- TiALN اعمال شده بر روي فولاد ابزار D3 به روش رسوب فيزيكي بخار
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
شناسايي و انتخاب و روش ساخت مواد
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مهندسي مواد
صفحه شمار :
چهارده، 78ص.: مصور
توصيفگر ها :
سايش , اكسايش
استاد داور :
محمود منيرواقفي، حميدرضا سليمي جزي
تاريخ ورود اطلاعات :
1395/07/12
چكيده فارسي :
5 چكيده امروزه به منظور افزايش طول عمر و ميزان كاربري اكثر ابزارها و قطعات صكنعتي تحت عمليات سطحي مختلفي قرار ميگيرند كه از جمله اين فرايندها ايجاد پوششهاي اليه نازك به روش رسوب فيزيكي بخار است در سالهاي اخير استفاده از پوششهاي چنداليه نيتريدي در كاربردهاي مختلف صككنعتي نظير ابزار برشككي و قالبهاي شكككلدهي و ريختهگري گسككترش يافته اسككت در اين پژوهش چهار پوشككش چنكداليه با ترتيب اليههاي مختلف با اسكككتفاده از تركيبات TiN TiCN TiAlN بر روي فوالد ابزار 3 D به روش تبخير قوس كاتدي اعمال شكد به منظور مشكخصكهيابي پوشكشهاي چنداليه اعمالي و تعيين ضخامت آنها از ميكروسكوپ الكتروني روبشي مجهز به آناليز تفكيك انرژي و ميكروسككوپ نيروي اتمي اسكتفاده شد همينين آناليز فازي پوششها توسط آزمون پراش پرتو ايكس انجام شد ارزيابي خواص مكانيكي پوشكشها با اسكتفاده از آزمون نانو فرورونده تحت بار نهايي 03 mN و با اسكتاندارد فرورونده بركوويچ صورت گرفت به منظور بررسكي رفتار سكايشكي پوششهاي ايجاد شده از آزمون گلوله بر روي ديسك با استفاده از گلولههايي از جنس آلومينا و تحت بارهاي 1 35 و 15 نيوتن و طي مسكافت 3335 متر اسكتفاده گرديد در ادامه جهت تعيين مكانيزمهاي حاكم بر سكايش مسكير سايش نمونهها به وسيله ميكروسككوپ الكتروني روبشكي و آناليز تفكيك انرژي بررسكي شكد به منظور بررسكي رفتار اكسكايشكي و پايداري حرارتي اين پوششها عمليات حرارتي در دماهاي 334 336 338 و 3335 درجه سكككانتيگراد به مدت 5 سكككاعت در كوره مقاومتي بر روي پوشكككشها صكككورت گرفت سپس تصاوير ميكروسكوپي نوري و الكتروني روبشي و همينين آناليزهاي XRD و EDS سطح پوششها پس از عمليات حرارتي مورد بررسكي قرار گرفت نتايج بدسكت آمده حاكي از آن اسكت كه در پوشكشهاي چنداليه حضكور TiAlN در اليه سطحي در مقايسه با حضكور TiN منجر به افزايش زبري سكطح گرديده اسكت با توجه به نتايج آزمون نانو فرورونده سكختي اين پوششها در محدوده 3379 تا 3340 ويكرز ميباشد و هر چهار پوشش مقاومت خوبي در برابر تغيير فرم پالستيك از خود نشان ميدهند نتايج آزمون سايش نشان داد كه اعمال پوشكشهاي چنداليه پايه تيتانيم باعث كاهش ضكريب اصطكاك سطح زيراليه ميگردد و با افزايش ميزان بار اعمالي مقادير ضريب اصككطكاك و كاهش وزن پوشككشها افزايش مييابد پوشككش TiN TiCN TiN TiAlN TiN TiCN TiN داراي كمترين مقدار ضككريب اصكطكاك دحدود 4 3 و كمترين ميزان نرخ سكايش در نيروي متوسككط 35 نيوتن اسكت و ميزان نرخ سككايش زيراليه بدون پوشككش حدود ك ك ك چهار برابر بيشكتر از نرخ سكايش اين پوشكش ميباشكد همينين عليرغم سكختي كمتر اين پوشكش نسبت به پوششهاي داراي اليه سطحي TiAlN بيشكترين مقاومت سكايشكي را در بين پوشكشهاي چنداليه دارد سكايش خراشكان و اكسيداسيون مهمترين مكانيزم غالب در سايش پوشكشها ميباشكد با توجه به نتايج آزمون اكسكايش حضكور اليه سطحي TiAlN در پوششهاي چنداليه باعث افزايش مقاومت در برابر اكسايش اين پوششها و افزايش دماي كاري آنها ميشود كليدي رسوب فيزيكي بخار پوششهاي چنداليه تريبولوژي سايش اكسايش كلما
چكيده انگليسي :
72Investigation the tribological properties of TiN TiCN TiAlN multilayer coatings on AISI D3 tool steel by Physical vapor deposition technique Amir Reza Naghashzadeh a naghash@ma iut ac ir June 18 2016 Department of Materials Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language FarsiSupervisor Dr Ali Shafyei Prof Email shafyei@cc iut ac irAbstractNowadays most industrial tools and components are improved by means of various surfaceengineering operations such as Physical Vapor Deposition PVD In the recent years applyingmultilayer nitride coatings have been developed among industrial applications such as cutting toolsand forging mold and casting In the current research four multilayer TiN TiCN TiAlN coatingsdeposited on the surface of D3 tool steel by a cathodic arc vaporization system Scanning ElectronMicroscopy SEM equipped with Energy Dispersive Spectroscopy EDS and Atomic ForceMicroscopy AFM were used to characterize the coatings X ray Diffraction technique was alsoused for phase identification Evaluation of mechanical properties of the coatings was done usingNano indentation test under 30 mN load In order to investigate wear behavior of the appliedcoatings ball on disk test with alumina balls under 5 10 and 15 N loads within 1000 m distancewas used To identify dominant wear mechanism wear path was analyzed by SEM and EDS Toinvestigate oxidation behavior and thermal stability of the coatings heat treatment of the specimensin 400 600 800 and 1000 C for 1 hour in a resistant furnace was performed The obtained resultsshow that existence of TiAlN increased surface roughness compared with TiN According to Nano indentation test results coatings have hardness value of 2700 to 3400 HV Four coatings also showedgood resistance to plastic deformation Results of the wear test showed that applying Ti basedcoatings reduces friction coefficient In addition increasing applied load decreases both frictioncoefficient and weight loss of the specimens The TiN TiCN TiN TiAlN TiN TiCN TiN coatingexhibit the least friction coefficient about 0 4 and wear rate in the average 10 N load Furthermore the wear rate of the substrate was 4 times greater than the mentioned sample Abrasive wear andoxidation are the most dominant mechanisms of these coatings Existence of TiAlN top layerincreased oxidation resistance in the coatings and their working temperature Keywords Physical Vapor Deposition PVD multilayer coatings Tribology Wear Oxidation
استاد داور :
محمود منيرواقفي، حميدرضا سليمي جزي
