Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Cedzyna, czerwiec 2011 Koszalin University of Technology 1 "Powłoki przeciwzużyciowe nanoszone metodami próżniowo-plazmowymi na narzędzia do obróbki drewna"

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Cedzyna, czerwiec 2011 Koszalin University of Technology 1 "Powłoki przeciwzużyciowe nanoszone metodami próżniowo-plazmowymi na narzędzia do obróbki drewna""— Zapis prezentacji:

1 Cedzyna, czerwiec 2011 Koszalin University of Technology 1 "Powłoki przeciwzużyciowe nanoszone metodami próżniowo-plazmowymi na narzędzia do obróbki drewna" Witold Gulbiński Instytut Mechatroniki, Nanotechnologii i Techniki Próżniowej Politechnika Koszalińska

2 Cedzyna, czerwiec 2011 Koszalin University of Technology 2 Powłoki przeciwzużyciowe nanoszone metodami próżniowo-plazmowymi na narzędzia do obróbki drewna Plan prezentacji Przyczyny i mechanizmy zużycia narzędzi do obróbki drewna Przyczyny i mechanizmy zużycia narzędzi do obróbki drewna Warunki pracy narzędzia Warunki pracy narzędzia Parametry opisujące zużycie Parametry opisujące zużycie Charakter zużycia – przykładowe wyniki testów przemysłowych Charakter zużycia – przykładowe wyniki testów przemysłowych Powłoki przeciwzużyciowe na narzędzia do obróbki drewna Powłoki przeciwzużyciowe na narzędzia do obróbki drewna Powłoki na bazie azotków metali (jednorodne, wielowarstwy, nanokompozyty) Powłoki na bazie azotków metali (jednorodne, wielowarstwy, nanokompozyty) architektura nanokompozytów architektura nanokompozytów Powłoki na bazie węgla Powłoki na bazie węgla architektura nanokompozytów architektura nanokompozytów Projekt Projekt

3 Cedzyna, czerwiec 2011 Koszalin University of Technology 3 Powłoki przeciwzużyciowe nanoszone metodami próżniowo-plazmowymi na narzędzia do obróbki drewna Mechanizmy zużycia narzędzi: zużycie abrazyjne (ścierne) zużycie udarowe przegrzanie (odpuszczanie) korozja chemiczna korozja elektrochemiczna Przyczyny zużycia narzędzi: tarcie występowanie wtrąceń mineralnych w drewnie wysoka temperatura (niskie przewodnictwo cieplne) wilgotność materiału obrabianego obecność substancji organicznych (żywice)

4 Cedzyna, czerwiec 2011 Koszalin University of Technology 4 Powłoki przeciwzużyciowe nanoszone metodami próżniowo-plazmowymi na narzędzia do obróbki drewna A - zużycie adhezyjne B - zużycie mechaniczne C - zużycie ścierne D - zużycie cieplne E - zużycie przez utlenianie F - zużycie dyfuzyjne G - wysokotemperaturowa deformacja plastyczna König W., Horizons in manufacturing technology, University of Michigan, Michigan 1967

5 Cedzyna, czerwiec 2011 Koszalin University of Technology 5 Powłoki przeciwzużyciowe nanoszone metodami próżniowo-plazmowymi na narzędzia do obróbki drewna

6 Cedzyna, czerwiec 2011 Koszalin University of Technology 6 Powłoki przeciwzużyciowe nanoszone metodami próżniowo-plazmowymi na narzędzia do obróbki drewna F3F3 Układ sił podczas skrawania drewna: F1 – grupa oporów wióra i ich wypadkowa F2 – grupa oporów ścinania i ich wypadkowa F3 – grupa sił reakcji materiału obrabianego

7 Cedzyna, czerwiec 2011 Koszalin University of Technology 7 Powłoki przeciwzużyciowe nanoszone metodami próżniowo-plazmowymi na narzędzia do obróbki drewna Zużycie narzędzia: SV – skrócenie ostrza VB R – starcie powierzchni natarcia VB α – stępienie ostrza

8 Cedzyna, czerwiec 2011 Koszalin University of Technology 8 Powłoki przeciwzużyciowe nanoszone metodami próżniowo-plazmowymi na narzędzia do obróbki drewna

9 Cedzyna, czerwiec 2011 Koszalin University of Technology 9 Powłoki przeciwzużyciowe nanoszone metodami próżniowo-plazmowymi na narzędzia do obróbki drewna Powłoka (I) na bazie azotków metali

10 Cedzyna, czerwiec 2011 Koszalin University of Technology 10 Powłoki przeciwzużyciowe nanoszone metodami próżniowo-plazmowymi na narzędzia do obróbki drewna Powłoka (II) na bazie azotków metali

11 Cedzyna, czerwiec 2011 Koszalin University of Technology 11 Powłoki przeciwzużyciowe nanoszone metodami próżniowo-plazmowymi na narzędzia do obróbki drewna Powłoka (III) na bazie węgla (ta-C) część niepracująca

12 Cedzyna, czerwiec 2011 Koszalin University of Technology 12 Powłoki przeciwzużyciowe nanoszone metodami próżniowo-plazmowymi na narzędzia do obróbki drewna Modyfikacja powierzchni narzędzi do obróbki drewna: warstwy dyfuzyjne (azotowanie plazmowe w układzie z aktywnym ekranem - ASPN) warstwy przeciwzużyciowe nanoszone technikami PVD Wymagania: wysoka adhezja twardość wysoka wiązkość (toughness) ~ H 3 /E 2 dobre przewodnictwo cieplne odporność korozyjna odporność na utlenianie niskie tarcie

13 Cedzyna, czerwiec 2011 Koszalin University of Technology 13 Powłoki przeciwzużyciowe nanoszone metodami próżniowo-plazmowymi na narzędzia do obróbki drewna J.Schiotz,Proceedings of the 22 th Riso International Symposium on Materials Science, Roskilde, Denmark (2001) 127. Granica plastyczności

14 Cedzyna, czerwiec 2011 Koszalin University of Technology 14 Koncepcja projektowania powłok nanokompozytowych o wysokiej wiązkości (toughness): Rozmieszczenie krystalicznych nanometrycznych (3-10nm) wydzieleń w amorficznej matrycy ogranicza propagację dyslokacji oraz mikropęknięć. Duży udział granic ziaren w materiale nanokrystalicznym sprzyja podwyższeniu plastyczności dzięki poślizgom po granicach ziaren. Warstwa pośrednia/przejściowa (często z gradientem składu) powinna zapewniać wysoka adhezję i umożliwiać relaksację naprężeń. A.A. Voevodin, Tsinghua Science and Technology, 10 (2005) Powłoki przeciwzużyciowe nanoszone metodami próżniowo-plazmowymi na narzędzia do obróbki drewna

15 Cedzyna, czerwiec 2011 Koszalin University of Technology 15 A.A. Voevodin, J.S. Zabinski, Supertough wear-resistant coatings with `chameleon' surface adaptation, Thin Solid Films 370 (2000) 223–231. Powłoki przeciwzużyciowe nanoszone metodami próżniowo-plazmowymi na narzędzia do obróbki drewna Veprek S. Conventional and new approaches towards the design of novel superhard materials. Surf. Coat. Technol., 1997, 97: SiC, Si 3 N 4, taC, aC:H

16 Cedzyna, czerwiec 2011 Koszalin University of Technology 16 J. Patscheider, Nanocomposite Hard Coatings for Wear Protection, MRS Bulletin, 28 (2003) 173. A.A. Voevodin, J.S. Zabinski, Supertough wear-resistant coatings with `chameleon' surface adaptation, Thin Solid Films 370 (2000) 223–231. Powłoki przeciwzużyciowe nanoszone metodami próżniowo-plazmowymi na narzędzia do obróbki drewna

17 Cedzyna, czerwiec 2011 Koszalin University of Technology 17 Powłoki przeciwzużyciowe nanoszone metodami próżniowo-plazmowymi na narzędzia do obróbki drewna S.Veprek et al., Thin Solid Films, 476 (2005) 1–29 TiN/a-Si 3 N 4

18 Cedzyna, czerwiec 2011 Koszalin University of Technology 18 Wielowarstwy – supersieci powłoki wielowarstwowe o grubości podpowłok 5-25 nm podwyższona twardość i wiązkość, podwyższona odporność na zużycie ścierne i korozję. Sture Hogmark, Staffan Jacobson, Mats Larsson, Design and evaluation of tribological coatings, Wear 246 (2000) 20–33. HSS/TiN/TaN Powłoki przeciwzużyciowe nanoszone metodami próżniowo-plazmowymi na narzędzia do obróbki drewna

19 Cedzyna, czerwiec 2011 Koszalin University of Technology 19 Wielowarstwy – supersieci Powłoki przeciwzużyciowe nanoszone metodami próżniowo-plazmowymi na narzędzia do obróbki drewna Holleck H, Schier V. Multilayer PVD coatings for wear protection. Surf. Coat. Technol., 1995, 76-77:

20 Cedzyna, czerwiec 2011 Koszalin University of Technology 20 Wielowarstwy – supersieci powłoki wielowarstwowe o grubości podpowłok 5-25 nm podwyższona twardość i wiązkość, podwyższona odporność na zużycie ścierne i korozję. Powłoki przeciwzużyciowe nanoszone metodami próżniowo-plazmowymi na narzędzia do obróbki drewna A Escudeiro Santana, PhD thesis, EPFL Lausanne 2004

21 Cedzyna, czerwiec 2011 Koszalin University of Technology 21 A.C. Ferrari, J. Robertson, Interpretation of Raman spectra of disordered and amorphous carbon, Phys. Rev. B 61 (20) (2000) Powłoki na bazie węgla Bombardowanie jonami, a szczególnie ich energia, decyduje o strukturze powłok na bazie węgla. Bombardowanie jonowe prowadzi do zagęszczenia struktury przy równoczesnym indukowaniu bardzo wysokich naprężeń ściskajacych. Wysokie naprężenia ściskajace są przyczyną delaminacji powłok po przekroczeniu grubości krytycznej. Naprężenia te mogą być zredukowane na wiele sposobów. Powłoki przeciwzużyciowe nanoszone metodami próżniowo-plazmowymi na narzędzia do obróbki drewna

22 Cedzyna, czerwiec 2011 Koszalin University of Technology 22 [J. Robertson] J. Robertson, Materials Science and Engineering R 37 (2002) Powłoki przeciwzużyciowe nanoszone metodami próżniowo-plazmowymi na narzędzia do obróbki drewna

23 Cedzyna, czerwiec 2011 Koszalin University of Technology nm 100 nm 10 GPa [M. Chhowalla] 1.M. Chhowalla, Diamond and Related Materials 10 (2001) Powłoki przeciwzużyciowe nanoszone metodami próżniowo-plazmowymi na narzędzia do obróbki drewna

24 Cedzyna, czerwiec 2011 Koszalin University of Technology 24 A.C. Ferrari, J. Robertson, Interpretation of Raman spectra of disordered and amorphous carbon, Phys. Rev. B 61 (20) (2000) G peak position and I(D)/I(G) ratio vs sp 3 fraction for as-deposited a-C:H. Powłoki przeciwzużyciowe nanoszone metodami próżniowo-plazmowymi na narzędzia do obróbki drewna

25 Cedzyna, czerwiec 2011 Koszalin University of Technology 25 taC Al Ni Co Cu Ag, Au Ti Cr V Mo Ta Zr W MeC x -taC Me-taC Si taC:H aC:H Ti Cr V Mo Ta Zr W Me-taC:H MeC x -taC:H Me-aC:H MeC x -aC:H Al Ni Co Cu Ag, Au Si Powłoki przeciwzużyciowe nanoszone metodami próżniowo-plazmowymi na narzędzia do obróbki drewna Nanokompozyty na bazie węgla

26 Cedzyna, czerwiec 2011 Koszalin University of Technology 26 (111) (200) (220) (311) (222) (400) (420) (422) (111) (200) (220) (311) (222) (400) (420) Nanocrystalline MeC x x crystallites < 20 nm Nanocomposite MeC-aC;H x crystallites < 10 nm Nanocomposite MeC-aC;H x crystallites < 4 nm Powłoki nanokompozytowe typu XC/a-C:H krystality < 10 nm b) d) c) a) Up to 10 % a-C:H % a-C:H % a-C:H MeC x aC:H TiC d = 8-10nm TiC-aC:H d = 4-6nm H = 32 GPa, μ = 0.35 Ti48C40H9(O,N.Ar)3 TiC-aC:H d = <4nm H = 42 GPa, μ = 0.26 Ti38C52H6(O,N.Ar)4 H = 15 GPa, μ = 0.06 Ti6C72H21(O,N.Ar)1 A. Czyżniewski et al., Journal of Materials Processing Technology 157–158 (2004) 274–283 Powłoki przeciwzużyciowe nanoszone metodami próżniowo-plazmowymi na narzędzia do obróbki drewna

27 Cedzyna, czerwiec 2011 Koszalin University of Technology 27 Rozpylanie magnetronowe (wieloźródłowe lub z targetów segmentowych), HIPIMS Rozpylanie wiązką jonową (z wielu targetów) Próżniowy łuk katodowy taC Al Ni Co Cu Ag, Au Ti Cr V Mo Ta Zr W MeC x -taC Me-taC Si Metody nanoszenia warstw Powłoki przeciwzużyciowe nanoszone metodami próżniowo-plazmowymi na narzędzia do obróbki drewna

28 Cedzyna, czerwiec 2011 Koszalin University of Technology 28 Filtered vacuum arc of graphite with simultaneous magnetron sputtering of Si. Si-taC films Churl Seung Lee et al., Diamond and Related Materials 11 (2002) 198–203 Powłoki przeciwzużyciowe nanoszone metodami próżniowo-plazmowymi na narzędzia do obróbki drewna

29 Cedzyna, czerwiec 2011 Koszalin University of Technology 29 aSiC-taC Churl Seung Lee et al., Diamond and Related Materials 11 (2002) 198–203 sp 3 /sp 2 Powłoki przeciwzużyciowe nanoszone metodami próżniowo-plazmowymi na narzędzia do obróbki drewna

30 Cedzyna, czerwiec 2011 Koszalin University of Technology 30 B.K. Tay et al., Diamond and Related Materials 10 (2001) (Al or Ti – taC) D. Sheeja et al., Diamond and Related Materials 12 (2003) 2032–2036 (Al -taC) S. Zhang et al., Thin Solid Films 482 (2005) 138– 144 (Ti+Al – taC) Me-taC, Me = Al, Ti sp 3 /sp 2 ncTiC-taC Al-taC Powłoki przeciwzużyciowe nanoszone metodami próżniowo-plazmowymi na narzędzia do obróbki drewna

31 Cedzyna, czerwiec 2011 Koszalin University of Technology 31 C 1s C-C C-Ti W. Gulbiński et al., Applied Surface Science 239 (2005) 302–310 TiC– aC:H nanocomposite films Powłoki przeciwzużyciowe nanoszone metodami próżniowo-plazmowymi na narzędzia do obróbki drewna

32 Cedzyna, czerwiec 2011 Koszalin University of Technology 32 W. Gulbiński et al., Applied Surface Science 239 (2005) 302–310 TiC– aC:H nanocomposite films Powłoki przeciwzużyciowe nanoszone metodami próżniowo-plazmowymi na narzędzia do obróbki drewna

33 Cedzyna, czerwiec 2011 Koszalin University of Technology 33 Powłoki przeciwzużyciowe nanoszone metodami próżniowo-plazmowymi na narzędzia do obróbki drewna Wykonawcy projektu: Jan Staśkiewicz – kierownik Witold Gulbiński Tomasz Krzyżyński Jerzy Ratajski Jan Walkowicz Andrzej Czyżniewski Adam Gilewicz Roman Olik Tomasz Suszko Bogdan Warcholiński

34 Cedzyna, czerwiec 2011 Koszalin University of Technology 34 Powłoki przeciwzużyciowe nanoszone metodami próżniowo-plazmowymi na narzędzia do obróbki drewna

35 Cedzyna, czerwiec 2011 Koszalin University of Technology 35 Dziękuję za uwagę Powłoki przeciwzużyciowe nanoszone metodami próżniowo-plazmowymi na narzędzia do obróbki drewna


Pobierz ppt "Cedzyna, czerwiec 2011 Koszalin University of Technology 1 "Powłoki przeciwzużyciowe nanoszone metodami próżniowo-plazmowymi na narzędzia do obróbki drewna""

Podobne prezentacje


Reklamy Google