Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

The influance od substrate type on the structure and properties of AlTiN and TiAlN/aCN hard coatings produced by magnetron sputtering

Wojciech Eugeniusz Trzewiczyński

Abstract

The aim of this study was to investigate the influance of sintered carbides WC-Co composed of tungsten grains size on the mechanical and anti-wear layers properties. A double layer TiAlN/a-CN and multilayer TiN/AlTiN (also called AlTiN) were deposited in an industrial DC magnetron sputtering system CC800/9 (CemeCon). The layers prepared in this way were testified with mechanical tests such as scratch and microhardness tests as well as the chemical analysis in order to obtainthe the chemical composition of coatings and durability test. The same tests were carried out on reference samples - substrates without coatings. The microstructure of coatings was observed by scanning electron microscope HITACHI SU-70. Thermo Noran Vantage attachment was used for chemical composition analysis. The conducted research allowed to state that multilayer AlTiN coatings are characterized by better mechanical and anti-wear properties. They are characterized by higher hardness and critical load factor. There is no correlation between reducing the particle size of the substrate and improving the properties of the coatings.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Wojciech Eugeniusz Trzewiczyński (FMSE) Wojciech Eugeniusz Trzewiczyński,, Faculty of Materials Science and Engineering (FMSE)
Title in Polish
Wpływ rodzaju podłoża na strukturę i właściwości twardych powłok typu AlTiN oraz TiN/aCN wytworzonych metodami rozpylania magnetronowego
Supervisor
Jerzy Robert Sobiecki (FMSE/DSE) Jerzy Robert Sobiecki,, Division of Surface Engineering (FMSE/DSE)Faculty of Materials Science and Engineering (FMSE)
Certifying unit
Faculty of Materials Science and Engineering (FMSE)
Affiliation unit
Division of Surface Engineering (FMSE/DSE)
Study subject / specialization
, Inżynieria Materiałowa
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
14-02-2019
Issue date (year)
2019
Internal identifier
IM-D.002371
Reviewers
Maciej Ossowski (FMSE/DSE) Maciej Ossowski,, Division of Surface Engineering (FMSE/DSE)Faculty of Materials Science and Engineering (FMSE) Jerzy Robert Sobiecki (FMSE/DSE) Jerzy Robert Sobiecki,, Division of Surface Engineering (FMSE/DSE)Faculty of Materials Science and Engineering (FMSE)
Keywords in Polish
PVD, rozpylanie magnetronowe, AlTiN, TiAlN/aCN, obróbka drewna
Keywords in English
PVD, magnetron sputtering, AlTiN, TiAlN/aCN, woodworking materials
Abstract in Polish
Celem pracy było zbadanie wpływu wielkości cząstek węglików spiekanych na właściwości nanoszonych na nie powłok: dwuwarstwowej TiAlN/a-CN oraz wielowarstwowej TiN/AlTiN (zwanej również AlTiN). Do przeprowadzenia badań wykorzystano 6 ostrzy wykonanych przez firmę FABA powstałych z 3 rodzajów podłoża różniącego się wielkością cząstek. Powłoki zostały naniesione przy użyciu jednej z metod PVD (ang. Physical Vapour Deposition) – rozpylania magnetronowego, wykorzystano urządzenie przemysłowe CC800. Do wytworzenia powłoki AlTiN wykorzystano 3 elektrody Ti-Al (stosunek atomowy 1:2 Ti do Al) i jednej elektrody tytanowej. Nałożenie powłoki dwuwarstwowej TiAlN/a-CN polegało na wytworzeniu najpierw powłoki TiAlN, następnie aCN. Dlatego w pierwszym etapie procesu włączone były 3 katody Ti-Al (stosunek atomowy 1:1 Al do Ti). Następnie włączono wyłącznie katodę z priolitycznego grafitu o czystości 99,8%. Proces odbywał się w atmosferze azotu i przy ciśnieniu 0,4 Pa; próbki przed procesem zostały wytrawione jonowo i nagrzane do temperatury 450°C. Następnie powłoki zostały poddane badaniom: mikrotwardości, przyczepności do podłoża metodą rysy, eksploatacyjnym. Tym samym badaniom zostały poddane próbki referencyjne – podłoża bez naniesionych powłok. Za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego HITACHI SU-70 obserwowano mikrostrukturę powłok. W celu analizy składu chemicznego wykorzystano przystawkę Thermo Noran Vantage. Przeprowadzone badania pozwoliły stwierdzić, że lepszymi właściwościami mechanicznymi i przeciwzużyciowymi charakteryzują się wielowarstwowe powłoki AlTiN. Cechują się wyższą twardością oraz współczynnikiem obciążenia krytycznego. Nie istnieje korelacja między zmniejszaniem wielkości cząstki podłoża, a polepszeniem właściwości uzyskanych na nim powłok.
File
  • File: 1
    Wojciech_Trzewiczyński_praca_inżynierska_gotowe.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 30809

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUT2b219a1a228d4ff8a0f2520bb7e679c4/
URN
urn:pw-repo:WUT2b219a1a228d4ff8a0f2520bb7e679c4

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page