Abstrakt

Eine Studie zum tribologischen Verhalten von Titan- und Chromnitrid-Monoschichten und nanostrukturierten Mehrschicht-Dünnschichten, die mittels moderner kathodischer Lichtbogenabscheidung hergestellt wurden, zur Verbesserung der Leistungsfähigkeit von industriellen Werkzeugen und Komponenten.

Goswami VH, Nadkarni MS, Thorat N, Mahtre U

In den letzten Jahren haben Dünnschichtbeschichtungen aus Übergangsmetallnitriden aufgrund ihrer hohen Härte und Zähigkeit erhebliches Interesse geweckt. Es steht eine riesige Palette von Oberflächenbeschichtungen für viele unterschiedliche Industrieanwendungen zur Verfügung. TiN und CrN werden für erosionsbeständige Beschichtungen ausgewählt, da sie sehr hart und korrosions- und oxidationsbeständig sind und sich relativ einfach mithilfe eines modernen kathodischen Lichtbogenabscheidungsverfahrens sowohl als Ein- als auch als Mehrschichtbeschichtungen aufbringen lassen. Der Erfolg dieser Beschichtungen hängt von der Erhöhung der Lebensdauer der beschichteten Industriewerkzeuge ab. Diese Filme wurden mithilfe eines modernen kathodischen Lichtbogenabscheidungsverfahrens in Form von Ein- und nanostrukturierten Mehrschichtbeschichtungen aufgebracht, um Beschichtungen herzustellen, deren Oberflächeneigenschaften je nach Anwendungsbedarf flexibel verändert werden können. Zur Evaluierung wurden zwei Arten von Beschichtungsstrukturen hergestellt, nämlich CrN-Cr und TiN-CrN. CrN-Cr ist die Kombination aus harter und weicher Schicht, während TiNCrN die Kombination aus harter und harter Beschichtung ist. Diese Strukturen wurden mit Einschichten aus CrN und TiN verglichen. Die Untersuchung umfasst Mikrohärte, Rauheitstest, Korrosionsratenmessung (Potentiostat) und Verschleißkoeffizient. Die Beschichtungsdicke wurde mit dem Calo-Test (Kugelkrater)-Instrument und dem Mercedes-Test mit dem Rockwell C-Instrument gemessen, und die Strukturen der Beschichtungen wurden mit dem SEM untersucht. Die XRD-Analyse wurde durchgeführt, um die Phasenstruktur zu bestimmen. Im Vergleich zur Kombination aus harter und weicher Schicht weist die Kombination aus harter und harter Schicht verbesserte tribologische Eigenschaften auf.