Badanie zużycia warstw TiCN wytworzonych metodą katodowego odparowania łukowego na podłożach ze stali szybkotnącej SW7M

W pracy przedstawiono wyniki badań właściwości tribologicznych i mechanicznych powłok węgloazotku tytanu TiCN. Powłoki wytwarzano na podłożach ze stali szybkotnącej SW7M jedną z metod PVD - katodowym odparowaniem łukowym CAPD. Powłoki wykazywały mikrotwardość od 20 do 30 GPa oraz dobrą adhezję do podłoży ponad 70 N, scharakteryzowaną za pomocą siły krytycznej w metodzie rysy. Badania zużycia powłok prowadzono na testerze wg metody kulka-tarcza. Podczas badań tribologicznych określono zmiany współczynnika tarcia suchego u powłok względem przeciwpróbk ze stali łożyskowej ŁH15 oraz wyznaczono wskaźniki zużycia powłoki kw i przeciwpróbki kk. W poprzek śladów wytarcia na próbkach z powłokami przeprowadzono analizy linowe składu chemicznego metodą EDS. Badania te wskazują że oprócz zużycia ściernego współpracujących elementów zachodzi również utlenianie świadczące o zużyciu chemicznym w strefie kontaktu tarciowego. Przedstawione wyniki badań wskazują na wzajemne przemieszczanie materiału w węźle tarcia pomiędzy powłoką a stalową przeciwpróbką, które powoduje skokowe zmiany współczynnika tarcia oraz zmiany wartości wskaźników zużycia.

---

Results of investigations on the tribological and mechanical properties of titanium carbon-nitride TiCN films coated by CAPD one of PVD methods on HS 6-5-2 high speed steel substrates are presented in this work. The coatings were marked by high microhardness from 20 to 30 GPa and good adhesion to substrates, determined by the scratch method, critical load was over 70 N. The wear resistance were subject to testing using the ball-on-disk method. Changes in the friction coefficient u in reference to 100Cr6 steel counter-specimens, the wear rate coefficient of coatings kw and counter-specimens 13 were determined. The coated specimens worn while testing were subject to linear analyses of chemical composition crosswise the worn groove profile by the EDS method using the scanning electron microscope. It results from the linear analysis of chemical composition made by the EDS method that chemical wear due to the oxidation affected by the friction also occurred in the contact zone. The present work revealed that interactive dislocations of material between the friction surfaces of coated specimens and counter-specimens in the contact zone could have exerted the effects on changes in a friction coefficient and values of wear rate coefficients.