Otrzymywanie i własności powłok z azotku chromu na stalach martenzytycznych.

W artykule przedstawiono wyniki badań nad otrzymywaniem powłok ochronnych metodą Arc-PVD na stali martenzytycznej E1961 (13H12NMFA), która między innymi stosowana jest na łopatki sprężarek odrzutowych silników lotniczych. Badaniom poddawano powłoki z azotku chromu wytworzone przy różnych parametrach technologicznych. Zbadano wpływ parametrów procesu osadzania takich jak: napięcie polaryzacji podłoża bias, ciśnienie w komorze reakcyjnej i natężenie przepływu gazów reaktywnych na strukturę i właściwości powłok CrN, a głównie na ich odporność na korozję. Określono budowę powłok z CrN w oparciu o rentgenowską analizę fazową. Stwierdzono, że tworzeniu się powłok azotku chromu o strukturze jednofazowej CrN sprzyjały następujące parametry procesu Arc-PVD: napięcie polaryzujące bias 50V i 100V, ciśnienie w komorze reakcyjnej wynoszące ok. 0.5 Pa i 0.7 Pa oraz natężenie przepływu azotu wynoszące ok. 140 sccm, natomiast powłoki o dwufazowej strukturze CrN+Cr2N uzyskiwano zwiększając napięcia bias do 150V, obniżając ciśnienia w komorze reakcyjnej urządzenia do wartości 0.15 Pa i 0.3 Pa oraz stosując natężenie przepływu azotu wynoszące od 100 do 120 sccm i od 160 do 180 sccm. Przeprowadzono badania odporności powłok z CrN na korozję wżerową (pittingową) w 10% roztworze FeCl3. Stwierdzono, że zwiększeniu odporności powłok z azotku chromu na korozję wżerową sprzyjała ich dwufazowa budowa.

---

In this paper the results of investigation of coatings obtained by Arc-PVD method on martensitic E1961 (13H12NWMFA) steel, which is used on compressor blades in aircraft engines, were presented. The chemical composition of E1961 steel was given. The PVT-550 device was used for coating. The protective chromium nitride coatings were tested. The influence of Arc-PVD method parameters for example: bias, pressure and flow rate of reactive gases on the structure and properties of the CrN coatings in corrosion tests were investigated. Technical parameters of obtaining CrN coatings were given. The phases analysis of chromium nitride coatings obtained with different technical parameters were tested. The results of phases analysis are given. The pitting corrosion resistance test in 10% FeCl3, solution was conducted. The corrosion rate for CrN coated samples were defined and given as a graph. It was found that 50V and 100V bias, about 0.5 Pa i 0.7 Pa pressure and 140 sccm (standard cubic centimetre) flow rate of nitride during coating favour the CrN monophase structure while increasing bias to 150V, decreasing the pressure to about 0.5 Pa and 0.3 Pa and increasing the flow rate of nitride to 160-180 sccm favour the CrN+Cr2N diphase structure. On the basis of corrosion investigations for CrN coatings obtained with different Arc-PVD parameters the best corrosion resistance in 10%FeCl3 solution for CrN+Cr2N diphase was found.