BibTex RIS Kaynak Göster

Wear Properties of TiN Coating Formed on AISI D2 Surface

Yıl 2014, Cilt: 14 Sayı: 3, 291 - 296, 01.12.2014

Öz

In this work, the wear test of uncoated and titanium nitride coated AISI D2 cold work tool steel against silicon nitride ball was realized at 0.3 m/s sliding speed and under the loads of 2.5N, 5N and 10N. Steel samples were nitrided at 575°C for 8 h in the first step of the coating process, and then titanium nitride coating was performed by pack diffusion coating in a powder mixture consisting of ferro-titanium, ammonium chloride and alumina at 1000°C for 2h. Nitro-titanized samples were characterized by X-ray diffraction analysis (XRD), scanning electron microscopy (SEM), micro-hardness and ball on disk wear tests. X-ray studies showed that the phases formed on the coated steel surfaces are TiN and Ti0.5Cr0.5N. The average hardness of the layer is 1450±30 HV0.005. The friction coefficient value of TiN layer is ranging between 0.136–0.203. The specific wear rate of coated steel is 0.982×10-5 mm3/Nm. © Afyon Kocatepe Üniversitesi

Kaynakça

  • Aghaie-Khafri, M., Fazlalipour, F., 1999. Vanadium carbide coatings on die steel deposited by the thermo-reactive diffusion technique, Journal of Physics and Chemistry of Solids, 1-6.
  • Braıc, M., Balaceanu, M., Braıc, V. Vladescu, A., Pavelescu, G., Albulescu, M., 2005. Synthesis and characterization of TiN, TiAIN and TiN/TiAIN biocompatible coatings. Surface & Coatings Technology, 200, 1014– 1017.
  • Benabdallah, H., S., and R. J. Boness, 1999. Tribological behaviour and acoustic emissions of alumina, silicon nitride and SAE52100 under dry sliding. Journal of Materials Science, Volume 34, 4995-5004.
  • Bejarano, G., Caicedo, J., Saldaña, J.,M., 2008. Mechanical and tribological properties enhancement of heat treated AISI 4340 steel by using a TiN/TiAlN multilayer coating system. Rev. Fac. Ing. Univ. Antioquia, 36-42.
  • Cho, C., W., Lee, Y., Z., 2003. Effects of oxide layer on the friction characteristics between TiN coated ball and steel disk in dry sliding. Wear, 254, 383–390.
  • Gaitan, G.B., Caicedo, J.C., Balogh, A.G., Gottschalk, S., 2007. Cutting tools performance enhancement by using a TiN/TiAlN multilayer coating system. Physica Status Solidi c, No. 11, 4260-4266.
  • Hsu, C., H., Chen, M., L., Lai, K., L., 2006. Corrosion resistance of TiN/TiAlN-coated ADI by cathodic arc deposition. Materials Science and Engineering, A 421 182–190.
  • Jallad, K.N., Amotz, D.B., 2002. Raman chemical imaging of tribological nitride coated (TiN, TiAlN) surfaces. Wear, 252, 956–969.
  • Kimura, A., Hasegawa, H., Yamada, K., Suzuki, T., 1999. Effects of Al content on hardness, lattice parameter and microstructure of Ti1-xAlxN films. Surface and Coatings Technology, 120–121, 438–441.
  • Liu, R., Li, D.,Y., 2001. Modification of Archard’s equation by taking account of elastic/pseudoelastic properties of materials, Wear, 251, 956.
  • Li, Y., Qu, L., Wang, F., 2003. The electrochemical corrosion behavior of TiN and (Ti,Al)N coatings in acid and salt solution, Corrosion Science, 45, 1367– 1381.
  • Martini, C, Palombarini, G, Poli, G and Prandstraller, D, 2004. Sliding and abrasive wear behaviour of boride coatings. Wear, 256-6, 608-613.
  • Ma, L., W., 2005. Deformation mechanisms in Ti-based thin film structures, Doctorate thesis, University of New South Wales, 252.
  • Pye, D., 2003. Practical nitriding an ferritic nitrocarburizing. ASM International, USA, 31-38.
  • Riedel, R., 2000. Handbook of ceramic hard materials, Wiley-VCH, UK, 23-25.
  • Rıedel, R., 2000. Handbook of ceramic hard materials, Wiley-VCH, UK, 23-25.
  • Rigney, D., A., 1997, Comments on the sliding wear of metals. Tribol. Int., 30, 361.
  • Souto, R.M., Alanyali, H., 2000. Electrochemical characteristics of steel coated with TiN and TiAlN coatings. Corrosion Science, 42, 2201-2211.
  • Savaşkan, M., Taptik, Y., Ürgen, M., 2004. Deney tasarımı yöntemi ile matkap uçlarında performans optimizasyonu, itüdergisi/d mühendislik, Cilt:3, Sayı:6, 117-128.
  • Sen, U., 2005. Friction and wear properties of thermo- reactive diffusion coatings against titanium nitride coated steels. Materials and Design, 26, 167–174.
  • Yoo, Y.H., Le, D.P., Kim, J.G., Kim, S.K., Vinh, P.V., 2008. Corrosion behavior of TiN, TiAlN, TiAlSiN thin films deposited on tool steel in the 3.5 wt.% NaCl solution. Thin Solid Films, 516, 3544-3548. İnternet Kaynakları
  • http://www.kalite-celik.com/k110.html. (21.10.2012)
  • http://www.afbmetal.com/index.php?option=com_co
  • ntent&task=view&id=32&Itemid=31. (21.10.2012)

AISI D2 Yüzeyinde Oluşturulan TiN Kaplamanın Aşınma Özellikleri

Yıl 2014, Cilt: 14 Sayı: 3, 291 - 296, 01.12.2014

Öz

Bu çalışmada, kaplanmamış ve titanyum nitrür (TiN) kaplanmış AISI D2 soğuk iş takım çeliğinin silisyum nitrür bilyeye karşı 0.3 m/s hızda, 2.5N, 5N ve 10N yükler altındaki aşınma davranışı test edilmiştir. Çelik numuneler öncelikli olarak 575°C’de 8 saat süre ile nitrürlenmiştir. Nitrürlenmiş numunelerin yüzeyinde, 1000°C’de 2 saat süreyle, ferro-titanyum, amonyum klorür ve alüminadan oluşan toz karışımı içerisinde kutu difüzyon kaplama yöntemi ile TiN tabakası oluşturulmuştur. Nitrotitanyumlanmış numuneler, X-ışınları difraksiyon analizi (XRD), taramalı elektron mikroskobu (SEM), mikro sertlik ve ball-on-disk aşınma testleri ile karakterize edilmiştir. X-ışınları çalışmaları çelik yüzeyi üzerinde oluşturulmuş kaplamanın TiN ve Ti0.5Cr0.5N fazlarını içerdiğini göstermektedir. Tabakanın ortalama sertlik değeri 1450±30 HV0.005 olarak ölçülmüştür. TiN kaplamanın aşınma testlerinde elde edilen sürtünme katsayısı değerleri 0.136 – 0.203 aralığındadır. Kaplanmış yüzeyin spesifik aşınma hızı 0.982×10-5 mm3/Nm olarak tespit edilmiştir

Kaynakça

  • Aghaie-Khafri, M., Fazlalipour, F., 1999. Vanadium carbide coatings on die steel deposited by the thermo-reactive diffusion technique, Journal of Physics and Chemistry of Solids, 1-6.
  • Braıc, M., Balaceanu, M., Braıc, V. Vladescu, A., Pavelescu, G., Albulescu, M., 2005. Synthesis and characterization of TiN, TiAIN and TiN/TiAIN biocompatible coatings. Surface & Coatings Technology, 200, 1014– 1017.
  • Benabdallah, H., S., and R. J. Boness, 1999. Tribological behaviour and acoustic emissions of alumina, silicon nitride and SAE52100 under dry sliding. Journal of Materials Science, Volume 34, 4995-5004.
  • Bejarano, G., Caicedo, J., Saldaña, J.,M., 2008. Mechanical and tribological properties enhancement of heat treated AISI 4340 steel by using a TiN/TiAlN multilayer coating system. Rev. Fac. Ing. Univ. Antioquia, 36-42.
  • Cho, C., W., Lee, Y., Z., 2003. Effects of oxide layer on the friction characteristics between TiN coated ball and steel disk in dry sliding. Wear, 254, 383–390.
  • Gaitan, G.B., Caicedo, J.C., Balogh, A.G., Gottschalk, S., 2007. Cutting tools performance enhancement by using a TiN/TiAlN multilayer coating system. Physica Status Solidi c, No. 11, 4260-4266.
  • Hsu, C., H., Chen, M., L., Lai, K., L., 2006. Corrosion resistance of TiN/TiAlN-coated ADI by cathodic arc deposition. Materials Science and Engineering, A 421 182–190.
  • Jallad, K.N., Amotz, D.B., 2002. Raman chemical imaging of tribological nitride coated (TiN, TiAlN) surfaces. Wear, 252, 956–969.
  • Kimura, A., Hasegawa, H., Yamada, K., Suzuki, T., 1999. Effects of Al content on hardness, lattice parameter and microstructure of Ti1-xAlxN films. Surface and Coatings Technology, 120–121, 438–441.
  • Liu, R., Li, D.,Y., 2001. Modification of Archard’s equation by taking account of elastic/pseudoelastic properties of materials, Wear, 251, 956.
  • Li, Y., Qu, L., Wang, F., 2003. The electrochemical corrosion behavior of TiN and (Ti,Al)N coatings in acid and salt solution, Corrosion Science, 45, 1367– 1381.
  • Martini, C, Palombarini, G, Poli, G and Prandstraller, D, 2004. Sliding and abrasive wear behaviour of boride coatings. Wear, 256-6, 608-613.
  • Ma, L., W., 2005. Deformation mechanisms in Ti-based thin film structures, Doctorate thesis, University of New South Wales, 252.
  • Pye, D., 2003. Practical nitriding an ferritic nitrocarburizing. ASM International, USA, 31-38.
  • Riedel, R., 2000. Handbook of ceramic hard materials, Wiley-VCH, UK, 23-25.
  • Rıedel, R., 2000. Handbook of ceramic hard materials, Wiley-VCH, UK, 23-25.
  • Rigney, D., A., 1997, Comments on the sliding wear of metals. Tribol. Int., 30, 361.
  • Souto, R.M., Alanyali, H., 2000. Electrochemical characteristics of steel coated with TiN and TiAlN coatings. Corrosion Science, 42, 2201-2211.
  • Savaşkan, M., Taptik, Y., Ürgen, M., 2004. Deney tasarımı yöntemi ile matkap uçlarında performans optimizasyonu, itüdergisi/d mühendislik, Cilt:3, Sayı:6, 117-128.
  • Sen, U., 2005. Friction and wear properties of thermo- reactive diffusion coatings against titanium nitride coated steels. Materials and Design, 26, 167–174.
  • Yoo, Y.H., Le, D.P., Kim, J.G., Kim, S.K., Vinh, P.V., 2008. Corrosion behavior of TiN, TiAlN, TiAlSiN thin films deposited on tool steel in the 3.5 wt.% NaCl solution. Thin Solid Films, 516, 3544-3548. İnternet Kaynakları
  • http://www.kalite-celik.com/k110.html. (21.10.2012)
  • http://www.afbmetal.com/index.php?option=com_co
  • ntent&task=view&id=32&Itemid=31. (21.10.2012)
Toplam 24 adet kaynakça vardır.

Ayrıntılar

Birincil Dil Türkçe
Bölüm Makaleler
Yazarlar

Özkan Çeğil Bu kişi benim

Bülent Kılınç Bu kişi benim

Şaduman Şen Bu kişi benim

Yayımlanma Tarihi 1 Aralık 2014
Gönderilme Tarihi 8 Ağustos 2015
Yayımlandığı Sayı Yıl 2014 Cilt: 14 Sayı: 3

Kaynak Göster

APA Çeğil, Ö., Kılınç, B., & Şen, Ş. (2014). AISI D2 Yüzeyinde Oluşturulan TiN Kaplamanın Aşınma Özellikleri. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, 14(3), 291-296.
AMA Çeğil Ö, Kılınç B, Şen Ş. AISI D2 Yüzeyinde Oluşturulan TiN Kaplamanın Aşınma Özellikleri. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi. Aralık 2014;14(3):291-296.
Chicago Çeğil, Özkan, Bülent Kılınç, ve Şaduman Şen. “AISI D2 Yüzeyinde Oluşturulan TiN Kaplamanın Aşınma Özellikleri”. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi 14, sy. 3 (Aralık 2014): 291-96.
EndNote Çeğil Ö, Kılınç B, Şen Ş (01 Aralık 2014) AISI D2 Yüzeyinde Oluşturulan TiN Kaplamanın Aşınma Özellikleri. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi 14 3 291–296.
IEEE Ö. Çeğil, B. Kılınç, ve Ş. Şen, “AISI D2 Yüzeyinde Oluşturulan TiN Kaplamanın Aşınma Özellikleri”, Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, c. 14, sy. 3, ss. 291–296, 2014.
ISNAD Çeğil, Özkan vd. “AISI D2 Yüzeyinde Oluşturulan TiN Kaplamanın Aşınma Özellikleri”. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi 14/3 (Aralık 2014), 291-296.
JAMA Çeğil Ö, Kılınç B, Şen Ş. AISI D2 Yüzeyinde Oluşturulan TiN Kaplamanın Aşınma Özellikleri. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2014;14:291–296.
MLA Çeğil, Özkan vd. “AISI D2 Yüzeyinde Oluşturulan TiN Kaplamanın Aşınma Özellikleri”. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, c. 14, sy. 3, 2014, ss. 291-6.
Vancouver Çeğil Ö, Kılınç B, Şen Ş. AISI D2 Yüzeyinde Oluşturulan TiN Kaplamanın Aşınma Özellikleri. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2014;14(3):291-6.


Bu eser Creative Commons Atıf-GayriTicari 4.0 Uluslararası Lisansı ile lisanslanmıştır.