ارزیابی خواص تریبولوژیکی پوشش tin اعمال شده بر روی فولاد گرمکار (13h) بوسیله ی رسوب شیمیایی بخار(cvd)

استفاده از پوشش های با سختی بالا که بوسیله ی تکنیک رسوب شیمیایی بخار ایجاد می شوند در چند دهه ی اخیر در بسیاری از بخش های صنعت مورد توجه ویژه ای قرار گرفته است. هدف از اعمال پوشش های سخت عمدتاً افزایش عمر قطعات صنعتی بخصوص ابزارها و قالب ها می باشد. برای پوشش دهی فولادهای ابزار اغلب از روش های رسوب شیمیای بخار و رسوب فیزیکی بخار استفاده می شود. یکی از فولادهای ابزار که عمدتاً برای ساخت قالب استفاده می شود، فولاد ابزار گرمکار 13h می باشد. در این راستا می-توان با اعمال پوشش های سختی هم چون تیتانیم نیترید به یکی از دو روش مذکور باعث افزایش عمر قطعات گردید. روش رسوب شیمیایی بخار به کمک پلاسما plasma assisted chemical vapour deposition)) یکی از روش های رسوب شیمیایی بخار می باشد که در آن دمای لازم برای پوشش دهی، کمتر از از دمای تمپر فولاد 13h می باشد. پایین بودن دمای پوشش-دهی در این روش مهمترین مزیت آن می باشد. تنها عیب این روش سرعت رسوب گذاری نسبتاً پایین آن می باشد. در روش رسوب فیزیکی بخار ابزارهایی که قرار است پوشش داده شوند بایستی در حین فرآیند پوشش دهی در حال چرخش باشند. لذا امکان پوشش-دهی قطعات حجیم و سنگین با مشکل روبرو می گردد. در حالی که روش رسوب شیمیایی بخار این محدودیت را ندارد. در این پژوهش سعی شده تأثیر پارامترهای مختلف پوشش دهی در فرآیند pacvd، بر روی خواص و رفتار تریبولوژیکی پوشش های تیتانیم نیترید مورد مطالعه و بررسی قرار گیرد. پوششهای تیتانیم نیترید در سه دمای مختلف زیرلایه(460، 480 و 510 درجه ی-سانتی گراد) بر روی دو زیرلایه ی فولاد 13h نیتراسیون شده و نیتراسیون نشده ایجاد گردید. گازهای واکنشگر 4ticl، 2n، 2h و ar با فشار 1/0، 5/2، 5/1 و mbar 5/1 برای ایجاد پوشش مورد استفاده قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان می دهد تأثیر دمای پوشش دهی و نوع زیرلایه بر روی خواص تریبولوژیکی هر یک از پوشش ها مشهود می باشد. مشخصه یابی پوشش های ایجاد شده بر روی زیرلایه بوسیله ی میزان ضخامت پوشش، میکرو و نانوسختی سنجی، ترکیب فازی، مورفولوژی و رفتار سایشی مورد ارزیابی قرار گرفت. افزایش دمای رسوب گذاری باعث افزایش اندازه ی خوشه های تیتانیم نیترید در سطح پوشش می گردد. بررسی های زبری سطح نشان می دهد که زبری در حالت نیتراسیون برابر nm 127 و در حالت پوشش nm 26 می باشد. لذا فرآیند پوشش دهی باعث کاهش میزان زبری و در نتیجه کاهش میزان ضریب اصطکاک گردیده است. میزان مدول یانگ و سختی پوشش ایجاد شده در دمای رسوب گذاری 460 درجه ی سانتی گراد به ترتیب برابر با gpa220 و hv 1810 می باشد. بررسی های رفتار سایشی پوشش های ایجاد شده نشان می دهد که مکانیزم سایش در دمای بالا برای این پوشش ها از نوع چسبان به همراه تریبو شیمیایی می باشد در حالی که در دمای پایین تنها تریبوشیمیایی می باشد.