بررسي و مطالعه سختي و رفتار سايشي سه پوشش TiN، TiCN و TiN-TiCN-TiN اعمال شده بر روي فولاد ابزار D2 به روش تبخير پرتو الكتروني EB-PVD

در میان پوشش های سخت، پوشش نیترید تیتانیوم (TiN) وكربونیترید تیتانیوم (TiCN) به علت برخوداری از سختی بالا، مقاومت به خوردگی خوب و ضریب اصطكاك كم توانسته‌اند تا بیش از ده برابر باعث افزایش طول عمر یك ابزار گردند. اعمال این دو پوشش بر روی زیر لایه های مختلف می تواند توسط فرآیند های مختلفی صورت گیرد. انتخاب نوع فرایند پوشش‌دهی می‌تواند تا حد زیادی بر ساختار، خواص مكانیكی و رفتار تریبولوژیكی این پوشش‌ها تأثیر گذار باشند. بر اساس مطالعات و بررسی‌های انجام شده تا كنون كار چندانی بر روی مقایسه این دو پوشش هنگامی كه به روش EB-PVD (Electron Beam Gun PVD) انجام شده باشد، صورت نپذیرفته است. در این پژوهش پس از اعمال سیكل عملیات حرارتی متداول سخت كردن شامل آستنیته كردن، كوئنچ و تمپر، ابتدا پوشش‌های تك‌لایه TiN و TiCN و چندلایه TiN– TiCN- TiN به روش EB-PVD برروی فولاد ابزار D2 اعمال شد. سپس با استفاده از میكروسكوپ‌های الكترونی روبشی SEM، نیروی اتمی AFM، دستگاه نانوایندنتور، دستگاه پراش پرتو ایكس و همچنین انجام آزمون گلوله بر روی دیسك، سختی و رفتار تریبولوژی‍‍‍‍‍‍كی دو پوشش TiN و TiCN چه به صورت تك‌لایه و یا چندلایه مورد مطالعه قرار گرفت. تجزیه و تحلیل الگوهای پراش پرتو ایكس در پوشش‌های ایجاد شده و استفاده از رابطه شرر گویای این مطلب است كه پوشش‌های ایجاد شده با ضخامتی 2 تا 3 میكرون دارای ساختاری نانو با اندازه دانه در حدود 5 تا 6 میكرون می‌باشند. میزان زبری سطح پوشش‌های ایجاد شده برای پوشش های TiN و TiCN و چندلایه TiN– TiCN- TiN به ترتیب برابر با 12و22و29 نانومتر بدست آمد. نتایج آزمون‌های نانوسختی سنجی و همچنین سایش نشان می‌دهند‌كه بالاترین سختی و مقاومت سایشی مربوط به پوشش TiCN و كمترین متعلق به پوشش TiN است در حالی كه پوشش چندلایه در بین این دو قرار دارد.

-