مطالعه رفتار سایشی پوشش‌های اعمال شده بر روی تیتانیوم به روش‌های آبکاری الکتریکی و نیتروژن دهی پلاسمایی

خواص سطحی قطعات صنعتی و مخصوصاً رفتار سایشی آن ها در کاربردهای مشخص نقش تعیین کننده ای در طول عمر سرویس دهی دارد. آبکاری کروم و نیتروژن دهی پلاسمایی از جمله دو روش رایج جهت اعمال پوشش های سخت هستند که قابلیت اعمال بر روی زیرلایه های مختلف دارند. در تحقیق حاضر، این دو پوشش بر روی زیرلایه تیتانیومی اعمال شده و رفتار سایشی پوشش های اعمال شده با یکدیگر مقایسه شده است. برای بررسی رفتار سایشی از آزمایش پین بر روی دیسک استفاده شده است. برای تعیین مکانیزم سایش غالب در نمونه ها، از بررسی توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی جهت بررسی سطح اثر قسمت سایش یافته استفاده شده است. نتایج نشان می دهد علیرغم ریزسختی به دست آمده بیشتر در نمونه های آبکاری کروم شده در حدود 597 ویکرز در چگالی جریان 50 آمپر بر دسی متر مربع و 60 دقیقه و 528 ویکرز در نمونه نیتروژن دهی شده در 600 درجه سانتی گراد که تقریباً 3 برابر ریزسختی نمونه تیتانیومی است، این نمونه ها دارای کاهش وزن بیش تری بوده و رفتار سایشی ضعیف تری نسبت به نمونه های نیتروژن دهی شده از خود نشان می دهند. نتایج نشان دهنده فعال بودن مکانیزم سایش چسبان در هر دو نمونه های پوشش کروم دار و نمونه های نیتروژن دهی شده است. هم چنین کم ترین ضریب اصطکاک به دست آمده در نمونه نیتریده شده در دمای 600 درجه سانتی گراد برابر با 0.519 است.

Studying the Wear Behavior of applied coats on Titanium by Chromium Electroplating and Plasma Nitriding Processes

The surface properties of industrial parts and especially wear behavior of them plays an important role in life service of them. Chromium coat and plasma nitriding are two common ways of applying hard coat on diverse substrates. In this paper, both of these coats applied on titanium substrate as an advanced engineering materials and the wear behavior of them were compared. For this aim, Pin on disk test was carried out and the weight loss was measured. For determining the wear mechanism of the sample, field emission scanning electron microscopy study was carried out on wear traces. Results show that although the achieved surface micro hardness value of chromium coats is higher than nitride samples, 594 HV at current density of 50 A/dm2 and 60 min versus 528 HV at 600 oC for nitride sample, but they show the weaker wear resistance. Adhesive wear mechanism is determined mechanism at both samples. Also, the lowest coefficient of friction is obtained at sample nitride at 600 oC