21952

21952

بررسي ريزساختاري و خواص سايشي نانو پوشش DLC ايجاد شده به روشRF-PACVD و تنگستن بر روي آلياژ آلومينيوم 3T-2024

كارشناسي ارشد

شناسايي و انتخاب مواد فلزي

1398/10/22

دكتر سيد حسين رضوي - دكتر عزيزاله شفيع خاني

مواد و متالورژي

در سال¬هاي اخير استفاده از آلومينيوم و آلياژهاي آن در صنايع هوا فضا و خودروسازي به دليل چگالي پايين و استحكام ويژه آن، گسترش يافته است. ازاين‌رو بهبود خواص تريبولوژيكي آن در سال¬هاي اخير، بسيار موردتوجه قرار گرفته است. يكي از راه¬هاي افزايش مقاومت به سايش، پوشش دهي است. هدف اين پژوهش پوشش دهي كربن به روش PECVD و تنگستن به روش PF به‌منظور بهبود مقاومت به سايش 3T-2024 مي¬باشد. بدين منظور ابتدا لايه¬اي كربني با استفاده از روش PECVD بر روي زيرلايه نشانده شد و با لايه نشاني در زمان¬هاي 45، 60، 75 و 90 دقيقه تأثير پارامتر زمان‌بر روي ساختار كربني موردمطالعه قرار گرفت و ارزيابي ساختار با استفاده از آزمون رامان و FTIR و پراش اشعه ايكس انجام گرفت. در ادامه با استفاده از دستگاه PF، لايه¬اي تنگستن بر روي لايه كربني نشانده شد. پس از آزمون مشخصه¬يابي لايه¬هاي تشكيل‌شده به‌منظور بررسي خواص سايشي آزمون پين بر روي ديسك بر روي دو نمونه انجام شد. متغير اين آزمون نيرو بوده و از دو نيروي 2 و 4 نيوتوني در اين آزمون استفاده شد و بقيه پارامترهاي اين آزمون براي دو نمونه ثابت بوده و به‌منظور مقايسه بهتر از دو نمونه شاهد نيز استفاده شد. ايجاد پوشش كربني موجب بالا رفتن سختي سطحي آلومينيوم از مقدار 67/2 به 8/4 گيگاپاسكال شده و لايه نشاني تنگستن بر روي لايه كربني سختي را به مقدار 18/22 گيگاپاسكال رساند. ايجاد اين پوشش علاوه بر افزايش سختي با كاهش ضريب اصطكاك نيز موجب بهبود خواص تريبولوژيكي آلياژ شد. به‌طوري‌كه در نيروي 2 نيوتني نمونه شاهد ضريب اصطكاك 7/0 بوده كه براي نمونه پوشش داده‌شده اين مقدار به 16/0 رسيده است. همچنين در نيروي 4 نيوتني ضريب اصطكاك از 37/1 براي نمونه بدون پوشش به مقدار 49/0 براي نمونه پوشش داده‌شده رسيد.

1399/02/29

Investigation of micro-structure and wear properties of diamond like carbon nano coating prepared by RF-PACVD and tungetan layer on aluminum alloy 2020-t3

1/12/2020 12:00:00 AM

In recent years, the use of aluminum and its alloys in the aerospace and automotive industries has expanded due to its low density and specific strength. Therefore, the improvement of its tribological properties has received much attention in recent years coating is one way to increase wear resistance. The purpose of this study was to investigate the multilayer of carbon coating by Plasma Assisted Chemical Vapor Deposition (PACVD) method and tungsten deposited by Plasma Focused (PF) method to improve wear resistance of 2024-T3 alloy. For this purpose, carbon layers were first deposited on the substrate using PACVD method and time parameter effect on carbon structure was studied with deposition carbon layer at 45, 60, 75 and 90 minutes and structure characterization were performed using Raman and FTIR tests and X-ray diffraction. Then, by using a PF device, tungsten layers were deposited on the carbon layer. After characterization of the formed layers, pin-on-disk test was done on two samples to investigate the wear properties. The test variable was force and 2 and 4 newton forces were used in this test and the rest of the test parameters were fixed for better comparison two control samples were tested too. The carbon coating has increased the surface hardness of aluminum from 2.67 to 4.8 GPa and the tungsten layer deposited on the carbon layer increased the hardness to 22.28 GPa. Creating this coating improved the tribological propertise not only by increasing the hardness but also by reducing the coefficient of friction. The coefficient of friction coefficient for the control sample was 0.7 at 2 N, which was 0.16 for the coated sample. Also at 4 N force the friction coefficient for control sample decreased from 1.37 to 0.49 for the coated sample.