Skip to main content
SUPERVISOR
Fakhreddin Ashrafizadeh
سیدفخرالدین اشرفی زاده (استاد راهنما)
 
STUDENT
Nadia Naghdi
نادیا نقدی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1394

TITLE

Effect of nickel-phosphorous interlayer on adhesion and load bearing of Physical vapor deposition coating on steel
In this research, Evaluation of adhesion and loadbearing of physical vapor deposition nitride coating after applay interlayer nickel-phosphorus by electroless. for this intention disk samples with a diameter of 5 centimeter was prepard from CK45 steel and it was prepared to coating after do cycles heat treatment. The effect of type and temperature of thermal treatment on the substrate was investigated by hardness and wear tests. For Evaluation effect of interlayer, electroless Ni-P applied on samples for two thickness 5 and 20 micrometer. and then TiN/CrN/TiCrN nitride multilayer coating was deposited in two thickness 2 and 5 micron by cathode-arc industrial. Cross sections of the specimens were examined by scanning electron microscopy and thickness was examined. X-ray diffraction test was used to identify the type of phases and compounds of the coating and interlayer. Based on the X-ray diffraction pattern, the presence of chromium nitride and titanium in coatings and the Ni 3 P phase were confirmed in the structure of Ni-P electrons. Structural analysis and characterization of the coatings were performed by scanning electron microscopy, microscopy and optical microscopy. The study of tribological behavior, loading and adhesion of coatings was performed by using a pin on disk test, static loadbearing and Rockwell C adhesion test. The results showed that the presence of the interlayer of electroless nickel-phosphorus by reduce the difference between the hardness of the coating and the substrate would improve the adhesion and loadbearing of the PVD coating. The optimal thickness of the interlayer to achieve better loadbearing and adhesion properties based on experiment results was analyzed in this study; increase in the thickness of the interlayer layer up to 20 microns reduces the coefficient of friction of the coating and by increasing the adhesion of the coating to the interlayer, It improves wear resistance and loadbearing. Keywords: itride coatings, physical vapor deposition, nickel-phosphorus electroless, adhesion , loadbearing.
در این تحقیق به بررسی بارپذیری و چسبندگی پوشش های نیتریدی رسوب فیزیکی بخار پس از اعمال لایه میانی نیکل- فسفر به روش الکترولس پرداخته شد. به این منظور نمونه هایی به صورت دیسک با قطر 5 سانتی متر از جنس فولاد CK45 تهیه شد و پس از انجام چرخه های عملیات حرارتی، برای پوشش دهی آماده گردید. تاثیر نوع و دمای عملیات حرارتی بر زیرلایه به وسیله آزمون های سختی و سایش بررسی شد. برای بررسی نقش لایه میانی، پوشش الکترولس نیکل- فسفر در دو ضخامت اسمی 5 و 20 میکرومتر روی نمونه ها اعمال شد و سپس پوشش چندلایه نیتریدی CrN/TiN/TiCrN به روش صنعتی قوس کاتدی در دو ضخامت 2 و5 میکرون رسوب داده شد. مقطع عرضی نمونه ها توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد بررسی قرار گرفت و ضخامت سنجی شد. جهت شناسایی نوع فازها و ترکیبات پوشش و لایه میانی از آزمون پراش پرتو ایکس استفاده گردید. بر اساس الگوی پراش پرتو ایکس وجود نیترید کروم و تیتانیوم در پوشش ها و فاز Ni 3 P در ساختار الکترولس نیکل- فسفر تأیید شد. آنالیز ساختاری و مشخصه یابی پوشش ها به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی، میکروسختی سنجی و میکروسکوپ نوری صورت گرفت. بررسی رفتار تریبولوژی، بارپذیری و چسبندگی پوشش ها با استفاده از آزمون گلوله روی دیسک، بارپذیری استاتیک و آزمون چسبندگی راکول C انجام گرفت. نتایج نشان داد که حضور لایه میانی الکترولس نیکل- فسفر با کم کردن اختلاف بین سختی پوشش و زیرلایه منجر به بهبود چسبندگی و بارپذیری پوشش PVD می شود. ضخامت بهینه لایه میانی برای دستیابی به خواص بارپذیری و چسبندگی بهتر، بر اساس یافته های آزمایشگاهی، در این پژوهش مورد تحلیل قرار گرفت؛ افزایش ضخامت لایه میانی تا 20 میکرون موجب کاهش ضریب اصطکاک پوشش می شود و با افزایش چسبندگی پوشش به لایه میانی، مقاومت سایشی و بارپذیری آن را بهبود می دهد. کلمات کلیدی: پوشش های نیتریدی، رسوب فیزیکی بخار، الکترولس نیکل- فسفر، چسبندگی، بارپذیری.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی