Pri magnetronskem naprševanju se material nanaša samo na tiste podlage, ki so v vidnem polju podlag. V industrijskih sistemih za nanašanje tankih plasti so podlage namestijo na mizo, ki izvaja vrtenje, podobno planetarnemu vrtenju. Vrtenje in pozicije tarč določajo enakomernost nanesenega materiala. V članku smo uporabili računalniško simulacijo rasti tankih plasti, ki smo jo razvili za industrijski naprševalnik s planetarnim vrtenjem. S simulacijo smo študirali vpliv rotacije in postavitve tarč na rast tankih plasti ter na enakomernost nanosa. Rezultati simulacij so pokazali, da zelo periodični načini vrtenja, ki so odvisni od prestavnega razmerja vrtljive plošče in premične vzmeti, povzročijo velike neenakomernosti, tako v debelini kot v kemijski sestavi večplastnih prevlek. Manj periodični načini vrtenja izboljšajo enakomernost nanosa, čeprav se pri določenih parametrih vrtenja lahko pojavijo velike razlike v enakomernosti nanosa. Simulacija je pritegnila zanimanje raziskovalcev in podjetij ter omogočila podpis raziskovalne pogodbe z enim od večjih proizvajalcev PVD-sistemov.
COBISS.SI-ID: 26959655
Rezalne lastnosti orodij lahko znatno izboljšamo, če jih zaščitimo s nanostrukturnimi PVD prevlekami. Glavna značilnost takšnih naprednih prevlek je njihova velika mikrotrdota in žilavost, kakor tudi odlična oprijemljivost na podlage. V tem prispevku smo raziskovali vpliv treh različnih prevlek (modre nanoplastne prevleke na osnovi AlTiN/TiN, nanoplastne in nanokompozitne prevleke TiAlSiN/TiSiN/TiAlN in komericialne TiN/TiAlN prevleke, ki smo jo uporabili za primerjavo) in parametrov rezanja (hitrost rezanja, hitrost podajanja, globina reza) na rezalne sile in na hrapavost površine obdelovanca. S čelnim frezanjem smo obdelovali jeklo AISI O2 za delo v hladnem (trdota ∼61 HRC). Vpliv glavnih parametrov rezanja na silo rezanja in hrapavost površine je bil opredeljen z uporabo polnega faktorialnega načrtovanja in analizo variance (ANOVA). Primerjali smo tudi sile rezanja za prekrita in neprekrita orodja. Ugotovili smo, da vrsta prevleke in globina rezanja vplivata na hrapavost površine obdelovanca. Medtem ko vrsta trde prevleke ne vpliva znatno na sile rezanja, pa je sila Fz približno dvakrat večje od neprekritega orodja.
COBISS.SI-ID: 26698279
Zmanjšanje obrabe in korozije, ter povečanje termične stabilnosti orodij in komponent predstavljajo permanenten iziv za industrijo. To zahteva nenehen razvoj novih materialov za trde zaščitne prevleke in oblikovanje novih konceptov njihovega oblikovanja. V zadnjem obdobju je težišče raziskav usmerjeno v nanoplastne in nanokompozitne trde prevleke. V tem delu smo naredili zaporeden nanos TiAlN in TiSiN plasti. Tako smo dobili nanoplastno in nanokompozitno TiAlSiN prevleko. Za primerjavo smo nanesli enojne plasti TialN in TiSiN. Vse prevleke smo pripravili z naprševanjem v industrijski napravi opremljeni s štirimi neuravnoteženimi magnetronskimi izviri (dva TiAl in dva TiSi). Mikrostrukturo prevlek smo analizirali z vrstičnim elektronskim mikroskopom (SEM), s presevnim elektronskim mikroskopom (TEM) in rentgenskim difraktometrom (XRD). Kemijsko sestavo prevlek smo določili s fotoelektronsko spektroskopijo. Mehanske lastnosti smo določili z nanoindenterjem. Na osnovi XRD in XPS meritev smo ugotovili, da se TiAlSiN prevleka sestoji iz fcc-TiN in Si3N4 faz. TEM analiza je pokazala, da TiSiN plast blokitra rats TiAlN kristalov, ki so ekviaksialni z velikostjo okrog 5 nm. Posledično ima TiAlSiN prevleka veliko trdoto (39 GPa), kar je posledica omejene gibljivosti dislokacij v majhnih kristalih in preprečitve drsenja po kristalnih mejah.
COBISS.SI-ID: 27291943