بررسی رفتار تریبولوژیکی فولاد ساده کربنی CK۴۵ نیتروکربوره شده به روش پلاسمای الکترولیتی

فولادهای ساده کربنی بعنوان یکی از پرکاربردترین مواد مهندسی، باوجود ویژگی های مطلوبی مانند استحکام و چقرمگی بالا، قابلیت ماشین کاری و هزینه های کاربردی پایین، نقاط ضعفی همچون مقاومت سایشی نسبتا پایینی دارند. در بین روشهای مختلفی که برای پوشش دهی سطح فلزات بکار می روند، فرایند نیتروکربوراسیون به دلیل دمای پایین، زمان کوتاه و نیز پایداری ابعادی قطعه مورد توجه قرار گرفته است. در این پژوهش فرایند نیتروکربوراسیون به روش پلاسمای الکترولیتی در الکترولیت حاوی اوره و کربنات سدیم در ولتاژ ۳۸۰ ولت و در زمانهای ۵، ۱۰ و ۲۰ دقیقه انجام گرفت. به منظور بررسی اثر زمان پوشش دهی روی خواص لایه تولیدی از آنالیز پراش پرتوایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) استفاده شد. در ادامه نیز سختی سطحی و نیز رفتار سایشی این پوششها با آزمون توپ روی دیسک (Ball on disc) بررسی گردید. نتایج نشان داد که اعمال پوشش نیتروکربوره سبب بهبود رفتار تریبولوژی نسبت به نمونه بدون پوشش گردید. همچنین نمونه پوشش داده شده در زمان ۲۰ دقیقه، با ضخامت µm ۲۰، سختی ۸۹۶ ویکرز و میانیگین قطر حفرات µm ۵۵/۴، بهترین رفتار تریبولوژیکی (یعنی کمترین ضریب اصطکاک: ۳۲/۰ و نیز کمترین کاهش وزن) را از خود نشان داد که در مقایسه با نمونه های تهیه شده در زمان­های ۵ و ۱۰ دقیقه، مقدار زبری سطحی را تا ۴۷/۰ (حدود ۲ برابر) افزایش داد، درحالی­که کاهش وزن این پوشش پس از صد متر سایش در مقایسه با دیگر نمونه ها، تنها حدود ۱۴% درصد کاهش یافت.

کلیدواژه ها:

نیتروکربوراسیون ، پلاسمای الکترولیتی ، رفتار تریبولوژیکی ، ضریب اصطکاک