Eltérő felületelőkészítés hatása a hibrid felületkezelt, fémfröccsöntött rozsdamentes acélra

Effect of different surface preparations on hybrid surface-treated metal injection molded stainless steel

Abstract

Metal injection molding (MIM) was born by combining injection molding and powder metallurgy. From the side of injection molding, it enables the serial production of parts with complex geometries, overcoming the geometric limitations of parts that can be produced by subtractive machining. From the side of powder metallurgy, it opens up new dimensions in overcoming engineering challenges by creating superalloys. By supplementing metal injection molding with surface treatment technologies, it further expands the possibilities of construction solutions and the variation of stresses and loads between the surface and bulk. In my research, I investigated the effect of different surface roughnesses, previously set with blasting, on the adhesion and tribological properties of the subsequently applied hybrid, low-temperature plasmanitriding, and surface layer by Physical Vapor Deposition (PVD) on metal injection-molded American Iron and Steel Industry (AISI) 304 austenitic stainless steel. Ball-on-disc wear tests were performed on the test specimens to determine the timedependent friction coefficient and wear resistance. To further explore the material structure mechanisms and for more reliably results, adhesion test and SEM were also performed.

Kivonat

A fémfröccsöntés (Metal Injection Molding - MIM) a hagyományos fröccsöntés és a porkohászat kombinálásával jött létre. A fröccsöntés szempontjából komplex geometriájú alkatrészek sorozatgyártását teszi lehetővé, mindezt a forgácsolással előállítható alkatrészek, geometriai korlátjait is leküzdve. Míg a porkohászat oldaláról álötvözetek létrehozásával nyit újabb dimenziókat a mérnöki kihívások leküzdésében. A fémfröccsöntést felületkezelési technológiákkal kiegészítve, tovább bővíti a konstrukciós megoldások lehetőségét, a szerkezetben ébredő igénybevételek és terhelések felület és térfogat szerinti eltérését. Kutatásom során fémfröccsöntött AISI 304 ausztenites rozsdamentes acélon vizsgáltam a különböző, előzetesen szemcseszórással beállított felületi érdességek hatását az utólagosan felvitt, hibrid, kishőmérsékletű plazmanitridálásból és fizikai gőzfázisú rétegleválasztásból (Physical Vapor Deposition - PVD) álló felületi réteg adhéziós és tribológiai tulajdonságain. A próbatesteken ball-on-disc kopásvizsgálatot végeztünk, a minták időfüggő súrlódási együtthatójának és kopásállóságának meghatározása érdekében. A lejátszódó anyagszerkezeti mechanizmusok mélyebb feltárására és az eredmények megbízhatóbb alátámasztására adhéziós, valamint elektronmikroszkópos vizsgálatok is elvégzésre kerültek.