REZULTATE

      In cadrul prezentului proiect CEEX nr. 249/2006 intitulat „Cercetari Avansate Privind Obtinerea de Noi Materiale pentru Acoperiri Ultradure a Reperelor Supuse la Uzura Intensa” avand acronimul Antiwear, au fost obtinute urmatoarele rezultate originale:

     Realizarea de noi materiale pentru catozi, o nouate la nivel national, din Ti-Si (cu continut ridicat de Si, de peste 12%) si compozite pe baza de Ti-Si (ce contin Al, Cr, B, Y ca elemente de aliere: TiAlSi, TiAlSiCr, TiAlSiB, TiAlSIY). Materialele rezultate, avand ca element de noutate compozitia chimica, au dovedit proprietati superioare din punct de vedere al caracteristicilor fizico-mecanice comparativ cu aliajele cunoscute pe baza de titan (Ti6Al4V, Ti5Al2,5Fe).

    Obtinerea catozilor, avand ca element de noutate utilizarea unor tehnici neconventionale ale metalurgiei pulberilor, s-a realizat prin urmatoarele metode:

-  catozi de TiSi si TiAlSi: aliere mecanica a pulberilor si sinterizare,

-  catozi de TiAlSiCr, TiAlSiB, TiAlSiY: formare prin injectie in matrita, deliere si sinterizare din amestecuri plastificate de pulberi compozite.

    Tehnica de formare prin injectie, ce face parte din categoria „near-net-shapes technologies”, permite realizarea unor produse de geometrie complexa prin utilizarea unor materii prime speciale  aflate in stare plastica in conditiile specifice operatiei de formare. Prin deliere si sinterizare se asigura o distributie uniforma a densitatii in piesa formata, o stare de tensiuni redusa datorita utilizarii unor presiuni relativ scazute de formare, precum si posibilitatea de a obtine piese cu geometrie complexa foarte apropiata de cea finala, ceea ce conduce la eliminarea unor operatii de prelucrare ulterioare. Pentru a se putea obtine produse finite de calitate, au fost utilizate materii prime sub forma de pulberi de metale cu granulatie fina care permite cresterea sinterizabilitatii.

    Obtinerea de noi straturi nanocompozite ultradure in structura monostrat de tip nc-TiSiN, nc-TiAlSiN si nc-TiAlSiXN (X= Cr,B,Y) si in structura multistrat de tip nc-SH/Me (Me=Ti,Cu,Ni) are in vedere imbunatatirea rezistentei la uzura si cresterea performantelor de aschiere a sculelor supuse unor conditii severe de lucru. Depunerea straturilor nanocompozite ultradure este realizata printr-o metoda PVD bazata pe evaporare cu arc catodic, ceea ce reprezinta un element de noutate, intrucat pana in prezent aceste tipuri de acoperiri au fost obtinute fie prin metode CVD la temperatura inalta (TiSiN si TiAlSiN), fie prin pulverizare reactiva (TiSiCrN si TiSiBN). Acoperirile nanocompozite cvinternare de tipul TiAlSiXN (X= Cr,B,Y) si cele multistrat nc-SH/Me (nc-SH fiind nc-TiSiN sau nc-TiAlSiN si Me=Ti,Ni,Cu) constituie noutati la nivel international, intrucat astfel de structuri nu au mai fost propuse si investigate pana acum.

    Caracterizarea complexa a depunerilor a cuprins metode de investigare avansate cum ar fi tehnicile XPS, GDOES, AES, XRD, microscopie electronica SEM si profilometrie. Din analiza caracteristicilor microchimice, microstructurale, mecanice si tribologice ale diferitelor tipuri de depuneri nanocompozite investigate pe parcursul intregului proiect, a fost selectat compusul cvinternar TiAlSiCrN pentru a fi depus pe doua tipuri de scule aschietoare (freze deget si burghie). In cadrul procedurii de testare a sculelor au fost  alesi ca parametri de apreciere a durabilitatii forţa maxima axiala de avans si momentul de torsiune la gaurire pentru freze si, respectiv, burghie.

    Elemente de dezvoltare economica

In urma rezultatelor obtinute in cadrul proiectului, se poate aprecia ca urmatoarele tehnologii de crestere a performantelor sculelor aschietoare prin acoperiri cu straturi ultradure prezinta un potential ridicat de transfer tehnologic:

*  tehnologie de obtinere de nanocompozite ultradure in structura monostrat de tip nc-TiSiN, nc-TiAlSiN si nc-TiAlSiXN (X= Cr,B,Y),

*  tehnologie de obtinere de nanocompozite ultradure in structura multistrat de tip nc-SH/Me (Me=Ti,Cu,Ni).

Lista selectiva de lucrari publicate si prezentate la conferinte internationale/nationale de partenerii consortiului:

1. Influence of Bilayer Period on the Characteristics of Nanometre-Scale ZrN/TiAlN Multilayers, A.Vladescu, A.Kiss, A. Popescu, M.Braic, M.Balaceanu, V.Braic, I.Tudor, C. Logofatu, C.C.Negrila, R.Rapean, J. Nanosci. Nanotechnol. 8, 717–721 (2008)

2. Characteristics of Ti-Nb, Ti-Zr and Ti-Al containing hydrogenated carbon nitride films, M.Balaceanu, V.Braic, M.Braic, C.N.Zoita, A.Kiss, A.Vladescu, trimisa spre publicare la Solid State Sciences

3. Plasma deposition of TiC/a-C:H multilayer with Ti-TiC graded interlayer, V.Braic, M.Braic, C.N.Zoita, A.Kiss, A.Vladescu, trimisa spre publicare la Vacuum

4. Tribological behavior of TiSiN/Ti and TiSiN/Cu multilayer coatings, I. Tudor, A. Popescu, R.G. Ripeanu, A.C. Drumeanu, V. Braic, M. Balaceanu, A. Vladescu, M. Braic, trimisa spre publicare la J.Balkan Tribo. Assos

5. Metal working fluids based on soybean oil and synthetic esters used for turning operations, A.C.Drumeanu, R.G.Ripeanu, M.Luca, G.M.Matei, J.BalkanTribo.Assos, 4, vol.14, 2009.

6. Establish the influence of soybean oil above wear behaviour of cutting tools durability, R.G. Rîpeanu, A.C. Drumeanu, M. Luca and L. Rîpeanu, J.Balkan  Tribo. Assos., book 3 or 4, vol.14, 2009.

7. Research about the efficiency of active anode protection at centrifugal pumps, R.G. Rîpeanu, I. Tudor, F. Dinu, J.Balkan  Tribo. Assos, book 4, vol.14, 2009.

8. Tribological behavior of TiSiN/Ti and TiSiN/Cu multilayer coatings, I. Tudor, A. Popescu, R.G. Ripeanu, A.C. Drumeanu, V. Braic, M. Balaceanu, A. Vladescu, M. Braic, J.Balkan  Tribo. Assos, book 1, vol.15, 2009.

9. Synthesis and characterization of multilayered TiSiN/Ni hard coatings, M.Btraic, M.Balaceanu, V.Braic, A.Vladescu, V.Malinovschi, A.Popescu,  trimisa spre publicare  Plasma Processes and Polymers 2008

10. Superhard nanostructured coatings designed to be used as protective coatings for Wear Resistant Tools, V.Braic, M.Balaceanu, C.Zoita, A.Kiss, C.M.Cotrut, M.Braic, S.Zamfir, A.Vlădescu, Bull.Trans.Univ.of Brasov series A, vol.4, pp. 518-522, 2007

11. TiAl powders synthesis and processing by modern technologies of powder metallurgy, I.Carceanu, Cr. Coman, M.Braic, M.Balanescu, I.Nedelcu, Revista Metalurgia International, Editura F.M.R., nr.1/2008, p.12

12. Synthesis and characterization of reactive arc plasma deposited TiSiN coatings, V.Braic, M.Balaceanu, A.Kiss, C.N.Zoita, A.Vladescu, I.C. Vasiliu, M.Braic, 14th Inter.Conf.- CPPA, 14-18 septembre 2007, Brasov, Romania

13. Influence of chemical composition on properties of TiSiN, TiAlSiN and TiZrSiN coatings, A.Kiss, V.Braic, C.N.Zoita, M.Balaceanu, A.Vladescu, A.Popescu, M.Braic, R.Rapeanu, Inter.Conf. NANOSMAT 2007, 9 – 11 July 2007, Algarve – Portugal

14. Consideration concerning the elaboration of some complex materials from TiAl systems, I.Carceanu, A.Popa, I. Roceanu, G.Cosmeleata, Euromat 2007, 10 – 13 september 2007, Nurnberg, Germany

15. About the structure and properties of heavy alloys for special use, I.Carceanu, A.Popa, I.Roceanu, G.Cosmeleata, I.Nedelcu, ECCE-6, “6-th European Congress of Chemical Engineering, Conference CD, 16-21 sept. 2007, Copenhagen, Danemarca.

16. On the deposition and characterization of TiSiN  coatings using the reactive cathodic arc method, V.Braic, M.Balaceanu, A.Vladescu, A.Kiss, C.N.Zoita, M.Braic, Physics Conference TIM-07, 23-24 Noiembrie 2007, Timisoara, Romania.

17. Tribological behavior of TiSiN/Ti and TiSiN/Cu multilayer coatings, I. Tudor, A. Popescu, R.G. Ripeanu, A.C. Drumeanu, V. Braic, M. Balaceanu, A. Vladescu, M. Braic, 6th International Conference “Balkantrib 08”, 12-14 iunie 2008, Sozopol, Bulgaria.

18. Corrosion behavior of arc plasma deposited Ti/TiSiN and Ti/TiAlSiN multilayered coatings, R.Zamfir, C.M.Cotrut, A.Molagic, A.E.Kiss, S.Zamfir, Junior Euromat 2008, 14-18 July, Lausanne, Switzerland

19. Effects of titanium, aluminium and silicon powders and its compounds on human health, I.Carceanu, V.Braic, M.Braic, A.Vladescu, C.M.Cotrut, „5th SETAC World Congress 2008” , 3-7 August 2008, Sydney, Australia.

20. Complex multifunctional materials for special application, I.Carceanu, G.Cosmeleata, A.Popa, I.Nedelcu, E.Jalbă, P.Neagu Manicatide, I.Roceanu, Inter. Conf. MFMS 2008, 26 iulie – 02 august 2008, Hong Kong, China.