Wear Resistant Chromium Coatings Modified with Diamond Nanoparticles/ Odporność Na Zużycie Ścierne Powłok Chromowych Modyfikowanych Nanocząstkami Diamentu

Abstract

WEAR RESISTANT CHROMIUM COATINGS MODIFIED WITH DIAMOND NANOPARTICLES ODPORNOŚĆ NA ZUŻYCIE ŚCIERNE POWŁOK CHROMOWYCH MODYFIKOWANYCH NANOCZĄSTKAMI DIAMENTUElectrochemical chromium coatings on steel, modified with diamond nanoparticles (NDDS), were produced by detonation synthesis. Their particle size was from 10 to 50 nm. Galvanization conditions, current density, etc., concentration of NDDS, were studied in relation to the characteristics of the chromium coatings. The optimal conditions were determined to attain the maximal values of the physical and mechanical properties of the coating. Surface topography after wear testing was examined. Compared to unmodified chromium coating, microhardness of the surface increased to 1100 kg/mm 2 , wear resistance, expressed as % of mass loss, increased from 3 to 10 times.Keywords: diamond nanoparticles, chrome galvanization, microhardness, wear resistance Powłoki chromowe, wytworzone elektrochemicznie na stali, modyfikowane nanocząstkami diamentu, zostały wyprodukowane w procesie syntezy detonacyjnej. Ich wielkość cząstek mieściła się w zakresie od 10 do 50 nm. W artykule przedstawiono wpływ warunków galwanizacji, gęstości katodowej prądu, koncentracji nanocząstek diamentu na grubość powłoki chromowej. Podczas badań wytypowano optymalne warunki wytwarzania, pozwalające na uzyskanie warstwy chromowej o najlepszych własnościach fizycznych oraz mechanicznych. Przeprowadzono również badania odporności na ścieranie uzyskanych warstw. Na podstawie badań stwierdzono, że w porównaniu do powłok chromowych nie modyfikowanych nanocząstkami diamentu, mikrotwardość na powierzchni wzrosła do 1100 kg/mm 2 , a odporność na zużycie ścierne, wyrażona jako % ubytek masy, wzrosła od 3 do 10 razy.

Archives of Metallurgy and Materials

“…The modification of the chromium galvanic coatings with diamond nanoparticles (ND) additionally increases the mechanical properties of the surface and of the item as a whole. Published studies refer to the influence of chromium layer modified by diamond nanoparticles coatings on dense materials [2][3][4][5]. The literature essentially reports morphological changes of the surface and increased microhardness and wear resistance of so modified Cr coatings.…”

Composite Coatings of Chromium and Nanodiamond Particles on Steel

“…Published literature essentially reflects the morphological changes of the surface and the increased values of microhardness and wear resistance of chromium coatings modified with nanodiamond particles [1][2][3][4][5][6][7][8]. The maximum increase of the composite coatings microhardness is about 2.5 times compared to the unmodified coatings [1][2][3][4][5][6].…”

“…The maximum increase of the composite coatings microhardness is about 2.5 times compared to the unmodified coatings [1][2][3][4][5][6]. Data on increased wear resistance at dry friction are quite diverse: 15% [2], 1.4-1.8 times [4] and up to 10 times according to the authors of the paper [8]. Nanodiamond particles added to chromium electrolyte have different origin [2][3][4][5].…”