The Effect of Counterpart Material on the Sliding Wear of TiAlN Coatings Deposited by Reactive Cathodic Pulverization

Authors

  • Michell Felipe Cano Ordoñez Universidade de Caxias do Sul
  • Johan Steeven Restrepo Paruma Laboratorio de Recubrimientos Duros y Aplicaciones Industriales (RDAI), Universidad del Valle, Cali
  • Federico Sequeda Osorio Laboratorio de Recubrimientos Duros y Aplicaciones Industriales (RDAI), Universidad del Valle, Cali
  • María Cristina Moré Farias Universidade de Caxias do Sul

DOI:

https://doi.org/10.18226/23185279.v3iss2p59

Abstract

This work aims to study the effect of the counterpart materials (100Cr6, Al2O3 and WC-Co) on the tribological properties of TiAlN thin films deposited on AISI H13 steel substrate by reactive magnetron co-sputtering. The structural characterization of the TiAlN films, performed by X-ray diffraction, showed (220) textured fcc crystalline structure. The values of hardness and elastic modulus obtained by nanoindentation were 27 GPa and 420 GPa, respectively, which resulted in films with a relatively high resistance to plastic deformation. Ball-on-disk sliding tests were performed using normal loads of 1 N and 3 N, and 0.10 m/s of tangential velocity. The wear coefficient of the films was determined by measuring the worn area using profilometry every 1000 cycles. The mechanical properties and the chemical stability of the counterpart material, debris formation and the contact stress influences the friction and the wear behavior of the studied tribosystems. Increasing the hardness of the counterpart decreases the coefficient of friction (COF) due to lower counterpart material transference and tribofilm formation, which is able to support the contact pressure. High shear stress concentration at the coating/substrate interface was reported for higher load promoting failure of the film-substrate system for all tribopairs.

 

http://dx.doi.org/10.18226/23185279.v3iss2p59

Author Biography

María Cristina Moré Farias, Universidade de Caxias do Sul

Possui graduação em Engenharia Mecânica pelo Instituto Superior Politecnico Jose Antonio Echeverria (1993), Havana, Cuba, Mestrado em Engenharia Mecânica pela Escola Politécnica da Universidade de São Paulo - USP (1999), Doutorado em Engenharia Mecânica pela Escola Politécnica da USP (2004) e Pós-doutorado em Engenharia Mecânica pela Escola Politécnica da USP (2010). Atualmente é Professora do Centro de Ciências Exatas e Tecnologia da Universidade de Caxias do Sul-RS. Tem experiência na área de Engenharia Mecânica, com ênfase em Tribologia, Comportamento mecânico de superfícies, Processos de Fabricação, atuando principalmente nos seguintes temas: sliding wear, friction, instrumented indentation, design of experiments, austenitic stainless steels, martensitic transformation, forming processes.

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Published

2015-11-16

How to Cite

Ordoñez, M. F. C., Paruma, J. S. R., Osorio, F. S., & Farias, M. C. M. (2015). The Effect of Counterpart Material on the Sliding Wear of TiAlN Coatings Deposited by Reactive Cathodic Pulverization. Scientia Cum Industria, 3(2), 59–66. https://doi.org/10.18226/23185279.v3iss2p59

Issue

Vol. 3 No. 2 (2015): Scientia cum Industria

Section

Science, Education and Engineering

License

Copyright (c) 2015 Michell Felipe Cano Ordoñez, Johan Steeven Restrepo Paruma, Federico Sequeda Osorio, María Cristina Moré Farias

Creative Commons License

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Declaro que o presente artigo é original, não está sendo tendo sido submetido à publicação em qualquer outro periódico nacional ou internacional durante o processo de revisão. Através deste instrumento, em meu nome e em nome dos demais co-autores, porventura existentes, cedo os direitos autorais do referido artigo à revista SCIENTIA CUM INDUSTRIA. Contudo, a reprodução total ou parcial impressa ou eletrônica pode ser feita desde que o autor comunique oficialmente à revista. Declaro estar ciente de que a não observância deste compromisso submeterá o infrator a sanções e penas previstas na Lei de Proteção de Direitos Autorias. Declaro estar ciente de que a não observância deste compromisso submeterá o infrator a sanções e penas previstas na Lei de Proteção de Direitos Autorias (Nº9610, de 19/02/1998).