Published September 1, 2018 | Version v1
Publication Open

Experimental study of tribological and mechanical properties of TiN coating on AISI 52100 bearing steel

Creators

  • 1. University of Engineering and Technology Lahore
  • 2. Pakistan Council of Scientific & Industrial Research

Description

The surface coating is one of the novel approaches to enhance the performance and durability of the mechanical components by decreasing the wear and friction among two interacting bodies. In this study, tribological and mechanical properties of titanium nitride (TiN) coatings were investigated on the AISI 52100 bearing steel deposited by low-temperature physical vapor deposition system. Surface morphology and elemental composition of the TiN coating were analyzed by scanning electron microscope and energy-dispersive X-ray spectrum, respectively. Substrate surface roughness and coating thickness of TiN were varied for correlative analysis among adhesion, mechanical, and tribological properties. Scratch and tribo tests were performed for evaluating the adhesion and tribological properties, respectively. Samples having the substrate surface roughness (0.2 ± 0.05 µm) and the coating thickness of more than 2.83 µm presented relatively better adhesion, wear resistance, and lower coefficient of friction of the TiN coating.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يعد طلاء السطح أحد الأساليب الجديدة لتعزيز أداء ومتانة المكونات الميكانيكية عن طريق تقليل التآكل والاحتكاك بين جسمين متفاعلين. في هذه الدراسة، تم التحقيق في الخواص الثلاثية والميكانيكية لطلاءات نيتريد التيتانيوم (TiN) على فولاذ محمل AISI 52100 المترسب بواسطة نظام ترسيب البخار الفيزيائي منخفض درجة الحرارة. تم تحليل التشكل السطحي والتركيب العنصري لطلاء TiN عن طريق مسح المجهر الإلكتروني وطيف الأشعة السينية المشتتة للطاقة، على التوالي. تنوعت خشونة سطح الركيزة وسمك طلاء TiN للتحليل المترابط بين الالتصاق والخصائص الميكانيكية والقبلية. تم إجراء اختبارات الخدش والقبائل لتقييم خصائص الالتصاق والقبائل، على التوالي. قدمت العينات التي لها خشونة سطح الركيزة (0.2 ± 0.05 ميكرومتر) وسماكة الطلاء التي تزيد عن 2.83 ميكرومتر التصاقًا أفضل نسبيًا ومقاومة التآكل ومعامل احتكاك أقل لطلاء TiN.

Translated Description (French)

Le revêtement de surface est l'une des nouvelles approches pour améliorer les performances et la durabilité des composants mécaniques en diminuant l'usure et le frottement entre deux corps en interaction. Dans cette étude, les propriétés tribologiques et mécaniques des revêtements de nitrure de titane (TiN) ont été étudiées sur l'acier de roulement AISI 52100 déposé par un système de dépôt physique en phase vapeur à basse température. La morphologie de surface et la composition élémentaire du revêtement de TiN ont été analysées au microscope électronique à balayage et au spectre de rayons X à dispersion d'énergie, respectivement. La rugosité de la surface du substrat et l'épaisseur du revêtement de TiN ont été variées pour une analyse corrélative entre les propriétés adhésives, mécaniques et tribologiques. Des tests de rayure et de tribo ont été effectués pour évaluer les propriétés d'adhésion et tribologiques, respectivement. Les échantillons ayant la rugosité de surface du substrat (0,2 ± 0,05 µm) et l'épaisseur du revêtement supérieure à 2,83 µm présentaient une adhérence, une résistance à l'usure et un coefficient de frottement du revêtement TiN relativement meilleurs.

Translated Description (Spanish)

El recubrimiento de la superficie es uno de los enfoques novedosos para mejorar el rendimiento y la durabilidad de los componentes mecánicos al disminuir el desgaste y la fricción entre dos cuerpos que interactúan. En este estudio, se investigaron las propiedades tribológicas y mecánicas de los recubrimientos de nitruro de titanio (TiN) en el acero para rodamientos AISI 52100 depositado por el sistema de deposición física de vapor a baja temperatura. La morfología de la superficie y la composición elemental del recubrimiento de TiN se analizaron mediante microscopio electrónico de barrido y espectro de rayos X de energía dispersiva, respectivamente. La rugosidad de la superficie del sustrato y el espesor del recubrimiento de TiN se variaron para el análisis correlativo entre las propiedades de adhesión, mecánicas y tribológicas. Se realizaron pruebas de rayado y tribo para evaluar las propiedades de adhesión y tribológicas, respectivamente. Las muestras que tenían la rugosidad de la superficie del sustrato (0.2 ± 0.05 µm) y el espesor del recubrimiento de más de 2.83 µm presentaron una adhesión, resistencia al desgaste y un coeficiente de fricción del recubrimiento de TiN relativamente mejores.

Files

1687814018802882.pdf

Files (15.9 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:33d07576e6272d6feec1c22e71decbfa
15.9 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
دراسة تجريبية للخصائص الثلاثية والميكانيكية لطلاء TiN على فولاذ محمل AISI 52100
Translated title (French)
Etude expérimentale des propriétés tribologiques et mécaniques du revêtement TiN sur l'acier des roulements AISI 52100
Translated title (Spanish)
Estudio experimental de las propiedades tribológicas y mecánicas del revestimiento de TiN sobre acero para rodamientos AISI 52100

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2893891128
DOI
10.1177/1687814018802882

Is supplement to
https://openalex.org/W3012303019 (Other)
https://openalex.org/W2994245465 (Other)
https://openalex.org/W270293924 (Other)
https://openalex.org/W2691007166 (Other)
https://openalex.org/W2483999926 (Other)
https://openalex.org/W2360274784 (Other)
https://openalex.org/W2188471859 (Other)
https://openalex.org/W2095862349 (Other)
https://openalex.org/W2012420110 (Other)
https://openalex.org/W1998751369 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Pakistan

References

  • https://openalex.org/W1965876900
  • https://openalex.org/W1966192864
  • https://openalex.org/W1967197447
  • https://openalex.org/W1968788953
  • https://openalex.org/W1975213562
  • https://openalex.org/W1983549075
  • https://openalex.org/W1990068475
  • https://openalex.org/W1991984512
  • https://openalex.org/W1999542432
  • https://openalex.org/W2002468578
  • https://openalex.org/W2004347579
  • https://openalex.org/W2006469072
  • https://openalex.org/W2015434186
  • https://openalex.org/W2022022961
  • https://openalex.org/W2037666195
  • https://openalex.org/W2038400174
  • https://openalex.org/W2046757329
  • https://openalex.org/W2046940118
  • https://openalex.org/W2048280759
  • https://openalex.org/W2051688097
  • https://openalex.org/W2053253457
  • https://openalex.org/W2056443632
  • https://openalex.org/W2057109860
  • https://openalex.org/W2057478948
  • https://openalex.org/W2057976820
  • https://openalex.org/W2058831659
  • https://openalex.org/W2063458399
  • https://openalex.org/W2063976378
  • https://openalex.org/W2068613578
  • https://openalex.org/W2069472074
  • https://openalex.org/W2071825326
  • https://openalex.org/W2074945512
  • https://openalex.org/W2077803757
  • https://openalex.org/W2087536102
  • https://openalex.org/W2090485008
  • https://openalex.org/W2091565047
  • https://openalex.org/W2091861006
  • https://openalex.org/W2106798939
  • https://openalex.org/W2133050031
  • https://openalex.org/W2491129574
  • https://openalex.org/W2594108018
  • https://openalex.org/W2624445380
  • https://openalex.org/W309343432
  • https://openalex.org/W652169801