In this paper, wear characteristics of PVD coatings were compared on the die surface for cold stamping of MART1470 steel sheet with the finite element analysis and the pin-on-disc wear test. Three types of PVD coatings (CrN, TiAlCrN, and MoS2TiCr(W)N) were considered for the tool surface made of STD11 material. The stamping process of an auto-body part was analyzed with the finite element method. Ranges of process variables for the wear test such as contact pressure, relative speed, and sliding distance were predicted from analysis results. In order to quantitatively analyze wear characteristics of each coating, the amount of wear was measured and compared according to process variables with the pin-on-disc wear test. The influence of each process variable was investigated and the wear characteristics of the three coating layers were quantitatively compared. It was confirmed that the wear characteristics of MoS2TiCr(W)N coating were better than those of CrN and TiAlCrN. It was noted that the proposed prediction approach could predict and respond to the wear phenomenon occurring in the stamping process.
Journal of the Korean institute of surface engineering
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v.32
no.3
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pp.472-483
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1999
Hard coatings playa continuously increasing role in the field of tribology as well as for decorative applications. In both areas they are often also exposed to corrosive media. While especially hard nitride coatings show a high corrosion resistance for themselves, hard $coating_strate systems may suffer from a severe corrosion attack due to the defects in the coating structure (pores, pinholes) resulting from the PVD-typical film morphology. While a huge number of investigations cover the tribological properties, only limited studies deal with the corrosion behavjour of coating substrate systems and attempts are made to improve their corrosion resistance. The present paper shortly describes the corrosion mechanisms and repots characteristic examples of the system behaviour. Special emphasis is laid on recent investigations to improve the corrosion resistance by alloying, interlayers or multilayered coating structures.es.
Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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2001.04a
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pp.899-904
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2001
The impact of PVD coatings can be summed up in practical terms: this technology historically complements the best designed tool substrates to enhance cutting performance. PVD coatings are now incorporated in 25% of all HSS tools. The functionality is to extend the machining speed range, improve wear resistance at the cutting edge, and reduce friction at chip/tool contact areas to allow easier chip evacuation. These translate to a larger safe zone, as discussed in the failure mode diagram, for better productivity and higher reliability in machining operations of the customer. PVD coatings therefore represent an enabling technology that extends the application range of cutting tools in response to modern industrial needs. PVD coatings prolong the product life cycle of HSS tools and help this "mature" material to hold its territory against the advent of the newer hardmetal and ceramic tool materials. There is a lot of competitive life left particularly in PVD coated HSS endmills, drills, threading/tapping tools. PM HSS technology further increases the possibilities.ibilities.
In order to accumulate data to lower the friction coefficient of a press mold, tribological tests were performed before and after coating SM45C with a PVC/PO film and plasma coating (CrN, concept). The ultrasonic nanocrystal surface modification (UNSM)-treated material had a nano-size surface texture, high surface hardness, and large and deep compressive residual stress formation. Even when the load was doubled, the small amount of abrasion, small weight of the abrasion, and width and depth of the abrasion did not increase as much as those of untreated materials. A comparison of the weight change before and after the tribological test with the CrN and the concept coating material and that of the untreated material showed that the wear loss of the concept coating material and P-UNSM treated material (that is, the UNSM treated material treated with the concept coating) showed a tendency to decrease by approximately 55-75%. Concept 100N had a lower friction coefficient of about 0.6, and P-UNSM-30-100N showed almost the same curve as concept 100N and had a low coefficient of friction of about 0.6. The concept multilayer coating had a thickness of $5.32{\mu}m$. In the beginning, the coefficient of friction decreased because of the plasma coating, but it started to increase from about 250-300 s. After about 350 s, the coefficient of friction tended to approach the friction coefficient of the SM45C base metal. The SGV-280F film-attached test specimen was slightly pushed back and forth, but the SM45C base material was not exposed due to abrasion. The friction coefficient was 0.22, which was the lowest, and the tribological property was the best in this study.
Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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2000.05a
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pp.783-791
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2000
Increasing demands in productivity are propelling the development of new manufacturing methods like hard machining, high speed cutting (HSC) or machining of difficult to machine materials. In these processes the toois are subjected to very severe mechanical, tribological and thermal loads. They fail prematurely by abrasion, cratering, edge breakage and cold welding. The performance of such tools will be enhanced by better and more wear resistant coatings. The development of these new coatings shows a clear trend towards complex multi-component and multi-layer configurations. TiAIN multilayer coating belongs to these coatings for the new cutting tool generation. This paper tries to explain the benefits of the new coatings. TiAIN multilayer coating offers the following advantages: reduction of manufacturing costs. boost productivity, and lower coolant procurement, conditioning and disposal costs.
Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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v.8
no.3
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pp.432-436
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2007
We have studied on the tribological characteristics of Plasma Vapour Deposition(PVD) coating method in Automotive Structural Materials. Coating materials were deposited by the Titanium carbide(TiC) and Titanium nitride(TiN). An experimental process was established to determine the tribological characteristics of friction and wear behaviour with the variation of applied load, temperature and the time with the Falex friction and wear test machine. It was improved that when the surface modification of hard coatings(TiC, TiN) was deposited steel, the tribological characteristics become better. It is argued that it is improved because of excellence of the anti-wear, the extreme pressure properties and tile heat stability.
The wear of the contact in the tappet accounts for the greatest portion of entire friction loss of an engine, leading to the occurrence of abnormal wear. The coated specimens for earn-tappet wear test were producted by using PVD-Sputtering coating method. It examined the friction characteristics occurring between the earn and the tappet by using the dedicated wear tester and found that the friction torque value was reduced through comparison testing with the existing part when the low friction coating was applied. So application of the low friction coating to actual vehicles will reduce the fuel economy and occurrence of noise-vibration.
Journal of the Korean institute of surface engineering
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v.46
no.6
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pp.258-263
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2013
4 mol% Yttria-stabilized zirconia (4YSZ) coatings are fabricated by Air Plasma Spray (APS) and Electron Beam Physical Vapor Deposition (EB-PVD) with top coating of thermal barrier coating (TBC). NiCrAlY based bond coat is prepared as 150 ${\mu}m$ thickness by conventional APS (Air Plasma Spray) method on the NiCrCoAl alloy substrate before deposition of top coating. Each 4YSZ top coating shows different tribological behaviors based on the inherent layer structures. 4YSZ by APS which has splat-stacked structure shows lower friction coefficient but higher wear rate than 4YSZ by EB-PVD which has columnar structure. For 4YSZ by APS, such results are expected due to the sliding wear accompanied with local delamination of splats.
Journal of the Korean institute of surface engineering
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v.27
no.2
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pp.91-98
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1994
For the plasma sprayed as well as the EB-PVD thermal barrier coatings, the fracture paths within the oxidation products developed at the interface between the partially stabilized zirconia ceramic coating and NiCoCrAlY bond coat during cyclic thermal oxidation has been investigated. It was observed that the fracture in the oxidation products primarily took place within the oxide such as $Ni_{1-x}Co_3(Al_,Cr)_2O_4$ or at the interface between the oxide and $Al_2O_3$. It was found that Al2O3 developed first, followed by the Ni/Co/Cr rich oxides such as ,,$Ni_{1-x}Co_x(Al_,Cr)_2O_4$$Cr_2O_3$and NiO at the interface between the ceramic coating and the bond coat in a cyclic high temperature environment. It was therfore concluded that the formation of the oxide containing Ni, Cr and Co was a life-limiting event for thermal barrier coatings during cyclic thermal oxidation.
Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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2007.11a
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pp.132-133
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2007
제품 표면에 코팅을 하는 것은 원자재나 디자인을 개선하는 것보다 훨씬 효과적인 결과를 가져온다. 제품에 코팅을 적용하면 성능과 신뢰성이 향상되어 수명이 증가되고, 소형 경량화가 가능해진다. 자동차 엔진과 그 외의 부품에 적용할 경우 에너지 절감 효과가 있고 친환경 요구에 부응할 수 있어 그 효과가 크다. 시스템의 잠재된 성능은 특정 목적에 따라 맞춤된 PVD/PACVD 코팅에 의해서 향상 될 수 있고, 실제로도 많은 경우 PVD/PACVD 코팅만이 새로운 설계 솔루션을 실현 가능하게 해준다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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