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Licensed Unlicensed Requires Authentication Published by De Gruyter May 2, 2013

Wear/Friction Behaviour of FeB and FeB/h-BN Coatings Sprayed by Atmospheric Plasma Spraying

Verschleiß- und Reibungsverhalten von durch atmosphärisches Plasmaspritzen aufgespritzten FeB- und FeB/h-BN-Schichten
  • Ismail Ozdemir
From the journal Practical Metallography

Abstract

The crushed and rounded ferroboron (FeB) powders of Fe-18.8B-0.2C-0.5Si-0.8Al (wt.%) were deposited onto an aluminum substrate by atmospheric DC plasma spraying to improve its tribological properties. Hexagonal boron nitride (h-BN) powders which have excellent lubricating properties similar to graphite were incorporated into the boride powders as a solid lubricant by a sintering process to obtain protective coatings with a low friction coefficient. As-sprayed coatings are composed of mainly FeB, iron matrix supersaturated with boron owing to the rapid solidification of molten droplets flattened on a substrate. The friction and wear behaviour of each coating were evaluated using a ring-on-disk type wear tester in paraffin based oil with an air atmosphere. It was found that sintering of iron boride powder with h-BN powder (5 wt.%) is an acceptable method for producing a protective composite coating against friction and wear. The evaluation of friction and wear results shows that iron boride coatings exhibit high seizure load and good anti-wear performance.

Kurzfassung

Die zermahlenen und gerundeten Ferroborpulver (FeB-Pulver) aus Fe-18.8B-0,2C-0,5Si-0,8Al (in Gew.-%) wurden durch atmophärisches GS-Plasmaspritzen auf ein Substrat aus Aluminium aufgebracht, um dessen tribologische Eigenschaften zu verbessern. In die Boridpulver wurden mit einem Sintervorgang hexagonale Bornitridpulver (h-BN-Pulver) mit sehr guten Gleiteigenschaften ähnlich denen von Graphit als Festschmiermittel eingebracht, um Schutzschichten mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten zu erhalten. Die aufgespritzten Schichten bestehen vor allem aus FeB, einer Eisen-Matrix, die auf Grund des schnellen Erstarrens der auf einem Substrat plattgedrückten Schmelzetröpfchen mit Bor übersättigt ist. Mit Hilfe eines Ringscheiben-Verschleißtestgeräts in Paraffinbasisöl mit einer Luftatmosphäre wurden das Reibungs- und das Verschleißverhalten jedes Überzugs bewertet. Es wurde festgestellt, dass das Sintern von Eisenboridpulver mit h-BN-Pulver (5 Gew.-%) ein akzeptables Verfahren zur Herstellung einer Verbundschutzschicht gegen Reibung und Verschleiß ist. Durch die Bewertung der Reibung und des Verschleißes zeigt sich, dass Überzüge aus Eisenborid hohe Fressbelastung und gute Verschleißschutz-eigenschaften aufweisen.


E-Mail: ; Tel/Fax: +90—232—412 7462 / 412 74 52

Übersetzung: J. Fritsche

Ismail Özdemir born 1971, Master degree and PhD in Mechanical Engineering at Dokuz Eylul University; Postdoc Fellowships at the Toyota Technological Institute, Thermal spray coatings and reactive thermal spray process and Chemnitz University of Technology; research on thermal spraying and composite materials


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Received: 2007-1-4
Accepted: 2007-3-21
Published Online: 2013-05-02
Published in Print: 2007-08-01

© 2007, Carl Hanser Verlag, München

Downloaded on 28.3.2024 from https://www.degruyter.com/document/doi/10.3139/147.100350/html
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