Tribological Tests of the Ceramic Cutting Tools after Yttrium (Y+) and Rhenium (Re+) Ion Implantation

The paper presents the results of investigations on the tribological properties of cutting tools after ion implantation. The research focused on the inserts made out of nitride ceramics IS9 (Si3N4 with additives) and combined ceramics IN22 (Al2O3 + TiCN) available on the market. The inserts rake surfaces were covered with yttrium and rhenium coatings by means of ion implantation with different dozes. Both unimplanted and coated surfaces underwent tribological tests of the block-on ring type. The experiments demonstrated that, in general, ion implantation with rhenium (Re+) and yttrium (Y+) provided a decrease in surface friction forces. In the case of IN22 ceramics, both rhenium and yttrium ions improved wear resistance of cutting inserts. On the other hand, Re+ implantation provided the best wear resistance of the IS9 ceramics.

Artykuł opisuje wyniki badań właściwości tribologicznych narzędzi skrawających po implantacji jonów. Badania dotyczyły narzędzi wykonanych z ceramiki azotkowej IS9 (Si3N4 + dodatki) i ceramiki mieszanej IN22 (Al2O3 + TiCN), dostępnych na rynku. Na powierzchnie natarcia naniesiono powłoki itru i renu metodą implantacji jonów o różnych dawkach. Pokryte i niepokryte powierzchnie zostały poddane testom tribologicznym w parach typu rolka–klocek. Badania wykazały, że generalnie implantacja jonów renu (Re+) i itru (Y+) zmniejsza siły tarcia na powierzchni. W przypadku ceramiki IN22 iony zarówno renu, jak i itru zwiększyły odporność płytek skrawających na zużycie. Z drugiej strony, najlepszą odporność na zużycie ceramiki IS9 zapewniły jony renu.