Современная электрометаллургия, 2014, №02



2014 №02 (06)

2014 №02 (08)

---

Современная электрометаллургия, 2014, #2, 44-50 pages  

СТРУКТУРА И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВАКУУМНО-ДУГОВЫХ МНОГОСЛОЙНЫХ КОНДЕНСАТОВ НИТРИДОВ ТИТАНА И ЕГО СПЛАВОВ

А. В. Демчишин¹, В. А. Аветисян¹, А. А. Демчишин², Л. Д. Кулак¹, В. В. Грабин³

¹Институт материаловедения им. И. Н. Францевича НАН Украины. 03142, г. Киев, ул. Крыжановского, 3. E-mail: demch@ipms.kiev.ua
²НТУУ «Киевский политехнический институт». 03056, г. Киев, пр. Победы, 37. E-mail: ademch@bk.ru
³Институт электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины. 03680, г. Киев-150, ул. Боженко, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
 
 
Abstract
Изучены структура, элементный состав, микротвердость и модуль упругости многослойных вакуумно-дуговых конденсатов систем TiN/ZrN, TiN/Ti36AlN, TiN/Ti30CrN, полученных с высокими скоростями конденсации (0,3... 0,5мкм/мин) в результате уменьшения расстояния между катодами и подложками (125 вместо 250 мм), а также увеличения тока дугового разряда (до 130...140 А). Для сравнения исследовали аналогичные характеристики однослойных конденсатов TiN, ZrN, Ti36AlN и Ti30CrN, полученных в идентичных условиях. Толщина конденсатов составляла 10...15 мкм; материал подложек Е нержавеющая сталь 12Х17. Установлены зависимости исследуемых характеристик конденсатов от ускоряющего потенциала подложки (Uп = 50...180 В). Определены значения механических характеристик (твердость и модуль упругости нитридных одно- и многослойных конденсатов). На основании полученных данных вычислялось соотношение Н3/Е*2 для этих покрытий, характеризующее уровень сопротивления покрытия пластической деформации. Показано, что микротвердость и соотношение Н3/Е*2 многослойных нитридных конденсатов значительно выше, чем у однослойных. Микротвердость многослойных конденсатов увеличивается с уменьшением регулируемой толщины чередующихся субслоев. Библиогр. 11, табл. 2, ил. 7.
 
 
Keywords: вакуумно-дуговое испарение; многослойные нитридные конденсаты; высокая скорость осаждения; сканирующая электронная микроскопия; микротвердость; модуль упругости
 
 
Received:                14.03.14
Published:               05.06.14
 
 
References
1. Вакуумно-дуговые устройства и покрытия / А. А. Андреев, Л. П. Саблев, В. М. Шулаев, С. Н. Григорьев. - Харьков: ННЦ «Харьковский физико-технический институт», 2005. - 236 с.
2. Ducros C., Benevent V., Sanchette F. Deposition, characterization and machining performance of multilayer PVD coatings on cemented carbide cutting tools // J. surface and coatings technology. - 2003. - 163, 164. - P. 681-688.
3. Решетняк Е. Н., Стрельницкий В. Е. Синтез наноструктурных пленок: достижения и перспективы // Сб. докл. 2-го Междунар. науч.-техн. симп. «Наноструктурные функциональные покрытия и материалы для промышленности». Том 1: «Наноструктурные материалы». - Харьков, 2007. - С. 6-15.
4. Нанокристаллические вакуумно-дуговые многослойные покрытия на основе нитридов титана и хрома / В.М.Шулаев, А. А. Андреев, И. М. Неклюдов и др. // Оборудование и технологии термической обработки металлов и сплавов. Том II. - Харьков, 2008. - С. 6-9.
5. Холлек Х. Двойные и тройные карбидные и нитридные системы переходных металлов: Справочник: - М.: Металлургия, 1988. - 319 с.
6. Андриевский Р. А. Синтез и свойства пленок фаз внедрения // Успехи химии. - 1997. - Т. 66. - С. 57-76.
7. Relationships between hardness, Youngs modulus and elastic recovery in hard nanocomposite coatings / J. Musil, F.Kunc, H. Zeman, H. Polakova // J. surface and coatings technology. - 2002. Е 154. - P. 304-315.
8. Deposition of high (TiAl)N hard coatings by vacuum arc evaporation process / Da-Yung Wang, Yen-Way Li, Chi-Long Chang, Wei-Yu Ho // Ibid. - 1999. - 114. - P. 109-113.
9. Vetter J., Scholl H.J., Knotek O. (TiCr)N coatings deposited by cathodic vacuum arc evaporation // Ibid. - 1995. - 74, 75. - P. 286-291.
10. Musil J., Jirout M. Toughness of hard nanostructured ceramic thin films // Ibid. - 2007. - 201. - P. 5148-5152.
11. Вакуумно-дуговое осаждение наноструктурных TiN-покрытий из прямого плазменного потока с ионной имплантацией / В. М. Шулаев, А. А. Андреев, И. М. Неклюдов и др. // Оборудование и технологии термической обработки металлов и сплавов. Том II. - Харьков, 2008. - C. 11-15.