Печать

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.