Сучасна електрометалургія, 2010, №01



2010 №01 (03)

2010 №01 (05)

---

«Современная электрометаллургия», 2010, № 1, с. 20-27
 
ЭРОЗИОННОСТОЙКИЕ МНОГОСЛОЙНЫЕ ПОКРЫТИЯ НА ОСНОВЕ КАРБИДА И НИТРИДА ТИТАНА С ПЛАСТИЧНЫМИ ПРОСЛОЙКАМИ
 
Авторы
Е. В. Дабижа, А. А. Лещук, И. В. Бондарь, Н. Н. Борисова
Ин-т сверхтвердых материалов им. В. М. Бакуля НАН Украины
 
Реферат
Обоснованы перспективы использования ионно-плазменных способов для нанесения износо- и эрозионностойких многослойных защитных покрытий. Показано, что способы микроэлектродугового плазменного вакуумного и магнетронного вакуумного напылений, которые относятся к данной группе, являются наиболее многофункциональными. Приведены результаты модернизации вакуумной установки ВУ-700«Д»(М), в которой смонтированы три периферийных источника микроэлектродугового и один источник магнетронного распыления. Разработаны нове технологические и аппаратурные решения, позволяющие наносить защитные эрозионностойкие многослойные покрытия общей толщиной до 30 мкм на компрессорные лопатки газотурбинных двигателей. Исследовано влияние толщины мягкой кобальтовой прослойки и температуры процесса осаждения на критическую толщину многослойных покрытий из карбида и нитрида титана, а также нанотвердость данных покрытий.
 
Prospects of application of ion-plasma methods for deposition of wear- and erosion-resistant multi-layer protective coatings are grounded. It is shown that the methods of micro electric arc plasma vacuum and magnetron vacuum coating depositions, which refer to the given group, are most multi-functional. Results of updating the vacuum installation VU-700«D»(M), in which three periphery sources of micro electric arc deposition and one source of magnetron sputtering are mounted, are given. New technological and hardware solutions have been developed, allowing deposition of protective erosion-resistant multi-layer coatings of total thickness of up to 30 m on compressor blades of gas turbine engines. The effect of thickness of a soft cobalt interlayer and temperature of deposition process on critical thickness of multi-layer coatings of carbide and titanium nitride, as well as on nanohardness of the mentioned coatings was investigated.
 
Ключевые слова: защитное износостойкое покрытие; плазменно-дуговой способ нанесения покрытий; магнетронное распыление; карбид и нитрид титана; лопатка; газотурбинный двигатель; износостойкость; эрозионная стойкость; пластичная прослойка; кобальт
 
Поступила 13.01.2010
Опубликовано 16.03.2010
 
1. Мовчан Б.А., Малашенко И.С. Жаростойкие покрытия, осаждаемые в вакууме. – Киев: Наук. думка, 1983. – 232 с.
2. Бессо Ж.Ж. Методы вакуумного нанесения покрытий и их сравнительный анализ // Семинар фирмы «Сит Алкатель» (Москва, 1982 г.). – М., 1982. – С. 15—18.
3. Данилин Б.С., Сырчин В.К. Магнетронные распылительные системы. – М.: Радио и связь, 1982. – 120 с.
4. Электродуговое распыление металлов и сплавов в вакууме: Обзор / Ю.Н. Андреев, Т.М. Андронова, А.И. Вовси и др. – Рига: ЛатНИИНТИ, 1982. – 45 с.
5. Раховский В.И. Физические основы коммутации электрического тока в вакууме. – М.: Наука, 1970. – 636 с.
6. Любимов Т.А., Раховский В.И. Катодное пятно вакуумной дуги // Успехи физ. наук. – 1978. – 125, № 4. – С. 665—706.
7. Вакуумные дуги. Теория и приложение / Под ред. Дж. Лаферти. – М.: Мир, 1982. – 428 с.
8. Лунев В.М. Падалка В.Г., Хороших В.М. Исследование некоторых характеристик плазмы вакуумной металлической дуги // Журн. техн. физ. – 1977. – 47, вып. 7. – С. 1491—1495.
9. Бондарь И.В. Закономерности формирования металлизационных покрытий на алмазных порошках при вакуумном напылении: Дис. ... канд. техн. наук. – Киев, 1991. – 100 с.
10. Современные вакуумные технологии получения покрытий / Е. В. Дабижа, Н. В. Новиков, Н. Н. Борисова и др. // Современ. электрометаллургия. – 2005. – № 4. – С. 34—40.
11. Properties of titanium based hard coatings deposited by the cathodic arc method / A. Popescu, I. Tudor, V. Braic et al. // J. of Optoelectronics and Advanced Materials. – 2002. – 4, N 1, March. – P. 115—120.
12. Пат. 6804 Украина, МПК С 23 С 14/32. Многослойное износостойкое покрытие, полученное ионноплазменным методом / О.Л. Головченко, В.Е. Дабижа. – Опубл. 16.05.2005, Бюл. № 5.
13. Мовчан Б.А., Демчишин А.В. Исследование структуры и свойств толстых вакуумных конденсатов никеля, титана, вольфрама, окиси алюминия и двуокиси циркония // Физ. металлов и металловед. – 1969. – 28, вып. 4. – С. 653—660.
14. John A.Th. Influence of substrate temperature and deposition rate on structure of thick sputtered Cu coatings // J. Vac. Sci. Techn. – 1986. – A4 (6), Nov./Dec. – P. 3059—3065.