Вакуумно-дуговые многослойные покрытия

Вакуумно-дуговые многослойные покрытия

Изучены закономерности поведения многослойных вакуумно-дуговых покрытий в условиях фрикционного контакта со сталью Х12М в среде авиационного топлива ТС-1. Показано, что наилучший комплекс триботехнических свойств реализуется на образцах с покрытием TiN+α-Ti и TiN+БрАЖ9-4. Вивчені закономірності п...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Veröffentlicht in:Физическая инженерия поверхности
Datum:2005
1. Verfasser: Береснев, В.М.
Format: Artikel
Sprache:Russian
Veröffentlicht: Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України 2005
Online Zugang:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/98727
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:Vacuum arc multilayer coatings / В.М. Береснев // Физическая инженерия поверхности. — 2005. — Т. 3, № 1-2. — С. 79–81. — Бібліогр.: 10 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-98727
record_format dspace
spelling Береснев, В.М.
2016-04-17T08:01:15Z
2016-04-17T08:01:15Z
2005
Vacuum arc multilayer coatings / В.М. Береснев // Физическая инженерия поверхности. — 2005. — Т. 3, № 1-2. — С. 79–81. — Бібліогр.: 10 назв. — рос.
1999-8074
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/98727
669.295.621.91
Изучены закономерности поведения многослойных вакуумно-дуговых покрытий в условиях фрикционного контакта со сталью Х12М в среде авиационного топлива ТС-1. Показано, что наилучший комплекс триботехнических свойств реализуется на образцах с покрытием TiN+α-Ti и TiN+БрАЖ9-4.
Вивчені закономірності поведінки багатошарових вакуумно-дугових покриттів в умовах фрикційного контакту зі сталлю Х12М в середовищі авіаційного палива ТС-1. Показано, що найкращий комплекс триботехнічних властивостей реалізується на зразках з покриттям TіN+α-Tі і TіN+БрАЖ9-4.
The article is dedidated to the investigation of behaviour of multilayer vacuum -arc deposited coatings during friction with the steel Cr12Mo in aviation fuel medium TC-1. It is shown that the best complex of tribotechnical properties is realized for the coatings TiN – б Ti and – bronze AlFe 9-4.
ru
Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України
Физическая инженерия поверхности
Вакуумно-дуговые многослойные покрытия
Вакуумно-дугові багатошарові покриття
Vacuum-arc multilayer coatings
Article
published earlier
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
title Вакуумно-дуговые многослойные покрытия
spellingShingle Вакуумно-дуговые многослойные покрытия
Береснев, В.М.
title_short Вакуумно-дуговые многослойные покрытия
title_full Вакуумно-дуговые многослойные покрытия
title_fullStr Вакуумно-дуговые многослойные покрытия
title_full_unstemmed Вакуумно-дуговые многослойные покрытия
title_sort вакуумно-дуговые многослойные покрытия
author Береснев, В.М.
author_facet Береснев, В.М.
publishDate 2005
language Russian
container_title Физическая инженерия поверхности
publisher Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України
format Article
title_alt Вакуумно-дугові багатошарові покриття
Vacuum-arc multilayer coatings
description Изучены закономерности поведения многослойных вакуумно-дуговых покрытий в условиях фрикционного контакта со сталью Х12М в среде авиационного топлива ТС-1. Показано, что наилучший комплекс триботехнических свойств реализуется на образцах с покрытием TiN+α-Ti и TiN+БрАЖ9-4. Вивчені закономірності поведінки багатошарових вакуумно-дугових покриттів в умовах фрикційного контакту зі сталлю Х12М в середовищі авіаційного палива ТС-1. Показано, що найкращий комплекс триботехнічних властивостей реалізується на зразках з покриттям TіN+α-Tі і TіN+БрАЖ9-4. The article is dedidated to the investigation of behaviour of multilayer vacuum -arc deposited coatings during friction with the steel Cr12Mo in aviation fuel medium TC-1. It is shown that the best complex of tribotechnical properties is realized for the coatings TiN – б Ti and – bronze AlFe 9-4.
issn 1999-8074
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/98727
citation_txt Vacuum arc multilayer coatings / В.М. Береснев // Физическая инженерия поверхности. — 2005. — Т. 3, № 1-2. — С. 79–81. — Бібліогр.: 10 назв. — рос.
work_keys_str_mv AT beresnevvm vakuumnodugovyemnogosloinyepokrytiâ
AT beresnevvm vakuumnodugovíbagatošarovípokrittâ
AT beresnevvm vacuumarcmultilayercoatings
first_indexed 2025-11-27T05:38:02Z
last_indexed 2025-11-27T05:38:02Z
_version_ 1850802455080599552
fulltext ФІП ФИП PSE, 2005, т. 3, № 1-2, vol. 3, No. 1-2 79 ВВЕДЕНИЕ Анализ литературных данных [1 – 3] о меха- но-физико-химических и триботехнических свойствах покрытий на основе нитридов и карбидов тугоплавких материалов свидетель- ствуют, с одной стороны, о безусловной пер- спективности использования вакуумно-дуго- вых покрытий в узлах трения, а с другой сто- роны – о необходимости улучшения таких характеристик покрытий как задиростойк- ость, уровень стабильности коэффициента трения, изнашивающая способность. Результаты предыдущих исследований [4, 5] позволили определить направление ра- бот по дальнейшему улучшению антифрик- ционности вакуумно-дуговых покрытий. Это направление базируется на создании много- слойных покрытий, которые должны обес- печить минимальные затраты энергии на тре- ние за счет мягких прослоек, приводящих к релаксации контактных нагрузок. Целью данной работы является создание и исследование триботехнических харак- теристик многослойных вакуумно-дуговых покрытий. МАТЕРИАЛЫ И ОБОРУДОВАНИЕ Многослойные покрытия TiN+α-Ti, TiN+TiC, TiC+TiN, TiN+БрАЖ9-4 наносились на об- разцы 8×8×10 мм из стали 15ХА. В качестве контртела использовали цилиндрические об- разцы 50 мм из стали Х12М (HRС 63-64). Испытания на трение проводили на маши- не МИ-1М по схеме “плоскость-цилиндр” в среде авиационного топлива ТС-1. Основная серия экспериментов посвящена изучению износостойкости при скорости скольжения 1,0 м/с, продолжительность од- ного испытания 6 часов. Нагрузку изменяли ступенчато. Адгезию покрытий по отноше- нию к подложке оценивали по относительной площади скола при совместной локальной пластической деформации подложки и по- крытия путем внедрения индентора твердо- мера Роквелла при нагрузке 980Н [6]. Полу- ченные покрытия сколов не имеют и по этому критерию являются удовлетворительными. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ В табл. 1 приведены значения коэффициента трения f, усредненные для каждого покрытия по всем нагрузкам испытаний, интервалы значения коэффициента трения для каждого покрытия ∆f, средний объемный износ по- крытий V за время испытаний, разброс объем- ного износа ∆V, максимальная глубина канав- ки износа h, а также критическая нагрузка задирообразования. Сравнение результатов показывает, что наилучшим триботехническими свойствами обладают многослойные покрытия TiN+α-Ti, TiN+БрАЖ9-4. Эти покрытия характеризу- ются наименьшими значениями износа. За время испытаний они изнашиваются на глубину h = 1,7 ÷ 2,5 мкм, кроме того они имеют и наивысшую нагрузку задирообразо- вания. Эффективность этих покрытий обуслов- лена конструкцией покрытий и электронным строением слоев. Согласно работе [7] возникновение адге- зионного взаимодействия между поверхнос- тями возможно при образовании общих связей за счет электронного обмена, что при- УДК 669.295.621.91 ВАКУУМНО-ДУГОВЫЕ МНОГОСЛОЙНЫЕ ПОКРЫТИЯ В.М. Береснев Научный физико-технологический центр МОН и НАН Украины (Харьков) Украина Поступила в редакцию 27.01.2005 Изучены закономерности поведения многослойных вакуумно-дуговых покрытий в условиях фрикционного контакта со сталью Х12М в среде авиационного топлива ТС-1. Показано, что наилучший комплекс триботехнических свойств реализуется на образцах с покрытием TiN+α-Ti и TiN+БрАЖ9-4. ФІП ФИП PSE, 2005, т. 3, № 1-2, vol. 3, No. 1-280 водит к уменьшению общей энергии систе- мы. Это является следствием увеличения ло- кализации элементов в стабильные конфгура- ции, повышение доли конфигураций проме- жуточного спектра [8] Повышение степени локализации электро- нов и увеличение доли стабильных конфи- гураций облегчается наличием в зоне контак- та высоких давлений [9]. При этом доля ста- бильных конфигураций, образованных ато- мами контактирующих поверхностей, может быть больше первоначальной одного или обоих контактирующих металлов. В первом случае будет наблюдаться износ и перенос металла с меньшей долей локали- зованных электронов на поверхность металла с большим их числом, во втором – взаимный перенос с обоих поверхностей. Следует также учитывать, конфигурации какой энергетической устойчивости обра- зуют локализованные электроны. К примеру, если локализованные электроны одного из металлов преимущественно d10-, у второго d5- конфигураций, то при этом будет происхо- дить износ первого и его перенос на второй, хотя число локализованных электронов у d5 больше. Нами было проведено экспериментальное исследование поверхности контртела при трении его в паре с многослойным покры- тием TiN+БрАЖ9-4. Результаты микро- рентгеновского спектрального анализа* при- ведены в табл. 2. Из экспериментальных данных, приве- денных в табл. 2, следует, что на поверхности контрела имеются участки, содержащие медь и титан, т.е. происходит перенос меди и тита- на, причем медь присутствует на всех участ- ках контртела. Этот результат подтверждает что посколь- ку энергетическая устойчивость меди имею- щих d10-конфигурацию, меньше, чем у железа (d5-конфигурация) и происходит перенос ме- ди и уменьшается контактирование железа с титаном. Тем самым уменьшаются износ как контртела, так и многослойного покрытия TiN+БрАЖ9-4 т.е. реализуется механизм из- бирательного переноса [10]. Таблица 1 Результаты изучения трения и износа многослойных покрытий Примечание: в числителе толщина слоев, в знаменателе их количество. * – исследование проводили на рентгеновском микроана- лизаторе “Cameca” в НПО “Буревестник” г.Санкт-Петер- бург, Россия. Точки 1 2 3 4 5 6 Содержание, % Cu Ti 0,3 0,1 0,3 0,1 Фазовый состав Толщтна, мкм количество слоев f ∆f V⋅10–3 мм3 ∆V⋅10–3 мм3 h мкм Критическая нагрузка при испытаниях на задир, Н TiN 1 8 0,17 0,13 ÷ 0,25 5 2 ÷ 35 3,5 1100 TiN+α-Ti 0,8 + 0,2 8 0,12 0,09 ÷ 0,12 6 1 ÷ 8 1,7 1180 TiN+ БрАЖ9-4 0,8 + 0,2 8 0,09 0,09 ÷ 0,1 5 7 ÷ 9 2,5 1610 TiN +TiC 1,0 + 1,0 8 0,12 0,09 ÷ 0,17 25 2 ÷ 110 4,5 1100 TiC +TiN 1,0 + 1,0 8 0,13 0,1÷ 0,25 8 3 ÷ 35 5,0 1100 ВАКУУМНО-ДУГОВЫЕ МНОГОСЛОЙНЫЕ ПОКРЫТИЯ Таблица 2 Результаты микрорентгеновского спектрального анализа поверхности контртела из стали Х12М после трения ФІП ФИП PSE, 2005, т. 3, № 1-2, vol. 3, No. 1-2 81 По результатам проведенных исследо- ваний можно сделать следующие выводы: 1. Многослойные покрытия TiN+б-Ti, TiN+БрАЖ9-4 обладают высокой износо- стойкостью, стабильным коэффициентом трения, высокой нагрузкой задирообра- зования. 2. Величина износа определяется интенсив- ностью электронного обмена и прочнос- тью фрикционных связей, обусловленной энергетической устойчивостью электрон- ных конфигураций, образовавшихся в ре- зультате этого обмена. При этом избира- тельном переносе реализуется перенос меди и титана на контртело. ЛИТЕРАТУРА. 1. Костюк Г.И. Физико-технические основы на- несения покрытий, ионной имплантации и ионного легирования, лазерной обработки и упрочнения, комбинированных технологий. Книга 1. – Харьков: Изд-во АИНУ, 2002. – 587с. 2. Андреев А.А., Саблев Л.П., Шулаев В.М., Григорьев С.Н. Вакуумно-дуговые устрой- ства и покрытия. – Харьков: ННЦ ХФТИ, 2005. – 236 с. 3. Мацевитый В.М. Покрытия для режущих ин- струментов. – Харьков: Высшая школа, 1987. – 128 с. 4. Береснев В.М., Толок В.Т., Грищенко В.И. По- крытия на основе тугоплавких соединений, осажденных из потоков металлической плаз- мы вакуумной дуги//Физическая инженерия поверхности. – 2003. – Т. 1, № 3-4. – С. 237- 258 5. Любченко А.П., Мацевитый В.М., Бака- кин Г.Н., Береснев В.М., и др. Исследование износа вакуумно-плазменных покрытий из TiN при трении по металлическим материа- лам // Трение и износ. – 1983. – Т. 4, № 5. – С. 893-857 6. Мацевитый В.М., Романова Л.Н., Б ерес- нев В.М. Способ контроля качества адгезии износостойких покрытий.//Тезисы докладов научно-технических конференций и приме- нение прогрессивных инструментальных материалов и методов повышения стойкости режущих инструментов. Краснодар. – 1983.– С. 93-95 7. Мацевитый В.М., Удовенко Е.С., Казак И.Б. и др. Влияние износостойких покрытий на контактное взаимодействие режущих инстру- ментов с обрабатываемым материалом// Сб. науч. трудов “Физика износостойкости по- верхности металлов”. – Ленинград: ФТИ им.А.Ф.Иоффе. – 1989. – С. 201-205 8. Самсонов Г.В., Прядко И.Ф., Прядко Л.Ф. Конфигурационная модель вещества. – К.: Нукова думка, 1971. – 229 с. 9. Самсонов Г.В., Ковтун В.И., Бовкун Г.А. Вли- яние давления на трение, износ и свойства поверхности переходных металлов// Порош- ковая металлургия. – 1973. – № 4. – С.87-93. 10. Гаркунов Д.Н., Дякин О.Н., Курлов О.Н. Избирательный перенос в тяжелонагружен- ных узлах трения. – М.: Машиностроение, 1982. – 214 с. VACUUM - ARC MULTILAYER COATINGS. V.M. Beresnev The article is dedidated to the investigation of behaviour of multilayer vacuum -arc deposited coatings during friction with the steel Cr12Mo in aviation fuel medium TC-1. It is shown that the best complex of tribotechnical properties is realized for the coatings TiN – б Ti and – bronze AlFe 9-4. ВАКУУМНО-ДУГОВІ БАГАТОШАРОВІ ПОКРИТТЯ В.М. Береснєв Вивчені закономірності поведінки багатошаро- вих вакуумно-дугових покриттів в умовах фрик- ційного контакту зі сталлю Х12М в середовищі авіаційного палива ТС-1. Показано, що найкра- щий комплекс триботехнічних властивостей реалізується на зразках з покриттям TіN+α-Tі і TіN+БрАЖ9-4. В.М. БЕРЕСНЕВ

Ähnliche Einträge