Structure and physical and mechanical properties of nanocomposite coatings of the system (Zr-Ti-Cr-Nb)N, obtained by vacuum-arc evaporation method

Abstract

Методом вакуумно-дугового випаровування суцільнолитого катода із застосуванням імпульсної стиму- ляції отримані нанокомпозитні покриття системи (Zr-Ti-Сr-Nb)N. Структура покриттів характеризується розміром кристалітів 5…10 нм. Підвищення потенціалу зсуву призводить до більш інтенсивного нітридоутворення, при цьому збільшуючи відносний вміст атомів Ti та Cr і підвищуючи твердість до 4500 HV0,1 ГПа. Склерометричні дослідження показали високу адгезійну міцність, що у комплексі з високою твердістю обумовлює перспективне застосування покриттів у якості захисних для різального інструменту.

Методом вакуумно-дугового испарения цельнолитого катода с применением импульсной стимуляции получены нанокомпозитные покрытия системы (Zr-Ti-Сr-Nb)N. Структура покрытий характеризуется размером кристаллитов 5…10 нм. Увеличение потенциала смещения приводит к более интенсивному нитридообразованию, увеличивая относительное содержание атомов Ti и Cr и повышая твердость до 4500 HV0,1 ГПа. Склерометрические исследования показали высокую адгезионную прочность, что в комплексе с высокой твердостью обуславливает перспективное применение покрытий в качестве защитных для режущего инструмента.

Nanocomposite coatings of the system (Zr-Ti-Cr-Nb)N were obtained by vacuum-arc evaporation of a unit-cast cathode with the use of pulse stimulation. The structure of the coatings is characterized by the size of crystallites of 5 - 10 nm. Increased bias potential leads to more intense nitride formation thus increasing the relative content of Cr and Ti atoms and improving the hardness up to 4500 HV0,1 GPa. Sclerometry studies showed high adhesive strength, which in combination with high hardness makes them promising for use as protective coatings for cutting tool.