Встановлення закономірностей взаємозв’язку між структурним станом, механічними можливостями і режимами іонно-плазмової обробки нанокомпозитних карбонітридних покриттів та розробка технологічних основ і обладнання для іонно-плазмового азотування матеріалів

Abstract

Виявлено загальні особливості синтезу захисних покриттів з твердих і надтвердих матеріалів, тобто плівок карбідів та нітридів перехідних металів. Показано, що фізико-механічні властивості плівкових покриттів залежать від їх структурного стану, не залежно від методу отримання. Проаналізовано термозахисні властивості багатошарових захисних покриттів на основі нітриду, карбіду та карбонітриду титану: TiN, TiC, TiCN i TiAlN. Показано, що в результаті комбінування матеріалів при відповідній стратегії проектування багатошарові покриття можуть бути адаптовані для зменшення коефіцієнта тертя, підвищення зносостійкості з метою застосування їх в різних трибологічних системах. Проаналізовано одержані експериментальні результати про структурно- фазовий стан та механічні властивості покриттів до та після азотування різними методами (вакуумно-дуговим, високочастотним магнетронним, методом магнетронного розпилення на постійному струмі та методом азотування). Проведені дослідження морфології поверхні та коефіціента тертя різних типів інструментальної сталі після азотування при напрузі 30кВ протягом 15, 20, 40 хвилин. Показано, що відбувається зниження шорсткості поверхні з 2,3 мкм до 0,7 мкм, відповідно зменшення коефіціента тертя з 0,5- 0,6 до 0,3-0,15 в залежності від контртіла, що в деяких випадках перевищує характеристики багатошарових плівкових покриттів. Також відсутнє деформаційне руйнування азотованих плівкових покриттів, що є перевагою по відношенню до багатошарових плівкових покритттів, отриманих іншими методами.