Structure and Properties of Ti–C–Ni–Al Wear-Resistant Coatings Obtained by HIPIMS Method

M. A. Zasypkin; Засыпкин М. А.; A. D. Sytchenko; Сытченко А. Д.; F. V. Kiryukhantsev-Korneev; Кирюханцев-Корнеев Ф. В.

doi:10.31857/S0044185622700048

Структура и свойства износостойких покрытий Ti–C–Ni–Al, полученных методом HIPIMS

Авторы: Засыпкин М.А.¹, Сытченко А.Д.¹, Кирюханцев-Корнеев Ф.В.¹
Учреждения:
1. Национальный исследовательский технологический университет “МИСиС”
Выпуск: Том 59, № 1 (2023)
Страницы: 45-53
Раздел: НОВЫЕ ВЕЩЕСТВА, МАТЕРИАЛЫ И ПОКРЫТИЯ
URL: https://bakhtiniada.ru/0044-1856/article/view/139706
DOI: https://doi.org/10.31857/S0044185622700048
EDN: https://elibrary.ru/PUAKGS
ID: 139706

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Проведены испытания покрытий, полученных методом высокомощного импульсного магнетронного распыления (HIPIMS) c использованием мишени 64% Ti–16% C–14% Ni–6% Al (42.5 ат. % Ti, 42.5 ат. % C, 7.5 ат. % Ni, 7.5 ат. % Al). Микроструктуру и состав покрытий изучали с помощью сканирующей электронной микроскопии, оптической эмиссионной спектроскопии тлеющего разряда и рентгенофазового анализа. Покрытия были исследованы с точки зрения их твердости, модуля упругости, упругого восстановления, стойкости к упругой деформации разрушения, сопротивления пластической деформации, коэффициента трения и износостойкости при трении-скольжения, стойкости к ударно-динамическому нагружению, а также жаростойкости. Были проведены натурные испытания покрытий на режущем инструменте. Проведено сравнение свойств покрытий, полученных на постоянном токе и при высокомощном импульсном режиме. Результаты показали, что покрытия Ti–C–Ni–Al обладали плотной однородной структурой, характеризовались твердостью 12–26 ГПа, модулем упругости 143–194 ГПа, упругим восстановлением 66–90%, низким коэффициентом трения 0.24–0.4, а также высокой жаростойкостью при 800°С. Покрытие, осажденное по оптимальному режиму, подтвердило высокую практическую эффективность в ходе натурных испытаний, снизив износ режущего инструмента на ~25%.

Список литературы

Fukui H. // SEI technical review. 2016. V. 82. P. 39–45.
Mahboobeh A., Aghdam S.R., Ahangarani A. et al. // Advanced Materials Research. 2014. M. 829. № 476.
Chen L., Wang S.Q., Zhou S.Z. et al. // International J. Refractory Metals and Hard Materials. 2008. V. 26. P. 456–460.
Akinribide O.J., Obadele B.A., Akinwamide S.O. et al. // Ceramics International. 2019. V. 45. P. 21077–21090.
Xiao M., Zhang Y., Wu Y. et al. // International J. Refractory Metals and Hard Materials. 2021. V. 101. № 105672.
Shmorgun V.G., Bogdanov A.I., Kulevich V.P. et al. // Materials Today: Proceedings. 2021. V. 38. P. 1627–1630.
Chaliyawala H.A., Gupta G., Kumar P. et al. // Surface and Coatings Technology. 2015. V. 276. P. 431–439.
Ma M., Sun W.-C., Zhang Y.-G. et al. // Materials Research. 2019. V. 22. № e20190530.
Grandin M., Nedfors N., Sundberg J. et al. // Surface and Coatings Technology. 2015. V. 276. P. 210–218.
Kiryukhantsev-Korneev Ph.V., Sheveyko A.N., Shvindina N.V. et al. // Ceramics International. 2018. V. 44. P. 7637–7646.
Kiryukhantsev-Korneev Ph.V., Sheveyko A.N., Vorotilo S.A., Levashov E.A. // Ceramics International. 2020. V. 46. P. 1775–1783.
Bao Y., Huang L., An Q. et al. // J. European Ceramic Society. 2020. V. 40. P. 4381–4395.
Krysina O.V., Ivanov Yu.F., Koval N.N. et al. // Surface and Coatings Technology, 2021. V. 416. № 127153.
Amudha A., Nagaraja H.S., Shashikala H.D. // Physica B: Condensed Matter. 2021. V. 602. № 412409.
Bolelli G., Colella A., Lusvarghi L. et al. // Wear. 2020. V. 450–451. № 203273.
Abegunde O., Akinlabi E., Oladijo P. // Materials Today: Proceedings. 2021. V. 44. P. 1221–1226.
Chen Y., Wu G., He J. // Materials Science and Engineering: C. 2015. V. 48. P. 41–47.
Singh A., Schipmann S., Mathur A. et al. // Applied Surface Science. 2017. V. 414. P. 114–123.
Abegunde O.O., Akinlabi E.T., Oladijo O.P. // Applied Surface Science. 2020. V. 520. № 146323.
Tudose I.V., Suchea M.P. // Functional Nanostructured Interfaces for Environmental and Biomedical Applications. 2019. P. 15–26.
Baghriche O., Zertal A., Ehiasarian A.P. et al. // Thin Solid Films. 2012. V. 520. P. 3567–3573.
Sytchenko A.D., Kiryukhantsev-Korneev Ph.V. // J. Phys.: Conf. Ser. 2021. V. 2064. № 012062.
Souček P., Hnilica J., Klein P. et al. // Surface and Coatings Technology. 2021. V. 423. № 127624.
Helmersson U., Lattemann M., Bohlmark J. et al. // Thin Solid Films. 2006. V. 513. P. 1–24.
Kiryukhantsev-Korneev Ph.V., Sytchenko A.D., Sviridova T.A. et al. // Surface and Coatings Technology. 2022. № 128141.
Musil J., Zeman P. // Solid State Phenomena. 2007. V. 4. P. S6–S10.
Papa F., Gerdes H., Bandorf R. et al. // Thin Solid Films. 2011. V. 520. P. 1559–1563.
Шевцова Л.И. Дис. к-та техн. наук: 05.16.09. НГТУ. 2015. 200 с.
Shtansky D.V., Kiryukhantsev-Korneev Ph.V., Sheveyko A.N. et al. // Surface and Coatings Technology. 2009. V. 203. P. 3595–3609.
André B., Lewin E., Jansson U., Wiklund U. // Wear. 2011. V. 270. P. 555–566.
Pang X., Shi L., Wang P. et al. // Surface and Coatings Technology. 2009. V. 203. P. 1537–1543.