Свойства двухслойных износостойких покрытий «Термодиффузионный слой -TiAlN» на сталях

Получены двухслойные покрытия типа «термодиффузионный слой — PVD покрытие TiAlN», представляющие собой структуру упрочненной в результате азотирования, карбонитрации или борирования стальной подложки и высокотвердого покрытия TiAlN, полученного путем контролируемого магнетронного нанесения. Исследов...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2016
Автори:	Константинов, В.М., Ковальчук, А.В., Дашкевич, В.Г.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України 2016
Назва видання:	Журнал физики и инженерии поверхности
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/116943
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Свойства двухслойных износостойких покрытий «Термодиффузионный слой -TiAlN» на сталях / В.М. Константинов, А.В. Ковальчук, В.Г. Дашкевич // Журнал физики и инженерии поверхности. — 2016. — Т. 1, № 2. — С. 213-224. — Бібліогр.: 39 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-116943
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1169432017-05-19T03:03:27Z Свойства двухслойных износостойких покрытий «Термодиффузионный слой -TiAlN» на сталях Константинов, В.М. Ковальчук, А.В. Дашкевич, В.Г. Получены двухслойные покрытия типа «термодиффузионный слой — PVD покрытие TiAlN», представляющие собой структуру упрочненной в результате азотирования, карбонитрации или борирования стальной подложки и высокотвердого покрытия TiAlN, полученного путем контролируемого магнетронного нанесения. Исследованы дюрометрические и трибологические свойства полученных двухслойных покрытий, оценен вклад покрытий TiAlN в интегральную микротвердость поверхности на различных подложках. Отримано двошарові покриття типу «термодифузійний шар — PVD покриття TiAlN», що є структурою, зміцненою в результаті азотування, карбонітрації або борування сталевої підкладинки та надтвердого покриття TiAlN, отриманого шляхом контрольованого магнетронного нанесення. Досліджені дюрометричні і трибологічні властивості отриманих двошарових покриттів, оцінений внесок покриттів TiAlN в інтегральну мікротвердість поверхні на різних підкладинках. Two-layer coating of the «thermodiffusion layer — PVD coating TiAlN» was obtained. They have the structure hardened as a result of nitriding, carbonitriding or boriding steel substrate and hard coating TiAlN, obtained by controlled magnetron sputtering. Microhardness and tribological properties of the resulting two-layer coatings and the contribution of TiAlN coating in integrated micro-hardness of the surface on different substrates was investigated. 2016 Article Свойства двухслойных износостойких покрытий «Термодиффузионный слой -TiAlN» на сталях / В.М. Константинов, А.В. Ковальчук, В.Г. Дашкевич // Журнал физики и инженерии поверхности. — 2016. — Т. 1, № 2. — С. 213-224. — Бібліогр.: 39 назв. — рос. 2519-2485 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/116943 621.785.5 + 621.793 ru Журнал физики и инженерии поверхности Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
description	Получены двухслойные покрытия типа «термодиффузионный слой — PVD покрытие TiAlN», представляющие собой структуру упрочненной в результате азотирования, карбонитрации или борирования стальной подложки и высокотвердого покрытия TiAlN, полученного путем контролируемого магнетронного нанесения. Исследованы дюрометрические и трибологические свойства полученных двухслойных покрытий, оценен вклад покрытий TiAlN в интегральную микротвердость поверхности на различных подложках.
format	Article
author	Константинов, В.М. Ковальчук, А.В. Дашкевич, В.Г.
spellingShingle	Константинов, В.М. Ковальчук, А.В. Дашкевич, В.Г. Свойства двухслойных износостойких покрытий «Термодиффузионный слой -TiAlN» на сталях Журнал физики и инженерии поверхности
author_facet	Константинов, В.М. Ковальчук, А.В. Дашкевич, В.Г.
author_sort	Константинов, В.М.
title	Свойства двухслойных износостойких покрытий «Термодиффузионный слой -TiAlN» на сталях
title_short	Свойства двухслойных износостойких покрытий «Термодиффузионный слой -TiAlN» на сталях
title_full	Свойства двухслойных износостойких покрытий «Термодиффузионный слой -TiAlN» на сталях
title_fullStr	Свойства двухслойных износостойких покрытий «Термодиффузионный слой -TiAlN» на сталях
title_full_unstemmed	Свойства двухслойных износостойких покрытий «Термодиффузионный слой -TiAlN» на сталях
title_sort	свойства двухслойных износостойких покрытий «термодиффузионный слой -tialn» на сталях
publisher	Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України
publishDate	2016
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/116943
citation_txt	Свойства двухслойных износостойких покрытий «Термодиффузионный слой -TiAlN» на сталях / В.М. Константинов, А.В. Ковальчук, В.Г. Дашкевич // Журнал физики и инженерии поверхности. — 2016. — Т. 1, № 2. — С. 213-224. — Бібліогр.: 39 назв. — рос.
series	Журнал физики и инженерии поверхности
work_keys_str_mv	AT konstantinovvm svojstvadvuhslojnyhiznosostojkihpokrytijtermodiffuzionnyjslojtialnnastalâh AT kovalʹčukav svojstvadvuhslojnyhiznosostojkihpokrytijtermodiffuzionnyjslojtialnnastalâh AT daškevičvg svojstvadvuhslojnyhiznosostojkihpokrytijtermodiffuzionnyjslojtialnnastalâh
first_indexed	2025-07-08T11:21:32Z
last_indexed	2025-07-08T11:21:32Z
_version_	1837077568412450816
fulltext	Константинов В. М., Ковальчук А. В., Дашкевич В. Г., 2016 © 213 Журнал фізики та інженерії поверхні, 2016, том 1, № 2, сс. 213–224; Журнал физики и инженерии поверхности, 2016, том 1, № 2, сс. 213–224; Journal of Surface Physics and Engineering, 2016, vol. 1, No. 2, pp. 213–224 УДК 621.785.5 + 621.793 СВОЙСТВА ДВУХСЛОЙНЫХ ИЗНОСОСТОЙКИХ ПОКРЫТИЙ «ТЕРМОДИФФУЗИОННЫЙ СЛОЙ — TiAlN» НА СТАЛЯХ В. М. Константинов, А. В. Ковальчук, В. Г. Дашкевич Белорусский национальный технический университет, Республика Беларусь, г. Минск Поступила в редакцию 08.04.2016 Получены двухслойные покрытия типа «термодиффузионный слой — PVD покрытие TiAlN», представляющие собой структуру упрочненной в результате азотирования, карбонитрации или борирования стальной подложки и высокотвердого покрытия TiAlN, полученного путем контролируемого магнетронного нанесения. Исследованы дюрометрические и трибологи- ческие свойства полученных двухслойных покрытий, оценен вклад покрытий TiAlN в инте- гральную микротвердость поверхности на различных подложках. Ключевые слова: двухслойные покрытия, износостойкие покрытия, метод магнетронного распыления, термодиффузионный слой, трибология. ВЛАСТИВОСТІ ДВОШАРОВИХ ЗНОСОСТІЙКИХ ПОКРИТТІВ «ТЕРМОДИФУЗІЙНИЙ ШАР — TiAlN» НА СТАЛЯХ В. М. Константинов, О. В. Ковальчук, В. Г. Дашкевич Отримано двошарові покриття типу «термодифузійний шар — PVD покриття TiAlN», що є структурою, зміцненою в результаті азотування, карбонітрації або борування сталевої підкладинки та надтвердого покриття TiAlN, отриманого шляхом контрольованого магне- тронного нанесення. Досліджені дюрометричні і трибологічні властивості отриманих двоша- рових покриттів, оцінений внесок покриттів TiAlN в інтегральну мікротвердість поверхні на різних підкладинках. Ключові слова: двошарові покриття, зносостійкі покриття, метод магнетронного розпоро- шення, термодифузійний шар, трибологія. THE PROPERTIES OF TWO-LAYERED WEAR-RESISTANT COATINGS «THERMODIFFUSION LAYER — TiAlN» ON STEEL SUBSTRATES V. M. Konstantinov, A. V. Kovalchuk, V. G. Dashkevich Two-layer coating of the «thermodiffusion layer — PVD coating TiAlN» was obtained. They have the structure hardened as a result of nitriding, carbonitriding or boriding steel substrate and hard coating TiAlN, obtained by controlled magnetron sputtering. Microhardness and tribological properties of the resulting two-layer coatings and the contribution of TiAlN coating in integrated micro-hardness of the surface on different substrates was investigated. Keywords: two-layer coating, wear-resistant coating, magnetron sputtering method, thermal diffusion layer, tribology. ВВЕДЕНИЕ Упрочнение поверхности металлических изделий нанесением высокотвердых PVD/ CVD покрытий достигло существенного п р о г р е с с а . Тех н ол о г и и п ол у ч е н и я вакуумных покрытий позволяют получать на поверхности изделия очень широкий спектр составов, а толщины покрытий варьируются от десятков нанометров до сотен микрон [1–4]. Развитие упрочняю- щих наноструктурированных покрытий, получаемых методами парофазного осаж- дения, дало, помимо простых монофазных и многослойных покрытий, появление градиентных покрытий и 2D и 3D нанокомпозитов, а традиционные покрытия на основе двухкомпонентных фаз внедрения уступают место новым многокомпонентным системам, включающим такие элементы как Hf, Zr, Be, Ta, Nb и другие [5–10]. Одними из наиболее отработанных и тех- нологичных упрочняющих покрытий являются покрытия на базе системы Ti-N [2, 11]. Для них в широких пределах мож но изменять структуру и свойства, так как сам нитрид титана имеет широкую об ласть гомогенности [12]. На базе системы Ti-N создаются высокоэффективные много компонентные покрытия, включающие СВОЙСТВА ДВУХСЛОЙНЫХ ИЗНОСОСТОЙКИХ ПОКРЫТИЙ «ТЕРМОДИФФУЗИОННЫЙ СЛОЙ — TiAlN» НА СТАЛЯХ 214 ЖФІП ЖФИП JSPE, 2016, т. 1, № 2, vol. 1, No. 2 Si, B, Al, Y, Ni и др. [1, 6, 13]. Использование разработанного еще в начале 90-х годов высокотехнологичного покрытия TiAlN с высоким комплексом физико-механических характеристик не теряет своей актуальности и в настоящее время. Кроме того, совершен- ствование способов получения покрытий и оптимизация соотношения элементов покрытия и его фазового состава позволили повысить уровень свойств покрытия TiAlN [14]. Так, его микротвердость может достигать 40 ГПа [15, 16] в сочетании с низким коэффициентом трения и высокими адгезионными свойствами [17]. Однако следует отметить, что толщины получаемых вакуумным осаждением покрытий наряду с уровнем их эффективной жесткости на реальных деталях зачастую не в состоянии обеспечить высокую несущую способность покрытий [18–20]. Это связано с тем, что свойства твердых покрытий ограничиваются, в том числе, свойствами материалов, на которые они наносятся [21, 22], так как в про- цессе изнашивания помимо самого покрытия пластическую деформацию воспринимают и накапливают приповерхностные объемы деталей [10, 23] — материал подложки. Кроме того, под ложка участвует в формировании фазового состава переходной зоны [21], картины напряженного состояния поверхности [24] и ее интегральных свойств. Это подтверждается исследованиями авторов [10, 17, 22, 25], где достоверно уста- новлено, что при недостаточном уровне жесткости металлической подложки для твердых и высокотвердых тонких покрытий может проявляться так называемый эффект снижения несущей способности [3, 10], который заключается в продавливании покрытия при нагрузках, меньших относитель- но их значений, необходимых для появления остаточной деформации в материале подложки. На основании этого сформировалась новая концепция повышения свойств PVD/CVD покрытий, заключающаяся в согласовании механических свойств покрытия и подложки и разработке технологий комплексного по верх ностного упрочнения или дуплекс-про цессов, включающих упрочнение подложки и последующее нанесение PVD/ CVD по крытия [10, 25–27]. Одним из наибольших потенциалов для повышения эффективности PVD/CVD покрытий путем модифицирования под- ложки, на которую они наносятся, обладает химико-термическая об работка (ХТО). Ее преимущество заключается в исследован- ности и технологической разработанности процессов насыщения очень широким спектром элементов, многообразии получаемых диффузионных слоев, широкой распро ст раненно сти . В ре зульт ате ХТО на поверхности формируется когезионно связанный с основным сплавом слой, отличный по химическому составу и свойствам. И после нанесения PVD/CVD покрытия на такую поверхность, по сути, формируется двухслойное покрытие «термодиффузионный слой — PVD/CVD покрытие», которое характеризуется свойствами, отличными от свойств покрытия и подложки в отдельности. Так, в литературе появились сведения о применении ХТО с последующим нанесением PVD/CVD покрытий. Первыми известными способами такой комплексной обработки стали ионно-плазменное азотирование (ИПА) с последующим нанесением покрытий Ti-N [26–30]. Процессы ИПА и нанесения покрытия могут реализовываться в одном технологическом цикле [27, 29], а насыщение металлической подложки азотом удобно для последующе- го нанесения покрытий на основе нитридов и формирования границы раздела подложка- покрытие химически более однородной. Авторами [4, 31–33] показано, что микрот- вердость и износостойкость упрочняемой поверхности в результате такой обработки могут дополнительно повышаться в 1,5–2,0 и до 2,0 раза соответственно. Результаты исследований авторов [20, 25] показали, что комплексная обработка, включающая предварительную низ котемпературную нитроцементацию стальной подложки в порошковой среде и последующее нанесение покрытий Ti-N, позволяет повысить микротвердость и износостойкость поверхности в 7 и 2,3 раза по сравнению с покрытием TiN на неупрочненной подложке за счет формирования двухслойной системы «нитроцементованный слой — покрытие В. М. КОНСТАНТИНОВ, А. В. КОВАЛЬЧУК, В. Г. ДАШКЕВИЧ 215ЖФІП ЖФИП JSPE, 2016, т. 1, № 2, vol. 1, No. 2 Ti-N» с высокими показателями упругости, поглощения энергии деформации и со- противления пластическому течению. Таким образом, уровень прочностных свойств подложки или их несоответствие свойствам наносимого покрытию могут являться лимитирующим фактором в вопросах эффективности упрочнения нанесением твердых PVD/CVD покрытий. В этой связи исследования свойств материалов, используемых в качестве подложек, и разработка способов их упрочнения являются не менее важными, чем исследования самих вакуумных покрытий. Перспективной задачей представляется также расширение возможностей известных решений комплексной обработки за счет использования новых составов стальных подложек, способов их термодиффузионного упрочнения, а также апробирования в сочетании с новыми типами, составами и толщинами упрочняющих PVD/ CVD покрытий. В данной работе были получены опытные образцы износостойких двухслойных покрытий типа «термодиффузионный слой — PVD покрытие TiAlN». Они представляли собой структуру мо- ди фицированной в результате карбо- нитрации, ИПА, одно фазного и двух фазного борирования в порошковой сре де стальной подложки и высокотвердого покрытия TiAlN на поверхности, полученного путем контролируемого магнетронного нане- сения. Исследованы дюрометрические и трибологические свойства полученных двухслойных покрытий, оценен вклад п о к р ы т и й Ti A l N в и н т е г р а л ь н у ю микротвердость поверхности на различных подложках. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКИ Карбонитрацию проводили при 550– 600 °C, 7 ч в порошковой среде в кон- тейнере, герметизируемом плавким затвором в камерной электропечи. ИПА осуществляли на установке АР 63, произ- водства ФТИ НАН Беларуси. Установленные режимы ионно-плазменного азотирования: длительность — 6 ч; напряжение разряда — 800 В; плотность тока — 21 мА/см2; состав смеси газов — H2 + N2; давление смеси — 600 МПа; температура — 520–540 °C; мощность разряда — до 80 кВт. Для проведения процесса диффузионного борирования использовали оригинальную порошковую смесь с высокой насыщающей способностью «besto-bor» [34]. Насыщение проводили при 950 °C, 1 ч с предварительной изотермической выдержкой 750 °C, 1 ч в контейнерах, герметизируемых плавким затвором. Для проведения процесса использовали шахтную электрическую печь с силитовыми нагревателями. Для снижения коробления использовали скорость нагрева не более 200 °C/ч и скорость охлаждения не более 100 °C/ч. Исходная микроструктура образцов перед карбонитрацией и бо- рированием представляла собой рав- новесную, полученную полным отжигом. Образцы для ИПА предварительно были подвергнуты закалке и низкому отпуску. Покрытия TiAlN наносили в НИИ ПФП им. А.Н. Севченко БГУ под руководством зав. лаборатории элионики чл. корр. НАН Беларуси, д. ф. -м. наук, профессора Ф. Ф. Комарова. Для формирования покрытий была использована вакуумная установка магнетронного распыления УРМ 327. В процессе нанесения образцы нагревались до T = 300 °C. Исследования микроструктуры об- разцов после ХТО проводили на ми кроскопе Neophot-21, для выявления структуры использовали стандартные металлографические реактивы. Измерение толщины покрытия проводили на ска нирующем электронном микроскопе «Mi ra» фирмы «Tescan» (Чехия) с микро рентгеноспектральным анализатором «INCA Energy 350» фирмы «Oxford Instruments Analytical» (Великобритания). Погрешность метода составляла 3–5 отн. %. Измерения микротвердости проводили по методу восстановленного отпечатка на автоматическом твердомере DuraScan 20 (Австрия) в ЦСИМИ ОИМ НАН Беларуси под руководством д. ф. -м. н. В. А. Кукареко. Истинную микротвердость покрытий рассчитывали согласно способу [35] по фор- муле Hист = (H1) 2/H2, где H1 и H2 — значения микротвердости, найденные соответственно при нагрузках на индентор 1 Н и 2 Н. Испытания образцов на изно состойкость проводили в условиях сухого трения скольжения на машине Шкода-Савина по СВОЙСТВА ДВУХСЛОЙНЫХ ИЗНОСОСТОЙКИХ ПОКРЫТИЙ «ТЕРМОДИФФУЗИОННЫЙ СЛОЙ — TiAlN» НА СТАЛЯХ 216 ЖФІП ЖФИП JSPE, 2016, т. 1, № 2, vol. 1, No. 2 схеме «вал – колодка», в качестве контртела использовали диск из сплава ВК6 диаметром 60 мм. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ При оценке поведения двухслойных покрытий «термодиффузионный слой — PVD покрытие» наряду с использованием стальных подложек были использованы подложки из армко-железа, подвергнутые диффузионному насыщению. Это обусловлено необходимостью достоверно оце- нить влияние термодиффузионного насыщения на свойства основного металла сплава (железо) и четко дифференцировать влияние основного металла, легирующих элементов и насыщающего элемента на структурообразование и свойства диффузионного слоя, а в последствии дать сравнительную оценку эффективности полученных диффузионных слоев (табл. 1) в составе двухслойных покрытий «тер- модиффузионный слой — PVD покрытие». Для карбонитрации были использованы армко- железо и сталь 12Х18Н10Т, которая позволяет оценить влияние комплексной обработки на защитные свойства двухслойных покрытий, что показано в работе [36]; для ИПА — стали 38Х2МЮА, Х12М, 95Х18, 12Х18Н10Т, леги- рующие элементы в которых должны способ- ствовать получению наиболее эффективных нитридных слоев; для борирования — армко- железо и стали У8А и 9ХС, боридные слои на которых несколько отличаются мор фологией. Толщина покрытий TiAlN на всех образцах составила около 1 мкм (рис. 1), Таблица 1 Результаты предварительного термодиффузионного упрочнения стальных подложек Материал Микротвердость поверхности, МПа при нагрузке 1,96 Н Толщина диффузионного слоя, мкмдо обработки после ХТО Карбонитрация Армко-железо 1250 3520 80 Сталь 12Х18Н10Т 1520 4840 120 Ионно-плазменное азотирование 38Х2МЮА 2500 8500 105 Х12М 3800 12000 65 95Х18 3500 11000 50 Однофазное борирование Армко-железо 1250 10300 85 У8А 1760 11200 65 9ХС 1780 10850 60 Двухфазное борирование Армко-железо 1250 14480 160 У8А 1760 16200 120 9ХС 1780 16950 100 Рис. 1. Микроструктура градиентного покрытия TiAlN В. М. КОНСТАНТИНОВ, А. В. КОВАЛЬЧУК, В. Г. ДАШКЕВИЧ 217ЖФІП ЖФИП JSPE, 2016, т. 1, № 2, vol. 1, No. 2 коэффициент трения — 0,05. Размер кристаллитов покрытий TiAlN, измеренный по результатам просвечивающей электронной микроскопии, составил величину 5–15 нм. Истинная микротвердость покрытий на подложке из армко-железа составила 31–32 ГПа. Результаты оценки интегральной микротвердости покрытий TiAlN на неупрочненных подложках и двухслойных покрытий «термодиффузионный слой — покрытие TiAlN» при различных нагрузках на индентор (табл. 2) показали, что микротвердость двухслойных покрытий с термодиффузионным слоем существенно выше, а увеличение микротвердости ее с уменьшением прикладываемой нагрузки больше, чем для покрытий TiAlN на неупрочненных подложках. Это указывает на то, что покрытие TiAlN не продавливается, а с учетом своей толщины привносит значительный вклад в результирующие свойства поверхности. Это подтверждается значениями микротвердости при нагрузках 0,49 Н и 0,98 Н, которые не характерны для использованных материалов подложек и полученных на них слоев в результате ХТО. Установлено, что износостойкость двухслойных покрытий «термодиффузионный Таблица 2 Свойства покрытий TiAlN на различных стальных подложках № Материал подложки + вид обработки Микротвердость (МПа) при нагрузке (Н) Сравнительная износостойкость, отн. ед.*1,96 0,98 0,49 1 Армко-железо 1750 1950 2110 1,0 2 Армко-железо + карбонитрация 3940 5240 7390 2,0 3 Армко-железо + однофазное борирование 12800 15300 19860 2,9 4 Армко-железо + двухфазное борирование 15300 18540 24335 3,3 5 38Х2МЮА 2620 2690 2810 1,3 6 38Х2МЮА + ИПА 8740 8900 9350 2,4 7 Х12М 4110 4270 4400 1,4 8 Х12М + ИПА 16820 17100 17680 3,0 9 95Х18 3840 4020 4190 1,4 10 95Х18 + ИПА 16200 16660 17050 2,9 11 У8А 1920 2380 2710 1,4 12 У8А + однофазное борирование 16620 19860 25750 3,7 13 У8А + двухфазное борирование 18900 25930 34064 4,6 14 9ХС 1920 2300 2680 1,4 15 9ХС + однофазное борирование 16480 22436 30750 4,1 16 9ХС + двухфазное борирование 17550 25750 35397 4,8 17 12Х18Н10Т 1870 2120 2440 1,1 18 12Х18Н10Т + кар- бонитрация 5650 6460 8472 2,2 СВОЙСТВА ДВУХСЛОЙНЫХ ИЗНОСОСТОЙКИХ ПОКРЫТИЙ «ТЕРМОДИФФУЗИОННЫЙ СЛОЙ — TiAlN» НА СТАЛЯХ 218 ЖФІП ЖФИП JSPE, 2016, т. 1, № 2, vol. 1, No. 2 слой — покрытие TiAlN» выше, чем покрытий TiAlN на неупрочненных подложках. Так, по сравнению с покрытиями TiAlN на неупрочненных подложках микротвердость и износостойкость двухслойных покрытий, получаемых в результате предварительной карбонитрации и последующего нанесения TiAlN, выше в 3,4–3,5 и 2,0–2,2 раза; предварительного ИПА — 3,3–4,1 и 1,8– 2,1 раза; предварительного однофазного борирования — 9 ,4–11 ,5 и 2 ,6–2 ,9 раза; предварительного двухфазного борирования — 11,5–13,2 и 3,3–3,4 раза соответственно. Это можно объяснить тем, что пред- варительное упрочнение в результате карбонитрации, ИПА или борирования увеличивает время до появления остаточной деформации в подложке и снижает градиент жесткости и твердости между подложкой и покрытием. Образующиеся в результате термодиффузионного насыщения остаточные напряжения сжатия в поверхностном слое подложки увеличивают время до появления усталостных трещин. В результате карбонитрации формируются остаточные напряжения сжатия величиной около 400– 800 МПа, ИПА — 600–800 МПа, борирова- ния — 800–1000 МПа [37]. В то же время, при наступлении начала последовательного разрушения покрытия более жесткий термодиффузионный слой накапливает меньше остаточной деформации и тормозит развитие очага разрушения, а при полном разрушении покрытия под контртелом работает дольше неупрочненной подложки. Следует отметить, что на протяжении трибологических испытаний все образцы с покрытиями показывали стабильные результаты, в трех точках измерения получались практически одинаковые дорожки износа. Это говорит о равномерном распределении свойств покрытий по поверхности. Основной причиной появления повреждений на дорожках трения следует считать, главным образом, хрупкое разрушение покрытий из-за их неспособности деформироваться и разрушение вследствие уменьшения толщины покрытия в очаге износа до некоторого критического значения. Вместе с этим разрушение покрытий также может быть обусловлено развитием трещин в подложке и на границе раздела с подложкой или термодиффузионным слоем и их распространению в результате контактного воздействия. Таким образом, наиболее эффективным для повышения интегральной микротвердости и износостойкости поверхности с покрытием TiAlN является двухфазное борирование. В то же время однофазное борирование следует считать более эффективным по сравнению с карбонитрацией и ИПА. Из всех образцов с термодиффузионным слоем, полученным в результате однофазного и двухфазного борирования, наибольшую микротвердость и износостойкость имеют двухслойные покрытия на стали 9ХС. Следует отметить, что при сопоставимой микротвердости подложек из сталей 9ХС и У8А после однофазного борирования, микротвердость двухслойных покрытий «боридный слой — TiAlN» на стали 9ХС при нагрузке на индентор 0,49 Н выше на 1–5 ГПа, что может быть обусловлено различной способностью к упругому восстановлению покрытий TiAlN на боридных слоях с отличающейся морфологией и напряженным состоянием, обусловленными разницей в химическом составе сталей У8А и 9ХС. Следует отметить, что при разнице в микротвердости между однофазным и двухфазным боридными слоями на армко- железе, сталях У8А и 9ХС, составляющей до 4,2–6,0 ГПа, разница в наблюдаемых значениях микротвердости двухслойных покрытий с TiAlN при нагрузке 1,96 Н составляет не более 1,0–2,5 ГПа. То есть вклад покрытия TiAlN в интегральную микротвердость поверхности на однофазных боридных слоях больше по сравнению с двухфазными. Это можно объяснить большей деформацией разрушения и запасом пластичности однофазных боридных слоев [38, 39], позволяющей им привносить вклад в упругое восстановление покрытия TiAlN при больших нагрузках. Однако при уменьшении нагрузки на индентор разница в значениях микротвердости увеличивается и при нагрузке 0,49 Н может составлять более 8,5 ГПа, что указывает на первоочередную роль жесткости подложки и уменьшения В. М. КОНСТАНТИНОВ, А. В. КОВАЛЬЧУК, В. Г. ДАШКЕВИЧ 219ЖФІП ЖФИП JSPE, 2016, т. 1, № 2, vol. 1, No. 2 падения микротвердости на границе раздела подложка-покрытие в повышении несущей способности покрытий. Это подтверждается результатами сравнения вклада покрытия TiAlN в интегральную микротвердость поверхности на упроч ненных — в составе двухслойного покрытия «термо диффузионный слой — TiAlN», и неупрочненных подложках (рис . 2) . Показано, что в зависимости от типа под ложки, покрытия TiAlN дают раз лич ный вклад в интегральное значение микротвердости и, таким образом, «добав ленная» микротвердость от нанесения покрытий TiAlN на более жестких подложках выше. Наибольшая «добавленная» микро- твердость от нанесения покрытий TiAlN наблюдается на подложках из сталей У8А и 9ХС с двухфазным боридным слоем. Более высокие значения микротвердости двухслойных покрытий «боридный слой — TiAlN», по-видимому, обусловлены наибольшей микротвердостью боридных слоев в сравнении с азотированным и карбонитрированным. Следовательно, падение микротвердости на границе раздела «покрытие TiAlN — подложка» является наименьшим, а отношение микротвердости покрытия к подложке в такой системе не превышает 2 раз. П ол у ч е н н ы е р е зул ьт ат ы хо р о ш о согласуются с представлениями о вкладе подложки в формирование интегральных (эффективных) свойств поверхности с покрытием [3, 21, 25]. Повышение жесткости подложки может приводить, в том числе, к непропорциональному повышению интегральной микротвердости поверхности [19] и, достигая определенного уровня свойств подложки, в данном случае термодиффузионного слоя, результирующая микротвердость поверхности с покрытием может сравниться с истинной микро- твердостью покрытия и даже превысить ее за счет большего упругого восстановления покрытия [19, 25]. Такие результаты получены для покрытий TiAlN на сталях У8А и 9ХС с двухфазными боридными слоями толщиной соответственно 120 и 100 мкм. Боридные слои имели компактную структуру и традиционное игольчатое строение (рис. 3). На поверхности располагался слой высокобористой фазы FeB с микротвердостью 16–17 ГПа и под ним слой низкобористой фазы Fe2B с микротвердостью 10,5–11,5 ГПа. Объемное соотношение фаз FeB/Fe2B на обеих сталях составило примерно 50/50. Получаемые таким образом двухслойные покрытия «термодиффузионный боридный слой — покрытие TiAlN» представляют собой новые микрокомпозиционные материалы, так как состоят из двух разнородных по составу, структуре и свойствам материалов, имеющих границу раздела, термодиффузионный слой и покрытие образуют оригинальную систему со своим объемным сочетанием. Обсуждаемые двухслойные покрытия характеризуются свойствами, не до- стижимыми в отдельности материалами вакуумного покрытия и термодиффузионно упрочненной стальной подложки. 35000 М ик ро тв ер до ст ь по ве рх но ст и, М П а пр и на гр уз ке 0 ,4 9 Н 30000 25000 Микротвердость покрытия TiAlN 20000 15000 10000 5000 0 подложки дв. покрытия № 1 1250 2110 № 2 1520 7390 № 3 10300 19860243402810 9350 4400 176804190 17050 2710 2575034060 26803075035400 2440 8470 1840152016950108501780162001120017601100035001200038008500250014480 № 4 № 5 № 6 № 7 № 8 № 9 № 10№ 11№ 12№ 13№ 14№ 15№ 16№ 17№ 18 Рис. 2. Интегральная микротвердость поверхности с покрытием TiAlN на различных подложках (номера об- разцов из табл. 2) СВОЙСТВА ДВУХСЛОЙНЫХ ИЗНОСОСТОЙКИХ ПОКРЫТИЙ «ТЕРМОДИФФУЗИОННЫЙ СЛОЙ — TiAlN» НА СТАЛЯХ 220 ЖФІП ЖФИП JSPE, 2016, т. 1, № 2, vol. 1, No. 2 ЗАКЛЮЧЕНИЕ Э кс п е р и м е н т а л ь н о п о к а з а н о , ч т о предварительное упрочнение подложки из армко-железа и некоторых конструкционных и инструментальных сталей в результате карбонитрации, ионно-плазменного азотирования, однофазного или двухфазного борирования позволяет до 3,3–13,2 раза повысить интегральную микротвердость и до 2,0–3,4 раза износостойкость поверхности с покрытием TiAlN за счет формирова- ния протяженного упрочненного подслоя, который участвует в формировании на- пряженного состояния систем «покрытие – подложка», снижает градиент твердости материалов и привносит вклад в упругое восстановление покрытия и индентационный отклик поверхности. Установлено, что вклад покрытия TiAlN в интегральную микротвердость поверхности определяется жесткостью подложки и на упрочненных подложках существенно выше. Покрытия TiAlN на подложках с упрочняющим термодиффузионным слоем показывают большую несущую способность и способны не продавливаться при больших нагрузках. Полученные результаты могут стать основанием для снижения толщины PVD покрытий в аналогичных слоистых системах без потери в свойствах упрочняемой поверхности. Показано, что двухслойное покрытие «термодиффузионный слой — покрытие TiAlN» может обладать свойствами, не достижимыми материалами подложки и покрытия в отдельности и, по сути, представлять новый микрокомпозиционный материал, так как выполняются все современные условия [2], по которым про- исходит их определение. Так, установлено, что для покрытий TiAlN на компактных двухфазных боридных слоях на сталях У8А и 9ХС значения интегральной (фактически измеренной) микротвердости поверхности могут достигать 34–35 ГПа. ЛИТЕРАТУРА 1. Eds. A. Gavaleiro, J. T. De Hosson. Nano- structured Coatings — Berlin: Springer-Verlag, 2006. — 648 p. 2. Eds. M. G. Hocking, V. Vasantasree, P. Sidky Metallic and Ceramic Coatings — Harlow: Longman scientific and technical, 1989. — 670 p. 3. Воронин Н. А. Актуальные проблемы соз- дания топокомпозитов триботехнического назначения // Механика и машиностроение, 2011. — С. 695–698. 4. Берлин Е. В., Коваль Н. Н., Сейдман Л. А. Плазменная химико-термическая обработка поверхности стальных деталей — М.: Тех- носфера, 2012. — 464 c. 5. Komarov F. F., Konstantinov S. V., Pilko V. V. Formation of nanostructured TiAlN, TiCrN, and TiSiN coatings using reactive magnetron sputtering // Journal of Friction and Wear. — 2014. — Vol. 35, No. 3. — P. 215–223. 6. Pogrebnjak A. D., Shpak A. P., Aza ren- kov N. A., Beresnev V. M. Structures and pro- perties of hard and superhard nanocomposite coatings // Physics-Uspekhi. — 2009. — No. 52.— P. 29–54. 7. Береснев В. М., Погребняк А. Д., Азарен- ков Н. А., Фареник В. И., Кирик Г. В. На- нокристаллические и нанокомпозитные а б Рис. 3 Микроструктуры термодиффузионных слоев на стали У8А — а и 9ХС — б, полученных в резуль- тате двухфазного борирования В. М. КОНСТАНТИНОВ, А. В. КОВАЛЬЧУК, В. Г. ДАШКЕВИЧ 221ЖФІП ЖФИП JSPE, 2016, т. 1, № 2, vol. 1, No. 2 покрытия, структура, свойства // Физиче- ская инженерия поверхности. — 2007. — Т. 5, № 1–2. — С. 4–27. 8. Костржицкий А. И., Лебединский О. В. Много компонентные вакуумные покры- тия. — М.: Машиностроение, 1987. — 208 с. 9. Методы упрочнения поверхностей деталей машин / Под ред. Г. В. Москвитина — М.: КРАСАНД, 2008. — 400 с. 10. Воронин Н. А., Семенов А. П. Вакуумные ионно-плазменные технологии упрочнения деталей машин триботехнического назна- чения / в кн. «Методы и средства упрочне- ния поверхностей деталей машин» / Под ред. А. П. Гусенкова. — М.: Наука, 1992. — C. 174–402. 11. Mayrhofer P. H. [et al.]. Microstructural design of hard coatings // Progress in Materials Sci- ence. — 2006. — Vol. 51, No. 8. — P. 1032–1114. 12. Komarov F. F., Konstantinov S. V., Pog rebnjak A. D., Pilko V. V., Kozak C., Opi elak M. Formation and characterization of nanostructured composite coatings based on the TiN phase // Acta Phys. Pol. — 2014. — Vol. 125. — P. 1292–1295. 13. Коротаев А. Д., Мошков В. Ю., Овчинни- ков С. В., Пинжин Ю. П., Савостиков В. М., Тюменцев А. Н. Наноструктурные и нано- композитные сверхтвердые покрытия // Фи- зическая мезомеханика. — 2005. — № 8. — С. 103–116. 14. Лучанинов А. А., Стрельницкий В. Е. По- крытия системы Ti-Al-N, нанесенные PVD методами // Физическая инженерия поверх- ности. — 2012. — Т. 10, № 1. — С. 4–21. 15. Погребняк А. Д., Береснев В. М., Со- боль О. В., Колесников Д. А., Турбин П. В. Свойства нанокомпозитных нитридных по- крытий // Физическая инженерия поверхно- сти. — 2011. — Т. 9, № 4. — С. 284–321. 16. Овчинников Е. В., Чекан Н. М. Многокомпо- нентные термостойкие плазмохимические покрытия // Прогрессивные технологии и системы машиностроения. — 2014. — № 2(48). — С. 3–9. 17. Sveen S., Andersson J. M., M’Saoubi R., Olsson M. Scratch adhesion characteristics of PVD TiAlN deposited on high speed steel, cemented carbide and PCBN substrates // Wear. — 2013. — Vol. 308. — P. 133–141. 18. Комаров Ф. Ф., Ковальчук А. В., Константи- нов С. В., Пилько В. В. Получение и свойства покрытий TiAlN на стали // Ползуновский альманах. — 2014. — № 2. — С. 10–15. 19. Воронин Н. А. Топокомпозиты — новый класс конструкционных материалов три- ботехнического назначения. Ч. 1 // Трение и износ. — 1999. — Т. 20, № 3 — С. 533–544. 20. Комаров Ф. Ф., Ткаченко Г. А., Коваль- чук А. В., Константинов С. В. Комплексное поверхностное упрочнение стальных из- делий // Литье и металлургия. — 2014. — № 4 (77). — С. 144–150. 21. Игнатенко П. И., Терпий Д. Н., Кляхи- на Н. А. О влиянии подложки на формиро- вание состава, структуры и твердости ни- тридных и боридных пленок, полученных методами ионного осаждения // Журнал технической физики. — 2009. — T. 79, № 7. — C. 101–107. 22. Huang X., Etsion I., Shao T. Effects of elastic modulus mismatch between coating and substrate on the friction and wear properties of TiN TiAlN coating systems // Wear. — 2015. — Vol. 338–339. — P. 54–61. 23. Du H., Zhao H., Xiong J., Xian G. Effect of interlayers on the structure and properties of TiAlN based coatings on WC-Co cemented carbide substrate // Int. J. Refract. Met. Hard Mater. — 2013. — Vol. 37. — P. 60–66. 24. Ходасевич В. В., Солодухин И. А. Роль предварительного облучения и нагрева под- ложки в модификации переходного слоя и механических свойств покрытий TiN // Материалы 3-й международной конферен- ции «Взаимодействие излучений с твердым телом». — Минск: БГУ, 1999. — C. 109–111. 25. Komarov F. F., Konstantinov V. M., Ko val- chuk A. V., Konstantinov S. V., Tkachenko H. A. The effect of steel substrate pre-hardening on structural, mechanical, and tribological properties of magnetron sputtered TiN and TiAlN coatings // Wear. — 2016. — Vol. 352– 353. — P. 92–101. 26. Podgornik B., Vizintin J., Wanstrand O., Lar sson M., Hogmark S., Ronkainen H., Holmberg K. Tribological Properties of Plasma Nitrided and Hard Coated AISI 4140 Steel // Wear. — 2001. — Vol. 249. — P. 254–259. 27. Shengli M. The composite of nitrided steel and TiN coatings by plasma duplex treatment and the effect of pre-nitriding // Surface and Coatings Technology. — 2001. — Vol. 137. — СВОЙСТВА ДВУХСЛОЙНЫХ ИЗНОСОСТОЙКИХ ПОКРЫТИЙ «ТЕРМОДИФФУЗИОННЫЙ СЛОЙ — TiAlN» НА СТАЛЯХ 222 ЖФІП ЖФИП JSPE, 2016, т. 1, № 2, vol. 1, No. 2 P. 116–121. 28. Quesada F., Mariсo A., Restrepo E. TiAlN coatings deposited by r.f. magnetron sputtering on previously treated ASTM A36 steel // Surface and Coatings Technology. — 2006. — Vol. 201. — P. 2925–2929. 29. Tong Y., Guo T. W., Wang J., Liang H. F., Qian M. Effects of plasma nitriding and TiN coating duplex treatment on wear resistance of commercially pure titanium // Advanced Materials Research. — 2011. — Vol. 217– 218. — P. 1050–1055. 30. Rousseau A. F., Partridge J. G., Mayes E. L. H., Toton J. T., Kracica M., McCulloch D. G., Doyle E. D. Microstructural and tribological characterization of a nitriding / TiAlN PVD coating duplex treatment applied to M2 High Speed Steel tools // Surface and Coatings Tech- nology. — 2015. — Vol. 272. — P. 403–408. 31. Polok M. Comparison of the PVD coatings de- posited onto plasma nitrided steel // Journal of achievements in materials and manufacturing engineering. — 2010. — Vol. 42. — No. 2. — P. 172–179. 32. Staia M. H., Perez-Delgado Y., Sanchez C., Castro A., Le Bourhis E., Puchi-Cabrera E. S. Hardness properties and high-temperature wear behavior of nitrided AISI D2 tool steel, prior and after PAPVD coating // Wear. — 2009. — Vol. 267. — P. 1452–1461. 33. Табаков В. П. Формирование износостой- ких ионно-плазменных покрытий режуще- го инструмента. — М.: Машиностроение, 2008. — 311 с. 34. BESTO (Белорусские среды для термо- диффузионной обработки) [Electronic resource] — Mode of access: http://besto.by/ vidy-obrabotok/borirovanie. — Date of access: 15.03.2016. 35. Чумиков А. Б., Анифьев В. А. Способ изме- рения микротвердости тонких металличе- ских покрытий // патент РФ № 2132546,1999. 36. Ткаченко Г. А. Повышение коррозионной стойкости стальных деталей комплексной обработкой / Г. А. Ткаченко, А. В. Коваль- чук. Создание новых и совершенствование действующих технологий и оборудования нанесения гальванических и их замещаю- щих покрытий // Материалы 3-го респ. науч. -техн. семинара. — Минск: БГТУ, 2013. — С. 119–122. 37. Лахтин Ю. М. Материаловедение. — М.: Машиностроение, 1990. — 528 с. 38. Крукович М. Г., Прусаков Б. А., Сизов И. Г. Пластичность борированных слоев. — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2010. — 384 с. 39. Konstantinov V. M., Dashkevich V. G., Koval- chuk A. V. Surface engineering of slider valves of fluid power motors made of tool steels by using boriding saturation mixture // Agricul- tural Engineering. — 2015. — Vol. 47. — P. 1–6. LITERATURA 1. Eds. A. Gavaleiro, J. T. De Hosson. Nano- structured Coatings — Berlin: Springer-Verlag, 2006. — 648 p. 2. Eds. M. G. Hocking, V. Vasantasree, P. Sidky Metallic and Ceramic Coatings — Harlow: Longman scientific and technical, 1989. — 670 p. 3. Voronin N. A. Aktual’nye problemy sozdaniya topokompozitov tribotehnicheskogo nazna- cheniya // Mehanika i mashinostroenie, 2011. —P. 695–698. 4. Berlin E. V., Koval’ N. N., Sejdman L. A. Plazmennaya himiko-termicheskaya obrabotka poverhnosti stal’nyh detalej — M.: Tehnosfera, 2012. — 464 p. 5. Komarov F. F., Konstantinov S. V., Pilko V. V. Formation of nanostructured TiAlN, TiCrN, and TiSiN coatings using reactive magnetron sputtering // Journal of Friction and Wear. — 2014. — Vol. 35, No. 3. — P. 215–223. 6. Pogrebnjak A. D., Shpak A. P., Aza ren- kov N. A., Beresnev V. M. Structures and pro- perties of hard and superhard nanocomposite coatings // Physics-Uspekhi. — 2009. — No. 52.— P. 29–54. 7. Beresnev V. M., Pogrebnyak A. D., Aza- renkov N. A., Farenik V. I., Kirik G. V. Nano- kristallicheskie i nanokompozitnye pokrytiya, struktura, svojstva // Fizicheskaya inzheneriya poverhnosti. — 2007. — Vol. 5, No. 1–2. — P. 4–27. 8. Kostrzhickij A. I., Lebedinskij O. V. Mnogo- komponentnye vakuumnye pokrytiya. — M.: Mashinostroenie, 1987. — 208 p. 9. Metody uprochneniya poverhnostej detalej mashin / Pod red. G. V. Moskvitina — M.: KRASAND, 2008. — 400 p. 10. Voronin N. A., Semenov A. P. Vakuumnye В. М. КОНСТАНТИНОВ, А. В. КОВАЛЬЧУК, В. Г. ДАШКЕВИЧ 223ЖФІП ЖФИП JSPE, 2016, т. 1, № 2, vol. 1, No. 2 ionno-plazmennye tehnologii uprochneniya detalej mashin tribotehnicheskogo naznacheniya / v kn. «Metody i sredstva uprochneniya poverhnostej detalej mashin» / Pod red. A. P. Gusenkova. — M.: Nauka, 1992. — P. 174–402. 11. Mayrhofer P. H. [et al.]. Microstructural design of hard coatings // Progress in Materials Science. — 2006. — Vol. 51, No. 8. — P. 1032–1114. 12. Komarov F. F., Konstantinov S. V., Pog- reb njak A. D., Pilko V. V., Kozak C., Opi- e lak M. Formation and characterization of nanostructured composite coatings based on the TiN phase // Acta Phys. Pol. — 2014. — Vol. 125. — P. 1292–1295. 13. Korotaev A. D., Moshkov V. Yu., Ovchin- nikov S. V., Pinzhin Yu. P., Savostikov V. M., Tyumencev A. N. Nanostrukturnye i nano- kompozitnye sverhtverdye pokrytiya // Fizi- cheskaya mezomehanika. — 2005. — No. 8. — P. 103–116. 14. Luchaninov A. A., Strel’nickij V. E. Pokrytiya sistemy Ti-Al-N, nanesennye PVD metodami // Fizicheskaya inzheneriya poverhnosti. — 2012. — Vol. 10, No. 1. — P. 4–21. 15. Pogrebnyak A. D., Beresnev V. M., So- bol’ O. V., Kolesnikov D. A., Turbin P. V. Svoj stva nanokompozitnyh nitridnyh pokrytij // Fizicheskaya inzheneriya poverhnosti. — 2011. — Vol. 9, No. 4. — P. 284–321. 16. Ovchinnikov E. V., Chekan N. M. Mnogokom- ponentnye termostojkie plazmohimicheskie pokrytiya // Progressivnye tehnologii i sistemy mashinostroeniya. — 2014. — No. 2(48). — P. 3–9. 17. Sveen S., Andersson J.M., M’Saoubi R., Ols- son M. Scratch adhesion characteristics of PVD TiAlN deposited on high speed steel, cemented carbide and PCBN substrates // Wear. — 2013. — Vol. 308. — P. 133–141. 18. Komarov F. F., Koval’chuk A. V., Konstan- tinov S. V., Pil’ko V. V. Poluchenie i svojstva pokrytij TiAlN na stali // Polzunovskij al’manah. — 2014. — No. 2. — P. 10–15. 19. Voronin N. A. Topokompozity — novyj klass konstrukcionnyh materialov tribo- tehnicheskogo naznacheniya. Ch. 1 // Trenie i iznos. — 1999. — Vol. 20, No. 3 — P. 533–544. 20. Komarov F. F., Tkachenko G. A., Koval’ chuk A. V., Konstantinov S. V. Kompleksnoe poverhnostnoe uprochnenie stal’nyh izdelij // Lit’e i metallurgiya. — 2014. — No. 4 (77). — P. 144–150. 21. Ignatenko P. I., Terpij D. N., Klyahina N. A. O vliyanii podlozhki na formirovanie sostava, struktury i tverdosti nitridnyh i boridnyh plenok, poluchennyh metodami ionnogo osazhdeniya // Zhurnal tehnicheskoj fiziki. — 2009. — Vol. 79, No. 7. — P. 101–107. 22. Huang X., Etsion I., Shao T. Effects of elastic modulus mismatch between coating and substrate on the friction and wear properties of TiN TiAlN coating systems // Wear. — 2015. —Vol. 338–339. — P. 54–61. 23. Du H., Zhao H., Xiong J., Xian G. Effect of interlayers on the structure and properties of TiAlN based coatings on WC-Co cemented carbide substrate // Int. J. Refract. Met. Hard Mater. — 2013. — Vol. 37. — P. 60–66. 24. Hodasevich V. V., Soloduhin I. A. Rol’ predvaritel’nogo oblucheniya i nagreva podlozhki v modifikacii perehodnogo sloya i mehanicheskih svojstv pokrytij TiN // Materialy 3-j mezhdunarodnoj konferencii «Vzaimodejstvie izluchenij s tverdym telom». — Minsk: BGU, 1999. — P. 109–111. 25. Komarov F. F., Konstantinov V. M., Ko val- chuk A. V., Konstantinov S. V., Tkachenko H. A. The effect of steel substrate pre-hardening on structural, mechanical, and tribological properties of magnetron sputtered TiN and TiAlN coatings // Wear. — 2016. — Vol. 352– 353. — P. 92–101. 26. Podgornik B., Vizintin J., Wanstrand O., Lar sson M., Hogmark S., Ronkainen H., Holmberg K. Tribological Properties of Plasma Nitrided and Hard Coated AISI 4140 Steel // Wear. — 2001. — Vol. 249. — P. 254–259. 27. Shengli M. The composite of nitrided steel and TiN coatings by plasma duplex treatment and the effect of pre-nitriding // Surface and Coatings Technology. — 2001. — Vol. 137. — P. 116–121. 28. Quesada F., Mariso A., Restrepo E. TiAlN coatings deposited by r.f. magnetron sputtering on previously treated ASTM A36 steel // Surface and Coatings Technology. — 2006. — Vol. 201. — P. 2925–2929. 29. Tong Y., Guo T. W., Wang J., Liang H. F., Qian M. Effects of plasma nitriding and TiN coating duplex treatment on wear resistance СВОЙСТВА ДВУХСЛОЙНЫХ ИЗНОСОСТОЙКИХ ПОКРЫТИЙ «ТЕРМОДИФФУЗИОННЫЙ СЛОЙ — TiAlN» НА СТАЛЯХ 224 ЖФІП ЖФИП JSPE, 2016, т. 1, № 2, vol. 1, No. 2 of commercially pure titanium // Advanced Materials Research. — 2011. — Vol. 217– 218. — P. 1050–1055. 30. Rousseau A. F., Partridge J. G., Mayes E. L. H., Toton J. T., Kracica M., McCulloch D. G., Doyle E. D. Microstructural and tribological characterization of a nitriding / TiAlN PVD coating duplex treatment applied to M2 High Speed Steel tools // Surface and Coatings Tech- nology. — 2015. — Vol. 272. — P. 403–408. 31. Polok M. Comparison of the PVD coatings deposited onto plasma nitrided steel // Journal of achievements in materials and manufacturing engineering. — 2010. — Vol. 42. — No. 2. — P. 172–179. 32. Staia M. H., Perez-Delgado Y., Sanchez C., Castro A., Le Bourhis E., Puchi-Cabrera E. S. Hardness properties and high-temperature wear behavior of nitrided AISI D2 tool steel, prior and after PAPVD coating // Wear. — 2009. — Vol. 267. — P. 1452–1461. 33. Tabakov V. P. Formirovanie iznosostojkih ion no-plazmennyh pokrytij rezhuschego in- strumenta. — M.: Mashinostroenie, 2008. — 311 p. 34. BESTO (Belorusskie sredy dlya termodif- fuzionnoj obrabotki) [Electronic resource] — Mode of access: http: // besto.by/vidy- obra botok/borirovanie. — Date of access: 15.03.2016. 35. Chumikov A. B., Anif’ev V. A. Sposob izme- reniya mikrotverdosti tonkih metallicheskih pokrytij // patent RF № 2132546, 1999. 36. Tkachenko G. A. Povyshenie korrozionnoj stojkosti stal’nyh detalej kompleksnoj obra- botkoj / G. A. Tkachenko, A. V. Koval’chuk. Sozdanie novyh i sovershenstvovanie dejstvuyuschih tehnologij i oborudovaniya naneseniya gal’vanicheskih i ih zameschayu- schih pokrytij // Materialy 3-go resp. nauch. -tehn. seminara. — Minsk: BGTU, 2013. — P. 119–122. 37. Lahtin Yu. M. Materialovedenie. — M.: Mashinostroenie, 1990. — 528 p. 38. Krukovich M. G., Prusakov B. A., Sizov I. G. Plastichnost’ borirovannyh sloev. — M.: FIZMATLIT, 2010. — 384 p. 39. Konstantinov V. M., Dashkevich V. G., Ko- valchuk A. V. Surface engineering of slider valves of fluid power motors made of tool steels by using boriding saturation mixture // Agricultural Engineering. — 2015. — Vol. 47. — P. 1–6.

Свойства двухслойных износостойких покрытий «Термодиффузионный слой -TiAlN» на сталях

Репозитарії

Схожі ресурси