Разработка комбинированной технологии упрочнения деталей
Цель работы – разработка комбинированного технологического процесса улучшения эксплуатационных характеристик узлов и деталей с подвижными контактирующими поверхностями....
Gespeichert in:
| Datum: | 2017 |
|---|---|
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут технічної механіки НАН України і НКА України
2017
|
| Schriftenreihe: | Техническая механика |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/141274 |
| 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: | Разработка комбинированной технологии упрочнения деталей / А.Д. Гришкевич // Техническая механика. — 2017. — № 3. — С. 100-114. — Бібліогр.: 49 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-141274 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1412742018-08-30T01:23:07Z Разработка комбинированной технологии упрочнения деталей Гришкевич, А.Д. Цель работы – разработка комбинированного технологического процесса улучшения эксплуатационных характеристик узлов и деталей с подвижными контактирующими поверхностями. Мета роботи – розробка комбінованого технологічного процесу поліпшення експлуатаційних характеристик вузлів і деталей з рухомими контактуючими поверхнями. The aim of this work is to develop a combined technological process for improving the performance characteristics of units and parts with moving contacting surfaces. 2017 Article Разработка комбинированной технологии упрочнения деталей / А.Д. Гришкевич // Техническая механика. — 2017. — № 3. — С. 100-114. — Бібліогр.: 49 назв. — рос. 1561-9184 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/141274 621.002.56 ru Техническая механика Інститут технічної механіки НАН України і НКА України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| description |
Цель работы – разработка комбинированного технологического процесса улучшения эксплуатационных характеристик узлов и деталей с подвижными контактирующими поверхностями. |
| format |
Article |
| author |
Гришкевич, А.Д. |
| spellingShingle |
Гришкевич, А.Д. Разработка комбинированной технологии упрочнения деталей Техническая механика |
| author_facet |
Гришкевич, А.Д. |
| author_sort |
Гришкевич, А.Д. |
| title |
Разработка комбинированной технологии упрочнения деталей |
| title_short |
Разработка комбинированной технологии упрочнения деталей |
| title_full |
Разработка комбинированной технологии упрочнения деталей |
| title_fullStr |
Разработка комбинированной технологии упрочнения деталей |
| title_full_unstemmed |
Разработка комбинированной технологии упрочнения деталей |
| title_sort |
разработка комбинированной технологии упрочнения деталей |
| publisher |
Інститут технічної механіки НАН України і НКА України |
| publishDate |
2017 |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/141274 |
| citation_txt |
Разработка комбинированной технологии упрочнения деталей / А.Д. Гришкевич // Техническая механика. — 2017. — № 3. — С. 100-114. — Бібліогр.: 49 назв. — рос. |
| series |
Техническая механика |
| work_keys_str_mv |
AT griškevičad razrabotkakombinirovannojtehnologiiupročneniâdetalej |
| first_indexed |
2025-07-10T12:21:36Z |
| last_indexed |
2025-07-10T12:21:36Z |
| _version_ |
1837262545037033472 |
| fulltext |
100
УДК 621.002.56
А. Д. ГРИШКЕВИЧ
РАЗРАБОТКА КОМБИНИРОВАННОЙ ТЕХНОЛОГИИ
УПРОЧНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ
Институт технической механики
Национальной академии наук Украины и Государственного космического агентства Украины,
ул. Лешко-Попеля, 15, 49005, Днепр, Украина; e-mail: Gryshkevych.O.D@nas.gov.ua
Мета роботи – розробка комбінованого технологічного процесу поліпшення експлуатаційних харак-
теристик вузлів і деталей з рухомими контактуючими поверхнями. В основу технологічного процесу пок-
ладено способи модифікації властивостей металевих поверхонь, що використовують фізичні ефекти при
взаємодії оброблюваної поверхні з концентрованими потоками енергії. Розглядається можливість викори-
стання іонно-променевої й іонно-плазмової технології для обробки робочих поверхонь деталей, виконаних
з високоміцного титанового сплаву. До розробки пред'являється вимога відповідності всіх елементів тех-
нології критеріям прогресивності. Показано, що вплив факторів, які впливають на втрату функціонально-
сті й довговічність від утомленості деталей, може бути суттєво ослаблено або усунуто. Зміцнення досяга-
ється шляхом послідовного або одночасного застосування іонно-променевої обробки поверхні, низькоене-
ргетичної високоінтенсивної імплантації азоту і іонно-плазмового нанесення функціонального нанострук-
турованого покриття. Представлено першу частину роботи, яка має постановочний характер. Остаточна
мета роботи досягається після розробки технологічних плазмових пристроїв. Результати розробки техно-
логічних пристроїв і оптимізації їх застосування в технологічній установці будуть представлені в наступ-
ній частині роботи.
Цель работы – разработка комбинированного технологического процесса улучшения эксплуатаци-
онных характеристик узлов и деталей с подвижными контактирующими поверхностями. В основу техно-
логического процесса положены способы модификации свойств металлических поверхностей, использу-
ющие физические эффекты при взаимодействии обрабатываемой поверхности с концентрированными
потоками энергии. Рассматривается возможность использования ионно-лучевой и ионно-плазменной тех-
нологии для обработки рабочих поверхностей деталей, выполненных из высокопрочного титанового спла-
ва. К разработке предъявляется требование соответствия всех элементов технологии критериям прогрес-
сивности. Показано, что влияние факторов, влияющих на потерю функциональности и усталостную дол-
говечность деталей, может быть существенно ослаблено или устранено. Упрочнение достигается путем
последовательного или одновременного применения ионно-лучевой обработки поверхности, низкоэнерге-
тичной высокоинтенсивной имплантации атомов азота и ионно-плазменного нанесения финишного функ-
ционального наноструктурированного покрытия. Представлена первая часть работы, имеющая постано-
вочный характер. Окончательная цель работы достигается при создании плазменных технологических
устройств. Результаты разработки технологических устройств и оптимизации их применения в технологи-
ческой установке будут представлены во второй части настоящей работы.
The aim of this work is to develop a combined technological process for improving the performance charac-
teristics of units and parts with moving contacting surfaces. The process is based on metal surface property modi-
fication methods that use physical effects in the interaction of the surface under treatment with concentrated ener-
gy fluxes. Consideration is given to a possibility to treat the working surfaces of parts made of a high-strength
titanium alloy using ion-beam and ion-plasma technology. All the elements of the technological process must
meet progressiveness criteria. It is shown that the effect of factors that adversely affect the functionality and the
fatigue life of parts may be significantly diminished or eliminated. Strengthening is achieved by successive or
simultaneous use of ion-beam surface treatment, high-intensity low-energy nitrogen atom implantation, and the
ion-plasma deposition of a finish functional nanostructured coating. This paper presents part 1 of the work, which
is of problem description character. The final goal of the work is achieved with the development of plasma pro-
cess devices. The results of the development of process devices and the optimization of their use in a process
installation will be presented in part 2 of this work.
Ключевые слова: ионно-плазменная технология, ионно-лучевая техноло-
гия, ионная имплантация, ионная полировка, нанесение функционального по-
крытия.
Введение. Конструкционная прочность металла определяется его объем-
ными и поверхностными механическими характеристиками. Объемные ха-
рактеристики, как правило, задаются металлургическим легированием. Ос-
новные служебные характеристики деталей машин – надежность, сопротив-
ление механическому износу и коррозии, усталостная долговечность, опре-
А. Д. Гришкевич, 2017
Техн. механіка. – 2017. – № 3.
101
деляются механическими свойствами поверхностного слоя конструкционно-
го металла. Известно [1], что механическое поведение металла находится в
прямой зависимости от его структурно-фазового состояния. Эта зависимость
позволяет целенаправленно изменять функциональные и эксплуатационные
характеристики элементов конструкции машин изменением структурно-
фазового состояния поверхностного слоя металла.
Методы создания на поверхности металлов модифицированных слоев с
необходимыми функциональными и эксплуатационными свойствами доста-
точно изучены, отработаны и широко применяются на практике. При этом
отмечают, что традиционные технологии повышения конструкционной
прочности металлов и сплавов достигли своего практического предела [2]. В
настоящее время актуализируется применение способов управления струк-
турно-фазовым состоянием поверхности металла, основанных на использо-
вании физических эффектов взаимодействия концентрированных потоков
энергии с поверхностью металла. Физические способы управления структур-
но-фазовым состоянием позволяют упрочнять поверхность металла, наносить
функциональные покрытия, создавать металлические композиционные мате-
риалы, обладающие уникальным сочетанием свойств, которые принципиаль-
но отличаются от свойств массивного металла [3].
Установлено, что максимальный эффект модификации достигается при
комбинировании различных способов изменения структурно-фазового состо-
яния [4]. Комбинация различных технологий упрочнения позволяет создавать
на поверхности металла композитные слои с различной архитектурой. Прак-
тическое использование новых комбинированных технологий поверхностной
модификации требует создания технологических комплексов, включающих
оптимальный набор технологий модифицирования и специализированных
технологических устройств для реализации всех технологических переходов
поверхностной обработки. В настоящей работе предполагается использовать
результаты оригинальных исследований автора и материалы из мировой
научно-технической литературы.
Постановка задачи. В настоящей работе решалась прикладная задача
разработки комбинированной технологии улучшения функциональных и
эксплуатационных характеристик подвижных контактирующих поверхно-
стей и создания новой технологической установки на основе стандартной
вакуумной установки типа «Булат». Поставленная задача решалась в соответ-
ствии с современным уровнем технологии поверхностного упрочнения.
Принято считать, что новые технологические процессы должны не толь-
ко улучшать эксплуатационные характеристики обрабатываемых изделий, но
и удовлетворять требованиям экономической эффективности, способствовать
снижению трудоемкости и себестоимости изделий, а также обеспечивать со-
циальный и природоохранный эффект применения. Экономическая эффек-
тивность и прогрессивность новых технологических процессов определяется
рядом взаимосвязанных критериев, определяющих соответствие разработки
достигнутому мировому техническому уровню и позволяющих построить
полностью автоматизированный высокопроизводительный комплекс техно-
логического оборудования. Наиболее важные из этих критериев следующие:
– использование технологических процессов, позволяющих максимально
автоматизировать производственный процесс, что в свою очередь, должно
обеспечить высокую производительность обработки и качество продукции;
102
– обеспечение непрерывности технологического процесса, т. е. объеди-
нение ряда последовательных технологических переходов в одном техноло-
гическом объеме;
– обеспечение адаптивности технологического процесса, т. е. способ-
ность его длительного использования в условиях непрерывного появления и
развития новых конкурентоспособных процессов.
При разработке технологического комплекса, включающего комбиниро-
ванную технологию и технологическое оборудование для ее осуществления,
использовались результаты оригинальных исследований автора и материалы
из мировой научно-технической литературы
Состояние проблемы упрочнения поверхностей контактирующих
деталей. В качестве конкретного объекта модифицирования подвижных кон-
тактирующих поверхностей рассматривались внутренние и наружные рабо-
чие поверхности деталей подвижных сочленений коаксиального типа. Разра-
ботка адаптировалась к требованиям упрочнения деталей гидроцилиндра
стойки взлетно-посадочного устройства самолета (шасси).
В процессе эксплуатации шасси самолета испытывает вибрационные и
значительные динамические нагрузки. Давление гидрожидкости в полости
гидроцилиндра достигает 500 атм. При этом должна обеспечиваться абсо-
лютная герметичность полости высокого давления гидроцилиндра. Для до-
стижения современного технического уровня к изделию предъявляется ряд
высоких требований [5]. Масса шасси не должна превышать достигнутого в
мировой практике уровня весового совершенства, т.е. 3,5...4,5 % от взлетной
массы самолета. Ресурс шасси должен составлять не мене 50 тысяч взлето-
посадок в течение 25 лет эксплуатации самолета.
Для достижения требуемого уровня весового совершенства требуется
применение более легких и прочных конструкционных материалов. Надеж-
ность изделия определяется способностью конструкционных материалов со-
противляться хрупкому разрушению и развитию поверхностных микротре-
щин. Для обеспечения долговечности изделия необходимо также решение
задачи минимизации трения в подвижных сочленениях и максимальное
ослабление или полное исключение факторов, влияющих на малоцикловую
усталость конструкции. Эти задачи решаются применением в конструкции
шасси новых конструкционных материалов – мартенситностареющих нержа-
веющих сталей ВКС170, ВКС210 и высокопрочного титанового сплава ВТ22
[6]. Сравнение механических характеристик этих материалов представлено в
таблице 1 [5].
Таблица 1. Сравнение механических характеристик материалов шасси [5]
Высокие удельные прочностные характеристики новых стальных спла-
вов способствуют повышению ресурса шасси. Применение титанового спла-
Сплав ρ, кг/м3 σв, МПа σ0.2, Мпа Е, МПа
30ХГСН2МА 7770 600 – 1800 1400 – 1600 195000
03Н18К8М5Т
(ВКС170)
8100 600 – 1850 1550 – 1800 190000
03Н18К9М5Т
(ВКС210)
8010 950 – 2150 1850 – 2050 184000
ВТ22 4620 900 – 1300 1050 – 1150 115000
ρ – плотность; σв – прочность; σ0.2 – предел прочности; Е – модуль Юнга
103
ва обеспечивает снижение весовых показателей изделия. Необходимость пе-
рехода на новые конструкционные материалы обусловлена также тем, что
при использовании сталей типа 30ХГСА ресурсные характеристики ограни-
чиваются электролитической коррозией и коррозией деталей подвижных со-
пряжений под напряжением.
Однако применение новых конструкционных сталей и титана не отменя-
ет необходимости дополнительного улучшения поверхностных характери-
стик деталей. Одной из причин этого является наличие на рабочих поверхно-
стях деталей дефектного слоя, который образуется в процессе механической
обработки контактирующих поверхностей. В результате абразивного шлифо-
вания в поверхностном слое металла возникают внутренние напряжения рас-
тяжения и микротрещины, которые с большой вероятностью в процессе экс-
плуатации развиваются и неблагоприятно влияют на усталостные характери-
стики изделия.
При эксплуатации шасси основными видами трения контактирующих
поверхностей являются трение скольжения, трение при виброперемещении и
реверсивное трение [7]. Учитывая это, технология изготовления деталей гид-
роцилиндра предусматривает модификацию контактирующих поверхностей
путем нанесения антифрикционных покрытий. При использовании высоко-
прочного титанового сплава ВТ22, необходимость улучшения фрикционных
характеристик сопряженных поверхностей усугубляется склонностью титана
к схватыванию. Для снижения коэффициента трения при изготовлении ис-
пользуют газотермические антифрикционные покрытия [8], гальваническое
хромирование [9] или химическое нанесение никель-фосфорного покрытия
[10]. Использование этих технологий порождает риск снижения эксплуата-
ционных характеристик изделия. Во-первых, для получения заданного пара-
метра шероховатости поверхностей трения возникает необходимость допол-
нительного шлифования газотермических и гальванических антифрикцион-
ных покрытий, которое, как отмечалось выше, неблагоприятно влияет на
усталостные характеристики. Кроме того, гальванические, химические и га-
зотермические покрытия имеют недостаточную износостойкость и характе-
ризуются наличием внутренних напряжений растяжения. Трещиноватость
слоя гальванического твердого хрома может быть причиной нарушения гер-
метичности полости гидроцилиндра. Гальваническая и газотермическая тех-
нологии нанесения покрытий не обеспечивают достаточный уровень адгезии
к поверхности титанового сплава. По этой причине гальванический твердый
хром ограниченно допустим только на стальных деталях. Конструктивные
особенности шасси и условия эксплуатации изделия не исключают возникно-
вение фреттинга в неподвижных сочленениях, что также требует дополни-
тельного улучшения поверхностных свойств контактирующих поверхностей.
Суммируя сказанное, можно определить основные задачи разрабатывае-
мого технологического комплекса. Это:
1) поверхностная обработка с целью устранения факторов снижения по-
казателя малоцикловой усталости, как то: поверхностных микротрещин и
внутренних напряжений растяжения в поверхностном слое;
2) улучшение функциональных и эксплуатационных характеристик со-
пряженных поверхностей путем модификации свойств рабочих поверхностей
без изменения геометрических размеров деталей или нанесение на контакти-
104
рующие поверхности функционального покрытия. Возможно совместное или
раздельное применение этих двух технологий поверхностного упрочнения.
По предварительным оценкам поставленные задачи могут быть решены
применением комбинированной технологии, включающей ионно-лучевое
травление поверхностного слоя, плазменное азотирование поверхностного
слоя и ионно-плазменное нанесение функционального покрытия. Для обос-
нования применения этих технологий был выполнен анализ металло-
физических предпосылок получения необходимого эффекта модификации
рабочих поверхностей и физических основ функционирования технологиче-
ских устройств для осуществления модификации.
Обоснование предварительного выбора способов поверхностного
упрочнения и технологических устройств для их осуществления. Учиты-
вая имеющееся разнообразие физических способов модификации свойств
поверхности, рассмотрим их особенности и обоснуем предварительный вы-
бор способов, соответствующих требованиям задачи разработки. Сравнивая
технологические возможности различных физических способов модифика-
ции поверхности [3] и оценивая их пригодность для решения конкретной
практической задачи, пришли к следующему.
Основным технологическим параметром большинства традиционных
технологий модификации физико-механических свойств металлов является
температура. Возможность повышения температуры для расширения функ-
циональных возможностей и интенсификации технологических процессов
ограничивается температурами фазовых переходов обрабатываемого матери-
ала и рядом других причин.
Проведение технологических процессов модификации поверхностных
свойств в плазменной среде существенно упрощает возможность влияния на
процессы формирования структуры и физико-механические свойства метал-
лов. Плазменные технологические устройства – генераторы плазмы, позво-
ляют независимо управлять энергией ионов и плотностью ионного тока. Че-
рез эти параметры может осуществляться эффективное влияние на парамет-
ры модификации.
Плотность ионного тока оказывает влияние на формирование структур-
но-фазового состояния в неравновесных условиях, что и определяет физико-
механические свойства поверхностного слоя (микротвердость, плотность,
адгезию, модуль упругости, внутренние напряжения, коэффициент трения,
стойкость к износу, химический состав, толщину модифицированного слоя и
др.), а также на производительность обработки (скорость распыления, насы-
щения легирующими элементами или скорость роста покрытия) [11].
Энергия ионов оказывает влияние на процесс формирования потока па-
ров материала покрытия. От энергии ионов зависят процессы зародышеобра-
зования и уплотнения частиц покрытия за счет баллистических эффектов. В
свою очередь, совместное влияние энергии ионов и плотности ионного тока
определяет температуру обрабатываемой поверхности.
На основании анализа особенностей технологических устройств, исполь-
зующих для упрочнения физические эффекты взаимодействия, предпочтение
можно отдать плазменным технологическим устройствам на основе газового
разряда с замкнутым дрейфом электронов [12]. Технологические устройства
этого типа могут обеспечить как создание потоков энергетических газовых
ионов для проведения ионно-лучевой обработки и ионно-лучевого азотиро-
105
вания, так и генерацию потока атомных частиц (паров) материала для ионно-
плазменного нанесения функциональных наноструктурированных покрытий.
Однотипность физических принципов функционирования технологических
устройств для выполнения различных технологических функций упрощает
разработку и эксплуатации интегрированной системы технологических
устройств, системы электропитания разрядов технологических устройств и
системы компьютеризированного управления технологическим процессом.
Важным аргументом в пользу выбора плазменных технологий, явилось
то, что для их осуществления существуют технологические устройства, кото-
рые характеризуются полной функциональной совместимостью при их сов-
местном использовании в одном технологическом объеме. Этими устрой-
ствами являются автономный источник энергетичных газовых ионов УАС
(ускоритель с анодным слоем) [13, 14] и МРС (магнетронная распылительная
система) [15]. Характеристики избранных способов вакуумно-плазменной
обработки поверхности и соответствующих технологических устройств соот-
ветствуют требованиям, предъявляемым к специализированному технологи-
ческому комплексу. Использование плазменных технологических устройств
для ионно-лучевой и ионно-плазменной обработки позволит осуществить
низкобюджетную модернизацию стандартной вакуумно-плазменной уста-
новки «Булат» в соответствии с критериями прогрессивности.
Основные физические и металло-физические характеристики плаз-
менных способов модификации физико-механических свойств поверхно-
сти. Как было определено выше, предварительной операцией модификации
физико-механических свойств обрабатываемых поверхностей должно быть
устранение факторов технологической наследственности предшествующей
механической обработки. Для выполнения этой операции предпочтение от-
дано технологии ионного травления дефектного поверхностного слоя.
Физические вопросы ионного распыления подробно рассмотрены в лите-
ратуре [16 – 20]. Ионно-лучевое распыление поверхностного слоя металла
энергетичными газовыми ионами широко используется в производстве полу-
проводникоых и оптических приборов [21]. Как сообщается в [22], ионно-
лучевая обработка (ИЛО) обладает значительным потенциалом применения в
машиностроении. Ионное травление позволяет стравливать поверхностный
дефектный слой металла, не повреждая структуру металла подложки. В [23]
сообщается, что в результате такой обработки улучшается шероховатость
поверхности, полученная лезвийной обработкой или предварительным шли-
фованием, а также происходит некоторое улучшение физико-механических
свойств поверхности. В настоящее время ионно-лучевые методы играют
ключевую роль в оптической технологии [24, 25].
В настоящее время интенсивно разрабатываются теоретические основы
упрочняющего воздействия плазмы, созданы технологии, которые уже ис-
пользуются в производственной практике [26]. Физические способы обра-
ботки с целью повышения конструкционной прочности и улучшения корро-
зионных, трибологических и усталостных характеристик контактирующих
поверхностей разработаны с учетом основных положений дислокационной
теории пластической деформации [27] и классической теории износа [28].
Из представлений этих теорий следует, что низкий абразивный износ и
высокая усталостная прочность, а также стойкость к деформации и разруше-
нию связаны с высокой твердостью материала, которая в свою очередь явля-
106
ется структурно зависимой характеристикой и связана с упругими и пласти-
ческими свойствами материала. Для оценки стойкости материала к упругой
деформации разрушения используют индекс пластичности материала, рав-
ный отношению величины микротвердости Н к модулю упругости E. Для
оценки сопротивления материала пластической деформации используют па-
раметр H3/E2 [1]. Из этого следует, что для повышения поверхностной проч-
ности конструкционный материал должен обладать высокой твердостью при
низком модуле упругости. Как определено в [29], такое сочетание свойств
обеспечивается наноструктурированием (нанокристаллизацией) металла по-
верхностного слоя.
Известно, что в соответствии с законом Холла–Петча твердость материа-
ла плавно увеличивается при уменьшении среднего размера структурного
элемента материала (зерна или слоя структуры). В [30] был установлен факт,
что при уменьшении размера зерна менее 100 нм, изменение твердости уско-
ряется и перестает подчиняться закону Холла–Петча. Причиной ускорения
является смена механизма пластической деформации с дислокационного на
зернограничный. Зернограничный механизм проявляется при увеличении
объемной доли атомов материала в межзеренных границах. Так, при размере
кристаллита (зерна), равном 100 нм, в межкристаллитных границах содер-
жится не более 3% материала. При размере зерна 2 нм эта доля возрастает до
88 % [31]. При наноструктурировании строение и природа межкристаллит-
ных границ становятся ключевым фактором, определяющим процесс пласти-
ческой деформации. Таким образом, наноструктурирование является опреде-
ляющим фактором увеличения конструкционной прочности материала.
Принято [3] выделять четыре принципиально различных способа упроч-
нения, которые в большей или меньшей степени используют эффект нано-
структурирования. Это субстрктруктурный, твердорастворный, поликристал-
лический и многофазный способы упрочнения. Кратко охарактеризуем их.
1. Субструктурное упрочнение используется для чистых металлов.
Упрочнение достигается при создании в кристаллической решетке точечных
дефектов, образующих субструкту. Дислокации, скользящие через непо-
движные элементы субструктуры, испытывают с ее стороны сопротивление.
Это явление обусловливает эффект упрочнения металла.
2. Твердорастворное упрочнение основано на введении в кристалличе-
скую решетку основного металла элементов замещения или внедрения в виде
атомов других химических элементов. Искажения кристаллической решетки
основного металла происходят вследствие различного размера атомов основ-
ного металла и внедренного элемента. Искажения решетки твердых раство-
ров замедляют движение границ зерен и тем самым препятствуют их росту.
Таким путем удается значительно повысить прочность и другие физические
характеристики металла.
3. Поликристаллическое упрочнение. Большинство используемых метал-
лов являются поликристаллами. Наличие границ зерен является фактором
упрочнения поликристалла. Для ограничения роста размеров зерен их грани-
цы закрепляют малорастворимыми частицами вторых фаз. Они препятствуют
движению границ и тем самым замедляют скорость роста зерен и препят-
ствуют миграции дислокаций. Эффективность закрепления границ зерен
определяется размером частиц и объемной долей частиц второй фазы. В уль-
трамелкозернистых (наноструктурированных) материалах и покрытиях объ-
107
ем материала границы стремится к величине, равной объему зерна. В метал-
лах, упрочненных таким способом, проявляется механизм так называемого
зернограничного упрочнения.
4. Многофазное упрочнение заключается в образовании мелких выделе-
ний дополнительной мелкодисперсной фазы в матрице основного металла.
Эти выделения могут иметь кристаллическую решетку основного металла
или иную. Выделения создают поля напряжений, непроходимые для дисло-
каций и значительно повышающие прочность металла. В отличие от суб-
структурного, твердорастворного и поликристаллического упрочнения, мно-
гофазное упрочнение существенно снижает пластичность металла.
Упрочняющий эффект наноструктурирования структуры металла являет-
ся частным случаем поликристаллического упрочнения. Нанокристаллизация
– измельчение зёренной структуры, перспективна как для объемного, так и
для поверхностного упрочнения.
Физические процессы, приводящие к модификации поверхностных
свойств металла, происходят в следующей последовательности [32]: воздей-
ствие на поверхность – возникновение напряжений в поверхностном слое –
образование зон концентрации напряжений – возникновение поверхностных
микродеформаций – радиационно-стимулированная диффузия имплантируе-
мых атомов – структурные изменения в поверхностном слое.
Технологические процессы, использующие наноструктурирование как
способ модификации поверхностных физико-механических свойств, разли-
чаются различными способами активации процесса наноструктурирования.
В промышленности распространен способ активации наноструктуриро-
вания внешним силовым воздействием. Этот способ активации используют
технологии интенсивной поверхностной деформации в результате фрикци-
онной обработки, ударного наклепа, прокатки, алмазного выглаживания и др.
При силовом воздействии в слоях металла, ориентированных вдоль поверх-
ности, происходит повышение плотности структурных дефектов. Слои
уплотнения характеризуются наноразмерами и являются эффективным пре-
пятствием для дрейфа дислокаций.
Процесс физической активации наноструктурирования потоком энерге-
тичных ионов определяется как низкоэнергетическая имплантация ионов
инертного или химически активного газа. В результате этого процесса на по-
верхности металла формируются градиентные структуры, непроходимые для
миграции дислокаций и способствующие упрочнению. Разработаны и при-
меняются способы активации наноструктурирования внешним физическим
воздействием. В [32] было показано, что физическая активация нанокристал-
лизации ионно-лучевым воздействием энергетичными ионами азота приво-
дит к образованию в поверхностном слое металла внутренних напряжений,
достаточных для того, чтобы интенсифицировать диффузионные процессы,
приводящие к изменению структурно-фазового состояния. Облучение иона-
ми химически активных газов вызывает диссоциацию молекул при взаимо-
действии с атомами мишени и их внедрение в твердое тело в химически ак-
тивном состоянии. Это может приводить к ускорению химических реакций
на несколько порядков по сравнению с термически активируемыми процес-
сами. Эта зависимость и используется при ионно-лучевом азотировании. При
использовании химически активного газа, кроме структурных изменений в
материале поверхности, происходит изменение химического состава припо-
108
верхностного слоя, образуются химические соединения, усиливающие эф-
фект модификации поверхностных свойств. Эта технология позволяет полу-
чать на поверхности металла модифицированные слои из оксидов, нитридов,
карбидов при существенно более низких температурах, чем температура, не-
обходимая для получения этих соединений термохимическими методами.
В работе [33] процесс низкоэнергетичной имплантации представляется с
позиций преобладания процессов ядерного взаимодействия. Падающий на
поверхность энергетичный ион взаимодействует с атомами поверхности и
передает им часть своей энергии. При этом характер и интенсивность физи-
ческих процессов зависит от энергии падающих ионов. При достижении ве-
личины переданной энергии больше некоторого порогового значения в при-
поверхностном слое твердого тела образуются радиационные дефекты, сти-
мулирующие процесс радиационно-стимулированной диффузии. Энергия
активации диффузии равна единицам электрон-вольт. Энергия химической
связи составляет величину порядка 10 эВ. Ионы с такой энергией могут вли-
ять на химические реакции на поверхности твердого тела. При энергии
больше 20 эВ, ионы могут создавать точечные дефекты. При энергии более
100 эВ начинается проникновение ионов в объем материала.
Принимая во внимание эффективность азотирования для модификации
физико-механических свойств поверхности, рассмотрим особенности совре-
менных плазменных технологий азотирования подробнее.
Особенности современных плазменных технологий азотирования. В
настоящее время процесс азотирования еще не получил достаточного теоре-
тического обоснования. Теория и практика азотирования развиваются в
направлении устранения основных недостатков газовой диффузионной тех-
нологии, которые заключаются в высокой технологической температуре и
длительности процесса азотирования [34, 35]. Использование в качестве тех-
нологической среды плазмы позволяет существенно снизить технологиче-
скую температуру и время обработки. Так, технология азотирования в тлею-
щем разряде уже нашла свою нишу в промышленном производстве. В насто-
ящее время интенсивно исследуются технологические возможности азотиро-
вания в плазме разрядов различных типов: в высокочастотном разряде [36], в
двойном вакуумно-дуговом разряде (ДВДР) [37, 38], в разряде с полым като-
дом [39].
В работе [39] представлен обзор особенностей различных способов азо-
тирования в плазме разрядов различных типов. Утверждается, что для увели-
чения производительности обработки, путем увеличения объема загрузки
обрабатываемых деталей, наилучшим вариантом азотирования является об-
работка в плазме несамостоятельного разряда с полым катодом. С этим труд-
но поспорить. В этой же работе автор формулирует высокие требования к
вакуумным условиям в операционной камере. Напрашивается вывод, что
необходимость строгого соблюдения вакуумных условий в производствен-
ных условиях не оправдывается полученными преимуществами плазменного
способа азотирования с полым катодом.
Очевидно, что невозможно создать универсальную технологию и техно-
логическую установку. В практике чаще приходится адаптировать техноло-
гию и технологическое оборудование для обработки определенного типа де-
талей.
109
На наш взгляд, для решения задач нашей работы преимуществом облада-
ет технология ионно-лучевого азотирования, определяемая как высокоинтен-
сивная низкоэнергетическая ионная имплантация азота [40]. Ионно-лучевые
способы воздействия [41] на обрабатываемую поверхность, кроме размерной
обработки, способны производить значительный модифицирующий эффект
на поверхностные физико-механические свойства металлической поверхно-
сти. Преимуществом этой технологии, по сравнению с чисто плазменными
технологиями азотирования, является локальный характер обработки. Ло-
кальность позволяет повысить энергетические характеристики технологиче-
ского процесса и упростить требования к вакуумным условиям в операцион-
ном объеме. Однако ценой снижения требований к соблюдению вакуумной
гигиены явилось снижение производительности обработки. Подобный выбор
может быть оправдан при обработке ответственных габаритных деталей и
при низкой серийности производства.
Высокоинтенсивная низкоэнергетическая имплантация азота. В ра-
ботах [42, 43] исследована возможность ионно-лучевого азотирования пото-
ком ионов химически активного газа азота с энергиями от 0,5 кэВ до 3 кэВ
при величине плотности ионного тока от 1 мА/см2 до 10 мА/см2. Полученные
результаты перспективны для промышленного применения. Ионно-лучевое
азотирование характеризуется более высоким уровнем энергий ионов актив-
ного газа азота. Эта особенность технологии позволяет азотировать сплавы,
не подающиеся азотированию с использованием диффузионной технологии и
низкоэнергетичных плазменных процессов.
Расширение технологических возможностей способа обусловлено ионно-
стимулированным характером диффузии энергетических ионов азота. Ионно-
стимулированная диффузия позволяет производить азотирование при темпе-
ратурах ниже температуры фазового перехода металла основы. В процессе
плазменного азотирования в тонком поверхностном слое металла происходит
образование нитридов. Подповерхностный слой металла представляет собой
слой внутреннего азотирования. Структура подповерхностного слоя металла
измельчается (вплоть до аморфного состояния) в результате образования
твердого раствора внедрения атомов азота. Концентрация азота в слое внут-
реннего азотирования имеет градиентный характер. В зависимости от темпе-
ратуры процесса толщина слоя внутреннего азотирования спадает на тол-
щине до ста микрометров. При азотировании некоторых сплавов (например,
высокопрочного титанового сплава) поверхностный слой нитрида титана
может препятствовать внутреннему азотированию, являясь барьерным слоем.
Для преодоления этого препятствия, при использовании смеси азота и аргона,
энергетические ионы аргона могут в реальном масштабе времени произво-
дить эффективное ионное травление барьерного слоя нитрида титана.
Практический интерес представляет то, что в результате имплантации
атомов азота формируется внутренний модифицированный слой, связанный с
кристаллической решеткой конструкционного металла. Образование новой
(аморфной) структуры оказывает положительное влияние на физико-
механические свойства конструкционного металла. При ионной импланта-
ции, в зависимости от флюенса ионов (интегральной плотности потока
ионов), возможно образование, в поверхностных слоях, пересыщенных (ме-
тастабильных) твердых растворов и выделение новых фаз, что существенно
улучшает физические и механические характеристики поверхности металла.
110
Рассмотрев основные способы улучшения конструкционной прочности
металла применительно к потребностям нашей работы, было подтверждено,
что наиболее перспективными для формирования комбинированной техноло-
гии и создания технологической установки являются ионно-лучевая обработ-
ка (ИЛО) и ионно-плазменная технология нанесения покрытий (по принятой
международной классификации – PVD Physical Vapor Deposition). Комбина-
ция (совместное использование) этих двух технологий может существенно
дополнить и расширить возможности модификации функциональных и экс-
плуатационных свойств обрабатываемых поверхностей.
Рассмотрим подробнее особенности практической реализации ионно-
плазменной технологии нанесения покрытий как одного из наиболее универ-
сальных способов поверхностной обработки.
Особенности ионно-плазменной технологии нанесения покрытий.
Большой практический интерес для модификации поверхностных свойств
изделий из металлов и неметаллов представляет ионно-плазменная техноло-
гия нанесения наноструктурированных покрытий. При решении задач насто-
ящей работы нанесение высокотвердого антифрикционного покрытия может
потребоваться дополнительно к наностуктурирующей модификации рабочих
поверхностей.
При использовании покрытий происходит изменение геометрии изделия.
Упрочнение достигается нанесением на поверхность детали слоя чужеродно-
го материала с необходимыми физико-механическими свойствами. Следует
учитывать, что при нанесении покрытия неизбежно возникает проблема оп-
тимизации свойств интерфейса между поверхностью изделия и покрытием.
Необходимо обеспечить адгезионную прочность покрытия на уровне, срав-
нимом с когезионной прочностью подложки.
При исследовании ионно-плазменного способа нанесении тонкопленич-
ных покрытий было установлено [44], что при сильно неравновесном процес-
се конденсации из высокоэнергетических ионно-плазменных потоков даже
относительно небольшое внешнее воздействие приводит к весьма значитель-
ным эффектам в изменении структурно-фазового состояния покрытия. Ис-
пользование таких воздействий является основой для создания покрытий с
уникальными свойствами.
Musil с сотрудниками в своих работах [45] показал, что одним из наибо-
лее эффективных путей изменения физико-механических свойств покрытий
является нанесение покрытия в условиях бомбардировки поверхности расту-
щего конденсата энергетическими ионами. Ионная бомбардировка (ионное
ассистирование) [38] может выполнятся ионами рабочего газа магнетронного
разряда либо, что более эффективно, энергетичными ионами материала по-
крытия. Ионная бомбардировка приводит к уменьшению размеров кристал-
литов, уплотнению их границ, формированию точечных радиационных де-
фектов, появлению сжимающих напряжений и тем самым изменяет структу-
ру и свойства покрытия. Ионная бомбардировка позволяет управлять меха-
низмом роста конденсируемого покрытия при помощи энергии, поставляе-
мой в конденсат ионами ассистирования. Кинетическая энергия бомбарди-
рующих ионов превращается в тепловую в очень малых объёмах, которые
затем охлаждаются с крайне высокими скоростями. Эффект ионного асси-
стирования по управлению параметрами структуры достигается при бомбар-
111
дировке конденсата ионами с энергией более 100 эВ при значениях плотно-
сти тока ассистирования более 1 мА/см2. .
Регулируя энергию и плотность потока бомбардирующих ионов, можно
регулировать размеры и ориентацию зёрен, формирование точечных радиа-
ционных дефектов, появление сжимающих напряжений и тем самым изме-
нять структуру и свойства покрытия и, как следствие, управлять микротвер-
достью, плотностью, стехиометрией и остаточными напряжениями в покрыти-
ях.
В [46] уточняется, что размер элемента структуры является ключевым
фактором упрочнения. Состояние поверхностей раздела между элементами
структуры является очень важным, но не всегда определяющим фактором. На
размеры кристаллитов влияют не только энергия ионов ассистирования и
температура подложки, но и целый ряд других факторов. Поэтому в каждом
конкретном случае требуется оптимизация процесса осаждения.
Основными технологическими параметрами процесса конденсации по-
крытия являются ток разряда магнетрона, зависящий от напряжения разряда
и давления плазмообразующего газа, а также напряжение смещения подлож-
ки. Эти параметры в свою очередь определяют плотность ионного тока на
подложку и температуру подложки. Как было установлено, каждой конкрет-
ной комбинации этих параметров соответствует только одна дискретная
структура покрытия. Поэтому невозможно, изменяя один параметр процесса
в этой комбинации, изменять структуру осажденной пленки. Кроме того, от-
мечается, что энергии, доставленные растущей пленке обычным термиче-
ским нагреванием и бомбардировкой частицами, не являются физически эк-
вивалентными.
Таким образом, основными задачами разработки технологии осаждения
наноструктурированных покрытий являются выбор адекватного способа из-
мельчения зеренной структуры и ее временная и температурная стабилиза-
ция. В практическом плане важнейшим аспектом обеспечения технологии
является создание плазменных технологических устройств, обеспечивающих
выполнение главных технологических условий осаждения покрытий с задан-
ными свойствами.
Способы получения покрытий разнообразны, но все они основаны на пе-
реносе атомов материала в атомарном или заряженном состоянии от источ-
ника материала покрытия на поверхность конденсации. В качестве источника
материала покрытия (паров металла покрытия) оптимально использование
магнетронной технологии. Благодаря относительной простоте получения ин-
тенсивных потоков материала покрытия в атомном состоянии [47], магне-
тронная технология имеет преимущества перед другими видами ионно-
плазменных технологий. Атомный характер частиц материала покрытия, со-
здаваемых магнетронной распылительной системой, существенно упрощает
получение наноструктурированных покрытий с наперед заданными функци-
ональными свойствами.
Современные МРС несбалансированного типа [48, 49] обладают свой-
ствами генерации потоков энергетичных газовых ионов, что расширяет тех-
нологические возможности устройства, превращая его в универсальный ин-
струмент для комбинированной ионно-плазменной – ионно-лучевой обработ-
ки. МРС несбалансированного типа позволяет выполнять следующие техно-
логические операции: ионная очистка и нагрев подложки перед нанесением
112
покрытия; нанесение наноструктурированного покрытия с ионным ассисти-
рованием; имплантация с ионным перемешиванием.
Выводы по настоящей работе и направления дальнейшего развития
работ.
Основной задачей настоящей работы является создание технологиче-
ского комплекса для упрочнения контактирующих поверхностей деталей
гидроцилиндра.
Определены технологические переходы комбинированной техноло-
гии упрочнения. В их числе: устранение технологической наследственности
предшествующей механической обработки поверхности; модификация по-
верхностных свойств рабочих поверхностей без изменения их геометриче-
ских параметров; улучшение физико-механических свойств рабочих поверх-
ностей нанесением функционального покрытия.
Произведен выбор физических способов упрочнения и соответству-
ющих выбранным способам технологий и технологических устройств. Пред-
почтение отдано: технологии ионно-лучевого травления дефектного слоя по-
верхности; обработке рабочих поверхностей низкоэнергетичной высокоин-
тенсивной имплантацией азота ионно-лучевым способом; ионно-
плазменному нанесению функционального покрытия.
Выполнен аналитический обзор основных физических и металло-
физических особенностей избранных технологий упрочнения.
При выборе оптимальных технологий комбинированной обработки по-
верхностного слоя механические, химические и электрофизические техноло-
гии были отвергнуты как не соответствующие требованию выполнения всего
комплекса поверхностной обработки в одном технологическом объеме, в ва-
куумной камере.
В качестве технологических устройств для осуществления комплексной
обработки рабочих поверхностей определены практически однотипные по
конструкции плазменные устройства на основе разряда с замкнутым дрейфом
электронов. Этими устройствами являются автономный источник энергетич-
ных ионов для осуществления ионно-лучевой обработки и магнетронная рас-
пылительная система для ионно-плазменного нанесения покрытий.
Предполагается, что при одновременном использовании в одной техно-
логической установке плазменных устройств для ионно-лучевой модифика-
ции и нанесения покрытий, возможно существенное расширение функцио-
нальности установки. С этой же целью, на основе использования двух основ-
ных плазменных технологических устройств, планируется рассмотреть вари-
анты дальнейшего расширения номенклатуры обрабатываемых изделий.
Планируется возможность трансформации установки для проведения инди-
видуальной обработки габаритных изделий или групповой обработки мало-
мерных деталей. Ожидается, что разработанное аппаратурное обеспечение
ионно-лучевой технологии, кроме декларируемых ионного травления и ион-
но-лучевого азотирования, позволит дополнительно производить другие ва-
рианты плазменного модифицирования свойств поверхности без изменения
геометрических параметров изделий, внутренних и наружных рабочих по-
верхностей. Таким процессом может быть имплантация с ионным перемеши-
ванием.
113
Во второй части настоящей работы будут рассмотрены вопросы аппара-
турного обеспечения принятых и перспективных технологий. Будут пред-
ставлены результаты проектирования технологических устройств различных
типов и назначения, а также варианты их использования для различных ви-
дов обработки. Будут представлены результаты экспериментальной отработ-
ки устройств на функционирование и результаты их технологического при-
менения по прямому назначению.
1. Нечаев В. В., Смирнов Е. А., Кохтев С. А., Калин Б. А., Полянский А. А., Стаценко В. И. Физическое
материаловедение. В 6 т. Том 2. Основы материаловедения / Под общей редакцией Б. А. Калина. М.:
МИФИ, 2007. 608 с.
2. Степанова Т. Ю. Технологии поверхностного упрочнения деталей машин. Иваново: Иван. гос. хим.-
технол. ун-т, 2009. 64 с.
3. Алымов М. И., Елманов Н. Н., Калин Б. А., Калашников А. Н., Нечаев В. В., Полянский А. А., Чер-
нов И. И., Штромбах Я. И., Шульга А. В.. Физиическое материаловедение. В 6 т. Материалы с задан-
ными свойствами / Под общей редакцией Б. А. Калина. М.: МИФИ, 2008. 672 с.
4. Бойцов А. Г., Машков Н. В., Смоленцев В. Л., Хворостухин Л. А. Упрочнение поверхностей деталей
комбинированными способами. М.: Машиностроение, 1991. 144 с.
5. Рябков В. И., Капитанова Л. В., Бабенко Ю. В.,. Трофимов В. А., Бычкова Н. Н. Особенности использо-
вания титановых сплавов нержавеющих сталей, металлокомпозиционных и антифрикционных материа-
лов в шасси современных самолетов. Авіаційно-космічна техніка і технологія. 2003. Вып. 1 (36). С. 6–
15.
6. Богданович В. И., Михлин В. И., Докупина И. Л. Применение титана в узлах пар трения космических
аппаратов. Проблемы машиностроения и автоматизации. М.: 1998. № 2 – 3. С. 100–103.
7. Пономарев М. И., Лось А. В. Эффективность покрытий на основе вольфрама при обеспечении работос-
пособности подвижных узлов, изготовленных из титановых сплавов. Открытые информационные и
компьютерные интегрированные технологии. 2014. № 63. С. 91–95.
8. Борисов Ю. С. Газотермические покрытия из порошковых материалов. Справочник. К.: Наукова думка,
1987. 342 с.
9. Богорад Л. Я. Хромирование. Л.: Машиностроение, 1984. 97 с.
10. Вансовская К. М. Металлические покрытия, нанесенные химическим способом. Л.: Машиностроение,
1985. 103 с.
11. Баранов О. О. Проблема управления ионным потоком в технологических установках плазменно-
ионной обработки. Открытые информационные и компьютерные интегрированные технологи. 2012.
№ 55. С. 52–66.
12. Sanochkin Yu. V., Kalashnicov V. K. The theory of discharge with closed electron drift. ZhTF. 1974. V.44.
N12. Р. 2501–2516.
13. Маишев Ю. П., Виноградов М. И. Вакуумные процессы и оборудование ионно- и электронно-лучевой
технолоrии. М.: Машиностроение, 1989. 56 c.
14. Zhurin V. V. .Industrial Ion Sources: Broadbeam Gridless Ion Source Technology, First Edition. У 2012
Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA. Published 2012 by Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA. 311 p.
15. Кузьмичев А. И. Магнетронные распылительные системы. Кн. 1. Введение в физику и технику магнет-
ронного распыления. К.: Аверс, 2008. 244 с.
16. Плешивцев Н. В. Катодное распыление. М.: Атомиздат, 1968. 340 с.
17. Бериш Р. Распыление твердых тел ионной бомбардировкой. М.: Мир, 1984. 336 с.
18. Браун Я. Физика и технология источников ионов. М.: Мир, 1998. 496 с.
19. Ивановский Г. Ф., Петров В. И. Ионно-плазменная обработка материалов. М.: Радио и связь, 1986.
232 с.
20. Габович М. Д. Физика и техника плазменных источников ионов. М.: Атомиздат, 1972. 304 с.
21. Аnders A. Plasma and ion sources in large area coatings. Surface and Coatings Technology. 2005. Vol. 200.
P. 1893–1906.
22. Габович М. Д. Плешивцев Н. В., Семашко Н. Н. Пучки ионов и атомов для управляемого термоядерно-
го синтеза и технологических целей. М.: Энергоатомиздат, 1986. 248 с.
23. Плешивцев Н. В., Бажин А. И. Физика воздействия ионных пучков. М.: Вузовская книга, 1998. 341 c.
24. Одинокова Е. В., Панфилов Ю. В., Юрченко П. И. Перспективы получения нанометровой шероховато-
сти поверхности ионно-лучевым методом. Наука и инновации. 2013. Вып. 6. URL:
http://engjournal.ru/catalog/nano/hidden/801.
25. Черезова Л. А. Ионно-лучевые методы в оптической технологии. СПб: СПб ГУ ИТМО, 2007. 151 с.
26. Сулима В. А., Шулов В. А., Яrодкин Ю. Д. Поверхностный слой и эксплуатационные свойства деталей
машин. М.: Машиностроение, 1988. 240 с.
27. Приходько В. Ж., Петрова Л. Г., Чудина М. Н. Металлофизическне основы разработки упрочняющих
технологий. М.: Машиностроение, 2003. 384 с.
28. Польцер Г., Майсснер Ф. Основы трения и изнашивания. М.: Машиностроение, 1984. 264 с.
29. Поздняков В. А. Физическое материаловедение наноструктурных материалов. М.: МГИУ, 2007. 424 с.
http://engjournal.ru/catalog/nano/hidden/801
114
30. Gleiter H. Nanostructured materials: basic concepts and microstructure. Acta material. 2000. 324 с.
31. Азаренков Н. А., Погребняк А. Д., Береснев В. М. и др. Наноматериалы, нанопокрытия, нанотехноло-
гии. Харьков: изд. ХНУ им. В. Н. Каразина, 2009. 209 с.
32. Забелин С. Ф. Решение проблемы прочности металлов методами поверхностной нанокристаллизации.
Ученые записки ЗабГУ. 5(62). 2015. С. 48–58.
33. Белоус В. А., Лапшин В. И., Марченко И. Г., Неклюдов И. М. Радиационные технологии модификации
поверхности ФИП. 2003. Том 1. № 1. С. 41–48.
34. Лахтин Ю. М., Коган Я. Д. и др. Теория и технология азотирования. М.: Металлургия, 1991. 320 с.
35. Арзамасов Б. Н. и др. Ионная химико-термическая обработка сплавов. М.: Изд. МГТУ им. Н.Э. Бау-
мана, 1999. 400 с.
36. Рябчиков А. И. Высокочастотная плазменно-импульсная имплантация азота в сталь. Известия вузов.
Физика. 2013. Т. 56. № 12/2. С. 69–71.
37. Аксенов И. И., Андреев А. А., Белоус В. Л., Стрельницкий В. Е., Хороших В. М. Вакуумная дуга. Киев:
Наукова думка, 2012. 727 с.
38. Андреев А. А., Саблев Л. П., Шулаев В. М., Григорьев С. Н. Вакуумно-дуговые устройства и покрытия.
Харьков: ННЦ ХФТИ, 2005, 236 с.
39. Борисов Д. П. Генерация однородной газоразрядной плазмы в несамостоятельном разряде низкого
давления для модификации поверхности материалов и и изделий. Диссертация на соискание степени
кандидата технических наук. Национальный исследовательский Томский государственный универси-
тет. Томск, 2015. 161 с.
40. Белый А. В. Высокоинтенсивная низкоэнергетическая имплантация ионов азота. Физическая мезоме-
ханика. 2002. № 1. 95 с.
41. Белый А. В. Физические и технологические основы ионно-лучевой обработки материалов. Новополоцк:
ПГУ, 2010. 84 с.
42. Берлин Е. В., Сейдман Л. А. Ионно-плазменные процессы в тонкопленочной технологии. М.: Технос-
фера, 2010. 528 с.
43. Берлин Е. В., Коваль Н. Н., Сейдман Л. А. Плазменна я химико-термическая обработка поверхности
стальных деталей. М.: Техносфера, 2012. 464c.
44. Наноструктурные покрытия. Под ред. А. Кавалейро, Д. де Хоссона. Москва, 2011. 752 с.
45. Musil J., Ŝuna J. The role of energy in formation of sputtered nanocomposite films. Mater. Scien. Forum.
2005. V. 502. P. 29 –296.
46. Levchuk D. Plasma assisted techniques for deposition of superhard nanocomposite coatings. Surface and
Coatsng Technologses. 2007. P. 6071–6077.
47. Свадковский И. В. Направления развития магнетронных распылительных систем. Доклады БГУИР.
2007. № 2(18). С. 112–121.
48. Window B., Savvides N. Unbalanced DC magnetrons as sources of high ion fluxes. J. Vac. Sci. Technol. A.
1986. Vol. 4. P. 453–456.
49. Savvides N., Window B. Unbalanced magnetron ion-assisted deposition and property modification of thin
films. J. Vac. Sci. Technol. A. 1986. Vol. 4, №. 3. P. 504–506.
Получено 03.07.2017,
в окончательном варианте 12.10.2017
|