ПОРОШКОВІ ТИТАНОАЛІТОВАНІ ПОКРИТТЯ З ШАРОМ TiN НА СТАЛІ 9ХС ТА ТВЕРДОМУ СПЛАВІ ВК8

Анотація

Вивчено фазовий та хімічний склади, структуру та властивості титаноалітованих покриттів з шаром TiN на сталі 9ХС і твердому сплаві ВК8. Шар нітриду титану TiN товщиною 5,0–5,5 мкм наносили методом фізичного осадження з газової фази. Титаноалітування сплавів проводили в контейнерах з плавким затвором у суміші порошків, % (мас.): 40,0 Ті; 5,0 Al; 5,0 Al₂О₃; 5 NH₄Cl, — при температурі 1050 °С впродовж 4 год. Встановлено, що на поверхні сталі 9ХС формується багатошарове покриття — Al₂О₃; Fе₂Ti₄O; TiC; TiN; на твердому сплаві — Al₂О₃; TiAlСо₂; TiC; TiN. Шар TiN на сталі 9ХС повністю гальмує проникнення в основу алюмінію, а на твердому сплаві ВК8 — алюмінію і кисню. На сталі 9ХС відсутній шар Fe_α(Al), на твердому сплаві ВК8 зникає зона покриття, яка містить алюміній та кисень. Окремі шари в покриттях відрізняються високою мікротвердістю. Так, шар TiC на сталі 9ХС має мікротвердість 35,6 ГПа, на сплаві ВК8 — 29,0 ГПа, шари TiN на обох основах — 23,4–23,6 ГПа. Структура покриттів на поперечних шліфах практично безпориста, з хорошою адгезією між окремими шарами і основою, що характерно для дифузійних покриттів. Показано, що зносостійкість в умовах тертя ковзання без змащування сталі 9ХС з розробленими покриттями в 6,9 разів вища, ніж сталі без покриттів. Встановлено екстремальну залежність зношування сталі 9ХС з покриттями від швидкості ковзання. Стійкість багатогранних твердосплавних пластин з механічним кріпленням, що мали покриття, при обробці різанням сталі 40Х13 виявилася в 8,3 разів вищою порівняно з інструментом без покриття. Встановлено, що отримані в роботі покриття можуть суттєво збільшити працездатність інструментів із сталі 9ХС та твердого сплаву ВК8.