Дослідження нових режимів осадження плазмових покриттів

Abstract

У роботі розглянуто можливість застосування іонно-плазмового напилення поверхні прес-форм. Це уможливлює заміну дефіцитних дорогих вольфрамовмісних сталей іншими матеріалами. Матеріалами для прес-форм лиття під тиском мідних сплавів обрані в цій роботі сталі 4Х5МФС і 5ХНМ. Вибір зазначених марок зумовлений тим, що вони не містять вольфраму, зважаючи на різке зростання його дефіциту, і вміст молібдену обмежений, а також ці сталі задовольняють вимоги до матеріалу підкладки, на яку наноситься покриття нітриду титану. Нанесення покриттів на зразки для лабораторних досліджень та деталі пресформ лиття під тиском здійснювалося методом конденсації речовини в умовах іонного бомбардування. Для визначення необхідного тиску азоту, що забезпечує отримання на робочих поверхнях деталей прес-форм покриттів з найкращими експлуатаційними характеристиками, нітрид титану наноситься за різних парціальних тисків азоту – від 310-3 до 1 Па. Покриття, отримані за умови різних тисків азоту, розрізняються кількістю та розміром крапельної фази. Найбільша кількість крапельної фази, що містить α-Ti, спостерігається у покриттів, отриманих за тисків азоту 310-3 Па, 310-2 Па. Збільшення тиску азоту (4·10–1 Па, 1 Па) значно зменшує рівень мікроспотворень кристалічних ґраток у покритті, зростає його пластичність. У зв’язку з цим знижується крихкість покриття за досить високої його твердості. Отримане в разі тиску азоту 1 Па покриття нітриду титану найбільш ефективно захищає робочі поверхні деталей прес-форм від руйнування. Як показали лабораторні випробування, нанесене за оптимальних технологічних параметрів покриття нітриду титану підвищує корозійну стійкість деталей прес-форм, на яке воно нанесено, утричі, окалиностійкість – удвічі–учетверо.