Study of the Physical and Mechanical Properties of Coatings Obtained by Vacuum-Arc Spraying of Ti–B–Si–Ni Cathodes Manufactured Using Self-Propagent High-Temperature Synthesis and Pressing

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

The article presents the results of a study of vacuum-arc coatings obtained by sputtering Ti–B–Si–Ni cathodes, manufactured by the method of self-propagating high-temperature synthesis with simultaneous pressing. The techniques for manufacturing cathodes of the indicated composition were characterized; the modernized NNV 6.6-I1 device, the conditions and modes of coating deposition in an argon atmosphere and in a nitrogen + argon gas mixture in a ratio of 90/10 were described. To study the physical and mechanical properties of the resulting coatings, the hardness was measured at different loads on the indenter; the strength of adhesion to the base was assessed by the Rockwell method; the elemental composition of the cathodes and the (Ti–B–Si–Ni)N coating was determined by Auger spectroscopy and the phase composition of the (Ti–B–Si–Ni)N coating was determined by X-ray phase analysis; a study of the properties of the coating (Ti–B–Si–Ni) was carried out by the scratching method (scratch testing). As a result of a comprehensive analysis of the results obtained, it was concluded that the high hardness of the (Ti–B–Si–Ni)N coating (more than 40 GPa) is due to its composition, which includes both nitrides and highly hard titanium borides. The heterophasic nature of the structure of this coating can serve as a contribution to the stressed state of the material. The coating has a gradient-layered structure. The material contains a Ti–B–Si–Ni layer bonding with the substrate and the main functional layer (Ti–B–Si–Ni) N. The coating has both high hardness and sufficient adhesion to the substrate (adhesion) determined by the scratch testing. The combination of these properties makes the material promising for its practical application in the production of tools.

作者简介

V. Savostikov

Institute of High Current Electronics, Siberian Branch RAS

编辑信件的主要联系方式.
Email: svm.53@mail.ru
Russia, 634055, Tomsk

A. Leonov

Institute of High Current Electronics, Siberian Branch RAS

编辑信件的主要联系方式.
Email: laa-91@yandex.ru
Russia, 634055, Tomsk

V. Denisov

Institute of High Current Electronics, Siberian Branch RAS

Email: laa-91@yandex.ru
Russia, 634055, Tomsk

Yu. Denisova

Institute of High Current Electronics, Siberian Branch RAS

Email: laa-91@yandex.ru
Russia, 634055, Tomsk

A. Skosyrsky

Institute of High Current Electronics, Siberian Branch RAS; National Research Tomsk State University

Email: laa-91@yandex.ru
Russia, 634055, Tomsk; Russia, 634050, Tomsk

I. Shulepov

Institute of Strength Physics and Materials Science, Siberian Branch RAS

Email: laa-91@yandex.ru
Russia, 634055, Tomsk

参考

  1. Колубаев А.В., Сизова О.В., Денисова Ю.А., Леонов А.А., Терюкалова Н.В., Новицкая О.С., Белый А.В. // Физическая мезомеханика. 2022. Т. 25. № 2. С. 35. https://www.doi.org/10.55652/1683-805X_2022_25_2_35
  2. Колубаев А.В., Сизова О.В., Денисова Ю.А., Леонов А.А., Терюкалова Н.В., Белый А.В. // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). 2020. Т. 22. № 4. С. 137. https://www.doi.org/10.17212/1994-6309-2020-22.4-137-150
  3. Филиппов А.В., Шамарин Н.Н., Москвичев Е.Н., Новицкая О.С., Княжев Е.О., Денисова Ю.А., Леонов А.А., Денисов В.В. // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). 2022. Т. 24. № 1. С. 87. https://www.doi.org/10.17212/1994-6309-2022-24.1-87-102
  4. Тересов А.Д., Денисова Ю.А., Денисов В.В., Леонов А.А., Петрикова Е.А., Ковальский С.С. // Известия высших учебных заведений. Физика. 2021. Т. 64. № 11(768). С. 164. https://www.doi.org/10.17223/00213411/64/11/164
  5. Штанский Д.В., Левашов Е.А. // Известия вузов. Цветная металлургия. 2001. № 3. С. 52.
  6. Musil J. // Surf. Coat. Technol. 2000. V. 125. P. 322. https://doi.org/10.1016/S0257-8972(99)00586-1
  7. Daniel R., Musil J., Zeman P., Mitterer C. // Surf. Coat. Technol. 2006. V. 201. P. 3368. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2006.07.206
  8. Mayrhofer P.H., Stoiber M. // Surf. Coat. Technol. 2007. V. 201. P. 6148. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2006.08.132
  9. Martin P.J., Bendavid A., Cairney J.M., Hoffman M. // Surf. Coat. Technol. 2005. V. 200. P. 2228. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2004.06.012
  10. Мержанов А.Г. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез: теория и практика. Черноголовка: ИСМАН, 2002. 234 с.
  11. Амосов А.П., Боровинская И.П., Мержанов А.Г. Порошковая технология самораспространяющегося высокотемпературного синтеза материалов. М.: Машиностроение, 2007. 567 с.
  12. Патент 2 305 717 (РФ). Мишень для получения функциональных покрытий и способ ее изготовления / Московский государственный институт стали и сплавов. Левашов Е.А., Курбаткина В.В., Штанский Д.В., Сенатулин Б.Р. // 2007. № 25. С. 19.
  13. Кирюханцев-Корнеев Ф.В. // Нанотехнологии: наука и производство. 2017. № 3. С. 19.
  14. Кирюханцев-Корнеев Ф.В., Сытченко А.Д., Левашов Е.А., Лобова Т.А. // Известия высших учебных заведений. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2020. № 2. С. 64. https://www.doi.org/10.17073/1997-308X-2020-2-64-72
  15. Патент 2 370 570 (РФ). Способ комбинированной ионно-плазменной обработки изделий из сталей и твердых сплавов / Томский государственный университет. Савостиков В.М., Сергеев С.М., Пинжин Ю.П. // 2009. № 29. С. 9.
  16. Патент 2 502 828 (РФ). Способ нанесения антифрикционного износостойкого покрытия на титановые сплавы / Томский государственный университет. Савостиков В.М., Табаченко А.Н., Потекаев А.И., Дударев Е.Ф. // 2013. № 36. С. 19.
  17. Потекаев А.И., Табаченко А.Н., Савостиков В.М., Дударев Е.Ф., Бакач Г.П., Скосырский А.Б. // Известия высших учебных заведений. Физика. 2014. Т. 57. № 2. С. 77.
  18. Алтухов С.И., Ермошкин А.А., Сметанин К.С., Федотов А.Ф., Лавро В.Н., Латухин Е.И., Амосов А.П. // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2011. Т. 13. № 4. С. 77.
  19. Алтухов С.И., Амосов А.П., Асмолов А.Н., Богданович В.И., Ермошкин А.А., Захаров Д.А., Круцило В.Г., Латухин Е.И., Федотов А.Ф. // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2013. Т. 15. № 6(3). С. 568.
  20. Денисов В.В., Денисова Ю.А., Варданян Э.Л., Островерхов Е.В., Леонов А.А., Савчук М.В. // Известия высших учебных заведений. Физика. 2021. Т. 64. № 1(757). С. 125. https://www.doi.org/10.17223/00213411/64/1/125
  21. Савостиков В.М., Денисова Ю.А., Денисов В.В., Леонов А.А., Овчинников С.В., Савчук М.В. // Известия высших учебных заведений. Физика. 2021. Т. 64. № 12(769). С. 43. https://www.doi.org/10.17223/00213411/64/12/43
  22. Panin V.E., Shulepov I.A., Narkevich N.A., Botaeva L.B. // Physical Mesomechanics. 2021. V. 24. P. 131. https://www.doi.org/10.1134/S1029959921020028
  23. Леонов А.А., Абдульменова Е.В., Калашников М.П., Ли Ц. // Вопросы материаловедения. 2020. № 4(104). С. 132. https://www.doi.org/10.22349/1994-6716-2020-104-4-132-143
  24. Leonov A.A., Abdulmenova E.V., Kalashnikov M.P. // Inorganic Materials: Appl. Res. 2021. V. 12. P. 482. https://doi.org/10.1134/S2075113321020313
  25. Леонов А.А., Абдульменова Е.В., Рудмин М.А., Ли Ц. // Письма о материалах. 2021. Т. 11. № 4(44). С. 452. https://www.doi.org/10.22226/2410-3535-2021-4-452-456
  26. Самсонов Г.В., Виницкий И.М. Тугоплавкие соединения. Москва: Металлургия, 1976. 560 с.
  27. Крагельский И.В., Добыгин М.Н., Комбалов В.С. Основы расчетов на трение и износ. М.: Машиностроение, 1977. 526 с.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
2.

下载 (366KB)
3.

下载 (76KB)
4.

下载 (109KB)
5.

下载 (2MB)
6.

下载 (70KB)
7.

下载 (140KB)
8.

下载 (287KB)

版权所有 © В.М. Савостиков, А.А. Леонов, В.В. Денисов, Ю.А. Денисова, А.Б. Скосырский, И.А. Шулепов, 2023

##common.cookie##