Multiphase Cu-Ti Coatings coated by Plasma Vacuum-Arc deposition on Cu-Be Alloy С17200

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 22 № 4 2020 137 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Многофазные покрытия Cu-Ti, нанесенные плазменным вакуумно - дуговым напылением на Cu-Be сплав С 17200 Александр Колубаев 1, а , * , Ольга Сизова 1, b , Юлия Денисова 1, 2, c , Андрей Леонов 2, d , Наталья Терюкалова 1, е , Алексей Белый 3, f 1 Институт физики прочности и материаловедения СО РАН , пр . Академический , 2/4, Томск , 634055, Россия 2 Институт сильноточной электроники СО РАН , пр . Академический , 2/3, г . Томск , 634055, Россия 3 Белорусский национальный технический университет , пр . Независимости , 65, г . Минск , 220013, Республика Беларусь а https://orcid.org/0000-0002-2839-5249, kav@ispms.tsc.ru, b https://orcid.org/0000-0001-9177-6602, ovs@ispms.tsc.ru , c https://orcid.org/0000-0002-3069-1434, yudenisova81@yandex.ru , d https://orcid.org/0000-0001-6645-3879, laa@tpu.ru , e https://orcid.org/0000-0001-6547-7676, natali.t.v@ispms.tsc.ru , f http://orcid.org/0000-0002-2207-3169, vmo@tut.by Обработка металлов ( технология • оборудование • инструменты ). 2020 Том 22 № 4 с . 137–150 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2020-22.4-137-150 Обработка металлов ( технология • оборудование • инструменты ) Сайт журнала : http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov Введение Бериллиевые бронзы ( бериллиевая медь ), содержащие около 1,8…2,5 % Be, в связи с вы - сокими показателями механических свойств , а также хорошей коррозионной стойкостью и электропроводностью широко применяют в ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 691.735:621.793:539.621:620.183 История статьи : Поступила : 03 сентября 2020 Рецензирование : 18 сентября 2020 Принята к печати : 28 сентября 2020 Доступно онлайн : 15 декабря 2020 Ключевые слова : Ионно - плазменные покрытия Медно - бериллиевый сплав Рентгеноструктурный анализ Фазы Cu-Ti Трение скольжения Износ Финансирование : Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ ( проект № 20-58- 00048 Бел _ а ). Благодарности : Авторы выражают благодарность В . В . Денисову и А . В . Филиппову за помощь в проведении экспери - мента . АННОТАЦИЯ Введение . Для улучшения эксплуатационных свойств медно - бериллиевого сплава применяют метод модифицирования поверхности путем нанесения твердых интерметаллических покрытий . Возможность метода ионно - плазменного легирования широко варьировать свойствами поверхностных слоев различных сплавов , в том числе на медной основе , позволяет успешно применять его и для получения износо - и коррозионностойких покрытий на деталях из бериллиевой бронзы , работающих в условиях трения в агрессивных средах . Наиболее перспективными в этом отношении являются многофазные и многокомпонентные функциональные твердые покрытия . Целью работы является анализ микроструктуры , фазовогосоставаитрибологическихсвойствсплавов CuBe, модифицированныхплазменно - активированными PVD- покрытиями на основе титана , с последующей разработкой эффективной технологии поверхностного инжиниринга и улучшения механических свойств сплавов CuBe. Методы . Методом вакуумно - дугового плазменно - ассистированного осаждения титана и меди на закаленную бронзу БрБ 2 ( сплав С 17200) при температуре 320…330 ° С были получены многофазные покрытия , которые по данным рентгенофазового анализа состоят из меди , титана и соединений CuTi, и CuTi 2 . Рентгеноструктурный анализ также показал , что в процессе ионно - плазменной обработки происходило старение медно - бериллиевого сплава с образованием частиц CuBe, что обеспечивало повышение твердости сплава . Результаты и обсуждение . Была изучена износостойкость бериллиевой бронзы с ионно - плазменными композиционным и градиентным покрытиями TiCu при трении скольжения . Износ образцов с покрытиями характеризовался растрескиванием и постепенным разрушением твердого поверхностного слоя с последующим изнашиванием основного медно - бериллиевого сплава . Износ подложки сопровождался отделением мелких частиц материала основы , в отличие от состаренного медно - бериллиевого сплава без покрытия , который изнашивался по адгезионному механизму с отделением крупных частиц износа . При температуре нанесения покрытий 320…330 ° С их микротвердость оказалась достаточно высока и составила 530…540 HV 0,02 . Однако износостойкость покрытий оказалась невысокой , так как тонкие покрытия ( не более 8 мкм ) на относительно мягкой основе не выдерживают нагрузку 20 Н при испытаниях . Для цитирования : Многофазные покрытия Cu-Ti, нанесенные плазменным вакуумно - дуговым напылением на Cu-Be сплав С 17200 / А . В . Колубаев , О . В . Сизова , Ю . А . Денисова , А . А . Леонов , Н . В . Терюкалова , А . В . Белый // Обработка металлов ( технология , оборудование , инструменты ). – 2020. – Т . 22, № 4. – С . 137–150. – DOI: 10.17212/1994-6309-2020-22.4-137-150. ______ * Адрес для переписки Колубаев Александр Викторович , д . ф .- м . н ., профессор Институт физики прочности и материаловедения СО РАН , пр . Академический , 2/4, 634055, г . Томск , Россия Тел .: +7 (382) 228-69-70, e–mail: kav@ispms.ru