OBRABOTKAMETALLOV Vol. 24 No. 1 2022 97 MATERIAL SCIENCE CrN/ZrN, в которых показано, что многослойные покрытия CrN/ZrN обладают лучшими свойствами по сравнению с покрытиями ZrN и CrN. Выводы Проведены экспериментальные исследования структуры, фазового состава и механических свойств покрытий CrN, ZrN и ZrCrN. Изменение режима нанесения многослойных покрытий ZrCrN привело к существенному воздействию на их структуру, морфологию и шероховатость поверхности, а также механические свойства. По данным рентгенофазового анализа видно, что в покрытиях ZrCrN-2–ZrCrN-4 устраняется выраженная текстура, а уширение рефлексов указывает на наноструктурированное состояние слоев. Увеличение частоты вращения стола с образцами относительно катодов Cr и Zr приводит к увеличению микрорельефа поверхности. Увеличение частоты вращения стола с 0,5 до 8 об/мин в процессе осаждения покрытий приводит к монотонному росту шероховатости поверхности по параметру Sa на ~38 %. При этом изменение по параметру Sz является менее существенным и не превышает 12 %. На основании полученных результатов показано, что изменением условий осаждения можно сформировать покрытие системы ZrCrN (образец ZrCrN-4) на подложке из сплава ВК8 с высокой нанотвердостью – 45ГПа. Нанотвердость многослойных покрытий ZrCrN в 1,14–2,1 раза выше, чем покрытий CrN и ZrN. Соотношение H/E также указывает на то, что покрытия ZrCrN-2–ZrCrN-4 являются более устойчивыми к механическому воздействию. В ходе тестов на царапание установлено, что покрытия CrN и ZrN разрушаются по когезионному механизму. На поверхности многослойных покрытий ZrCrN формируются равномерные царапины без следов разрушения покрытий. Полученные результаты также указывают на хорошую адгезию всех рассматриваемых покрытий с подложкой. Таким образом, на основе полученных результатов можно рекомендовать покрытия ZrCrN-2–ZrCrN-4 в качестве твердых и потенциально износостойких. Полученные результаты будут использоваться для проведения более детальных исследований многослойных покрытий методом рентгенофазового анализа (РФА) с использованием синхротронного излучения накопителя электронов ВЭПП-3 в составе ЦКП СЦСТИ на базе УНУ «Комплекс ВЭПП-4 – ВЭПП-2000» в ИЯФ СО РАН. Список литературы 1. Tribology of multilayer coatings for wear reduction: a review / M. Khadem, O.V. Penkov, H.K. Yang, D.E. Kim // Friction. – 2017. – Vol. 5 (3). – P. 248–262. – DOI: 10.1007/s40544-017-0181-7. 2. Krella A. Resistance of PVD coatings to erosive and wear processes: a review // Coatings. – 2020. – Vol. 10 (10). – P. 921. – DOI: 10.3390/COATINGS10100921. 3. Каменева А.Л., Сушенцов Н.И., Клочков А. Зависимость морфологии, свойств, теплового и напряженного состояния пленок от технологических параметров магнетронного распыления // Технология металлов. – 2010. – № 11. – С. 38–42. 4. Effect of thermal annealing in vacuum and in air on nanograin sizes in hard and superhard coatings Zr-Ti-Si-N / A.D. Pogrebnjak, A.P. Shpak, V.M. Beresnev, D.A. Kolesnikov, Yu.A. Kunitskii, O.V. Sobol, V.V. Uglov, F.F. Komarov, A.P. Shypylenko, N.A. Makhmudov, A.A. Demyanenko, V.S. Baidak, V.V. Grudnitskii // Journal of Nanoscience and Nanotechnology. – 2012. – Vol. 12, N 12. – P. 9213–9219. – DOI: 10.1166/jnn.2012.6777. 5. Nanoindentation induced plastic deformation in nanocrystalline ZrN coating / Z.T. Wu, Z.B. Qi, D.F. Zhang, Z.C. Wang // Materials Letters. – 2016. – Vol. 164. – P. 120–123. – DOI: 10.1016/j.matlet.2015.10.091. 6. Characterization of zirconium nitride coatings deposited by cathodic arc sputtering / K.A. Gruss, T. Zheleva, R.F. Davis, T.R. Watkins // Surface and Coatings Technology. – 1998. – Vol. 107, iss. 2–3. – P. 115–124. – DOI: 10.1016/S0257-8972(98)00584-2. 7. Atar E., Çimenoğlu H., Kayali E.S. Effect of oxidation on the wear behavior of a ZrN coating // Key Engineering Materials. – 2005. – Vol. 280. – P. 1459–1462. – DOI: 10.4028/www.scientifi c.net/kem.280-283.1459. 8. Flexible hydrophobic ZrN nitride fi lms / J. Musil, S. Zenkin, Š. Kos, R. Čerstvý, S. Haviar // Vacuum. – 2016. – Vol. 131. – P. 34–38. – DOI: 10.1016/j.vacuum.2016.05.020. 9. Mo J.L., Zhu M.H. Tribological characterization of chromium nitride coating deposited by fi ltered cathodic vacuum arc // Applied Surface Science. – 2009. – Vol. 255, iss. 17. – P. 7627–7634. – DOI: 10.1016/j. apsusc.2009.04.040.
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1