Actual Problems in Machine Building 2016 No. 3

Актуальные проблемы в машиностроении. 2016. №3 Технологическое оборудование, оснастка и инструменты ____________________________________________________________________ 303 В качестве антифрикционного покрытия выбрано композиционное покрытие состава Ti-C-Mo-S, содержащее карбиды и сульфиды металлов. Покрытие может быть получено магнетронным или вакуумно-дуговым распылением [9, 10] многокомпонентных катодов, из- готавливаемых по технологии самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС). В данной работе покрытие осаждалось магнетронным распылением двух катодов [9]. Учитывая опыт зарубежных исследователей [5] и свой собственный [8, 9], покрытия форми- ровались двумя комбинированными способами: вариант №1 – с предварительным азотиро- ванием поверхностного слоя подложки, вариант №2 – с предварительным легированием по- верхностного слоя подложки совокупностью атомов Ti-C-Mo-S. Сравнительные исследова- ния композиций модифицированный поверхностный слой-покрытие проводились методами: - измерения микротвердости на приборе ПМТ-3 при нагрузках на индентор 0,5 и 1,0 Н (Н 0,5 и Н 1,0 ); - оценки прочности сцепления покрытия с основой визуальным контролем характера разрушения покрытий при индентировании на твердомерах Викерса при нагрузке 2 Н и Ро- квелла при нагрузке 1000 Н; - фрикционных испытаний на установке типа «Циклометр» по схеме неподвижный индентор в виде шарика диаметром 3,2 мм из закаленной до HRC62-63 стали ШХ-15– вра- щающийся диск из стали 40Х с покрытием. Испытания проводились под разными нагрузка- ми (0,5;1,0 и 1,5 Н). Результаты исследований В ниже приведенной таблице отражены результаты измерения микротвердости обрат- ной стороны подложки (основы), закрытой от непосредственного воздействия ионно- плазменных потоков, и покрытия, осажденного на поверхностный слой подложки, модифи- цированный в двух технологических вариантах: №1 – ионно-плазменного азотирования и №2 – магнетронно-плазменного легирования. Таблица Значения микротвердости подложки и покрытия для двух вариантов предварительного ионно-плазменного модифицирования поверхностного слоя подложки № варианта модифици- рования поверхностного слоя подложки Микротвердость подложки, ГПа Микротвердость покрытия, ГПа Н 0,5 Н 1,0 Н 0,5 Н 1,0 №1 3,75 3,59 5,24 4,8 №2 4,04 4,12 5,02 4,65 Из анализа данных таблицы, видно, что значение твердости основы в технологиче- ском варианте №1 несколько ниже, чем в варианте №2. Это объясняется более высокой и не- обходимой температурой процесса (нагревом подложки) при азотировании по сравнению с вариантом магнетронно-плазменного легирования (450 ºС и 350 ºС, соответственно) и ча- стичным отпуском основы в первом случае. Однако, твердость композиции модифицирован- ный поверхностный слой-покрытие в варианте №1 выше, чем в варианте №2, что, очевидно, связано с большей толщиной и твердостью модифицированного слоя в первом варианте – при азотировании. Это косвенно подтверждается существенным различием в значениях мик- ротвердости при разных нагрузках на индентор (т.е. при разных глубинах проникновения индентора в исследуемый топокомпозит) в вариантах №1 и №2 (см. таблицу).