Actual Problems in Machine Building 2016 No. 3

Актуальные проблемы в машиностроении. 2016. №3 Материаловедение в машиностроении ____________________________________________________________________ 381 износостойкость ионно-плазменного покрытия (TiN, ZrN) на твёрдом сплаве ВК8 хорошо согласуется с атомно-энергетической концепцией В.Ф. Моисеева [1]. Гладкие поверхности лучше сопротивляются износу, чем шероховатые [16, 17]. В этой связи, была исследована микрогеометрия поверхности твёрдого сплава до и после нанесения ионно-плазменного покрытия. Шероховатость поверхности исходного образца без покрытия составляет R a = 1,30 мкм, а после нанесения ионно-плазменного покрытия снижается до 0,90 мкм (рис. 4). а б Рис. 4. Внешний вид треков при трибологических испытаниях сплава ВК8 с ионно- плазменными покрытием (а) и в исходном состоянии (б) Одной из важных характеристик для образцов с тонкими сверхтвёрдыми покрытиями является адгезионная прочность покрытия с основным металлом. Адгезия характеризует прочность контакта образовавшегося соединения покрытия с подложкой. Предполагается, что она во многом зависит от энергии, падающей на подложку частицы: чем выше энергия, тем лучше адгезия. Ионно-плазменные покрытия характеризуются более высокой энергией падающих частиц, чем, например, при методе термического вакуумного напыления [14], что может способствовать повышению адгезионной прочности с основным материалом. По данным скретч-теста ионно-плазменного покрытия, нанесённого на твердый сплав ВК8, установлено, что критическая нагрузка, при которой происходит частичное разрушение покрытия, составляет 57 Н. Высокая адгезия ионно-плазменного покрытия с твёрдым сплавом ВК8 объясняется наличием в покрытии микрослоистости, что способствует повышению адгезионной прочности и трещиностойкости [3]. Выводы 1. На поверхности твёрдого сплава ВК8 получено сверхтвёрдое ионно-плазменное покрытие состава TiN, ZrN с нанотвёрдостью 34450 МПа и толщиной 15 мкм с хорошей адгезионной прочностью с основой. Применение сверхтвердых покрытий позволяет сочетать высокую твердость и износостойкость поверхности с высокой прочностью сердцевины, что способствует повышению скорости резания при механической обработке. 2. Экспериментально установлено, что сформированное покрытие имеет слоистое строение, что способствует повышению износостойкости и эксплуатационной надежности твёрдого сплава.