Obrabotka Metallov 2020 Vol. 22 No. 4

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 22 No. 4 2020 139 MATERIAL SCIENCE сти данного покрытия на подложках с большим модулем упругости . Следует отметить , что при трибологическом назначении покрытий , в том числе и покрытия TiN, адгезия является наибо - лее важным свойством и тесно связана со сроком службы деталей , работающих в тяжелых усло - виях эксплуатации . Эффективным способом снижения остаточ - ных напряжений и повышения адгезии покры - тия к подложке является создание многослойных покрытий с чередующимися слоями металла и его соединений . Так , образование промежу - точного слоя Ti на медной подложке улучшает адгезионные свойства TiN, поскольку промежу - точный слой Ti имеет хорошую адгезию с окси - дами между подложкой и TiN [13]. Кроме того , роль промежуточного слоя титана заключается в растворении оксидного слоя , оставшегося на по - верхности подложки , а также в снятии напряже - ния сдвига на границе раздела . При изучении процессов трения и изнашива - ния твердых покрытий на сплавах меди прежде всего обращают внимание на обеспечение несу - щей способности покрытий . Как было отмечено выше , деформирование медной основы при тре - нии приводит к растрескиванию и отслаиванию покрытий . Для исключения подобных негатив - ных эффектов необходимо обеспечить повыше - ние твердости пластичной медной подложки , что труднодостижимо в отличие от сплавов на основе железа или твердых сплавов . В работе [14] для повышения трибологических свойств бериллиевой бронзы ( С 17200) на поверхность образцов наносили пленку титана методом маг - нетронного распыления с последующей термо - обработкой в водородной плазме . В результате формировалось износостойкое покрытие , со - стоящее из соединений Cu 4 Ti, Cu 3 Ti 2 и CuTi, твердость которого оказалась значительно выше твердости исходного сплава , а коэффициент тре - ния снизился с 0,65 для подложки без покрытия до 0,3 для подложки с покрытием . Значительное улучшение антифрикционных и триботехниче - ских свойств бронзы C17200 было также достиг - нуто в результате предварительного плазменно - го легирования поверхности бронзы титаном с последующим плазменным азотированием [15]. Модифицированный слой состоял , таким обра - зом , из внешнего слоя TiN/Ti 2 N и внутреннего диффузионного слоя TiCuBe, образовавшегося в результате взаимной диффузии атомов покрытия и подложки . Заметное повышение адгезионной прочности полученного композитного слоя обу - словлено в данном случае образованием гради - ентного диффузионного слоя CuTi между верх - ним нитридным слоем и подложкой . Подобные трибологические свойства и структура были получены при магнетронном напылении пленки CuTi с использованием мишени из меди и титана с последующей обработкой плазменным азоти - рованием [4]. Наличие твердого многофазного покрытия обеспечило смену механизма изнаши - вания – от адгезионного к абразивному . Для улучшения механических свойств мед - но - алюминиевого сплава C61900 авторами рабо - ты [16] было получено многофазное покрытие , содержащее интерметаллиды на основе TiCuAl и нитрид титана (Ti 2 N), путем нанесения пленки Ti и последующего плазменного азотирования . В результате твердость поверхности с покрыти - ем была увеличена до 630 HV 0,01 , а твердость в поперечном сечении постепенно снижалась до твердости исходного сплава . Кроме того , ско - рость износа образца с покрытием снизилась на 95 % по сравнению с необработанным сплавом CuAl. Применение такой же технологии фор - мирования многофазного покрытия на поверх - ности медно - бериллиевого сплава С 17200 при - вело к значительному увеличению твердости . Так , плазменное азотирование при 650 ° С обе - спечило повышение твердости поверхности до 983 HV из - за присутствия фазы Ti 2 N [5]. Наряду с комбинированным упрочнением поверхности медно - бериллиевого сплава мето - дом нанесения тонкой металлической пленки с последующим азотированием применяют по - крытия , содержащие карбиды металлов . В ра - боте [17] композитное покрытие TaC/Ta было получено в два этапа : плазменное легирование танталом поверхности при 800 °C в течение 2 ч с последующим CVD- науглероживанием при 670 °C в течение 0,5 ч . В результате были улучшены абразивная и коррозионная стойкость сплава С 17200. Таким образом , метод ионно - плазменного легирования дает возможность широко варьиро - вать свойствами поверхностных слоев различ - ных сплавов , в том числе на медной основе , а также позволяет успешно применять его и для получения износо - и коррозионностойких по -