Obrabotka Metallov 2020 Vol. 22 No. 4

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 22 № 4 2020 144 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Рис . 4. Результаты микрорентгеноспектрального анализа композиционного покрытия CuTi на подложке из твердого сплава Fig. 4. Results of X-ray microanalysis of CuTi composite coating on a hard alloy substrate ентного покрытия на подложке ВК 8. Очевидно , что при рентгеноструктурном анализе компо - зиционного покрытия на бронзовой подложке имеет место совместное отражение меди с по - верхности материала подложки и чистой меди , присутствующей в покрытии . Это и обусловли - вает высокую концентрацию меди при фазовом анализе композиционного покрытия . Еще один факт , на который следует обратить внимание при анализе результатов нанесения по - крытий , – это меньшее содержание меди на по - верхности покрытий , полученных на бронзе по второму режиму , и композиционном покрытии на твердом сплаве . В обоих случаях ток испари - телей на конечной стадии процесса был одина - ков . В работе [19] дается объяснение этому факту . При попадании на подложку атом обменивается энергией с ранее осажденными атомами , теряет ее и образует прочные связи с атомами подлож - ки . Если этого не происходит , то он испаряется с поверхности , чему способствует энергетическое воздействие ионов распыляемых металлов и ар - гона . Так как удельная теплота испарения меди (304,6 кДж / моль ) меньше , чем удельная теплота испарения титана (422,6 кДж / моль ), то испаря - ется с подложки преимущественно медь . Измерения микротвердости Значения микротвердости поверхностей со - старенного медно - бериллиевого сплава без по - крытия , с композиционным и градиентным по - крытиями составляют 350, 540 и 530 HV 0,02 соответственно . Более высокая твердость образцов с покрытиями обусловлена об - разованием твердых соединений CuTi и CuTi 2 . Поскольку толщина покрытий все - го несколько микрометров , то измеренная твердость не отражает истинную твердость покрытий , так как индентор продавливает покрытие . Трибологическое поведение образцов с покрытиями CuTi Зависимость коэффициентов трения бериллиевой бронзы с покрытиями от вре - мени испытаний показана на рис . 5. Коэф - фициенты трения покрытий резко возрас - тают в течение 20 мин , что отражает время приработки . Затем коэффициенты трения ведут себя неодинаково . Коэффициент трения композиционного покрытия в течение 15 мин остается равным  0,27, по истечении это - го времени быстро достигает значения 0,4, далее постепенно возрастает до 0,46 и колеблется око - ло этого значения до конца испытаний . Коэффи - циент трения градиентного покрытия растет от значения 0,27 до 0,46 в течение полутора часов . Зависимость коэффициента трения от вре - мени указывает на различную интенсивность разрушения исследованных покрытий . Так , по сравнению с композиционным покрытием гра - диентное покрытие показало более высокую стойкость . Оно разрушилось через 100 мин , тог - да как композиционное покрытие разрушилось через 40 мин испытаний . Несмотря на более вы - сокую твердость , являющуюся эффективным показателем износостойкости , эксплуатацион - ные свойства покрытий при выбранной нагрузке 20 Н оказались невысокими из - за их малой тол - щины . После разрушения покрытий коэффициент трения становится равным коэффициенту тре - ния состаренной бериллиевой бронзы , который , как было показано в работе [20], равен  0,46. Сравнение износостойкости состаренной брон - зы и образцов с покрытиями , рассчитанной по формуле (2), показал , что состаренная бронза и бронза с композиционным покрытием имеют примерно одинаковую износостойкость – 86 ч / г . Износостойкость градиентного покрытия ока -