Аннотация
Приведены результаты исследований процесса диффузионного титанирования твердых сплавов типа ТК и ВК из среды легкоплавких жидкометаллических растворов. Описана технология, обеспечивающая формирование на твердых сплавах качественных работоспособных износостойких титановых покрытий. Толщина получаемого покрытия варьируется в зависимости от температуры и времени выдержки и составляет от 2,6 до 5,6 мкм на сплавах типа ТК; от 2 до 5,4 мкм на сплавах типа ВК. Твердость получаемых покрытий зависит от температуры нанесения покрытия и режимов предварительной цементации и составляет от 24 100 до 30 000 МПа для сплавов типа ТК; от 21 580 до 24 750 МПа для сплавов типа ВК. Исследована кинетика формирования диффузионных титановых покрытий на твердых сплавах. Исследована микроструктура получаемых покрытий, при этом выявлено, что покрытия состоят из двух слоев: само покрытие и переходная зона, величина и твердость которой зависят от режимов предварительной цементации и режимов нанесения покрытия. Исследована зависимость толщины получаемых покрытий от времени выдержки пластин в расплаве, от температуры нанесения покрытий, от состава покрываемого твердого сплава. Выявлено, что покрытия, формирующиеся на сплавах типа ТК, обладают большей толщиной и твердостью.
Ключевые слова: диффузионные титановые покрытия, твердые сплавы, свойства покрытий, кинетика формирования покрытий, предварительная цементация, стойкость инструмента
Список литературы
1. Ильин А.А., Строганов Г.Б., Скворцова С.В. Покрытия различного назначения для металлических материалов: учебное пособие. – М.: Альфа-М: ИНФРА-М, 2013. – 144 с.
2. Козырева Л.В. Химическое газофазное осаждение как метод получения наноструктурных материалов // Ресурсосберегающие технологии ремонта, восстановления и упрочнения деталей машин, механизмов, оборудования, инструмента и технологической оснастки от нано- до макроуровня: материалы 12-ой Международной научно-практической конференции, 13–16 апреля 2010 г. – СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2010. – Ч. 2. – С. 174–179.
3. Лахтин Ю.М., Арзамасов Б.Н. Химико-термическая обработка металлов: учебное пособие для вузов. – М.: Металлургия, 1985. – 256 с.
4. DeBenedetti B., Grassini S., Maffia L. Comparison between eco-profiles of innovative PA-CVD and traditional galvanic coatings
5. Верещака А.С., Третьяков И.П. Работоспособность режущего инструмента с износостойкими покрытиями. – М.: Машиностроение, 1993. – 336 с.
6. Mattox D.M. Handbook of physical vapor deposition (PVD) processing: film formation, adhesion, surface preparation and contamination control. – Westwood, NJ: Noyes Publications, 1998. – 917 p. – ISBN 0-8155-1422-0. – eISBN 1-5912-4079-4.
7. Chaevsky M. Comparison of methods of formation of protective coating from high-temperature liquid media // Metal Science and Heat Treatment. – 2001. – Vol. 43, iss. 11–12. – P. 446–466. – doi: 10.1023/A:1014888619804.
8. Соколов А.Г. Разработка теоретических и технологических основ повышения стойкости режущего и штампового инструмента за счет диффузионной металлизации из среды легкоплавких жидкометаллических растворов: дис. … д-ра техн. наук: 05.01.02. – Краснодар, 2008. – 369 с.
9. Патент 2451108 Российская Федерация, МПК С23 C 10/26 (2006.01). Способ обработки инструмента из стали или твердого сплава / А.Г. Соколов, Мансиа С. – Заявл. 04.10.2010; опубл. 20.05.2012, Бюл. № 14.
10. Изучение роста износостойких слоев из карбида титана на твердых сплавах / Г.Л. Платонов, В.Н. Аникин, А.И. Аникеев, Н.Н. Золоторева, М.Н. Налимова, Р.Ф. Чебураева, К.Ф. Кузнецова, В.С. Торопченов // Порошковая металлургия. – 1980. – № 8. – С. 48–52.
11. Sandgren J.-E. Structure and properties of TiN coatings // Thin Solid Films. – 1985. – Vol. 128, N 1–2. – P. 21–44. – doi: 10.1016/0040-6090(85)90333-5.
12. Структура, свойства и получение твердых нанокристаллических покрытий, осаждаемых несколькими методами / В.М. Береснев, А.Д. Погребняк, Н.А. Азаренков, Г.В. Кирик, Н.К. Ердыбаева, В.В. Понарядов // Успехи физики металлов. – 2007. – Т. 8, вып. 3. – С. 171–246. – doi: 10.1234/Usp.Fiz.Met.08.171.
13. Исследование многослойных вакуумно-дуговых износостойких покрытий, подвергнутых термообработке / А.А. Андреев, В.В. Кунченко, В.М. Шулаев, К.М. Китаевский, А.Н. Челомбитько // Сборник докладов Международной научно-технической конференции «Пленки–2002». – М.: МИРЭА, 2002. – С. 206–209.
14. Соколов А.Г., Мансиа С. Механизм и особенности формирования диффузионных никель-медных покрытий из среды легкоплавких жидкометаллических растворов на твердых сплавах // Технология металлов. – 2012. – № 2. – С. 38–43.
15. Диффузионные карбидные покрытия / В.Ф. Лоскутов, В.Г. Хижняк, Ю.А. Куницкий, М.В. Киндрачук. – Киев: Техника, 1991. – 168 с.
16. А. c. 1145051 СССР. Способ получения диффузионных покрытий / А.Т. Рева, В.Г. Горбач, Н.А. Кулыба, А.В. Бильченко. – Заявл. 06.04.1982; опубл. 15.03.1985, Бюл. № 10.
17. Патент 2521187 Россикая Федерация, МПК С 23 С 10/18; С 23 С 2/04 (2006.01). Устройство для диффузионной металлизации в среде легкоплавких жидкометаллических растворов / А.Г. Соколов. – Заявл. 25.10.2012; опубл. 27.06.2014, Бюл. № 18.
