Твердость и адгезионная прочность ионно-плазменных покрытий квазибинарных систем TiB2-WB2 и TiC-WC

Abstract

У роботі досліджено вплив умов формування іонно-плазмових покриттів квазібінарних систем TiB2-TiB2 і TiC-WC із різним вмістом металічних складових на їх механічні властивості: твердість і адгезійну міцність під час відриву в процесі скретч-тестування. Показано, що для підвищення адгезійної міцності надтвердих покриттів необхідно використовувати підкладки з твердістю найбільш близькою до твердості покриття. Так, для покриття системи Ti-W-B з твердістю близькою до 60 ГПа, критичне навантаження відколу покриття (LC5) збільшується від 18,56 до 29,26 Н при підвищенні твердості підкладки від 5,2 до 9,1 ГПа. При осадженні на підкладку Ta з відносно невисокою твердістю 5,2 ГПа до збільшення адгезійної міцності покриття приводить використання режимів осадження, що забезпечують формування двофазного стану. При атомному відношенні Ti/W ≈ 0,1 для системи Ti-W-B це досягається при температурі осадження вище 970 К, а для системи Ti-W-C — при температурі осадження 1220 К. Коефіцієнт тертя карбідних покриттів значно вище, ніж боридних, при цьому пропорційно підвищенню температури проявляється тенденція до збільшення критичних навантажень на всіх стадіях руйнування при подряпуванні. Для пояснення виявленого ефекту запропонований механізм структурного упорядкування при підвищенні температури. Виявлено, що збільшення вмісту W приводить до більшої пластичності покриттів боридних і карбідних систем.