381 / 530
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.