Ученые установили, что упрочняющие покрытия одинакового состава демонстрируют различные свойства в зависимости от типа твердых сплавов, на которые они нанесены.
Исследователи Университета МИСИС провели сравнительный анализ упрочняющих покрытий для различных типов твердых сплавов, чтобы выявить наиболее оптимальные покрытия для конкретных производственных задач. Эти покрытия способны значительно повысить производительность и срок службы высокопрочных и износостойких режущих инструментов, используемых в металлообработке и машиностроении.
Упрочнение поверхности твердых сплавов увеличивает их долговечность, что снижает затраты на замену и техническое обслуживание. Качественное сцепление покрытия с поверхностью предотвращает его отслаивание. Однако выбор подходящего покрытия для конкретного сплава остается сложной задачей. Чтобы решить эту проблему, исследователи НИТУ МИСИС сравнили изменения свойств покрытий, нанесенных на наиболее распространенные твердые сплавы: марку ВК10, используемую для обработки титана и жаропрочных сплавов, и марку Т14К8, из которой изготавливают режущие инструменты для обработки углеродистых и легированных сталей.
Покрытия наносили на поверхности твердых сплавов с использованием ионно-плазменного вакуумно-дугового напыления arc-PVD, при котором материал конденсируется на подложке, образуя тонкую пленку.
«Параметры твердости, адгезии с подложкой и износа зависят от типа основы, на которую нанесены покрытия. Например, для покрытий, сформированных на подложках из сплава Т14К8, зафиксированы наиболее высокие значения сжимающих макронапряжений, что улучшает износостойкость. Это также способствует лучшему сцеплению с твердосплавной основой», — отметил руководитель исследования, доктор технических наук Игорь Блинков, профессор кафедры функциональных наносистем и высокотемпературных материалов НИТУ МИСИС.
Испытания показали, что многокомпонентные покрытия (Mo–Ti–Ni–Si–Al–N), нанесенные на подложки из твердых сплавов ВК10 и Т14К8, значительно различаются по механическим свойствам. На подложках из сплава Т14К8 твердость покрытия выше на 24%, а прочность сцепления больше на 16%. Результаты исследования опубликованы в научном журнале «Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия».
«Результаты нашего исследования важны для оптимизации выбора упрочняющих покрытий для различных типов твердых сплавов. Мы продемонстрировали, что существует функциональная связь между природой подложки и свойствами упрочняющих покрытий. К нашей работе уже проявил интерес “КУРГАНМАШЗАВОД”, и в дальнейшем мы планируем продолжить исследования, расширив диапазон составов покрытий для различных материалов», — отметил кандидат технических наук Дмитрий Белов, инженер кафедры функциональных наносистем и высокотемпературных материалов НИТУ МИСИС.
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект № 19-19-00555).
Источник : Пресс-служба НИТУ МИСИС
