Встановлення закономірностей взаємозв’язку між структурним станом, механічними можливостями і режимами іонно-плазмової обробки нанокомпозитних карбонітридних покриттів та розробка технологічних основ і обладнання для іонно-плазмового азотування матеріалів

Виявлено загальні особливості синтезу захисних покриттів з твердих і надтвердих матеріалів, тобто плівок карбідів та нітридів перехідних металів. Показано, що фізико-механічні властивості плівкових покриттів залежать від їх структурного стану, не залежно від методу отримання. Проаналізовано термозахисні властивості багатошарових захисних покриттів на основі нітриду, карбіду та карбонітриду титану: TiN, TiC, TiCN i TiAlN. Показано, що в результаті комбінування матеріалів при відповідній стратегії проектування багатошарові покриття можуть бути адаптовані для зменшення коефіцієнта тертя, підвищення зносостійкості з метою застосування їх в різних трибологічних системах. Проаналізовано одержані експериментальні результати про структурно- фазовий стан та механічні властивості покриттів до та після азотування різними методами (вакуумно-дуговим, високочастотним магнетронним, методом магнетронного розпилення на постійному струмі та методом азотування). Проведені дослідження морфології поверхні та коефіціента тертя різних типів інструментальної сталі після азотування при напрузі 30кВ протягом 15, 20, 40 хвилин. Показано, що відбувається зниження шорсткості поверхні з 2,3 мкм до 0,7 мкм, відповідно зменшення коефіціента тертя з 0,5- 0,6 до 0,3-0,15 в залежності від контртіла, що в деяких випадках перевищує характеристики багатошарових плівкових покриттів. Також відсутнє деформаційне руйнування азотованих плівкових покриттів, що є перевагою по відношенню до багатошарових плівкових покритттів, отриманих іншими методами

Дослідження впливу захисного покриття на основі тугоплавких сполук перехідних металів нанесеного на ріжучій інструмент на його стійкість

Об’єкт дослідження – процеси формування нанокомпозитних та багатошарових наноструктурних покриттів з комплексом прогнозованих властивостей на основі нітридів, карбідів та боридів перехідних металів, синтезованих за допомогою модернізованої установки магнетронного типу. Мета роботи – встановлення основних закономірностей формування складу та структури композитних наноструктурних покриттів з прогнозованими функціональними властивостями, розробка технологічних рекомендацій до практичного застосування захисних покриттів, зокрема для машинобудування та військово-промислового комплексу. Показати залежність між структурою і складом покриттів із нітридів і боридів перехідних металів та їх фізико- механічними властивостями (твердістю, нанотвердістю, модулем пружності тощо). Основним результатом, є визначення впливу енергетичних факторів магнетронного розпилення на формування структурно-фазового стану матеріалу покриття. Це дозволить розробити нові підходи до технології отримання захисних покриттів з контрольованими фізико-механічними характеристиками для застосування у різних галузях промисловості, насамперед у машинобудуванні – галузі яка включає в себе і виробництва військово-промислового комплексу Новизна підходу полягає в можливості контролювати складові частини потоків енергій іонів, електронів та швидких нейтралів, що бомбардують підкладку під час формування покриття. Зміна енергетичного впливу на підкладку дасть можливість отримувати покриття із прогнозованими фізико-механічнім властивостями, які задовольняють умовам тієї чи іншої прикладної задачі. Моделювання процесу формування досліджуваних покриттів дозволить прогнозувати їх структурний стан та фізико-механічні властивості. На базі отриманих даних можливо створення нової концепції розробки твердих, а в перспективі, і надтвердих, нанокомпозитних систем тугоплавких сполук і формулювання інноваційних пропозицій з перспективою впровадження розробки у виробництво. Запропонована технологія дозволить отримати високоточних інструментів обробки поверхонь та знизити вартість технологічного процесу