Исследование свойств твердых износостойких покрытий, нанесенных ионно-плазменным способом на поверхности режущих инструментов
ВВЕДЕНИЕ
Эффективность металлорежущего оборудования на современном этапе развития машиностроительного комплекса в немалой мере зависит от работоспособности режущего инструмента.Одним из наиболее эффективных путей повышения работоспособности режущего инструмента является нанесение на его рабочие поверхности износостойких покрытий. Наибольшее применение получили износостойкие покрытия, наносимые ионно- плазменным методом. Известно, что физико-механические и теплофизические свойства износостойких покрытий могут значительно отличаться от соответствующих свойств инструментальной основы. Изменяя поверхностные свойства инструментального материала, износостойкие покрытия оказывают существенное влияние на характеристики процесса резания и увеличивают сопротивляемость контактных площадок режущего инструмента макро- и микроразрушениям.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ИОННО- ПЛАЗМЕННОГО
?ПОСОБА НАНЕСЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКИХ ПОКРЫТИЙ
1 Описание процесса формирования тонких пленок и покрытий
2 Преимущества и область применения износостойких покрытий режущего инструмента
3 Описание устройства для реализации ионно-плазменного метода нанесения покрытий
4 Влияние факторов на свойства покрытий
5 Формирование пленок материалов в процессах ионно-плазменного нанесения
5.1 Распыление материала мишени
5.2 Перенос распыленного материала в пространстве мишень – подложка
5.3 Осаждение материала на подложке
6 Выводы по главе
ОБЗОР СОСТОЯНИЯ УРОВНЯ ТЕХНИКИ И ТЕХНОЛОГИИ
1 Исследование многослойно-композиционного покрытия металлического изделия
2 Исследование ионно - плазменного метода нанесения износостойкого покрытия
3 Выводы главе
ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ ПЛЕНКИ, НАНЕСЕННОЙ ИОННО-ПЛАЗМЕННЫМ МЕТОДОМ
1 Адсорбция
2 Зародышеобразование
3 Рост новой фазы
4 Стадии процесса роста пленки
5 Подготовка оборудования к осуществлению процесса нанесения защитных покрытий
6 Исследование влияния нанесения износостойких нанопокрытий на стойкость режущего инструмента
7 Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
СПИСОК
1. Маскаева, Е. А. Технология тонких пленок и покрытий [Текст]: учеб. пособие / Л. Н. Маскаева, Е. А. Федорова, В. Ф. Марков ; [под общ. ред. Л. Н. Маскаевой] ; М-во науки и высш. образования Рос. Федерации, Урал. федер. ун-т. – Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2019. – 236 с.
2. Гамбург, Ю.Д. Теория и практика электроосаждения металлов [Текст] / Ю.Д. Гамбург, Дж. Зангари; пер. с англ. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2015. – 438 с.
3. Белый, А.В. Инженерия поверхностей конструкционных материалов с использованием плазменных и пучковых технологий [Текст] / А.В. Белый; – Издательский дом "Белорусская наука", 2017. – 156 с.
4. Нефедьев, С. П. Плазменное упрочнение поверхности деталей: Монография [Текст] / С. П. Нефедьев, А. Н. Емелюшин. 1– Старый Оскол: ТНТ, 2021. – 156 с.
5. Волков, Ю.С. Электрофизические и электрохимические процессы обработки материалов [Текст] / Ю.С. Волков; – Издательство «Лань», 2016. – 396 с.
6. Ельцов, В. В. Восстановление и упрочнение деталей машин: Электронное учебное пособие [Текст] / В. В. Ельцов; – Тольяттинский государственный университет, 2015. – 345 с.
7. Солнцев, Ю.П. Материаловедение: учебник для вузов [Текст] / Ю.П. Солнцев, Е.И. Пряхин. – Санкт-Петербург: ХИМИЗДАТ, 2020. – 783 c.
8. Сигов, А. С. Основы конструирования и технологии производства радиоэлектронных средств. Ионно-плазменные технологии: учебник для вузов [Текст] / А. С. Сигов, В. И. Иванов, П. А. Лучников, А. П. Суржиков; под ред. А. С. Сигова. – Москва: Издательство Юрайт, 2020. – 270 с.
9. Никитенков, Н. Н. Технология конструкционных материалов. Анализ поверхности методами атомной физики: учебное пособие для вузов [Текст] / Н. Н. Никитенков. — Москва: Издательство Юрайт, 2020. – 202 с.
10. Баженов, Ю.В. Основы теории надежности машин [Текст] / Ю.В. Баженов. – Москва: Издательство ИНФРА-М, 2020. –315 с.
11. Матюшкин, Б.А. Технология конструкционных материалов [Текст] / Б.А. Матюшкин. – Москва: Издательство ИНФРА-М, 2019. – 263 с.
Устройство для ионно - плазменного напыления пленок содержит вакуумную камеру, в которой расположены анод, термокатод, мишень и подложкодержатель, и магнитную систему, расположенную снаружи вакуумной камеры и выполненную в виде колец Гельмгольца. Анод и термокатод размещены в отдельных нишах, при этом в открытом торце ниши термокатода установлен экран, имеющий узкое отверстие размером 80×15 мм, подложка расположена параллельно мишени и снабжена магнитоуправляемой заслонкой. Над мишенью установлен экран, оснащенный передвижной заслонкой. Мишень имеет систему охлаждения. Обеспечивается увеличение функциональных возможностей установки, что приводит к увеличению качества пленок, росту производительности, обеспечивает большую экономичность процесса, в том числе дает возможность в одном технологическом цикле напылять три различных материала как отдельными монослоями, так и их сплавами.Недостатками указанного устройства являются отсутствие возможности напыления нескольких материалов в одном технологическом процессе, запыление катода распыляемым материалом, быстрое изнашивание термокатодов, отсутствие системы нагрева подложек, загрязнение чистых подложек в процессе отпыления мишени, отсутствие магнитной системы, позволяющей создавать плазму высокой интенсивности, что снижает качество распыления.Техническим результатом данного устройства является увеличение функциональных возможностей установки, что приводит к увеличению качества пленок, росту производительности, обеспечивает большую экономичность процесса, в том числе дает возможность в одном технологическом цикле напылять три различных материала, как отдельными монослоями, так и их сплавами.