Высокотвердые Наноструктурные Керамико-Металлические Покрытия С Низким Уровнем Макронапряжений

Abstract

The macrostressed state of (Ti,Al)N–Cu and (Ti,Al)N–Ni ceramic–metal coatings obtained by the arc-PVD method has been studied using X-ray diffraction and by measuring the radius of curvature of a coating–base composite sample (Stoney’s method). It is established that the presence of a tough metal phase favors significant reduction in the level of macrostresses in these structures as compared to those in (Ti,Al)N ceramic coatings, the absolute values of which decrease from 4.7–4.3 to 0.17–0.32 GPa. At the same time, both Ti–Al–Cu–N and Ti–Al–Ni–N coatings retain high hardness of 43 and 51 GPa, respectively, versus 29 GPa for Ti–Al–N coatings. The obtained results give grounds to suppose that the high hardness of the ceramic–metal coatings studied is determined by their nanocrystalline structure rather than by compressive macrostresses.

Effect of HG40 and HS123 hard alloy tool substrates on the properties of hardening coating

“…Для расчета макронапряжений в покрытии, вызванных разницей в термическом расширении материалов покрытия и подложки, а также различным удельным объемом фаз, может быть использовано уравнение Стони, основанное на радиусе кривизны композита покрытие-подложка, который искривляется из-за макронапряжений. Для покрытия, толщина которого намного меньше толщины подложки, уравнение Стони может быть использовано для расчета макронапряжений, вызванных этой разницей в термическом расширении [18][19][20][21]:…”

Влияние парциального давления азота на состав, микроструктуру и механические характеристики покрытий Ti-=SUB=-1-x-y-=/SUB=-Al-=SUB=-x-=/SUB=-Tа-=SUB=-y-=/SUB=-N, полученных методом реактивного магнетронного распыления

“…Однако дальнейшее развитие технологий обработки материалов требует повышения рабочих температур защитных покрытий до 1000 • C и выше. Поэтому в последние два десятилетия усилия исследователей направлены на поиск способов улучшения характеристик покрытий на основе системы Ti−Al−N, в основном за счет введения в них дополнительных химических элементов [4][5][6][7]. Одним из наиболее перспективных подходов является введение Ta в покрытия Ti 1−x Al x N, что не только обеспечивает повышение их стойкости к окислению и сохранение высокой твердости при температурах вплоть до 1200 • C [6,7], но и позволяет существенно улучшить их вязкость разрушения [8].…”