Структура и свойства покрытий из титана нанесенного высокоскоростной детонационной струей на подложку из стали 3

Abstract

С помощью Резерфордовского обратного рассеяния ионов гелия (РОР) и пучка протонов, растровой электронной микроскопии (РЭМ) с микроанализом (WDS), рентгенофазового анализа (РФА), измерения микротвердости и измерения износа при трении были исследованы порошковые покрытия из титана, толщиной от 80 до 300 мкм. Было обнаружено увеличение микротвердости почти в 3 раза по сравнению с подложкой (650 кг/мм2 ), при твердости подложки ~ 215 кг/мм2 . Фазовый анализ проведенный с помощью РФА показал, что в покрытии толщиной около 300 мкм основная фаза – Ti (80%) и TiО и TiO2 по 10%. В другом случае Ti (60%) и TiO2 (40%) при толщине покрытия около 80 мкм и фракции порошка ~ 40 мкм. Износостойкость покрытия из Ti в 2,5 – 3 раза выше, чем у подложки из стали 3.

Методами Резерфордівського зворотного розсіяння іонів гелію (РЗР) та пучка протонів, растрової електронної мікроскопії (РЕМ) з мікроаналізом (WDS), рентгенофазового аналізу (РФА), вимірювання мікротвердості та зносу при терті були досліджені порошкові покриття товщиною 80 ч 300 мкм на основі титану. Спостерігалося збільшення мікротвердості майже в 3 рази (650 кг/мм3 ) порів- няно з підкладкою (твердість підкладинки ~215 кг/мм2 ). Фазовий аналіз покриттів товщиною 300 мкм показав, що основна фаза – Ti (80%) та TiО і TiO2 (по 10%). При товщині покриттів близько 80 мкм і розміру фракції порошку ~40 мкм їх фазовий склад Ti (60%) і TiO2 (40%).

Using high-rate plasma-detonation jets, Ti coatings of 40 to 300ìm thickness were deposited to the substrate of tool steel. It was demonstrated that a grain dimension varied from several ìm to 10 to 30nm depending on the treatment regime. For analysis we applied the following methods: the Rutherford back scattering of ions (RBS), the XRD analysis, SEM with EDS and WDS microanalysis. We measured nano- and microhardness, as well as friction wear resistance while fretting a finger over disc. In its initial state the powder was a mixture of phases: á- Ti – about 40%, TiO2 – 30% and TiO – about 30%. After coating deposition a phase com-position was the following: á-Ti about 80%, TiO and TiO2 – 10%, an initial powder fraction being lower than 40 ìm.