Механические свойства и эрозионная стойкость вакуумно-дуговых покрытий (Ti, Al)N, модифицированных иттрием

Abstract

Представлены результаты исследований структуры, твердости и стойкости к механическому воздействию покрытий TiN, Ti₀,₅Al₀,₅N и Ti₀,₅-хAl₀,₅YxN (х≤0,01), осажденных с помощью вакуумно-дугового источника фильтрованной плазмы при подаче высоковольтных импульсов потенциала смещения на подложку. Установлено, что все исследованные покрытия характеризуются высокой твердостью 30…36 ГПа и достаточно низким эрозионным износом. Легирование иттрием приводит к дополнительному увеличению стойкости покрытий. Средние скорости кавитационного и абразивного износа покрытия (Ti, Al)N+1ат.%Y в 3-5 раз ниже, чем покрытия (Ti, Al)N, и в 10 раз ниже, чем покрытия TiN. Обсуждается влияние малых добавок Y на структуру и свойства покрытий.

Наведено результати досліджень структури, твердості та стійкості до механічного впливу покриттів TiN, Ti₀,₅Al₀,₅N и Ti₀,₅-хAl₀,₅YxN (х≤0,01), що були осаджені за допомогою вакуумно-дугового джерела фільтрованої плазми при подачі високовольтних імпульсів потенціалу зміщення на підкладку. Встановлено, що всі досліджені покриття характеризуються досить високою твердістю 30…36 ГПа і низьким ерозійним зносом. Легування покриттів ітрієм призводить до додаткового збільшення стійкості покриттів. Середні швидкості кавітаційного та абразивного зносу покриття (Ti, Al)N +1 ат.% Y у 3-5 разів нижче, ніж покриття (Ti, Al)N, та у 10 разів нижче, ніж покриття TiN. Обговорюється вплив малих домішок Y на структуру і властивості покриттів.

The results of investigations of the structure, hardness and mechanical resistance of TiN, Ti₀,₅Al₀,₅N and Ti₀,₅-хAl₀,₅YxN (х≤0,01), coatings deposited from the vacuum-arc source with the macroparticle filter at high voltage pulsed substrate bias are presented. All of the tested coatings are characterized with high hardness of 30…36 GPa and erosion wear of low level. Doping of the Ti0,5Al0,5N coating with yttrium results in additional increase in its durability. The average rates of cavitation and erosion wear of the (Ti, Al)N+1at.%Y coating is 3-5 times lower than that of (Ti, Al)N one, and 10 times lower than that of TiN one. The influence of the low additions of yttrium on the structure and properties of the coatings are discussed.