СВОЙСТВА НАНОСТРУКТУРНЫХ КЕРАМИКО-МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ TiN–Ni, ПОЛУЧЕННЫХ ИОННО-ПЛАЗМЕННЫМ ВАКУУМНО-ДУГОВЫМ МЕТОДОМ

There were investigated physical and mechanical, as well as tribological properties of TiN–N surface coatings, obtained by means of ion-plasma vacuum-arc deposition. There was established that hardness (Н) grow up from 23 to 54 GPa at content Ni from 0 to 12 at.%, and it is defined by influence of nanopattering of coatings’ nitride constituent. Herewith coefficients НЕ–1 and Н3Е–2, characterized resistance of material to elastic and large deformation of rupture, attain values of 0,104 and 0,567 GPа, correspondingly. Further increment of nickel concentration in coatings until 26 at.% leads to increasing of H to 23–25 GPа, due to influence of increasing quantity of mild plastic metal and forming of marked porosity in coating volume. Friction coefficient of investigated coatings is characterized by value of 0,45, contrast to 0,58 (for TiN coating) and 0,72 (for the base from sintered hard alloy). There was established cohesive mechanism of nanostructured coatings TiN-N’s fracture (СNi = 2,8÷12,0 at.%) and defined critical loads, characterized occurrence of the firs crack (13,5–14,2 N) and in-situ fletting until template (61,9–64,4 N). There was not observed complete flatting of coatings up to stress 90 H, that showed about its high adhesion strength. Developed nanostructured ceramic-metallic coatings are characterized by high heat-resisting quality up to temperature 800 °C. Исследованы физико-механические и трибологические свойства керамико-металлических покрытий TiN–Ni, полученных ионно-плазменным вакуумно-дуговым осаждением, Установлено, что их твердость (Н) растет с 23 до 54 ГПа при содержании Ni от 0 до 12 ат.%, и это определяется влиянием наноструктурирования нитридной составляющей покрытий. При этом коэффициенты НЕ–1 и Н3Е–2, характеризующие сопротивление материала упругой и пластической деформациям разрушения, достигают значений 0,104 и 0,567 ГПа соответственно. Дальнейшее возрастание концентрации никеля в покрытиях до 26 ат.% приводит к уменьшению Н до 23–25 ГПа, что связано с влиянием увеличивающегося количества мягкого пластичного металла и формированием заметной пористости в объеме покрытий. Коэффициент трения исследованных покрытий характеризуется значением 0,45, против 0,58 (для покрытия TiN) и 0,72 (для основы из твердого сплава). Установлен когезионный механизм разрушения наноструктурных покрытий TiN–Ni (СNi = 2,8÷12,0 ат.%) и определены критические нагрузки, характеризующие появление первой трещины (13,5–14,2 Н) и локальное истирание покрытия до подложки (61,9–64,4 Н). Полного истирания покрытий не происходит вплоть до нагрузки 90 Н, что говорит об их высокой адгезионной прочности. Разработанные наноструктурные керамико-металлические покрытия характеризуются высокой жаростойкостью до температуры 800 °С