Оптимизация упрочняющих покрытий. МИСИС исследует поведение твердых сплавов

Исследователи Университета МИСИС провели сравнительный анализ упрочняющих покрытий для различных твердых сплавов, выявив наиболее оптимальные варианты для конкретных производственных задач. Эти покрытия могут существенно увеличить срок службы и производительность высокопрочных и износостойких режущих инструментов в металлообработке и машиностроении.

Поверхностное упрочнение твердых сплавов позволяет увеличить их срок службы и снизить затраты на замену и техническое обслуживание. При этом важным фактором является выбор подходящего покрытия для конкретного сплава. Для решения этой задачи исследователи НИТУ МИСИС сравнили свойства покрытий, нанесенных на два распространенных типа твердых сплавов: ВК10, используемый для обработки титана и жаропрочных сплавов, и Т14К8, применяемый для обработки углеродистых и легированных сталей.

Покрытия наносились методом ионно-плазменного вакуумно-дугового напыления arc-PVD, при котором материал конденсируется на подложке, образуя тонкую пленку.

«Значения твердости, адгезии с подложкой и износостойкости зависят от природы основы, на которую осаждены покрытия. Например, для покрытий на подложках из сплава Т14К8 зафиксированы наиболее высокие значения сжимающих макронапряжений, что улучшает износостойкость и сцепление с основой».

• Игорь Блинков, доктор технических наук, профессор кафедры функциональных наносистем и высокотемпературных материалов НИТУ МИСИС

Испытания показали, что многокомпонентные покрытия (Mo–Ti–Ni–Si–Al–N), нанесенные на подложки из твердых сплавов ВК10 и Т14К8, имеют значительные различия в механических свойствах. Твердость покрытия на подложках Т14К8 выше на 24%, а прочность сцепления больше на 16%. Результаты исследования опубликованы в журнале «Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия».

«Мы показали, что между природой подложки и свойствами упрочняющих покрытий существует функциональная связь. Эти результаты важны для оптимизации выбора покрытий под конкретные типы твердых сплавов».

• Дмитрий Белов, кандидат технических наук, инженер кафедры функциональных наносистем и высокотемпературных материалов НИТУ МИСИС

Работа была выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда. В дальнейшем планируется расширить исследования, включив в них более широкий диапазон составов покрытий и различных материалов подложек. К исследованию уже проявил интерес «КУРГАНМАШЗАВОД», что подчеркивает актуальность и прикладное значение полученных данных.