Введение
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1. ПОКРЫТИЯ НА ОСНОВЕ НИТРИДА ТИТАНА 5
1.2. СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ПОКРЫТИЙ TiN 5
1.3. МЕТОДЫ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ НА ОСНОВЕ НИТРИДА
ТИТАНА 7
1.4. ТЕХНОЛОГИЯ НАНЕСЕНИЯ ВОЗДУШНО-ПЛАЗМЕННЫХ
ПОКРЫТИЙ 8
1.5. ТРИБОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОКРЫТИЙ TiN 14
1.6. ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ ОЛОВА 15
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ 20
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 27
3.1. ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И ФАЗОВОГО СОСТАВА ПОКРЫТИЙ НА ОСНОВЕ TiN-Sn 27
3.2 ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ПОКРЫТИЙ НА ОСНОВЕ
TiN-Sn В УСЛОВИЯХ СУХОГО ТРЕНИЯ 36
ВЫВОДЫ 45
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 46
В последние десятилетия все большую популярность приобретают многослойные и многокомпонентные покрытия, которые позволяют решать сразу несколько функциональных задач таких, как повышение износостойкости в комбинации с коррозионной стойкостью, улучшение механических характеристик, твердости поверхности и др. Комбинация покрытий, содержащих в своем составе сразу твердую износостойкую фазу с включениями мягкой, выступающей в качестве смазки при трении, позволяет создавать новые перспективные с точки зрения трибологии материалы, работающие без внесения дополнительной смазки в области фрикционного контакта. Так, широко известные и используемые покрытия на основе нитридов титана зарекомендовавшие себя, как износостойкие защитные покрытия, позволяющие существенно увеличивать срок службы деталей и готовых изделий могут использоваться для создания таких композиционных покрытий. Добавление в состав покрытий на основе нитрида титана олова, которое будет выступать в качестве смазки при трении, позволит обеспечить низкие значения коэффициента трения и высокую износостойкость. Однако, для достижения указанных свойств необходимо обеспечения равномерного распределения олово содержащей фазы.
Особым классом методов нанесения покрытий на воздухе являются методы газотермического напыления (газопламенное напыление, высокоскоростное газопламенное напыление и др.), позволяющие создавать на поверхности металлов покрытия разнообразного состава посредством порошковых материалов, которые в процессе обработки подвергаются воздействию высоких температур при переносе потоком смеси газов на напыляемую поверхность. Описываемая технология широко применяется для нанесения твердосплавных покрытий и служит хорошей альтернативой химико-термическим и гальваническим методам обработки.
В рамках представляемой работы были проведены исследования по изучению влияния структурно-фазового состояния на трибологические свойства многокомпонентных покрытий системы TiN-Sn, нанесённых воздушно-плазменным методом при различных режимах.
1. Микроструктура покрытий независимо от режима нанесения представлена многослойной структурой с наличием небольшого количества дефектов (трещины, поры, крупные частицы титана, полностью не про азотированных). Основными фазами покрытия являются нитрид титана и олово.
2. Анализ зависимости изменения коэффициента трения от пути трения, а также морфологии поверхности дорожки трения показал, что разрушение покрытий не наступает в исследуемых условиях испытаний для всех режимов нанесения. При этом основным механизмом изнашивания является абразивный в комбинации с адгезионным.
3. Стоит отметить, что значения коэффициента трения в режиме нормального износа для покрытий, нанесенных с расстояния 160 мм р = 0,016, существенно меньше, чем с расстояния 80мм р = 0,028.
4. Результаты исследований трибологических характеристик показали, что наименьший показатель фактора износа для контртела и образца, что говорит о наибольшей износостойкости, наблюдается для фрикционной пары образец с покрытием 50%TiN-50%Sn (160 мм) и корундовый шарик - 9,0*10-6 мм3/Нм и 1,5*10-6 мм3/Нм, соответственно.
