Дослідження стабільності властивостей наноструктурних покриттів на нано- та мікрорівні

Анотація

В роботі досліджували пакувальні ножі з високолегованої сталі марки X205Cr12KU, які використовуються в машинах типу MC1DT-T (MC Automations, Італія). Запропоновано спосіб підвищення зносостійкості поверхневого робочого шару інструменту зміцнюючим наноструктурним керамічним
покриттям ZrО₂, отриманим вакуумно-дуговим методом.
Виконано комплексні дослідження структури і механічних властивостей покриття ZrО₂. Для аналізу фазового і хімічного складу, морфології поверхні, мікроструктури і нанотвердості покриттів застосовувався рентгенофлуоресцентний аналіз (XRF), рентгеноструктурний аналіз (XRD), скануюча електронна мікроскопія (SEM) з мікроаналізом (EDS), метод наноіндентування. Вивчені особливості розподілу компонентів в покритті
при рекомендованих параметрах обробки.
Проведено дослідження стабільності властивостей наноструктурного покриття ZrО₂ на нано- та мікрорівні.
Вимірювання мікротвердості покриття ZrО₂ були проведені при різних навантаженнях индентора: 0,245; 0,490; 0,98 N. Виявлена анізотропія властивостей при навантаженні 0,245 N, яка пов'язана з локальною неоднорідністю в розподілі компонентів металу інструмента. Максимальна нанотвердість покриття ZrО₂ склала 13,78 ГПа з відхиленнями отриманих даних до 4,75%. Високий рівень нанотвердості зміцнюючого покриття ZrО₂ дозволив підвищити зносостійкість поверхневого робочого шару в процесі експлуатації і збільшити час між перезаточуванням інструменту.