Исследование стабильности свойств наноструктурных покрытий на нано- и микроуровне

Романюк С. П.

doi:10.37700/ts.2019.17.83-91

Романюк С. П. Харьковский национальный технический университет сельского хозяйства имени Петра Василенко

DOI: https://doi.org/10.37700/ts.2019.17.83-91

Ключевые слова: керамическое покрытие, структура, неоднородность, нанотвердость, стабильность свойств

Аннотация

В работе исследовали упаковочные ножи из высоколегированной стали марки X205Cr12KU, используемые в машинах типа MC1DT-T (MC Automations, Италия). Предложен способ повышения износостойкости поверхностного рабочего слоя инструмента упрочняющим наноструктурным керамическим покрытием ZrО₂, полученным вакуумно-дуговым методом. Выполнены комплексные исследования структуры и
механических свойств покрытия ZrО₂. Для анализа фазового и химического состава, морфологии поверхности, микроструктуры и нанотвердости покрытий применялся рентгенофлуоресцентный анализ (XRF), рентгеноструктурный анализ (XRD), сканирующая электронная микроскопия (SEM) с микроанализом (EDS), метод наноиндентирования. Изучены особенности распределения компонентов в покрытии при рекомендуемых параметрах обработки. Проведены исследования стабильности свойств наноструктурного покрытия ZrО₂ на нано- и микроуровне.
Измерения микротвердости покрытия ZrО₂ были проведены при разных нагрузках индентора: 0,245; 0,490; 0,98 N. Степень вертикальной и горизонтальной неоднородности оценивали по анизотропии свойств. Выявлена анизотропия свойств при нагрузке 0,245 N, которая связана с локальной неоднородностью в распределении компонентов подложки.
Максимальная нанотвердость покрытия ZrО₂ составила 13,78 ГПа с отклонениями полученных данных до 4,75 %. Высокий уровень нанотвердости упрочняющего покрытия ZrО₂ позволил повысить износостойкость поверхностного рабочего слоя в процессе эксплуатации и увеличить время между перезатачиванием инструмента.