Формирование и свойства АПУ/TiN покрытий на твердом сплаве

Abstract

В данной работе двухслойные покрытия из алмазоподобного углерода и нитрида титана (АПУ/TiN) были получены на фрезерных дереворежущих ножах из твердого сплава карбида вольфрама (WC – 3 мас.% Co) методом катодного вакуумно-дугового осаждения из паровой фазы (КИБ) и импульсным методом КИБ с графитовым катодом для осаждения слоев TiN и углерода, соответственно. С помощью методов сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (ЭДС), рентгеноструктурного анализа (РСА) и метода микроиндентирования были изучены структурно-механические свойства полученных покрытий, такие как, микроструктура, элементный, фазовый состав и микротвердость. АПУ/TiN покрытия состоят из двух отдельных слоев АПУ (верхний) и TiN (нижний). Верхний АПУ слой не смешивался с нижним TiN слоем. Измеренная толщина верхнего АПУ слоя составила ~198 нм, а толщина TiN слоя – ~2.39-2.75 мкм, при общей толщине покрытия ~2.59-2.95 мкм. Полученные покрытия характеризовались отдельными фазами γ-TiN, α-Ti, графита и синтетического алмаза. Показано, что АПУ/TiN покрытия обладают высокой твердостью 38.7-40.4 ГПа, что позволяет увеличить срок службы дереворежущего инструмента.