книги / Изучение функциональных свойств многослойных пленок на основе двух- и трехкомпонентных нитридов тугоплавких металлов и их соединений с легкоплавкими металлами и неметаллами

30.Каменева А.Л., Караваев Д.М., Каменева Д.В. Повышение износостойких и антифрикционных свойств пленок на основе TiN оптимизацией технологии электродугового испарения // Конструкции из композиционных материалов. 2012. № 2. С. 26–30.

31.Каменева А.Л., Караваев Д.М., Сошина Т.О. Выявление количественных соотношений трибологических свойств пленок ZrN с технологическими условиями их формирования методом магнетронного распыления // Вестник МГТУ. 2012. № 2. С. 46–49.

32.Каменева А.Л. Трибологические, физико-механические и коррозионные свойства пленок на основе ZrN в зависимости от технологических и температурных параметров процесса их формирования методом магнетронного распыления // Конструкции из композиционных материа-

лов. 2012. № 1. С. 51–56.

33.Каменева А.Л. Прогнозирование трибологических и физикомеханических свойств пленок по технологическим и температурным условиям их формирования методом магнетронного распыления // Высокие технологии в промышленности России: материалы XVI междунар. науч.-

техн. конф. М., 2011. С. 204–210.

34.Каменева А.Л. Изучение влияния технологических условий формирования пленок на основе ZrN методом магнетронного распыления на их структуру и свойства // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. 2009. № 4.

С. 40–46.

35.Анциферов В.Н., Каменева А.Л. Исследование структуры и свойств ионно-плазменных мультислойных покрытий на основе ZrN, Ti-Zr-N, Ti-B-Si-N // HighMatTech: тр. междунар. конф. Киев, 2007. С. 467.

36.Структура и свойства покрытий, полученных ионно-плазмен- ным напылением / А.М. Ханов, А.Л. Каменева, В.Ф. Маточкин, Л.А. Ташкинова // Вестник ПГТУ. Механика и технология материалов и конструк-

ций. 2000. № 3. С. 4–9.

37.Каменева А.Л. Структура и свойства покрытий, получаемых в условиях низкотемпературного плазменного синтеза на быстрорежущих сталях и твердых сплавах: дис. … канд. техн. наук / Перм. гос. техн. ун-т.

Пермь, 2002. 189 с.

38.Влияние покрытий ZrN, нанесенных магнетронным распылением, на коррозию сплава ВК8 / И.И. Замалетдинов, В.И. Кичигин, А.Л. Каменева, А.А. Онянов, А.Ю. Клочков // Коррозия: материалы, защита. 2011. № 10. С. 35–41.

151

39.Влияние покрытий ZrN на коррозионное поведение сплава ВК8 / И.И. Замалетдинов, В.И. Кичигин, А.Л. Каменева, А.А. Онянов, А.Ю. Клочков // Коррозия: материалы, защита. 2010. № 7. С. 34–43.

40.Каменева А.Л., Караваев Д.М. Улучшение трибологических характеристик пленок на основе ZrN путем оптимизации технологических условий процесса магнетронного распыления // Освоение минеральных ресурсов Севера: проблемы и решения: материалы 9-й междунар. науч.- практ. конф. Воркута, 2011. С. 289–293.

41.Каменева А.Л., Караваев Д.М., Каменева Д.В. Установление характера изменения износостойких и антифрикционных свойств пленок на основе ZrN в зависимости от технологических условий их формирования методом электродугового испарения // Инженерный журнал с приложе-

нием. 2012. № 5 (182). С. 15–19.

42.PalDey S., Deevi S.C. Single layer and multilayer wear resistant coatings of (Ti,Al) N: a review // Materials Science and Engineering. 2003. Vol. A342. Р. 58–79.

43.Arc plasma deposition of TiN/ZrN and TiN/ (Ti,Zr) N superlattice hard

coatings / M. Balaceanu, V. Braic, M. Braic, A. Manea, I. Tudor, A. Popescu, G. Pavelescu // 16th International sysposium on Plasma Chemistry. Taormina, Italy, June 22–27 2003.

44.Properties of titanium based hard coatings deposited by the cathodic arc method. Microchemical and microstructural characteristics / M. Balaceanu, M. Braic, D. Macovei, M. Genet, A. Manea, D. Pantelica, V. Braic, F. Negoita // Journal of Optoelectronics and Advanced Materials. 2002. № 4. Р. 107–114.

45.Combined Vacuum-Arc Deposition of Protective Coatings on Basis of Transition Metals Nitrides Solid Solution / V.V. Uglov, A.K. Kuleshov, V.M. Anishchik, V.V. Khodasevich, M.M.Danilionok, S.V. Zlotski. URL: http: //conferences-2008.hcei. tsc.ru/cat/proc_2008/cmm/491-494.pdf.

46.Табаков В.П. Многоэлементные нитридные покрытия режущего инструмента [Электронный ресурс]. URL: http: //www.nbuv.gov.ua/portal/natural/Rits/2008_75/articles/51.htm.

47.Новые материалы / В.Н. Анциферов, Ф.Ф. Бездудный, Л.Н. Белянчиков, С.Я. Бецофен, Г.Г. Бондаренко [и др.]. М.: Изд-во МИСИС, 2002. 736 с.

48.Каменева А.Л., Александров Д.В., Житковский В.Д. Влияние состава и технологии формирования на свойства и применение многофункциональных покрытий на основе ZrN, TiBSiN // Тонкие пленки в электронике: материалы XVI междунар. симп. М., 2004. С. 335–339.

152

49.Каменева А.Л., Замалетдинов И.И., Кичигин В.И. Коррозионная стойкость твердого сплава ВК8 с пленками на основе нитридов титана

ициркония // Коррозия: материалы, защита. 2013. № 1. С. 29–35.

50.Каменева А.Л., Замалетдинов И.И., Калабина Е.В. Повышение коррозионной стойкости режущего инструмента в горнодобывающей промышленности // Упрочняющие технологии и покрытия. 2010. № 5. С. 11–16.

51.Методы улучшения адгезионных свойств функциональных тонкопленочных покрытий / А.Л. Каменева, Е.А. Шестаков, С.М. Вдовин, Е.М. Трофимов // Молодежная наука Верхнекамья: материалы третьей регион. конф. / Березн. фил. ПГТУ. Березники, 2006. C. 66–70.

52.Изучение влияния подготовки модифицируемой поверхности перед процессом формирования наноструктурированного покрытия на величины адгезии и сплошности покрытия / А.Л. Каменева, Д.Ю. Демин, А.А. Журавлев, А.Н. Норин, Е.М. Трофимов // Молодежная наука Верхнекамья: материалы второй регион. конф. / Березн. фил. ПГТУ, Березни-

ки, 2005. С. 61–64.

53.Локтев Д., Ямашкин Е. Основные виды износостойких покрытий // Наноиндустрия. 2007. № 5. С. 24–30.

54.Береснев В.М. Влияние многокомпонентных и многослойных покрытий на процессы трения и износа // ФИП. 2004. Т. 2, № 4. С. 214–219.

55.Applied tool coating technology. URL: http: //www.star-su.com.

56.PLATIT. URL: http: //www.technopolice.ru/index.php/platit.html.

57.Буравихин В.А., Попов В.П., Горохов В.И. О причинах изменения температуры пленок в процессе конденсации их в вакууме // Физикохимическая обработка материалов. 1970. Т. 29, вып. 6. С. 1314–1316.

58.Microstructural design of hard coatings / P.H. Mayrhofer, C. Mitterer, L. Hultman, H. Clemens // Progress in Materials Science. 2006. Vol. 51. Р. 1032–1114.

59.Structure, mechanical and tribological properties of sputtered ti1xalxn coatings with 0.5≤x≤0.75 / K. Kutschej, P.H. Mayrhofer, M. Kathrein, P. Polcik, R. Tessadri, C. Mitterer // Surface and Coatings Technology. 2005. Vol. 200, № 7. P. 2358–2365.

60.Chu K., Shum P.W., Shen Y.G. Substrate bias effects on mechanical and tribological properties of substitutional solid solution (Ti, Al) N films prepared by reactive magnetron sputtering // Materials Science and Engineering: B. 2006. Vol. 131, № 1–3. Р. 62–71.

61.Influence of bilayer period and thickness ratio on the mechanical and tribological properties of CrSiN/TiAlN multilayer coatings / Meng-Ko Wu,

153

Jyh-Wei Lee, Yu-Chen Chan, Hsien-Wei Chen, Jenq-Gong Duh // Surface and Coatings Technology. 2011. Vol. 206, № 7. Р. 1886–1892.

62. Influence of substrate roughness on structure and mechanical property of TiAlN coating fabricated by cathodic arc evaporation / Ruo-xuan Huanga, Zheng-bing Qib, Peng Sunb, Zhou-cheng Wangb, Chong-hu Wuc // The Fourth International Conference on Surface and Interface Science and Engineering. 2011. Vol. 160–167. Р. 1875–1892.

63. Plasma Immersion Ion Charge State and Mass Spectrometer / A.I. Ryabchikov, I.A. Ryabchikov, I.B. Stepanov, D.O. Sivin, S.E. Eremin // Изв. вузов. Физика. 2006. № 8. С. 530–533.

64.Исследование фрикционных свойств композиционных покрытий, полученных вакуумно-дуговым методом / В.М. Береснев, А.И. Федоренко, В.И. Гриценко, Д.Л. Перлов // ФИП. 2003. Т. 1, № 2. С. 180–183.

65.Wen-Jun Chou. Processing and Properties of Metal Nitride Thin Films Deposited by PVD Methods: PhD thesis. The Republic of China: National Tsing Hua University, 1992. 177 с.

66.Dobrzañski L.A., Lukaszkowicz K. Mechanical properties of monolayer coatings deposited by PVD techniques // Materials Science and Engineering. 2007. Vol. 28, № 9. Р. 549–556.

67.Musil J. Hard and superhard nanocomposite coatings // Surf. Coat. Technol, 2000. Vol. 125. Р. 322–330.

68.Mechanical properties of nano-structured Ti-Si-N films syn-thesized by cathodic arc evaporation / Yang Sheng-Min, Chang Yin-Yu, Wang DaYung, Lin Dong-Yih, Wu WeiTe // Journal of Alloys and Compaunds. 2007. Vol. 440. P. 375–379.

69.Вакуумно-дуговые наноструктурные TiN покрытия / А.А. Андреев, С.Н. Григорьев, В.Ф. Горбань, В.А. Столбовой, В.М. Шулаев // Вестник МГТУ «СТАНКИН». 2010. № 3. С. 14–17.

70.Табаков В.П., Чихранов А.В. Износостойкие покрытия режущего инструмента, работающего в условиях непрерывного резания / Ульян. гос. техн. ун-т. Ульяновск, 2007. 255 с.

71.Табаков В.П., Езерский В.И. Повышение работоспособности режущего инструмента путем направленного изменения состава износостойкого покрытия // Вестник машиностроения. 1989. № 12. С. 43–46.

72.Табаков В.П., Рандин A.B. Влияние конструкции ионно-плаз- менных покрытий на величину остаточных напряжений и прочность сцепления с инструментальной основой // Фундаментальные и прикладные

154

проблемы технологии машиностроения: материалы междунар. науч.-техн. интернет-конф. Орел, 2002. С. 192–195.

73.Characteristics of Ti (C,N) and (Ti,Zr) N gradient PVD coatings deposited ontosinter / L.A. Dobrzański, M. Staszuk, M. Pawlyta, W. Kwaśny, M. Pancielejko // Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering. 2008. Vol. 31, № 2. Р. 629–634.

74.Эйзнер А.Б. Трибологические свойства вакуумно-плазменных покрытий (Ti,Zr) N, осажденных при различных значениях опорного на-

пряжения [Электронный ресурс]. URL: http: //rudocs.exdat.com/docs/index47361.html.

75.Циркин А.В. Новое износостойкое многослойное покрытие как способ многократного повышения стойкости торцовых фрез [Электрон-

ный ресурс]. URL: http: //www.sciteclibrary. ru/rus/catalog/pages/6069.html.

76.Thermal treatment effects on microstructure and mechanical properties of TiAlN thin films / A.E. Santana, A. Karimi, V.H. Derflinger, A. Schuёtze // Tribology Letters. 2004. Vol. 17, № 4. Р. 689–695.

77.Трибомеханические свойства и структура нанокомпозитных покры-

тий Ti1–xAlxN / В.П. Сергеев, М.В. Федорищева, А.В. Воронов, О.В. Сергеев, В.П. Яновский, С.Г. Псахье // Известия ТПУ. 2006. Т. 309, № 2. С. 149–153.

78. Musil J., Hrubý H. Superhard nanocomposite Ti1−xAlxN films prepared by magnetron sputtering // Thin Solid Films. 2000. Vol. 365, № 1. Р. 104–109.

79.Musil J., Vcek J. Магнетронное осаждение твердых нанокомпо-

зитных покрытий и их свойства // Surface and Coatings Technology. 2001. Vol. 142–144. Р. 557–566.

80.Structural and mechanical properties of titanium–aluminium–nitride films deposited by reactive close-field unbalanced magnetron sputtering / P.W. Shum, K.Y. Li, Z.F. Zhou, Y.G. Shen // Surface and Coatings Technology. 2004. Vol. 185, № 2–3. Р. 245–253.

81.Mechanical properties and machining performance of Ti1–xAlxN- coated cutting tools / A. Hörling, L. Hultman, M. Oden, J. Sjölen, L. Karlsson// Surface Coatings Technology. 2005. Vol. 191. Р. 384–392.

82.Structure and properties of Ti-Al-Y-N coatings deposited from filtered vacuum-arc plasma / V.A. Belous, V.V. Vasyliev, V.S. Goltvyanytsya, S.K. Goltvyanytsya, A.A. Luchaninov, E.N. Reshetnyak, V.E. Strel'nitskij, G.N. Tolmacheva, O. Danylina // Surface and Coatings Technology. 2011. Vol. 206. Р. 1720–1726.

155

83.Souto R.M., Alanyali H. Electrochemical characteristics of steel coated with TiN and TiAlN coatings // Corros. Sci. 2000. Vol. 42, № 12. P. 2201–2211.

84.An electrochemical impedance spectroscopy study of the corrosion behaviour of PVD coated steels in 0.5 N NaCl aqueous solution: Part I. Establishment of equivalent circuits for EIS data modelling / C. Liu, Q. Bi, A. Leyland, A. Matthews // Corros. Sci. 2003. Vol. 45. P. 1243–1256.

85.An electrochemical impedance spectroscopy study of the corrosion behaviour of PVD coated steels in 0.5 N NaCl aqueous solution: Part II. EIS interpretation of corrosion behaviour / C. Liu, Q. Bi, A. Leyland, A. Matthews // Corros. Sci. 2003. Vol. 45. P. 1257–1273.

86.Electrochemical behavior of single layer CrN, TiN, TiAlN coatings and nanolayered TiAlN/CrN multilayer coatings prepared by reactive direct current magnetron sputtering / V.K.W. Grips, H.C. Barshilia, V.E. Selvi [et al.] // Thin Solid Films. 2006. Vol. 514, № 1–2. Р. 204–211.

87.Каменева А.Л., Кичигин В.И., Сошина Т.О. Коррозионная стой-

кость покрытий на основе Ti1–хAlхN в растворе хлорида натрия // Коррозия: материалы, защита. 2014. № 10. С. 34–40.

88.Evaluation of corrosion performance of coated steel by the impedance technique / N. Pebere, Th. Picaud, M. Duprat, F. Dabosi // Corros. Sci. 1989. Vol. 29, № 9. Р. 1073–1086.

89.Kendig M.W., Scully J. Basic aspects of electrochemical impedance application for the life prediction of organic coatings on metals // Corrosion. 1990. Vol. 46, № 1. Р. 22–29.

90.Hu J.M., Zhang J.Q., Cao C.N. Determination of water uptake and diffusion of Cl– ion in epoxy primer on aluminium alloys in NaCl solution by electrochemical impedance spectroscopy // Progr. Org. Coat. 2003. Vol. 46. P. 273–279.

91.Chen J.G. Carbide and nitride overlayers on early transition metal surfaces: preparation, characterization, and reactivities // Chem. Rev. 1996. Vol. 96, № 4. Р. 1477–1498.

92.Perillo P.M. Corrosion behaviour of titanium nitride coating on titanium and zircaloy-4 // Amer. J. Mater. Sci. Appl. 2015. Vol. 3. P. 18–25.

93.Lasia A. Electrochemical Impedance Spectroscopy and its Applications. New York: Springer, 2014. 367 p.

94.Raistrick I.D. Impedance studies of porous electrodes // Electrochim. Acta. 1990. Vol. 35, № 10. Р. 1579–1586.

95.Structural and corrosion behaviour of stoichiometric and substoichiometric TiN thin films / L.A. Rocha, E. Ariza, J. Ferreira [et al.] // Surf. Coat. Technol. 2004. Vol. 180–181. P. 158–163.

156

96.Атеф Эль-Сайед Махмуд. Разработка ускоренных электрохимических методов коррозионного контроля и способов защиты от коррозии оборудования в нефтегазовой промышленности: авт. дис.... канд. техн. наук / РХТУ им. Д.И. Менделеева. М., 2008. 18 с.

97.Milošev I., Strehblow H.-H., Navinšek B. Oxidation of ternary TiZrN hard coatings studied by XPS // Surface and Interface Analysis. 1998. Vol. 26, № 4. Р. 242–248.

98.Каменева А.Л. Износостойкое и коррозионно-стойкое покрытие на основе TiC-(Ti,Zr)N-TiC для повышения стойкости режущего инстру-

мента в горнодобывающей промышленности // Народное хозяйство Республики Коми: науч.-техн. журн. / Воркут. горн. ин-т. Воркута, 2011.

Т. 20, № 1. С. 93–97.

157

Приложение 1

ОПТИМАЛЬНЫЕТЕХНОЛОГИИПОДГОТОВКИПОВЕРХНОСТИ ТИ, ПТИТЕСТОВЫХОБРАЗЦОВПЕРЕДОСАЖДЕНИЕМ МНОГОСЛОЙНЫХПЛЕНОК

Требуемое оборудование и расходные материалы на этапе механической обработки поверхности ТИ, ПТ и тестовых образцов перед осаждением МП:

–наждачные шкурки (разной зернистости);

–алмазная паста с разным содержанием алмазных порошков АСМ или АМ;

–ткань для полировки: фетр, бархат, тонкое сукно;

–протирочная ткань: бязь;

–перчатки х/б ГОСТ 1108–84;

–халат х/б ГОСТ 11622–73;

–часы;

–оптический микроскоп или микротвердомер ПМТ-3, оснащенный оптической системой;

–рабочий журнал.

Требуемое оборудование и расходные материалы на этапе химической очистки поверхности ТИ, ПТ и тестовых образцов перед осаждением МП:

–органические растворители:

–ацетон ч.д.а. ГОСТ 2603–79;

–бензин марки «Нефрас» С-50/170 ГОСТ 8505–80 или марки «Кало-

ша» ГОСТ 443–76, «Б-70» ГОСТ 1012–72;

–спирт этиловый ректификованный технический ГОСТ 9805–76;

–салфетки из отбеленной бязи ГОСТ 11680–76;

–перчатки х/б ГОСТ 1108–84;

–халат х/б ГОСТ 11622–73;

–часы;

–оптический микроскоп или микротвердомер ПМТ-3, оснащенный оптической системой;

–чистая металлическая закрывающаяся тара;

–рабочий журнал.

158

Требуемое оборудование и расходные материалы на этапе ультразвуковой очистки поверхности ТИ, ПТ и тестовых образцов перед осаждением МП:

– ультразвуковая установка «Кристалл-50» – для крупных ТИ и ПТ

иУЗУ-0,25 – для мелких ТИ и ПТ;

–пинцет медицинский ГОСТ 21241–71;

–щетка зубная ГОСТ 6388–74;

–перчатки х/б ГОСТ 1108–84;

–перчатки хирургические резиновые ГОСТ 3–75;

–салфетки из отбеленной бязи ГОСТ 11680–76;

–халат х/б ГОСТ 11622–73;

–бензин «Калоша» ГОСТ 443–76, «Б-70» ГОСТ 1012–72 или «Нефрас» С-50/170 ГОСТ 8505–80;

–ацетон ч.д.а. ГОСТ 2603–79;

–спирт этиловый ректификованный технический ГОСТ 9805–76;

–щелочной раствор;

–оптический микроскоп или микротвердомер ПМТ-3, оснащенный оптической системой;

–чистая металлическая закрывающаяся тара;

–часы;

–рабочий журнал.

Требуемое оборудование и расходные материалы на этапе очистки в тлеющем, магнетронном разрядах или ионной очистки поверхности ТИ, ПТ и тестовых образцов перед осаждением МП в вакуумной камере:

–вакуумная установка. Тип установки зависит от метода осаждения слоя пленки (приведены в табл. 2.1);

–аргон газообразный особой чистоты ГОСТ 10157–79;

–азот особой чистоты газообразный ГОСТ 9293–74;

–оптический микроскоп или микротвердомер ПМТ-3, оснащенный оптической системой;

–инфракрасный бесконтактный пирометр «Термикс»;

–часы;

–рабочий журнал.

1. Подготовка вакуумной установки к работе

1.1. Снять защитное стекло смотрового окна и удалить с его поверхности пленку, образовавшуюся после предыдущего технологического процесса. После механической обработки стекло протереть нефрасом, ацетоном и перед установкой в смотровое окно – бязью, смоченной в спирте.

159

1.2.Очистить вакуумную камеру и оснастку от пленки, образовавшуюся после предыдущего технологического процесса, и пропылесосить при полном отключении установки от питающей электрической сети.

Примечание. При обработке инструмента с вращением вокруг собственной оси, оправки, вставленные в гнезда стола, должны быть выполнены с минимальной площадью контакта (с максимальным тепловым сопротивлением для уменьшения теплопередачи от инструмента и оправок к столу). Для мелкоразмерного инструмента использовать бронзовую оснастку.

1.3.Проверить исправность системы водоохлаждения, визуально определив проток воды во всех линиях водоохлаждения.

1.4.Открыть баллоны с газами и установить редукторами необходимые расходы газов.

2. Этапы предварительной подготовки поверхности ТИ, ПТ

итестовых образцов

2.1.Этапы механической обработки поверхности ТИ, ПТ и тестового образца

2.1.1.Отшлифовать вручную поверхность ТИ, ПТ и тестового образца наждачными шкурками. Наждачную бумагу необходимо положить на плоскую поверхность (например, на стекло), соблюдать последовательность

иплавность перехода от грубозернистых к мелкозернистым шкуркам. Окончательный результат – идеально плоская поверхность тестового образца. После шлифования остатки абразива смыть водой.

2.1.2.Отполировать поверхность ТИ, ПТ и тестового образца для удаления мелких рисок. Нанести на ткань алмазную пасту и полировать поверхность тестового образца до тех пор, пока она не приобретет зеркальный блеск.

Примечание. Режущую поверхность ТИ и рабочую поверхность ПТ, обработанную в заводских условиях, не трогать. При необходимости локальной обработке подвергаются поверхности ТИ и ПТ, примыкающие

ких режущей и рабочей поверхностям.

2.1.3.Произвести контроль качества поверхности ТИ, ПТ и тестового образца. Контроль производится с помощью оптического микроскопа или микротвердомера ПМТ-3, оснащенного оптической системой.

Примечание. Перед тем как производить контроль качества, поверхности ТИ, ПТ и тестового образца протереть этиловым спиртом и просушить безворсовой бязью.

160