аявність нанофаз в покриття можна дізнатися за графіком залежності значення твердості від глибини впровадження індентора при вимірюванні методом динамічного наноіндентування.
3.6 Технологія нанесення покриттів
Перший етап це підготовка інструментів до обробки. Інструменти очищається етиловим спиртом або бензином для того щоб прибрати жирні сліди і бруд, в разі необхідності робоча поверхня полірується.
Далі інструмент завішувати на підвіски (гачки) вращателя, який заздалегідь очищається від металевої бруду, і після цього дверцята вакуумної камери закривається. Включається установка. Відкривається кран з охолоджувальною водою. Знімається сигнал блокувань. Закривається клапан для входу повітря. Включається форвакуумний насос. Далі відкривається клапан відкачування дифузійного насоса. Включається нагрівач діфнасоса. Закривається клапан відкачування діфнасоса, відкривається клапан байпасній магістралі. При досягненні мінімального залишкового тиску в камері закривається байпасна магістраль, відкривається форвакуумним відкачка з діфнасоса. Після закінчення 30-35 хв. з моменту включення нагрівача діфнасоса відкривається високовакуумний затвор і реєструється зміна вакууму на форвакуумной магістралі термопарним датчиком. При досягненні в форвакуумной магістралі тиску залишкового вакууму камери з байпасній відкачуванням, включається іонізаційна частина вакуумметра. За ионизационной частини реєструється темп набору вакууму в камері протягом 20 хвилин.
Далі охолоджуюча вода подається на камеру і на випаровувачі. Включається привод обертача і регулюється швидкість обертання. Наступний етап це іонна очищення. Опорна напруга ставимо на 600-1000 В і включаємо дугові випаровувачі. При інтенсивному бомбардуванню поверхня очищається і поступово нагрівається. Після того як температура інструменту дійде до 200 градусів припиняємо очистку. Опорної напруга ставимо на 250 В, в камеру пускаємо азот, регулюється тиск азоту, струм дуги і опорна напруга.
Отримання нанофаз монооксиду титану регулюється струмом дуги випарників і парціальним тиском кисню в реагуючому газі.
Після нанесення покриття установка вимикається. У вакуумі 20- 30 хв. інструменти охолоджуються і готові зразки виймаються з камери.
4. Результати експериментальних досліджень та їх обговорення
. 1 Дослідження впливу параметрів нанесення покриття на характеристики ріжучих інструментів
Основними параметрами іонно-плазмової обробки, істотно впливають на структуру і властивості покриттів системи титан-азот є: тиск реакційного газу (азоту), струм дуги, потенціал зсуву, температура підкладки, час обробки і геометрія розташування зразків у вакуумній камері. Тиск реакційного газу визначає, в першу чергу, формування складу одержуваних покриттів - елементного і фазового. Величина струму дуги впливає на вміст у іонно-плазмовому потоці, що виникає при ерозії титанового катода, кластерів, макро- і мікрочастинок крапельної фази. Від зміни потенціалу зміщення (опорного напруги) істотно залежить швидкість росту плівки. При цьому міняються мікроструктура, твердість і величина мікро- і макронапружень модифікованої іонно-плазмовими потоками поверхні. Температура конденсації також визначає мікроструктуру і величину залишкових напруг.
Процес формування покриття протікає у дві стадії. На першій до інструменту прикладається напруга близько 1,0-1,5 кВ при тиску у вакуумній камері близько 10 - 4 мм рт. ст. У результаті іонного бомбардування відбувається очищення, активація та розігрів поверхні інструменту. Оптимальна температура виробів при напиленні з погляду високих адгезійних властивостей покриття складає 200-700? С [26,27]. У той же час треба враховувати температуру відпустки підкладки, наприклад, для сталі 9ХФ вона становить 250 Про С. На другій стадії в камеру надходить реактивний газ, напруга на інструменті знижується до 200 В і відбувається власне процес осадження покриття за рахунок проходження плазмохимических реакцій.
З літературних джерел [28, 29, 30] відомо, що потенціал основи в межах 20-400В не впливає на основні фізико-механічні характеристики покриття, роблячи вплив тільки на товщину покриття. При опорних напругах до 20 і вище 400 В мікротвердість незначно знижується, тому оптимальне значення опорного напруги знаходиться в межах 20-400 В.
Збільшення струму розряду дуги призводить до збільшення товщини покриття, однак при зростанні струму понад 130 А знижується досконалість структури і різко підвищується кількість крапельної фази a -Ti, яка є причиною зниження міцності зчеплення підкладки з покриттям. При малої потужності розряду (струм дуги lt; 80-90 А) через зменшення коефіцієнта іонізації плаз...
