Состав, структура и свойства нитридных вакуумно-дуговых покрытий для режущего инструмента, полученных из СВС-прессованных катодов в системах Ti-B-Al, Si и Ti-B-C-Al, Si тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.09, кандидат наук Алтухов, Сергей Игоревич

• Алтухов, Сергей Игоревич
• кандидат наук
• 2015

Оглавление диссертации кандидат наук Алтухов, Сергей Игоревич

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Вакуумные ионно-плазменные методы напыления покрытий

1.2. Методы получения многоэлементных катодов на основе титана

1.3 Получение, состав и свойства вакуумных ионно-плазменных покрытий на основе систем ТьВ-М и Т1-В-С-Ы

1.4 Краткая характеристика процессов СВС и

метода СВС-прессования

1.5 СВС-материалы, получаемые в системах Т1-В-(А1, 81)

и ТиВ-С-(А1, 80

2 Материалы, оборудование и методики исследования

2.1 Исходные порошки и шихтовые заготовки

2.2. Технологические основы процесса СВС-прессования

2.3 Технологическое оборудование и образцы

2.4 Методики исследования состава, структуры и свойств

3 Экспериментальное исследование процесса СВС-прессования

катодов для установки «Юнион»

3.1 Технологическая схема и параметры СВС-прессования катодов электродуговых испарителей

3.2 Экспериментальное исследование процесса СВС-прессования катодов системы ТьВ-А1

3.3 Экспериментальное исследование процесса СВС-прессования катодов системы ТьВ^

3.4 Экспериментальное исследование процесса СВС-прессования катодов системы ТьВ-А1-81

3.5 Экспериментальное исследование процесса СВС-прессования катодов системы ТьВ-С

3.6 Выводы по главе

4 Состав, структура и свойства вакуумно-дуговых покрытий, полученных из

СВС-прессованных катодов

4.1 Технологические параметры процесса нанесения вакуумно-дуговых покрытий

4.2 Состав, структура, механические и триботехнические

свойства покрытий системы Ti-B-Al-N

4.3 Состав, структура, механические и т триботехнические

свойства покрытий системы Ti-B-Si-N

4.4 Состав, структура, механические и триботехнические

свойства покрытий системы Ti-B-C-Al-N

4.5 Состав, структура, механические и триботехнические свойства покрытий системы Ti-B-Si-N, полученных

на установке «ННВ-6.6-И1»

4.6 Выводы по главе

5 Исследование эксплуатационных свойств режущего инструмента

с вакуумно-дуговыми покрытиями на основе системы Ti-B-Si-N

5.1 Исследование износостойкости токарных твердосплавных

пластин с вакуумно-дуговым покрытием системы Ti-B-Si-N

5.2. Исследование стойкости твердосплавных концевых фрез

с вакуумно-дуговым покрытием системы Ti-B-Si-N

5.3 Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Акты использования результатов диссертационной работы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Состав, структура и свойства нитридных вакуумно-дуговых покрытий для режущего инструмента, полученных из СВС-прессованных катодов в системах Ti-B-Al, Si и Ti-B-C-Al, Si»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы.

Производительность, качество и стоимость изготовления машиностроительных изделий в многом зависят от свойств применяемого режущего инструмента. При обработке деталей из современных жаропрочных сталей и сплавов, а также композиционных материалов расходы на режущий инструмент могут составлять до 45% общих затрат на механическую обработку деталей. Независимо от условий резания наиболее нагруженным является поверхностный слой, и в настоящее время для повышения ресурса инструмента осуществляют его поверхностное упрочнение, в том числе нанесение износостойких вакуумных ионно-плазменных покрытий. Наибольшее промышленное применение получили вакуумно-дуговые покрытия на основе нитрида титана TiN. Однако из-за окисления на воздухе и старения диапазон рабочих температур для покрытий из одноэлементного нитрида TiN не превышает 550 °С. Поэтому в нитрид титана вводят легирующие элементы и получают теплостойкие многоэлементные и/или композиционные покрытия. Наиболее эффективно введение в нитрид титана алюминия и кремния. При этом теплостойкость покрытий повышается до 800...900 °С. Кроме того, происходит измельчение кристаллитов и формирование наноструктурированных покрытий повышенной твердости и износостойкости.

В последнее время интенсивно разрабатываются упрочняющие нано-композитные покрытия. Они состоят как минимум из двух фаз с нанокри-сталлической и/или аморфной структурой и демонстрируют уникальные физико-механические и функциональные свойства. В этом направлении особый интерес представляют вакуумные иопно-плазмепные покрытия на основе химической системы Ti-B-N. В системе Ti-B-N не образуются тройные соединения и в равновесии находятся три фазы: диборид титана TiB2, нитрид титана TiN и нитрид бора BN. В результате соединения системы Ti-B-N образуют трехфазный композит, а в варианте вакуумного ионно-плазменного покрытия - нанокомпозит. Примерно такими же свойствами, как система Ti-

В-Ы, характеризуется система ТьВ-С. В этой системе в равновесии находятся бориды титана ИВ, Т1В2 и карбиды титана Т1СХ и бора В4С. Взаимная растворимость боридов и карбидов мала и они образуют различные по составу композиты. Введение в системы Тл-В-Ы и ТьВ-С-Ы алюминия и/или кремния позволяет существенно повысить теплостойкость покрытий. Несмотря на достигнутые успехи теоретического материаловедения в настоящее время имеются единичные примеры практического использования вакуумных ионно-плазменных покрытий систем ТьВ-Ы и ТьВ-С-Ы для упрочнения режущего инструмента. Несмотря на достигнутые успехи теоретического материаловедения в настоящее время имеются единичные примеры практического использования вакуумных ионно-плазменных покрытий систем П-В-М и ТьВ-С-И для упрочнения режущего инструмента.

Проблема получения многоэлементных вакуумно-дуговых покрытий связана с изготовлением также многоэлементпых катодов. Из-за низкой температуры плавления компонентов и большого объема микрокапельной фазы (МКФ) в плазме малоэффективно использование сплавных или составных катодов. Особенно это касается алюмосодержащих катодных материалов. Для уменьшения объема МКФ используют сложные и дорогостоящие устройства для магнитной сепарации плазмы. Уменьшению количества МКФ способствует увеличение температуры плавления материала катода. В этой связи актуальность приобретает разработка мпогоэлементных катодов на основе тугоплавких металлоподобных соединений титана и экономичных технологий их получения. В отличие от сплавных или составных катодов в таких катодах легирующие элементы присутствуют в виде тугоплавких фаз. Это обеспечивает существенное снижение содержания МКФ в покрытиях без сепарации плазмы.

Традиционные материалы из тугоплавких соединений получают, как правило, высокотемпературным спеканием или горячим прессованием, что требует сложного оборудования и больших энергозатрат. Этих недостатков не имеет самораспространяющийся высокотемпературный синтез (СВС). Процессы СВС

основаны на проведении химических сильно экзотермических реакций взаимодействия исходных реагентов в форме горения. Главное преимущество СВС заключается в минимальных энергозатратах. Совмещение СВС и последующее силовое компактирование горячих продуктов синтеза (метод СВС-прессования) позволяет получать в одну стадию практически беспористые материалы. Синтез в режиме горения происходит за 5.. Л 0 с, а длительность цикла СВС-прессования обычно составляет не более 10... 15 мин. Спекание инертных порошков в печах может длиться несколько часов. Высокая производительность, а также низкая энергоемкость и возможность синтезирования разнообразных по составу материалов определяют актуальность проведения исследований по получению мпогоэлементных катодов на основе систем Ть В-(А1, БО и Т1-В-С-(А1, 81) методом СВС-прессования.

В настоящее время СВС-материалы применяют для двух способов нанесения иоино-плазменных покрытий: магнетронное распыление и ваку-умно-дуговое испарение. При магнетронном способе осуществляют распыление твердого вещества (мишень) ионами ииертного газа. Вакуумно-дуговой способ основан на испарении и ионизации твердого вещества (катод) вакуумной дугой. Существенное различие физических процессов обуславливает различные закономерности формирования и свойства магнетронных и вакуумно-дуговых покрытий, получаемых из одного и того же материала мишени или катода.

Методом СВС-прессования невозможно получить мишени и катоды, имеющие водоохлаждаемую полость сложной формы. Поэтому применяют два технологических варианта. Первый вариант включает две стадии. Сначала СВС-прессованием получают заготовку простой, как правило, цилиидри-ческой формы, выполняют её механическую обработку и затем пайкой или диффузионной сваркой соединяют с металлическим водоохлаждаемым основанием. Во втором, одностадийном, варианте СВС катодного материала совмещают с напайкой горячих продуктов синтеза на металлическое основание с водоохлаждаемой полостью. Затем осуществляют механическую обработку

многослойной СВС-заготовки. Второй вариант намного эффективней, но в зависимости от используемой СВС-системы необходимо провести специальные исследования по уточнению технологических режимов напайки.

В ЫИТУ «МИСиС» предложен способ одностадийного СВС-прессования и выполнены исследования по получению этим методом мишеней в системах ТкВ-А1, Тл-В-Б! и Тл-В-А!^ для нанесения магнетронных покрытий и изучены их свойства. В СамГТУ методом одностадийного СВС-прессоваиия получены многослойные катоды в системах ТьС-А1 и Т1-С-А1-&1 и исследованы свойства соответствующих вакуумио-дуговых покрытий. Исследования по получению вакуумно-дуговых покрытий из СВС-катодов системы ТьВ-(А1,81), за исключением композиции расчетного состава ТлВ2-25% (масс) (ЫИТУ «МИСиС»), до настоящего времени не проводились.

Цель работы - получение и исследование состава, структуры и свойств нитридных вакуумно-дуговых покрытий, нанесенных из многоэлементных СВС-прессованных катодов в системах ТьВ и ТьВ-С легированных алюминием и/или кремнием.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие основные задачи:

1. Изучить влияние состава рабочего слоя в системах ТьВ-(А1, Э'О и Т1-В-С-(А1, 81) на технологические свойства многослойных катодов при их получении методом одностадийного СВС-прессования и механической обработке.

2. Апробировать СВС-прессованные катоды систем ТьВ-(А1, Э!) и ТьВ-С-(А1, Б!) для нанесения нитридных вакуумно-дуговых покрытий.

3. Исследовать состав, структуру, механические и трибологические свойства нитридных вакуумно-дуговых покрытий, полученных из СВС-прессованных катодов в системах ТьВ-(А1, 81) и ТьВ-С-(А1, 81).

4. Исследовать эксплуатационные свойства режущего инструмента, упрочненного наиболее твердым и износостойким среди рассмотренных вариантов вакуумно-дуговым покрытием.

Научная новизна.

1. Установлены закономерности влияния состава рабочего слоя в системах ТьВ-(А1, БО и Т1-В-С-(А1, БО на технологические свойства многослойных катодов при получении их методом одностадийного СВС-прессования и механической обработке. Определены расчетные составы рабочих слоев в системах ТьВ-А1, Тл-В^ и Т1-В-С-А1, обеспечивающие получение методом СВС-прессования бездефектных многослойных катодов.

2. Изучены морфология, состав, микроструктура, механические и трибо-логические свойства вакуумно-дуговых нитридных покрытий, полученных из СВС-катодов систем Т1-В-А1, ТьВ-81 и ТьВ-С-АК Несмотря на более высокий ток дуги, за счет высокой температуры плавления СВС-катодов содержание вредной микрокапельной фазы у новых покрытий в 2...6 раз меньше, чем у покрытия из нитрида титана ТТЫ.

3. Установлено, что вакуумно-дуговые покрытия системы ТьВ-А1-Н состоят из рентгепоаморфных фаз. Покрытия систем ТьВ-ЗьИ и ТьВ-С-А^ содержат кристаллическую фазу на основе кубического нитрида титана ТТЫ. Размер областей когерентного рассеяния в кристаллической фазе составляет 36-40 нм и находится в наноразмерном диапазоне.

Практическая значимость.

1. Методом одностадийного СВС-прессования получены бездефектные многослойные катоды с рабочим слоем в борсодержащих системах Т1-В-А1, Т1-В-81 и Т1-В-С-А1. Даны практические рекомендации по выбору базовых тугоплавких соединений титана при расчете состава рабочего слоя многослойных СВС-прессованных катодов в системах ТьВ-(А1,80 и Т1-В-С-(А1,81).

2. Использование многоэлементных СВС-катодов на основе систем Т1-В-А1, Тл-В-З! и Т1-В-С-А1 позволяет без магнитной сепарации плазменного потока получать нитридные вакуумно-дуговые покрытия с малым содержанием микрокапельной фазы.

3. Для получения из борсодержащих СВС-катодов износостойких вакуумно-дуговых покрытий с высокой прочностью адгезионной связи рекомендуется использовать установки с величиной ионного тока не менее 5 А. При ионном

травлении и очистке подложки ионами металлической плазмы вакуумно-дуговые покрытия системы Тл-В^ьИ могут успешно использоваться для упрочнения режущего инструмента различного назначения.

4. Полученные в системах Тл-В-А1, Тл-В^ и Т1-В-С-А1 СВС-прессованнные материалы расширяют номенклатуру мпогоэлементных катодных материалов вакуумно-дуговых испарителей.

Достоверность полученных результатов диссертационной работы подтверждается применением современного научного оборудования и аттестованных методик материаловедческих исследований, большим количеством экспериментальных данных с обработкой результатов методами математической статистики, сопоставлением полученных результатов с результатами других авторов.

На защиту выносятся:

1. Закономерности влияния состава рабочего слоя в системах Тл-В-(А1, 81) и Т1-В-С-(А1, 81) на технологические свойства при получении многослойных катодов методом одностадийного СВС-прессования и их механической обработке.

2. Результаты апробирования многоэлементных СВС-прессованных катодов на основе систем ТьВ-А1, Тл-В-81 и Т1-В-С-А1 для нанесения нитридных вакуумно-дуговых покрытий.

3. Результаты исследования морфологии, состава, микроструктуры, механических и трибологических свойств нитридных вакуумно-дуговых покрытий Тл-В-А1-К, ТьВ-ЗьЫ и ТьВ-С-А1-М, полученных из многоэлементных СВС-прессованных катодов.

4. Результаты исследования эксплуатационные свойства режущего инструмента, упрочненного вакуумно-дуговым покрытием системы ТЬ-В-З^ТМ.

Апробация работы.

Основные результаты и положения диссертации докладывались и обсуждались на следующих научных конференциях: Международный симпозиум по горению/взрыву (Калининград, 2011), Международная научно-техническая

конференция «Актуальные проблемы трибологии» (Самара, 2011), Международный симпозиум по СВС (Анависсос, Греция, 2011 г.), Всероссийская научно-техническая интернет-конференция с международным участием «Высокие технологии в машиностроении» (Самара, 2012, 2013 г.г.).

Работа выполнялась в рамках аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2009-2011 годы)» по проекту 5420 «Исследование и разработка научно-технологических основ получения нанокомпозитых покрытий на вакуумно-дуговых промышленных установках из многокомпонентных СВС-прессованных катодов» и тематического плана НИР СамГТУ (2012-2013 годы) по теме 504/12 «Исследование и разработка процессов вакуумно-дугового нанесения сверхтвердых нанокомпозитных покрытий повышенной износостойкости из борсодержащих СВС-прессованных катодов».

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 19 работ, в том числе 11 в изданиях, входящих в перечень рецензируемых журналов ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованных источников из 124 наименований. Диссертация изложена на 184 страницах машинописного текста и содержит 57 рисунков, 50 таблиц и 2 приложения на 2 листах.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Вакуумные ионно-плазменные методы напыления покрытий

Физические явления и особенности вакуумных ионно-плазменных методов напыления покрытий достаточно подробно изложены в монографиях [1-3]. Эти методы основаны на процессах испарения или распыления твердого вещества в вакууме с последующей его конденсацией на требуемой поверхности. Процесс вакуумного напыления состоит из трех основных стадий:

- создание потока напыляемых частиц;

- транспортировка напыляемых частиц к поверхности изделия;

- осаждение напыляемых частиц.

Для получения покрытий из тугоплавких соединений металлов и обеспечения высокой адгезионной и когезионной прочности необходима высокая кинетическая энергия потока частиц [1]. Кинетическая энергия нейтральных атомов и молекул, в отличие от ионов, не поддается регулировке. Поэтому для увеличения содержания ионной фазы поток частиц дополнительно обрабатывается в тлеющем разряде и магнитном поле. Движение положительно заряженного ионно-плазменного потока на напыляемую поверхность происходит за счет подачи на образец отрицательного потенциала смещения.

Применяют три способа превращения твердого вещества в поток напыляемых частиц: ионно-термическое испарение; ионное распыление и электродуговое испарение.

Ионно-термический метод заключается в создании потока напыляемых частиц в результате резистивного, электронно-лучевого или лазерного нагрева мишени. Из-за тепловой природы процесса степень ионизации продукта испарения практически равна нулю. Метод характеризуется низкой прочностью сцепления с основой, невысокой стабильностью свойств покрытия и необходимостью нагрева основы до температуры 0,3...0,5 температуры плавления покрытия [4]. В результате метод непригоден для получения туго-

плавких соединений (нитридов, карбидов и т.д.) и не нашел широкого применения в машиностроении.

Среди методов ионного распыления наибольшее распространение получило магнетронное распыление. Поток напыляемых частиц состоит в основном из нейтральных атомов, которые выбиваются из мишени бомбардировкой её поверхности ионами инертного газа. Поток ионов инертного газа образуется при возбуждении тлеющего разряда между мишенью (катод) и стенками вакуумной камеры (анод). При магнетронном распылении мишень имеет относительно низкую температуру. Материал мишени послойно переносится на подложку, и состав покрытия практически идентичен составу мишени. Если в рабочий инертный газ (аргон) добавлять реакционпоспособ-ные газы, то на подложках синтезируются различные химические соединения (метод реактивного магнетронного распыления). Особенностью магнетрон-ных системы является отсутствие бомбардировки подложки высокоэпергети-ческими вторичными электронами, являющимися источником дефектов в покрытии и нагрева подложек [3]. В результате подложка имеет сравнительно низкую температуру и магнетронные покрытия можно наносить на подложки из материалов с низкой теплостойкостью. К недостаткам метода можно отнести низкий энергетический КПД процесса, слабую степень ионизации напыляемого потока, а также относительно высокую стоимость оборудования. Поэтому системы магнетронно-ионного распыления нашли ограниченное применение для нанесения упрочняющих покрытий на режущий инструмент

[5].

Наибольшее применение в практике производства инструмента с покрытиями нашли системы вакуумно-дугового испарения катодов, получившие название «конденсация вещества из плазменной фазы с ионной бомбардировкой» или сокращенно КИБ [5]. Поток напыляемых частиц создается при испарении материалов катодными пятнами вакуумной дуги. Плотность мощности, выделяемой на поверхности катода, соответствует очень высокой температуре, при которой испаряемый материал практически полностью

ионизируется. При подаче в вакуумную камеру (анод) реакционноспособных газов получают различные покрытия на основе тугоплавких соединений.

Основное преимущество вакуумно-дуговых систем по сравнению с другими - существенно более простое аппаратурное оснащение, более высокая степень ионизации и отсутствие ограничений на скорость роста покрытий [1]. Кроме того, электродуговое испарение является высокопроизводительным и обеспечивает высокую адгезионную прочность покрытия с подложкой. Последнее достигается за счет очистки поверхности инструмента бомбардировкой ионами материала катода (ионная очистка).

Главный недостаток метода КИБ состоит в наличии в плазменном потоке большого количества микрокапельпой фазы (МКФ) из материала катода. После кристаллизации МКФ оказывается замурованной в покрытии и существенно снижает его свойства. Для уменьшения содержания МКФ вакуум-по-дуговые установки оснащают дополнительными узлами для сепарации плазмы, что приводит к усложнению и удорожанию оборудования [3]. При этом сепарация обеспечивает лишь более или менее уменьшение концентрации МКФ, но не решает проблему их полного удаления [2].

Получение многоэлементных вакуумно-дуговых покрытий требует осаждения на подложку многоэлементных потоков плазмы. В большинстве случаев синтез таких покрытий реализуется путем одновременного осаждения на подложку потоков напыляемых частиц от двух или нескольких катодов. Такие способы осаждения требуют дорогостоящего нестандартного оборудования. Поэтому интерес представляют исследования, в которых покрытия получают на традиционных установках с одним катодом, содержащим необходимые компоненты в нужном соотношении. Это составные катоды, катоды из сплавов или порошковые композиционные катоды. Следует отметить, что количество капельной фазы уменьшается при росте температуры плавления катодного материала [2]. Соответственно актуальной становится разработка многоэлементных катодов на основе металлоподобных тугоплавких соединений.

1.2. Методы получения многоэлементных катодов на основе титана

Формирование многоэлементных вакуумно-дуговых покрытий осуществляется из многоэлементных потоков плазмы. Такие потоки могут быть генерированы испарением нескольких раздельных одноэлементных катодов или одного многоэлементного катода [6, 7]. В первом варианте приходится использовать дорогостоящие многокатодные установки. Различие физических свойств раздельных катодов обуславливают различные технологические режимы испарения каждого катода и для получения требуемого состава плазмы необходимо провести трудоемкие исследования по подбору режимов испарения катодов, состава и давления реакционного газа. Кроме того, для нескольких одноэлементных катодов требуется автоматизированная система контроля и управления. Причем не всегда удается обеспечить однородность плазменных потоков, получаемых из разных катодов. Замена нескольких одноэлементных катодов одним многоэлементным катодом позволяет использовать более простое оборудование, намного упростить процедуру подбора технологических режимов, повысить однородность плазменного потока и, в конечном счете, свойства многоэлементных покрытий [7].

Практическое применение находят многоэлементные катоды трех видов: сплавные, составные и композиционные катоды, получаемые порошковыми технологиями [7]. Каждый вариант имеет свои достоинства и недостатки.

В качестве сплавных катодов используют высоколегированные титановые сплавы высокой чистоты или интерметаллиды титана. Высокая химическая активность титана, особенно при высоких температурах, резко усложняет технологию получения сплавных катодов. Так, плавку титановых сплавов или его интерметаллидов проводят в печах с инертной атмосферой или в вакууме. Причем для снижения химической ликвации в титановых сплавах используют двойной переплав [8]. Расплав титана активно взаимодействует со всеми известными огнеупорными материалами и вместо сравнительно дешевых керамических тиглей отливку осуществляют в более дорогие водоохла-

ждаемые изложницы. Из-за сильной ликвации и высокой хрупкости практически невозможно получить однородную структуру и механически обработать титановые сплавы с высоким содержанием алюминия и/или кремния [9].

По сравнению со сплавными катодами технология получения составных катодов намного проще. Составной катод выполнен в виде корпуса из основного материала катода (титана), в котором установлены вставки из других испаряемых материалов. Вставки выполняют методом запрессовки и нельзя использовать хрупкие материалы, в частности, кремний и бор. Составные катоды представляют собой макроскопически неоднородный по составу материал, состоящий из веществ с разной температурой плавления и скоростью испарения. Поэтому для составных катодов, как и для раздельных катодов, довольно сложно подобрать оптимальные режимы испарения. Так, образование катодных пятен на тугоплавком компоненте требует больших энергозатрат и катодные пятна сосредотачиваются в основном на поверхности легкоплавкого компонента [10]. В результате компоненты составных катодов испаряются с разной скоростью и сложно обеспечить стабильность химического состава многоэлементных покрытий.

Недостатков сплавных и составных катодов лишены композиционные катоды, полученные порошковыми технологиями. Порошковые технологии позволяют получать многоэлементные и многофазные материалы, которые невозможно получить сплавлением. В классической порошковой металлургии осуществляют высокотемпературное спекание или горячее прессование инертных порошков. Однако эти процессы требуют больших затрат электроэнергии и дорогостоящих печей с защитной атмосферой или вакуумом.

В последние годы для получения магнетропных мишеней и катодов электродуговых испарителей успешно применяется самораспространяющийся высокотемпературный синтез (СВС) в технологическом варианте силового СВС-прессования. Физико-химические и технологические основы процессов СВС и СВС-прессования будут рассмотрены в разделе 1.4.

Мишени магнетронных распылителей и катоды электродуговых испарителей имеют водоохлаждаемую донную часть сложной формы. СВС-прессованием не удается получить высокоплотпую мишень или катод нужной формы. Поэтому применяют два технологических варианта. Первый вариант включает две стадии. Сначала СВС-прессованием получают заготовку простой, как правило, плоской формы, выполняют её механическую обработку и затем пайкой или диффузионной сваркой соединяют с металлическим основанием сложной формы. Во втором, одностадийном, варианте СВС катодного материала совмещают с напайкой горячих продуктов синтеза на металлическое основание с водоохлаждаемой полостью. Затем осуществляют механическую обработку многослойной СВС-заготовки. Второй вариант намного эффективней, но в зависимости от используемой СВС-системы и материала металлического необходимо провести специальные исследования по уточнению технологических режимов напайки.

В настоящее время предложено два способа одностадийного СВС-прессования с напайкой продуктов синтеза на металлическое основание. В патенте [11] предложен способ соединения продуктов СВС с плоскими металлическими пластинами. Шихтовую заготовку в виде спрессованного брикета из экзотермической смеси порошков устанавливают на металлическую пластину. Между шихтовым брикетом и пластиной дополнительно размещают два инертных слоя: слой флюса и слой порошкового припоя. Многослойную заготовку помещают в реакционную пресс-форму, где последовательно проводят инициирование реакции СВС в шихтовой заготовке, синтез целевого материала в режиме горение и компактирование горячих продуктов синтеза внешним силовым воздействием. Под действием тепла, выделяющегося при горении экзотермического слоя, происходит расплавление флюса и припоя. Расплавленный припой диффундирует в продукты синтеза и подложку и соединяет их. За счет флюса происходит очистка поверхностей припаиваемых материалов от окисных пленок. При охлаждении до температуры затвердевания спая осуществляется соединение продуктов СВС с металличе-

ской пластиной. Способ [11] реализован при получении пуансонов для высадки колец. Производили напайку продуктов синтеза системы (Т1-2В) - 20% (масс) Бе на пластину из стали 45. Продукты СВС системы (ТьС) - 20% (масс) N1 напаивали на пластину из титанового сплава ВТ-3, а системы (Ть 2В) - 60% (масс) Т1 - на пластину из алюминиевого сплава АМГ-6. Магпе-тронные мишени или катоды электродуговых испарителей рассматриваемым способом не изготавливались.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Алтухов, Сергей Игоревич, 2015 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Барвинок, В.А. Физические основы и математическое моделирование процессов вакуумного ионно-плазменного напыления [Текст] / В.А.Барвинок, В.И. Богданович - М.: Машиностроение, 1999. - 309 с.

2. Григорьев, С.Н. Технология вакумно-плазменной обработки инструмента и деталей машин [Текст] / С.Н. Григорьев, H.A. Воронин -М.:«СТАНКИН», Янус-К, 2005. - 508 с.

3. Григорьев, С.Н. Нанесение покрытий и поверхностная модификация инструмента [Текст] / Григорьев С.Н., Волосова М.А. - М.: «СТАНКИН», Янус-К, 2007. - 324 с.

4. Барвинок, В.А. Управление напряженным состоянием и свойства плазменных покрытий [Текст] В.А.Барвинок - М.: Машиностроение, 1990. -384 с.

5. Табаков, В.П. Формирование износостойких ионно-плазменных покрытий режущего инструмента[Текст] / В.П.Табаков - М.: Машиностроение, 2008.-311 с.

6. Береснев, В.М. Покрытия на основе тугоплавких соединений, осаждаемых из потоков металлической плазмы вакуумной дуги [Текст] / В.М. Береснев, В.Т. Толок, В.И. Гриценко // Физическая инженерия поверхности. -2003.-Т. 1. -№ 3-4. - С. 237-257.

7. Решетняк, E.H. Синтез упрочняющих наноструктурных покрытий [Текст] / E.H. Решетняк, В.Е. Стрельницкий // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение. - 2008. - № 2. - С. 119-130.

8. Колачев, Б.А. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов [Текст] / Б.А. Колачев, В.А. Ливанов, В.И. Елагин. - М.: Металлургия, 1972. - 480 с.

9. Шулаев, В.М. Вакуумно-дуговое осаждение наноструктурных Ti-Si-N покрытий из многокомпонентной плазмы [Текст] / В.М. Шулаев, A.A. Ан-

дреев, В.А. Столбовой и др. // Физическая инженерия поверхности. - 2008. - Т. 6.-№ 1-2.-С. 105-113.

10. Левашов Е.А. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез перспективных керамических материалов для технологий осаждения функциональных наноструктурных покрытий [Текст] / Е.А. Левашов, В.В. Кур-баткина, Е.И. Пацера, Ю.С. Погожев, С.И. Рупасов, A.C. Рогачев // Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия. -2010. -№5. - С. 27-53.

11. Береснев, В.М. Исследование фрикционных свойств композиционных покрытий, полученных вакуумно-дуговым методом [Текст] / В.М. Береснев, А.И. Федоренко, В.И. Гриценко, Д.Л. Перлов // Физическая инженерия поверхности. - 2003. - Т. 1. - № 2. - С. 180-183.

12. Патент № 1785144 РФ. МПК B22F7/04, С22С1/04. Способ получения многослойных композиционных изделий [Текст] / Богатов Ю.В., Левашов Е.Л., Питюлин А.Н., Боровинская И.П., Мержанов А.Г. приоритет от 14.11.1990. Заявка 4882361/02. Опубл. 27.02.1995 г. Бюлл. № 26.

13. Левашов Е.А. Григорян. Влияние технологических параметров СВС-компактировнаия на состав, структуру и свойства функционально градиентных мишеней на основе TiB2 и TiN [Текст] / Е.А. Левашов, Д.В. Ларихин, Д.В. Штанский, A.C. Рогачев, A3.// Цветные металлы. - 2002. - № 5. - С. 4955.

14. Патент № 24119516 РФ. МПК B22F3/23. Устройство для получения двухслойных катодов электродугового испарителя реакционным спеканием под давлением [Текст] / Амосов А.П., Ермошкин A.A., Федотов А.Ф.; приоритет от 12.05.2009. Заявка 2009118002/02. Опубл. 27.05.2011 г. Бюлл. № 15.

15. Ермошкин А.А, СВС-прессовапие многокомпонентных катодов на основе систем Ti-C-Al и Ti-C-Al-Si для нанесения вакуумно-дуговых покрытий [Текст] // Канд. дисс.: Самара. -2012. - 180 с.

16. Мержанов, А.Г. Твердопламенное горение [Текст] / А.Г. Мержанов. - Черноголовка: ИСМАН, 2000. - 224 с.

17. Левашов Е.А. Физико-химические и технологические основы самораспространяющегося высокотемпературного синтеза [Текст] / Е.А. Левашов, А.С. Рогачев, В.И. Юхвид, И.П. Боровииская. -М.: Бином, 1999. - 176 с.

18. Левашов, Е.А. Перспективные материалы и технологии самораспространяющегося высокотемпературного синтеза [Текст] / Е.А. Левашов, А.С. Рогачев, В.В. Курбаткина, Ю.М. Максимов, В.И. Юхвид// М.: Изд. Дом МИ-СиС, 2011.-377 с.

19. Левашов, Е.А. Макрокинетика процессов горения СВС-смесей в системе Ti-Al-B. Фазо- и структурообразование компактных мишеней на основе диборида и алюминида титана для ионно-плазменного распыления [Текст] / Е.А. Левашов, Р.Г. Рахбари, А.Н. Иванов, Б.Р. Сенатулин.// Изв. вузов. Цветная металлургия. - 2000. - № 2. - С. 55-61.

20. Левашов, Е.А. Особенности горения смесей Ti-Si-B и формирования состава, структуры и свойств композиционных мишеней на основе TiB2 и Ti5Si3 [Текст] / Е.А.Левашов, Р.Г. Рахбари // Цветные металлы. - 2000. - № 2. -С. 77-84.

21. Левашов, Е.А. Получение композиционных мишеней в системе Ti-B-Si-Al методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза [Текст] / Е.А. Левашов, Б.Р. Сенатулин, A. Leyland, Matthews // Изв. вузов. Цветнаяметаллургия. - 2006. -№ 1. С. - 66-72.

22. Werner, Z. New types of multi-component hard coatings deposited by ARC PVD on steel pre-treated by pulsed plasma beams [Text] / Z. Werner, J. Stanislawski, J. Pukoszewski, E.A. Levashov, W.Szywczyk // Vacuum. 2003. V. 70. № 2-3.P. 263-267.

23. Амосов, А.П. Получение многокомпонентных СВС-прессованных катодов на основе тугоплавких соединений титана для нанесения вакуумно-дуговых покрытий [Текст] / А.П. Амосов, Е.И. Латухип, А.Ф. Федотов, А.А.Ермошкин, С.И. Алтухов // Изв. вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. - 2011. - № 1. - С. 46-51.

24. Амосов, А.П. СВС-прессование металлокерамических заготовок многокомпонентных катодов для нанесения ионно-плазменных покрытий [Текст] / А.П. Амосов, А.Ф. Федотов, А.А. Ермошкин, С.И. Алтухов, К.С. Сметании, Е.И. Латухин, В.Н. Лавро // Заготовительные производства в машиностроении. -2011. -№ 8. - С. 43-45.

25. Амосов, А.П. Получение и исследование свойств ионно-плазменных покрытий с использованием многокомпонентных СВС-прессованнных катодов на основе тугоплавких соединений титана [Текст] / А.П. Амосов, В.Н. Лавро, А.Ф. Федотов, С.И. Алтухов, А.А. Ермошкин // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2011. Т. 13. № 4 (3). Приложение. С. 16-18.

26. Федотов, А.Ф. Получение вакуумно-дуговых Ti-Al-N-покрытий с использованием многокомпонентных СВС-прессованных катодов [Текст] / А.Ф. Федотов, А.П. Амосов, А.А. Ермошкин, В.Н. Лавро, Е.И. Латухин, К.С. Сметанин, С.И. Алтухов // Изв. вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. - 2012. -№ 1. - С. 58-65.

27. Amosov, А. P. Producing Multicomponent SHS-Compacted Cathodes Based on Refractory Titanium Compounds for Vacuum-Arc Coatings [Text] / A. P. Amosov, E. I. Latukhin, A. F. Fedotov, A. A. Ermoshkin and S. I. Altukhov// Russian Journal of Non-Ferrous Metals, 2012, Vol. 53, No. 5, pp. 415-419.

28. Федотов, А.Ф. Наукоёмкая технология СВС-прессования многослойных порошковых заготовок сложного состава Ti-C-Al-(Si) для нанесения вакуумно-дуговых покрытий [Текст] / А.Ф. Федотов, А.П. Амосов, А.П. Ермошкин, Е.И. Латухин, В.Н. Лавро, С.И. Алтухов // Р1аукоёмкие технологии в машиностроении. 2013. № 1. С. 10-18.

29. Fedotov, A. F. Fabrication of Vacuum-Arc Ti-Al-N Coatings Using Multicomponent SI-IS compacted Cathodes [Text] / A. F. Fedotov, A. A. Ermoshkin, A. P. Amosov, V. N. Lavro, S. I. Altukhov, E. I. Latukhin, K. S. Smetanin // Russian Journal of Non-Ferrous Metals. 2013. Vol. 54. No. 6. PP. 548-554.

30. Андреев, A.A. Износостойкие вакуумно-дуговые покрытия на основе титана в инструментальном производстве [Текст] / A.A. Андреев, С.Н. Григорьев // СТИН (Станки Инструмент). - 2006. - №2. - С. 19-24.

31. Шулаев, В.М. Сверхтвердые наноструктурные покрытия в НИЦ ХФТИ [Текст] / В.М. Шулаев, A.A. Андреев // Физическая инженерия поверхности. - 2008. - Т. 6. - № 1-2. - С. 4-19.

32. Федотов, А.Ф. Получение вакуумно-дуговых Ti-Al-N-покрытий с использованием многокомпонентных СВС-прессованных катодов [Текст] / А.Ф. Федотов, А.П. Амосов, A.A. Ермошкин, В.Н. Лавро, Е.И. Латухин, К.С. Сметании, С.И. Алтухов // Известия ВУЗов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия.-2012.-№1 С. 58-65.

33. Ермошкин, A.A. Вакуумно-дуговые покрытия, полученные из многокомпонентных СВС-прессованных катодов системы Ti-C-Al-Si [Текст] / A.A. Ермошкин, А.Ф. Федотов, В.Н. Лавро, К.С. Сметании // 13-й Между-народная научно-практическая конференция «Технологии ремонта, восстановления и упрочнения деталей машин, механизмов, оборудования, инструмента и технологической оснастки от нано- до макроуровня», С.-Петербург, 2011, С. 122-127.

34. Амосов, А.П. Получение и исследование свойств ионно-плазменных покрытий с использованием многокомпонентных СВС-прессованных катодов на основе тугоплавких соединений титана [Текст] / А.П. Амосов, В.Н. Лавро, А.Ф.Федотов, С.И. Алтухов, A.A. Ермошкин // Известия Самарского научного центра РАН: Самара, 2011, №4(3) - Приложение, Т. 13, С.16-18.

35. Левашов, Е.А. Многофункциональные наноструктурированные пленки [Текст] / Е.А. Левашов, Д. В. Штанский // Успехи химии. - 2007. - Т. 76. -№ 5.-С. 501-509.

36. Погребняк, А.Д. Структура и свойства твердых и сверхтвердых нанокомпозитных покрытий [Текст] / А.Д. Погребняк, А.П. Шпак, H.A. Азарен-ков, В.М. Береснев // Успехи физических наук. 2009. - Т. 179. - № 1. - С. 3 5-64.

37. Андреев, А.А. Свойства, применение и особенности получения наноструктурных покрытий методами физического осаждения в вакууме [Текст] / А.А. Андреев, В.М. Шулаев, С.Н. Григорьев // Вестник машиностроения. - 2005. - № 9. - С. 38-42.

38. Левашов, Е.А. Многофункциональные наноструктурные покрытия: получение, структура и обеспечение единства измерений механических и три-бологических свойств [Текст] / Е.А. Левашов, Д.В. Штанский, Ф.В. Кирюхан-цев-Корнеев и др. // Деформация и разрушение материалов. 2009. № 112. С. 1936.

39. Veprek, S. A concept for the design of novel superhard coatings [Text] / S. Veprek, S. Reiprich // Thin Solid Films. 1995. V. 268. P. 64-71.

40. Береснев, В.М. Нанокристаллические и нанокомпозитные покрытия, структура, свойства [Текст] / В.М. Береснев, А.Д. Погребняк, И.А. Азарен-ков, В.И. Фареник, Г.В. Кирик // Физическая инженерия поверхности. - 2007. -Т. 5. -№ 1-2.-С. 4-27.

41. Андреев, А.А. Свойства, применение и особенности получения наноструктурных покрытий методами физического осаждения в вакууме [Текст] / А.А. Андреев, В.М. Шулаев, С.Н. Григорьев // Вестник машиностроения. - 2005. - №9. - С. 38-42.

42. Musil, J. Measurement of hardness of superhard films by microindentation [Text] / J. Musil, H. Zeman, F. Kunc, J. Vlcek // Materials Science and Engineering A. -2003. - V. 340.-Is. 1-2.-P. 281-285.

43. Losbichler, P. Non-reactively sputtered TiN and TiB2 films: influence of activation energy on film growth [Text] / Losbichler P., Mitterer C. //Surf. Coat. Techn. - 1997. - Vol. - 97. - P. 567-573.

44. Kelesoglu, E. Structure and properties of TiB2 based coatings prepared by unbalanced DC magnetron sputtering [Text] / Kelesoglu E., Mitterer C. //Surf, and Coat. Technol. - 1998. - Vol. 98, Issues 1-3. - P. 1483-1489.

45. Andrievski, R.A. Physical-mechanical and physical-chemical properties of thin nanostructured boride/nitride films [Text] / Andrievski R.A., Kalinnikov G.V. // Surf. Coat. Techn. 2001. - V. 142-144. - P. 573-578.

46. Mitterer, C. Microstructure and properties of nanocomposite Ti-B-N and Ti-B-C coatings [Text] / Mitterer C., Mayrhofer P.H., Beschliesser M., Losbichler P., Warbichler P., Hofer F., Gibson P., Gissler W., Hruby H., Musil J., Vlek J. //Surf, and Coat. Technol. - 1999. - Vol. 120-121. - P. 405-411.

47. Mayrhofer, P.H. Self - organized nanocolumnar structure in superhard TiB2 thin films [Text] / Mayrhofer P.H., Mitterer C., Wen J.G., Greene J.E., Petrov J. //Appl. Phys. Lett.-2005. - Vol. 86. - P. 131909-131923.

48. Kunc, F. Low stress superhard Ti-B films prepared magnetron sputtering [Text] / Kunc F., Musil J., Mayrhofer P.H., Mitterer F. //Surf. AndCoat. Techn. -2003.-Vol. 175.-P. 744-781.

49. Холлек, X. Двойные и тройные карбидные и нитридные системы переходных металлов. Справочник. [Текст] / X. Холлек. - М.: Металлургия, 1988.-319 с.

50. Knotek, О. Superhad Ti-B-C-N coatings [Text] / Knotek О., Breidenbach R., Jungblut F., Loffler F. //Surf, and Coat. Technol. - 1990. - Vol. 43. - P. 107-115.

51. Mitterer, C. Sputter deposition of ultrahard coatings within the system Ti-B-C-N [Text] / Mitterer C., Rauter M., Rtsdhamm P. //Surf, and Coat. Technol. -1990. - Vol. 41. Issue 3. - P. 351-363.

52. Karuna Purnapu Rupa, P. Structure and indentation behavior of nanocomposite Ti-B-N films [Text] / Karuna Purnapu Rupa P., Chakraborti P.C., Mishra S.K. //Thin Solid Films .-2014.-564.-P. 160-169.

53. Vyas, A. Mechanical and tribological properties of multicomponent Ti-B-C-N thin films with varied С contents [Text] / Vyas A., Lu Y.H., Shen Y.G. //Surf, and Coat. Technol. - 2010. - Vol. 204. - P. 1528-1534.

54. Karvankova, P. Superhard nc-TiN/a-BN/a-TiB2 and nc-MnN/a-metal nanocrystalline composite coatings [Text] / P. Karvankova // PhD Thesis, Tech. Univ. Munich 2003.

55. Junga, D.H. Deposition of Ti-B-N films by ICP assisted sputtering [Text] / Junga D.H ., Kima H., Leea G.R., Parka B., Leea J.J., Joob J.H. //Surf, and Coat. Technol.-2003.-Vol. 174-175.-P. 638-642.

56. Ott, R.D. Nanotribology and surface chemistry of reactively sputtered Ti-B-N hard coatings [Text] / Ott R.D., Ruby C., Pluang F., Weaver M.L., Barnard J.A. // Thin Solid Films . - 2000. - Vol. 377-378. - P. 602-606.

57. He, J.L. Improved anti-wear performance of nanostructured titanium boron nitride coatings [Text] / He J.L., Miyake S., Setsuhara Y. // Wear. 2001. - V. 249. - P. 498-502.

58. Pierson, J.F. Reactively sputtered Ti-B-N nanocomposite films: correlation between structure and optical properties [Text] / Pierson J.F., Tomasella E., Bau-era Ph. // Thin Solid Films . - 2002. - Vol. 408. - P. 26-32.

59. Lopez-Cartes, C. Characterization of nanostructured Ti-B-(N) coatings produced by direct current magnetron sputtering [Text] / Lopez-Cartes C., Martinez-Martinez D., Sanchez-Lopez J.C., Fernandez A., Garcia-Luis A., Brizuela M., Onate J.I.//Thin Solid Films .-2007.-Vol. 515.-P. 3590-3596.

60. Sanchez, C.M.T. Nitrogen incorporation into titanium diboride films deposited by dc magnetron sputtering: Structural modifications [Text] / Sanchez C.M.T., Fonseca-Filho H.D., Maia da Costa M.E.H., Freire F.L. Jr. // Thin Solid Films . - 2009. - Vol. 517. - P. 5683-5688.

61. Mayrhofer, P.H. Thermal induced self — hardening of nanocrystalline Ti-B-N films [Text] / Mayrhofer P.FI., Mitterer C., Wen J.G., Petrov. I , Greene J.E. //Appl. Phys. - 2006. - Vol. 100. - P. 44301-44308.

62. Lu, Y.H. Synthesis and thermal stability of nanocomposite nc-TiN/a-TiB2thin films [Text] / Lu Y.II.,Zhour Z.F., Sit P., Shen Y.G., Li K.Y., Chen II. // Acta metallurgica sinica (English lettrs).- 2005.- № 3,- P. 307-312.

63. Lu, Y.H. Investigation of nanostructure evolution and twinning of nano-crystallites in Ti-Bx-Ny nanocomposite thin films deposited by magnetron sputtering at low temperature by means of HRTEM and Monte Carlo simulations [Text] / Lu Y.H., Liu Z.-J., Shen Y.G., // Acta Materialia. - 2006. - Vol. 54. - P. 2897-2905.

64. Garcia-Gonzalez, L. Structure and mechanical properties of TiBN coatings fabricated by dc reactive sputtering technique [Text] / Garcia-Gonzalez L. Hernandez-Torres J., Garcia-Ramirez P.J., Martinez-Castillo J., Angel Sauceda a, Herre-ra-May a A.L., Espinoza-Beltra F.J. // Journal of Materials Processing Technology. -2007.-Vol. 186.-P. 362-366.

65. Штанский, Д.В. Структура и свойства покрытий Ti-B-N, Ti-Cr-B-(N) и Cr-B-(N), полученных магнетронным распылением мишеней, приготовленных методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза [Текст] / Д.В. Штанский. Ф.В. Кирюханцев-Корнеев. А.Н.Шевейко, И.А. Баш-кова, О.В.Малочкин, Е.А,Левашов, Н.Б.Дьяконова, И.В.Лясоцкий // Физика твердого тела. -2005. -Т. 47. - № 2. - С. 242-251.

66. Shtansky, D.V. Hard tribologica ITi-B-N, Ti-Cr-B-N, Ti-Si-B-NandTi-Al-Si-B-N coatings [Text] / Shtansky D.V., SheveikoA.N., PetrzhikM.I., Kiryukhantsev-KorneevF.V., LevashovE.A., Leyland A., Yerokhin A.L., Matthews A. //Surf. And Coat. Technol. - 2005. - Vol. 200. - P. 208-212.

67. Karvankova, P. Superhard nc-TiN/a-BN and nc-TiN/a-TiBx/a-BN coatings prepared by plasma CVD and PVD: a comparative study of their properties [Text] / Karvankova P., Veprek-Heijman M.G.J., Zindulka O. e. a. // Surf. Coat. Techn. 2003. - V. 163-164. - P. 149-156.

68. Neidhardt, J. Wear-resistant Ti-B-N nanocomposite coatings synthesized by reactive cathodic arc evaporation [Text] / J. Neidhardt, Z. Czigany, B. Sar-tory, R. Tessadri, C. Mitterer //Int. Journal of Refractory Metals & Hard Materials -2010.-Vol. 28.-P. 23-31.

69. Dobrzanski, L.A. Structure of TiBN coatings deposited onto cemented carbides and sialon tool ceramics [Text] / Dobrzanski L.A., Staszuk M., Konieczny

J., Kwaoeny W., Pawlyta M.//Archives of Materials Science and Engineering -2009. - Vol. 38. -Issue 1. - P. 48-54.

70. Dobrzanski, L.A. Properties of Ti(B,N) coatings deposited onto cemented carbides and sialon tool ceramics [Text] / Dobrzanski L.A., Staszuk M., Golombek K., Pancielejko M.//Archives of Materials Science and Engineering - 2010. — Vol. 41.-Issue 2.-P. 66-73.

71. Tampieri, A. On the oxidation behavior of monolithic TiB2and A1203-TiB2 and Si3N4-TiB2composites [Text] / A. Tampieri, E. Lindi, A. Bellosi // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. 38 (1992) 2657-2668

72. Kulpa, A. Oxidation of TiB2 Powders below 900 °C [Text] / A. Kulpa, T. Troczynski // Journal of American Ceramic Society. 79 (2) (1996) 518-520.

73. Morales-Hernandez, J. Structure and mechanical properties of (Ti,Al)(B,N) coatings fabricated by reactive DC magnetron sputtering [Text] / Morales-Hernandez J., Garcia-Gonzalez L., Munoz-Saldan J., Espinoza-Beltran F.J. //Vacuum-2004.-Vol. 76.-P. 161-164.

74. Baker, M.A. Evaluating the microstructure and performance of nano-composite PVD TiAlBN coatings [Text] / Baker M.A., Klose S., Rebholz C., Leyland A., Matthews A. // Surf. Coat. Techn. - 2002. - V. 151-152. - P. 338-343.

75. Raveh, A. Thermal stability of TiAlBN and TiN/TiCN coatings [Text] / Raveh A., Zukerman I., Shneck R.Z., Avni R., Fried I. // High Temperature Material Processes 2006. - V. 10. - P. 445-456.

76. Zulkifli, M. Rosli Effect of Grain Size on the Corrosion Behavior of TiAlBN Nanocomposite [Text] / Zulkifli M. Rosli, Wai Loon Kwan, Jariah M. Juoi, Nafarizal Nayan, Zainab Mahamudand Yusliza Yusuf // CoatingSolids and Structures (SAS). - 2012. - V. 10. - Issue 1. - P. 10-15., December 2012 10

77. Grancic, B. Effect of Si addition on mechanical properties and high temperature oxidation resistance of Ti-B-Si hard coatings [Text] / Grancic B., Mikula M., Roch T., Zeman P., Satrapinskyy L., Gregor M., Plecenik T., Dobrocka E., Hajovska Z., Micusik M., Satka A., Zahoran M., Plecenik A., Kus P. // Surf. CoatTechnol. 2014. V. 240. P. 48-54.

78. Панфилов, Ю.В. Повышение стойкости инструмента с помощью многокомпонентных наноструктурных тонкопленочных покрытий [Текст] / Ю.В.Панфилов, И.В.Гладышев, Е.А.Левашов, Д.В.Штанский,

A.Н.Шевейко//Справочник. Инженерный журнал. -2004. - № 4. - С. 40-42.

79. Kiryuhantsev-Korneev, P.V. Thermal Stability and Oxidation Resistance of Ti-B-N, Ti-Cr-N, Ti-Si-B-N and Ti-Al-Si-B-N Films [Text] / P.V. Kiryu-khantsev-Korneev, D.V. Shtansky, M.I. Petrzhika, E.A. Levashova, B.N. Mavrinb // Surf. Coat Technol. 2007. V. 201. P. 6143.

80. Cabibbo, S. Oxidation behaviour of nanostructured Ti-B-N based coatings [Text] / M. Cabibbo, S. Spigarelli // La Metallurgia Italiana.- 2011. V. 6.- P. 1722.

81. Самсонов, Г.В. Бориды [Текст] / Г.В. Самсонов, Т.И. Серебрякова,

B.А. Неронов - М.: Атомиздат, 1975. - 376 с.

82. Либенсон, Г.А. Производство порошковых изделий [Текст] / Г.А. Либенсон -М.: Металлургия, 1990. - 240 с.

83. Амосов, А.П. Порошковая технология самораспространяющегося высокотемпературного синтеза материалов [Текст] / А.П. Амосов, И.П. Боро-випская, А.Г. Мержанов. - М.: Машиностроение-1, 2007. - 567 с.

84. Мержанов, А.Г. Процессы горения и синтез материалов [Текст] / А.Г. Мержанов. - Черноголовка: ИСМАН, 1998. - 512 с.

85. Погожев, Ю.С. Дисперсноупрочненные наночастицами электродные материалы и покрытия на основе карбида титана [Текст] // Канд. дисс.: Москва.-2006. - 185 с.

86. Федотов, А.Ф. Моделирование процесса прессования порошковых материалов в условиях самораспространяющегося высокотемпературного синтеза [Текст] / А.Ф. Федотов, А.П. Амосов, В.П. Радченко. - М.: Машиностроение-!, 2005. - 282 с.

87. Штанский, Д.В. Применение композиционных СВС мишеней в технологии вакуумного осаждения наноструктурных пленок [Текст] / Д.В. Штанский, Е.А. Левашов, Ф.В. Кирюханцев и др. // Труды Всероссийской конферен-

ции «Процессы горения и взрыва в физикохимии и технологии неорганических материалов». Москва, 24-27 июня 2002 г. С. 522-526.

88. Merzhanov, A.G. Self-propagating high-temperature synthesis: Twenty years of search and findings [Text] / A.G.Merzhanov// Combustion and Plasma Synthesis of High-Temperature Materials. - N.Y.: VCH Publ. - 1990. - P. 1-53.

89. Мержанов, А.Г. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез:теория и практика [Текст] / А.Г. Мержанов// Черноголовка: Территория,

2001.-432 с.

90. Питюлин А.Н. СВС-компактирование твердосплавных материалов и изделий [Текст] / А.Н. Питюлин // М.: ЦНИИ информации и ТЭИ, 1990. - 72 с.

91. Коидзуми, К. Химия синтеза сжиганием [Текст] / К. Коидзуми. -М.:Мир. - 1998.-247 с.

92. Borisov, А.А. Self-propagating high-temperature synthesis of materials [Text] / A.A. Borisov, L. De Luka, A.G. Merzhanov. NewYork: Taylor&Francis,

2002.-337 p.

93. Богатов, Ю.В. Однородные и градиентные сплавы на основе карбида титана (структурообразование, свойства, СВС - технология) [Текст] // Авто-реф. канд. дисс.: Куйбышев. - 1988. - 19 с.

94. Епишин, K.JI. Закономерности и механизм физико - химических превращений при силовом СВС - компактировании [Текст] // Автореф. канд. дисс.: Черноголовка. - 1986. - 20 с.

95. Кванин, B.JI. Разработка процесса получения крупногабаритных твердосплавных изделий (КГИ) методом силового СВС - компакирования [Текст] // Автореф. канд. дисс.: Черноголовка. - 1994. - 26 с.

96. Питюлин, А.Н. СВС - прессование [Текст] / А.Н. Питюлин// Технология. Сервис. Оборудование, материалы, процессы. - 1988. - Вып. 1. - С. 34 -44

97. Питюлин, А.Н. Силовое компактирование в СВС - процессах [Текст] / А.Н. Питюлин // Самораспространяющийся высокотемпературный синтез: теория и практика. - Черноголовка: Территория. - 2001. - С. 333 - 353

98. Питюлин, А.Н. СВС - прессование инструментальных твердых сплавов и функционально - градиентных материалов [Текст] // Автореф. доктор. дисс.: Черноголовка. - 1996. - 43 с.

99. Щербаков, В.А. Макрокинетика самораспространяющегося высокотемпературного синтеза с участием жидкой фазы [Текст] // Автореф. доктор, дисс.: Черноголовка. - 1998. -49 с.

100. Боровинская, И.П. Некоторые химические аспекты силового СВС -компактирования [Текст] / И.П. Боровинская, В.И. Ратников, Г.А. Вишнякова // Инженерно - физический журнал. - 1992. - Т.63. -№ 5. - С. 517 - 524

101. Левашов, Е.А. Закономерности формирования структуры синтетических твердых инструментальных материалов в процессе СВС - компактирования [Текст] / Е.А. Левашов, Ю.В. Богатов, А.С. Рогачев, А.Н. Питюлин, И.П. Боровинская, А.Г. Мержанов // Инженерно - физический журнал. - 1992. -Т.63. -№ 5. - С. 558 -576.

102. Rogachev, A. S. Phase evolution in the Ti-Al-B and Ti-Al-C systems during combustion synthesis: Time resolved study by synchrotron radiation diffrac-tionanalysis [Text] / A. S. Rogachev, J.-C. Gachón, H. E. Grigoryan et al. // Journal of Materials Science - 2005. - V. 40. - P. 2689 - 2691.

103. Дриц, M.E. Свойства элементов. Справочник. [Текст] / М.Е.Дриц -M.: Металлургия, 1985. - 672 с.

104. Самсонов, Г.В. Силициды [Текст] / Г.В. Самсонов, Л.А. Дворина, Б.М. Рудь - М.: Металлургия, 1979. - 272 с.

105. Левашов Е.А. Разработка технологических процессов получения новых керамических и керамико-металлических материалов методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. - Диссертация в виде научного доклада на соискание ученой степени доктора технических наук. - М.: 1995.-97 с.

106. Shabalin, I.L. Vacuum SI-IS in systems with group IV transition metals for production of ceramic compositions [Text] / I.L. Shabalin, M.V. Luchka, L.I. Shabalin. //Physics and Chemistry of Solid State. -2007.-V. 8. -№ 1. - P. 159-175.

107. Горелик, С.С. Рентгенографический и электронно-оптический анализ [Текст] / С.С. Горелик, Ю.А. Скаков, Л.Н. Расторгуев - М.: МИСИС,1994. -328 с.

108. Ягодкин, Ю.Д. Применение электронной микроскопии и рентгено-структурного анализа для определения размеров структурных элементов вна-нокристаллических материалах [Текст] / Ю.Д. Ягодкин, С.В. Добаткин // «Заводская лаборатория. Диагностика материалов. - 2007. - Т.73. - №1 - С.38-49.

109. Федотов, А.Ф. Состав, структура и свойства многокомпонентных СВС-прессованных катодов системы Ti-C-Al и полученных из них вакуумно-дуговых покрытий [Текст] / А.Ф. Федотов, А.П. Амосов, А.А. Ермошкин, В.Н. Лавро, С.И. Алтухов, Е.И. Латухин, Д.М. Давыдов. // Упрочняющие технологии и покрытия. -2013.-№ 8.-С. 33-38.

110. Амосов, А.П. Исследование процесса СВС-прессования многокомпонентных катодов на основе систмеы Ti-B для нанесения вакуумно-дуговых покрытий [Текст] / Амосов А.П., Алтухов С.И., Ермошкин А.А., Сметанин К.С., Федотов А.Ф., Лавро В.Н., Латухин Е.И. // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. - 2011., - т. 13., - № 4. - С. 77-83.

111. Кирюханцев-Корнеев, Ф.В. Разработка твердых износостойких наноструктурных покрытий в системах Ti-Si-N, Ti-B-N, Cr-B-N, Ti-Cr-B-N [Текст] // Канд. дисс.: Москва. - 2004. - 170 с.

112. Краткий справочник паяльщика [Текст] / Под общ. ред. И.Е. Петру-нина. - М.: Машиностроение, 1991.- 224 с.

113. Fedotov, A. F. Composition, Structure, and Properties of SHS-Compacted Catodes of Ti-C-Al-Si System and Vacuum-Arc coatings Obtained from them [Text] /, A. F. Fedotov, A. P. Amosov, A. P. Ermoshkin x, V. N. Lavro, S. I. Altukhov, E. I. Latukhin, D.M. Davidov // Russian Journal of Non-Ferrous Metals. 2014. Vol. 55. No. 5. PP. 477-484.

114. Эмсли, Дж. Элементы [Текст] / Дж. Эмсли. - М.: Мир, 2003. - 256 с.

115. Деменок, А. О. Физико-химические методы выбора легирующих элементов для системы Al-Ti [Текст] / А. О.Деменок, А. А. Танеев // Ползунов-ский альманах. - 2011 .-№ 4. - С. 10-13.

116. Лякишев, Н.П. Диаграммы состояния двойных металлических систем [Текст] / Н.П.Лякишев Справочник: В 3 т.: / Под общей редакцией Н.П.Лякишева. — М.: Машиностроение, 1996. -992 е.: ил.

117. Wang, Х.Н. Layered Machinable and Electrically Conductive Ti2AlC and Ti3AlC2 Ceramics: a Review [Text] / X.H. Wang, Y.C. Zhou // J. Mater. Sci. Technol. - 2010. - V. 26. - № 5. - P. 385-416.

118. Кирюханцев-Корнеев, Ф.В. Наноструктурные покрытия Ti-Cr-B-N и Ti-Cr-Si-C-N для твердосплавного режущего инструмента [Текст] / Ф.В.Кирюханцев-Корнеев, А.Н. Шевейко, В.А. Комаров и др. // Изв. вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2010. № 2. С. 39-47.

119. Шулаев, В.М. Сопоставление характеристик вакуумно-дуговых наноструктурных TiN покрытий, осаждаемых при подаче на подложку высоковольтных импульсов [Текст] / В.М. Шулаев, А.А. Андреев, В.Ф. Горбань, В.А. Столбовой // Физическая инженерия поверхности. - 2007. - Т. 5. - № 1-2. - С. 94-97.

120. I-Isu С.Н. Filter effects on the wear and corrosion behaviors of arc deposited (Ti,Al)N coatings for application on coldwork tool steel [Text] / Hsu C.H., Lee C.C., Ho W.Y. //Thin Solid Films. - 2008. - Vol. 516. - P. 4826-4828.

121. Горбань, В.Ф. Влияние состава и пористости спеченных титановых наноламинатов-композитов на механические свойства при комнатной температуре [Текст] / В.Ф. Горбань, А. Н. Демидик, И. И. Иванова и др. // Электронная микроскопия и прочность материалов. Сб. научных трудов. - 2008. - Вып. 15. -С. 89-98.

122. Рид С.Дж.Б. Электронно-зондовый микроанализ и растровая электронная микроскопия в геологии [Текст] / Рид С.Дж.Б. . - М.: Техносфера, 2008.-232 с.

123. Верещака, А. С. Работоспособность режущего инструмента с износостойкими покрытиями [Текст] / А.С.Верещака - М.: Машиностроение, 1993. — 336 с.

124. Даниленко, Б.Д. Исследование процесса наростообразования при точении стали быстрорежущими фасонными резцами [Текст] / Авторы: Б.Д. Даниленко , Л.Р. Юренкова // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. -2014. -№ 2. - С. 77-80.

ПРИЛОЖЕНИЕ Акты использования материалов диссертационной работы

Настоящим актом прдтверждается, что результаты диссертационной работы исиользовались в учебном процессе кафедры «Металловедение, порошковая металлургия, наноматериалы» факультета машиностроении, металлургии и транспорта Самарского государственного технического университета.

Материалы диссертационной работы использовались при подготовке бакалавров и магистров по направлению 150600 «Материаловедение и технология новых материалов» в дисциплинах «Обработка давлением композиционных и порошковых материалов» и «Вакуумио-нлазмспные иокрытия», а также для выполнения курсовых и дипломных работ.

20! 5г.

АКТ

использования материалов диссертационной работы АЛТУХОВА Сергея Игоревича и учебном процессе

И.о. декана факультета машиностроения металлургии и транспорта СамГТУ, д.т.н., доцент

Зав. кафедрой «Металловедение, порошковая металлургия, наноматериалы» д.ф.-м.н., профессор

УТВЕРЖДАЮ

по научной работе |10 СпмГТУ.

fgGGOD

Йрз 3

Ненашев

-

2015 г.

АКТ

Использования материала» диссертационной работы АЛТУХОВА Сергея Игоревича

Настоящим актом подтверждается, в 2011-2013 г. г. на производственных площадях Инженерного центра СВС на учебно-опытной базе Самарского государственного технического университета «Петра-Дубрава» произведено внедрение процесса изготовления заготовок многослойных многокомпонентных СВС-прессованных катодов вакуумно-дуговых испарителей,

В соответствии с разработанными технологическими основами были изготовлены СВС-прессовдшые катоды систем Т1-В-А1, *П-В-83 и ТьВ-С-Л1.

Процесс изготовления СВС-прсссовапных катодов предусматривает использование существующего технологического оборудования, установленного о здании № I УОБ «Петра-Дубрава»,

Для прессования заготовок катодов была изготовлена специализированная пресс-форма-реактор. СВС-прессовяние осуществляли на специализированном гидравлическом прессе модели Д-1932 с максимальным усилием прессования 1600кН.

Внедрение технологических основ обеспечивают возможность организации опытного участка по производству заготовок многослоПных многокомпонентных СВС-пресошшиых катодов па площади УОБ СамГГУ «Петра-Дубрава».

Директор МЦ СВС, д.ф.-м.и., профессор % ; АхШД^ А.П.Амосов

Заведующий УОБ «Петра-Дубравам, д.т.н^ А.Р. Самборук