Технологическое обеспечение качества поверхностного слоя и точности прецизионных деталей машин при осаждении покрытия из плазмы вакуумно-дугового разряда тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.08, кандидат наук Ягафаров, Ильгиз Ирекович

• Ягафаров, Ильгиз Ирекович
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Ягафаров, Ильгиз Ирекович

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1 ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ОСАЖДЕНИЯ ПОКРЫТИЯ ИЗ ПЛАЗМЫ ВАКУУМНО-ДУГОВОГО РАЗРЯДА НА КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ И ТОЧНОСТЬ ДЕТАЛЕЙ МАШИН

1.1 Анализ факторов влияющих на качество деталей при осаждении покрытия из плазмы вакуумно-дугового разряда

1.2 Влияние параметров осаждения покрытия из плазмы вакуумно-дугового разряда на точность деталей машин

1.3 Влияние параметров осаждения покрытия из плазмы вакуумно-дугового разряда на шероховатость поверхности и микротвёрдость покрытия

1.4 Анализ моделей осаждения из плазмы вакуумно-дугового разряда

и программ для ЭВМ расчёта параметров покрытия

Выводы по главе 1

Глава 2 МЕТОДЫ И МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Анализ технических требований к высокоточным деталям с покрытиями

2.2 Подготовка образцов

2.3 Описание модернизированной установки ННВ 6.6-И 1 для плазменно-ассистированного осаждения покрытий

2.4 Методика исследования качества поверхностного слоя

2.5 Методика исследования точности размеров и формы деталей машин

Глава 3 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РОСТА ПОКРЫТИЯ, ОСАЖДАЕМОГО ИЗ ПЛАЗМЫ ВАКУУМНО-ДУГОВОГО РАЗРЯДА

3.1 Разработка модели роста покрытия

3.2 Описание детали

3.3 Описание движения детали

3.4 Описание модели затенения

3.5 Описание роста покрытия при осаждении из плазмы вакуумно-дугового разряда

Выводы по главе 3

Глава 4 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ОБЛАСТИ РАСПОЛОЖЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ НА КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ И ТОЧНОСТЬ ДЕТАЛЕЙ МАШИН

4.1 Исследование влияния осаждения покрытия из плазмы вакуумно-дугового разряда на точность деталей машин

4.1.1 Исследование влияния осаждения покрытия из плазмы вакуумно-дугового разряда на отклонение формы поперечного сечения цилиндрической поверхности

4.1.2 Исследование влияния области расположения деталей при осаждения покрытия из плазмы вакуумно-дугового разряда на точность

4.2 Влияние расположения тонкостенных образцов в вакуумной камере при осаждении покрытия на точность формы

4.3 Исследование влияния области расположения обрабатываемой поверхности на шероховатость поверхности и микротвёрдость покрытия, осаждаемого из плазмы вакуумно-дугового разряда

Выводы по главе 4

Глава 5 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ОСАЖДЕНИЯ ПОКРЫТИЯ ИЗ ПЛАЗМЫ ВАКУУМНО-ДУГОВОГО РАЗРЯДА НА ВЫСОКОТОЧНЫЕ ДЕТАЛИ

5.1 Модернизация установки ННВ 6.6-И1

5.2 Разработка технологических процессов осаждения покрытия из

плазмы вакуумно-дугового разряда на детали «Стакан» и «Цапфа»

5.3 Реализация разработанных технологических процессов осаждения покрытия на детали «Стакан» и «Цапфа» по разработанным

технологическим процессам

Выводы по главе 5

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение А. Копия актов о внедрении результатов

диссертационной работы

Приложение Б. Результаты проверки гипотезы о нормальности распределения

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Технологическое обеспечение качества поверхностного слоя и точности прецизионных деталей машин при осаждении покрытия из плазмы вакуумно-дугового разряда»

ВВЕДЕНИЕ

Работоспособность изделий из конструкционных материалов, во многом определяется структурным состоянием и свойствами поверхностного слоя [51, 62]. Применение титановых, высоколегированных и тугоплавких материалов не в полной мере обеспечивает повышение эксплуатационных свойств и ресурс высокоточных деталей [44], помимо этого, имеются технологические сложности в изготовлении деталей из таких материалов по причине их низкой обрабатываемости. Выходом из данной ситуации является упрочнение поверхностного слоя изделий. Одним из наиболее перспективных методов является осаждение упрочняющих износостойких покрытий [35, 106]. Использование покрытий позволяет сочетать свойства поверхностного слоя, такие как: высокие значения микротвёрдости, пассивности по отношению к контртелу или окружающей среде с высокими свойствами сердцевины: прочность, ударная вязкость, трещиностойкость и др. [22, 23, 27, 28, 30, 37, 43, 45, 49, 50, 60, 61, 65, 72, 90, 98].

Среди методов физического осаждения покрытий выгодно отличается метод осаждения покрытия из плазмы вакуумно-дугового разряда [4, 5, 36, 39,70, 71, 75, 78, 108], что обусловлено его особенностями:

- универсальность спектра наносимых покрытий [4, 25];

- высокая производительность процесса (скорость осаждения до 40мкм/ч) [29];

- высокая прочность адгезионной связи покрытия с подложкой, которая обеспечивается благодаря наличию на границе раздела «покрытие-подложка» переходного металлического подслоя, формируемого при очистке поверхности инструмента бомбардировкой ионами материала катода [38, 67];

- высокий коэффициент ионизации испаряемых частиц;

- отсутствие необходимости в дополнительном газе для ионизации;

- большая кинетическая энергия эмитируемых ионов.

Как показывает анализ литературы эксплуатационные свойства [97, 99], обеспечиваемые при осаждении покрытия из плазмы вакуумно-дугового разряда зависят не только от режимов процесса осаждения покрытия, таких как давление реакционного газа, продолжительность процесса, напряжение смещения на подложке и ток дуги на катоде, но и от равномерности покрытия. Поэтому повышение эксплуатационных свойств может быть достигнуто увеличением равномерности осаждения покрытия по всей поверхности детали. Особую важность задача обеспечения точности покрытия имеет при упрочнении прецизионных деталей, для которых величина допуска на размер (Т) соизмерима с толщиной покрытия (Ъ), т.е. Т^Ь.

Актуальной задачей является повышение производительности и снижение себестоимости осаждения покрытия из плазмы вакуумно-дугового разряда, которое, ввиду особенностей процесса, может быть достигнуто увеличением количества одновременно обрабатываемых деталей. При этом необходимо обеспечить требования чертежа: точность размеров по 5-7 квалитету, 4-6 степень точности формы, шероховатость поверхности Яа 0,04...Яа 0,63, толщина покрытия 2... 10 мкм, а также требования по микротвёрдости покрытия. С целью снижения трудоемкости целесообразно проводить расчёты параметров покрытия с помощью программ для ЭВМ, реализующих модель осаждения.

Таким образом, исследования, направленные на выявление закономерностей изменения параметров качества: точности размеров и формы детали, шероховатости, микротвёрдости поверхности и толщины покрытия в зависимости от области расположения деталей, при осаждении покрытия из плазмы вакуумно-дугового разряда являются актуальными.

Цель работы: обеспечение качества покрытия из плазмы вакуумно-дугового разряда, определяющего точность размера детали, точность формы, взаимного расположения поверхностей, шероховатость и микротвёрдость поверхностного слоя.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1) разработать математическую модель роста покрытия из плазмы вакуумно-дугового разряда и программу для ЭВМ, позволяющую рассчитать толщину и разнотолщинность покрытия по поверхности в зависимости от области расположения деталей в вакуумной камере;

2) выполнить экспериментальное исследование влияния области расположения деталей при осаждении покрытия из плазмы вакуумно-дугового разряда на толщину покрытия, точность размеров и формы цилиндрических поверхностей деталей;

3) выполнить экспериментальное исследование влияния области расположения деталей при осаждении покрытия ТлЫ из плазмы вакуумно-дугового разряда на качество поверхностного слоя: шероховатость и микротвёрдость поверхности;

4) разработать технологию осаждения покрытия ТлЫ из плазмы вакуумно-дугового разряда, позволяющую обеспечить требуемое качество высокоточных деталей с учетом их количества и области расположения.

Научная новизна:

- Разработана математическая модель роста покрытия в плазме вакуумно-дугового разряда, в виде системы уравнений движения, скорости роста покрытия и затенения, записанных в однородных координатах, отличительной особенностью которой является учёт конфигурации и кинематики движения детали;

- Установлено, что погрешность толщины покрытий зависит от области расположения деталей. Точность обработки зависит от отношения радиуса области расположения деталей (Яоб) к радиусу катода (Як)- Установлено, что шероховатость поверхности после осаждении

покрытия из плазмы вакуумно-дугового разряда на высокоточные детали (с шероховатостью поверхности, соответствующей Яа0,04... Яа0,63) зависит от режимов осаждения покрытия и области расположения деталей. При этом шероховатость поверхности перед осаждением покрытия (в исследованном

диапазоне) практически не оказывает влияние на шероховатость поверхности покрытия.

Практическая ценность работы:

- разработана программа для ЭВМ, позволяющая на этапе технологической подготовки производства оценить ожидаемую погрешность толщины покрытия для различных вариантов компоновки оборудования и количество одновременно обрабатываемых деталей;

- разработаны технологические процессы осаждения покрытия ТлК из плазмы вакуумно-дугового разряда на высокоточные детали машин;

Основные положения, полученные лично автором и выносимые на защиту:

- модель роста покрытия при осаждении из плазмы вакуумно-дугового разряда, позволяющая учитывать характер перемещения и пространственное расположение обрабатываемых поверхностей относительно потока частиц;

- полученные на основе экспериментов зависимости влияния области расположения на качество поверхностного слоя и точность деталей при осаждении покрытия из плазмы вакуумно-дугового разряда.

Достоверность научных положений, результатов и выводов подтверждается совпадением экспериментальных данных, полученных при многократных измерениях, систематическим характером проведения исследований и обработки результатов, а также удовлетворительным согласием полученных результатов с данными других авторов.

Вклад автора состоит в разработке методики исследования, разработке математической модели роста покрытия, выполнении экспериментов и получении на их основе математических зависимостей, формулировке выводов и оформлении публикаций по теме работы.

Реализация результатов работы:

- Модернизирована установка ННВ-6.6-И1 на «Уфимском моторостроительном производственном объединении» (ОАО УМПО) для

осаждения покрытия из плазмы вакуумно-дугового разряда на высокоточные детали;

- Разработаны технологические процессы осаждения покрытия TiN из плазмы вакуумно-дугового разряда на детали «Стакан» и «Цапфа». Технологические процессы переданы ОАО УМПО. Обработана партия деталей «Стакан» и деталь «Цапфа».

Апробация работы

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на: региональных научно-технических конференциях: «Инновации, проблемы машиноведения, процессов управления и критических технологий в машиностроении Республики Башкортостан» (2009- 2011); научно-технической конференции с участием зарубежных специалистов «Вакуумная наука и техника» (Москва, 2009-2014); Международной научно-технической и образовательной конференции «Образование и наука - производству». (Набережные Челны, 2010); Международной научно-технической конференции «Современные проблемы машиностроения» (Томск, 2011); международном молодёжном форуме «Будущее авиации за молодой Россией» (Москва, 2011); XXVth International Symposium on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum (Tomsk, 2012); 12th International Conference on Modification of Materials with Particle Beams and Plasma Flows (12th CMM) (Tomsk, 2014); XXVIth International Symposium on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum (Mumbai, 2014).

Глава 1 ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ОСАЖДЕНИЯ ПОКРЫТИЯ ИЗ ПЛАЗМЫ ВАКУУМНО-ДУГОВОГО РАЗРЯДА НА КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ И ТОЧНОСТЬ ДЕТАЛЕЙ МАШИН

1.1 Анализ факторов влияющих на качество деталей при

осаждении покрытия из плазмы вакуумно-дугового разряда

Качество детали характеризуется показателями, как поверхностного слоя, так и детали в целом [51]. Основным показателем качества поверхностного слоя детали, указанным в конструкторской документации, является шероховатость поверхности, микротвёрдость и толщина покрытия [52, 91, 92]. К важнейшим показателям качества детали относятся: точность размеров и формы [54]. При осаждении покрытия из плазмы вакуумно-дугового разряда в конструкторской документации указываются допускаемые отклонения размеров и формы, а также допускаемая толщина покрытия и её отклонение.

Погрешность детали при осаждении покрытия из плазмы вакуумно-дугового разряда ввиду того, что данная обработка является финишной, определяется как погрешностью механической обработки, так и погрешностью осаждения покрытия [17]. Обеспечению точности при механической обработке деталей посвящено большое количество исследований и разработаны рекомендации [8, 32]. В случае осаждения покрытия из плазмы вакуумно-дугового разряда на детали нормальной точности ввиду малых значений толщины, влияние технологии осаждения не учитывалось. Вместе с тем, при осаждении покрытия на детали высокой точности, а также пустотелые ажурные детали, используемые в ГТД обеспечение точности и шероховатости деталей невозможно без учёта влияния технологии осаждения.

Помимо обеспечения заданной точности осаждение покрытия должно производиться с максимальной производительностью. Повышение производительности может быть достигнуто увеличением количества обрабатываемых деталей и увеличением области расположения деталей.

Так как осаждение покрытия из плазмы вакуумно-дугового разряда применяется на финишном этапе обработки деталей, точность формы и размеров, а также шероховатость поверхности детали в значительной степени определяются параметрами механической обработки [20].

Погрешность осаждения покрытия из плазмы вакуумно-дугового разряда определяется толщиной, разнотолщинностью покрытия, отклонением формы, вызванным осаждением, и характеристиками покрытия. Толщина, разнотолщинность покрытия по поверхности, отклонение формы покрытия, а также шероховатость поверхности определяются условиями осаждения покрытия (технологические режимы осаждения покрытия из плазмы вакуумно-дугового разряда, параметры и расположение детали) [94].

Характерной особенностью покрытий при осаждении из плазмы вакуумно-дугового разряда является ячеистый микрорельеф поверхности (рисунок 1.1). При осаждении покрытия нитрида титана (ТПЧ) размеры ячеек составляют 0,5...3 мкм и не связаны ни с величиной зерен покрытия, ни с шероховатостью поверхности подложки [2,5,7]. Наиболее вероятной причиной их образования является неравномерное распыление отдельных участков поверхности покрытия под воздействием ионной бомбардировки в процессе его осаждения. Кроме того, на поверхности покрытия имеются макрочастицы титана (капли) [3,4], образующиеся в процессе эрозии катода. Параметры частиц микрокапельной фазы определяют шероховатость поверхности детали после осаждения покрытия. Их количество и размеры зависят от множества факторов, главным образом, от температуры поверхности катода и давления азота в процессе осаждения. Количество и размеры макрочастиц уменьшаются с увеличением давления.

Наличие микрокапельной фазы считается негативным фактором, препятствующим использованию метода в ряде отраслей промышленности (оптика, микроэлектроника, точная механика и т. п.) [96]. Для удаления микрокапельной фазы используются различные системы фильтрации, наиболее распространенными из которых являются магнитные [6, 95, 100]. В то же время в ряде работ показано, что наличие микрокапельной фазы позволяет улучшить

пластичность покрытия высокой твердости, а с микропорами покрытия повысить износостойкость [13, 64].

SEI 15kV xl.5k lOjim

Рисунок 1.1- Морфология поверхности вакуумно-дугового TiN-покрытия un = -230 В, ры2 = 0,66 Па, Н = 25 ГПа [7]

Оценку параметров покрытия целесообразно производить на основе данных модели процесса, учитывающей влияние как режимов осаждения, так и конфигурации и расположения детали. Для повышения производительности и точности оценки параметров покрытия целесообразно использовать программы для ЭВМ.

1.2 Влияние параметров осаждения покрытия из плазмы

вакуумно-дугового разряда на точность деталей машин

Отклонение формы при осаждении покрытия из плазмы вакуумно-дугового разряда обусловлено нагревом, высокими остаточными напряжениями [10,31] в покрытии, а также отклонением толщины покрытия. Остаточные напряжения в покрытии должны быть минимальны, так как высокие их значения приводят к

отслоению покрытия. Основными технологическими приёмами снижения остаточных напряжений в покрытии являются ассистирование осаждения с использованием потока ионов и увеличение количества слоёв в покрытии [53].

Дополнительная ионизация (ассистирование). Осаждение покрытий с ассистированием (сопровождением) потоком ускоренных частиц широко применяется в промышленности. На стадии ионной очистки деталей, предшествующей осаждению покрытий, бомбардировка поверхности деталей низкоэнергетическими ионами инертного газа позволяет активировать поверхность без интенсивного распыления и повысить адгезию осаждаемого покрытия. Ассистирование пучком низкоэнергетических ионов инертного газа при осаждении покрытия способствует формированию покрытия более плотной структуры. Изменение кинетической энергии ассистирующих ионов позволяет управлять микротвёрдостью, остаточными напряжениями и другими характеристиками формируемого покрытия [9, 79].

Одним из наиболее эффективных инструментов для получения пучка низкоэнергетических ионов для ассистирования при осаждении покрытия из плазмы вакуумно-дугового разряда является плазменный источник с накальным катодом ПИНК;

Осаждение многослойных покрытий. Многослойные покрытия, полученные из плазмы вакуумно-дугового разряда и включающие в себя чередующиеся тонкие слои переменной твердости позволяют уменьшить разупрочняющее воздействие покрытия на подложку (снизить сжимающие напряжения в покрытии) [34, 55, 63, 68], увеличить усталостную прочность деталей с покрытиями и снизить вероятность его отслоения [41, 42, 67]. Применение многослойного покрытия структуры Т11чГ-Т1 [63] с толщиной титановых промежуточных слоёв в 2-3 раза меньше нитридных позволяет снизить величину остаточных напряжений практически в два раза [64]. Многослойные покрытия обеспечивают повышенные коррозионной стойкости за счёт препятствия росту в нём сквозных столбчатых зёрен [66]. Также применение

многослойных покрытий позволяют повысить эксплуатационные свойства [24, 64, 66].

Скорость осаждения покрытия является существенным фактором для повышения производительности обработки. Наибольшее влияние на скорость осаждения покрытия оказывает ток разряда дуги (рисунок 1.2 [14]).

Я,

О 4 8 12 1Р,А

Рисунок 1.2 - Зависимость скорости осаждения покрытия от тока разряда дуги для различных материалов катода [14]

Увеличение тока дуги позволяет увеличить количество ионов металла испаряемых с поверхности катода и направляемых к детали. Однако при этом одновременно происходит рост микрокапельных частиц, что снижает качество поверхностей деталей.

Закономерности изменения скорости осаждения в зависимости от давления (рисунок 1.3) [14] показали, что увеличение давления газа приводит к увеличению скорости осаждения покрытия, это связано с увеличением количества ионов газа.

Влияние потенциала подложки на скорость осаждения покрытия приведено на рисунке 1.4 [15]. Потенциал подложки характеризует энергию частиц, направленных к поверхности детали. Снижение скорости осаждения покрытия при увеличении потенциала подложки, по всей видимости, вызвано частичным распылением осажденного покрытия.

Из рисунка 1.4 видно, что при увеличении давления реакционного газа снижается влияние ускоряющего напряжения подложки на скорость осаждения покрытия в результате затрат энергии на взаимодействие осаждаемых ионов с атомами реакционного газа и нехватке энергии для распыления покрытия.

Рисунок 1.3 - Влияние давления азота на скорость осаждения покрытия [14]

Рисунок 1.4 - Влияние потенциала подложки на скорость осаждения покрытия

2 3

при различном давлении азота [15]. р=2-10" Па;о-р=2-10" Па

Расстояние между обрабатываемой поверхностью и источником частиц влияет на параметры вакуумно-дугового покрытия из-за неоднородности плазменного потока.

Неоднородность плазменного потока в продольном и поперечном сечениях приводит к различным условиям формирования покрытия по объёму вакуумной камеры [11]. Плотность ионного тока [4,9,11], скорость осаждения [11, 18] и толщина вакуумно-дугового покрытия [4, 103, 104] нелинейно уменьшаются при увеличении расстояния от поверхности катода и оси потока частиц с вакуумно-дугового испарителя.

Исследовано влияние расстояния от катода до образца на скорость осаждения покрытия на поверхности образца, повернутые к потоку и от потока (рисунок 1.5) [76].

50

40

*

X

<£ х

30

20

о

о. о

X

о

5 10

Радиус, см

р=0 665 Па

7 см

125 18 см

29 см

15

20

00

40

.г к

X £

£

| 30

о

8

£ 20 |

* О

10

р=0 665 Па

7 см п 13 см I 1 23 см /

12.5 ^^

29 см __________I_______

10

Радиус, см

15

20

а) б)

Рисунок 1.5- Влияние расстояния от торца источника частиц и расположение образца на скорость осаждения покрытия [76] а) образцы расположены перпендикулярно к потоку частиц б) образцы расположены параллельно потоку частиц

О влиянии расположения деталей на состав и свойства покрытий нет однозначного мнения. Так в работах [12] отмечается, что изменение расстояния от источника частиц не приводит к изменению фазового состава при осаждении покрытия из нитрида титана.

Остаточные напряжения сжатия при увеличении расстояния от 22 до 46 см возрастают от 1,8 до 5,5 ГПа в результате деформаций от увеличения удельной поверхности материала покрытия [56], дальнейшее увеличение расстояния до 72 см. приводит к уменьшению остаточных напряжений до 4,5 ГПа. Подобный характер изменения остаточных напряжений приводится в [57].

Таким образом изменение расстояния от источника частиц до поверхности детали приводит к изменению остаточных напряжений и скорости осаждения покрытия. При осаждении покрытия на детали машин необходимо учитывать их конфигурацию и движение в процессе осаждения покрытия.

Осаждение покрытия производится как на неподвижные детали, так и с использованием различных видов вращения деталей. При этом также имеет значение расположение детали на оснастке. Вращение деталей в процессе осаждения покрытия приводит к изменению как условий формирования покрытия, так и расположения обрабатываемых поверхностей относительно источника плазмы. Вращение деталей может быть использовано для осаждения многослойных покрытий требуемого состава [40]. Исследованию влияния конфигурации изделия на параметры покрытия посвящен ряд работ [69]. Установлено, что скорость осаждения покрытия на поверхность образца направленную к потоку частиц превышает скорость осаждения на обратную поверхность в 1,5-2 раза.

Конфигурация изделий может содержать поверхности с различным углом наклона к потоку плазмы, поверхности. Влияние геометрии детали на примере исследования скорости осаждения покрытия на проволочные образцы и исследовалось в работе [73].

Также имеются работы по исследованию скорости осаждения покрытия на внутренние поверхности (полости), на поверхности под различными углами наклона, загруженности вакуумной камеры [48].

Рассмотрим результаты исследований [21], в которых покрытие осаждалось на плоские образцы, расположенные под различными углами к источнику частиц.

Анализ влияния угла наклона обрабатываемой поверхности (рисунок 1.6) показывает, что толщина покрытия при угле наклона обрабатываемой поверхности к потоку плазмы 60° уменьшается на 7 %; при угле 30° - на 12 %, а при угле 0° приводит к уменьшению толщины покрытия более чем в два раза.

Данные показывают, что перемещение обрабатываемой поверхности в процессе обработки приводит к снижению скорости осаждения покрытия до 60 %.

Рисунок 1.6 — Зависимость толщины покрытия 7Ш от угла наклона поверхности (Установка УРМ-3. Режимы осаждения: /р=150 А; £/„=180 В; Р=10"1 Па; I = 30 мин) [65]

Исследования, приведенные в [69, 77], о влиянии расстояния между деталями малых размеров на скорость осаждения показывают, что скорость осаждения покрытия меняется линейно от 2 до 3 мкм/ч при изменении расстояния от 0,5 до 6,5 мм, при дальнейшем увеличении расстояния скорость стабилизируется.

Таким образом, имеется большое количество исследований влияния режимов осаждения покрытия на скорость осаждения покрытия и точность. Однако вопрос о влиянии технологических режимов осаждения на параметры высокоточных деталей остаётся не исследованным.

1.3 Влияние параметров осаждения покрытия из плазмы

вакуумно-дугового разряда на шероховатость поверхности

и микротвёрдость покрытия

В процессе ионной очистки и осаждения покрытий может происходить видоизменение и искажение основного геометрического профиля, полученного при механической обработке.

На шероховатость поверхности оказывает влияние многие факторы: геометрическое и физико-химическое состояние материала покрытия, давление газа [102, 105], условия горения дуги, условия осаждения покрытия, взаимное расположение детали и ускорителя [7, 33].

Таким образом, зная зависимость шероховатости от технологических факторов можно прогнозировать и технологически обеспечивать заданную шероховатость поверхности.

Размеры микрокапельных частиц оказывают существенное влияние на шероховатость поверхности покрытия [3, 16], при этом разлёт капель по объёму вакуумной камеры происходит неравномерно. Угловое распределение толщины покрытия, объема капель, попадающих на единицу объема в единицу времени, а также плотность ионного тока при осаждении покрытия ТПЧ (рисунок 1.7) [71] показывает, что основное количество капель разлетается под углом к оси потока в 20-30°. При этом имеет место значительное количество капель в направлении перпендикулярном оси потока плазмы.

При отдалении от источника частиц уменьшается размер микрокапель и снижаются дефекты, возникающие от бомбардировки поверхности детали частицами материала. При расстояниях выше 52 см присутствие капельной фазы оптическими методами не обнаруживается [74].

Неравномерное распределение макрочастиц материала катода приводит к изменению шероховатости поверхности в зависимости от расстояния относительно оси потока рисунок 1.8 [16]. Наибольшая шероховатость получена при углах относительно оси катода «25°.

5 10 , 15 20 И, нм/с

а)

15 30 45 60 нА/см2

б)

Рисунок 1.7 - Угловые распределения для: а) - скорости роста толщины покрытия;

б) - плотности ионного тока-р= 10 3Па; 2 -р= 0,1 Па; 3 -р= 1 Па [71 ]

О

15 30 45 60 Я4>мкм

Рисунок 1.8- Угловые распределения шероховатости молибденовых покрытий, осаждённых при различных расстояниях от поверхности катода 11=6,5 мм(1); 11(2); 20(3) [15]

Влияние угла наклона поверхности к потоку плазмы на параметры покрытия приведено на рисунке 1.9 [71].

Параметры покрытия в зависимости от угла наклона поверхности к потоку частиц изменяются в широких пределах, что необходимо учитывать при вращении деталей в процессе осаждения.

(Vo-Vi)/Vo P/tx

1.00-

Оцет*. ад. Н^кГ/хи3

.0 1 4000

0.75

3000

0.50

2000

0.25

2

1000

о

30

60

Рисунок 1.9 - Зависимость содержания капель в объёме покрытия - 1, плотности покрытия - 2, содержания азота в покрытии - 3 и микротвёрдости покрытий - 4 от угловой координаты а[71]

На шероховатость покрытия оказывает влияние материал катода. Так в работе [20] установлено, что по шероховатости получаемых покрытий, ряд материалов можно представить следующим образом: Ra(Ti) > Ra(Cr) > Ra(Zr) > Ra(Mo).

Влияние вида механической обработки перед нанесением покрытия исследовано в [21, 107] и представлено на рисунке 1.10. Рассмотрены следующие методы обработки образцов: точение, пневмодинамическое упрочнение (ПДУ), шлифование, суперфиниширование (СФ). Осаждение покрытия TiN проводилось при следующих режимах: /р=180 A; Un = 200 В; Р = 8-10"2 Па.

Показано, что шероховатость поверхности покрытия зависит как от толщины покрытия, так и от исходной шероховатости и может уменьшаться (при Ra„cx >1,6), либо увеличиваться (при RaHCX <1,6). Однако приведенные данные применимы для исходной шероховатости не соответствующего высокоточным деталям.

В работе [20] представлены результаты исследования влияния температуры подложки. Данные представлены на рисунке 1.11. Режимы осаждения изменялись в следующих пределах /р=130 -И 80 А; Тподл = 300 900 °С; Р = 10"Ч 10°Па.

Рисунок 1.10 - Зависимость шероховатости поверхности после покрытия TiN от толщины покрытия и шероховатости подложки. Режим напыления: 1р= 200 A; U„ = 200 В; Р = 0,13 Па; Тп= 450 °С. 1 - RaHCX = 3,2 мкм (тонкое точение); 2 - Ra„cx = 1,2 мкм (ПДУ); 3 - RaHCX = 0,32 мкм (шлифование); 4 - RaHCX = 0,16 мкм (СФ) [20]

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Ягафаров, Ильгиз Ирекович, 2014 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Агзамов, Р. Д. Повышение производительности и качества поверхностного слоя деталей путем дополнительной ионизации газа при ионно-плазменной обработке. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. - Уфа, 2004. - 135 с.

2 Азаренков, Н. А. Инженерия вакуумно-плазменных покрытий: монография / Н. А. Азаренков, О. В. Соболь, А. Д. Погребняк, В. М. Берсенев // М-во образования и науки, молодежи и спорта; Харьковский нац. ун-т им. В. Н. Каразина. - Харьков: ХНУ им. В.Н.Каразина, 2011. -344 с.

3 Аксенов, И. И. Исследование капельной фазы эрозии катода стационарной вакуумной дуги [Текст] / И. И. Аксенов, И. И. Коновалов, Е. Е. Кудрявцева, В. В. Кунченко, В. Г. Падалка, В. М. Хороших // Журнал технической физики-1984. - Т. 54, вып. 8. - С.1530 - 1533.

4 Аксенов, И. И. Покрытия, полученные конденсацией плазменных потоков в вакууме [Текст] / И. И. Аксенов, А. А. Андреев, В. Г. Брень, С. И. Вакула, И. В. Гаврилка, Е. Е. Кудрявцева, В. В. Кунченко, В. В. Локошко, Ю. Т. Мирошниченко, В. Г. Падалка, А. А. Романов, Л. И. Сопрыкин, В. Е. Стрельницкий, В. Т. Толок, В. М. Хороших, А. М. Чикрыжов // Украинский физический журнал. - 1989. -т.24, №4. - С. 515 - 525.

5 Аксенов, И. И. Синтез конструкционных материалов на основе тугоплавких металлов вакуумно-дуговым методом [Текст] / И. И. Аксенов, В. А. Белоус, Ю. А. Заднепровский, Н. С. Ломино, В. Д. Овчаренко // Научные ведомости БелГУ. Сер. Физика. - 2001. - №2(15). - С. 3 - 6.

6 Аксенов, И. И. Формирование потоков вакуумно-дуговой плазмы источниками с широкоапертурным фильтром [Текст] // И. И. Аксёнов , Д. С. Аксёнов, В. В. Васильев, А. А. Лучанинов, А. О. Омаров, В. Е. Стрельницкий // «Вюник Харк1вського ушверситету». - 2008. - вип. 1/37, №794. - С. 28 - 37.

7 Андреев, А. А. Вакуумно-дуговые покрытия [Текст] / А. А. Андреев, Л. П. Саблев, С. Н. Григорьев. - Харьков, ННЦ ХФТИ, 2010. - 318 с.

8 Анурьев, В. И. Справочник конструктора - машиностроителя: В 3 т. Т.1. - 8-е изд., перераб. и доп. / Под ред. И. Н. Жестковой // - М. : Машиностроение, 2001. -920 е.: ил.

9 Баранов, О. О. Эффективное управление распределением плотности ионного тока в системе для вакуумно-дугового осаждения покрытий [Текст] / О. О. Баранов // Вопросы проектирования и производства конструкций летательных аппаратов: сб. науч. тр. Нац. аэрокосм, ун-та им. Н.Е.Жуковского «ХАИ». - Вып.З (63). -2010.-С. 262 - 272.

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

11 Барвинок, В. А. Физические основы и математическое моделирование процессов вакуумного ионно-плазменного напыления [Текст] / В. А. Барвинок,

B. И. Богданович // - М. : Машиностроение, 1999. - 309 е.: ил.

12 Барченко, В. Т. Управление режимами генерации источника плазмы протяженной конструкции [Текст] / В. Т. Барченко, Д. М. Репеева, А. А. Лисенков // IV Международный Крейнделевский семинар «Плазменная эмиссионная электроника». -Улан-Удэ, 2012. - С. 41 - 45.

13 Безбородое, С. В. Получение износостойкой (сервовитной) пленки из капельной фазы низкотемпературной плазмы дугового разряда [Текст] /

C. В. Безбородое, О. М. Литяйкин, Н. А. Смоланов // Сборник трудов третьей Всероссийской Школы-семинара студентов, аспирантов и молодых учёных по направлению «Наноинженерия». - М.: Издательство МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2010.-440 с.-С. 30-34.

14 Белоус, В.А. Динамика плазмы вакуумной дуги в магнитном поле и системы формирования плазменных потоков [Текст] / В. А. Белоус, В. М. Хороших // ФИП. - 2005. - т. 3, №1,2. - С. 108 - 126.

15 Белоус, В. А. Перенос массы при осаждении молибденовых покрытий из плазмы вакуумного дугового разряда [Текст] / В. А. Белоус, В. М. Лунев, В. С. Павлов; ННЦ "Харьковский физико-технический институт" // Научные ведомости БелГУ. Сер. Физика. - 2001.-№2(15).-С. 19-21.

16 Белоус, В. А. Шероховатость титановых покрытий, получаемых из несепарированных потоков плазмы вакуумного дугового разряда [Текст] / В. А. Белоус, В. М. Лунев // Сб. ВАНТ. - Харьков, 1998. -вып. 5(71). - С.89 - 90.

17 Бондаренко, В. А. Обеспечение качества и улучшение характеристик режущих инструментов [Текст] / В. А. Бондаренко, С. И. Богодухов // - М. : Машиностроение, 2000. - 144 е.: ил.

18 Будилов, В. В. Интегрированные вакуумные ионно-плазменные технологии обработки деталей газотурбинных двигателей. Физические основы, моделирование и проектирование : физические основы, моделирование и проектирование : монография [Текст] / В. В. Будилов, В. Ю. Иванов, В. С. Мухин // - Уфа : Гилем, 2004. - 216 с.

19 Будилов, В. В. Математическое моделирование процесса осаждения вакуумных ионно-плазменных покрытий [Текст]/ В. В. Будилов, В. С. Мухин, О.Б.Минаева // Известия вузов. Авиационная техника. - 1995. - № 1. - С. 92 - 95.

20 Будилов, В. В. Нанотех пологи и обработки поверхности деталей на основе вакуумных ионно-плазменных методов. Физические основы и технические решения [Текст] / В. В. Будилов, В. С. Мухин, С. Р. Шехтман // - М. : Наука, 2008. - 194 с.

21 Будилов, В. В. Обеспечение эксплуатационных свойств деталей ГТД вакуумными ионно-плазменными методами обработки с учётом технологической наследственности: автореф. дис. на соиск. учен. степ. докт. техн. наук (05.07.05) / Будилов Владимир Васильевич. - Уфа, 1995. - 41 с.

22 Будиновский, С. А. Влияние ионно-плазменных покрытий на характеристики длительной прочности сплава ЖС6У [Текст] / С. А. Будиновский, С. А. Мубояджян, Е. Б. Чабина // Металловедение и термическая обработка металлов .-2007 .-№ 6 - С. 37-41.

23 Будиновский, С. А. Ионно-плазменные жаростойкие покрытия с композиционным барьерным слоем для защиты от окисления сплава ЖС36ВИ [Текст] / С. А. Будиновский [и др. ] // Металловедение и термическая обработка металлов .- 2011 № 1 с. 34 - 40.

24 Будиновский, С. А. Эффективность двухстадийной ионно-плазменной технологии получения легированных диффузионных алюминидных покрытий на жаропрочных никелевых сплавах [Текст] / С. А. Будиновский // Металловедение и термическая обработка металлов .- 2003 .- № 5 .- С. 27 - 32.

25 Валуев, В. П. Нанесение покрытий из металлической плазмы вакуумно-дугового разряда [Текст] / В. П. Валуев, а. А. Лисенков, С. И. Рыбников, Е. L. Sanchugov // Инструмент и технологии. -2010. - № 27 (выпуск 1) - С. 56 - 66.

26 Васильев, В. В. Структура и твёрдость Ti-N и Ti-Si-N-покрытий, осаждённых из фильтрованной вакуумно-дуговой плазмы [Текст] / В. В. Васильев, А. А. Лучанинов, Е. Н. Решетняк, В. Е. Стрельницкий, Г. Н. Толмачева, М. В. Решетняк // Вопросы атомной науки и техники. -2009. -№2. -С. 173 - 180.

27 Григорьев, С. Н. Влияние вакуумно-плазменных покрытий на эксплуатационные характеристики инструмента для вытяжки [Текст] / С. Н. Григорьев А. А. Шеин // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением-2005. -№1-С. 37-41.

28 Григорьев, С. Н. Методы повышения стойкости режущего инструмента / С. Н. Григорьев // - М. : Машиностроение. -2009. - 368 с.

29 Григорьев, С. Н. Прогрессивное оборудование и технологии вакуумно-плазменной обработки металлообрабатывающего инструмента [Текст] / С. Н. Григорьев // Справочник. Инженерный журнал. -2005. -№8. - С. 42 - 45.

30 Григорьев, С. Н. Технологические методы повышения износостойкости контактных площадок режущего инструмента [Текст] / С. Н. Григорьев, В. П. Табаков, М. А. Волосова. - Старый Оскол: ТНТ. - 2011. - 308 с.

31 Горынин, В. И. Метод комплексной ионно-плазменной обработки режущего инструмента из стали Р6М5 [Текст] / В. И. Горынин, В. О. Попов, А. И. Бережко, В. А. Потапова // Технология машиностроения. -2006. -№1- С.8 -10.

32 Гуськов, А. В. Надежность технических систем и техногенный риск [Текст] / А. В. Гуськов, К. Е. Милевский // Новосиб. гос. техн. ун-т. -Новосибирск. - 2007. - 427 с.

33 Демчишин, А. В. Структура и твердость вакуумно-дуговых конденсатов титана и некоторых сплавов на его основе, полученных из несепарированных потоков плазмы [Текст] / А. В. Демчишин, В. А. Мельникова, А. А. Демчишин, О. А. Токарев, Л. Д. Кулак // Электронная микроскопия и прочность материалов. Сер. : Физическое материаловедение, структура и свойства материалов. - 2010. - Вып. 17. - С. 45-56. - Режим доступа: http://nbuv.gov.ua/j-рсШетрт_2010_17_7.pdf.

34 Журавлева, П. Л. Исследование структуры однослойных покрытий Т1Ы и многослойных покрытий [Текст] / П. Л. Журавлева, И. А. Тренинков, С. В. Сбитнева, А. А. Алексеев, Д. С. Горлов // Российские нанотехнологии. -2010. -Т.5. -№ 9 -10 - С. 112-116.

35 Зенин, Б. С. Современные технологии модифицирования поверхности и нанесения покрытий [Текст] / Б. С. Зенин, б. Б. Овечкин // Томск. - 2008. - 75 с.

36 Ильин, А. А. Комплексная система обеспечения работоспособности изделий из титановых сплавов при ионно-вакуумной обработке [Текст] / А. А. Ильин, В. С. Спектор, Л. М. Петров // Авиационная промышленность -2005.-№ 2 .-С. 27-32.

37 Кирюханцев-Корнеев, Ф. В. Наноструктурированные износостойкие покрытия для металлорежущего инструмента, полученные методом электродугового испарения и магнетронного распыления [Текст] / Ф. В. Кирюханцев-Корнеев, Н. А. Ширманов, А. Н. Шевейко, е. А. Левашов, М. И. Петржик, Д. В. Штанский // Вестник машиностроения. - 2010. - №9. -С. 65-75.

38 Кульментьев, А. И. Структура и свойства нанокристаллических покрытий из нитрида титана, полученных при непрерывном осаждении или ионно-плазменной имплантации [Текст] / а. И. Кульментьев, О. П. Кульментьева, А. М. Махмуд // Компрессорное и энергетическое машиностроение . - 2011. -№2(24).-С. 36-39.

39 Кунченко, Ю. В. Влияние нестабильного, низкоэнергетического тлеющего разряда на свойства облучаемых материалов в процессе вакуумно-

дугового осаждения покрытий [Текст] / Ю. В. Кунченко, В. В. Кунченко, Г. Н. Картмазов, В. А. Белоус, Г. Н. Толмачева // Ф1П ФИП PSE. - 2009. - т. 7, № 1-2. -С. 94- 102.

40 Кунченко, Ю. В. Модель формирования слоистых покрытий, получаемых методом вакуумно-дугового осаждения [Текст] / Ю. В. Кунченко,

B. В. Кунченко. // Физическая инженерия поверхности. - 2005. -т. 3, №3-4. -

C. 203 -211.

41 Кунченко, Ю. В. О формировании микронанослойных покрытий методом вакуумно-дугового осаждения [Текст] / Ю. В. Кунченко, В. В. Кунченко, Г. Н. Картмазов, И. М. Неклюдов // Физическая инженерия поверхности . - 2004. -Т. 2, № 1.-С. 102-108.

42 Кунченко, Ю. В. Слоистые Ti-Cr-N покрытия, получаемые методом вакуумно-дугового осаждения [Текст] / В. В. Кунченко, И. М. Неклюдов, Г. Н. Кармазов, А. А. Андреев // Вопросы атомной науки и техники, серия Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение. - 2007. - № 2 (90).-С. 203 -214.

43 Кондратьев, В. А. Анализ состава и триботехнических свойств покрытия TiN на сплавах и керамике при сухом трении [Текст] / В. А. Кондратьев, JI. Н. Лесневский, В. Н. Тюрин, А. М. Ушаков // Проблемы машиностроения и надёжности машин. -2004. -№2. -С. 49 - 54.

44 Латыпова, Ж. Ш. Технология нанесения многослойных ионно-плазменных покрытий для сложнопрофильных высокоточных деталей ГТД [Текст] / Ж. Ш. Латыпова, В. В. Будилов, Р. М. Киреев, А. И. Гумеров, Р. Д. Агзамов // XV научно-техническая конференция с участием зарубежных специалистов «Вакуумная наука и техника» . -2008. -Москва. - С. 150 - 155.

45 Ля шок, С. В. Покрытия для защиты от фреттинг-коррозии [Текст] / С. В. Ляшок // Прикладная физика и материаловедение Восточно-Европейский журнал передовых технологий. - 2011. №2/5 (50). - С. 75 - 88.

46 Матлахов, В. П. Зависимость физико-механических свойств нитрид-титановых покрытий от давления азота [Текст] / В. П. Матлахов // Вестник

Брянского государственного технического университета. -2006. -№ 2 (10). -С.93 - 96.

47 Матюнин, В. М. Определение механических свойств и адгезионной прочности ионно-плазменных покрытий склерометрическим методом [Текст] /

B. М. Матюнин // Металловедение и термическая обработка металлов .- 2002 .— №3. - С. 36-38.

48 Михайлова, Е. А. Особенности нанесения вакуумных ионно-плазменных покрытий на внутренние поверхности изделий машиностроения [Текст] /Е. А. Михайлова // Упрочняющие технологии и покрытия. - 2006. -№4. -

C. 32-35.

49 Момер, А. Г. Влияние ионно-плазменных покрытий на усталостную прочность материала [Текст] / А. Г. Момер // Авиационная промышленность .1994 .-№8 .-С. 37-40.

50 Мубояджян, С. А. Ионно-плазменные диффузионные алюминидные покрытия для лопаток газовых турбин (строение и свойства) [Текст] / С. А. Мубояджян, С. А. Будиновский, В. В. Терехова // Металловедение и термическая обработка металлов. - 2003. - № 1 С. 14 - 21.

51 Мухин В. С. Поверхность технического объекта: физика, химия, механика, нанотехнология модифицирования [Текст] / В. С Мухин., С. Р. Шехтман // Вестник УГАТУ. - 2007. - Т. 9., №1 (19) . - С. 84-91.

52 Мухин, В. С= Поверхность : технологические аспекты прочности деталей ГТД [Текст] / В. С. Мухин // М. : Наука, 2005 296 с.

53 Наумов, О. Г. Развитие методов нанесения ионно-плазменных покрытий [Текст] / О. Г. Наумов // Конверсия в машиностроении, 1996. - №4. -С. 29-35.

54 Никифоров, А. Д. Метрология Стандартизация и Сертификация. 3-е издание. [Текст] / А. Д. Никифоров, Т. А. Бакиев // Москва : Высшая школа, 2005. -422 с.

55 Палатник, Л. С. Механизм образования и структура конденсированных пленок [Текст] / Л. С. Палатник, М. Я. Фукс, В. М. Косевич // Механизм образования и структура конденсированных пленок. - М. : «Наука», 1988. - 320 с.

56 Панькин, Н. А. Влияние условий конденсации ионно-плазменного потока на структуру и свойства покрытий нитрида титана: автореф. дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук (01.04.07) / Н. А. Панькин. - Москва, 2008. - 18 с.

57 Панькин, Н. А. Исследование зависимости физико-механических свойств ионно-плазменных покрытий нитрида титана от расстояния «Катод-подложка» [Текст] / Н. А. Панькин, Н. А. Смоланов // 18ТАРС-2008 «V Международный симпозиум по теоретической и прикладной плазмохимии». -Иваново, 2008.-С. 3 - 11.

58 Роджерс, Д. Алгоритмические основы машинной графики [Текст] : пер. с англ. / Д. Роджерс . - М. : Мир, 1989. - 512 с.

59 Роджерс, Д. Математические основы машинной графики [Текст] : пер. с англ / Д. Роджерс, Дж. Адаме. - М.: Мир, 2001. - 604 с.

60 Сайдахмедов, Р. X. Состав и свойства ионно-плазменных покрытий на основе нитридов титана и циркония [Текст] / Р. X. Сайдахмедов, К. К. Кадырбекова // Технология металлов, 2007. - № 11. - С. 30 - 35.

61 Селиверстов, И. А. Исследование износостойкости деталей с покрытиями из нитрида титана [Текст] / И. А. Селиверстов, С. Р. Селиверстова // Восточно-Европейский журнал передовых технологий, 2011. - № 2/5 (50). -С. 63 - 64.

62 Суслов, А. Г. Технологическое обеспечение и повышение эксплуатационных свойств деталей и их соединений [Текст] / А. Г. Суслов, В. П. Фёдоров, О. А. Горленко и др. // - М. : Машиностроение, 2006. - 448 с.

63 Табаков, В. П. Влияние конструкции ионно-плазменных покрытий на величину остаточных напряжений и прочность сцепления с инструментальной основой [Текст] / В. П. Табаков, А. В. Ран дин // Фундаментальные и прикладные проблемы технологии машиностроения. Технология. Материалы Международной

научно-технической Интернет конференции, 2002. - 424 с. http://users.kpi.kharkov.ua/cutting/articles/000007/000007.html.

64 Табаков, В. П. Исследование износостойких покрытий с переходными адгезионными слоями [Текст] / В. П. Табаков, А. В. Рандин // Технология машиностроения, 2006. - № 1. - С. 39 - 41.

65 Табаков, В. П. Исследование трещиностойкости многослойных покрытий [Текст] / В. П. Табаков, М. Ю.Смирнов, А. В. Циркин, Д. С. Сергунин, Д. И. Сагитов // Упрочняющие технологии. - Упрочняющие технологии и покрытия, 2009. - №6. - С. 7 - 13.

66 Табаков, В. П. Механические свойства ионно-плазменных износостойких покрытий [Текст] / В. П. Табаков, М. Ю. Смирнов, А. В. Циркин,

A. В. Чихранов // Упрочняющие технологии. - Упрочняющие технологии и покрытия, 2007. -№Ц._ С.50 - 52.

67 Табаков, В. П. Определение механических характеристик износостойких ионно-плазменных покрытий на основе нитрида титана [Текст] /

B. П. Табаков, А. В. Чихранов // Известия Самарского научного центра РАН, 2010. - том 12. - № 4. - С. 292 - 297.

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

69 Тарасенко, Ю. П. Оптимизация технологии нанесения ионно-плазменного покрытия нитрида титана на малогабаритные тонкостенные детали [Текст] / Ю. П. Тарасенко, Л. А. Кривина, И. Н. Царева, В. А. Ильичев // Вестник самарского государственного аэрокосмического университета, 2011. - №3(27). -

C. 170- 174.

70 Тарасенко, Ю. П. Физико-механические и коррозионные свойства ионно-плазменных покрытий нитрида титана, полученных при разных парциальных давлениях реакционного газа [Текст] / Ю. Г1. Тарасенко и др. // Физика и химия обработки материалов. - 2006. - № 4. - С. 42 - 45.

71 Фукс-Рабинович, Г. С. Упрочнение вырубных штампов ионно-плазменными покрытиями из нитрида титана [Текст] / Г. С. Фукс-Рабинович,

A. Н. Кузнецов, К. С. Ленник, А. А. Кацура, Г. К. Досбаева, Э. Г. Самоха // Кузнечно-штамповочное производство, 1990. -№10. - С. 15-18.

72 Хокинг, М. и др. Металлические и керамические покрытия. Получение, свойства и применение [Текст] / Под ред. Р.А.Андриевского. - М. : Мир, 2000. -516 с.

73 Хороших, В. М. Влияние геометрии подложки на процесс конденсации ионно-плазменных покрытий [Текст] / В. М. Хороших, С. А. Леонов, В. А. Белоус // Вопросы атомной науки и техники, 2008. -№1. - С. 72 - 76.

74 Хороших, В. М. Капельная фаза эрозии катода стационарной вакуумной дуги [Текст] / В. М. Хороших // Физическая инженерия поверхности. - 2005. -т. 2, №4.-С. 200-213.

75 Хороших, В. М. О характере влияния различных газов на процесс конденсации покрытий из плазмы вакуумной дуги [Текст] / В. М. Хороших, С. А. Леонов // ФИП. - 2009. - т. 7, № 3. - С. 86 - 94.

76 Хороших, В. М. Об особенностях процесса осаждения ионно-плазменных покрытий на основе нитрида титана в области давлений азота 2 -М 0 Па [Текст] / В. М. Хороших, С. А. Леонов, В. А. Белоус, Г. Н. Толмачева // ФИП. -2009. - т 7, № 4. - С. 335 - 340.

77 Хороших, В. М. Параметры плазмы вакуумной дуги и особенности процесса получения Т1К покрытий на изделиях малых размеров [Текст] /

B. М. Хороших, С. А. Леонов, В. А. Белоус, Г. И. Носов, Г. Н. Куриленко. -Вестник Харьковского университета, серия физическая «Ядра, частицы, поля», 2007. - № 784, Вып. 4 (36). - С. 108 - 112.

78 Чумиков, А. Б. Упрочнение инструмента для холодной объёмной штамповки методом вакуумной ионно-плазменной обработки [Текст] / А. Б. Чумиков, О. В. Полунина, О. В. Рассказов, О. Г. Прудко, В. А. Акифьев // Обработка материалов давлением, 2003. - № 1. - С. 33 - 34.

79 Шулаев, В. М. Исследование эффектов модификации поверхности металлических подложек, подвергнутых ионно-плазменной обработке [Текст] /

B. М. Шулаев, В. С. Таран, А. И. Тимошенко, В. В. Гасилин // Вопросы атомной науки и техники. - 2011. -№6. - С. 184 - 192.

80 Шулаев, В. М. Новые результаты исследований причин прироста твёрдости в наноструктурных покрытиях нестехиометрического кубического нитрида титана [Текст] / В. М. Шулаев // Вестник ХНАДУ. -2010. - вып. 51. -

C. 130- 134.

81 Шулаев, В. М. Сверхтвёрдые наноструктурированные покрытия в ННЦ ХФТИ [Текст] / В. М. Шулаев, А. А. Андреев // ФИЛ. - 2008. - т. 6, № 1-2. -С. 4-19.

82 Ягафаров, И. И. Обеспечение точности деталей вертолётной техники при ионно-плазменном нанесении покрытия [Текст] / И. И. Ягафаров, Р. М. Киреев, Ж. Ш. Латыпова // Будущее авиации за молодой Россией : Материалы Международного молодёжного форума. - Рыбинск: РГАТА имени П.А.Соловьёва, 2011. - С. 71 - 76.

83 Ягафаров, И. И. Обеспечение точности деталей при ионно-плазменном нанесении покрытий [Текст] / Р. М. Киреев, И. И. Ягафаров // Вестник УГАТУ, 2012. - Т.16, №1(46). - С. 88 - 93.

84 Ягафаров, И. И. Особенности компоновки оборудования для обработки деталей высокой точности [Текст] / В. С. Мухин, Р. М. Киреев, И. И. Ягафаров // XVIII научно-техническая конференция с участием зарубежных специалистов «Вакуумная наука и техника». - Москва, 2001. - С. 334 - 337.

85 Ягафаров, И. И. Оценка точности деталей ГТД при ионно-плазменном нанесении покрытий [Текст] / В. В. Будилов, Р. М. Киреев, И. И. Ягафаров // Изв. вузов. Авиационная техника, 2012. -№2. - С. 65 - 68.

86 Ягафаров, И. И. Перспективная технология упрочнения штамповой оснастки в вакууме [Текст] / Э. Л. Варданян, И. И. Ягафаров, Р. М. Киреев // Современные проблемы машиностроения: труды VI Международной научно-

технической конференции / Томский политехнический университет. - Томск, 2011 - С. 424-430.

87 Ягафаров, И. И. Технология нанесения вакуумных ионно-плазменных покрытий на детали ГТД высокой точности [Текст] / И. И. Ягафаров, Р. М. Киреев, В. В. Будилов // Наноинженерия, 2013. - №4 (22). - С. 38 - 42.

88 Ягафаров, И. И. Упрочнение пуансонов путем ионной модификации и нанесения износостойких покрытий [Текст] / Э. JT. Варданян, И. И. Ягафаров, Р. М. Киреев, Р. К. Вафин, Р. Ш. Валиев // КШП, 2013. - №3. - С. 31 - 32.

89 Ягафаров, И. И. Упрочнение штамповой оснастки комбинированной обработкой в вакууме [Текст] / Э. JT. Варданян, Р. М. Киреев, К. Н. Рамазанов, Р. К. Вафин, И. И. Ягафаров, Р. Ш. Валиев // КШП, 2012. -№1. - С. 28 - 31.

90 Aharonov, R. R. Properties of chromium nitride coatings deposited by cathodic arc evaporation [Текст] / R.R. Aharonov, B. F. Coll, R.P. Fontana, H. H. Bennani // Surface and Coatings Technology. - 1993. -Vol. 61, Issues 1-3. -C. 223-226.

91 Ali, M. Effect of cathodic arc PVD parameters on roughness of TiN coating on steel substrate [Текст] / M. Ali, E. Hamzah, I.A. Qazi, M.R.M. Toff // Current Applied Physics. - 2010. -Vol.10, Issue 2. -C. 471 - 474.

92 Ali, M. Effect of coating thickness on the properties of TiN coatings deposited on tool steels using cathodic arc PVD technique [Текст] / M. Ali, P. Akhter, E. Hamzah, I.A. Qazi, M.R.M. Toff, I. A. Qazi // Surface Review and Letters. - 2008. -15(4).-C. 401 -410.

93 Ali, M. Effect of metal ion etching on the tribological, mechanical and microstructural properties of TiN-coated D2 tool steel using cae PVD technique [Текст] / M. Ali, E. B. Hamzah, M. R. M. Toff// Surface Review and Letters. - 2006. -13(4). -C. 413-421.

94 Ali, M. Growth defects and surface roughness in TiN-coated tool steel at various N2 gas flow rates using cathodic arc PVD technique [Текст] / M. Ali, E. Hamzah, I.A. Qazi, M.R.M. Toff// Materials Science Forum. -2010. - C. 636 - 637: 965 - 970.

95 Ali, M. Macrodroplet reduction and growth mechanisms in cathodic arc physical vapor deposition of TiN films [Текст] / M. Ali, E. Hamzah, T. Abbas, M. R. M. Toff, I. A. Qazi // Surface Review and Letters. - 2008. -15(5). - C. 653 - 659.

96 Ali, M. Study of macrodroplet and growth mechanisms with and without ion etchings on the properties of TiN coatings deposited on HSS using cathodic arc physical vapour deposition technique [Текст] / A. Mubarak, E. Elamzah, M.R.M. Toff // Materials Science and Engineering. - 2008. - Vol. 474, Issues 1-2. - C. 236 - 242.

97 Cakan, A. Quantifying Cutting and Wearing Behaviors of TiN- and CrN-Coated AISI 1070 Steel [Текст] / A. Cakan, V. Ozkaner, and M.M. Yildirim // Sensors (Basel). Published online. - 2008. - 8(11). - C. 6984 - 6998.

98 Diebel, J.R. Evaluation of Four Commercially Produced Surface Treatments [Текст] / J.R. Diebel, K. Sridharan, and S.J. Bull // Journal of Materials Engineering and Performance.- 2001,- Vol.10, Issue 3.- C. 263 - 269.

99 Gilewicz, A. The properties of molybdenum nitride coatings obtained by cathodic arc evaporation [Текст] / A. Gilewicz, B. Warcholinski, D. Murzynski // Surface and Coatings Technology. - 2013. -Vol. 236. - C. 149 - 158.

100 Harris, S. G. Reducing the macroparticle content of cathodic arc evaporated TiN coatings [Текст] / S. G. Harris, E. D. Doyle, Y.-C. Wong, P. R. Munroe, J. M. Cairney, J. M. Long // Surface & Coatings Technology . -2004. -183(2). -C. 283-294.

101 Hernández, L. Nanohardness and Residual Stress in TiN Coatings [Текст] / L. Hernández, L. Ponce, A. Fundora, E. López, E. Pérez Materials. -2011. - 4. -C. 929 - 940; doi:10.3390/ma4050929 www.mdpi.com/journal/materials.

102 Lousaa, A. Influence of deposition pressure on the structural mechanical and decorative properties of TiN thin films deposited by cathodic arc evaporation [Текст] / A. Lousaa, J. Esteve, J.P. Mejia, A. Devia // Vacuum: Proceedings of the selected presentations from Sixth Iberian Vacuum Meeting and Fourth European Topical Conference on Hard Coatings. - 2007. - Vol. 81, Issues 11-12. - C. 1507- 1510.

103 Ma, L.W. Deformation and fracture of TiN and TiAIN coatings on a steel substrate during nanoindentation [Текст] / L.W. Ma, J.M. Cairney, M.J. Hoffman,

P.R. Munroe // Surface and Coatings Technology. - 2006. - Vol. 200, Issue 11. -C. 3518 - 3526.

104 Ma, L.W. Effect of coating thickness on the deformation mechanisms in PVD TiN-coated steel [Текст] / L.W. Ma, J.M. Cairney, M.J. Hoffman, P.R. Munroe // Surface and Coatings Technology. - 2010. -Vol. 204, Issue 11. - C. 1764 - 1773.

105 Salvadori, M.C. DLC coating roughness as a function of film thickness [Текст] / M.C. Salvadori, D.R. Martins, M. Cattani // Surface and Coatings Technology. - 2006. -Vol. 200, Issues 16 - 17. - C. 5119 - 5122.

106 Sanders, D. M. Review of cathodic arc deposition technology at the start of the new millennium [Текст] / D. M Sanders, A. Anders // Surface and Coatings Technology. - 2000. - Vol. 133 - 134. - C. 78 - 90.

107 Takadoum, J. Influence of substrate roughness and coating thickness on adhesion, friction and wear of TiN films [Текст] / J. Takadoum // Surface and Coatings Technology. - 1997. - Vol. 96, Issues 2 - 3. - C. 272 - 282.

108 Watanable H. The mechanical properties and microstructure of Ti-Si-N nanocomposite films by ion plating [Текст]/ H.Watanable, Y.Sato, C.Ni et al//Surf. Coat. Technol. - 2003. - V. 169 - 170. - C. 452 - 455.

109 Yagafarov, I.I. Assurance of Parts Accuracy in the Process of Coating Deposition by the Vacuum Arc Plasma [Текст] / I.I.Yagafarov, R.M.Kireev, V.S.Mukhin // XXVth Int.Symp.on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum. -Tomsk. - 2012. - C. 552 - 553.