Новый метод нанесения защитных покрытий от ученых СГТУ в разы увеличил твердость металлических изделий

Российские ученые разработали новый метод нанесения сверхтвердых покрытий карбида титана на рабочие поверхности металлических инструментов, который поможет избежать ускоренного износа и увеличивает срок службы материала.

Исследователи из Саратовского государственного технического университета имени Гагарина Ю.А. (Саратов) провели цикл исследований, посвященных защитным титаносодержащим покрытиям, и в новой работе предложили наносить их методом индукционно-термического вакуумного распыления.

Предложенная технология заключалась в том, что металл, на котором формировалась пленка, разогрели, используя для этого индуктор – нагревательный элемент, который бесконтактно и импульсно генерировал в образце вихревой электрический ток. Это вызвало быстрый и равномерный нагрев металла – в данном исследовании быстрорежущей инструментальной стали, содержащей в своем составе углерод и ряд других химических элементов.

Титановый материал для пленки перед нанесением на поверхность обрабатываемых изделий также нагревали в вакууме до температуры испарения. После этого всю систему охлаждали для формирования необходимой микроструктуры слоя.

«Мы экспериментально определили условия, при которых защитные титановые пленки содержат оптимальное количество карбидной фазы, что придает поверхности металлоизделия сверхтвердое состояние – около 60 гигапаскалей. Сверхтвердым материал называется, если его твердость превышает 40 гигапаскалей; для сравнения можно привести "эталонный" алмаз, чье значение колеблется от 70 до 150. Наша технология будет актуальна при изготовлении инструментов, требующих особой прочности и износостойкости, например сменных режущих пластин для токарных резцов и фрез», – рассказывает Александр Фомин, руководитель проекта по гранту РНФ, доктор технических наук, заведующий кафедрой «Материаловедение и биомедицинская инженерия» Института машиностроения, материаловедения и транспорта СГТУ имени Гагарина Ю.А.

Источник и фото: Пресс-служба СГТУ им. Гагарина Ю.А. по материалам РНФ