Конспект лекцій з дисципліни «Формування структури та властивостей сучасних інстру ментальних матеріалів»

раз-
работка комплексной технологии, включающей предварительную хими-
ко-термическую обработку подложки с последующим нанесением по-
крытия, например, предварительное ионное азотирование контактных 
площадок инструмента и осаждение покрытий по методу КИБ
.
Преимущество комплексного технологического процесса заключается 
в возможности совмещения обеих операций в одном технологическом цикле 
при использовании вакуумно-плазменных установок нового поколения. 
Анализ вакуумных методов нанесения покрытий показывает, что про-
изводительность наращивания слоев методом КИБ превосходит другие ме-
тоды, обеспечивает высокое качество покрытий, гарантирует приоритет-
ное положение и преимущественное развитие технологии в условиях серий-
ного производства
. 
 
 
2. 
Исходя из функционального назначения основными требованиями (с 
точки зрения физико-химических, механических и эксплуатационных 

---

58 
58 
свойств) к материалу износостойких покрытий, наносимых на поверхность 
инструментального материала ионно-плазменным синтезом, являются следующие:
 
1) 
высокий уровень механических свойств
– твердости, прочности, пластичности, усталост-
ной прочности; 
2) 
высокая износостойкость 
(свойство материала оказывать сопротивление 
изнашиванию в определенных условиях трения); 
3) 
высокие теплофизические свойства
– теплостойкость, теплопроводность;
4) 
определенное значение коэффициента термического расширения
. Знание 
к.т.р. дает возможность выбирать оптимальное сочетание материала покры-
тия и основного металла для работы при повышенных температурах; рассчи-
тывать одну из основных важнейших характеристик покрытия – величину 
остаточных напряжений, прогнозировать работоспособность изделий с по-
крытиями при термоусталостном нагружении; 
5) одним из основных требований при выборе материала покрытия и метода 
его нанесения является 
высокая прочность соединения материала покрытия 
с основой (адгезионная прочность
– сила связи между основным металлом и 
покрытием, отнесенная к единице их общей поверхности). 
Эта характери-
стика считается одним из самых основных критериев, которые определяют как 
область применения, так и эксплуатационные характеристики покрытия; 
6) 
стабильность указанных свойств в рабочем диапазоне температур, временная ста-
бильность свойств; 
7) дополнительными требованиями к выбору материала покрытия могут быть 
требования 
обеспечения особых свойств поверхности, определяемых усло-
виями эксплуатации изделия, - жаростойкость, заданный коэффициент 
трения, химическая инертность к обрабатываемому материалу,
коррозионная 
стойкость, биоинертность
и т.д. 
Определенные требования также предъявляются к инструменталь-
ному материалу с покрытием - как единому композиционному материалу
. 
Материалы 
покрытия и основы должны иметь
:
1) 
сродство кристаллохимического строения, при котором возможно обес-
печить прочную адгезионную связь между ними
;
2) 
оптимальное соотношение основных физико-механических и теплофи-
зических характеристик
(модуль упругости, коэффициент Пуассона, коэф-
фициент термического расширения, тепло- и температуропроводность); 
3) 
снижение склонности указанной пары к твердофазным диффузионным 
реакциям во всем диапазоне температур и напряжений в условиях экс-
плуатации
. 
Кроме того, 
одним из общих требований является возможность полу-
чения покрытия простым и экономичным способом
. 

---

59 
59