limЛитье и металлургияLitiyo i Metallurgiya (FOUNDRY PRODUCTION AND METALLURGY)1683-60652414-0406BNTU10.21122/1683-6065-2019-1-112-118lim-2718Research ArticleМатериаловедениеScience of materialsТехнологические особенности формирования покрытий Ti–Cr–B–N методом магнетронного распыления на постоянном токеTechnological features of Ti–Cr–B–N coatings formation by magnetron sputtering method in a direct currentЛатушкинаС. Д.LatushkinaS. D.phti@tut.byРомановИ. М.RomanovI. M.phti@tut.byЛученокА. Р.LuchenokA. R.ПосылкинаО. И.PosylkinaO. I.phti@tut.byХарланЮ. А.HarlanYu. A.phti@tut.byМартинкевичЯ. Ю.MartinkevichYa. Yu.phti@tut.byФизико-технический институт НАН БеларусиБеларусьPhysical-Engineering Institute of the NAS of BelarusBelarusНИИ импульсных процессов с опытным производством Института порошковой металлургии НАН БнларусиБеларусьResearch Institute of Pulse Processes with Pilot Plant, Powder Metallurgy Institute of the NAS of BelarusBelarus20191004201901112118Copyright © Латушкина С.Д., Романов И.М., Лученок А.Р., Посылкина О.И., Харлан Ю.А., Мартинкевич Я.Ю., 20192019Латушкина С.Д., Романов И.М., Лученок А.Р., Посылкина О.И., Харлан Ю.А., Мартинкевич Я.Ю.Latushkina S.D., Romanov I.M., Luchenok A.R., Posylkina O.I., Harlan Y.A., Martinkevich Y.Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://lim.bntu.by/jour/article/view/2718

Приведены результаты исследования фазового состава и физико-механических свойств многокомпонентных покрытий Ti–Cr–B–N, сформированных методом магнетронного распыления на постоянном токе из композиционных мишеней. Изучены особенности фазообразования покрытий при распылении мишеней, содержащих в качестве боросодержащего компонента диборид титана (TiB2) или нитрид бора (BN). Установлены условия осаждения покрытий с микротвердостью до 32 ГПа и термостойкостью вплоть до 800 °C.

The results of the study of the phase composition and physical and mechanical properties of multicomponent coatings Ti– Cr–B–N formed by magnetron sputtering at a constant current from composite targets are presented. The features of phase formation of coatings when spraying targets containing titanium diboride (TiB2) or boron nitride (BN) as a boron-containing component are studied. The conditions of deposition of coatings with microhardness up to 32 GPA and heat resistance up to 800 °C are established.

магнетронное распылениемишеньтермостойкостьмикротвердостьmagnetron sputteringtargetheat resistancemicrohardnessReferencesВнуков Ю. Н. О влиянии PVD покрытий на условия резания, износ и стойкость инструмента / Ю. Н. Внуков, Е. Б. Козлова, Э. Б. Кондратюк // Современные технологии в машиностроении. Харьков: НТУ «ХПИ», 2015. Вип. 10. С. 86–113.Vnukov Ju. N., Kozlova E. B., Kondratjuk Je. B. O vlijanii PVD pokrytij na uslovija rezanija, iznos i stojkost’ instrumenta [On the effect of PVD coatings on cutting conditions, wear and tool durability]. Sovremennye tehnologii v mashinostroenii = Modern technologies in mechanical engineering. Har’kov, NTU «HPI» Publ., 2015, vip. 10, pp. 86–113.Технология тонких пленок: справ. / Под ред. Л. Майссела, Р. Лэнга. М.: Советское радио, 1977. Т. 1. 664 с.Tehnologija tonkih plenok: Spravochnik [Thin Film Technology: Handbook]. Moscow, Sovetskoe radio Publ., 1977, vol. 1, 664 p.Верещака А. С. Некоторые методологические принципы создания функциональных покрытий для режущего инструмента. Современные технологии в машиностроении. Харьков: НТУ «ХПИ», 2007. С. 210–232.Vereshhaka A. S. Nekotorye metodologicheskie principy sozdanija funkcional’nyh pokrytij dlja rezhushhego instrumenta. Sovremennye tehnologii v mashinostroenii [Some methodological principles of creating functional coatings for cutting tools. Modern technologies in mechanical engineering]. Har’kov, NTU «HPI» Publ., 2007, pp. 210–232.Андриевский Р. А. Сверхтвердые наноструктурные материалы на основе тугоплавких соединений // Функциональные материалы. 2007. T. 1. № 4. C. 129–133.Andrievskij R. A. Sverhtverdye nanostrukturnye materialy na osnove tugoplavkih soedinenij [Superhard nanostructured materials based on refractory compounds]. Funkcional’nye materialy = Functional materials. 2007, vol. 1, no. 4, pp. 129–133.Локтев Ю. Д. Наноструктурные покрытия высокопроизводительного инструмента // Стружка. 2004. № 2(5). С. 12–17.Loktev Ju. D. Nanostrukturnye pokrytija vysokoproizvoditel’nogo instrumenta [Nanostructured coatings for high-performance tools]. Struzhka = Shavings, 2004, no. 2(5), pp. 12–17.Дробышевская А. А. Нанокомпозитные покрытия на основе нитридов переходных металлов / А. А. Дробышевская, Г. А. Cердюк, Е. В. Фурсова, В. М. Береснев // ФИП. 2008. Т. 6. № 1–2. С. 81–88.Drobyshevskaja A. A., Cerdjuk G. A., Fursova E. V., Beresnev V. M. Nanokompozitnye pokrytija na osnove nitridov perehodnyh metallov [Nanocomposite coatings based on transition metal nitrides]. FIP, 2008, vol. 6, no. 1–2, pp. 81–88.Балабанов В. И. Нанотехнологии. Наука будущего. М.: Эксмо, 2009. 256 с.Balabanov V. I. Nanotehnologii. Nauka budushhego [Nanotechnology. Science of the future]. Moscow, Jeksmo Publ., 2009, 256 p.Клинская-Руденская H. A. О влиянии тугоплавких добавок на структуру и свойства покрытий из самофлюсующихся сплавов / H. A. Клинская-Руденская, Б. П. Кузьмин // Физика и химия обработки материалов. 1996. № 1. С. 55–61.Klinskaja-Rudenskaja N. A., Kuz’min B. P. O vlijanii tugoplavkih dobavok na strukturu i svojstva pokrytij iz samofljusujushhihsja splavov [On the effect of refractory additives on the structure and properties of coatings from self-fluxing alloys]. Fizika i himija obrabotki materialov = Physics and chemistry of materials processing, 1996, no. 1, pp. 55–61.Юпшская-Руденская H. A. Особенности композиционных покрытий на основе Nі–Cr–B–Sі сплавов. Исследование износостойкости покрытий / H. A. Юпшская-Руденская, В. А. Копысов, C. B. Коцот // Физика и химия обработки материалов. 1994. № 6. С. 52–57.Jupshskaja-Rudenskaja N. A., Kopysov V. A., Kocot S. V. Osobennosti kompozicionnyh pokrytij na osnove Nі–Cr–B–Sі splavov. Issledovanie iznosostojkosti pokrytij [Features of composite coatings based on Ni-Cr-B-Si alloys]. Fizika i himija obrabotki materialov = Physics and chemistry of materials processing, 1994, no. 6, pp. 52–57.Курдюмов А. В. Полиморфные модификации углерода и нитрида бора / А. В. Курдюмов, В. Г. Малоголовец, Н. В. Новиков, А. Н. Пилянкевич. М., 1994. 212 c.Kurdjumov A. V., Malogolovec V. G., Novikov N. V., Piljankevich A. N. Polimorfnye modifikacii ugleroda i nitrida bora [Polymorphic modifications of carbon and boron nitride]. Moscow, 1994, 212 p.Komarov F. F. Formation of Nanostructured TiAlN, TiCrN, and TiSiN coatings using magnetron sputtering / F. F. Komarov, S. V. Konstantinov, V. V. Pilko // Journal of Friction and Wear. 2014. Vol. 35. N 3. P. 215–223.Komarov F. F., Konstantinov S. V., Pilko V. V. Formation of Nanostructured TiAlN, TiCrN, and TiSiN coatings using magnetron sputtering. Journal of Friction and Wear, 2014, vol. 35, no. 3, pp. 215–223.Mattias S. On the film density using high power impulse magnetron sputtering // Surface and Coatings Technology. 2010. Vol. 205. N 2. P. 591–596.Mattias S. On the film density using high power impulse magnetron sputtering. Surface and Coatings Technology, 2010, vol. 205, no. 2, pp. 591–596.Латушкина С. Д., Романов И. М., Жижченко А. Г., Мартинкевич Я. Ю., Харлан Ю. А. Исследование особенностей формирования многокомпонентных покрытий (Ti, Zr)N вакуумно-плазменными методами // Современные методы и технологии создания и обработки материалов. Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки. Минск: ФТИ НАН Беларуси, 2017. С. 167–175.Latushkina S. D., Romanov I. M., Zhizhchenko A. G., Martinkevich Ja. Ju., Harlan Ju. A. Issledovanie osobennostej formirovanija mnogokomponentnyh pokrytij (Ti, Zr) N vakuumno-plazmennymi metodami [Study of the features of the multicomponent coatings (Ti, Zr) N formation by vacuum-plasma methods]. Sovremennye metody i tehnologii sozdanija i obrabotki materialov. Tehnologii i oborudovanie mehanicheskoj i fiziko-tehnicheskoj obrabotki = Modern methods and technologies for the creation and processing of materials. Technologies and equipment for mechanical and physico-technical processing. Minsk, FTI NAN Belarusi Publ., 2017, pp. 167–175.Романов И. М., Лученок А. Р., Посылкина О. И., Харлан Ю. А. Исследование особенностей многокомпонентных TiAl-N покрытий способом магнетронного распыления композиционных мишеней различного состава // Современные методы и технологии создания и обработки материалов. Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки. Минск: ФТИ НАН Беларуси, 2018. С. 218–228.Romanov I. M., Luchenok A. R., Posylkina O. I., Harlan Ju. A. Issledovanie osobennostej mnogokomponentnyh Ti–Al–N pokrytij sposobom magnetronnogo raspylenija kompozicionnyh mishenej razlichnogo sostava [Study of the multicomponent Ti–Al–N coatings characteristics by the method of magnetron sputtering composite targets of different composition] / Sovremennye metody i tehnologii sozdanija i obrabotki materialov. Tehnologii i oborudovanie mehanicheskoj i fiziko-tehnicheskoj obrabotki = Modern methods and technologies for the creation and processing of materials. Technologies and equipment for mechanical and physico-technical processing. Minsk, FTI NAN Belarusi Publ., 2018, pp. 218–228.Латушкина С. Д., Романов И. М., Жижченко А. Г., Посылкина О. И. Вакуумно-дуговые наноструктурные покрытия на основе нитрида титана // Перспективные материалы. М. 2014. № 6. С. 49–55.Latushkina S. D., Romanov I. M., Zhizhchenko A. G., Posylkina O. I. Vakuumno-dugovye nanostrukturnye pokrytija na osnove nitrida titana [Vacuum-arc nanostructured coatings based on titanium nitride]. Perspektivnye materialy = Perspective materials. 2014, no. 6, pp. 49–55.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.