UA32226U - Спосіб одержання багатошарового захисного покриття на основі тонких плівок дибориду танталу - Google Patents
Спосіб одержання багатошарового захисного покриття на основі тонких плівок дибориду танталу Download PDFInfo
- Publication number
- UA32226U UA32226U UAU200714591U UAU200714591U UA32226U UA 32226 U UA32226 U UA 32226U UA U200714591 U UAU200714591 U UA U200714591U UA U200714591 U UAU200714591 U UA U200714591U UA 32226 U UA32226 U UA 32226U
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- modulus
- tantalum diboride
- thin films
- elasticity
- protective coating
- Prior art date
Links
- JEUVAEBWTRCMTB-UHFFFAOYSA-N boron;tantalum Chemical compound B#[Ta]#B JEUVAEBWTRCMTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 8
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 title claims abstract description 5
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims abstract description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000010408 film Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000013077 target material Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 10
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 claims description 4
- 238000005477 sputtering target Methods 0.000 claims description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 abstract description 5
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N B#[Ti]#B Chemical compound B#[Ti]#B QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910033181 TiB2 Inorganic materials 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 2
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 1
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 1
- 238000000921 elemental analysis Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004949 mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000001004 secondary ion mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
Спосіб одержання багатошарового захисного покриття на основі тонких плівок дибориду танталу шляхом нанесення на сталеву підкладку зносостійкого покриття магнетронним методом розпилення матеріалу мішені. Плівку покриття одержують на одній технологічній одиниці устаткування в одному вакуумному циклі при використанні одного магнетрона та однієї мішені, що розпилюється. При цьому шари дибориду танталу наносяться послідовно із застосуванням потенціалу зсуву, що подається в процесі нанесення на сталеву підкладку, та без нього.
Description
Корисна модель належить до галузі техніки, а саме до нанесення зносостійких, корозійностійких, термостійких та інших покриттів, які можуть буди одержані на металевих та інших поверхнях за допомогою методів фізичного розпилення в вакуумі різноманітних мішеней, і може знайти практичне застосовування при виготовленні деталей машинобудування, металургії, хімічної, електронної промисловості та інше.
Відомо, що тонкі плівки на основі фаз введення (бориди, карбіди та нітриди перехідних металів) мають привабливі, з точки зору їх практичного використання, фізико-механічні та інші властивості, які значно відрізняються від своїх аналогів в масивному стані - високу та надвисоку твердість, яка може бути поєднана разом з досить високою пластичністю, зносостійкість, великий опір ерозії, корозії й окислюванню, високу термічну стабільність (11.
Як прототип корисної моделі, що пропонується, обраний спосіб захисту від зношування за допомогою послідовного нанесення на різальну частину інструмента шарів титану та дибориду титану, з використанням різних видів магнетронного розпилення (на постійному струмі та високочастотного) і двох мішеней (титану та дибориду титану), що розпилюються |21.
Загальними суттєвими ознаками відомого способу і того, що заявляється, є використання магнетронного способу розпилення матеріалу мішені, використання як захисного покриття тонких плівок диборидів перехідних металів, нанесення багатошарового покриття, яке складається з двох або більше шарів, які мають різні фізико- механічні властивості (твердість, модуль пружності).
Недоліком відомого способу є те, що він потребує використання декількох магнетронів та двох мішеней, що розпилюються, які необхідні для послідовного розпилення різних матеріалів, завдяки чому і створюються багатошарове покриття з необхідними властивостями.
В основу корисної моделі, що пропонується, поставлено задачу одержання багатошарової плівки на одній технологічній одиниці устаткування, в одному вакуумному циклі при використанні одного магнетрона та однієї мішені, що розпилюється, з одночасним збільшенням стійкості покриття і збереженням його високої твердості.
Задача, що поставлена, вирішується завдяки послідовному нанесенню двох (або більше) шарів дибориду танталу, які мають різну структуру та фізико-механічні властивості що є можливим завдяки застосуванню потенціалу зсуву, що подається в процесі нанесення на підкладку захисного покриття. Нижчій (перший) шар, що одержується з застосуванням негативного потенціалу зсуву, має твердість вищу за твердість сталевої підкладки і модуль пружності, близький за значенням до модуля пружності підкладки. Верхній шар, що одержується без застосування потенціалу зсуву, має високу твердість, а його модуль пружності достатньо близький за значенням до модуля пружності попереднього шару. Таким чином, поєднання двох зазначених шарів дозволяє значно зменшити напруження, що залишаються, завдяки чому підвищити зносостійкість покрить з одночасним збереженням їх високої твердості. Послідовна кількість таких шарів може бути різною в залежності від бажаного результату стосовно товщини, твердості, зносостійкості та інше.
Заявлений спосіб здійснювався наступним чином.
Покриття одержувались на установці УВН-75РЗ методом ВЧ-магнетронного розпилення (13.56МГЦ). Тиск робочого газу - 0.32 Па. Потужність ВЧ-генератора - 500Вт. Як мішень використовувався диск спеченої порошкової мішені дибориду танталу діаметром 120мм. Підкладками служили сталеві зразки. Товщина покрить складала 0.7-їмкм і контролювалася методом багатопроменевої інтерферометри (МІІ-4). Фазовий склад та структура плівок досліджувалися методом рентгенівської дифрактометрії (ДРОН-4, фільтроване СикКа- випромінювання), елементний склад - методом вторинної іонної мас-спектрометрії (МС-7201). Фазовий склад остаточно визначався за даними рентгенівської дифрактометрії з залученням результатів елементного аналізу.
Контроль залишкової атмосфери в камері і складу робочого газу здійснювався за допомогою газового мас- аналізатора МХ-7304А. Твердість та модуль пружності покриттів знаходились за допомогою нанотвердоміра Мапо
Іпаепіег-ІІ (МТ5 Бузієтвзг Іпс., Оак Відде, ТМ, ОА).
Приклад здійснення способу
Спочатку на підготовлену підкладку протягом 30-60 хвилин наносився шар покриття з використанням режиму 1, а потім протягом такого ж часу - шар з використанням режиму 2. Середня швидкість росту плівки при режимі 1 складала 7нм/хв, при режимі 2-1Онм/хв.
Технологічні параметри одержання плівок наведені в таблиці 1
Таблиця 1 отримання в підкладки, В склад плівки | робочого газ а 1 те» | ов |овю о та» | зом
Фізико-механічні властивості отриманих плівок наведені в таблиці 2. Параметр Н/Е - індекс пластичності матеріалу (оцінка стійкості матеріалу до пружної деформації руйнування). Для оцінки опору матеріалу пластичної деформації застосовувався параметр НУ/Е-Х.
Таблиця 2 отримання плівки, мкм Е, ГПа
2211111 Ї7111106 | аа | 324 |0из3| 069 2
Використання корисної моделі, що заявляється, дозволяє за допомогою серійної промислової установки магнетронного розпилення з використанням одного магнетрону і однієї мішені, що розпилюється, одержувати в єдиному технологічному циклі багатошарові покриття дибориду танталу з бажаними наперед заданими фізико- механічними властивостями.
Джерела інформації 1. Андриевский Р.А., Калинников Г.В. Кобелев Н.П., Сойфер ЯМ., Штанский Д.В. Структура и физико- механические свойства наноструктурньїх боронитридньх пленок //ФТТ, 1997, том 39, Ме10, с.1859-1864 2. Рапісп М., Мапдуао Р., Наппопдрца 5., Зпіснагоепсна! Р. апа Б!ип У. Тіроіодіса! зшау ої папо-тиЩШіауегей ийга-нага соаїййпов базеай оп ТіВг //Аеу. Аду. Маїег. 5сі. 2006, Ме13, р.117-124.
Claims (1)
- Спосіб одержання багатошарового захисного покриття на основі тонких плівок дибориду танталу, що здійснюють шляхом нанесення на сталеву підкладку зносостійкого покриття магнетронним методом розпилення матеріалу мішені, який відрізняється тим, що плівку покриття одержують на одній технологічній одиниці устаткування в одному вакуумному циклі при використанні одного магнетрона та однієї мішені, що розпилюється, при цьому шари дибориду танталу наносять послідовно з застосуванням потенціалу зсуву, що подається в процесі нанесення на сталеву підкладку, та без нього, а саме: перший шар одержують з застосуванням негативного потенціалу зсуву, і він має модуль пружності, близький до модуля пружності підкладки, і твердість, вищу за твердість підкладки, наступний шар одержують без застосування потенціалу зсуву, І він має модуль пружності, близький до модуля пружності попереднього шару, і високу твердість.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU200714591U UA32226U (uk) | 2007-12-24 | 2007-12-24 | Спосіб одержання багатошарового захисного покриття на основі тонких плівок дибориду танталу |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU200714591U UA32226U (uk) | 2007-12-24 | 2007-12-24 | Спосіб одержання багатошарового захисного покриття на основі тонких плівок дибориду танталу |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA32226U true UA32226U (uk) | 2008-05-12 |
Family
ID=39820268
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAU200714591U UA32226U (uk) | 2007-12-24 | 2007-12-24 | Спосіб одержання багатошарового захисного покриття на основі тонких плівок дибориду танталу |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA32226U (uk) |
-
2007
- 2007-12-24 UA UAU200714591U patent/UA32226U/uk unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Lin et al. | Diamond like carbon films deposited by HiPIMS using oscillatory voltage pulses | |
| Ou et al. | Wear and corrosion resistance of CrN/TiN superlattice coatings deposited by a combined deep oscillation magnetron sputtering and pulsed dc magnetron sputtering | |
| Inkin et al. | A superhard diamond-like carbon film | |
| SE533395C2 (sv) | Sätt att göra PVD-beläggningar | |
| Chen et al. | Microstructure and mechanical properties of Ti (C, N) and TiN/Ti (C, N) multilayer PVD coatings | |
| KR102234455B1 (ko) | Tib2 층 및 그의 사용 | |
| Wang et al. | Effects of HiPIMS pulse-length on plasma discharge and on the properties of WC-DLC coatings | |
| Ou et al. | Mechanical and tribological properties of CrN/TiN superlattice coatings deposited by a combination of arc-free deep oscillation magnetron sputtering with pulsed dc magnetron sputtering | |
| EP2298954A1 (en) | A PVD method for depositing a coating onto a body and coated bodies made thereof | |
| CN103628024A (zh) | 一种在4Cr13不锈钢游标卡尺表面沉积氮化钛薄膜的工艺 | |
| CN107937873A (zh) | 碳掺杂的过渡金属硼化物涂层、碳‑过渡金属硼化物复合涂层、制备方法及应用和切削工具 | |
| CN107278177A (zh) | 具有TiAlN‑ZrN涂层的整体硬质合金端铣刀 | |
| Chen et al. | Microstructure and mechanical properties of gradient Ti (C, N) and TiN/Ti (C, N) multilayer PVD coatings | |
| Jahodova et al. | Mechanical, tribological and corrosion properties of CrBN films deposited by combined direct current and radio frequency magnetron sputtering | |
| Elo et al. | Tailoring residual stresses in CrNx films on alumina and silicon deposited by high-power impulse magnetron sputtering | |
| JP2017040373A5 (uk) | ||
| Anwar et al. | Evaluation of structural and mechanical properties of CrAlN single layer coating deposited by reactive magnetron sputtering | |
| Pham et al. | Improving hardness of biomedical Co–Cr by deposition of dense and uniform TiN films using negative substrate bias during reactive sputtering | |
| CN108368618B (zh) | 制造pvd层的方法和涂覆的切削工具 | |
| RU2551331C2 (ru) | Способ получения многослойного градиентного покрытия методом магнетронного напыления | |
| CN108368601B (zh) | 涂覆的切削工具和方法 | |
| CN110129742B (zh) | 一种超硬强韧TiSiCN硬质涂层的制备方法 | |
| Saoula et al. | Effect of the plasma deposition parameters on the properties of Ti/TiC multilayers for hard coatings applications | |
| Xu et al. | Ti0· 33Al0. 67 cathode surface modifications and the effect on the mechanical and electrochemical properties of AlTiN coating | |
| UA32226U (uk) | Спосіб одержання багатошарового захисного покриття на основі тонких плівок дибориду танталу |