Повышение функциональных свойств ответственных изделий машиностроения на основе применения усовершенствованной технологии подготовки их поверхности с последующим осаждением покрытий

Цель работы – повышение функциональных свойств ответственных изделий машиностроения из различных материалов (твердого сплава, титанового и алюминиевого сплавов, нержавеющей стали) на основе применения усовершенствованной технологии подготовки их поверхности (очистки и термоактивации) с последующим осаждением вакуумно-плазменных покрытий. Объектом исследований являются функциональные свойства образцов из различных материалов (твердого сплава, титанового и алюминиевого сплавов, нержавеющей стали) с вакуумно-пламенными покрытиями. Предметом исследования являются процессы подготовки (очистки и термоактивации) образцов из различных материалов в плазме тлеющего разряда с удержанием плазмы прикатодным потенциалом (эффект полого катода). Научная новизна работы заключается в следующем. (ЭДС), 1. Установлены закономерности влияния параметров процесса очистки и термоактивации поверхности субстратов плазмой тлеющего разряда с реализацией эффекта полого катода на характеристики осаждаемых в последующем вакуумноплазменных покрытий и износостойкость образцов с покрытиями в условиях механических нагрузок и коррозионного воздействия. 2. Выявлено качественное влияние процессов очистки и термоактивации поверхности субстратов (плазмой вакуумно-дугового разряда и плазмой тлеющего разряда с реализацией эффекта полого катода) на состояние поверхностного слоя и прочность интерфейса (адгезионную прочность) между субстратом и осаждаемым вакуумно-плазменным покрытием. 3. Установлены взаимосвязи между свойствами материала субстрата и параметрами процесса очистки и термоактивации плазмой тлеющего разряда с реализацией эффекта полого катода, а также обоснован выбор параметров, обеспечивающих наилучшую адгезионную прочность между вакуумноплазменным покрытием и субстратом. Теоретическая значимость работы заключается в установленных закономерностях влияния параметров процесса очистки и термоактивации поверхности субстратов плазмой тлеющего разряда с реализацией эффекта полого катода на характеристики осаждаемых в последующем покрытий и износостойкость образцов с покрытиями в условиях механических нагрузок и коррозионного воздействия; в выявленном влиянии свойств материала субстрата и параметров процесса очистки и термоактивации плазмой тлеющего разряда с реализацией эффекта полого катода на состояние поверхностного слоя и прочность интерфейса между субстратом и осаждаемыми покрытиями. Практическая значимость работы заключается в следующем. 1. Предложено и экспериментально обосновано применение усовершенствованной технологии подготовки (очистки и термоактивации) поверхности субстратов с использованием плазмы тлеющего разряда с реализацией эффекта полого катода с удержанием плазмы прикатодным потенциалом и последующим осаждением вакуумно-плазменных покрытий, использование которой для осаждения покрытий на твердосплавном режущем инструменте, изготавливаемом АО «Резьбовые Технологии», позволило повысить производительность обработки резьб на деталях из труднообрабатываемых сталей на 25–30 %. 2. Разработаны рекомендации по практическому применению усовершенствованной технологии подготовки поверхности субстратов с использованием плазмы тлеющего разряда с эффектом полого катода и выбору рациональных режимов обработки для различных материалов (твердого сплава, титановых и алюминиевых сплавов, нержавеющей стали), обеспечивающих наилучшие функциональные свойства осаждаемых в последующем покрытий. 3. Предложена совокупность технологических рекомендаций, позволяющая повысить износостойкость изделий (режущих пластин). Результаты испытаний твердосплавных режущих пластин с покрытиями на Jiangsu Tiangong Cemented Carbide Technology Co. Ltd. (КНР), специализирующейся на производстве твердосплавных инструментов для металлообработки, продемонстрировали более высокую износостойкость образцов, обработанных в соответствии с предложенной усовершенствованной технологией очистки и термоактивации поверхности, в сравнении с образцами, изготовленными с использованием традиционной производственной технологией.