powderИзвестия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытияPowder Metallurgy аnd Functional Coatings (Izvestiya Vuzov. Poroshkovaya Metallurgiya i Funktsional'nye Pokrytiya)1997-308X2412-8767НИТУ "МИСИС"10.17073/1997-308X-2013-2-54-59powder-28Research ArticleНаноструктурированные материалы и функциональные покрытияNanostructured Materials and Functional CoatingsКЕРАМИКО-МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ (TiN–Cu) НАНОСТРУКТУРНЫЕ ИОННО-ПЛАЗМЕННЫЕ ВАКУУМНО-ДУГОВЫЕ ПОКРЫТИЯ ДЛЯ РЕЖУЩЕГО ТВЕРДОСПЛАВНОГО ИНСТРУМЕНТАCeramic-metallic (TiN–Cu) nanostructural ion-plasma vacuum-arc coatings of cutting carbide toolsБлинковИ. В.BlinkovI. V.

докт. техн. наук, профессор кафедры функциональных наносистем и высокотемпературных материалов НИТУ «МИСиС» 

biv@misis.ruВолхонскийА. О.VolkhonskyA. O.

канд. техн. наук, ассистент кафедры функциональных наносистем и высокотемпературных материалов НИТУ «МИСиС» 

abvest@yandex.ruЛаптевА. И.LaptevA. I.

докт. техн. наук, вед. науч. сотр. НИЛ «СТМ» НИТУ «МИСиС» 

laptev@misis.ruСвиридоваТ. А.SviridovaT. A.

канд. физ.-мат. наук, науч. сотр. центра композиционных материалов НИТУ «МИСиС»

tim-170@yandex.ruТабачковаН. Ю.TabachkovaN. Yu.

канд. физ.-мат. наук, ст. науч. сотр. ЦКП «Металлургия и материаловедение» НИТУ «МИСиС»

ntabachkova@gmail.comБеловД. С.BelovD. S.

аспирант кафедры функциональных наносистем и высокотемпературных материалов НИТУ «МИСиС»

lightningn4s@yandex.ruЕршоваА. В.YershovaA. V.

студентка кафедры функциональных наносистем и высокотемпературных материалов НИТУ «МИСиС»

Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», 119049, г. Москва, В-49, Ленинский пр-т, 4Russian Federation201319012015025459Copyright © НИТУ "МИСИС", 20132013НИТУ "МИСИС"НИТУ "МИСИС"https://powder.misis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://powder.misis.ru/jour/article/view/28

Проведены исследования по изучению структуры и свойств покрытий TiN–Cu с широким интервалом концентраций меди (СCu = 0,6 ÷ 20 ат.%), полученных методом ионно-плазменного вакуумно-дугового осаждения на твердосплавном режущем инструменте ТТ10К8Б, включая его стой- костные испытания по резанию. Введение меди в состав покрытия приводит к измельчению кристаллитов нитридной фазы от 100 до 20 нм. При этом твердость покрытий растет с 20 до 40 ГПа при увеличении СCu до 7–8 ат.%. Дальнейшее повышение содержания меди, сопровождающееся измельчением кристаллитов нитридной фазы, характеризуется уменьшением твердости до 14–15 ГПа, которое связано с влиянием на нее мяг- кого пластичного металла. Проведенные стойкостные испытания по резанию стали 35ХГСА сменных многогранных пластин (СМП) с покрытия- ми TiN–Cu свидетельствуют о том, что оптимально подобранный состав (TiN – 7÷8 ат.% Cu) увеличивает стойкость СМП более чем в 6 и 2,5 раза по сравнению с инструментом без покрытия и с покрытием TiN, нанесенным по базовой технологии, соответственно. 

Studies of structure and properties of TiN-Cu coatings with a wide interval of copper concentrations from 0,6 to 20 at. % have been carried out in- cluding its cutting action tests. The coatings were produced by the ion-plasma vacuum-arc deposition onto TT10K8B carbide cutting tool. Introduc- tion of copper into the composition of the coating results in nitride phase crystallite size reduction from 100 to 20 nm. In this case the hardness of coatings grows from 20 to 40 GPA while copper content in the coating increases up to 7–8 at. %. Further increase of copper content, which is accom- panied by nitride phase crystallite size reduction, is characterized by decrease of hardness down to 14–15 GPA concerned with the effect of soft duc- tile metal on it. The life tests of mechanical cutting by TiN-Cu coated 35KhGSA SMP steel show that the optimum composition of the coatings (TiN – 7–8 ат. % Cu) increases the durability of tools with replaceable polygonal inserts (SMP) more than 6 and 2,5 times compared with uncoated tool and TiN coated tool according to the basic technique respectively. 

ионно-плазменное осаждениепокрытия для режущего инструментаструктуро- и фазообразование в системе Ti–Cu–Nтвердость покрытийстойкость инструмента с покрытиемнаноструктурированиеion-plasma depositioncoatings for machining toolsstructure and phase formation in the Ti-Cu-N systemhardness of coatingsdura- bility of coated toolnanostructurizationReferencesШтанский Д. В., Кулинич С. А., Левашов Е. А., Moore J. J. // Физика твердого тела. 2003. Т. 45, No 6. С. 1122–1129.Штанский Д. В., Кулинич С. А., Левашов Е. А., Moore J. J. // Физика твердого тела. 2003. Т. 45, No 6. С. 1122–1129.Блинков И. В., Волхонский А. О., Юдин А. Г. // Физика и химия обраб. матер. 2011. No 6. С. 18.Блинков И. В., Волхонский А. О., Юдин А. Г. // Физика и химия обраб. матер. 2011. No 6. С. 18.Volkhonsky A., Blinkov I. V. // Rus. J. Non-Ferrous Metals. 2012. Vol. 53, No 3. Р. 259–265.Volkhonsky A., Blinkov I. V. // Rus. J. Non-Ferrous Metals. 2012. Vol. 53, No 3. Р. 259–265.Veprek S., Veprek-Heijman M. G. J., Karvankova P., Prochazka J. // Thin Solid Films. 2005. Vol. 476. Р. 1–9.Veprek S., Veprek-Heijman M. G. J., Karvankova P., Prochazka J. // Thin Solid Films. 2005. Vol. 476. Р. 1–9.Ivanov Yu. F., Koval N. N., Krysina O. V. et al. // Surface and Coat. Technol. 2012. Vol. 207. Р. 430–434.Ivanov Yu. F., Koval N. N., Krysina O. V. et al. // Surface and Coat. Technol. 2012. Vol. 207. Р. 430–434.Patsalas P., Abadias G., Matenoglou G. M. et al. // Ibid. 2010. Vol. 205. Р. 1324–1330.Patsalas P., Abadias G., Matenoglou G. M. et al. // Ibid. 2010. Vol. 205. Р. 1324–1330.Li Z. G., Miyake S., Kumagai M. et al. // Ibid. 2004. Vol. 183. Р. 62–68.Li Z. G., Miyake S., Kumagai M. et al. // Ibid. 2004. Vol. 183. Р. 62–68.Akbari А., Riviere J. P., Templier C., Bourhis E. Le // Ibid. 2006. Vol. 200. Р. 6298–6302.Akbari А., Riviere J. P., Templier C., Bourhis E. Le // Ibid. 2006. Vol. 200. Р. 6298–6302.Шелехов Е. В., Иванов А. Н., Фомичева Е. И. // Завод. лаб. 1989. No 12. С. 41–45.Шелехов Е. В., Иванов А. Н., Фомичева Е. И. // Завод. лаб. 1989. No 12. С. 41–45.Шелехов Е. В., Свиридова Т. А. // МиТОМ. 2000. No 8. С. 16–19.Шелехов Е. В., Свиридова Т. А. // МиТОМ. 2000. No 8. С. 16–19.Иванов А. Н., Шелехов Е. В., Кузьмина Е. Н. // Завод. лаб. Диагностика материалов. 2004. Т. 70, No 11. С. 29–33.Иванов А. Н., Шелехов Е. В., Кузьмина Е. Н. // Завод. лаб. Диагностика материалов. 2004. Т. 70, No 11. С. 29–33.Блинков И. В., Анкин В. Н., Волхонский А. О. и др. // Изв. вузов. Порошк. металлургия и функц. покрытия. 2009. No 1.Блинков И. В., Анкин В. Н., Волхонский А. О. и др. // Изв. вузов. Порошк. металлургия и функц. покрытия. 2009. No 1.С. 44–52.С. 44–52.Дульнев Г. Н., Заричняк Ю. П. Теплопроводность смесей и композиционных материалов: Справочник. Л.: Энергия, 1974.Дульнев Г. Н., Заричняк Ю. П. Теплопроводность смесей и композиционных материалов: Справочник. Л.: Энергия, 1974.

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