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-2023-3-67-78powder-829Research ArticleНаноструктурированные материалы и функциональные покрытияNanostructured Materials and Functional CoatingsПокрытия на основе карбида тантала, полученные методами магнетронного распыления и электроискрового легирования, для повышения износостойкости деталей запорной арматурыTaC-based wear-resistant coatings obtained by magnetron sputtering and electro-spark deposition for wedge gate valve protectionhttps://orcid.org/0000-0002-8668-5877СытченкоА. Д.SytchenkoA. D.

Алина Дмитриевна Сытченко – мл. науч. сотрудник лаборатории «In situ диагностика структурных превращений» научно-учебного центра (НУЦ) СВС, МИСИС–ИСМАН

Россия, 119049, г. Москва, Ленинский пр-т, 4 стр. 1

Alina D. Sytchenko – Junior Research Scientist of the Laboratory “In situ Diag­nostics of Structural Transformations” of Scientific-Educa­tional Center of Self-Propagating High-Temperature Synthesis (SHS-Center)

4 bld. 1 Leninskiy Prosp., Moscow 119049, Russia

alina-sytchenko@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6817-5999ФатыховаМ. Н.FatykhovaM. N.

Мария Николаевна Фатыхова – мл. науч. сотрудник лаборатории «In situ диагностика структурных превращений» НУЦ СВС

Россия, 119049, г. Москва, Ленинский пр-т, 4 стр. 1

Maria N. Fatykhova – Junior Research Scientist of the Laboratory  “In situ Diagnostics of Structural Transformations” of SHS-Center

4 bld. 1 Leninskiy Prosp., Moscow 119049, Russia

mariya.antonyuck@ya.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8949-6345КузнецовВ. П.KuznetsovV. P.

Виктор Павлович Кузнецов – д.т.н., профессор кафедры термообработки и физики металлов

Россия, 620075, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19

Victor P. Kuznetsov – Dr. Sci. (Eng.), Prof., Department of Heat Treatment and Physics of Metals

19 Mira Str., Yekaterinburg 620002, Russia

wpkuzn@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2585-0733КупцовК. А.KuptsovK. A.

Константин Александрович Купцов – к.т.н., ст. науч. сотрудник НУЦ СВС

Россия, 119049, г. Москва, Ленинский пр-т, 4 стр. 1

Konstantin A. Kuptsov – Cand. Sci. (Eng.), Senior Researcher of SHS-Center

4 bld. 1 Leninskiy Prosp., Moscow 119049, Russia

kuptsov.k@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-1736-8050ПетржикМ. И.PetrzhikM. I.

Михаил Иванович Петржик – д.т.н., профессор кафедры порошковой металлургии и функциональных покрытий НИТУ МИСИС; вед. науч. сотрудник лаборатории «In situ диагностика структурных превращений» НУЦ СВС

Россия, 119049, г. Москва, Ленинский пр-т, 4 стр. 1

Mikhail I. Petrzhik – Dr. Sci. (Eng.), Prof., Department of Powder Metallurgy and Functional Coatings, NUST MISIS; Leading Researcher of the Laboratory «In situ diagnostics of structural transformations” of SHS-Center

4 bld. 1 Leninskiy Prosp., Moscow 119049, Russia

mi_p@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6222-4497КудряшовА. Е.KudryashovA. E.

Александр Евгеньевич Кудряшов – к.т.н., вед. науч. сотрудник лаборатории «In situ диагностика структурных превращений» НУЦ СВС

Россия, 119049, г. Москва, Ленинский пр-т, 4 стр. 1

Alexander E. Kudryashov – Cand. Sci. (Eng.), Leading Researcher of the Laboratory «In situ diagnostics of structural transformations” of SHS-Center

4 bld. 1 Leninskiy Prosp., Moscow 119049, Russia

aekudr@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1635-4746Кирюханцев-КорнеевФ. В.Kiryukhantsev-KorneevPh. V.

Филипп Владимирович Кирюханцев-Корнеев – д.т.н., доцент кафедры порошковой металлургии и функциональных покрытий НИТУ МИСИС; зав. лабораторией «In situ диагностика структурных превращений» НУЦ СВС

Россия, 119049, г. Москва, Ленинский пр-т, 4 стр. 1

Philipp V. Kiryukhantsev-Korneev – Dr. Sci. (Eng.), Associate Prof., Department of Powder Metallurgy and Functional Coatings, NUST MISIS; Head of the Laboratory «In situ diagnostics of structural transformations” of SHS-Center

4 bld. 1 Leninskiy Prosp., Moscow 119049, Russia

kiruhancev-korneev@yandex.ruНациональный исследовательский технологический университет «МИСИС»РоссияNational University of Science and Technology “MISIS”Russian FederationУральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. ЕльцинаРоссияUral Federal University named after the First President of Russia B.N. YeltsinRussian Federation2023230920231736778Copyright © Сытченко А.Д., Фатыхова М.Н., Кузнецов В.П., Купцов К.А., Петржик М.И., Кудряшов А.Е., Кирюханцев-Корнеев Ф.В., 20232023Сытченко А.Д., Фатыхова М.Н., Кузнецов В.П., Купцов К.А., Петржик М.И., Кудряшов А.Е., Кирюханцев-Корнеев Ф.В.Sytchenko A.D., Fatykhova M.N., Kuznetsov V.P., Kuptsov K.A., Petrzhik M.I., Kudryashov A.E., Kiryukhantsev-Korneev P.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://powder.misis.ru/jour/article/view/829

Покрытия Ta–Zr–Si–B–C осаждались методом магнетронного распыления (МР) многокомпонентной мишени TaSi2–Ta3B4–(Ta, Zr)B2 в среде Ar + C2H4 . Покрытия на основе TaC–Fe–Cr–Mo–Ni были получены путем электроискрового легирования (ЭИЛ) с использованием электрода TaC–Cr–Mo–Ni. Состав и структура покрытий исследовались с помощью сканирующей электронной микроскопии, энергодисперсионной спектроскопии, оптической эмиссионной спектроскопии тлеющего разряда и рентгенофазового анализа. Механические характеристики определялись методом наноиндентирования. Трибологические свойства исследовались на машине трения в режиме возвратно-поступательного движения. Выявлено, что покрытия обладают однородной бездефектной структурой и основной структурной составляющей является ГЦК-фаза TaC. Ее концентрация в МР-покрытии на 30 % выше, чем в ЭИЛ- покрытии. Размеры кристаллитов TaC для МР- и ЭИЛ-покрытий составляли 3 и 30 нм соответственно. Высокая доля карбидной фазы и малый размер кристаллитов обеспечили более высокую твердость МР-покрытия (Н = 28 ГПа) по сравнению с ЭИЛ-образцом (Н = 10 ГПа). Покрытия характеризовались близкими значениями коэффициента трения (около 0,15) и приведенного износа (<10–7 мм3/(Н·м)). Осаждение на стальную подложку привело к снижению коэффициента трения в 5 раз и приведенного износа на 4 порядка. Проведены опытно-промышленные испытания покрытий, осажденных на клиновые задвижки запорной арматуры для перекачки жидкости, используемые в нефтегазовой промышленности. Результаты испытаний показали, что ресурс работы стальной клиновой задвижки возрос на 25 и 70 % при осаждении МР- и ЭИЛ-покрытий соответственно.

Ta–Zr–Si–B–C coatings were deposited by magnetron sputtering (MS) of a TaSi2–Ta3B4–(Ta, Zr)B2 multi-component target in an Ar + C2H4 gas mixture. TaC–Cr–Mo–Ni based coatings were obtained by electro-spark deposition (ESD) using TaC–Cr–Mo–Ni electrode. The composition and structure of the coatings were studied using scanning electron microscopy, energy-dispersive spectroscopy, glow discharge optical emission spectroscopy and X-ray diffraction. Mechanical and tribological properties of coatings were determined using nanoindentation and pin-on-disk tests. The study showed that the coatings have a homogeneous and defect-free structure, with the main structural component being the fcc-TaC phase. The MS coating exhibited a 30 % higher concentration of the TaC phase compared to the ESD coating. The TaC crystallite sizes for the MS and ESD coatings were 3 and 30 nm, respectively. The presence of a high fraction of the carbide phase and small crystallite size for the MS coating resulted in superior hardness (H = 28 GPa) compared to the ESD sample (H = 10 GPa). Both coatings exhibited similar values of the friction coefficient (about 0.15) and demonstrated reduced wear rates (<10–7 mm3/(N·m)). The deposition of coatings on a steel substrate led to a decrease in the friction coefficient by five times and the wear rate by four orders of magnitude. Pilot tests were conducted on coatings applied to wedge gate valve of shut-off devices used in the oil and gas industry for pumping liquids. The results indicated that the service life of the steel wedge gate valve increased by 25 and 70 % with deposited MS and ESD coatings, respectively.

магнетронное распыление (МР)электроискровое легирование (ЭИЛ)покрытияTaСкоэффициент тренияизносостойкостьmagnetron sputteringelectro-spark depositioncoatingsTaCfriction coefficientwear resistanceРабота выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект № 23-49-00141).This work was performed with financial support by Russian Science Foundation (project no. 23-49-00141).ReferencesBarile C., Casavola C., Pappalettera G., Renna G. Advancements in electrospark deposition (ESD) technique: A short review. Coatings. 2022;12(10):1536. https://doi.org/10.3390/coatings12101536Barile C., Casavola C., Pappalettera G., Renna G. Advancements in electrospark deposition (ESD) technique: A short review. Coatings.  2022;12(10):1536. https://doi.org/10.3390/coatings12101536Kelly P.J., Arnell R.D. Magnetron sputtering: A review of recent developments and applications. Vacuum. 2000;56(3):159–172. https://doi.org/10.1016/S0042-207X(99)00189-XKelly P.J., Arnell R.D. Magnetron sputtering: A review of recent developments and applications. Vacuum. 2000;56(3):159–172. https://doi.org/10.1016/S0042-207X(99)00189-XKumar S., Singh R., Singh T.P., Sethi B.L. Surface modification by electrical discharge machining: A review. Journal of Materials Processing Technology. 2009; 209(8):3675–3687. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2008.09.032Kumar S., Singh R., Singh T.P., Sethi B.L. Surface modification by electrical discharge machining: A review. Journal of Materials Processing Technology. 2009; 209(8):3675–3687. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2008.09.032Chen Z., Zhou Y. Surface modification of resistance welding electrode by electro-spark deposited composite coatings: Part I. Coating characterization. Surface and Coatings Technology. 2006;201(3-4):1503–1510. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2006.02.015Chen Z., Zhou Y. Surface modification of resistance welding electrode by electro-spark deposited composite coatings: Part I. Coating characterization. Surface and Coatings Technology. 2006;201(3-4):1503–1510. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2006.02.015Кудряшов А.Е., Замулаева Е.И., Левашов Е.А., Манакова О.С., Петржик М.И. Применение технологии электроискрового легирования и модифицированных СВС-электродных материалов для повышения стойкости прокатных валков стана горячей прокатки. Ч. 1. Особенности формирования покрытий на подложках из белого чугуна СПХН-60. Электронная обработка материалов. 2018;54(5):43–55. https://doi.org/10.5281/zenodo.1464851Kudryashov A.E., Zamulaeva E.I., Levashov Е.А., Manakova O.S., Petrzhik M.I. Application of electrospark deposition process and modified SHS electrode materials to improve the endurance of hot mill rolls. Part 1. Features of coating formation on SPHN-60 white cast iron substrates. Surface Engineering and Applied Electrochemistry. 2019;55(4):390–401. https://doi.org/10.3103/S1068375519040057Wang B., Wei S., Guo L., Wang Y., Liang Y., Xu B., Pan F., Tang A., Chen X. Effect of deposition parameters on proper­ties of TiO2 films deposited by reactive magnetron sputtering. Ceramics International. 2017;43(14):10991–10998. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2017.05.139Wang B., Wei S., Guo L., Wang Y., Liang Y., Xu B., Pan F., Tang A., Chen X. Effect of deposition parameters on proper­ties of TiO2 films deposited by reactive magnetron sputtering. Ceramics International. 2017;43(14):10991–10998. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2017.05.139Wenbin F., Mingjiang D., Chunbei W., Mingchun Z., Liang H., Huijun H., Songsheng L. Magnetron sputtering preparation and properties of SiC/MoSi2 oxidation protective coating for carbon/carbon composites prepared. Rare Metallurgical and Materials Engineering. 2016;45(10):2543–2548. https://doi.org/10.1016/S1875-5372(17)30031-0Wenbin F., Mingjiang D., Chunbei W., Mingchun Z., Liang H., Huijun H., Songsheng L. Magnetron sputtering preparation and properties of SiC/MoSi2 oxidation protective coating for carbon/carbon composites prepared. Rare Metallurgical and Materials Engineering. 2016;45(10):2543–2548. https://doi.org/10.1016/S1875-5372(17)30031-0Kiryukhantsev-Korneev Ph.V., Sheveyko A.N., Shvindina N.V., Levashov E.A., Shtansky D.V. Comparative study of Ti–C–Ni–Al, Ti–C–Ni–Fe, and Ti–C–Ni–Al/Ti–C–Ni–Fe coatings produced by magnetron sputtering, electro-spark deposition, and a combined two-step process. Ceramics International. 2018;44(7):7637–7646. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2018.01.187Kiryukhantsev-Korneev Ph.V., Sheveyko A.N., Shvindina N.V., Levashov E.A., Shtansky D.V. Comparative study of Ti–C–Ni–Al, Ti–C–Ni–Fe, and Ti–C–Ni–Al/Ti–C–Ni–Fe coatings produced by magnetron sputtering, electro-spark deposition, and a combined two-step process. Ceramics International. 2018;44(7):7637–7646. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2018.01.187Кудряшов А.Е., Замулаева Е.И., Левашов Е.А., Кирюханцев-Корнеев Ф.В., Шевейко А.Н., Швындина Н.В. Применение технологии электроискрового легирования и модифицированных СВС-электродных материалов для повышения стойкости прокатных валков стана горячей прокатки. Ч. 2. Структура и свойства сформированных покрытий. Электронная обработка материалов. 2019;55(2):10–22. https://doi.org/10.5281/zenodo.2629552Kudryashov A.E., Zamulaeva E.I., Levashov Е.А., Kiryu­khantsev-Korneev Ph.V., Sheveyko A.N., Shvin­­­dina N.V. Application of electrospark deposition and modified SHS elect­rode materials to improve the endurance of hot mill rolls. Part 2. Structure and properties of the formed coatings. Surface Engineering and Applied Electrochemistry. 2019;55(5): 502–513. https://doi.org/10.3103/S1068375519050089Soma Raju K.R.C., Faisal N.H., Srinivasa Rao D., Joshi S.V., Sundararajan G. Electro-spark coatings for enhanced performance of twist drills. Surface and Coatings Technology. 2008;202(9):1636–1644. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2007.07.084Soma Raju K.R.C., Faisal N.H., Srinivasa Rao D., Joshi S.V., Sundararajan G. Electro-spark coatings for enhanced performance of twist drills. Surface and Coatings Technology. 2008;202(9):1636–1644. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2007.07.084Аксенов Л.Б., Петров В.М., Кудряшов А.Е., Галышев А.А. Сравнительная износостойкость покрытий электроискрового легирования c применением СВС-электродов с нанодисперсными модификаторами. Металлообработка. 2010;3(57):15–19.Aksenov L.B., Petrov V.M., Kudryashov A.E., Galyshev A.A. Comparative wear resistance of electrospark alloying coatings using SHS electrodes with nanodispersed modifiers. Metallobrabotka. 2010;3(57):15–19. (In Russ.).Фомин А.А., Федосеев М.Е., Палканов П.А., Аман А., Кошуро В.А., Шумилин Х.И. Индукционно-термическая обработка стальных пуансонов с металлокерамическими покрытиями и диаграммы предельных деформаций для стали 45. Вестник СГТУ. 2020;1(84):87–92.Fomin A.A., Fedoseev M.E., Palkanov P.A., Aman A., Koshuro V.A., Shumilin Kh.I. Induction-thermal treatment of steel punches with metal-ceramic coatings and limit strain diagrams for steel 45. Vestnik SGTU. 2020;1(84): 87–92. (In Russ.).Yeldose B.C., Ramamoorthy B. An investigation into the high performance of TiN-coated rollers in burnishing process. Journal of Materials Processing Technology. 2008;207(1-3):350–355. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2008.06.058Yeldose B.C., Ramamoorthy B. An investigation into the high performance of TiN-coated rollers in burnishing process. Journal of Materials Processing Technology. 2008;207(1-3):350–355. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2008.06.058Kumar C.S., Urbikain G., López de Lacalle L.N., Gangopadhyay S., Fernandes F. Investigating the effect of novel self-lubricant TiSiVN films on topography, diffusion and oxidation phenomenon at the chip-tool interface during dry machining of Ti–6Al–4V alloy. Tribology Internatio­nal. 2023;186:108604. https://doi.org/10.1016/j.triboint.2023.108604Kumar C.S., Urbikain G., López de Lacalle L.N., Gangopadhyay S., Fernandes F. Investigating the effect of novel self-lubricant TiSiVN films on topography, diffusion and oxidation phenomenon at the chip-tool interface during dry machining of Ti–6Al–4V alloy. Tribology Internatio­nal. 2023;186:108604. https://doi.org/10.1016/j.triboint.2023.108604Schalk N., Tkadletz M., Mitterer C. Hard coatings for cutting applications: Physical vs. chemical vapor deposition and future challenges for the coatings community. Surface and Coatings Technology. 2022;429:127949. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2021.127949Schalk N., Tkadletz M., Mitterer C. Hard coatings for cutting applications: Physical vs. chemical vapor deposition and future challenges for the coatings community. Surface and Coatings Technology. 2022;429:127949. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2021.127949Кирюханцев-Корнеев Ф.В., Шевейко А.Н., Комаров В.А., Блантер М.С., Скрылёва Е.А., Ширманов Н.А., Левашов Е.А., Штанский Д.В. Наноструктурные покрытияKiryukhantsev-Korneev F.V., Sheveiko A.N., Komarov V.A., Blanter M.S., Skryleva E.A., Shirmanov N.A., Leva­shov E.A., Shtansky D.V. Nanostructured Ti–Cr–B–N andTi–Cr–B–N и Ti–Cr–Si–C–N для твердосплавного режущего инструмента. Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2010;(2):39–47.Ti–Cr–Si–C–N coatings for hard-alloy cutting tools. Russian Journal of Non-Ferrous Metals. 2011; 52(3):311–318. https://doi.org/10.3103/S1067821211030138Zeng X.T., Zhang S., Muramatsu T. Comparison of three advanced hard coatings for stamping applications. Surface and Coatings Technology. 2000;127(1):38–42. https://doi.org/10.1016/S0257-8972(99)00668-4Zeng X.T., Zhang S., Muramatsu T. Comparison of three advanced hard coatings for stamping applications. Surface and Coatings Technology. 2000;127(1):38–42. https://doi.org/10.1016/S0257-8972(99)00668-4Берлин Е.В., Григорьев В.Ю., Иванов А.В., Исаенкова М.Г., Клюкова К.Е., Столбов С.Д. Структура защитного хромового покрытия, полученного методом термического испарения в магнетронном разряде на оболочечных трубах из сплава Э110. Цветные металлы. 2019;(4):33–40. https://doi.org/10.17580/tsm.2019.04.04Berlin E.V., Grigoriev V.Yu., Ivanov A.V., Isaenkova M.G., Klyukova K.E., Stolbov S.D. Structure of the protective chromium coating obtained by a thermal evaporation method in a magnetron discharge on the cladding tube from E110 alloy. Tsvetnye Metally. 2019;(4):33–40. (In Russ.). https://doi.org/10.17580/tsm.2019.04.04Kratochvílová I., Celbová L., Ashcheulov P., Kopeček J., Klimša L., de Prado E., Dragounová K. A., Luštinec J., Macák J., Sajdl P., Škoda R., Bulíř J. Polycrystalline diamond and magnetron sputtered chromium as a double coating for accident-tolerant nuclear fuel tubes. Journal of Nuclear Materials. 2023;578:154333. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2023.154333Kratochvílová I., Celbová L., Ashcheulov P., Kopeček J., Klimša L., de Prado E., Dragounová K. A., Luštinec J., Macák J., Sajdl P., Škoda R., Bulíř J. Polycrystalline diamond and magnetron sputtered chromium as a double coating for accident-tolerant nuclear fuel tubes. Journal of Nuclear Materials. 2023;578:154333. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2023.154333Рыженков А.В., Медников А.Ф., Григорьев С.В., Тхабисимов А.Б., Качалин Г.В., Логинова Н.А., Милованов О.Ю. Применение ионно-плазменных технологий формирования покрытий для снижения коррозионного и абразивного износа трубных поверхностей нагрева биотопливного котла. Теплоэнергетика. 2023;(10): 34–44. https://doi.org/10.56304/S0040363623100089Ryzhenkov A.V., Mednikov A.F., Grigoriev S.V., Tkhabisimov A.B., Kachalin G.V., Loginova N.A., Milova­nov O.Yu. The use of ion-plasma technologies for the formation of coatings to reduce corrosion and abrasive wear of tubular heating surfaces of a biofuel boiler. Teploenergetika. 2023;(10):34–44. (In Russ.). https://doi.org/10.56304/S0040363623100089Yang S., Gao S., Xue W., Wu B., Cheng H., Duan D. Epitaxial growth and oxidation behavior of the NiCoCrAl YTa/Y2O3 coating on a nickel-based single-crystal super­alloy blade tips, produced by electro spark deposition. Journal of Alloys and Compounds. 2023;931:167600. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2022.167600Yang S., Gao S., Xue W., Wu B., Cheng H., Duan D. Epitaxial growth and oxidation behavior of the NiCoCrAl YTa/Y2O3 coating on a nickel-based single-crystal super­alloy blade tips, produced by electro spark deposition. Journal of Alloys and Compounds. 2023;931:167600. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2022.167600Беляков А.В., Горбачев А.Н., Михайлов В.В., Реутов Б.Ф., Фокин А.А. Установки для формирования эрозионно- и абразивостойких электроискровых покрытий на лопатках паровых турбин тепловых и атомных электростанций. Электронная обработка материалов. 2016; 52(5):79–89.Belyakov A.V., Gorbachev A.N., Mikhailov V.V., Reu­tov B.F., Fokin A.A. Installations for producing electrospark erosion- and abrasion-resistant coatings on the blades of steam turbines of thermal and nuclear power plants. Surface Engineering and Applied Electroche­mistry. 2017;53(3):274–284. https://doi.org/10.3103/S1068375517030036Тарельник В.Б., Паустовский А.В., Ткаченко Ю.Г., Марцинковский В.С., Коноплянченко Е.В., Антошевс­кий К. Электроискровые покрытия на стальной основе и контактной поверхности для оптимизации рабочих характеристик баббитовых подшипников скольжения. Электронная обработка материалов. 2017;53(1):37–46. https://doi.org/10.5281/zenodo.1048993Tarel’nik V.B., Paustovskii A.V., Tkachenko Y.G., Martsinkovsky V.S., Konoplyanchenko E.V., Antoshevsky K. Electric-spark coatings on a steel base and contact surface for optimizing the working characteristics of babbitt friction bearings. Surface Engineering and Applied Electrochemistry. 2017;53(3):285–294. https://doi.org/10.3103/S1068375517030140Иванов В.И., Бурумкулов Ф.Х. Об электроискровом способе нанесения толстослойных покрытий повышенной сплошности. Электронная обработка материалов. 2014;50(5):7–12.Ivanov V.I., Burumkulov F.K. On electrodeposition of thick coatings of increased continuity. Surface Engineering and Applied Electrochemistry. 2014;50(5):377–383. https://doi.org/10.3103/S1068375514050056Величко С.А., Сенин П.В., Иванов В.И., Чумаков П.В. Формирование толстослойных электроискровых покрытий для восстановления изношенных деталей силовых гидроцилиндров. Электронная обработка материалов. 2016;52(5):13–20.Velichko S.A., Senin P.V., Ivanov V.I., Martynov A.V., Chumakov P.V. Formation of thick layer electro-spark coatings for restoring worn-out parts of power hydraulic cylinders. Surface Engineering and Applied Electroche­mistry. 2017;53(2):116–123. https://doi.org/10.3103/S1068375517020119Бурумкулов Ф.Х., Иванов В.И., Величко С.А., Ионов П.А., Сульдин С.П. Повышение надежности гидронасосов типа НШ-У электроискровым легированием рабочих поверхностей пар трения. Электронная обработка материалов. 2005;6(41):13–18.Burumkulov F.Kh., Ivanov V.I., Velichko S.A., Ionov P.A., Suldin S.P. Increasing of reliability of hydraulic pumps NSh-U by electric spark alloying of the working surfaces of friction couples. Elektronnaya obrabotka materialov. 2005;6(41):13–18. (In Russ.).Kuptsov K.A., Antonyuk M.N., Sheveyko A.N., Bonda­rev A.V., Ignatov S.G., Slukin P.V., Dwivedi P., Fraile A., Polcar T., Shtansky D.V. High-entropy Fe–Cr–Ni–Co–(Cu) coatings produced by vacuum electro-spark deposition for marine and coastal applications. Surface and Coatings Technology. 2023;453:129136. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2022.129136Kuptsov K.A., Antonyuk M.N., Sheveyko A.N., Bonda­rev A.V., Ignatov S.G., Slukin P.V., Dwivedi P., Fraile A., Polcar T., Shtansky D.V. High-entropy Fe–Cr–Ni–Co–(Cu) coatings produced by vacuum electro-spark deposition for marine and coastal applications. Surface and Coatings Technology. 2023;453:129136. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2022.129136Коротаев Д.Н., Иванова Е.В. Совершенствование технологии электроискрового легирования стальных деталей буровых установок и горнодобывающего оборудования. Известия высших учебных заведений. Геология и разведка. 2022;64(1):88–97. https://doi.org/10.32454/0016-7762-2022-64-1-88-97Korotaev D.N., Ivanova E.V. Improvement of electrospark deposition technology of steel units for drilling rigs and mining equipment. Geologiya i razvedka. 2022;64(1): 88–97. (In Russ.). https://doi.org/10.32454/0016-7762-2022-64-1-88-97Плахотникова Е.В., Елисеева Т.А. Анализ причин нарушения работоспособности электроприводной запорной арматуры. Известия ТулГУ. 2013;(11):352–361.Plakhotnikova E.V., Eliseeva T.A. Analysis of the causes of malfunction of electric shut-off valves. Izvestiya TulGU. 2013;(11):352–361. (In Russ.).Васильев А.С., Суханов Ю.В., Щукин П.О., Галактио­нов О.Н. Совершенствование эксплуатационных показателей запорной трубопроводной арматуры. Инженерный вестник Дона. 2014;(3):11.Vasiliev A.S., Sukhanov Yu.V., Shchukin P.O., Galaktionov O.N. Improving the performance of shut-off pipeline valves. Inzhenernyi vestnik Dona. 2014;(3):11. (In Russ.).Расулов В.А. К вопросу о надежности и долговечности трубопроводных клиновых задвижек. Вестник арматуростроителя. 2016;5(33):52–53.Rasulov V.A. To the question of the reliability and durabi­lity of pipeline wedge valves. Vestnik armaturostroitelya. 2016;5(33):52–53. (In Russ.).Казанцев М.Н., Флегентов И.А. Петелин А.Н. Пути повышения надежности запорной арматуры для магистральных трубопроводов (на примере задвижек шиберных). Нефтегазовое дело. 2016;14(4):75–81.Kazantsev M. N., Flegentov I. A., Petelin A. N. Ways to improve the reliability of shut-off valves for main pipelines (on the example of slide gate valves). Neftegazovoe delo. 2016;14(4):75–81. (In Russ.).Качалин Г.В., Рыженков А.В., Медников А.Ф. Современные ионно-плазменные технологии для упрочнения элементов арматуры оборудования ТЭК. Neftegaz.RU. 2015;(1-2):38–41.Kachalin G.V., Ryzhenkov A.V., Mednikov A.F. Modern ion-plasma technologies for hardening elements of fittings for fuel and energy complex equipment. Neftegaz.RU. 2015;(1-2):38–41. (In Russ.).Luo H., Yazdi M. A., Chen S., Sun H., Gao F., Heintz O., Monteynard A., Sanchette F., Billard A. Structure, mechani­cal and tribological properties, and oxidation resistance of TaC/a-C:H films deposited by high power impulse magnetron sputtering. Ceramics International. 2022;46(16, Part A):24986–25000. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2020.06.284Luo H., Yazdi M. A., Chen S., Sun H., Gao F., Heintz O., Monteynard A., Sanchette F., Billard A. Structure, mechani­cal and tribological properties, and oxidation resistance of TaC/a-C:H films deposited by high power impulse magnetron sputtering. Ceramics International. 2022;46(16, Part A):24986–25000. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2020.06.284Lasfargues H., Glechner T., Koller C.M., Paneta V., Primetzhofer D., Kolozsvári S., Holec D., Riedl H., Mayrhofer P.H. Non-reactively sputtered ultra-high temperature Hf–C and Ta–C coatings. Surface and Coatings Technology. 2017;309:436–444. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2016.11.073Lasfargues H., Glechner T., Koller C.M., Paneta V., Primetzhofer D., Kolozsvári S., Holec D., Riedl H., Mayrhofer P.H. Non-reactively sputtered ultra-high temperature Hf–C and Ta–C coatings. Surface and Coatings Technology. 2017;309:436–444. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2016.11.073Kuptsov K.A., Antonyuk M.N., Bondarev A.V., Shevey­ko A.N., Shtansky D.V. Electrospark deposition of wear and corrosion resistant Ta(Zr)C–(Fe,Mo,Ni) coatings to protect stainless steel from tribocorrosion in seawater. Wear. 2021;486-487:204094. https://doi.org/10.1016/j.wear.2021.204094Kuptsov K.A., Antonyuk M.N., Bondarev A.V., Shevey­ko A.N., Shtansky D.V. Electrospark deposition of wear and corrosion resistant Ta(Zr)C–(Fe,Mo,Ni) coatings to protect stainless steel from tribocorrosion in seawater. Wear. 2021;486-487:204094. https://doi.org/10.1016/j.wear.2021.204094Du S., Wen M., Yang L., Ren P., Meng Q., Zhang K., Zheng W. Structural, hardness and toughness evolution in Si-incorporated TaC films. Ceramics International. 2018;44(8):9318–9325. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2018.02.144Du S., Wen M., Yang L., Ren P., Meng Q., Zhang K., Zheng W. Structural, hardness and toughness evolution in Si-incorporated TaC films. Ceramics International. 2018;44(8):9318–9325. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2018.02.144Kiryukhantsev-Korneev P.V. Sytchenko A.D. Vorotilo S.A. Klechkovskaya V.V. Lopatin V.Y. Levashov E.A. Structure, oxidation resistance, mechanical, and tribological properties of N- and C-Doped Ta–Zr–Si–B hard protective coatings obtained by reactive D.C. magnetron sputtering of TaZrSiB ceramic cathode. Coatings. 2020;10(10):946. https://doi.org/10.3390/coatings10100946Kiryukhantsev-Korneev P.V. Sytchenko A.D. Vorotilo S.A. Klechkovskaya V.V. Lopatin V.Y. Levashov E.A. Structure, oxidation resistance, mechanical, and tribological properties of N- and C-Doped Ta–Zr–Si–B hard protective coatings obtained by reactive D.C. magnetron sputtering of TaZrSiB ceramic cathode. Coatings. 2020;10(10):946. https://doi.org/10.3390/coatings10100946Veprek S., Veprek-Heijman G.J., Karvankova P., Prochazka J. Different approaches to superhard coatings and nanocomposites. Thin Solid Films. 2005;476(1):1–29. https://doi.org/10.1016/j.tsf.2004.10.053Veprek S., Veprek-Heijman G.J., Karvankova P., Prochazka J. Different approaches to superhard coatings and nanocomposites. Thin Solid Films. 2005;476(1):1–29. https://doi.org/10.1016/j.tsf.2004.10.053Vorotilo S., Levashov E.A., Kurbatkina V. V., Patsera E.I., Loginov P.A., Lopatin V.Y., Orekhov A.S. Theoretical and experimental study of combustion synthesis of micro­gradient ULTRA high-temperature ceramics in Zr–Ta–Si–B system Journal of the European Ceramic Society. 2021;41(9):4728–4746. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2021.03.008Vorotilo S., Levashov E.A., Kurbatkina V. V., Patsera E.I., Loginov P.A., Lopatin V.Y., Orekhov A.S. Theoretical and experimental study of combustion synthesis of micro­gradient ULTRA high-temperature ceramics in Zr–Ta–Si–B system Journal of the European Ceramic Society. 2021;41(9):4728–4746. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2021.03.008Kiryukhantsev-Korneev P. V., Sytchenko A.D., Sviridova T.A., Sidorenko D.A., Andreev N. V., Klechkovs­kaya V.V., Polčak J., Levashov E.A. Effects of doping with Zr and Hf on the structure and properties of Mo–Si–B coatings obtained by magnetron sputtering of composite targets. Surface and Coatings Technology. 2022;442:128141. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2022.128141Kiryukhantsev-Korneev P. V., Sytchenko A.D., Sviridova T.A., Sidorenko D.A., Andreev N. V., Klechkovs­kaya V.V., Polčak J., Levashov E.A. Effects of doping with Zr and Hf on the structure and properties of Mo–Si–B coatings obtained by magnetron sputtering of composite targets. Surface and Coatings Technology. 2022;442:128141. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2022.128141Kiryukhantsev-Korneev P.V., Sytchenko A.D., Gorshkov V.A., Loginov P.A, Sheveyko A.N., Nozhkina A.V., Levashov E.A. Complex study of protective Cr3C2–NiAl coatings deposited by vacuum electro-spark alloying, pulsed cathodic arc evaporation, magnetron sputtering, and hybrid technology. Ceramics International. 2022;48(8):10921–10931. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2021.12.311Kiryukhantsev-Korneev P.V., Sytchenko A.D., Gorshkov V.A., Loginov P.A, Sheveyko A.N., Nozhkina A.V., Levashov E.A. Complex study of protective Cr3C2–NiAl coatings deposited by vacuum electro-spark alloying, pulsed cathodic arc evaporation, magnetron sputtering, and hybrid technology. Ceramics International. 2022;48(8):10921–10931. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2021.12.311Kiryukhantsev-Korneev P.V., Pierson J.F., Bychkova M.Y., Manakova O.S., Levashov E.A., Shtansky D.V. Comparative study of sliding, scratching, and impact-loading behavior of hard CrB2 and Cr–B–N Films. Tribo­logy Letters. 2016;63(3):44. https://doi.org/10.1007/s11249-016-0729-0Kiryukhantsev-Korneev P.V., Pierson J.F., Bychkova M.Y., Manakova O.S., Levashov E.A., Shtansky D.V. Comparative study of sliding, scratching, and impact-loading behavior of hard CrB2 and Cr–B–N Films. Tribo­logy Letters. 2016;63(3):44. https://doi.org/10.1007/s11249-016-0729-0Levashov E.A., Shtansky D.V., Kiryukhantsev-Kor­neev Ph.V., Petrzhik M.I., Tyurina M.Y., Sheveyko A.N. Multifunctional nanostructured coatings: Formation, structure, and the uniformity of measuring their mechanical and tribological properties. Russian Metallurgy (Metally). 2010(10);917–935. https://doi.org/10.1134/S0036029510100113Levashov E.A., Shtansky D.V., Kiryukhantsev-Kor­neev Ph.V., Petrzhik M.I., Tyurina M.Y., Sheveyko A.N. Multifunctional nanostructured coatings: Formation, structure, and the uniformity of measuring their mechanical and tribological properties. Russian Metallurgy (Metally). 2010(10);917–935. https://doi.org/10.1134/S0036029510100113Abadias G., Chason E., Keckes J., Sebastiani M., Thompson G.B., Barthel E., Doll G.L., Murray C.E., Stoessel C.H., Martinu L. Stress in thin films and coatings: Current status, challenges, and prospects. Journal of Vacuum Science & Technology A. Vacuum Surfaces and Films. 2018;36(2):020801. https://doi.org/10.1116/1.5011790Abadias G., Chason E., Keckes J., Sebastiani M., Thompson G.B., Barthel E., Doll G.L., Murray C.E., Stoessel C.H., Martinu L. Stress in thin films and coatings: Current status, challenges, and prospects. Journal of Vacuum Science & Technology A. Vacuum Surfaces and Films. 2018;36(2):020801. https://doi.org/10.1116/1.5011790Paustovskii A.V., Gubin Y.V. Stresses in coatings obtained by electro-spark alloying and laser processing (review). Journal of Materials Science. 1997;33(6):770–776. https://doi.org/10.1007/BF02355555Paustovskii A.V., Gubin Y.V. Stresses in coatings obtained by electro-spark alloying and laser processing (review). Journal of Materials Science. 1997;33(6):770–776. https://doi.org/10.1007/BF02355555Chen Z., Zhou N. Surface modification of resistance welding electrodes by electro-spark deposited coatings. Part I. Coating characterization. Surface and Coatings Techno­logy. 2006;201(3-4):1503–1510. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2006.02.015Chen Z., Zhou N. Surface modification of resistance welding electrodes by electro-spark deposited coatings. Part I. Coating characterization. Surface and Coatings Techno­logy. 2006;201(3-4):1503–1510. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2006.02.015StainlessSteel PH1: нержавеющая сталь. https://can-touch.ru/3d-printing-stainlesssteel-ph1/ (Дата обращения 07.05.2023).StainlessSteel PH1: нержавеющая сталь. https://can-touch.ru/3d-printing-stainlesssteel-ph1/ (Дата обращения 07.05.2023).Hu J., Li H., Li J., Huang J., Kong J., Zhu H., Xiong D. Structure, mechanical and tribological properties of TaCx composite films with different graphite powers. Journal of Alloys and Compounds. 2020;832:153769. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.153769Hu J., Li H., Li J., Huang J., Kong J., Zhu H., Xiong D. Structure, mechanical and tribological properties of TaCx composite films with different graphite powers. Journal of Alloys and Compounds. 2020;832:153769. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.153769Du S., Zhang K., Wen M., Qin Y., Li R., Jin H., Bao X., Ren P., Zheng W. Optimizing the tribological behavior of tantalum carbide coating for the bearing in total hip joint replacement. Vacuum. 2018;150:222–231. https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2018.01.050Du S., Zhang K., Wen M., Qin Y., Li R., Jin H., Bao X., Ren P., Zheng W. Optimizing the tribological behavior of tantalum carbide coating for the bearing in total hip joint replacement. Vacuum. 2018;150:222–231. https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2018.01.050Pogrebnjak A.D., Beresnev V.M. Hard nanocomposite coatings, their structure and properties. Nanocomposites – New Trends Dev. 2012;517:1–38. https://doi.org/10.5772/50567Pogrebnjak A.D., Beresnev V.M. Hard nanocomposite coatings, their structure and properties. Nanocomposites – New Trends Dev. 2012;517:1–38. https://doi.org/10.5772/50567Musil J., Zeman P., Baroch P. Hard Nanocomposite Coatings. Comprehensive Materials Processing. 2014;4: 325–353. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-096532-1.00416-7Musil J., Zeman P., Baroch P. Hard Nanocomposite Coatings. Comprehensive Materials Processing. 2014;4: 325–353. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-096532-1.00416-7Sánchez-López J.C., Martínez-Martínez D., López-Car­tes C., Fernández A. Tribological behaviour of titanium carbide/amorphous carbon nanocomposite coatings: From macro to the micro-scale. Surface and Coatings Techno­logy. 2008;202(16):4011–4018. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2008.02.012Sánchez-López J.C., Martínez-Martínez D., López-Car­tes C., Fernández A. Tribological behaviour of titanium carbide/amorphous carbon nanocomposite coatings: From macro to the micro-scale. Surface and Coatings Techno­logy. 2008;202(16):4011–4018. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2008.02.012

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