CrNx покрытия, полученные вакуумно-дуговым методом

Abstract

CrNх покрытия различной стехиометрии получены методом вакуумно-дугового осаждения. Изучено влияние основных параметров (давление азота PN = 0…0,6 Па, температура подложки ТП = 150….600 °С, её потенциал UП = -15…-120 В) на структурные и механические (микротвёрдость) свойства покрытий. Показано, что фазовый состав определяется давлением азота при конденсации, в то время как UП и ТП оказывают существенное влияние на стехиометрию, уровень плотности дефектов кристаллических решёток фаз (α-Cr, β-Cr2N, CrN), текстуру, микротвёрдость и их изменения вследствие отжигов в вакууме и на воздухе. Установлено, что при определённых сочетаниях условий осаждения (PN, UП, ТП) могут быть получены покрытия с микротвёрдостью от 4…5 до 20…22 ГПа, стабильные в течение длительного (3 года) хранения в нормальных условиях.

Cr-N-покриття різноманітної стехіометрії здобуті методом вакуумно-дугового осадження. Вивчено вплив головних параметрів (тиск азоту PN = 0…0,6 Па, температура зразків ТП = 150…600 °С, потенціал зразків UП = -15...-120 В) на структурні та механічні (мікротвердість) властивості покриттів. Показано, що фазовий склад визначається тиском азоту при конденсації у той час, коли UП та ТП суттєво впливають на стехіометричність, рівень густини дефектів кристалевих решіток фаз (α-Cr, β-Cr2N, CrN), текстуру, мікротвердість та їх зміну у наслідок відпалу у вакуумі та на повітрі. Визначено, що при певних сполученнях умов осадження (PN, UП, ТП) можливо створити покриття, які мають мікротвердість у діапазоні від 4...5 ГПа до 20...22 ГПа та стабільність під час витримування у нормальних умовах на протязі трьох років.

Cr-N coatings of a different stoichiometry were obtained by the method of vacuum-arc deposition. The influence of main parameters (nitrogen pressure PN = 0…0.6 Pа, substrate temperature Тs = 150…600 °С, substrate potential Up = -15…-120 V) on the structure and mechanical (microhardness) properties of coatings was studied. It is shown that the phase composition is determined by the nitrogen pressure during condensation, whereas, Us and Тs exert considerable influence on the stoichiometry, level of defect density in crystalline lattice phases (α-Cr, β-Cr2N, CrN), texture, microhardness and their changes as a result of annealing in vacuum and air. It has been established, that under specific combinations of deposition conditions (PN, Us, Тs) one can obtain coatings with a microhardness from 4 …5 GPа to 20…22 GPа, being stable during long-term (3 year) storage under normal conditions.