Experimental research of multicomponent multilayer ion-plasma avinit coatings

Abstract

Metallographic examination of improved structures of Avinit С multilayer nitride-based coatings, particularly coatings of Ti-Al-N system and Mo-N system-based coating have been carried out. Use of effective methods of surface cleaning and three-level arc control system in the techniques under development for prevention of surface damaging, caused by micro arcs, allows to apply coatings of precision and high finish class surfaces up to 12 – 13 grade of finish without deterioration of surface finish class. The experimental findings confirm a possibility of low-temperature deposition of very hard Avinit С coatings based on nitrides of metals under the conditions providing good adhesion to the parent material (steel DIN 1.2379 (Х12Ф1) without decrease in strength properties of the steel (<200 °C) and without distortion of the coated surfaces. Tribological examination of advanced constructions of multicomponent multilayer Avinit coatings under aviation fuel ТS-1 for the purpose of selection of coating materials for friction parts of precision couples used in aggregate building. Deposition of coatings effectively raises durability of friction pairs to scoring. Advanced coatings have low friction coefficients (0.75 − 0.095) at loadings up to 2.0 kN and have shown high wear resistance. The received results allow to develop software products for obtaining of multicomponent multilayer coatings of required composition using Avinit equipment and tryout stable techniques for deposition of functional coatings to be used in friction parts of precision couples of standard aircraft units.

Проведеныметаллографические исследования улучшенной структурымногослойных, на основе нитридов, покрытий Avinit C, в частности, покрытий систем Ti-Al-N и Mo-N. На стадии разработки методов использовались эффективные средства очистки поверхности и трехуровневая система управления дугой для предотвращения повреждения поверхности, вызванного микродугaми. Методы позволяют наносить покрытия высокой точности с финишной чистотой поверхности 12 – 13 класса без снижения качества исходной поверхности. Экспериментальные данные подтверждают возможность низкотемпературного осаждения трудно осаждаемых покрытий Avinit C на основе нитридов металлов в условиях, обеспечивающих хорошую адгезию к основным материалам (сталь DIN 1.2379 (Х12Ф1)) без снижения прочностных свойств стали (< 200 °C) и без искажений покрытием. Трибологические качества предложенных конструкций многокомпонентных многослойных покрытий Avinit под авиационное топливо ТС-1 с целью выбора лакокрасочных материалов для точных трущихся пар деталей машин также рассматриваются в данной работе. Показано, что применение защитных покрытий эффективно повышает долговечность пар трения. Покрытия обладают низким коэффициентом трения (0.075 – 0.095) при нагрузках до 2,0 кН показали высокую износостойкость. Полученные результаты позволяют разрабатывать программные продукты для получения многокомпонентных многослойных покрытий необходимого состава с использованием Avinit оборудования и стабильных функциональных покрытий для использования в точных трущихся парах деталей стандартных модулей самолетов.

Проведенометалографічні дослідження поліпшеної структури багатошарових, на основі нітридів, покриттів Avinit C, зокрема, покриттів систем Ti-Al-N і Mo-N. На стадії розробки методів застосовувалися ефективні засоби очищення поверхні і трирівнева система управління дугою для запобігання пошкодження поверхні, викликаного мікродугами. Методи дозволяють наносити покриття високої точності з фінішною чистотою поверхні 12 – 13 класу без зниження якості вихідної поверхні. Експериментальні дані підтверджують можливість низькотемпературного осадження, покриттів Avinit C, які важко осаджуються, на основі нітридів металів в умовах, що забезпечують хорошу адгезію до основних матеріалів (сталь DIN 1.2379 (Х12Ф1)) без зниження міцнісних властивостей сталі (< 200 °C) і без спотворень покриттям. Трибологічні якості запропонованих конструкцій багатокомпонентних багатошарових покриттів Avinit під авіаційне паливо ТС-1 з метою вибору лакофарбових матеріалів для точних пар тертя деталей машин також розглядаються в даній роботі. Показано, що застосування захисних покриттів ефективно підвищує довговічність пар тертя. Покриття характеризуються низьким коефіцієнтом тертя (0.075 – 0.095) при навантаженнях до 2,0 кН і показали високу зносостійкість. Отримані результати дозволяють розробляти програмні продукти для отримання багатокомпонентних багатошарових покриттів необхідного складу з використанням Avinit обладнання і стабільних функціональних покриттів для застосування в точних парах тертя деталей стандартних модулів літаків.