Three components of the new nanotechnology
The very hard titanium nitride coatings have been widely used in the industry during more than 30 years. Basic method of obtaining such coatings is vacuum-arc deposition. However, due to high temperature of this process — 550 °C and more — these coatings are used mainly for strain hardening of cutting tool surfaces of the hard alloys and high-speed steels, which have high temperature of tempering and do not weaken with the heating. The new method of the synthesis of superhard TiN coatings at substantially lower temperatures has been developed
В.М. Шулаев, А.А. Андреев,
Национальный научный центр «Харьковский физико-технический институт»
Уже более 30 лет высокотвердые покрытия нитрида титана широко применяются в промышленности. Основной метод получения таких покрытий — вакуумно-дуговое осаждение. Однако из-за высокой температуры данного процесса — 550 °C и выше — эти покрытия применяются в основном для упрочнения поверхностей режущего инструмента из твердых сплавов и быстрорежущих сталей, которые имеют высокую температуру отпуска и не боятся разупрочнения при нагреве. Разработан новый метод синтеза сверхтвердых TiN покрытий при существенно более низких температурах.
Первым достижением новой технологии стало существенное снижение температуры синтеза TiN-покрытий до 100–150 °C. Благодаря этому стало возможным наносить покрытия нитрида титана на все типы конструкционных и инструментальных сталей с низкими температурами отпуска, а также на сплавы с низкими температурами разупрочнения, например, термически упрочняемые сплавы алюминия или плавления. Кроме инструментов и деталей машин, осаждение низкотемпературных декоративных покрытий стало доступно для «золочения» не только полированной поверхности нержавеющей стали, но и на других низколегированных марках стали, латуни, сплавов на основе алюминия, магния, цинка и, что вовсе непривычно, поверхности полимерных изделий. Таким образом, новая технология уже на этом примере демонстрирует свою высокую значимость на уровне технической революции, а покрытия нитрида титана, в силу ожидаемых масштабов практического использования, можно рассматривать как самостоятельное уникальное торговое предложение.
Второе достижение — получение повышенной адгезии между материалом подложки и наносимым покрытием до столь высокого уровня, что ее можно назвать суперадгезией. Теперь для этого уже не требуется создание специального промежуточного подслоя. Метод плазменной ионной имплантации и осаждения обеспечивает самую высокую из всех ныне известных аналогичных технологий адгезию. Ее высокие качества обеспечиваются благодаря формированию тонкого переходного слоя между подложкой и поверхностью инструмента.
Третье достижение — синтез сверхтвердых наноструктурных покрытий нитрида титана в Национальном научном центре «Харьковский физико-технический институт».
