.png)
.png)
Послать статью по эл. почте 
Открытый доступ
Только для подписчиков
Влияние покрытий TiB2 и BN на напряженное состояние поверхностного слоя Si3N4‒TiC-керамики при силовом нагружении
https://doi.org/10.17073/1683-4518-2023-2-57-63
Аннотация
Изучены особенности влияния покрытий TiB2 и BN на деформацию и напряженное состояние поверхностного слоя Si3N4‒TiC-керамики под действием силового нагружения. Установлено, что покрытие BN более благоприятно влияет на напряженно‒деформированное состояние структурных элементов керамики, чем покрытие TiB2. Влияние покрытий TiB2 и BN на напряженное состояние границы между керамикой и покрытием не столь однозначно: в пользу каждого покрытия свидетельствуют по три коэффициента.
Об авторах
В. В. КузинРоссия
Д. т. н.
Москва
М. Ю. Федоров
Россия
к. т. н.
Москва
Список литературы
1. Xikun, Li. Composition, characteristics and development of advanced ceramic cutting tools / Li Xikun, Liu Jing, Qiu Like [et al.] // J. Rare Earths. ― 2007. ― Vol. 25, № 2. ― Р. 287‒294.
2. Kuzin, V. V. Effectiveness of the nitride ceramic cutting tools in machining the gray irons / V. V. Kuzin // Russ. Engin. Res. ― 2004. ― Vol. 24, № 5. ― Р. 21‒27. Кузин, В. В. Работоспособность режущих инструментов из нитридной керамики при обработке чугунов / В. В. Кузин // Вестник машиностроения. ― 2004. ― № 5. ― С. 39‒43.
3. Grigoriev, S. N. Comparative analysis of cutting properties and nature of wear of carbide cutting tools with multi-layered nano-structured and gradient coatings produced by using of various deposition methods / S. N. Grigoriev, А. А. Vereschaka, S. V. Fyodorov [et al.] // Int. J. Adv. Manuf. Technol. ― 2017. ― Vol. 90, № 9‒12. ― Р. 3421‒3435.
4. Al-Asadi, Maitham Mohammed. A review of tribological properties and deposition methods for selected hard protective coatings / Maitham Mohammed Al-Asadi, Hamza A. Al-Tameemi // Tribol. Int. ― 2022. ― Vol. 176, № 3. ― Article № 107919.
5. Kuzin, V. Designing of details taking into account degradation of structural ceramics at exploitation / V. Kuzin, S. Grigoriev, M. Volosova [et al.] // Appl. Mech. Mater. ― 2015. ― Vols. 752, 753. ― Р. 268‒271.
6. Panich, N. Effect of substrate rotation on structure, hardness and adhesion of magnetron sputtered TiB2 coating on high speed steel / N. Panich, Y. Sun // Thin Solid Films. ― 2006. ― Vol. 500, № 1/2. ― Р. 190‒196.
7. Xu, Jiang. Wear characteristic of in situ synthetic TiB2 particulate-reinforced Al matrix composite formed by laser cladding / Jiang Xu, Wenjin Liu // Wear. ― 2006. ― Vol. 260, № 4/5. ― Р. 486‒492.
8. Nadeem, Aamir. Binder free boron nitride-based coatings deposited on mild steel by chemical vapour deposition: Anti-corrosion performance analysis / Aamir Nadeem, Muhammad Faheem Maqsood, Mohsin Ali Raza [et al.] // Physica B Condensed Matter. ― 2021. ― Vol. 602, № 4. ― 412600.
9. Li, Chaoyu. Investigation of the mechanical properties and corrosion behaviors of Ni‒BN‒TiC layers constructed via laser cladding technique / Chaoyu Li, Fafeng Xia, Liming Yao [et al.] // Ceram. Int. ― 2023. ― Vol. 49, № 4. ― Р. 6671‒6677.
10. Kharanzhevskiy, Evgeny V. Ultralow friction behaviour of B4C‒BN‒MeO composite ceramic coatings deposited on steel / Evgeny V. Kharanzhevskiy, Alexey G. Ipatov, Mikhail D. Krivilyov [et al.] // Surf. Coat. Technol. ― 2020. ― Vol. 390, № 1. ― Article № 125664.
11. Karvánková, P. Thermal stability of nc-TiN/a-BN/aTiB2 nanocomposite coatings deposited by plasma chemical vapor deposition / P. Karvánková, M. G. J. Vepřek-Heijman, M. F. Zawrah [et al.] // Thin Solid Films. ― 2004. ― Vol. 467, № 1‒2. ― Р. 133‒139.
12. Ali, R. Chemical vapor deposition of titanium based ceramic coatings on low carbon steel: Characterization and electrochemical evaluation / R. Ali, E. Alkhateeb, F., Kellner [et al.] // Surf. Coat. Technol. ― 2011. ― Vol. 205, № 23/24. ― Р. 5454‒5463.
13. Prakash, Balakrishnan. Fretting wear behavior of PVD TiB2 coatings / Balakrishnan Prakash, Christos Ftikos, Jean Pierre Celis // Surf. Coat. Technol. ― 2002. ― Vol. 154, № 2/3. ― Р. 182‒188.
14. Huang, Xiaoxiao. Investigation of mechanical properties and oxidation resistance of CVD TiB2 ceramic coating on molybdenum / Xiaoxiao Huang, Shuchen Sun, Ganfeng Tu // J. Mater. Res. Technol. ― 2020. ― Vol. 9, № 1. ― Р. 282‒290.
15. Godavarty, Anuradha. Neural networks in studies on oxidation behavior of laser surface engineered composite boride coatings / Anuradha Godavarty, Arvind Agarwal, Narendra B. Dahotre // Applied Surface Science. ― 2000. ― Vol. 161, № 1/2. ― Р. 131‒138.
16. Özkan, Doğuş. Friction and wear enhancement of magnetron sputtered bilayer Cr–N/TiB2 thin-film coatings / Doğuş Özkan // Wear. ― 2020. ― Vol. 454/455. ― Article № 203344.
17. Kustas, F. Fabrication and characterization of TiB2/ TiC and tungsten co-sputtered wear coatings / F. Kustas, B. Mishra, J. Zhou // Surf. Coat. Technol. ― 2002. ― Vol. 153, № 1. ― Р. 25‒30.
18. Duarte, A. Deposition of TiB2 onto X40 CrMoV 5-1-1 steel substrates by DC magnetron sputtering / A. Duarte, B. Coelho, M. Vila [et al.] // Vacuum. ― 2007. ― Vol. 81, № 11/12. ― Р. 1519‒1523.
19. Berger, Mattias. Evaluation of magnetron-sputtered TiB2 intended for tribological applications / Mattias Berger, Mats Larsson, Sture Hogmark // Surf. Coat. Technol. ― 2000. ― Vol. 124, № 2/3. ― Р. 253‒261.
20. Polyakov, M. N. Microstructure-driven strengthening of TiB2 coatings deposited by pulsed magnetron sputtering / M. N. Polyakov, M. Morstein, X. Maeder [et al.] // Surf. Coat. Technol. ― 2019. ― Vol. 368. ― Р. 88‒96.
21. Zhang, Shuai. Mechanical properties, microstructure and crack healing ability of Al2O3/TiC/TiB2/h-BN@Al2O3 self-lubricating ceramic tool material / Shuai Zhang, Guangchun Xiao, Zhaoqiang Chen [et al.] // Ceram. Int. ― 2021. ― Vol. 47, № 10, рart A. ― Р. 14551‒14560.
22. Bewilogua, K. Growth and characterization of thick cBN coatings on silicon and tool substrates / K. Bewilogua, M. Keunecke, K. Weigel [et al.] // Thin Solid Films. ― 2004. ― Vol. 469‒470. ― Р. 86‒91.
23. Xu, F. Microstructure and tribological properties of cubic boron nitride films on Si3N4 inserts via borondoped diamond buffer layers / F. Xu, M. F. Yuen, B. He C. D. Wang [et al.] // Diam. Relat. Mater. ― 2014. ― Vol. 49. ― Р. 9‒13.
24. Ferreira, S. Bilayered coatings of BN/diamond grown on Si3N4 ceramic substrates / S. Ferreira, P. Duarte, F. A. Almeida [et al.] // Diam. Relat. Mater. ― 2011. ― Vol. 20, № 4. ― Р. 464‒467.
25. Grigoriev, S. The stress-strained state of ceramic tools with coating / S. Grigoriev, V. Kuzin, D. Burton [et al.] // Proceedings of the 37th International MATADOR Conference, 2013. ― P. 181‒184.
26. Kuzin, V. V. Force analysis of the stress-strain state of the surface layer of ground Si3N4‒TiC ceramics / V. V. Kuzin, S. N. Grigor’ev, M. A. Volosova // Refract. Ind. Ceram. ― 2021. ― Vol. 61, № 6. ― P. 720‒726. Кузин, В. В. Силовой анализ напряженнодеформированного состояния поверхностного слоя шлифованной Si3N4‒TiC-керамики / В. В. Кузин, С. Н. Григорьев, М. А. Волосова // Новые огнеупоры. ― 2020. ― № 12. ― С. 54‒60.
27. Kuzin, V. V. Force analysis of the stress-strain state of the surface Layer of Al2O3‒TiC ceramics with AlN and TiN coatings / V. V. Kuzin, S. N. Grigor’ev, M. A. Volosova, M. Y. Fedorov // Refract. Ind. Ceram. ― 2021. ― Vol. 62, № 3. ― P. 355‒360. Кузин, В. В. Силовой анализ напряженнодеформированного состояния поверхностного слоя Al2O3‒TiC-керамики с покрытиями AlN и TiN / В. В. Кузин, М. А. Волосова, М. Ю. Федоров // Новые огнеупоры. ― 2021. ― № 6. ― С. 64‒69.
28. Kuzin, V. V. Significance of AlN and TiN coatings for controlled transformation of stress state of Si3N4‒TiC ceramics surface layer under force loading conditions / V. V. Kuzin, S. N. Grigor’ev, M. A. Volosova [et al.] // Refract. Ind. Ceram. ― 2022. ― Vol. 63, № 2. ― P. 178‒184. Кузин, В. В. Значимость покрытий AlN и TiN для контролируемой трансформации напряженного состояния поверхностного слоя Si3N4‒TiC-керамики в условиях силового нагружения / В. В. Кузин, С. Н. Григорьев, М. А. Волосова, М. Ю. Федоров // Новые огнеупоры. ― 2022. ― № 3. ― С. 62‒68.
Дополнительные файлы
Для цитирования: Кузин В.В., Федоров М.Ю. Влияние покрытий TiB2 и BN на напряженное состояние поверхностного слоя Si3N4‒TiC-керамики при силовом нагружении. Новые огнеупоры. 2023;(2):57-63. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2023-2-57-63
For citation: Kuzin V.V., Fedorov M.Y. Effect of TiB2 and BN coatings on stress state of Si3N4‒TiC ceramics surface layer under force loading. NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2023;(2):57-63. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1683-4518-2023-2-57-63
Обратные ссылки
- Обратные ссылки не определены.