Влияние термообработки на структуру и механические свойства азотированных углеродных покрытий, легированных цирконием и кремнием

Abstract

Установлено, что при азотировании углеродных покрытий, легированных кремнием и цирконием, имеет место образование соединений типа CNx, С – Zr, Zr – N, Si – C, SiOх, Zr – O, увеличение степени структурной упорядоченности sp2-кластеров. При температуре нагрева до 350 oС протекают процессы графитизации покрытия за счет десорбции азота с одновременным разрывом С = N связей, что обеспечивает лучшую, по сравнению с неазотированными покрытиями, термостабильность твердости и модуля упругости. При этом значения коэффициентов трения и коэффициентов объемного изнашивания контртела при термообработке до 350 oC увеличиваются за счет абразивного воздействия твердых карбидных фаз, дальнейшее увеличение температуры термообработки до 500 oC приводит к улучшению триботехнических характеристик покрытий вследствие более интенсивного образования кластеров графита, выступающего в роли твердой смазки. = It has been established that during nitriding of carbon coatings alloyed with silicon and zirconium, the formation of compounds of the CNx, C – Zr, Zr – N, Si – C, SiOх, Zr – O type takes place, and the degree of structural ordering of sp2-clusters increases. At a heating temperature of up to 350 oC, the processes of coating graphitization occur due to nitrogen desorption with simultaneous rupture of C = N bonds, which ensures better thermal stability of hardness and elastic modulus compared to non-nitrided coatings. At the same time, the values of friction coefficients and volumetric wear coefficients of the counterbody during heat treatment up to 350 oC increase due to the abrasive effect of solid carbide phases, a further increase in the heat treatment temperature up to 500 oC leads to an improvement in the tribotechnical characteristics of the coatings due to a more intensive formation of graphite clusters, which act as a solid lubricant.