Баланс мощности, выделяющийся на электродах вакуумно-дуговых испарителей, имеет существенное значение. Увеличение тока разряда дуги приводит к увеличению толщины покрытия, однако при возрастании тока свыше 130 А снижается совершенство структуры и резко повышается количество капельной фазы, которая является причиной снижения прочности сцепления подложки с покрытием. При малой мощности разряда (ток дуги < 20-30 А) из-за уменьшения коэффициента ионизации плазмы в пленку «замуровываются» нейтральные частицы реакционного газа и катода, что способствует повышению концентрации дефектов покрытия. Проведенные нами исследования микротвердости покрытий при различных значениях тока приведены в таблице.
Зависимость микротвердости покрытия от тока дуги
|
Композиционное покрытие |
Ток дуги испарителя, А |
Микротвердость по Виккерсу, HV |
||||||
|
Zn-Cu-Al |
30 |
50 |
70 |
90 |
144,2 |
136,9 |
135,9 |
134,6 |
|
Cr-Mn-Si-Cu-Fe-Al |
30 |
50 |
70 |
90 |
136,5 |
133,8 |
137,3 |
133,1 |
|
Zn-Al |
30 |
50 |
70 |
90 |
136,5 |
138,6 |
137,1 |
142,4 |
|
Fe-Al |
30 |
50 |
70 |
90 |
144,3 |
134,0 |
140,0 |
138,5 |
Из приведенных результатов видно, что, в большинстве случаев, с увеличением тока дуги испарителя - микротвердость уменьшается. Это связано с тем, что с увеличением тока дуги испарителя толщина покрытия возрастает довольно быстро, а это приводит, в свою очередь, к увеличению плотности дислокаций в формируемом покрытии. В тоже время для получения антифрикционных покрытий их микротвердость должна быть минимальной, в отличии от наноструктурируемых сверхтвердых покрытий.
Работа выполнена в рамках Программы фундаментальных исследований МОН РК. Грант 1034 ФИ.