Розробка газофазного процесу нанесення молібденових покриттів стосовно деталей агрегато- і двигунобудування

Автор(и)

  • Alex Sagalovych Акціонерне Товариство «ФЕД» вул. Сумська, 132, м. Харків, Україна, 61023, Україна
  • Viktor Popov Акціонерне Товариство «ФЕД» вул. Сумська, 132, м. Харків, Україна, 61023, Україна
  • Vlad Sagalovych Науково-технологічний центр «Нанотехнологія» бул. Миру, 3, м. Харків, Україна, 61108, Україна
  • Stas Dudnik Акціонерне Товариство «ФЕД» вул. Сумська, 132, м. Харків, Україна, 61023, Україна
  • Roman Popenchuk Акціонерне Товариство «ФЕД» вул. Сумська, 132, м. Харків, Україна, 61023, Україна

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.201540

Ключові слова:

CVD процеси, молібденові, молібден-карбідні покриття, властивості покриттів, трибологічні характеристики, розробка технологій

Анотація

Досліджено процес газофазного осадження Мо і Мо-С покриттів шляхом термічного розкладання гексакарбоніла молібдену. Вивчена кінетика росту покриттів в діапазоні 480 °С‒540 °С та тиску в реакційному об’ємі від 9 Па до 16 Па. Встановлені залежності швидкості росту покриттів, величини їх мікротвердості від параметрів отримання, а також зміни морфології поверхні покриттів, шорсткості та структури. Досліджені трибологічні властивості отриманих покриттів в парі з бронзою Бр.Су3Н3С20Ф0,2 на машині тертя 2070 СМТ-1 за схемою «кубик – ролик» в інтервалі навантажень 0,2–1,4 кH. Змащування при визначенні коефіцієнтів тертя здійснювалося методом занурення рухомого контртіла в ванночку з паливом ТС-1, ГОСТ 10227-86. Проведення таких досліджень було обумовлено недостатністю даних з прив’язкою до конкретного обладнання та особливостей об’єкта, на який наноситься покриття.

При розробці процесу нанесення покриттів на конкретні деталі відпрацьовані прийоми та засоби, що забезпечують рівномірність нагріву деталей та подачу прекурсору до їх поверхні. В результаті проведених досліджень визначено області параметрів отримання покриттів з різною структурою, швидкістю, твердістю, а також закономірності зміни цих характеристик при зміні основних параметрів процесу отримання таких покриттів. В залежності від умов нанесення покриття можуть мати твердість від ~ 11000 МПа до 18 000 МПа при швидкості росту від 50 мкм/год до170 мкм/год. Усереднені значення коефіцієнта тертя покриттів з різною мікроструктурою і мікротвердістю становили 0,101 при навантаженні 0,2 кН і 0,077 при навантаженні 1,4 кН.

На базі проведених досліджень відпрацьований процес нанесення металевих и метал-карбідних CVD покриттів на основі молібдену стосовно деталей агрегато- і двигунобудування, який може служити основою для розробки промислових технологій

Біографії авторів

Alex Sagalovych, Акціонерне Товариство «ФЕД» вул. Сумська, 132, м. Харків, Україна, 61023

Академік АТН України, керівник управління

Управління спеціальних технологій

Viktor Popov, Акціонерне Товариство «ФЕД» вул. Сумська, 132, м. Харків, Україна, 61023

Кандидат технічних наук, Академік АТН України, голова правління

Vlad Sagalovych, Науково-технологічний центр «Нанотехнологія» бул. Миру, 3, м. Харків, Україна, 61108

Доктор технічних наук, професор, Академік АТН України, директор

Stas Dudnik, Акціонерне Товариство «ФЕД» вул. Сумська, 132, м. Харків, Україна, 61023

Кандидат технічних наук, керівник відділу

Відділ тонких технологій

Roman Popenchuk, Акціонерне Товариство «ФЕД» вул. Сумська, 132, м. Харків, Україна, 61023

Провідний інженер

Посилання

  1. Pauell, K., Oksli, Dzh., Blocher Ml., Dzh. (Eds.) (1970). Osazhdenie iz gazovoy fazy. Moscow: Atomizdat, 472.
  2. Pierson, H. O. (1997). Handbook of Chemical Vapor Deposition. William Andrew Publishing.
  3. Syrkin, V. G., Babin, V. N. (2000). Gaz vyrashchivaet metally. Moscow: Nauka, 190.
  4. Choy, K. (2003). Chemical vapour deposition of coatings. Progress in Materials Science, 48 (2), 57–170. doi: https://doi.org/10.1016/s0079-6425(01)00009-3
  5. Yerokhin, M. N., Kazantsev, S. P., Chupyatov, N. N. (2018). Technological equipment for obtaining metal coatings by decomposing metalorganic compounds with CVD method. Vestnik of Moscow Goryachkin Agroengineering University, 6 (88), 40–44.
  6. Martinho, R. P., Silva, F. J. G., Martins, C., Lopes, H. (2019). Comparative study of PVD and CVD cutting tools performance in milling of duplex stainless steel. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 102 (5-8), 2423–2439. doi: https://doi.org/10.1007/s00170-019-03351-8
  7. Reale, F., Sharda, K., Mattevi, C. (2016). From bulk crystals to atomically thin layers of group VI-transition metal dichalcogenides vapour phase synthesis. Applied Materials Today, 3, 11–22. doi: https://doi.org/10.1016/j.apmt.2015.12.003
  8. Konakov, S. (2017). Localized microreactor deposition of thin films and nanostructures as new approach to investigation of chemical vapor deposition. Nanoindustry Russia, 75 (4), 76–82. doi: https://doi.org/10.22184/1993-8578.2017.75.4.76.82
  9. Santos, M., Bilek, M. M. M., Wise, S. G. (2015). Plasma-synthesised carbon-based coatings for cardiovascular applications. Biosurface and Biotribology, 1 (3), 146–160. doi: https://doi.org/10.1016/j.bsbt.2015.08.001
  10. Drosos, C., Vernardou, D. (2015). Perspectives of energy materials grown by APCVD. Solar Energy Materials and Solar Cells, 140, 1–8. doi: https://doi.org/10.1016/j.solmat.2015.03.019
  11. Beaux, M. F., Vodnik, D. R., Peterson, R. J., Bennett, B. L., Salazar, J. J., Holesinger, T. G. et. al. (2018). Chemical vapor deposition of Mo tubes for fuel cladding applications. Surface and Coatings Technology, 337, 510–515. doi: https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2018.01.063
  12. Drieux, P., Chollon, G., Jacques, S., Allemand, A., Cavagnat, D., Buffeteau, T. (2013). Experimental study of the chemical vapor deposition from CH3SiHCl2/H2: Application to the synthesis of monolithic SiC tubes. Surface and Coatings Technology, 230, 137–144. doi: https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2013.06.046
  13. Song, W., Yan, J., Ji, H. (2019). Fabrication of GNS/MoS2 composite with different morphology and its tribological performance as a lubricant additive. Applied Surface Science, 469, 226–235. doi: https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2018.10.266
  14. Singh, A., Moun, M., Singh, R. (2019). Effect of different precursors on CVD growth of molybdenum disulfide. Journal of Alloys and Compounds, 782, 772–779. doi: https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2018.12.230
  15. Zhuk, Y. N. (2011). Advanced CVD coatings: Protect critical parts in harsh environments. Advanced Materials and Processes, 169 (8), 21–24.
  16. Erokhin, M. N., Kazantsev, S. P., Chupyatov, N. N. (2017). Wear-resistance of carbide-containing chrome coatings obtained from gas phase. Vestnik FGOU VPO “Moskovskiy Gosudarstvenniy Agroinzhenerniy Universitet Imeni V.P. Goryachkina”, 5, 48–53. doi: https://doi.org/10.26897/1728-7936-2017-5-48-53
  17. Erohin, M. N., Chupyatov, N. N. (2013). The use of chemical vapor depositionto improve the wear resistance of precision hydraulic componentssystems of machines and equipment in the livestock. Vestnik VNIIMZH, 4 (12), 61–64.
  18. Iliyn, V. A., Panarin, A. V. (2011). Pyrolytic chromium carbide coating (technology, equipment, properties). Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra Rossiyskoy akademii nauk, 13 (4 (2)), 357–360.
  19. Vasin, V. A., Krit, B. L., Nevrovskiy, V. A., Somov, O. V., Morozova, N. V. (2016). O primenenii piroliticheskih karbidohromovyh pokrytiy v uzlah treniya mashin. Elektronnaya obrabotka materialov, 52 (5), 21–25.
  20. Sagalovich, A. V., Grigor'ev, A. V., Kononyhin, A. V., Popov, V. V., Sagalovich, V. V. (2011). Nanesenie pokrytiy na slozhnoprofil'nye pretsizionnye poverhnosti gazofaznym metodom (CVD). Fizicheskaya inzheneriya poverhnosti, 9 (3), 229–236.
  21. Sagalovych, A., Sagalovych, V. (2013). Mo-C multilayered CVD coetings. Tribology in Industry, 35 (4), 261–269.
  22. Syrkin, V. G. (1985). Gazofaznaya metallizatsiya cherez karbonily. Moscow: Metallurgiya, 248.
  23. Syrkin, V. G. (2000). CVD-metod. Himicheskaya parofaznaya metallizatsiya. Moscow: Nauka, 496.
  24. Directive 2011/65/EU of the European parliament and of the council of 8 June 2011on the restriction of the use of certain hazardous substances in electrical and electronic equipment (recast). Official Journal of the European Union.

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-04-30

Як цитувати

Sagalovych, A., Popov, V., Sagalovych, V., Dudnik, S., & Popenchuk, R. (2020). Розробка газофазного процесу нанесення молібденових покриттів стосовно деталей агрегато- і двигунобудування. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2(12 (104), 6–15. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.201540

Номер

Том 2 № 12 (104) (2020): Матеріалознавство

Розділ

Матеріалознавство

Ліцензія

Авторське право (c) 2020 Alex Sagalovych, Viktor Popov, Vlad Sagalovych, Stas Dudnik, Roman Popenchuk

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.