2411-3336 2541-9404 Записки Горного института Journal of Mining Institute Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины ΙΙ Empress Catherine II Saint Petersburg Mining University 10.31897/pmi.2018.4.388 pmi-12310 https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/12310 Металлургия и обогащение Metallurgy and concentration Selection of thermo-mechanic mode of pellet molding from TiO2 powder for magnetron application of composite coatings on parts Выбор термомеханического режима формования мишеней из порошка TiO2 для магнетронного нанесения композиционных покрытий деталей Dmitriev A. M. Дмитриев А. М. Dmitriev A. M. countess.olga@gmail.com Московский государственный технологический университет «Станкин» (Москва, Россия) Moscow State University of Technology «Stankin» (Moscow, Russia) Korobova N. V. Коробова Н. В. Korobova N. V. mt-6@yandex.ru Московский государственный технологический университет «Станкин» (Москва, Россия) Moscow State University of Technology «Stankin» (Moscow, Russia) 24 08 2018 2018 232 388 394 10 03 2018 04 05 2018 24 08 2018 © 2018 А. М. Дмитриев, Н. В. Коробова © 2018 A. M. Dmitriev, N. V. Korobova 2018 А. М. Дмитриев, Н. В. Коробова A. M. Dmitriev, N. V. Korobova Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) This article is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC BY 4.0) https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/12310

Пленочные покрытия на основе диоксида титана для деталей приборостроения с целью уменьшения их сопротивления целесообразно изготавливать из композиций с другими оксидами. Композиции желательно получать на этапе нанесения покрытия методом, в котором используют магнетроны. Сопоставлением конструкций магнетронных установок обоснована рациональность применения установки с одним магнетроном, оснащенным мишенью из композиции порошков на основе титана. Технология нанесения покрытия с использованием одного магнетрона, оснащенного композиционной мишенью, раскрыта на примере нанесения износостойких самосмазывающихся покрытий из композиции Ti+WS2. Для оснащения магнетрона мишенью из порошка TiO2 ставилась задача обеспечения наибольшей равномерности распределения плотности в объеме мишени, а также достижения наибольшего значения этой плотности. В результате описанного в статье исследования технологии горячего формования порошка TiO2 показана эффективность совмещения нагрева порошка с его уплотнением в одну операцию. При выполнении этой операции экспериментально исследована зависимость плотности изготавливаемой мишени от температуры формования, давления, времени выдержки под давлением и размера зерен. Обоснован выбранный термомеханический режим формования мишени из порошка TiO2. Изготовить мишень с наибольшей плотностьюпозволяет следующий режим (в исследованном диапазоне) формования: температура 1300 °С, давление 40 МПа, время выдержки под давлением 20 мин, размер зерна 2,2 мкм.

It is advisable to make film coatings based on titanium dioxide for the details of instrumentation industry to reduce their resistance from compositions with other oxides. It is desirable to prepare the compounds during coating stage by magnetron method. Comparison of the designs of magnetron installations substantiates the rationality of using an installation with a single magnetron, equipped with a pellet from a composition of powders based on titanium. The coating technology using a single magnetron equipped with a composite pellet is described using an example of the application of wear-resistant self-lubricating coatings from a Ti + WS2 composition. To equip the magnetron with a TiO2 powder pellet, the task was to ensure the greatest uniformity of the density distribution in the pellet volume, and to achieve the greatest value of this density. As a result of the study of the technology of hot molding of TiO2 powder described in the article, the efficiency of combining the heating of a powder with its compaction in one operation is shown. During this operation, the dependence of the density of the produced pellet on the molding temperature, pressure, holding time under pressure and grain size was experimentally investigated. The chosen thermomechanical mode of TiO2 pellet molding is substantiated. By using the following mode (in the studied range) of molding it is possible to produce the pellet with the highest density: temperature 1300 °С, pressure 40 MPa, holding time under pressure 20 min, and grain size 2.2 μm.

 Ключевые слова диоксид титана пленочные покрытия деталей нанесение в магнетроне магнетронные мишени композиционные режимы формования мишеней исследование Keywords titanium dioxide film coatings of parts deposition in magnetron magnetron pellets composite modes of forming pellets study Дамаскин Б.Б. Электрохимия / Б.Б.Дамаскин, О.А.Петрий, Г.А.Цирлина. М.: Химия, 2006. 670 с. Damaskin B.B., Petrii O.A., Tsirlina G.A. Electrochemistry. Moscow: Khimiya, 2006, p. 670 (in Russian). Износостойкость композиционных покрытий для режущего инструмента / М.Ш.Мигранов, А.М.Мигранов, С.М.Мингалеев, С.Р.Шехтман // Вестник МГТУ «Станкин». 2017. № 4(43). С. 38-42. Migranov M.Sh., Migranov A.M., Mingaleev S.M., Shekhtman S.R. Wear resistance of composite coatings for cutting tools. Vestnik MGTU «Stankin». 2017. N 4(43), p. 38-42 (in Russian). Моррисон С. Химическая физика поверхности твердого тела. М.: Мир, 1980. 488 с. Morrison S. Chemical physics of solid surface. Moscow: Mir, 1980, p. 488 (in Russian). Создание на основе переработки титановой стружки наноструктурированных износо-стойких самосмазывающихся покрытий на поверхностях деталей машин и технологического инструмента / А.М.Дмитриев, А.И.Беликов, Н.В.Коробова, Ю.В.Панфилов // Технология легких сплавов. 2010. № 3. С.79-86. Dmitriev A.M., Belikov A.I., Korobova N.V., Panfilov Yu.V. Creation on the basis of processing of titanium chips nanostructured wear-resistant self-lubricating coatings on the surfaces of machine parts and technological tools. Tekhnologiya legkikh splavov. 2010. N 3, p.79-86 (in Russian). Сотова Е.С. Технология нанесения AG-содержащего покрытия на полимерные изделия медицинского назначения для усиления их антибактериального действия / Е.С.Сотова, С.В.Федоров // Вестник МГТУ «Станкин». 2017. № 4 (43). С. 33-37. Sotova E.S., Fedorov S.V. Technology of applying AG-containing coating to polymeric products of medical purpose to enhance their antibacterial action. Vestnik MGTU «Stankin». 2017. N 4 (43), p. 33-37 (in Russian). Технология создания наноструктурированных износостойких покрытий с использова-нием отходов титана / А.М.Дмитриев, А.И.Беликов, Н.В.Коробова, Ю.В.Панфилов // Ремонт, восстановление, модернизация. 2010. № 4. С. 30-33. Dmitriev A.M., Belikov A.I., Korobova N.V., Panfilov Yu.V. Technology for creating nanostructured wear-resistant coatings using waste titanium. Remont, vosstanovlenie, modernizatsiya. 2010. N 4, р.30-33 (in Russian). Федоров С.В. Гидроструйная обработка как способ предварительной подготовки по-верхности твердого сплава перед нанесением износостойкого покрытия / С.В.Федоров, Д.Вайс, Х.Со.Мин // Вестник МГТУ «Станкин». 2017. № 4 (43). С. 48-51. Fedorov S.V., Vais D., Min Kh.So. Water-jet treatment as a method of preliminary preparation of the hard alloy surface before the application of wear-resistant coating. Vestnik MGTU «Stankin». 2017. N 4 (43), p. 48-51 (in Russian). Collins J.A. Failure of materials in mechanical design. New York: John Wiley & Sons, 1981. P.188-193. Collins J.A. Failure of materials in mechanical design. New York: John Wiley & Sons, 1981, p.188-193. Correlanion between microstructure and mechanical properties of severely deformed metals / J.Gubicza, N.Q.Chinh, J.L.Laʹbaʹr, Z.Hegedus, S.Dobatkin, T.G.Langdon // Journal of Alloys and Compounds. 2009. Vol. 483. № 1-2. P.271-274. Gubicza J., Chinh N.Q., Laʹbaʹr J.L., Hegedus Z., Dobatkin S., Langdon T.G. Correlations between microstructure and mechanical properties of severely deformed metals. Journal of Alloys and Compounds. 2009. Vol. 483. N 1-2, p.271-274. Dmitriev A.M. Expanding of Application of Cold Die Forging by Inducing Active Contact Friction Forces / A.M.Dmitriev, N.V.Korobova // Journal of Friction and Wear. 2013. Vol. 34. P.232-237. Dmitriev A.M., Korobova N.V. Expanding of Application of Cold Die Forging by Inducing Active Contact Friction Forces. Journal of Friction and Wear. 2013. Vol. 34, p.232-237. Huang T.-H. Effect of grain size on mechanical revolution of pure titanium and die cavity filling rate in hot squeezing mini spur-gear forming process / T.H.Huang, C.P.Jiang, F.V.Grechnikov // International Journal of Precision Engineering and Manufacturing. 2017. Vol.18. Iss. 10. P.1371-1377. Huang T.-H., Jiang C.P., Grechnikov F.V. Effect of grain size on mechanical revolution of pure titanium and die cavity filling rate in hot squeezing mini spur-gear forming process. International Journal of Precision Engineering and Manufacturing. 2017. Vol.18. Iss. 10, p.1371-1377. Johnson W. Rupertʹs glass drops: Residual-stress measurements and calculations and hy-potheses for explaining disintegration fracture / W.Johnson, S.Chandrastrar // Journal of Materials Processing Technology. 1992. Vol. 31. P. 413-440. Johnson W., Chandrastrar S. Rupertʹs glass drops: Residual-stress measurements and calculations and hypotheses for explaining disintegration fracture. Journal of Materials Processing Technology. 1992. Vol. 31, p. 413-440. Macsarov V.V. Managing the Process of Chip Formation by Preliminary Local Action on the Worcable Surface of the Worcpiece / V.V.Macsarov, J.Olt // Journal of Mechanical Engineering. 2008. № 6. 45 p. Macsarov V.V., Olt J. Managing the Process of Chip Formation by Preliminary Local Action on the Workable Surface of the Workpiece. Journal of Mechanical Engineering. 2008. N 6, p. 45. Madissoo M. Testing of the External Tool Holder Equipped with Alternate in its Construc-tion / M.Madissoo, A.Rassner, V.Maksarov, J.Olt // Material Science. 2015. Vol. 21. № 3. P.391-395. Madissoo M., Rassner A., Maksarov V., Olt J. Testing of the External Tool Holder Equipped with Alternate in its Construction. Material Science. 2015. Vol. 21. N 3, p.391-395. Olt J. Dynamic Simylation of Chip Formation in the Process of Cutting / J.Olt, F.Liyvapuu, M.Madissoo, V.Maksarov // International Journal of Materials & Product Technology. 2016. Vol. 53. № 1. P. 1-14. Olt J., Liyvapuu F., Madissoo M., Maksarov V. Dynamic Simulation of Chip Formation in the Process of Cutting. International Journal of Materials & Product Technology. 2016. Vol. 53. N 1, p. 1-14.