Триботехническое материаловедение и триботехнология. Денисова Н.Е - 187 стр.

     5.15 Ионно-лучевое упрочнение

      Ионно-лучевая обработка поверхностных слоев металлов связана с
использованием ионизированных атомов легирующих элементов. Этот
метод требует применения вакуумной техники и высоких ускоряющих
напряжений. Модификация свойств поверхности зависит от режима
ионной обработки. При взаимодействии ионного луча с поверхностью
металла протекают следующие взаимосвязанные физические процессы:
осаждение покрытий (конденсация), распыление обрабатываемого
поверхностного слоя металла, внедрение (имплантация). Смещение
обработки в сторону того или иного физического процесса зависит
главным образом от энергий бомбардирующих ионов.
      Основными методами ионно-лучевой обработки материалов
являются вакуумное испарение, осаждение посредством ионного
распыления, ионно-плазменное напыление, полная имплантация,
имплантация атомами отдачи и ионное перемешивание, совмещенные
методы формирования поверхности.
      Износостойкость и долговечность легируемого слоя в большой
степени зависит от его толщины. Например, при твердых покрытиях ТiC,
TiN, Al2O3 происходит слабое сопротивление изнашиванию, а при
излишней толщине – происходит скалывание покрытия. При осаждении на
твердосплавных пластинках слоя карбида титана наилучшие результаты по
износостойкости получаются при толщине обрабатываемого слоя 4...8 мкм.
      На подложках из твердых сплавов, углеродистых и легированных
сталях, стеллитах получают твердые покрытия толщиной 5...10 мкм
осаждением (при 800...1000 оС) TiN или ТiC (однослойные покрытия) или
TiN + ТiC – двухслойное. Ионно-плазменное легирование TiN создает
слой твердостью 2000 НV (20000 МПа), а двухслойное осаждение TiN +
ТiC – 3000 НV (30000 МПа).
      Ионно-плазменное легирование применяют для повышения
коррозионной стойкости и износостойкости металлообрабатывающего
инструмента, деталей насосов высокого давления дизелей, коленчатых
валов и пр. Покрытие из Al2O3 повышает стойкость режущего инструмента
до 5 раз.