The impact of magnetron source power on mechanical properties and phase composition of TiB2 coatings

PVD coatings are widely used in the tool industry. They use hard materials, such as carbides, borides, and nitrides of metallic elements, because these materials have good wear resistance and stability at elevated temperatures. Titanium diboride-TiB2 is a very interesting compound used for coatings in the tool industry. The results of the analysis of research directions in the field of coatings and layers with special operating properties (high hardness, good thermal and electrical conductivity, and good corrosion resistance) indicate that coatings and layers based on TiB2 are one of the most effective materials that improve tool durability. The paper presents the mechanical properties of TiB2 coatings obtained using the magnetron sputtering method in the function of sputtering process power of TiB2 target. The paper includes hardness and Young' s modulus measurements performed with nanoindentation method, and phase composition analysis, and the evaluation of the microstructure and topography using a Hitachi TM3000 scanning electron microscope.

Powłoki PVD znajdują powszechne zastosowanie w przemyśle narzędziowym. Do ich wytwarzania stosuje się twarde związki takie jak: węgliki, borki, azotki metali, które charakteryzują się dobrą odpornością tribologiczną oraz stabilnością w podwyższonej temperaturze. Dwuborek tytanu - TiB2 jest bardzo interesującym materiałem powłokowym, cieszącym się dużym zainteresowaniem w przemyśle narzędziowym. Analiza literatury w zakresie powłok funkcjonalnych (powłok o dużej twardości, dobrym przewodnictwie cieplnym i elektrycznym, dobrej odporności korozyjnej) wskazuje TiB2 jako jeden z najbardziej efektywnych materiałów zwiększających trwałość narzędzi przeznaczonych do obróbki powierzchniowej stopów metali nieżelaznych. W artykule przedstawiono właściwości mechaniczne powłok TiB2 otrzymanych z wykorzystaniem metody rozpylania magnetronowego w funkcji mocy rozpylania targetu TiB2. Artykuł zawiera pomiary twardości oraz modułu Younga, analizę struktury fazowej, badania mikrostruktury oraz badania odporności na pękanie cienkich powłok.