Mikrostruktura i właściwości tribologiczne niskotarciowej powłoki MoS2(Ti, W) na utwardzonym tlenem podłożu stopu Ti-6Al-4V

Na podłożu utwardzonego tlenem stopu Ti-6Al-4V wytworzono niskotarciową powłokę MoS2(Ti, W) metodą rozpylania magnetronowego. Grubość powłoki wynosiła ok. 3,1 μm. Pomiędzy powłoką MoS 2(Ti, W) a podłożem występuje warstwa przejściowa z tytanu technicznego o grubości ok. 20 nm. Metodami skaningowej i transmisyjnej mikroskopii elektronowej oraz rentgenowskiej analizy dyfrakcyjnej opisano mikrostrukturę warstwy wierzchniej po obróbce powierzchniowej. Badania mikrostruktury powłoki za pomocą wysokorozdzielczej transmisyjnej mikroskopii elektronowej pozwoliły na stwierdzenie obecności cząstek MoS 2 o rozmiarach 3÷8 nm w amorficznej osnowie. Obserwowano również występowanie nanokrystalitów faz α i W. Stwierdzono znaczne obniżenie współczynnika tarcia w styku niesmarowanym od 0,85 dla stopu bez powłoki do 0,15 dla stopu z powłoką MoS 2(Ti, W). Wykazano, że zastosowana obróbka powierzchniowa istotnie wpływa również na poprawę odporności stopu Ti-6Al-4V na zużycie przez tarcie.

---

A low friction MoS2(Ti, W) coating was deposited on the oxygen hardened Ti-6Al-4V alloy by magnetron sputtering. Microstructure characterization was performed by scanning and transmission electron microscopy methods as well as X-ray diffraction analyses. The coating thickness was about 3.1 μm. An intermediate layer composed of 20 nm thick Ti α was present between the coating and the substrate. The results of micro/nanostructural analyses performed by HRTEM showed that the coatings were composed of MoS2 nanocrystals (size in the range of 3÷8 nm) embedded in an amorphous matrix. Some Ti α and W nanocrystals were also found in the coating as well. The presence of the MoS2(Ti, W) coating decreases the friction coefficient from a value of 0.85 for the uncoated alloy to 0.15 for the coated one and essentially increases the wear resistance of the alloy.