RU123356U1 - CUTTING PLATE FOR TREATMENT OF TITANIUM ALLOYS - Google Patents
CUTTING PLATE FOR TREATMENT OF TITANIUM ALLOYS Download PDFInfo
- Publication number
- RU123356U1 RU123356U1 RU2012117069/02U RU2012117069U RU123356U1 RU 123356 U1 RU123356 U1 RU 123356U1 RU 2012117069/02 U RU2012117069/02 U RU 2012117069/02U RU 2012117069 U RU2012117069 U RU 2012117069U RU 123356 U1 RU123356 U1 RU 123356U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layer
- titanium
- cutting
- coating
- nanostructured
- Prior art date
Links
Abstract
Режущая пластина для обработки титановых сплавов, содержащая основу из твердого сплава и нанесенное на нее покрытие, включающее слои карбида титана, карбонитрида титана, слой металла, расположенный между наружным слоем из наноструктурного нитрида твердого тугоплавкого металла и слоем из карбонитрида титана, при этом наружный слой выполнен из наноструктурных нитридов ниобия и молибдена, а слой металла - из молибдена.A cutting insert for processing titanium alloys containing a hard alloy base and a coating applied to it, including layers of titanium carbide, titanium carbonitride, a metal layer located between the outer layer of nanostructured nitride of hard refractory metal and a layer of titanium carbonitride, while the outer layer is made from nanostructured niobium and molybdenum nitrides, and the metal layer is from molybdenum.
Description
Решение относится к области машиностроения, в частности, к металлообработке, а именно к металлорежущему инструменту, включающему режущую пластину из спеченного твердого сплава с износостойким покрытием.The solution relates to the field of mechanical engineering, in particular, to metalworking, and in particular to a metal-cutting tool, including a cutting plate of sintered hard alloy with a wear-resistant coating.
Известны режущие пластины с многослойными покрытиями из тугоплавких соединений (Верещака А.С. Работоспособность инструмента с износостойким покрытием. М.: Машиностроение, 1993. - 336 с), в частности, двухслойное покрытие TiC+Ti(CN), т.е. из карбида титана и карбонитридов титана. Покрытие позволяет повысить работоспособность режущей пластины до 2…3 раз при обработке конструкционных сталей, чугунов. Такие покрытия наносят осаждением из газовой фазы толщиной 5…6 мкм.Known cutting inserts with multilayer coatings of refractory compounds (Vereshchak A.S. Serviceability of the tool with a wear-resistant coating. M .: Mechanical Engineering, 1993. - 336 s), in particular, a two-layer coating TiC + Ti (CN), i.e. from titanium carbide and titanium carbonitrides. The coating allows you to increase the efficiency of the cutting plate up to 2 ... 3 times when machining structural steels, cast irons. Such coatings are applied by vapor deposition with a thickness of 5 ... 6 microns.
Известна режущая пластина, где осаждение покрытия проводят как газофазным методом (CVD), так и физическим методом (PVD), в частности конденсацией с ионной бомбардировкой частицами из тугоплавких металлов (метод КИБ). Мягкий слой из хрома осаждается методом КИБ с зернами порядка 30 нанометров, т.е. является наноструктурным (см. О.В.Волхонский, Н.В.Блинов и др. Влияние наноструктурного финишного слоя TiN в комбинированных PVD/CVD/PVD покрытиях на свойства режущего инструмента / Труды международной научно-технической конференции <Нанотехнологии функциональных материалов> С.-Петербург, 2010). Данная режущая пластина с покрытием Cr-NiC-Ti(CN)-TiN позволяет повысить износостойкость в 1,5…2 раза по сравнению с режущей пластиной с покрытием TiC-Ti(CN).A known insert, where the deposition of the coating is carried out both by gas-phase method (CVD) and physical method (PVD), in particular by condensation with ion bombardment by particles of refractory metals (CIB method). A soft layer of chromium is deposited by the CIB method with grains of the order of 30 nanometers, i.e. is nanostructured (see O.V. Volkhonsky, N.V. Blinov et al. Effect of a nanostructured TiN finish layer in combined PVD / CVD / PVD coatings on the properties of a cutting tool / Proceedings of the International Scientific and Technical Conference <Functional Materials Nanotechnology> C. Petersburg, 2010). This cutting insert coated with Cr-NiC-Ti (CN) -TiN allows you to increase the wear resistance by 1.5 ... 2 times compared with a cutting insert coated with TiC-Ti (CN).
Недостатком такого вида режущей пластины является низкий прирост износостойкости. Это связано с тем, что, как показало наше исследование, разрушение покрытия происходит путем его растрескивания, начинается с верхних слоев и трещины прорастают в подложку. При этом образуется сетка микротрещин, а отрыв частиц покрытия происходит из-за адгезии с обрабатываемым металлом. При отрыве частиц покрытия обнажается основа (подложка) из твердого сплава. Поэтому необходимо повышать как прочность сцепления нижнего слоя покрытия с твердосплавной основой, так и трещиностойкость верхних слоев покрытия режущей пластины, которые растрескиваются с самого начала резания. Поэтому мягкий слой из металла следует располагать перед верхним слоем покрытия. Кроме того, недостатком такого вида пластин является низкая износостойкость при обработке нержавеющих и коррозионноустойчивых сталей и сплавов. Дело в том, что при их резании наблюдаются более высокие температуры, чем при обработке конструкционных сталей. Верхний слой из нитридов титана не обеспечивает такие требования.The disadvantage of this type of cutting insert is the low increase in wear resistance. This is due to the fact that, as our study has shown, the destruction of the coating occurs by cracking it, begins with the upper layers and cracks grow into the substrate. In this case, a network of microcracks is formed, and the detachment of coating particles occurs due to adhesion with the metal being treated. Upon separation of the coating particles, a base (substrate) of hard alloy is exposed. Therefore, it is necessary to increase both the adhesion strength of the lower coating layer with the carbide base and the crack resistance of the upper coating layers of the cutting insert, which crack from the very beginning of cutting. Therefore, a soft layer of metal should be placed in front of the top layer of the coating. In addition, the disadvantage of this type of plates is the low wear resistance in the processing of stainless and corrosion-resistant steels and alloys. The fact is that when they are cut, higher temperatures are observed than when machining structural steels. The top layer of titanium nitrides does not provide such requirements.
Прототипом настоящего изобретения является патент РФ на полезную модель №112657, В23В 27/14, С23С 14/00, опубл. 20.01.2012.The prototype of the present invention is a patent of the Russian Federation for utility model No. 112657, B23B 27/14, C23C 14/00, publ. 01/20/2012.
В режущей пластине, содержащей основу из твердого сплава и нанесенное на него покрытие, включающее слои: карбида титана, карбонитрида титана, слой из металла и наружный слой из наноструктурного нитрида твердого тугоплавкого металла, наружный слой выполнен из наноструктурного нитрида циркония, а слой из металла выполнен из циркония и расположен между верхним слоем из наноструктурного нитрида циркония и слоем из карбонитрида титана.In a cutting plate containing a base of hard alloy and a coating deposited on it, including layers: titanium carbide, titanium carbonitride, a layer of metal and an outer layer of nanostructured hard refractory metal nitride, the outer layer is made of nanostructured zirconium nitride, and the layer of metal is made of zirconium and is located between the upper layer of nanostructured zirconium nitride and a layer of titanium carbonitride.
Однако недостатком этой пластины является невысокая работоспособность режущего инструмента при резании титановых сплавов, содержащих в своей структуре цирконий. Это вызывает повышенную адгезию титановых сплавов с верхними слоями покрытия. В результате работоспособность инструмента снижается.However, the disadvantage of this plate is the low efficiency of the cutting tool when cutting titanium alloys containing zirconium in their structure. This causes increased adhesion of titanium alloys to the upper layers of the coating. As a result, tool performance is reduced.
Этот недостаток устраняется предлагаемым решением.This disadvantage is eliminated by the proposed solution.
Решаемая задача - совершенствование структуры покрытия режущих пластин при обработке титановых сплавов, содержащих в своей структуре цирконий.The problem to be solved is improving the structure of the coating of cutting inserts during processing of titanium alloys containing zirconium in their structure.
Технический результат - повышение износостойкости режущих пластин при обработке титановых сплавов, содержащих цирконий.EFFECT: increased wear resistance of cutting inserts during processing of titanium alloys containing zirconium.
Этот технический результат достигается тем, что в режущей пластине для обработки титановых сплавов, содержащей основу из твердого сплава и нанесенное на нее покрытие, включающее слои: карбида титана и карбонитрида титана, слой металла, расположенный между наружным слоем из наноструктурного нитрида твердого тугоплавкого металла и слоем из карбонитрида титана, наружный слой выполнен из наноструктурных нитридов ниобия и молибдена, а слой металла - из молибдена.This technical result is achieved in that in a cutting plate for processing titanium alloys containing a base of hard alloy and a coating deposited on it, including layers: titanium carbide and titanium carbonitride, a metal layer located between the outer layer of nanostructured solid refractory metal nitride and the layer made of titanium carbonitride, the outer layer is made of nanostructured niobium and molybdenum nitrides, and the metal layer is made of molybdenum.
Технический результат достигается путем осаждения двухэлементного тугоплавкого соединения в наружном слое покрытия и использования слоя металла (мягкого слоя) из более жаропрочных тугоплавких соединений.The technical result is achieved by the deposition of a two-element refractory compound in the outer coating layer and the use of a metal layer (soft layer) from more heat-resistant refractory compounds.
Осаждение слоя металла (мягкого слоя) из чистого молибдена и верхнего соя покрытия из наноструктурных нитридов циркония и молибдена повышает жаростойкость и трещиностойкость покрытия, а следовательно, и износостойкость режущей пластины в целом за счет уменьшения отрыва частиц покрытия. Данный эффект особенно является значительным при резании титановых сплавов, содержащих в своей структуре цирконий.The deposition of a metal layer (soft layer) from pure molybdenum and the upper soybean coating of nanostructured zirconium and molybdenum nitrides increases the heat resistance and crack resistance of the coating, and hence the wear resistance of the cutting insert as a whole by reducing the separation of coating particles. This effect is especially significant when cutting titanium alloys containing zirconium in their structure.
Предлагаемая режущая пластина приведена на чертеже. Она содержит основу 1 из твердого сплава и нанесенное на нее покрытие, включающее слои: слой 2 - карбида титана, слой 3 - карбонитрида титана, слой 4 (мягкий слой) из молибдена, наружный слой 5 - из наноструктурных нитридов ниобия и молибдена.The proposed cutting insert is shown in the drawing. It contains a base 1 of hard alloy and a coating deposited on it, including layers: layer 2 — titanium carbide, layer 3 — titanium carbonitride, layer 4 (soft layer) of molybdenum, and outer layer 5 — of nanostructured niobium and molybdenum nitrides.
Режущие пластины изготавливают следующим образом. На основу 1 из твердого сплава, например, ТТ10К8Б осаждают нижние слои покрытия как методом CVD (осаждение из газовой фазы), так и PVD (ионно-плазменное, либо магнетронное напыление), слой 2 из карбида титана и слой 3 из карбонитрида титана толщиной по 2,5 мкм. Затем методом КИБ (например, в установке ННВ) осаждают слой металла 4 (мягкий слой) - молибдена толщиной 1 мкм и испаряют два катода: из ниобия и молибдена в среде азота, формируя нитрид ниобия и молибдена (NbMo)N толщиной 1-1,5 мкм с размером зерен порядка 30…50 нанометров.Cutting inserts are made as follows. The base layer 1 of a hard alloy, for example, TT10K8B, is deposited by the lower layers of the coating by both CVD (gas phase deposition) and PVD (ion-plasma or magnetron sputtering), layer 2 of titanium carbide and layer 3 of titanium carbonitride with a thickness of 2.5 microns. Then, a metal layer 4 (soft layer) of molybdenum 1 μm thick is deposited by the CIB method (for example, in the NNV installation) and two cathodes are evaporated: from niobium and molybdenum in a nitrogen medium, forming niobium nitride and molybdenum (NbMo) N 1-1 thick, 5 microns with a grain size of the order of 30 ... 50 nanometers.
Осуществляли точение титанового сплава ВТ20 Режим резания: скорость резания V=40 м/мин, глубина резания t=2 мм, подача S=0,21 мм/об. Определяли Т - время резания при достижении износа режущей пластины по задней поверхности h3=0,4 мм. Испытаниям подвергали предлагаемые четырехгранные режущие пластины и режущие пластины по прототипу. Результаты испытаний приведены в таблице.The titanium alloy VT20 was turned. Cutting mode: cutting speed V = 40 m / min, cutting depth t = 2 mm, feed S = 0.21 mm / rev. T was determined - the cutting time when the wear of the cutting insert on the rear surface h3 = 0.4 mm was achieved. Tests were subjected to the proposed tetrahedral cutting inserts and cutting inserts of the prototype. The test results are shown in the table.
По результатам испытаний режущих пластин видно, что предлагаемая пластина обеспечивает повышение износостойкости свыше 2-х раз по сравнению с прототипом.According to the test results of the cutting inserts it is seen that the proposed insert provides an increase in wear resistance over 2 times in comparison with the prototype.
Преимущество предлагаемой пластины обеспечивается тем, что уменьшается процесс трещинообразования наружного наноструктурного слоя покрытия и отрыв частиц покрытия от твердосплавной основы. Это способствует повышению износостойкости режущей пластины.The advantage of the proposed plate is provided by the fact that the cracking process of the outer nanostructured coating layer and the separation of coating particles from the carbide base are reduced. This helps to increase the wear resistance of the insert.
ТаблицаTable
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012117069/02U RU123356U1 (en) | 2012-04-26 | 2012-04-26 | CUTTING PLATE FOR TREATMENT OF TITANIUM ALLOYS |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012117069/02U RU123356U1 (en) | 2012-04-26 | 2012-04-26 | CUTTING PLATE FOR TREATMENT OF TITANIUM ALLOYS |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU123356U1 true RU123356U1 (en) | 2012-12-27 |
Family
ID=49257668
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012117069/02U RU123356U1 (en) | 2012-04-26 | 2012-04-26 | CUTTING PLATE FOR TREATMENT OF TITANIUM ALLOYS |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU123356U1 (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2553766C1 (en) * | 2013-12-03 | 2015-06-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Method for multi-layer coating obtaining for cutting tool |
RU2553777C1 (en) * | 2013-12-03 | 2015-06-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Method for multi-layer coating obtaining for cutting tool |
RU2554268C1 (en) * | 2013-12-03 | 2015-06-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Method for multi-layer coating obtaining for cutting tool |
RU2585565C1 (en) * | 2014-12-01 | 2016-05-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Method for production of multi-layer coating for cutting tool |
RU2585572C2 (en) * | 2014-10-28 | 2016-05-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Method for production of multi-layer coating for cutting tool |
RU176379U1 (en) * | 2016-11-29 | 2018-01-17 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | Cutting insert |
-
2012
- 2012-04-26 RU RU2012117069/02U patent/RU123356U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2553766C1 (en) * | 2013-12-03 | 2015-06-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Method for multi-layer coating obtaining for cutting tool |
RU2553777C1 (en) * | 2013-12-03 | 2015-06-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Method for multi-layer coating obtaining for cutting tool |
RU2554268C1 (en) * | 2013-12-03 | 2015-06-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Method for multi-layer coating obtaining for cutting tool |
RU2585572C2 (en) * | 2014-10-28 | 2016-05-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Method for production of multi-layer coating for cutting tool |
RU2585565C1 (en) * | 2014-12-01 | 2016-05-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Method for production of multi-layer coating for cutting tool |
RU176379U1 (en) * | 2016-11-29 | 2018-01-17 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | Cutting insert |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU123356U1 (en) | CUTTING PLATE FOR TREATMENT OF TITANIUM ALLOYS | |
US7989093B2 (en) | Method of making a coated cutting tool and the resulting tool | |
CN101463461B (en) | Method of making a coated cutting tool, and cutting tools thereof | |
US20030219633A1 (en) | PVD-coated cutting tool insert | |
JP6486885B2 (en) | Coated cutting tools | |
RU2478138C1 (en) | Method of vacuum-ion-plasma deposition of multilayer wear-proof coating for cutting tool | |
US10982313B2 (en) | Coated body and method for production of the body | |
RU2695686C2 (en) | Cutting tool with coating and method of making coated cutting tools | |
JP2007075989A (en) | Cutting tool coated by physical vapor deposition | |
CN102766846B (en) | AN/Cr1-xAlxN/Cr30(Al, Y)70N hard gradient coating and its prepn | |
CN102294854A (en) | Hard coating and preparation method thereof and covering element having hard coating | |
RU116081U1 (en) | CUTTING PLATE | |
JP2012166321A (en) | Surface coated cutting tool | |
RU2414533C1 (en) | Procedure for cutting tool multi-layer coating | |
RU2410466C1 (en) | Method of producing multi-layer coat for cutting tool | |
KR102353655B1 (en) | clad cutting tool | |
RU112657U1 (en) | CUTTING PLATE | |
CN114761606B (en) | Cutting tool with hard coating film formed thereon | |
RU107987U1 (en) | CUTTING PLATE | |
RU217099U1 (en) | Multi-coated cutting insert | |
RU2485208C2 (en) | Cutting plate manufacturing method | |
JP2012139795A (en) | Surface coated cutting tool with hard coating layer exhibiting superior resistance against peeling and chipping in high speed cutting of soft hard-to-cut material | |
JP5858363B2 (en) | Substrate for cutting tool and surface-coated cutting tool including the same | |
RU2502827C1 (en) | Method of producing inserts | |
RU2414544C1 (en) | Procedure for cutting tool multi-layer coating |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20160427 |