RU165156U1 - Режущий твердосплавный инструмент с многослойным износостойким покрытием для обработки легких сплавов - Google Patents

Режущий твердосплавный инструмент с многослойным износостойким покрытием для обработки легких сплавов Download PDF

Info

Publication number
RU165156U1
RU165156U1 RU2016125934/02U RU2016125934U RU165156U1 RU 165156 U1 RU165156 U1 RU 165156U1 RU 2016125934/02 U RU2016125934/02 U RU 2016125934/02U RU 2016125934 U RU2016125934 U RU 2016125934U RU 165156 U1 RU165156 U1 RU 165156U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wear
zirconium
layer
alloys
coating
Prior art date
Application number
RU2016125934/02U
Other languages
English (en)
Inventor
Николай Васильевич Коробейников
Константин Алексеевич Кошкин
Original Assignee
Российская Федерация в лице Министерства промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация в лице Министерства промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) filed Critical Российская Федерация в лице Министерства промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России)
Priority to RU2016125934/02U priority Critical patent/RU165156U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU165156U1 publication Critical patent/RU165156U1/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B27/00Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
    • B23B27/14Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)

Abstract

Режущий твердосплавный инструмент для обработки легких сплавов с многослойным покрытием на рабочей части, содержащий инструментальную основу из твердого сплава и нанесенное на нее четырехслойное покрытие, отличающийся тем, что четырехслойное покрытие содержит нижний адгезионный слой, состоящий из нитрида титана, переходный слой из нитридов титана и циркония, мас. %: 60 и 40, соответственно, износостойкий подслой из нитридов циркония и градиетный износостойкий слой из карбонитрида циркония с увеличением концентрации карбидов циркония от основы к поверхности до 20%.

Description

Полезная модель относится к нанесению износостойких покрытий на режущий инструмент, в частности к нанесению покрытий распылением и конденсацией в вакууме на твердосплавный режущий инструмент.
Полезная модель может быть использована во всех областях машиностроения, связанных с механической обработкой металлов, в том числе, легких сплавов, в частности, алюминиевых сплавов с высоким содержанием кремния (более 12%).
Широкое использование легких сплавов в современном машиностроении ставит новые задачи перед обрабатывающим инструментом. Среди ключевых факторов, связанных с выбором подходящего обрабатывающего оборудования, оснастки, СОЖ, режущего инструмента со специальной геометрией, режимов резания, решающим является также и выбор унифицированного износостойкого покрытия для данного инструмента. Новые виды покрытий позволяют достичь максимальной производственной эффективности, которая заключается как в повышении производительности, так и в высоком качество обработанной поверхности.
Как известно, преобладающим типом износа инструмента при обработке алюминиевых сплавов является адгезионный износ, когда непрерывно протекающие процессы схватывания, слипания материала инструмента с обрабатываемым материалом и последующим разрушением островков адгезии на контактной поверхности приводят к выкрашиванию материала износостойкого покрытия и его отслоения на контактных площадках, формированию заусенцев на режущей кромке. В случае обработки алюминиевых сплавов с высоким содержанием кремния вторым по значимости механизмом является абразивный износ, приводящий в выкрашиванию режущей кромки и снижению стойкости инструмента наряду с ухудшением качества обрабатываемой поверхности.
Основным путем повышения стойкости металлорежущего инструмента является нанесение многослойных композиционных покрытий со слоями различного функционального назначения. Покрытие должно обладать повышенной твердостью, при сохранении высокой адгезии к инструментальному материалу и минимальной физико-химической активностью по отношению к обрабатываемому материалу.
Наиболее близким по техническому решению и достигаемому результату, взятое за прототип, является композиционное покрытие AlTiCrN (Патент на полезную модель №148380, 17.02.2014). Однако, данное покрытие не позволяет достичь требуемого технического результата при обработке алюминиевых сплавов с высоким содержанием кремния из-за быстрого износа антиадгезионного верхнего слоя из нитрида хрома с твердостью около 2000 HV0,05, последующего ухудшения отвода стружки из зоны резания из-за высокого коэффициента трения износостойкого слоя на основе нитридов алюминия и титана.
Технический результат - повышение стойкости твердосплавного режущего инструмента при механической обработке легких сплавов, в частности, алюминиевых сплавов с высоким содержанием кремния.
Указанный технический результат достигается тем, что режущий инструмент с многослойным покрытием содержит инструментальную основу из твердого сплава и нанесенное на нее четырехслойное покрытие, состоящее из нижнего адгезионного слоя из нитрида титана, переходного слоя из нитридов титана и циркония, масс.%: 60 и 40, соответственно, износостойкого подслоя из нитридов циркония и градиетного износостойкого слоя из карбонитрида циркония с увеличением концентрации карбидов циркония от основы к поверхности с 0 до 20%.
Толщина адгезионного слоя находится в пределах 0,15-0,2 мкм, переходного слоя 0,15-0,2 мкм, износостойкого подслоя 0,35-0,4 мкм, изностойкого слоя 0,55-0,6 мкм. Общая толщина покрытия составляет 1,2-1,4 мкм. Твердость покрытия на поверхности составляет 3100 HV0,05.
Такая структура покрытия позволяет получить высокую прочность сцепления с основой из-за наличия в покрытии нижнего слоя, обладающего высокой адгезией с инструментальной основой и чередования слоев, в которых имеется хотя бы один элемент из состава граничащих слоев, что увеличивает прочность их связи между собой. Постепенное увеличение твердости слоев от основы к поверхности с 2100 HV0,05 до 3100 HV0,05 придает дополнительную прочность покрытию и стойкость к ударным нагрузкам, а так же стойкость к абразивному истиранию. Верхний износостойкий слой из ZrCN за счет низкой химической активности и низкого коэффициента трения так же препятствует налипанию обрабатываемого материала на инструмент, снижает трение инструмента по обрабатываемой поверхности и улучшает отвод стружки даже в условиях сухого резания.
Для выявления преимущества предлагаемой модели покрытия было нанесено покрытие - прототип, согласно известному способу, а также покрытие по предлагаемой модели. Покрытия наносили на установке вакуумно-дугового осаждения покрытий на цельнотвердосплавные фрезы, предназначенные для обработки легких сплавов, в том числе алюминиевых.
Результатом применения полезной модели при обработке сплавов АМГ6 и АЛ26 стало увеличение средних периодов стойкости фрез диаметром 8 мм с предлагаемой моделью покрытия на 12% и 29%, соответственно, по сравнению со средним периодом стойкости аналогичных фрез с покрытием - прототипом в условиях сухого резания.

Claims (1)

  1. Режущий твердосплавный инструмент для обработки легких сплавов с многослойным покрытием на рабочей части, содержащий инструментальную основу из твердого сплава и нанесенное на нее четырехслойное покрытие, отличающийся тем, что четырехслойное покрытие содержит нижний адгезионный слой, состоящий из нитрида титана, переходный слой из нитридов титана и циркония, мас. %: 60 и 40, соответственно, износостойкий подслой из нитридов циркония и градиетный износостойкий слой из карбонитрида циркония с увеличением концентрации карбидов циркония от основы к поверхности до 20%.
RU2016125934/02U 2016-06-28 2016-06-28 Режущий твердосплавный инструмент с многослойным износостойким покрытием для обработки легких сплавов RU165156U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016125934/02U RU165156U1 (ru) 2016-06-28 2016-06-28 Режущий твердосплавный инструмент с многослойным износостойким покрытием для обработки легких сплавов

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016125934/02U RU165156U1 (ru) 2016-06-28 2016-06-28 Режущий твердосплавный инструмент с многослойным износостойким покрытием для обработки легких сплавов

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU165156U1 true RU165156U1 (ru) 2016-10-10

Family

ID=57122506

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016125934/02U RU165156U1 (ru) 2016-06-28 2016-06-28 Режущий твердосплавный инструмент с многослойным износостойким покрытием для обработки легких сплавов

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU165156U1 (ru)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN202037930U (zh) 一种具有纳米多层超硬复合涂层的刀具
CN105142831A (zh) 表面被覆切削工具及其制造方法
JP5160231B2 (ja) 機械加工用工具
RU2527829C1 (ru) Двухслойное износостойкое покрытие режущего инструмента
RU165156U1 (ru) Режущий твердосплавный инструмент с многослойным износостойким покрытием для обработки легких сплавов
RU59571U1 (ru) Режущий инструмент с многослойным покрытием
RU2359067C1 (ru) Способ получения многослойного покрытия для режущего инструмента
RU2599313C2 (ru) Режущий инструмент с многослойным износостойким покрытием
Kumar et al. Comparative evaluation on the performance of nanostructured TiAlN, AlCrN, TiAlN/AlCrN coated and uncoated carbide cutting tool on turning En24 alloy steel
RU148380U1 (ru) Режущий инструмент с многослойным износостойким покрытием
RU2366753C1 (ru) Способ получения многослойного покрытия для режущего инструмента
RU2367721C1 (ru) Способ получения многослойного покрытия для режущего инструмента
CN213135199U (zh) 一种加工高硬模具钢铣刀的涂层
RU37721U1 (ru) Режущий инструмент с многослойным покрытием
RU227727U1 (ru) Метчик с многослойным износостойким покрытием, содержащим слои аморфного алмазоподобного углерода
RU67998U1 (ru) Режущий инструмент с многослойным покрытием
RU54039U1 (ru) Режущий инструмент с многослойным покрытием
RU59626U1 (ru) Режущий инструмент с многослойным покрытием
RU2461648C1 (ru) Способ получения многослойного покрытия для режущего инструмента
RU59066U1 (ru) Режущий инструмент с многослойным покрытием
RU27102U1 (ru) Режущий инструмент с многослойным покрытием
RU59064U1 (ru) Режущий инструмент с многослойным покрытием
Ibrahim et al. Tool Wear Performance of CVD-Insert during Machining of Ti-6% Al-4% V ELI at High Cutting Speed
RU27101U1 (ru) Режущий инструмент с многослойным покрытием
RU27097U1 (ru) Режущий инструмент с многослойным покрытием

Legal Events

Date Code Title Description
PC91 Official registration of the transfer of exclusive right (utility model)

Effective date: 20190320

PC91 Official registration of the transfer of exclusive right (utility model)

Effective date: 20200611