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 PDFInfo
- 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
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING 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
- C23C—COATING 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
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B27/00—Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
- B23B27/14—Cutting 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)
- 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%.
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) |
-
2016
- 2016-06-28 RU RU2016125934/02U patent/RU165156U1/ru active
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 |