RU1825820C

RU1825820C - Method of working of cutting tool surface

Info

Publication number: RU1825820C
Application number: SU914903690A
Authority: RU
Inventors: Михаил Юрьевич Куликов; Маргарита Сергеевна Беккер; Александр Сергеевич Минеев; Валентин Васильевич Волков; Елена Валерьевна Егорычева
Original assignee: Ивановский энергетический институт им.В.И.Ленина
Priority date: 1991-01-18
Filing date: 1991-01-18
Publication date: 1993-07-07

Abstract

Изобретение относитс к области машиностроени , в частности к способам обработки поверхности режущего инструмента. Цель изобретени - увеличение стойкости режущего инструмента и стабилизаци механических свойств упрочненной поверхности . Сущность изобретени : упрочн емую поверхность предварительно обрабатывают положительным коронным разр дом на воздухе в течение 2-3 ч при токе разр да 160-240 мкА, а затем осуществл ют имплантацию ионов титана и нанос т покрытие из нитрида титана.The invention relates to the field of mechanical engineering, in particular to methods for surface treatment of a cutting tool. The purpose of the invention is to increase the resistance of the cutting tool and to stabilize the mechanical properties of the hardened surface. SUMMARY OF THE INVENTION: A hardenable surface is pretreated with a positive corona discharge in air for 2-3 hours at a discharge current of 160-240 μA, and then titanium ions are implanted and a titanium nitride coating is applied.

Description

Изобретение относитс к способам получени износостойких покрытий и может быть использовано в машиностроении при изготовлении металлообрабатывающего инструмента и быстроизнашивающихс деталей машин.The invention relates to methods for producing wear-resistant coatings and can be used in mechanical engineering in the manufacture of metal-working tools and wear parts of machines.

Цель изобретени - повышение износостойкости инструмента, увеличение адгезии покрыти с основой.The purpose of the invention is to increase the wear resistance of the tool, increase the adhesion of the coating to the substrate.

Указанна цель достигаетс тем, что со гласно способу сначала обрабатывают упрочн емую поверхность в положительном коронном разр де, затем пррвод т импп н- тацию ионов титана на глубину 3-6 мкм, после чего нанос т покрытие TiN.This goal is achieved by the fact that, according to the method, the hardened surface is first treated in a positive corona discharge, then the implantation of titanium ions is carried out to a depth of 3-6 μm, after which a TiN coating is applied.

В результате такого способа упрочнени в поверхностных сло х под покрытием образуетс слой, обогащенный азотом и ти таном,As a result of this method of hardening, a layer enriched in nitrogen and titanium is formed in the surface layers under the coating,

Сопоставительный анализ за вл емого решени с прототипом показывает, что предлагаемый способ отличаетс от известного тем, что пред ионной имплантацией вместо цианировани перевод т обработку в положительном коронном разр де.A comparative analysis of the claimed solution with the prototype shows that the proposed method differs from the known one in that prior to ion implantation, instead of cyanidation, the treatment is transferred in the positive corona discharge.

Известны технические решени , в которых упрочн ющее покрытие состоит из нитридов тугоплавких металлов и его нанос т катодно-ионной бомбардировкой в вакууме. Однако при указанном способе наблюдаютс высокие напр жени на поверхности, недостаточна износостойкость и недостаточна адгези основы и покрыти . Предлагаемый способ получени износостойких покрытий реализуетс следующим образом.Technical solutions are known in which the hardening coating consists of refractory metal nitrides and is applied by cathodic-ion bombardment in vacuum. However, with this method, high surface stresses, insufficient wear resistance and insufficient adhesion of the substrate and coating are observed. The proposed method for producing wear-resistant coatings is implemented as follows.

Сначала упрочн ема поверхность обрабатываетс в положительном коронном разр де в течение 3 ч при комнатной темпе00First, the hardened surface is treated in a positive corona discharge for 3 hours at room temperature.

ю елy eat

00 ГО О00 GO O

«-а"-and

ратуре в воздушной атмосфере и силе тока в разр дном промежутке 160-240 мкА, В результате обработки в положительном поле коронного разр да поверхность активизируетс за счет внедрени катионов азота, аследствие чего увеличиваетс адгези имплантирующего сло и покрыти , возрастает качество покрыти . Затем сразу же .провод т имплантирование ионов титана при напр жении 10 кВ в течение 40 с. затем снижают напр жение до 100 В на 60 с. Провод т несколько циклов, общее врем обработки 25-30 мин. По окончании формировани диффузионного подсло производитс покрытие нитридом титана.In the air atmosphere and the current strength in the discharge gap is 160-240 μA. As a result of processing in the positive field of the corona discharge, the surface is activated by introducing nitrogen cations, as a result of which the adhesion of the implantation layer and coating increases, and the quality of the coating increases. Immediately then, titanium ions are implanted at a voltage of 10 kV for 40 s. then reduce the voltage to 100 V for 60 s. Several cycles are carried out, the total processing time is 25-30 minutes. At the end of the formation of the diffusion sublayer, titanium nitride is coated.

П р и м е р 1. Испытани на износостойкость проводилось в производственных услови х на операции точени заготовок из стали 20Х резцами из быстрорежущей стали Р6М5 с режимами V 60 м/мии; S 0,15 мм/об; t 1 мм. Измерение напр жений проводилось на установке Дрон. Адгези покрыти с основой изучалась по наличию следа от царапани алмазной пирамидой на ПМТ-3 при нагрузке 200 г.EXAMPLE 1. The wear test was carried out under production conditions during the operation of turning workpieces from 20X steel with cutters from high-speed steel P6M5 with V 60 m / m; S 0.15 mm / rev; t 1 mm. The voltage was measured at the Drone installation. The adhesion of the coating with the base was studied by the presence of a scratch mark on the PMT-3 diamond pyramid at a load of 200 g.

Результаты исследований показаны в табл.1.The research results are shown in table 1.

Анализ результатов испытаний, показанных в табл. свидетельствует о предпочтительном вли нии предварительной обработки в положительном коронном разр де с последующей имплантацией ионов и нанесением нитридотитанового покрыти на износостойкость металлообрабатывающего инструмента, адгезию покрыти и основы .Analysis of the test results shown in the table. indicates the preferred effect of pretreatment in a positive corona discharge followed by implantation of ions and the deposition of a nitride-titanium coating on the wear resistance of the metalworking tool, adhesion of the coating and the substrate.

00

Изучалось вли ние режимов предварительной обработки в положительном коронном разр де с имплантацией и нанесение нитридотитанового покрыти на износостойкость металлообрабатывающего инструмента .The effect of pretreatment modes in a positive corona discharge with implantation and the deposition of a nitride-titanium coating on the wear resistance of a metalworking tool were studied.

Результаты исследований показаны в табл.2.The research results are shown in table.2.

При силе тока в разр дном промежутке, превышающей 240 А, наблюдаетс пробой разр дного промежутка.When the current in the discharge gap exceeds 240 A, a breakdown of the discharge gap is observed.

Врем экспозиции поверхности пластин меньше чем 2 ч не приводит к увеличению коэффициента износостойкости, т.к. 5 полностью не успевают пройти диффузионные процессы в поверхностном слое инструмента . При времени больше 3-х ч обработка в среде короны нецелесообразна, т.к. не приводит к дальнейшему увеличению коэффициента износостойкости.The exposure time of the surface of the plates less than 2 hours does not increase the coefficient of wear resistance, because 5 completely do not have time to go through diffusion processes in the surface layer of the tool. At a time of more than 3 hours, processing in the corona medium is impractical, because does not lead to a further increase in the coefficient of wear resistance.

Анализ результатов, представленных в табл.2, свидетельствует о том, что при упрочнении согласно изобретению наиболее оптимальным при обработке в положительном коронном разр де вл етс величина силы тока в пределах 160-240 мА.An analysis of the results presented in Table 2 indicates that when hardening according to the invention, the current value in the range of 160-240 mA is most optimal when processing in a positive corona discharge.

Claims

The claims

A method of treating the surface of a cutting tool, including implantation of titanium ions and coating of titanium nitride, characterized in that, in order to increase the wear resistance of the tool, the surface of the tool is pretreated in a positive corona discharge in air for 2.5-3 before implantation h at a discharge current of 160-240 μA.

0

5

0

5

Table 1

table 2