RU2019575C1 - Способ упрочнения инструмента и деталей - Google Patents
Способ упрочнения инструмента и деталей Download PDFInfo
- Publication number
- RU2019575C1 RU2019575C1 SU4946247A RU2019575C1 RU 2019575 C1 RU2019575 C1 RU 2019575C1 SU 4946247 A SU4946247 A SU 4946247A RU 2019575 C1 RU2019575 C1 RU 2019575C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wear
- hardening
- tool
- quenching
- tools
- Prior art date
Links
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
Использование: изобретение относится к технологии нанесения износостойких покрытий и может быть использовано при изготовлении инструмента и изделий из конструкционных, быстрорежущих и легированных инструментальных сталей, для упрочнения деталей топливной аппаратуры, штамповой оснастки, медицинского инструментария и т.п. Сущность изобретения: повышение износостойкости обрабатываемого инструмента и деталей с температурой отпуска ниже 300°С достигается за счет того, что нанесение износостойких покрытий из нитридов тугоплавких материалов IV - VI групп Периодической системы элементов и термообработку, а износостойкие пленки наносятся известным методом на изделия при температуре основы 400 - 800°С до проведения закалки, а последующая закалка (охлаждение) ведется в инертной газовой среде. 1 з.п. ф-лы.
Description
Изобретение относится к технологии нанесения износостойких покрытий и может быть использовано при изготовлении инструмента и изделий из конструкционных, быстрорежущих и легированных инструментальных сталей, для упрочнения деталей топливной аппаратуры, штамповой оснастки, медицинского инструментария и т.п.
Известен способ газовой закалки инструмента и деталей в вакуумных печах, при котором осуществляется предварительная очистка поверхности изделия от загрязнений, нагрев его в вакууме до температуры выше точки Ас3 на 30о, выдержка при этой температуре и охлаждение в потоке инертного газа. Преимущество закалки в вакуумных печах перед закалкой в масле заключается в получении чистых светлых поверхностей без окислов и обезуглероживания, упразднении в большинстве случаев операций правки и доводки после термообработки, исключение вредных экологических воздействий на окружающую среду [1].
Недостатком известного способа является то, что он не повышает износостойкости обрабатываемого инструмента и деталей.
Известен способ упрочнения термически обработанных изделий с предварительно обработанными в размер поверхностями, при котором применяются вакуумные плазменные покрытия, получаемые методом КИБ на установках "Булат". Износостойкие покрытия формируются из монослойных или многослойных пленок нитридов титана, молибдена, хрома и др. тугоплавких металлов IV-VI группы Периодической системы элементов. Наиболее распространенным материалом при упрочнении методом КИБ является нитрид титана. Высокая микротвердость и антифрикционные свойства TiN обеспечивают упрочненному изделию повышенные эксплуатационные свойства, например стойкость инструмента для обработки металлов возрастает в 1,5-5 раз в зависимости от режимов обработки и материала обрабатываемой детали. Этот способ широко применяется для упрочнения инструмента из быстрорежущих сталей, прошедших термическую обработку закалкой и твердых сплавов [2].
Недостатком известного способа является невозможность его использования для упрочнения инструмента, материал которого имеет температуру отпуска ниже 300оС.
Указанная цель достигается тем, что способ упрочнения инструмента и деталей из инструментальной, низколегированной конструкционной и быстрорежущей сталей, включающий нанесение износостойких покрытий из нитридов тугоплавких материалов IУ-УI групп Периодической системы элементов и термообработку, при этом износостойкие пленки наносятся методом КИБ на изделия при температуре основы 400-800оС для проведения закалки, а последующая закалка (охлаждение) ведется в инертной газовой среде. Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый способ отличается тем, что износостойкие пленки наносятся методом КИБ на изделия при температуре основы 400-800оС до проведения закалки, а последующая закалка (охлаждение) ведется в инертной газовой среде.
Предлагаемый способ реализуется следующим образом.
На инструмент или деталь методом КИБ наносится пленка нитрида тугоплавкого металла до проведения операции закалки и отпуска. После нанесения пленок закалка изделий производится в печах с вакуумным нагревом и последующим охлаждением в потоке азота или другого инертного газа. Температура нагрева инструмента или деталей при нанесении износостойких покрытий не влияет на его окончательные прочностные свойства и может быть выбрана оптимальной для обеспечения прохождения плазмохимической реакции при осаждении пленок нитридов. Эта температура при нанесении пленок TiN и др. нитридов для обеспечения достаточных адгезионных связей пленки и основы превышает 400оС. Конечное значение прочностных свойств изделия с предварительно нанесенной пленкой нитридов приобретают после операции закалки.
Предложенный способ реализовали на ручных ножовочных полотнах по металлу. Материал полотен - сталь Х6ВФ. Температура отпуска 180оС. Ножовочные полотна после штамповки и формирования режущих элементов подвергаются нанесению пленки нитрида титана на установке ННВ-6,6-И1 в вертикальном свободном положении. Напылению предшествовала очистка полотен от загрязнений в растворе моющего средства КМ-1. Ионная очистка и нагрев проводились титановыми катодами при токе катодов 80 А. Ток фокусирующих катушек 0,2 А, стабилизирующих катушек 0,6 А, напряжение на инструменте 1000 В. Вакуум в камере напыления 5˙ 10-5 мм рт.ст. Время нагрева до 650оС 10 мин. Напыление нитрида титана производится при опорном напряжении 250 В, токе катодов 80 А и давлении азота 8˙ 10-4 мм рт.ст. Напыленные полотна охлаждаются в вакууме до 200оС. Время напыления 25 мин. Толщина покрытия составляет 3,5-4 мкм. После напыления полотна изымаются из камеры установки ННВ-6,6-И1 и без дополнительной очистки помещаются в нагревательную камеру установки СЭВ 5,5/11,5-И2. Давление в камере доводится до 1˙ 10-1 мм рт.ст., после чего включается нагрев. Время нагрева полотен до 980-1000оС составляет 1,5 ч. Время выдержки при температуре закалки составляет 10 мин. По окончании выдержки нагрев печи отключается и полотна перемещаются в камеру охлаждения, в которую подается газообразный азот высокой степени очистки 0,9999%. Циркуляция азота осуществляется с помощью вентилятора. Давление азота в камере ≅ 0,5 кгс/см2. Полотна охлаждаются до 80-100оС, после чего изымаются из установки. После закалки полотна подвергаются отпуску в электропечи при 160-180оС в течение 2 ч в атмосфере воздуха.
Упрочненные нитридом титана и закаленные в среде азота полотна подвергались стойкостным испытаниям. Увеличение стойкости составило в среднем 1,7-1,8 раза по сравнению с полотнами, подвергшимися закалке в среде азота, но без предварительно нанесенного слоя TiN. Аналогичным способом упрочнялись полотна с помощью CrN, MoN. Увеличение стойкости по сравнению с неупрочненными полотнами составляло 1,3-1,4 раза.
Использование предложенного способа для упрочнения инструмента или деталей повышает стойкость и износоустойчивость в 1,8-2,2 раза по сравнению с неупрочненными, позволяет снизить требования к степени очистки закалочного газа, так как слой нитридов защищает закаливаемую поверхность от окисления, дает возможность отказаться при отпуске от печей с защитной атмосферой.
Claims (2)
1. СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ ИНСТРУМЕНТА И ДЕТАЛЕЙ в вакууме, включающий закалку и нанесение износостойких покрытий из нитридов тугоплавких металлов IV - VI групп конденсацией с ионной бомбардировкой и последующую термообработку, отличающийся тем, что, с целью повышения износостойкости обрабатываемого инструмента и деталей с температурой отпуска ниже 300oС, закалку проводят после нанесения износостойких покрытий, причем нанесение износостойких покрытий осуществляют при температуре основы 400 - 800oС, а охлаждение в процессе закалки проводят в среде азота или инертного газа.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после закалки проводят отпуск при 160 - 180oС в атмосфере воздуха.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4946247 RU2019575C1 (ru) | 1991-06-17 | 1991-06-17 | Способ упрочнения инструмента и деталей |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4946247 RU2019575C1 (ru) | 1991-06-17 | 1991-06-17 | Способ упрочнения инструмента и деталей |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2019575C1 true RU2019575C1 (ru) | 1994-09-15 |
Family
ID=21579688
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4946247 RU2019575C1 (ru) | 1991-06-17 | 1991-06-17 | Способ упрочнения инструмента и деталей |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2019575C1 (ru) |
-
1991
- 1991-06-17 RU SU4946247 patent/RU2019575C1/ru active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Люточ В. Закалочные среды. Справочник. Челябинск: Металлургия, 1990, с.149. * |
2. Верещака А.С. и Третьяков И.П. Режущие инструменты с изностойкими покрытиями. М.: Машиностроение, 1986, с.19. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4434189A (en) | Method and apparatus for coating substrates using a laser | |
RU2241548C2 (ru) | Способ нанесения покрытий на поверхности металлических подложек | |
US5230755A (en) | Protective layer for a metal substrate and a method of producing same | |
Lackner | Industrially-scaled large-area and high-rate tribological coating by pulsed laser deposition | |
RU2019575C1 (ru) | Способ упрочнения инструмента и деталей | |
SE456015B (sv) | Skyddande ytbeleggning mot avkolning pa ett arbetsstycke av stal | |
CA2000320A1 (en) | Surface treatment of metals and alloys | |
Takeda et al. | Surface modification by cathode spots of a vacuum arc | |
Kawata | Development of mass-production-type plasma chemical vapour deposition equipment and its application to various dies | |
US3202530A (en) | Method of forming a composite metal article | |
JP3486506B2 (ja) | ガス浸炭方法 | |
KR100273896B1 (ko) | 연속용융알루미늄 도금강판 제조용 설비중 욕조(pot)내 설치된 침지롤(sinkroll)및 지지롤(stabilizingroll)의 세라믹 플라즈마 용사 제조방법 | |
JP5520536B2 (ja) | 窒素化合物層を有する鉄鋼部材の保護膜形成処理液、および化合物層保護膜 | |
KR100439411B1 (ko) | 허스롤의 용사코팅방법 | |
SU1675355A1 (ru) | Способ обработки деталей | |
RU2792168C1 (ru) | Способ изготовления детали из листовой стали, закаленной под прессом, с покрытием на основе алюминия, исходной листовой заготовки и изготовленной из него детали из листовой стали, закаленной под прессом | |
Moldahmetova et al. | Vacuum-arc technology and equipment for cleaning and surface treatment of metal products operating under load | |
SU1680798A1 (ru) | Способ нитроцементации стальных изделий | |
KR970005418B1 (ko) | 절삭 공구류의 내마모성, 절삭성을 향상시키기 위한 플라즈마 이온 질화 처리 방법 | |
RU1786185C (ru) | Способ защиты стальных изделий от коррозии | |
US20230332658A1 (en) | System and method of making an enhanced brake rotor with improved wear resistance | |
JPH0230717A (ja) | 冷間圧延用ロールの粗面化表面処理方法 | |
RU2029796C1 (ru) | Способ комбинированной ионно-плазменной обработки изделий | |
JPH08964B2 (ja) | 熱処理炉用ロ−ル | |
CA2027703A1 (en) | Process for the surface treatment of steel products by the action of a plasma |