RU2028876C1

RU2028876C1 - Cutting plate with metal plating on bearing surface

Info

Publication number: RU2028876C1
Authority: RU
Inventors: Д.В. Пикунов
Original assignee: Малое предприятие "Пикон"
Priority date: 1992-07-28
Filing date: 1992-07-28
Publication date: 1995-02-20

Abstract

FIELD: machining of materials. SUBSTANCE: in compliance with invention copper, 5-50 μm thick is plated on bearing surface of plate. EFFECT: improved efficiency of hard-alloy plates.

Description

Изобретение относится к механической обработке материалов резанием, в частности к инструменту, оснащенному твердосплавными пластинами, механически закрепленными в нем или припаянными к корпусу инструмента. The invention relates to the machining of materials by cutting, in particular to a tool equipped with carbide inserts mechanically fixed in it or soldered to the tool body.

Известны твердосплавные сменные многогранные пластины (СМП) с износостойкими покрытиями, состоящими из различных тугоплавких соединений, в том числе из карбида и карбонитрида титана, выпускаемые по ГОСТ 19042-80 и ТУ 48-19-310-80 предприятиями объединения "Твердосплав". Carbide interchangeable polyhedral plates (NSR) are known with wear-resistant coatings consisting of various refractory compounds, including titanium carbide and titanium carbonitride, produced in accordance with GOST 19042-80 and TU 48-19-310-80 by the enterprises of the Tverdosplav association.

Известные СМП имеют на поверхности твердое износостойкое покрытие толщиной 3-15 мкм, целью которого является повышение эксплуатационной стойкости пластин. Known SMPs have a solid wear-resistant coating on the surface with a thickness of 3-15 microns, the purpose of which is to increase the operational stability of the plates.

Известны также напаиваемые пластины, поверхность которых окислена для улучшения напаиваемости (Клочко Н.А. Основы технологии пайки и термообработки твердосплавного инструмента, М.: Металлургия, 1981, с. 153). Brazed plates are also known, the surface of which is oxidized to improve solderability (Klochko N.A. Fundamentals of the technology of brazing and heat treatment of carbide tools, M .: Metallurgy, 1981, p. 153).

Аналогом изобретения могут являться СМП с покрытием из карбида титана, изготовляемые по лицензии шведской фирмы "Коромант" в соответствии с ТИ 48-4202-5-24-91 Московским комбинатом твердых сплавов. An analogue of the invention can be an SMP coated with titanium carbide, manufactured under license from the Swedish company Koromant in accordance with TI 48-4202-5-24-91 of the Moscow Combined Hard Alloy Plant.

Ближайшим аналогом могут являться пластины, выпускаемые по ГОСТ 25393-82, подготовленные к пайке путем создания оксидной пленки с последующим ее удалением. The closest analogue can be plates produced according to GOST 25393-82, prepared for soldering by creating an oxide film with its subsequent removal.

В СМП повышение эксплуатационных свойств достигается путем нанесения на режущие поверхности твердого износостойкого покрытия. Покрытие же, одновременно нанесенное на опорную поверхность, прямо не влияет на режущие свойства, а косвенно ухудшает их, уменьшая теплоотвод от пластины в корпус инструмента за счет низкой теплопроводности покрытия и неплотного прилегания пластины к опоре, что может вызывать вибрацию или поломку режущей кромки пластины в процессе резания. In the NSR, the improvement of operational properties is achieved by applying a hard wear-resistant coating to the cutting surfaces. The coating, simultaneously applied to the supporting surface, does not directly affect the cutting properties, but indirectly worsens them, reducing heat dissipation from the plate to the tool body due to the low thermal conductivity of the coating and loose adhesion of the plate to the support, which can cause vibration or breakage of the cutting edge of the plate in cutting process.

Для улучшения прилегания к опоре опорную поверхность пластин, как с износостойким покрытием, так и без него, изготавливают с высокой точностью (выпуклость не более 0,005 мм, вогнутость не более 0,015 мм), а в качестве подложки применяют подкладки из более пластичного твердого сплава, так же обработанные с высокой точностью. To improve the adherence to the support, the supporting surface of the plates, both with a wear-resistant coating and without it, is made with high accuracy (convexity of not more than 0.005 mm, concavity of not more than 0.015 mm), and as a substrate, linings of a more ductile hard alloy are used, so same processed with high precision.

Однако эти меры, обеспечивая контакт пластины с опорой по линии контура СМП, не дают контакта по всей опорной поверхности. However, these measures, providing contact between the plate and the support along the line of the NSR contour, do not give contact over the entire supporting surface.

Целью изобретения для СМП является повышение площади контактной поверхности между опорой пластины и поверхностью подложки, что должно привести к повышению эксплуатационных свойств и их стабильности. Целью изобретения для напаиваемых пластин является улучшение напаиваемости и упрощение процесса подготовки пластин к напайке. The aim of the invention for SMP is to increase the contact surface area between the support of the plate and the surface of the substrate, which should lead to an increase in operational properties and their stability. The aim of the invention for brazed plates is to improve solderability and simplify the process of preparing plates for brazing.

Это достигается путем нанесения слоя меди толщиной 5-50 мкм на поверхность пластин. Наличие такого слоя (тонкой пластичной пленки), находящегося в условиях всестороннего сжатия, обеспечивает плотное прилегание сменной пластины к опоре по всей поверхности контакта в результате действия сил резания, прижимающих пластину к опоре. Для напайных пластин такое медное покрытие обеспечивает улучшение напаиваемости и сокращение подготовительных операций. This is achieved by applying a layer of copper with a thickness of 5-50 microns on the surface of the plates. The presence of such a layer (a thin plastic film) under comprehensive compression provides a snug fit of the interchangeable plate to the support over the entire contact surface as a result of the action of cutting forces pressing the plate against the support. For brazed plates, such a copper coating provides improved solderability and reduced preparatory operations.

В отличие от аналога для СМП повышение площади контакта достигается не за счет ужесточения требований к геометрии изделия, а за счет введения промежуточного пластичного элемента. Улучшение эксплуатационных свойств достигается не за счет изменения свойств режущего материала, а за счет изменения условий его применения. In contrast to the analogue for SMP, an increase in the contact area is achieved not by tightening the requirements for the geometry of the product, but by introducing an intermediate plastic element. Improving operational properties is achieved not by changing the properties of the cutting material, but by changing the conditions of its application.

Основной эффект достигается за счет покрытия не на режущей, а на опорной поверхности. Повышение эксплуатационных свойств СМП с медным покрытием обусловлено следующими техническими результатами
снижаются локальные напряжения в пластине и удельное давление на опору за счет распределения сил на большую площадь;
снижается температура резания за счет улучшения теплоотвода из зоны резания через поверхностный теплопроводный слой меди в окружающую среду и через опорную поверхность в корпус инструмента;
снижается вибрация режущего лезвия за счет демпфирующего действия слоя меди;
повышается однородность режущих свойств СМП, так как разброс величины вогнутости или выпуклости опорной поверхности нивелируется пластической деформацией покрытия;
уменьшается вероятность образования случайных повреждений острой режущей кромки при транспортировке и снаряжении инструмента, благодаря пластичному покрытию на лезвии.The main effect is achieved by coating not on the cutting, but on the supporting surface. Improving the operational properties of the NSR with a copper coating is due to the following technical results
local stresses in the plate and specific pressure on the support are reduced due to the distribution of forces over a large area;
cutting temperature is reduced due to improved heat removal from the cutting zone through the surface heat-conducting copper layer to the environment and through the supporting surface to the tool body;
vibration of the cutting blade is reduced due to the damping effect of the copper layer;
the uniformity of the cutting properties of the NSR increases, since the scatter of the concavity or convexity of the supporting surface is leveled by the plastic deformation of the coating;
reduces the likelihood of accidental damage to the sharp cutting edge when transporting and equipping the tool, thanks to the plastic coating on the blade.

Кроме того, применение пластин с медным покрытием позволяет не обрабатывать опорную поверхность со столь высокой точностью, а в ряде случаев не обрабатывать ее совсем (для односторонних СМП нормальной степени точности, например) и не предусматривать твердосплавные подкладки под опору пластины. In addition, the use of copper-coated plates allows not to process the supporting surface with such high accuracy, and in some cases not to process it at all (for one-sided SMPs of a normal degree of accuracy, for example) and not to provide carbide linings for the plate support.

Наличие медной пленки на опоре открывает возможность применять сложные фасонные опорные поверхности, так как неизбежное несовпадение профиля контактирующих поверхностей компенсируется деформацией покрытия. The presence of a copper film on the support makes it possible to use complex shaped support surfaces, since the inevitable mismatch of the profile of the contacting surfaces is compensated by the deformation of the coating.

Для напаиваемых пластин нанесение медного покрытия толщиной 5-50 мкм позволяет применять известные способы омеднения и хорошо улучшает смачиваемость поверхности припоем, создает условия для равномерного его растекания, снижает вероятность образования трещин при пайке, а в целом улучшает качество паяного шва и снижает затраты на изготовление инструмента. For brazed plates, applying a copper coating with a thickness of 5-50 microns allows you to use known methods of copper plating and well improves the wettability of the surface with solder, creates conditions for its uniform spreading, reduces the likelihood of cracking during soldering, and generally improves the quality of the soldered seam and reduces the cost of manufacturing the tool .

На сменные пластины TNMM-220408 из сплава МС146 наносят медное покрытие толщиной 5, 20 и 50 мкм электролитическим способом. Перед нанесением покрытия опорная поверхность не обрабатывалась и имела выпуклость 15 мкм. После установки в инструмент и проведения обработки резанием выпуклость на пластинах со слоем 20 мкм уменьшилась до 3 мкм, а площадь контакта увеличилась в сотни раз (при контроле на плите), на пластинах со слоем 5 мкм площадь контакта была значительно меньше, а пластины с покрытием 50 мкм имели грубое неоднородное покрытие, которое увеличило шероховатость опорной поверхности. The replaceable plates of TNMM-220408 from MC146 alloy are coated with a copper coating 5, 20 and 50 microns thick by electrolytic method. Before coating, the supporting surface was not processed and had a bulge of 15 μm. After installation in the tool and cutting, the convexity on the plates with a layer of 20 μm decreased to 3 μm, and the contact area increased hundreds of times (when checking on a plate), on plates with a layer of 5 μm, the contact area was much smaller, and the coated plates 50 μm had a coarse inhomogeneous coating, which increased the roughness of the supporting surface.

Эффективность омеднения напайных пластин была проверена на пластинах размером 40 х 25 х 6 из сплава ВК6 со слоем 10 мкм при пайке ТВЧ латунным припоем. Предварительное окисление не производилось. Паяное соединение образовалось быстрее, чем на пластинах без покрытия. The efficiency of copper plating of brazed plates was tested on plates of size 40 x 25 x 6 made of VK6 alloy with a layer of 10 μm when brazing HDTV with brass solder. No preliminary oxidation was performed. The solder joint formed faster than on uncoated plates.

СМП с покрытием из меди рекомендуется применять для работы в тяжелых условиях резания или для обработки труднообрабатываемых материалов, где другие виды покрытий не эффективны. Copper-coated SMP is recommended for use in harsh cutting conditions or for processing difficult-to-process materials where other types of coatings are not effective.

Напайные пластины с медным покрытием рекомендуется применять, в основном, для изделий со сложными условиями пайки, например для тонких пластин, запаиваемых в паз. Copper-coated brazed plates are recommended to be used mainly for products with difficult soldering conditions, for example, for thin plates sealed in a groove.

Claims

CUTTING PLATE WITH METAL COATING ON THE SUPPORT SURFACE, consisting of a copper layer for mechanical fastening in the tool or soldering on it, characterized in that the thickness of the copper layer is selected in the range of 5 - 50 microns.