RU2494173C1 - Способ вакуумно-плазменного осаждения покрытия на режущую пластину из твердосплавного материала - Google Patents
Способ вакуумно-плазменного осаждения покрытия на режущую пластину из твердосплавного материала Download PDFInfo
- Publication number
- RU2494173C1 RU2494173C1 RU2012102217/02A RU2012102217A RU2494173C1 RU 2494173 C1 RU2494173 C1 RU 2494173C1 RU 2012102217/02 A RU2012102217/02 A RU 2012102217/02A RU 2012102217 A RU2012102217 A RU 2012102217A RU 2494173 C1 RU2494173 C1 RU 2494173C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coating
- layer
- cutting
- magnetic pulse
- deposition
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к обработке резанием в машиностроении, в частности к металлорежущему инструменту. Осуществляют осаждение первого слоя покрытия из тугоплавкого соединения, затем второго слоя покрытия из тугоплавкого соединения с размером зерен 40-60 нм, после чего проводят магнитно-импульсную обработку в течение 15-20 минут. Обеспечивается повышение степени сцепления покрытия с основой и трещиностойкости пластин. 1 табл.
Description
Изобретение относится к обработке резанием в машиностроении, в частности к металлорежущему инструменту, который содержит режущую пластину.
Известны различные марки твердых сплавов для изготовления режущих пластин (Третьяков В.И. Основы металловедения и технологии производства спеченных твердых сплавов. - М: Металлургия, 1976, 528 с).
Технология изготовления твердосплавной режущей пластины состоит в следующем. Смесь порошков их карбидов вольфрама 96-85% по массе размером 0,5-3 мкм с кобальтом 6-15% по массе подвергают прессованию в виде режущих пластин различной формы (треугольной, пятигранной, шестигранной, ромбической), а затем спекают в печи в среде водорода или в вакуумной печи при температуре 1350-1480 C. После спекания пластины подвергают алмазной обработке.
Недостатком таких режущих пластин является их низкая износостойкость при высоких скоростях резания. В процессе резания кобальт быстро изнашивается, зерна карбидов обнажаются и вырываются силами трения с обрабатываемым материалом, что приводит к быстрому износу режущих кромок.
Известен способ изготовления режущей пластины путем осаждения покрытия нитридов титана (Верещака А.С., Работоспособность инструмента с износостойким покрытием. М: Машиностроение, 1993. - 336 с.). Такой способ изготовления режущей пластины позволяет повысить ее износостойкость до 2 раз при обработке конструкционных сталей. Известен способ изготовления режущих пластин с износостойким покрытием из нитрида титана методом магнитно-импульсной обработки (Булатов В.П., Козырев Ю.П., Кузнецов В.Г. и др. Влияние магнитно-импульсной обработки на триботехнические свойства плазменного покрытия из нитрида титана // Трение и износ, т.21, №6, 2000, с. Способ реализуется при изготовлении режущих пластин с покрытием из нитрида титана (TiN) с магнитно-импульсной обработкой с напряженностью магнитного поля H=10 А/м в одностороннем индукторе в течение 5-10 мин. Достигается повышение износостойкости в 1.5-2 раза при обработке конструкционных сталей по сравнению с режущей пластиной без магнитно-импульсной обработки.
Однако при резании заготовок из закаленных сталей и чугунов эффект оказался незначительным. Это связано с тем, что однослойное покрытие имеет высокие внутренние напряжения и большое количество капельной фазы, поэтому эффект от магнитно-импульсной обработки менее значителен.
В качестве прототипа принят способ вакуумно-плазменного осаждения покрытия на режущую пластину из твердосплавного материала, включающий осаждение первого слоя покрытия из тугоплавкого соединения и магнитно-импульсную обработку (патент РФ №2101382, C23C 8/36, опубл. 10.01.1988).
Однако известный способ не обеспечивает достаточного сцепления покрытия с режущей пластиной и трещиностойкости покрытия, особенно при резании заготовок из закаленных сталей и чугуна, т.к. имеется только один слой покрытия, не наноструктурный.
Этот недостаток устраняется предлагаемым решением.
Ставится задача повышения износостойкости режущих пластин при резании заготовок из закаленных сталей и чугуна.
Технический результат - повышение степени сцепления покрытия с режущей пластиной и трещиностойкости.
Этот технический результат достигается тем, что в способе вакуумно-плазменного осаждения покрытия на режущую пластину из твердосплавного материала, включающем осаждение первого слоя покрытия из тугоплавкого соединения и магнитно-импульсную обработку, после осаждения первого слоя покрытия наносят второй слой покрытия из тугоплавкого соединения с размером зерен 40-60 нм, а упомянутую магнитно-импульсную обработку осуществляют в течение 15-20 минут после нанесения второго слоя покрытия.
Повышение работоспособности режущих пластин связано со снятием внутренних напряжений на межзеренных границах, что повышает сцепление покрытия с режущей пластиной, уменьшается вероятность отрыва частиц покрытия. Двухслойное покрытие содержит в верхнем слое наноразмерные частицы, а капельная фаза отсутствует.
Способ осуществляют следующим путем.
На твердосплавную режущую пластину осаждают вакуумно-плазменным методом (конденсация с ионной бомбардировкой - КИБ) двухслойное покрытие из тугоплавкого соединения толщиной 3 мкм с размером зерен 0,3-0,8 мкм и второй слой из тугоплавкого соединения толщиной 2 мкм и размером зерен 40-60 нм. Затем пластины устанавливают в державку, помещают в односторонний индуктор и подвергают магнитно-импульсной обработке с напряженностью магнитного поля H=10 А/м в течение 15-20 минут. Затем осуществляют процесс резания.
Пример осуществления способа.
На твердосплавную режущую пластину из сплава ВК8 осаждали вакуумно-плазменным методом (конденсация с ионной бомбардировкой - КИБ) двухслойное покрытие TiN - первый (нижний) слой толщиной 3 мкм с размером зерен 0,3-0,8 мкм и (MO, Nb) N - второй (верхний) слой толщиной 2 мкм с размером зерен 40-60 нм. Затем пластины устанавливали в державку и помещали в односторонний индуктор, где подвергали магнитно-импульсной обработке с напряженностью магнитного поля H порядка 10 А/м в течение 15-20 минут. Затем осуществляли процесс резания.
В других примерах наносили первый (нижний) слой покрытия из соединения (Ti Al)N, а второй (верхний) из соединения (Mo, Cr, Nb)N. Все действия осуществляли, как в вышеприведенном примере.
Испытывали также пластины с однослойным покрытием из TiN.
Изготовленные пластины испытывали при резании заготовок из закаленной стали 45 HRC 35-45 при скоростях резания V=80-120 м/мин, глубине резания t=2 мм и подаче S=0,2 мм/об. и чугуна СЧ18-36.
По результатам испытаний было установлено, что оптимальным является размер зерен во втором (верхнем) слое 40-60 нм. Более мелкие и более крупные зерна вызывали снижение стойкости инструмента.
Уменьшение времени магнитно-импульсной обработки до 10 минут снижало режущие свойства пластины. Увеличение времени магнитно-импульсной обработки до 25 минут так же снижало режущие свойства пластин.
Результаты испытаний полученных предлагаемым способом пластин при резании заготовок приведены в таблице.
Аналогичные данные получены и при резании других материалов.
Вид режущей пластины | Время обработки резанием мин. | ||||||
- Основа ВК8 | |||||||
Слой TiN (5 мкм) | 8 | 10 | 14 | 10 | 8 | 8 | 8 |
- Основа ВК8 | |||||||
первый слой TiN | |||||||
второй слой (Mo,Nb)N | 23 | 23 | 23 | 27 | 32 | 20 | 20 |
Основа ВК8 | |||||||
первый слой (Ti, AL)N | |||||||
второй слой (Mo, Cr, Nb)N | 27 | 27 | 28 | 32 | 38 | 25 | 25 |
Время магнитно-Импульсной обработки, Мин. | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
Claims (1)
- Способ вакуумно-плазменного осаждения покрытия на режущую пластину из твердосплавного материала, включающий осаждение первого слоя покрытия из тугоплавкого соединения и магнитно-импульсную обработку, отличающийся тем, что после осаждения первого слоя покрытия наносят второй слой покрытия из тугоплавкого соединения с размером зерен 40-60 нм, а упомянутую магнитно-импульсную обработку осуществляют в течение 15-20 мин после нанесения второго слоя.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012102217/02A RU2494173C1 (ru) | 2012-01-23 | 2012-01-23 | Способ вакуумно-плазменного осаждения покрытия на режущую пластину из твердосплавного материала |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012102217/02A RU2494173C1 (ru) | 2012-01-23 | 2012-01-23 | Способ вакуумно-плазменного осаждения покрытия на режущую пластину из твердосплавного материала |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012102217A RU2012102217A (ru) | 2013-07-27 |
RU2494173C1 true RU2494173C1 (ru) | 2013-09-27 |
Family
ID=49155407
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012102217/02A RU2494173C1 (ru) | 2012-01-23 | 2012-01-23 | Способ вакуумно-плазменного осаждения покрытия на режущую пластину из твердосплавного материала |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2494173C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2694857C1 (ru) * | 2018-08-06 | 2019-07-18 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Способ нанесения износостойкого покрытия ионно-плазменным методом |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1995031584A1 (en) * | 1994-05-12 | 1995-11-23 | Qqc, Inc. | Surface treatment techniques |
RU2101382C1 (ru) * | 1993-04-15 | 1998-01-10 | Маргарита Сергеевна Беккер | Способ упрочнения металлорежущего инструмента |
UA13547U (en) * | 2005-07-25 | 2006-04-17 | Donbas State Machine Building | Method of combined strengthening of cutting tool and machine parts |
RU2308538C1 (ru) * | 2006-06-19 | 2007-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью научно-производственная фирма "ЭЛАН-ПРАКТИК" | Установка для нанесения многослойных покрытий с периодической структурой методом магнетронного распыления |
US20080260478A1 (en) * | 2005-04-27 | 2008-10-23 | Papken Hovsepian | Pvd Coated Substrate |
-
2012
- 2012-01-23 RU RU2012102217/02A patent/RU2494173C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2101382C1 (ru) * | 1993-04-15 | 1998-01-10 | Маргарита Сергеевна Беккер | Способ упрочнения металлорежущего инструмента |
WO1995031584A1 (en) * | 1994-05-12 | 1995-11-23 | Qqc, Inc. | Surface treatment techniques |
US20080260478A1 (en) * | 2005-04-27 | 2008-10-23 | Papken Hovsepian | Pvd Coated Substrate |
UA13547U (en) * | 2005-07-25 | 2006-04-17 | Donbas State Machine Building | Method of combined strengthening of cutting tool and machine parts |
RU2308538C1 (ru) * | 2006-06-19 | 2007-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью научно-производственная фирма "ЭЛАН-ПРАКТИК" | Установка для нанесения многослойных покрытий с периодической структурой методом магнетронного распыления |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2694857C1 (ru) * | 2018-08-06 | 2019-07-18 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Способ нанесения износостойкого покрытия ионно-плазменным методом |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012102217A (ru) | 2013-07-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107636190B (zh) | 具有多层电弧pvd涂层的刀具 | |
JP3590579B2 (ja) | ダイヤモンド被覆部材およびその製造方法 | |
JP5420558B2 (ja) | 切削加工工具及びその製造方法 | |
EP1347076A1 (en) | PVD-Coated cutting tool insert | |
KR20060041884A (ko) | 경질 피막 및 그 형성 방법, 및 경질 피막 피복 공구 | |
JP2008168421A (ja) | 被覆された超硬合金エンドミル | |
JP2010001547A (ja) | 硬質皮膜被覆部材および成形用冶工具 | |
JP2019063982A (ja) | 硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を発揮する表面被覆切削工具 | |
Silva et al. | Performance of carbide tools coated with DLC in the drilling of SAE 323 aluminum alloy | |
CN107405695A (zh) | 硬质包覆层发挥优异的耐崩刀性的表面包覆切削工具 | |
CN101318231A (zh) | 带涂层的切削刀具刀片 | |
JP2016032861A (ja) | 被覆工具 | |
JP5765627B2 (ja) | 耐久性に優れる被覆工具およびその製造方法 | |
JP6879935B2 (ja) | 切削工具 | |
US9403342B2 (en) | Cermet coating and coated metal body having the cermet coating, method of producing cermet coating, and method of producing coated metal body | |
TWI554621B (zh) | 冷加工用模具的製造方法 | |
RU2494173C1 (ru) | Способ вакуумно-плазменного осаждения покрытия на режущую пластину из твердосплавного материала | |
CN102245801B (zh) | 制造对尺寸精度具有高要求的切削工具刀片的方法 | |
JP2017159409A (ja) | すぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆切削工具 | |
RU2532582C2 (ru) | Способ изготовления режущего инструмента с композитным износостойким покрытием | |
Keleş et al. | Determining the critical loads of V and Nb doped ternary TiN-based coatings deposited using CFUBMS on steels | |
JP5065757B2 (ja) | 被覆切削工具 | |
JP5268771B2 (ja) | スパッタリングターゲットの製造方法、それを用いた硬質被膜の形成方法および硬質被膜被覆部材 | |
Żukowska et al. | Structure and properties of PVD coatings deposited on cermets | |
US10265776B2 (en) | Cutting tool |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150124 |