RU31245U1 - Режущий инструмент с покрытием - Google Patents

Description

2002121012 2 о 5 1 МПК с 23 с 14/32

Режущий инструмент с покрытием

Полезная модель относится к области нанесения покрытий, в частности к нанесению покрытий испарением и конденсацией в вакууме, и может быть использована в инструментальном производстве для получения износостойких покрытий на режущем инструменте.

Известен режущий инструмент с износостойким ионно-плазменным покрытием TIN толщиной 3-8 мкм (см. Верещака А.С. Работоспособность режущего инструмента с износостойкими покрытиями. М.: Машиностроение, 1993. С.252).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного режущего инструмента с покрытием, относится то, что в известном режущем инструменте с покрытием наносимое покрытие имеет недостаточную микротвердость и прочность сцепления с инструментальной основой, что приводит к снижению стойкости режущего инструмента при его эксплуатации.

Наиболее близким режущим инструментом с покрытием того же назначения к заявленной полезной модели по совокупности признаков является режущий инструмент с покрытием, содержащий инструментальную основу и нанесенное на нее износостойкое ионно-плазменное покрытие нитрида титана и циркония (см. Табаков В.П. Исследование износостойкости покрытий режущего инструмента, полученных с применением составных катодов // СТИН. 1996. JNo 3, С. 15), принятый за прототип.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного режущего инструмента с покрытием, принятого за прототип, относится то, что в известном режущем инструменте с покрытием не обеспечивается достаточная микротвердость и трещиностойкость самого покрытия, в результате чего снижается стойкость

режущего инстрзп ента при его эксплуатации.

Сущность полезной модели заключается в следующем. На инструментальную основу наносится износостойкое покрытие нитрида титана и циркония, содержащее дополнительно молибден и выполненное из нитрида титана, циркония и молибдена.

Технический результат - повышение стойкости режущего инструмента.

Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что известный режущий инструмент с покрытием содержит инструментальную основу и нанесенное на нее износостойкое ионноплазменное покрытие нитрида титана и циркония.

Особенность заключается в том, что покрытие содержит дополнительно молибден и выполнено из нитрида титана, циркония и молибдена.

Нанесение покрытия нитрида титана и циркония, содержащего дополнительно молибден и выполненного из нитрида титана, циркония и молибдена, приводит к повышению микротвердости и трещиностойкости самого покрытия и, как следствие, к увеличению стойкости режущего инструмента при его эксплуатации.

Нроведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленной полезной модели, позволил установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленной полезной модели, определенные из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном режущем инструменте с покрытием, изложенных в формуле полезной модели.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной модели с получением вышеуказанного технического результата.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображен режущий инструмент с покрытием.

Режущий инструмент с покрытием содержит инструментальную основу 1 из твердого сплава и нанесенное на нее покрытие 2, выполненное из нитрида титана, циркония и молибдена.

Покрытия наносили следующим образом.

Покрытия наносили методом КИБ (конденсацией из плазменной фазы в вакууме с ионной бомбардировкой). Пеперетачиваемые пластины, изготовленные из твердого сплава, размещали в камере установки Булат-бТ с установленными в ней электродуговыми испарителями, материалы катодов которых включают элементы покрытия.

В пространстве между пластинами и катодом зажигали дуговой разряд для испарения материала катода, в камеру подавали азот для взаимодействия с испаряемым материалом катода. Осуществляли конденсацию покрытия нитрида титана, циркония и молибдена (Ti, Zr, Mo)N толщиной 5 мкм. После этого подачу азота в камеру прекращали, выключали дуговой разряд. Пластины с нанесенным износостойким покрытием охлаждали в камере до комнатной температуры.

Остаточные напряжения в покрытии определяли на рентгеновском дифрактометре «ДРОП - 3.

Микротвердость покрытия измеряли на микротвердомере «ПМТ - 3.

Стойкостные испытания режущего инструмента проводили при продольном точении заготовок из стали ЗОХГСА на токарном станке 16К20. Режимы резания были следующими: скорость резания V 200 м/мин, подача S 0,3 мм/об, глубина резания t 1 мм. Обработка производилась без СОЖ. За критерий износа была принята величина фаски износа по задней поверхности Ьз 0,4 мм. Эффективность инструмента определяли по величине коэффициента повышения стойкости, определяемого как отношение стойкости

SUE ISi/O S

инструмента с покрытием (Ti, Zr, Mo)N к стойкости инструмента с покрытием (Ti, Zr)N.

Величина остаточных напряжений, микротвердость покрытий (Ti, Zr)N и (Ti, Zr, Mo)N и стойкость режущего инструмента с данными покрытиями приведены в таблице.

Как видно из таблицы, наличие в покрытии нитрида титана и циркония молибдена способствует повышению микротвердости и трещиностойкости покрытия (о чем свидетельствует увеличение уровня остаточных сжимающих напряжений) и увеличению стойкости режущего инструмента с покрытием (Ti, Zr, Mo)N по сравнению с инструментом с покрытием (Ti, Zr)N.

Стойкость режущего инструмента с покрытием (Ti, Zr, Mo)N повыщается в 1,3 раза по сравнению с инструментом с покрытием (Ti, Zr)N.

Таким образом, изложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного режущего инструмента с покрытием следующей совокупности условий:

-средство, воплощающее заявленный режущий инструмент с покрытием при его осуществлении, предназначено для использования в промыпшенности, а именно в области нанесения покрытий, в частности в области нанесения покрытий испарением и конденсацией в вакууме, и может быть использовано в инструментальном производстве для получения износостойких покрытий на режущем инструменте;

охарактеризован в независимом пункте изложенной формулы полезной модели, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;

- средство, воплощающее заявленную полезная модель при ее осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, заявленная полезная модель соответствует условию промышленная применимость.

Claims (1)

1. Режущий инструмент с покрытием, содержащий инструментальную основу и нанесенное на нее износостойкое ионно-плазменное покрытие нитрида титана и циркония, отличающийся тем, что покрытие содержит дополнительно молибден и выполнено из нитрида титана, циркония и молибдена.