RU59585U1

RU59585U1 - COATED CUTTING TOOL

Info

Publication number: RU59585U1
Application number: RU2006118878/22U
Authority: RU
Inventors: Владимир Петрович Табаков; Алексей Валерьевич Циркин; Алексей Валерьевич Чихранов; Максим Юрьевич Смирнов
Priority date: 2006-05-30
Filing date: 2006-05-30
Publication date: 2006-12-27

Abstract

Полезная модель относится к области нанесения покрытий, в частности к нанесению покрытий испарением и конденсацией в вакууме, и предназначена для получения износостойких покрытий на режущем инструменте в инструментальном производстве. Технический результат - повышение стойкости режущего инструмента. Предлагается режущий инструмент с покрытием, содержащий инструментальную основу из твердого сплава или быстрорежущей стали и нанесенное на нее износостойкое ионно-плазменное покрытие на основе нитрида титана-молибдена, отличающийся тем, что покрытие содержит в качестве легирующего компонента ниобий.The utility model relates to the field of coating, in particular to coating by evaporation and condensation in a vacuum, and is intended to obtain wear-resistant coatings on a cutting tool in tool production. The technical result is an increase in the resistance of the cutting tool. A coated cutting tool is proposed that comprises a tool base of hard alloy or high speed steel and a wear-resistant ion-plasma coating based on titanium-molybdenum nitride applied to it, characterized in that the coating contains niobium as an alloying component.

Description

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.The utility model relates to the field of coating, in particular to coating by evaporation and condensation in a vacuum, and can be used in tool production to obtain wear-resistant coatings on a cutting tool.

Известен режущий инструмент (РИ) с износостойким ионо-плазменным покрытием нитрида титана TIN или карбонитрида титана TiCN, толщиной 3-8 мкм (см. Табаков В.П. Работоспособность режущего инструмента с износостойкими покрытиями на основе сложных нитридов и карбонитридов титана. Ульяновск: УлГТУ, 1998. 123 с.).Known cutting tool (RI) with a wear-resistant ion-plasma coating of titanium nitride TIN or titanium carbonitride TiCN, 3-8 μm thick (see Tabakov V.P. Performance of a cutting tool with wear-resistant coatings based on complex nitrides and titanium carbonitrides. Ulyanovsk: UlSTU , 1998.123 s.).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного РИ с покрытием, относится то, что в известном РИ с покрытием наносимое покрытие имеет недостаточно высокую микротвердость и низкие остаточные сжимающие напряжения. В результате этого покрытие легко подвергается износу, в нем быстро зарождаются и распространяются трещины, приводящие к разрушению покрытия, что снижает стойкость РИ с покрытием.The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using a well-known RI with a coating include the fact that in the well-known RI with a coating, the applied coating has insufficiently high microhardness and low residual compressive stresses. As a result of this, the coating undergoes easy wear and tear, cracks quickly nucleate and propagate in it, leading to the destruction of the coating, which reduces the resistance of RI with the coating.

Наиболее близким РИ с покрытием того же назначения к заявленной полезной модели по совокупности признаков является РИ с покрытием, содержащий инструментальную основу и нанесенное на нее ионно-плазменное износостойкое покрытие нитрида титана-молибдена TiMoN (см. Табаков В.П. Работоспособность режущего инструмента с износостойкими покрытиями на основе сложных нитридов и карбонитридов титана. Ульяновск: УлГТУ, 1998. 123 с.), принятый за прототип.The closest RI with a coating of the same purpose to the claimed utility model by the totality of features is a RI with a coating containing an instrumental base and an ion-plasma wear-resistant coating of titanium-molybdenum nitride TiMoN deposited on it (see Tabakov V.P. Performance of a cutting tool with wear-resistant coatings based on complex titanium nitrides and carbonitrides. Ulyanovsk: UlSTU, 1998. 123 pp.), adopted as a prototype.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже For reasons that impede the achievement of the following

технического результата при использовании известного РИ с покрытием, принятого за прототип, относится то, что в известном РИ с покрытием нанесенное покрытие обладает недостаточно высокой твердостью. В результате покрытие плохо сопротивляется процессам износа и разрушения и быстро разрушается при резании.The technical result when using the known RI coated, adopted as a prototype, is that in the known RI coated, the applied coating has insufficiently high hardness. As a result, the coating poorly resists the processes of wear and tear and quickly collapses when cutting.

Технический результат - повышение стойкости режущего инструмента.The technical result is an increase in the resistance of the cutting tool.

Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что в известном РИ с покрытием покрытие на основе нитрида или карбонитрида титана-молибдена содержит в качестве легирующего компонента ниобий.The specified technical result in the implementation of the utility model is achieved by the fact that in the known RI coated, a coating based on titanium-molybdenum nitride or carbonitride contains niobium as an alloying component.

Проведенный 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 износостойким покрытием, изложенных в формуле полезной модели.An analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information and identification of sources containing information about analogues of the claimed utility model, allowed to establish that the applicant did not find a source characterized by features identical to all the essential features of the claimed utility model, determined from the list of identified analogues of the prototype, as the closest in the totality of the features of the analogue, allowed us to establish a set of significant in relation to perceived by the applicant to the technical result of the distinguishing features in the claimed cutting tool with a wear-resistant coating, set out in the formula of the utility model.

Следовательно, заявленная полезная модель соответствует условию "новизна".Therefore, the claimed utility model meets the condition of "novelty."

Сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной модели с получением вышеуказанного технического результата:Information confirming the possibility of implementing a utility model with obtaining the above technical result:

Сущность полезной модели заключается в следующем. В предлагаемом режущем инструменте 1 из твердого сплава или быстрорежущей стали на поверхность наносят износостойкое покрытие 2 на основе нитрида или карбонитрида титана-молибдена, содержащее The essence of the utility model is as follows. In the proposed cutting tool 1 of hard alloy or high speed steel, a wear-resistant coating 2 based on titanium-molybdenum nitride or carbonitride, containing

в качестве легирующего компонента ниобий.as an alloying component of niobium.

Покрытия наносили методом КИБ (конденсацией из плазменной фазы в вакууме с ионной бомбардировкой). Предварительно очищенные от загрязнений неперетачиваемые пластины, изготовленные из твердого сплава МК8 или быстрорежущей стали Р6М5К5, размещали в камере установки "Булат-6Т" с установленными в ней электродуговыми испарителями, материалы катодов которых включают элементы покрытия.The coatings were applied by the CIB method (condensation from the plasma phase in vacuum with ion bombardment). Non-grind plates preliminarily cleaned of contaminants made of MK8 hard alloy or P6M5K5 high-speed steel were placed in the chamber of the Bulat-6T installation with electric arc evaporators installed in it, the cathode materials of which include coating elements.

Микротвердость покрытий определяли на микротвердомере «ПМТ-3» под нагрузкой 100 г.The microhardness of the coatings was determined on a PMT-3 microhardness meter under a load of 100 g.

Стойкостные испытания режущего инструмента проводили при продольном точении заготовок из стали 30ХГСА на токарном станке 16К20. Режимы резания для инструмента с пластинами, изготовленными из твердого сплава МК8: скорость резания V=180 м/мин, подача S=0,15 мм/об, глубина резания t=0,5 мм, обработка производилась без применения СОЖ; для инструмента с пластинами, изготовленными из быстрорежущей стали Р6М5К5: скорость резания V=55 м/мин, подача S=0,3 мм/об, глубина резания t=0,75 мм, обработка производилась с применением СОЖ (5%-ный водный раствор эмульсола Укринол-1М). За критерий износа была принята величина фаски износа по задней поверхности: h₃=0,4 мм для пластин, изготовленных из твердого сплава МК8, и h₃=0,6 мм для пластин, изготовленных из быстрорежущей стали Р6М5К5. Эффективность режущего инструмента определяли по величине коэффициента повышения стойкости, определяемого как отношение стойкости инструмента с разработанными износостойкими покрытиями к стойкости инструмента с покрытием TiMoN.Durable tests of the cutting tool were carried out with the longitudinal turning of billets made of 30KhGSA steel on a 16K20 lathe. Cutting conditions for a tool with inserts made of MK8 carbide: cutting speed V = 180 m / min, feed S = 0.15 mm / rev, cutting depth t = 0.5 mm, processing was performed without the use of coolant; for a tool with plates made of R6M5K5 high-speed steel: cutting speed V = 55 m / min, feed S = 0.3 mm / rev, cutting depth t = 0.75 mm, processing was performed using coolant (5% water emulsol solution Ukrinol-1M). For the wear criterion, the value of the chamfer of wear on the rear surface was taken: h ₃ = 0.4 mm for plates made of MK8 hard alloy and h ₃ = 0.6 mm for plates made of R6M5K5 high-speed steel. The efficiency of the cutting tool was determined by the value of the coefficient of increase in resistance, defined as the ratio of the tool life with developed wear-resistant coatings to tool life with a TiMoN coating.

В таблице 1 приведены результаты испытаний полученных покрытий.Table 1 shows the test results of the coatings obtained.

Как видно из приведенных в табл.1 данных, наличие в покрытии ниобия приводит к повышению микротвердости. Стойкость РИ с As can be seen from the data in Table 1, the presence of niobium in the coating leads to an increase in microhardness. Resistance RI with

предлагаемыми покрытиями выше стойкости РИ с покрытием TiMoN в 1,4-1,7 раза.the proposed coatings are higher than the resistance of RI coated with TiMoN 1.4-1.7 times.

Таблица 1
Результаты испытаний РИ с покрытиемTable 1
Coated RI Test Results № ппNo pp Материал покрытияCoating material Микротвердость, ГПаMicrohardness, GPa Коэффициент повышения стойкостиThe coefficient of increase resistance ПримечаниеNote МК8MK8 Р6М5К5R6M5K5 1one TiMoNTiMoN 34,934.9 -- -- ПрототипPrototype 22 TiMoNbNTiMoNbN 39,039.0 1,51,5 1,41.4 -- 33 TiMoNbCNTiMoNbCN 42,442,4 1,71.7 1,61,6 --

Таким образом, изложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного режущего инструмента с износостойким покрытием следующей совокупности условий:Thus, the above information indicates the fulfillment of the following set of conditions when using the declared cutting tool with a wear-resistant coating:

- средство, воплощающее заявленный режущий инструмент с износостойким покрытием при его осуществлении, предназначено для использования в промышленности, 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;- a tool embodying the claimed cutting tool with a wear-resistant coating in its implementation, is intended for use in industry, namely in the field of coating, in particular in the field of coating by evaporation and condensation in a vacuum, and can be used in tool production for wear-resistant coatings on a cutting tool;

- для заявленного режущего инструмента с износостойким покрытием в том виде, как он 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;- for the declared cutting tool with a wear-resistant coating in the form described in the independent clause of the stated utility model formula, the possibility of its implementation using the means and methods described in the application or known prior to the priority date is confirmed;

- средство, воплощающее заявленную полезная модель при ее осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.- a tool that embodies the claimed utility model in its implementation, is able to ensure the achievement of the perceived by the applicant technical result.

Следовательно, заявленная полезная модель соответствует условию "промышленная применимость".Therefore, the claimed utility model meets the condition of "industrial applicability".

Claims

A coated cutting tool containing a hard alloy or high-speed steel tool base and a wear-resistant ion-plasma coating based on titanium-molybdenum nitride or carbonitride based on it, characterized in that the coating contains niobium as an alloying component.