RU59611U1 - MULTI-LAYER CUTTING TOOL - Google Patents
MULTI-LAYER CUTTING TOOL Download PDFInfo
- Publication number
- RU59611U1 RU59611U1 RU2006122069/22U RU2006122069U RU59611U1 RU 59611 U1 RU59611 U1 RU 59611U1 RU 2006122069/22 U RU2006122069/22 U RU 2006122069/22U RU 2006122069 U RU2006122069 U RU 2006122069U RU 59611 U1 RU59611 U1 RU 59611U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coating
- titanium
- cutting tool
- aluminum
- wear
- Prior art date
Links
Landscapes
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
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 многослойным износостойким покрытием, содержащий инструментальную основу и нанесенное на нее двухслойное износостойкое ионно-плазменное покрытие, в качестве нижнего слоя которого используют нитрид или карбонитрид соединения титана, алюминия и железа при их соотношении, мас.%: титан 83,7-85,2, алюминий 13,0-14,2, железо 1,8-2,1; в качестве верхнего - нитрид или карбонитрид соединения титана, алюминия и кремния при их соотношении, мас.%: титан 84,8-86,0, алюминий 13,0-14,0, кремний 1,0-1,2.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 cutting tool with a multilayer wear-resistant coating is proposed, containing a tool base and a two-layer wear-resistant ion-plasma coating deposited on it, the lower layer of which is used nitride or carbonitride of a compound of titanium, aluminum and iron in their ratio, wt.%: Titanium 83.7- 85.2, aluminum 13.0-14.2, iron 1.8-2.1; as the top, nitride or carbonitride of the titanium, aluminum and silicon compounds at their ratio, wt.%: titanium 84.8-86.0, aluminum 13.0-14.0, silicon 1.0-1.2.
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 ионно-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 режущего инструмента с покрытием, относится то, что в известном режущем инструменте с покрытием наносимое покрытие имеет относительно низкую твердость, уровень сжимающих напряжений и недостаточную прочность сцепления с инструментальной основой. В результате этого покрытие в большей мере 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 known coated cutting tool include the fact that in the known coated cutting tool, the applied coating has relatively low hardness, level of compressive stresses and insufficient adhesion to the tool base. As a result of this, the coating undergoes more wear and tear, cracks quickly nucleate and propagate in it, leading to the destruction of the coating, which reduces the resistance of the RI with the coating.
Наиболее близким режущим инструментом с покрытием того же назначения к заявленной полезной модели по совокупности признаков является режущий инструмент с многослойным покрытием, содержащий инструментальную основу и нанесенное на нее многослойное ионно-плазменное износостойкое покрытие, состоящее из верхнего слоя нитрида соединения титана, алюминия и кремния The closest cutting tool with a coating of the same purpose to the claimed utility model according to a combination of features is a cutting tool with a multilayer coating containing a tool base and a multilayer ion-plasma wear-resistant coating, consisting of an upper layer of titanium, aluminum and silicon compound nitride
TiAlSiN и нижнего слоя нитрида соединения титана и алюминия TiAlN (см. Решение о выдаче патента на полезную модель №2005134103/22 (038135)), принятый за прототип.TiAlSiN and the lower nitride layer of the titanium and aluminum compound TiAlN (see. Decision on the grant of a patent for utility model No. 2005134103/22 (038135)) adopted as a prototype.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного режущего инструмента с покрытием, принятого за прототип, относится то, что в известном РИ с покрытием многослойное покрытие содержит слой TiAlN, обладающий низкой твердостью и недостаточной прочностью сцепления с инструментальной основой. В результате покрытие плохо сопротивляется процессам износа и разрушения и быстро разрушается при резании. Поэтому покрытие должно состоять из верхнего слоя, обладающего максимальной твердостью, и нижнего слоя, обладающего наибольшей твердостью при максимальной прочности сцепления с инструментальной основой.For reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known coated cutting tool adopted as a prototype, the multilayer coating in the known RI coated contains a TiAlN layer having low hardness and insufficient adhesion to the tool base. As a result, the coating poorly resists the processes of wear and tear and quickly collapses when cutting. Therefore, the coating should consist of an upper layer with maximum hardness and a lower layer with maximum hardness with maximum adhesion to the tool base.
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 режущем инструменте с покрытием в качестве нижнего слоя покрытия используют нитрид или карбонитрид соединения титана, алюминия и железа при их соотношении, мас.%: титан 83,7-85,2, алюминий 13,0-14,2, железо 1,8-2,1; в качестве верхнего - нитрид или карбонитрид соединения титана, алюминия и кремния при их соотношении, мас.%: титан 84,8-86,0, алюминий 13,0-14,0, кремний 1,0-1,2.The specified technical result in the implementation of the utility model is achieved by the fact that in the known cutting tool with a coating, the nitride or carbonitride of a compound of titanium, aluminum and iron is used as the lower coating layer, in their ratio, wt.%: Titanium 83.7-85.2, aluminum 13.0-14.2, iron 1.8-2.1; as the top, nitride or carbonitride of the titanium, aluminum and silicon compounds at their ratio, wt.%: titanium 84.8-86.0, aluminum 13.0-14.0, silicon 1.0-1.2.
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, The 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,
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.determined from the list of identified analogues of the prototype, as the closest analogue in terms of characteristics, it was possible to establish a set of distinctive features that are essential for the applicant as seen in the claimed cutting tool with a wear-resistant coating, set forth in the utility model formula.
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 на поверхность наносят многослойное покрытие, состоящее из нижнего слоя 2, содержащего нитрид или карбонитрид соединения титана, алюминия и железа; верхнего слоя 3, содержащего нитрид или карбонитрид соединения титана, алюминия и кремния.The essence of the utility model is as follows. In the proposed carbide cutting tool 1, a multilayer coating is applied to the surface, consisting of a lower layer 2 containing a nitride or carbonitride of a compound of titanium, aluminum and iron; the top layer 3 containing a nitride or carbonitride compound of titanium, aluminum and silicon.
Покрытия наносили методом КИБ (конденсацией из плазменной фазы в вакууме с ионной бомбардировкой). Предварительно очищенные от загрязнений неперетачиваемые пластины, изготовленные из твердого сплава МК8, размещали в камере установки "Булат-6Т" с установленными в ней электродуговыми испарителями, материалы катодов которых включают элементы покрытия. Нанесение покрытия на основе нитрида осуществляли в среде азота, на основе карбонитрида - в смеси азота и ацетилена.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 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. The nitride-based coating was carried out in a nitrogen medium, and the carbonitride-based coating was carried out in a mixture of nitrogen and acetylene.
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.
Прочность сцепления покрытия с инструментальным материалом оценивали путем вдавливания алмазного индентора на твердомере ТК-2М при нагрузке 600 Н. За критерий оценки The adhesion strength of the coating to the tool material was evaluated by pressing a diamond indenter on a TK-2M hardness tester with a load of 600 N. For the evaluation criterion
адгезионно-прочностных свойств композиции «покрытие - инструментальный материал» принят коэффициент отслоения, определяемый как отношение площади отслоения покрытия к площади отпечатка индентора.the adhesion-strength properties of the composition “coating - tool material” adopted the peeling coefficient, defined as the ratio of the peeling area of the coating to the indenter imprint area.
Стойкостные испытания режущего инструмента проводили при продольном точении заготовок из стали 30ХГСА на токарном станке 16К20. Режимы резания: скорость резания V=180 м/мин, подача S=0,15 мм/об, глубина резания t=0,5 мм, обработка производилась без применения СОЖ. За критерий износа была принята величина фаски износа по задней поверхности: h3=0,4 мм.Durable tests of the cutting tool were carried out with the longitudinal turning of billets made of 30KhGSA steel on a 16K20 lathe. Cutting modes: 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 the wear criterion, the value of the chamfer of wear on the rear surface was taken: h 3 = 0.4 mm.
В таблице 1 приведены результаты испытаний РИ с полученными покрытиями.Table 1 shows the test results of RI with the obtained coatings.
Как видно из приведенных в табл.1 данных, стойкость пластин с многослойными покрытиями повышается в 1,3-1,6 раза по сравнению с инструментом с покрытием-прототипом.As can be seen from the data in table 1, the resistance of plates with multilayer coatings increases by 1.3-1.6 times in comparison with a tool with a coating prototype.
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;
Результаты испытаний РИ с покрытиемTable 1
Coated RI Test Results
- средство, воплощающее заявленную полезную 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 (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006122069/22U RU59611U1 (en) | 2006-06-20 | 2006-06-20 | MULTI-LAYER CUTTING TOOL |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006122069/22U RU59611U1 (en) | 2006-06-20 | 2006-06-20 | MULTI-LAYER CUTTING TOOL |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU59611U1 true RU59611U1 (en) | 2006-12-27 |
Family
ID=37760352
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006122069/22U RU59611U1 (en) | 2006-06-20 | 2006-06-20 | MULTI-LAYER CUTTING TOOL |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU59611U1 (en) |
-
2006
- 2006-06-20 RU RU2006122069/22U patent/RU59611U1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU59063U1 (en) | MULTI-LAYER CUTTING TOOL | |
RU59571U1 (en) | MULTI-LAYER CUTTING TOOL | |
RU59611U1 (en) | MULTI-LAYER CUTTING TOOL | |
RU78136U1 (en) | MULTI-LAYER-CUTTING TOOL | |
RU59612U1 (en) | MULTI-LAYER-CUTTING TOOL | |
RU59610U1 (en) | MULTI-LAYER-CUTTING TOOL | |
RU59067U1 (en) | MULTI-LAYER CUTTING TOOL | |
RU78138U1 (en) | MULTI-LAYER-CUTTING TOOL | |
RU59614U1 (en) | MULTI-LAYER CUTTING TOOL | |
RU59068U1 (en) | MULTI-LAYER CUTTING TOOL | |
RU59609U1 (en) | MULTI-LAYER CUTTING TOOL | |
RU55370U1 (en) | MULTI-LAYER CUTTING TOOL | |
RU59608U1 (en) | MULTI-LAYER CUTTING TOOL | |
RU56390U1 (en) | MULTI-LAYER-CUTTING TOOL | |
RU59574U1 (en) | MULTI-LAYER CUTTING TOOL | |
RU59581U1 (en) | MULTI-LAYER CUTTING TOOL | |
RU78140U1 (en) | MULTI-LAYER-CUTTING TOOL | |
RU55369U1 (en) | MULTI-LAYER CUTTING TOOL | |
RU59578U1 (en) | MULTI-LAYER CUTTING TOOL | |
RU59579U1 (en) | MULTI-LAYER-CUTTING TOOL | |
RU59573U1 (en) | MULTI-LAYER CUTTING TOOL | |
RU78204U1 (en) | MULTI-LAYER-CUTTING TOOL | |
RU59583U1 (en) | MULTI-LAYER-CUTTING TOOL | |
RU59582U1 (en) | MULTI-LAYER-CUTTING TOOL | |
RU59572U1 (en) | MULTI-LAYER CUTTING TOOL |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |