RU61290U1 - MULTI-LAYER-CUTTING TOOL - Google Patents
MULTI-LAYER-CUTTING TOOL Download PDFInfo
- Publication number
- RU61290U1 RU61290U1 RU2006100388/22U RU2006100388U RU61290U1 RU 61290 U1 RU61290 U1 RU 61290U1 RU 2006100388/22 U RU2006100388/22 U RU 2006100388/22U RU 2006100388 U RU2006100388 U RU 2006100388U RU 61290 U1 RU61290 U1 RU 61290U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cutting tool
- coating
- layer
- titanium
- silicon
- 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 покрытием, содержащий инструментальную основу и нанесенное на нее трехслойное износостойкое ионо-плазменное покрытие, отличающееся тем, что в качестве нижнего слоя используют соединение титана, ниобия, кремния и железа; в качестве промежуточного - нитрид ниобия; в качестве внешнего слоя - нитрид или карбонитрид титана, железа и кремния. Вместо железа можно использовать хром, молибден, цирконий.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 coating is proposed, comprising a tool base and a three-layer wear-resistant ion-plasma coating deposited on it, characterized in that a compound of titanium, niobium, silicon and iron is used as the lower layer; as an intermediate - niobium nitride; as the outer layer - titanium nitride or carbonitride, iron and silicon. Instead of iron, you can use chromium, molybdenum, zirconium.
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 (РИ).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 (RI).
Известен режущий инструмент с трехслойным износостойким ионо-плазменным покрытием, наносимым методом ГТ ВНИИТС и состоящим из верхнего слоя нитрида титана TiN, промежуточного слоя карбонитрида титана TiCN и нижнего слоя карбида титана TiC (см. Верещака А.С. Работоспособность режущего инструмента с износостойкими покрытиями. М.: Машиностроение, 1993. с.252).Known cutting tool with a three-layer wear-resistant ion-plasma coating deposited by GT VNIITS and consisting of an upper layer of titanium nitride TiN, an intermediate layer of titanium carbonitride TiCN and a lower layer of titanium carbide TiC (see Vereshchak A.S. Performance of the cutting tool with wear-resistant coatings. M.: Engineering, 1993.S. 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 относительно низкую твердость и 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 the known coated cutting tool include the fact that in the known coated cutting tool, the applied coating has a relatively low hardness and 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, состоящим из нижнего слоя соединения титана и химического элемента, промежуточного слоя нитрида или карбонитрида титана и химического элемента, и верхнего слоя нитрида или карбонитрида The closest cutting tool with a coating of the same purpose to the claimed utility model for a combination of features is a cutting tool with a multilayer coating consisting of a lower layer of a compound of titanium and a chemical element, an intermediate layer of titanium nitride or carbonitride and a chemical element, and an upper layer of nitride or carbonitride
титана и химического элемента, легированного кремнием. В качестве металла используют алюминий, железо, хром, молибден или цирконий (Патент на полезную модель №43878 МПК 7 С 23 С 14/32. Режущий инструмент с многослойным покрытием).titanium and a chemical element doped with silicon. The metal used is aluminum, iron, chromium, molybdenum or zirconium (Utility Model Patent No. 43878 IPC 7 C 23 C 14/32. Cutting tool with a multilayer coating).
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 слои, обладающие высокой теплопроводностью, что приводит к большему нагреву инструментальной основы, в результате которого активизируются процессы ползучести, ведущие к потери формоустойчивости режущего клина, его деформации и разрушению износостойкого покрытия за счет появления и быстрого развития трещин.The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known coated cutting tool adopted as a prototype include the fact that in the well-known RI coated, the multilayer coating contains layers with high thermal conductivity, which leads to more heating of the tool base, as a result of which creep processes are activated, leading to loss of shape stability of the cutting wedge, its deformation and destruction of the wear-resistant coating due to the appearance and rapid development tiya cracks.
Технический результат - повышение стойкости РИ.The technical result is an increase in resistance of RI.
Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что в известном режущем инструменте с покрытием в качестве нижнего слоя покрытия используют соединение титана, ниобия, кремния и железа, промежуточного слоя - нитрид ниобия и внешнего слоя - нитрид или карбонитрид титана, железа и кремния.The specified technical result in the implementation of the utility model is achieved by the fact that in the known cutting tool coated, a compound of titanium, niobium, silicon and iron is used as the lower coating layer, an intermediate layer is niobium nitride and an outer layer is titanium, iron and silicon nitride or carbonitride.
Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается также тем, что вместо железа используют хром, молибден, цирконий.The specified technical result in the implementation of the utility model is also achieved by the fact that instead of iron, chromium, molybdenum, zirconium are used.
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 изобретения.defined from the list of identified analogues of the prototype, as the closest in the totality of the features of the analogue, it was possible to establish a set of significant distinctive features in relation to the applicant's perceived technical result in the claimed cutting tool with a wear-resistant coating set forth in the claims.
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 на его поверхность наносят многослойное покрытие, состоящее из нижнего слоя 2, содержащего соединение титана, ниобия, кремния и железа; промежуточного слоя 3, содержащего нитрид ниобия; верхнего слоя 4, содержащего нитрид или карбонитрид титана, железа и кремния. В предлагаемом режущем инструменте вместо железа также используют хром, молибден, цирконий.The essence of the utility model is as follows. In the proposed cutting tool 1, a multilayer coating is applied to its surface, consisting of a lower layer 2 containing a compound of titanium, niobium, silicon and iron; an intermediate layer 3 containing niobium nitride; top layer 4 containing titanium nitride or carbonitride, iron and silicon. Instead of iron, chromium, molybdenum, zirconium are also used in the proposed cutting tool.
Использование в качестве промежуточного слоя нитрида ниобия, имеющего малую теплопроводность, позволяет улучшить тепловое состояние режущего инструмента за счет снижения температуры в режущем клине.The use of niobium nitride having a low thermal conductivity as an intermediate layer can improve the thermal state of the cutting tool by lowering the temperature in the cutting wedge.
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. После нанесения нижнего слоя покрытия осуществляли 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. After applying the lower coating layer was carried out
подачу реакционного газа - азота и осаждали промежуточный слой. Далее при подаче реакционного газа азота (или смеси азота и ацетилена) наносили верхний слой покрытия. Затем отключали испарители, подачу реакционного газа, напряжение и вращение приспособления. Через 15-20 мин камеру открывали и извлекали инструмент с покрытием.the reaction gas is nitrogen; and the intermediate layer is precipitated. Then, when a reaction gas of nitrogen (or a mixture of nitrogen and acetylene) was supplied, an upper coating layer was applied. Then, the evaporators, the supply of reaction gas, the voltage and rotation of the device were turned off. After 15-20 minutes, the chamber was opened and the coated tool was removed.
Величину опускания режущей кромки у вершины измеряли при изучении профилограмм контактных площадок на передней поверхности пластин в главной секущей плоскости на профилографе-профилометре модели К-202.The value of the lowering of the cutting edge at the apex was measured when studying the profilograms of the contact pads on the front surface of the plates in the main secant plane on the K-202 model profilograph-profilometer.
Среднюю температуру на передней поверхности пластин под покрытием рассчитывали по методике А.Н.Резникова (Резников А.Н. Теплофизика процессов механической обработки материалов / А.Н.Резников. - М.: Машиностроение, 1981. - 279 с.), с экспериментальным определением необходимых контактных характеристик на передней поверхности неперетачиваемых пластин с покрытием (сил резания, длины контакта стружки с передней поверхностью, коэффициента укорочения стружки).The average temperature on the front surface of the plates under the coating was calculated according to the method of A. N. Reznikov (Reznikov A. N. Thermophysics of the processes of mechanical processing of materials / A. N. Reznikov. - M .: Mashinostroenie, 1981. - 279 p.), With experimental determination of the necessary contact characteristics on the front surface of non-turning coated plates (cutting forces, contact length of the chip with the front surface, chip shortening factor).
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: hз=0,4 мм.Durable tests of the cutting tool were carried out with the longitudinal turning of blanks 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 criterion of wear was taken the value of the chamfer of wear on the rear surface: h s = 0.4 mm
В табл.1 приведены результаты испытаний РИ с полученными покрытиями. Как видно из приведенных в табл.1 данных, стойкость режущего инструмента с разработанными многослойными покрытиями повышается в 1,4-1,6 раза по сравнению с инструментом с покрытием-прототипом.Table 1 shows the test results of RI with the obtained coatings. As can be seen from the data in table 1, the resistance of the cutting tool with the developed multilayer coatings increases 1.4-1.6 times in comparison with the tool with the coating prototype.
Таким образом, изложенные сведения свидетельствуют о Thus, the above information indicates
выполнении при использовании заявленного режущего инструмента с износостойким покрытием следующей совокупности условий:when using the claimed cutting tool with a wear-resistant coating, the following combination of conditions:
Результаты испытаний РИ с покрытиемTable 1
Coated RI Test Results
TiZrSiNTiZr - TiZrN -
TiZrSiN
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;the 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 to obtain wear-resistant coatings on 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 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 (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006100388/22U RU61290U1 (en) | 2006-01-10 | 2006-01-10 | MULTI-LAYER-CUTTING TOOL |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006100388/22U RU61290U1 (en) | 2006-01-10 | 2006-01-10 | MULTI-LAYER-CUTTING TOOL |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU61290U1 true RU61290U1 (en) | 2007-02-27 |
Family
ID=37991061
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006100388/22U RU61290U1 (en) | 2006-01-10 | 2006-01-10 | MULTI-LAYER-CUTTING TOOL |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU61290U1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2548863C2 (en) * | 2013-07-19 | 2015-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Method of sandwiched coating obtainment for cutting tool |
RU2620530C1 (en) * | 2015-12-15 | 2017-05-26 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" | Method of producing sandwiched coating for cutting tool |
RU2809062C1 (en) * | 2023-10-11 | 2023-12-06 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" | Method for producing multilayer coating for cutting tools |
-
2006
- 2006-01-10 RU RU2006100388/22U patent/RU61290U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2548863C2 (en) * | 2013-07-19 | 2015-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Method of sandwiched coating obtainment for cutting tool |
RU2620530C1 (en) * | 2015-12-15 | 2017-05-26 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" | Method of producing sandwiched coating for cutting tool |
RU2809062C1 (en) * | 2023-10-11 | 2023-12-06 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" | Method for producing multilayer coating for cutting tools |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU61289U1 (en) | MULTI-LAYER-CUTTING TOOL | |
RU59571U1 (en) | MULTI-LAYER CUTTING TOOL | |
RU59063U1 (en) | MULTI-LAYER CUTTING TOOL | |
RU61290U1 (en) | MULTI-LAYER-CUTTING TOOL | |
RU56387U1 (en) | MULTI-LAYER-CUTTING TOOL | |
RU56388U1 (en) | MULTI-LAYER-CUTTING TOOL | |
RU56384U1 (en) | MULTI-LAYER-CUTTING TOOL | |
RU56389U1 (en) | MULTI-LAYER-CUTTING TOOL | |
RU56390U1 (en) | MULTI-LAYER-CUTTING TOOL | |
RU56385U1 (en) | MULTI-LAYER-CUTTING TOOL | |
RU2267554C2 (en) | Method for applying wear resistant coating onto cutting tool | |
RU58537U1 (en) | MULTI-LAYER CUTTING TOOL | |
RU59582U1 (en) | MULTI-LAYER-CUTTING TOOL | |
RU56394U1 (en) | MULTI-LAYER-CUTTING TOOL | |
RU59579U1 (en) | MULTI-LAYER-CUTTING TOOL | |
RU59583U1 (en) | MULTI-LAYER-CUTTING TOOL | |
RU58538U1 (en) | MULTI-LAYER CUTTING TOOL | |
RU59584U1 (en) | MULTI-LAYER-CUTTING TOOL | |
RU59062U1 (en) | MULTI-LAYER-CUTTING TOOL | |
RU56395U1 (en) | MULTI-LAYER-CUTTING TOOL | |
RU59570U1 (en) | MULTI-LAYER-CUTTING TOOL | |
RU55369U1 (en) | MULTI-LAYER CUTTING TOOL | |
RU46006U1 (en) | MULTI-LAYER-CUTTING TOOL | |
RU56392U1 (en) | MULTI-LAYER-CUTTING TOOL | |
RU56393U1 (en) | MULTI-LAYER-CUTTING TOOL |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |