RU74845U1 - Инструмент деформации с многослойным покрытием - Google Patents
Инструмент деформации с многослойным покрытием Download PDFInfo
- Publication number
- RU74845U1 RU74845U1 RU2007100992/22U RU2007100992U RU74845U1 RU 74845 U1 RU74845 U1 RU 74845U1 RU 2007100992/22 U RU2007100992/22 U RU 2007100992/22U RU 2007100992 U RU2007100992 U RU 2007100992U RU 74845 U1 RU74845 U1 RU 74845U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layer
- tool
- coating
- hardness
- hrc
- Prior art date
Links
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
Инструмент деформации с многослойным покрытием, содержащий инструментальную основу из твердого сплава и нанесенное на него упрочняющее покрытие, отличающийся тем, что упрочняющее покрытие выполнено в виде двух электроэрозионных слоев, имеющих разную твердость, причем твердость нижнего электроэрозионного слоя составляет 48-60 HRC, а твердость верхнего слоя составляет 61-70 HRC, кроме того, формирование первого слоя проводят до достижения толщины в пределах 0,35-0,70 общей толщины электроэрозионного покрытия.
Description
Полезная модель относится к электрофизическим и электрохимическим методам обработки и может быть использована для повышения износостойкости, восстановления размеров, упрочнения и повышения коррозионной стойкости инструмента деформации.
Известен способ упрочнения инструмента из быстрорежущей стали, включающий насыщение из обмазки, содержащей, %:
ферротитан 50-60, карбид бора 20-30, краснокровяная соль 15-25, хлористый аммоний 2-3, и последующий трехкратный отпуск совместно с сульфидированием в герметическом муфеле в среде сульфата натрия при 550-570°С в течении 1 ч.
Перед насыщением из обмазки инструмент шлифуют, затачивают и подвергают цементации при 980-1020°С с выдержкой в течение 1,5 ч. и охлаждением вместе с муфелем, состав обмазки разводят в этилсиликате до получения сметанообразной пасты, а в качестве ферротитана используют FeTi - 75 (П-2172360, 7 С23С 12/00, С23F 17/00, опубл. 2001.08.20).
Недостатком данного способа является его сложность воспроизводства и невысокая прочность сцепления наносимого покрытия с материалом инструмента.
Известны способы упрочнения инструментов, заключающиеся в том, что на предварительно подготовленную поверхность наносится износостойкое покрытие из нитрида титана, при этом образуется переходная зона между поверхностью инструмента и покрытием, величина которой влияет на сцепление покрытия с материалом инструмента (П-2062817, С23С 14/00, 14/26, опубл. 1996.06.27.). Недостатком данного способа является то, что такой способ требует нагрева упрочняемого инструмента, а с ростом температуры увеличивается толщина переходной зоны, что приводит к снижению прочности покрытия.
Известен инструмент с многослойным покрытием, содержащий инструментальную основу из твердого сплава и нанесение на нее трехслойного износостойкого ионно-плазменного покрытия, состоящего из верхнего слоя покрытия нитрида титана и нижнего слоя карбонитрида титана (пол. модель №23076, 7 С23С 14/ 32, опубл. 2002.05.20).
Наиболее близким к предлагаемому является инструмент с многослойным покрытием, содержащий инструментальную основу из твердого сплава и нанесенное на нее трехслойное износостойкое ионно-плазменное покрытие, состоящее из внешнего слоя покрытия нитрида титана TiN, нижнего слоя карбонитрида титана TiCN и дополнительно содержащий промежуточный слой, подвергнутый ионной бомбандировке.
В качестве материала промежуточного слоя выбран нитрид титана-алюминия TiAlN или нитрид титана-циркония NiZrN (пол. модели №№37721,37722, 7 С23С 14/32, опубл. 2004.05.10).
Основными недостатками таких покрытий является то, что упрочняющие покрытия, обладающие хорошей адгезией к инструментальному материалу, имеют относительно низкую твердость и уровень сжимающих напряжений, либо имеют высокую микротвердость, но недостаточную прочность сцепления с инструментальной основой. В результате этого покрытие легко подвергается абразивному износу, в нем быстро зарождаются и распространяются трещины, приводящие к разрушению покрытия, что снижает стойкость инструмента деформации.
Наибольший интерес при этом представляют методы, с помощью которых достигается значительное упрочнение поверхностных слоев инструмента. Основным достоинством поверхностной обработки инструмента является сочетание высокой твердости и прочности поверхностного слоя с вязкостью и высокой пластичностью основы изделия.
Значительный эффект поверхностного упрочнения достигается за счет повышения не только твердости, но и износо- и коррозионной стойкости рабочей поверхности инструмента деформации.
Для реализации указанных достоинств в промышленных условиях представляют интересы методы упрочнения концентрированными потоками энергии, в том числе с использованием электрических разрядов.
Наиболее простым при этом является способ электроэрозионного легирования.
Электроэрозионное легирование особенно эффективно для повышения износостойкости инструмента деформации в условиях острейшего дефицита инструментальных сталей.
Техническим результатом полезной модели является повышение работоспособности и стойкости инструмента деформации.
Технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что на поверхность инструмента деформации специальными электродами нанесено покрытие в виде двух легирующих электроэрозионных слоев, имеющих разную твердость, причем твердость нижнего легирующего слоя составляет 48-60 HRC, а твердость верхнего слоя составляет 61-70 HRC, кроме того формирование первого слоя проводят до достижения толщины в пределах 0,35-0,70 общей толщины электроэрозионного покрытия.
Полезная модель поясняется чертежом - фиг.1, на котором показан инструмент деформации с электроэрозионным покрытием.
Инструмент деформации состоит из основного материала 1, выполненного из инструментальной стали и нанесенного электроэрозионного покрытия в виде двух слоев 2 и 3, которые имеют разную твердость.
Для осуществления предлагаемого технического решения обрабатываемый инструмент деформации подвергают электроэрозионной обработке известными способами. В зависимости от исходных физико-химических свойств обрабатываемой поверхности устанавливают режимы обработки и вид легирующего материала - электрода. В процессе электроэрозионного упрочнения материал электрода переносится на обрабатываемую поверхность инструмента, образуя слой высокопрочного покрытия из легирующего материала.
Преимущество заявляемого технического решения заключается в том, что качественный и количественный состав теплопроводного материала, используемого в качестве первого слоя, обеспечивает образование неограниченного твердого раствора с материалом инструмента, а состав второго слоя образует неограниченный твердый раствор с материалом первого слоя, что в первом и во втором случае обеспечивает хорошую сцепляемость.
Первый слой покрытия, имеющий высокую жаростойкость до 1000°С и теплопроводность, соответствующую материалу детали инструмента, обеспечивает изменение внутреннего напряжения растяжения и напряжения сжатия, а также равномерность распределения толщины слоя покрытия.
Материал второго слоя обеспечивает повышенную износостойкость, локализацию пор покрытия (улучшает сплошность покрытия) и способствует быстрому периоду приработки.
В момент соприкосновения электрода с деталью инструмента возникают большие токи короткого замыкания и электрод начинает греться, и, если не производить охлаждение, то электрод может раскалиться и будет происходить налипание капелек материала электрода на инструмент.
Кроме того происходит окисление нагретого электрода за счет взаимодействия с кислородом воздуха, что приводит к быстрому износу электрода.
Для устранения этого недостатка предлагается производить охлаждение электрода охладителем. В качестве охладителя используют сжатый воздух или нейтральный газ, который подают к электроду через специальное сопло.
Исследования режимов электроэрозионного легирования инструмента деформации из инструментальных марок сталей с применением тугоплавких электродов типа ВК6, ВК8, ВК15, Т15К6, Cr, Ni, сормайт и др., показали, что наилучший эффект упрочнения инструмента был достигнут при нанесении первого (нижнего) слоя покрытия из электрода, состоящего из сплава сормайт и второго (верхнего) слоя из материала-электрода ВК8.
Пример
Электроискровое покрытие режущего инструмента проводили при следующих параметрах:
- технологический ток, А | - 90 |
- напряжение холостого хода, В | - 110 |
- емкость конденсаторов, мкФ. | - 950 |
- охлаждение электрода | - сжатый воздух |
- твердость материала инструмента, HRC | - 46 |
- твердость материала 1-го слоя, HRC | - 57 |
- твердость материала 2-го слоя, HRC | - 65 |
- толщина 1-го слоя покрытия, мм | - 0,35 |
- толщина 2-го слоя покрытия, мм | - 0,2 |
Было установлено, что общий уровень износостойкости инструмента деформации, упрочненного указанными сплавами, оказался значительно выше, чем у неупрочненных термозакаленных контрольных образцов.
Эффективность упрочненного инструмента деформации определяли по величине коэффициента повышения стойкости, определяемого как отношение стойкости инструмента с покрытием к стойкости инструмента с покрытием по методу способа- прототипа и к стойкости инструмента без упрочнения.
При нанесении электроэрозионного покрытия в зону контакта электрода с инструментом через специальное сопло подавали сжатый газ. Используя микроскоп типа МПБ- 2 с 24-х кратным увеличением установили, что вся поверхность имела равномерное электроэрозионное покрытие, между отдельными участками разрывов не наблюдалось.
Данные по износостойкости приведены в таблице №1.
Таблица №1 | |||
Способ упрочнения | Легирующий материал | Время работы инструмента, кол-во опрессовок | Коэффициент износостойкости |
2-х слойное электроэрозио иное | ВК8 - верхний слой, сормайт - нижний слой | 60 | 1,58 |
ионно-плазменное покрытие (по прототипу) | TiN TiA1N, NiZrN TiCN | 48 | 1,26 |
однослойное электроэрозио иное порытие | ВК8 | 53 | 1,40 |
контольные без упрочнения | - | 38 | 1,00 |
Как видно из приведенных в таблице №1 данных, коэффициент износостойкости инструмента деформации, обработанного по предлагаемому техническому решению выше в 1,40-1,58 раза в сравнении с обычным термозакаленным инструментом без упрочнения и в 1,25 раза выше, чем обработанные по способу - прототипу.
Предлагаемое техническое решение позволяет существенно повысить стойкость инструмента деформации, а также сократить расход дорогостоящих инструментальных материалов, что существенно повышает эффективность применения инструмента.
Таблица №2 | |||||
№ | Упрочнение с нанесением электроэрозионных слоев | Стойкость инструмент а, кол-во опрессовок, шт. | |||
твердость 1-го слоя, HRC | твердость 2-го слоя, HRC | толщина 1-го слоя, отношение толщины слоя к общей толщине электроэр. слоев | толщина 2-го слоя, отношение толщины слоя к общей толщине электроэрози онных слоев | ||
1. | 48 | 61 | 0,35 | 0,65 | 53 |
2. | 55 | 65 | 0,40 | 0,60 | 46 |
3. | 58 | 67 | 0,50 | 0,50 | 49 |
4. | 60 | 69 | 0,36 | 0,64 | 58 |
5. | 58 | 65 | 0,40 | 0,60 | 62 |
6. | 55 | 70 | 0,35 | 0,65 | 60 |
7. | 50 | 65 | 0,37 | 0,63 | 39 |
8. | 46 | 66 | 0,34 | 0,66 | 41 |
9. | 47 | 71 | 0,36 | 0,64 | 45 |
10. | 46 | 59 | 0,60 | 0,60 | 48 |
11. | 52 | 65 | 0,65 | 0,35 | 61 |
12. | 55 | 67 | 0,70 | 0,30 | 59 |
13. | 49 | 61 | 0,72 | 0,28 | 49 |
14. | 50 | 61 | 0,50 | 0,50 | 51 |
Согласно таблицы №2 наилучшие показатели по стойкости инструмента были достигнуты при твердости первого электроэрозионного слоя 48-60 HRC, а твердость второго слоя составляла 61-70 HRC, кроме того толщина первого электроэрозионного слоя находилась в пределах 0,35-0,70 общей толщины электроэрозионного покрытия.
Данные показатели были достигнуты опытно- практическими проработками предлагаемого технического решения.
Таким образом заявляемое техническое решение полностью выполняет поставленную задачу.
Достоинством данного технического решения является:
- высокая прочность сцепления нанесенного материала электрода с инструментальной основой за счет взаимного диффузионного механического перемешивания;
- возможность локального нанесения покрытия без специальной защиты остальной поверхности;
- отсутствие изменений физико- механических свойств деталей.
Claims (1)
- Инструмент деформации с многослойным покрытием, содержащий инструментальную основу из твердого сплава и нанесенное на него упрочняющее покрытие, отличающийся тем, что упрочняющее покрытие выполнено в виде двух электроэрозионных слоев, имеющих разную твердость, причем твердость нижнего электроэрозионного слоя составляет 48-60 HRC, а твердость верхнего слоя составляет 61-70 HRC, кроме того, формирование первого слоя проводят до достижения толщины в пределах 0,35-0,70 общей толщины электроэрозионного покрытия.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007100992/22U RU74845U1 (ru) | 2007-01-09 | 2007-01-09 | Инструмент деформации с многослойным покрытием |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007100992/22U RU74845U1 (ru) | 2007-01-09 | 2007-01-09 | Инструмент деформации с многослойным покрытием |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU74845U1 true RU74845U1 (ru) | 2008-07-20 |
Family
ID=48233404
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007100992/22U RU74845U1 (ru) | 2007-01-09 | 2007-01-09 | Инструмент деформации с многослойным покрытием |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU74845U1 (ru) |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
USD646451S1 (en) | 2009-03-30 | 2011-10-04 | X6D Limited | Cart for 3D glasses |
USD650003S1 (en) | 2008-10-20 | 2011-12-06 | X6D Limited | 3D glasses |
USD650956S1 (en) | 2009-05-13 | 2011-12-20 | X6D Limited | Cart for 3D glasses |
USD652860S1 (en) | 2008-10-20 | 2012-01-24 | X6D Limited | 3D glasses |
USD662965S1 (en) | 2010-02-04 | 2012-07-03 | X6D Limited | 3D glasses |
USD664183S1 (en) | 2010-08-27 | 2012-07-24 | X6D Limited | 3D glasses |
US8233103B2 (en) | 2008-11-17 | 2012-07-31 | X6D Limited | System for controlling the operation of a pair of 3D glasses having left and right liquid crystal viewing shutters |
USD666663S1 (en) | 2008-10-20 | 2012-09-04 | X6D Limited | 3D glasses |
USD669522S1 (en) | 2010-08-27 | 2012-10-23 | X6D Limited | 3D glasses |
USD671590S1 (en) | 2010-09-10 | 2012-11-27 | X6D Limited | 3D glasses |
USD672804S1 (en) | 2009-05-13 | 2012-12-18 | X6D Limited | 3D glasses |
US8542326B2 (en) | 2008-11-17 | 2013-09-24 | X6D Limited | 3D shutter glasses for use with LCD displays |
USD692941S1 (en) | 2009-11-16 | 2013-11-05 | X6D Limited | 3D glasses |
USRE45394E1 (en) | 2008-10-20 | 2015-03-03 | X6D Limited | 3D glasses |
-
2007
- 2007-01-09 RU RU2007100992/22U patent/RU74845U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
USD666663S1 (en) | 2008-10-20 | 2012-09-04 | X6D Limited | 3D glasses |
USD650003S1 (en) | 2008-10-20 | 2011-12-06 | X6D Limited | 3D glasses |
USRE45394E1 (en) | 2008-10-20 | 2015-03-03 | X6D Limited | 3D glasses |
USD652860S1 (en) | 2008-10-20 | 2012-01-24 | X6D Limited | 3D glasses |
US8233103B2 (en) | 2008-11-17 | 2012-07-31 | X6D Limited | System for controlling the operation of a pair of 3D glasses having left and right liquid crystal viewing shutters |
US8542326B2 (en) | 2008-11-17 | 2013-09-24 | X6D Limited | 3D shutter glasses for use with LCD displays |
USD646451S1 (en) | 2009-03-30 | 2011-10-04 | X6D Limited | Cart for 3D glasses |
USD672804S1 (en) | 2009-05-13 | 2012-12-18 | X6D Limited | 3D glasses |
USD650956S1 (en) | 2009-05-13 | 2011-12-20 | X6D Limited | Cart for 3D glasses |
USD692941S1 (en) | 2009-11-16 | 2013-11-05 | X6D Limited | 3D glasses |
USD662965S1 (en) | 2010-02-04 | 2012-07-03 | X6D Limited | 3D glasses |
USD664183S1 (en) | 2010-08-27 | 2012-07-24 | X6D Limited | 3D glasses |
USD669522S1 (en) | 2010-08-27 | 2012-10-23 | X6D Limited | 3D glasses |
USD671590S1 (en) | 2010-09-10 | 2012-11-27 | X6D Limited | 3D glasses |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU74845U1 (ru) | Инструмент деформации с многослойным покрытием | |
CN107201499B (zh) | 一种钛合金切削用成分梯度TiAlXN涂层刀具及其制备方法 | |
Chen et al. | Surface modification of resistance welding electrode by electro-spark deposited composite coatings: Part I. Coating characterization | |
CN100488684C (zh) | 表面涂覆的切削工具 | |
JP5969473B2 (ja) | 多層被膜を有する切削工具 | |
CN105839049B (zh) | 一种钛铝合金表面抗高温氧化、耐磨损AlCrN涂层及其制备方法 | |
RU2478138C1 (ru) | Способ вакуумного ионно-плазменного нанесения многослойного износостойкого покрытия для режущего инструмента | |
Niu et al. | Evaluation of the performance of coated carbide tools in face milling TC6 alloy under dry condition | |
CN108118301B (zh) | 一种具有Si含量梯度变化的中间层的AlCrSiN涂层、制备方法 | |
RU75350U1 (ru) | Инструмент деформации для прессования профилей из титановых сплавов | |
Gill et al. | Surface alloying by powder metallurgy tool electrode using EDM process | |
Gill et al. | Investigation of micro-hardness in electrical discharge alloying of En31 tool steel with Cu–W powder metallurgy electrode | |
CN111321381A (zh) | 一种硬质合金刀片的AlCrNbSiTiBN基纳米复合涂层及其制备方法 | |
KR20100034013A (ko) | 다층 금속 산화물 코팅을 구비한 공구 및 코팅된 공구의 제조 방법 | |
RU74592U1 (ru) | Инструмент деформации с многослойным покрытием | |
RU82612U1 (ru) | Штамповый инструмент с защитным покрытием | |
RU63276U1 (ru) | Режущий инструмент с многослойным покрытием | |
Ananthi et al. | Effect of WC–Cu composite electrodes on material deposition rate, microhardness and microstructure of electrical discharge coated magnesium alloy | |
RU60014U1 (ru) | Инструмент деформации с электроэрозионным покрытием | |
WO2016181813A1 (ja) | 硬質皮膜および硬質皮膜被覆部材 | |
RU77196U1 (ru) | Инструмент деформации с многослойным покрытием | |
RU82613U1 (ru) | Инструмент с защитным покрытием | |
RU2349432C2 (ru) | Способ цианирования стальных или титановых изделий | |
RU82614U1 (ru) | Инструмент с защитным покрытием | |
RU76591U1 (ru) | Инструмент с многослойным покрытием |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20090110 |