RU89112U1 - Режущий инструмент с многослойным покрытием - Google Patents

Режущий инструмент с многослойным покрытием Download PDF

Info

Publication number
RU89112U1
RU89112U1 RU2009128458/22U RU2009128458U RU89112U1 RU 89112 U1 RU89112 U1 RU 89112U1 RU 2009128458/22 U RU2009128458/22 U RU 2009128458/22U RU 2009128458 U RU2009128458 U RU 2009128458U RU 89112 U1 RU89112 U1 RU 89112U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
titanium
molybdenum
coating
niobium
cutting tool
Prior art date
Application number
RU2009128458/22U
Other languages
English (en)
Inventor
Владимир Петрович Табаков
Владимир Александрович Китаев
Алексей Леонидович Хохлов
Алексей Валерьевич Чихранов
Original Assignee
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия" filed Critical Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия"
Priority to RU2009128458/22U priority Critical patent/RU89112U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU89112U1 publication Critical patent/RU89112U1/ru

Links

Landscapes

  • Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

Режущий инструмент с многослойным износостойким покрытием, содержащий инструментальную основу и нанесенное на нее трехслойное износостойкое ионно-плазменное покрытие, в качестве нижнего слоя которого используют нитрид или карбонитрид соединения титана и молибдена при их соотношении, мас.%: титан 95,75-97,0, молибден 3,0-4,25; в качестве промежуточного - нитрид или карбонитрид соединения титана, молибдена и ниобия при их соотношении, мас.%: титан 87,0-92,0, молибден 2,0-3,0, ниобий 6,0-10,0; в качестве верхнего - нитрид или карбонитрид соединения титана, молибдена и ниобия при их соотношении, мас.%: титан 84,5-90,0, молибден 4,0-5,5, ниобий 6,0-10,0.

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.
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.).
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.
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 нижнего слоя нитрида соединения титана и молибдена TiMoN и верхнего слоя нитрида соединения титана, молибдена и циркония TiMoZrN (Патент на полезную модель RU 59607 U1), 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 РИ с покрытием многослойное покрытие обладает недостаточной твердостью, а, следовательно, трещиностойкостью. В результате покрытие плохо сопротивляется процессам износа и разрушения и быстро разрушается при резании.
Технический результат - повышение стойкости режущего инструмента.
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 и молибдена при их соотношении, мас.%: титан 95,75-97,0, молибден 3,0-4,25; в качестве промежуточного - нитрид или карбонитрид соединения титана, молибдена и ниобия при их соотношении, мас.%: титан 87,0-92,0, молибден 2,0-3,0, ниобий 6,0-10,0; в качестве верхнего - нитрид или карбонитрид соединения титана, молибдена и ниобия при их соотношении, мас.%: титан 84,5-90,0, молибден 4,0-5,5, ниобий 6,0-10,0.
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.
Следовательно, заявленная полезная модель соответствует условию “новизна”.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной модели с получением вышеуказанного технического результата.
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 и молибдена при их соотношении, мас.%: титан 95,75-97,0, молибден 3,0-4,25; промежуточного слоя 3, содержащего нитрид или карбонитрид соединения титана, молибдена и ниобия при их соотношении, мас.%: титан 87,0-92,0, молибден 2,0-3,0, ниобий 6,0-10,0; верхнего слоя 4, содержащего нитрид или карбонитрид соединения титана, молибдена и ниобия при их соотношении, мас.%: титан 84,5-90,0, молибден 4,0-5,5, ниобий 6,0-10,0.
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 катодами, материалы которых включают элементы покрытия. Нанесение покрытия на основе нитрида осуществляли в среде азота, на основе карбонитрида - в смеси азота и ацетилена.
Толщина покрытия составляла 6 мкм. При этом толщина каждого слоя трехслойного покрытия составляла 2 мкм.
Микротвердость покрытий определяли на микротвердомере «ПМТ-3».
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.
В табл.1 приведены результаты испытаний РИ с полученными покрытиями.
Таблица 1
Результаты испытаний РИ с покрытием
Материал покрытия Химический состав слоев покрытия (соотношение металлических компонентов), % масс. Микротвердость, ГПа Стойкость, мин Примечание
1 слой 2 слой 3 слой
Ti Mo Ti Nb Mo Ti Nb Mo
TiN - 29,2 45 Аналог
TiMoN-TiMoZrN 96,37 3,63 81,25 14∗ 4,75 38,4 142 Прототип
TiMoN-TiMoNbN-TiMoNbN 97 3 90 8 2 88 8 4 39,5 180
96,37 3,63 91,5 6 2,5 89,25 6 4,75 40,2 189
96,37 3,63 89,5 8 2,5 87,25 8 4,75 40,5 197
96,37 3,63 87,5 10 2,5 85,25 10 4,75 39,9 191
95,75 4,25 89 8 3 86,5 8 5,5 39,4 183
TiMoCN-TiMoNbCN-TiMoNbCN 97 3 90 8 2 88 8 4 45,7 211
96,37 3,63 91,5 6 2,5 89,25 6 4,75 46,2 221
96,37 3,63 89,5 8 2,5 87,25 8 4,75 46,6 229
96,37 3,63 87,5 10 2,5 85,25 10 4,75 46,0 222
95,75 4,25 89 8 3 86,5 8 5,5 45,4 213
Прим.: ∗ - содержание циркония, % мас.
Как видно из приведенных в табл.1 данных, стойкость пластин с предложенными многослойными покрытиями повышается в 1,3-1,6 раза по сравнению с инструментом с покрытием-прототипом.
Таким образом, изложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного режущего инструмента с износостойким покрытием следующей совокупности условий:
- 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;
- 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;
- средство, воплощающее заявленную полезную 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 многослойным износостойким покрытием, содержащий инструментальную основу и нанесенное на нее трехслойное износостойкое ионно-плазменное покрытие, в качестве нижнего слоя которого используют нитрид или карбонитрид соединения титана и молибдена при их соотношении, мас.%: титан 95,75-97,0, молибден 3,0-4,25; в качестве промежуточного - нитрид или карбонитрид соединения титана, молибдена и ниобия при их соотношении, мас.%: титан 87,0-92,0, молибден 2,0-3,0, ниобий 6,0-10,0; в качестве верхнего - нитрид или карбонитрид соединения титана, молибдена и ниобия при их соотношении, мас.%: титан 84,5-90,0, молибден 4,0-5,5, ниобий 6,0-10,0.
    Figure 00000001
RU2009128458/22U 2009-07-22 2009-07-22 Режущий инструмент с многослойным покрытием RU89112U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009128458/22U RU89112U1 (ru) 2009-07-22 2009-07-22 Режущий инструмент с многослойным покрытием

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009128458/22U RU89112U1 (ru) 2009-07-22 2009-07-22 Режущий инструмент с многослойным покрытием

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU89112U1 true RU89112U1 (ru) 2009-11-27

Family

ID=41477167

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009128458/22U RU89112U1 (ru) 2009-07-22 2009-07-22 Режущий инструмент с многослойным покрытием

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU89112U1 (ru)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2461654C1 (ru) * 2011-05-17 2012-09-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Способ получения многослойного покрытия для режущего инструмента
RU2495152C1 (ru) * 2012-07-03 2013-10-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Способ получения многослойного покрытия для режущего инструмента
RU2538060C1 (ru) * 2013-07-23 2015-01-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Способ получения многослойного покрытия для режущего инструмента
RU2643752C1 (ru) * 2014-03-19 2018-02-05 Тунгалой Корпорейшн Металлокерамический инструмент

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2461654C1 (ru) * 2011-05-17 2012-09-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Способ получения многослойного покрытия для режущего инструмента
RU2495152C1 (ru) * 2012-07-03 2013-10-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Способ получения многослойного покрытия для режущего инструмента
RU2538060C1 (ru) * 2013-07-23 2015-01-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Способ получения многослойного покрытия для режущего инструмента
RU2643752C1 (ru) * 2014-03-19 2018-02-05 Тунгалой Корпорейшн Металлокерамический инструмент
US10208365B2 (en) 2014-03-19 2019-02-19 Tungaloy Corporation Cermet tool

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU89109U1 (ru) Режущий инструмент с многослойным покрытием
RU89112U1 (ru) Режущий инструмент с многослойным покрытием
RU89108U1 (ru) Режущий инструмент с многослойным покрытием
RU89114U1 (ru) Режущий инструмент с многослойным покрытием
RU97082U1 (ru) Режущий инструмент с многослойным покрытием
RU89113U1 (ru) Режущий инструмент с многослойным покрытием
RU89110U1 (ru) Режущий инструмент с многослойным покрытием
RU97083U1 (ru) Режущий инструмент с многослойным покрытием
RU94228U1 (ru) Режущий инструмент с многослойным покрытием
RU89106U1 (ru) Режущий инструмент с многослойным покрытием
RU89111U1 (ru) Режущий инструмент с многослойным покрытием
RU94227U1 (ru) Режущий инструмент с многослойным покрытием
RU88025U1 (ru) Режущий инструмент с многослойным покрытием
RU93401U1 (ru) Режущий инструмент с многослойным покрытием
RU87167U1 (ru) Режущий инструмент с многослойным покрытием
RU89115U1 (ru) Режущий инструмент с многослойным покрытием
RU93399U1 (ru) Режущий инструмент с многослойным покрытием
RU92864U1 (ru) Режущий инструмент с многослойным покрытием
RU89105U1 (ru) Режущий инструмент с многослойным покрытием
RU89107U1 (ru) Режущий инструмент с многослойным покрытием
RU92865U1 (ru) Режущий инструмент с многослойным покрытием
RU78138U1 (ru) Режущий инструмент с многослойным покрытием
RU78196U1 (ru) Режущий инструмент с многослойным покрытием
RU78198U1 (ru) Режущий инструмент с многослойным покрытием
RU78136U1 (ru) Режущий инструмент с многослойным покрытием

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20100723