SU1465463A1 - Способ изготовлени режущего инструмента из быстрорежущей стали и твердого сплава с износостойким покрытием - Google Patents
Способ изготовлени режущего инструмента из быстрорежущей стали и твердого сплава с износостойким покрытием Download PDFInfo
- Publication number
- SU1465463A1 SU1465463A1 SU833613721A SU3613721A SU1465463A1 SU 1465463 A1 SU1465463 A1 SU 1465463A1 SU 833613721 A SU833613721 A SU 833613721A SU 3613721 A SU3613721 A SU 3613721A SU 1465463 A1 SU1465463 A1 SU 1465463A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- temperature
- tool
- instrument
- salt
- wear
- Prior art date
Links
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Description
1
Изобретение относитс к металлообработке , в частности к способу изготовлени металлорежущего инструмента с покрытием.
Целью изобретени вл етс повышение износостойкости инструмента.
Сущность предлагаемого способа изготовлени режущего инструмента с
износостойким покрытием состоит в формировании на его поверхности под сло из смешанных кристаллов, часть которых диффундирует в покрытие в процессе его нанесени , легирует и упрочн ет его, а друга часть расплавл етс , заполн шероховатости поверхности режущего инструмента.В процессе резани стойкость инструмента увеличиваетс как за счет по- вышенных физико-механичегских свойств легированного покрыти , так и за счет свойств подсло , который вл етс высокопрочным каркасом дл покрыти и одновременно барьером,пре- дохран 1ош 1м поверхность режущего инструмента от истирани после прорыва покрыти Кроме того, в момент начального разрушени покрыти и подсло в результате высоких удельных .давлений и температзф в зоне контакта происходит вьодавливание легкоплав ких составл ющих, что обеспечивает смазывание жидкими или м гкими металлическими смазками. Это снижает износ и- повышает стойкость инстру- мента.
Подслой из смешан В)1х кристаллов формируетс из предварительно нанесенных на поверхность инструмента солей, материала покрыти и углерода инструментальной основы в процессе очистки и разогрева инструмента ионной бомбардировкой в дуговом разр де перед нанесением износостойкого покрыти .
-
Способ осуществл етс следующим
образом.
Инструмент помещают в емкость,заполненную насыщенным раствором, например раствором буры в воде. При этом на инструментальной основе происходит осалздение гидратированных ионов соли. Солевые растворы содержат как ионы металлов, так и неметаллические составл ющиеj Растворы готов т насьщенными,, что обеспечивает осаждение.на инструментальной основе максимально возможного количества ионов. При использовании пересыщенных растворов процесс осаждени затруднен присутствием в растворе второй фазы, что снижа-ет количество ионов на поверхности и сплошность их размещени ,
Вьдержка инструмента в насьш1енном солевом растворе осуществл етс при температуре растворени каждой кон0
5
0
5
0
5
0
5
0
5
кретной соли, чтобы сохр41нить посто нной концентрацию ионов в растворе и предотвратить вьт&дание второй фазы. Оптимальное врем вьщержки инструмента в насыщенных солевых растворах составл ет 5-10 мин. При вьщержке менее 5 мин осаждение ионов на поверхности происходит не полностью , что снижает стойкость режущего инструмента, а вьщержка инструмента в растворе более 10 мин не вли ет на стойкость инструмента.
По истечении 5-10 мин вьщержки . инструмента в солевом растворе инструмент помещают в печь, нагретую до температуры кристаллизации используемой соли из того или иного раствора, и вьщерживают при указанной температуре в течение времени испарени растворител . Указанные услови обеспечивают кристаллизацию соли на поверхности инструментальной основы. При кристаллизации соли из раствора при температуре ниже кристаллизационной кристаллы содержат . большое количество кристаллизацион- ;ной воды, водород которой в процессе конденсации покрытий увеличивает хрупкость последних, что снижает стойкость режущего инструмента, а при кристаллизации соли из раствора при температурах выше кристаллизационной происходит их частичное разложение , что также снижает стойкость
инструмента.
I
Подготовленный таким рбразом инструмент помещают в технологический объем вакуумной установки дл нанесени покрытий, откачивают ее, после чего провод т очистку поверхности режущего инструмента бомбардировкой ионами материала катода, расходуемого в дуговом разр да с разогревом до температуры разложени соли,после чего снимают напр жение смещени с рехсущего инструмента, вьщерживают его в камере при указанной темпера- . туре в течение 15-30 с, затем снова прикладывают напр жение 800-10000 В и продолжают разогрев поверхности инструмента ионами материала катода и ионами неметаллических составл ю- соли при нагреве поверхности инструмента до температуры разложени соли, до температуры карбидиза- ции материала катода на инструментальной основе.
Дл осуществлени разогрева по- верхностн ионкой бомбардировкой к инструменту прикладывают напр жени 800-10000 В, При напр жении менее 800 В разогрер--; поверхности происходит очень медленно и температура к бидизации не достигаетс , что снижет стойкость инструмента. При напржении более 10000 В скорость нагрва превышает 200 град/с, что ведет перегреву режущей кромки инструмента и потере им режущих свойств.
При достижении температуры разложени нанесенной на поверхности инструмента соли с инструмента снимают напр жение смещени , прекраща его разогрев и вьдерживают в камер при температуре разложени соли в течение с. При выдержке инстмента в камере менее 15 с разложение соли происходит не полностью и дальнейший разогрев поверхности спсобствует ее расплавлению, что уме щает количество неметаллических сотавл ющих в камере и, соответствен снижает стойкость инструмента. При выдержке инструмента в камере боле . 30 с инструмент остывает и процесс разложени соли прекращаетс , что также снижает количество ее неметаллических составл ющих в камере. Аналогичные процессы происход т в том случае, если выдержку инструмен . та в камере осуществл ть при температуре вьше или ниже температуры разложени соли,, так как соль не успевает разложитьс и расплавитьс .
При достижении на поверхности инструментальной основы температуры карбидизации материала катода в камеру подают газ-реагент, создава в ней давление 6,67-6, Па и одновременно снижают напр жение смещени на режущем инструменте до 25-750 В и вьщерживают его в камере до получени износостойкого покрыти заданной толщины. При конденсации многослойных покрытий используют попеременное подключение нескольких катодов, выполненных из различных металлов или из сплавов, и введение соответствующих газов-реагентов , вход щих в состав чередующихс слоев.
При использовании при конденсации покрытий напр жени смещени на режущем инструменте менее 25 В по- веохность его быстро остывает,что
10
15
20
приводит X сражению сил адгезии между инструментом и покрытием, последнее при этом быстро отслаиваетс . При напр жении более 750 В ухудшаютс физико-механические свойства покрыти .; что снижает стойкость инструмента „ При значении парциального давлени газа-реагента менее 6,67 Па дуговой разр д переходит в тлеющий, что нарушает технологический процесс, а при значении давлени более 6,67i Па газ-реагент присутствует в камере в качестве примеси, что измен ет заданный состав покрыти и также снижает стойкость инструмента.После окончани процесса конденсации покрыти инструмент охлаждают в ка-- мере до комнатной температуры.
Формирование подсло осуществл етс в несколько этапов.
В начальный момент очистки поверхности режущего инструмента с осажденными на ней кристаллами соли 25 ионной бомбардировкой происходит только локальна конденсаци на ней материала катода. При-достижении температуры разложени осей происходит их распад на более простые соединени , непосредственно металлы и газовые составл ющие. При дальнейшем нагреве легкоплавкие металлы (например, щелочные или щелочно-зе- мельные металлы) разм гчаютс или частично расплавл ютс и заполн ют щероховатости поверхности инструмента . Более тугоплавкие металлы (например , переходные металлы) в элементарном виде или в виде соединений остаютс на поверхности и частично взаимодействуют с конденсирующимис материалами катода. При этом выдел ющиес при разложении солей газы ионизируютс , образу разнозар жен- 45 bie комплексы. Положительно зар женные частицы направл ютс вместе с потоком материала катода к поверхности режущего инструмента, конденсируютс на ней и вступают в химическую реакцию с наход щимис там элементами и соединени ми.
30
35
40
0
55
При достижении на поверхности инструмента температуры карбидизации на ней происходит образование соответствующих карбидов на основе конденсированного материала катода и диффундирующего углерода, вход щего В состав инструментальной основы.
При этом происходит легирование образующихс карбидов элементами и соединени ми, наход щимис на поверхности инструмента и обладающими с ними взаимной растворимостью,Помимо этого протекают процессы восстановлени и возникновени различных самосто тельных соединений, не вход щих в состав карбидов. Таким образом формируетс сложнолегированный под- слой из смешанных кристаллов. В случае , если температура карбидизаи и не достигаетс , в составе подсло отсутствуют карбидные фазы, что снижает стойкость инструмента, при ее превышении происходит разупрочнение инструментального материала, что также снижает стойкость инструмента.
Пример. Предварительно очищенный инструмент, изготовленный из твердого сплава Т14К8 и быстрорежущей стали РбМ5 помещали в емкость, заполненную насыщенньм раствором натриевой соли тетраборной кислоты (буры ) в воде. Растворен ; е проводилось при 30°.С. При этой температуре насыщенный раствор получают при раство-. рении 3,75 г буры в 100 г воды.После
ных в результате разложени буры,до температуры карбйдизации титана на поверхности инструмента. Температу- ра карбидизации титана на поверхности стали составл ла 500-520°С, а на поверхности твердого сплава - 650-670°С. Контроль температуры осуществл лс инфракрасным пирометром.
После достижени указанной температуры напр жение смещени на режущем инструменте снижалось до 300 В, а камера заполн лась азотом до давлени Па - при этом осуществл лось формирование покрыти толщиной 5 мкм на основе нитрида титана, легированного составл ющими соли.Затем подача азота прекращалась, дуговой разр д выключалс , с инструмента снималось напр жение смещени и он охлаждалс в камере до комнатной температуры.
Предложенным способом бьии изготовлены также сверла и пластины с
износостойким покрытием при использовании различных солевых растворов, режимов вьщержки инструмента и режимов нанесени покрытий. Все параметры и услови конкретных примеров
вьщержки инструмента в растворе в те- 30 осуществлени способа сведены в
чение 5 мин он переносилс в печь с температурой нагрева 60 С и вьщер- живалс в ней до полного испарени воды. Затем инструмент размещалс в камере вакуумной- установки дл ,нанесени покрытий. Камера откачивалась до давлени ниже 6567-10 Па и на инструмент подавалось в:апр жение 1500 Вь Между ним и катодом, изготовленным из сплава титана, зажигалс дуговой раз-р д и проводилась очистка поверхности инструмента ионами титана до температуры разложени буры 400°С. После этого напр жение смещени с режз щего инструмента снималось и он выдерживалс щэи ЛОО°С в течение 20 с. Затем на инструмент вновь подавалось напр жение 1500 В и продолжалась ионна бомбардировка титаном совместно с ионами борокислородных соединений, получен5
0
5
0
табл. 1 и 2. В таблицах представлены также результаты стойкости испытаний режущего инструмента, изготовленного без предварительной вьщержки инструмента в солевом растворе перед нанесением покрыти , и режущего инструмента , полученного предложенным способом при различных режимах.
Стойкостные испытани сверл из стали Р6М5 и режущих пластин из сплава Т15К6 Проводились при обработке стали 45 по режимам, приведенным в -табл .3.
Оптимальное врем вьщержки инструмента в насыщенном солевом растворе составл ет 5-10 мин, а врем ,вьщержки В- вакуумной камере после достижени температуры разогрева поверхности инструмента, равной температуре разложени солей, составл ет 15-30 Со
Свер- ла Пластины
Сверла
Нура Вода
30
Пластины
Калий Вода циано вода нат
40
Пластины
Сверла
400
Пластины
Таблица 1
TiN
300
70
400
80
300
1500
500
650
300
390
515
520
350
25
37
45
48
31
Ell
300 100 450 400
30
30
Сверла
400
30
Пластины
Сверла Тетра- Спирт 20 карбоНИЛ
хрома
Пластины
Сверла Бура Вода 30
3 5 8
10
12
3
5
8
10
12
5
Пластины
верла
Бура в раз- бав- ленном растворе
Бура в Вода насыщенном растворе Бура в пере- сьпцен- ном растворе
30
Средн стойкость инструмента определ лась по партии сверл в количест в е 1 5 шт,
Продолжение табл.2
1500
750
800
1500
10000
10ГОО
1500
500
0
150
450 500 600 500 650 750
Твердый раствор на основе TiN
290
520
420
180
510
350
545
210
295
520
50
27
48
30
0 70 80 60 70 80
Твердый раствор на основе TiN
Твердый раствор на основе TiN
280
430
600
650
600
26
35
54
57
56
280
550
220
25
48
26
200
70
400
550
300
13
Скорость, м/мин Подача, мм/об Глубина резани ,мм
1465463. U
Таблица 3
45 0,18 16,5
160 0,3 1
Claims (2)
- , 1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА ИЗ БЫСТРОРЕЖУЩЕЙ · СТАЛИ И ТВЕРДОГО СПЛАВА С ИЗНОСОСТОЙКИМ ПОКРЫТИЕМ, включающий очистку поверхности инструмента с разогревом ее ионной бомбардировкой в дуговом разряде в вакууме путем приложения к инструменту отрицательного напряжения смещения 800-10000 В, формирование на очищенной поверхности износостойкого покрытия путем введения в объем.газа-реагента при парциальном давлении 6,67-6,67* Ю~3 Па и напряжении смещения 25-750 В с последующим охлаждением инструмента до комнатной температуры, отличающийся тем, что, с целью повышения износостойкости инструмента, перед очисткой и разогревом поверхности инструмента его помешают ,в насыщенный солевой раствор и выдерживают при температуре растворения соли в течение 5-10 мин, а затем при температуре кристаллизации соли из раствора в течение времени испарения растворителя, причем разогрев поверхности инструмента при очистке ее ионной бомбардировкой осуществляют до температуры разложения соли, после чего снимают напряжение смещения с инструмента и выдерживают его при температуре разложения соли в течение 15-30 с, а затем вновь прикладывают напряжение смещения 80010000 В и продолжают разогрев инструмента ионной бомбардировкой ионами материала катода и токами неметаллических составляющих солей до температуры карбидизации наносимого материала.
- 2. Способ по п.1, о т л и ч а говд и й с я тем, что, в качестве насыщенного солевого раствора используют раствор простых, комплексных или металлоорганических солей.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU833613721A SU1465463A1 (ru) | 1983-06-28 | 1983-06-28 | Способ изготовлени режущего инструмента из быстрорежущей стали и твердого сплава с износостойким покрытием |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU833613721A SU1465463A1 (ru) | 1983-06-28 | 1983-06-28 | Способ изготовлени режущего инструмента из быстрорежущей стали и твердого сплава с износостойким покрытием |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1465463A1 true SU1465463A1 (ru) | 1989-03-15 |
Family
ID=21071481
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU833613721A SU1465463A1 (ru) | 1983-06-28 | 1983-06-28 | Способ изготовлени режущего инструмента из быстрорежущей стали и твердого сплава с износостойким покрытием |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1465463A1 (ru) |
-
1983
- 1983-06-28 SU SU833613721A patent/SU1465463A1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Патент DE № 1221166, кл. С 23 С 13/00, 1966. Андреев А.А. Булатова Л.В. Карт- мазоВуГ.Н. и др. Покрыти из карбида молибдена, полученные методом осаждени плазменных потоков в вакууме (КИБ) - Физика и хими обработки материалов. М.: Наука, 1979, N 2, с. 169. ,(54)(57) 1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА ИЗ БЫСТРОРЕЖУ1 №;Й СТАЛИ И ТВЕРДОГО СПЛАВА С ИЗНОСОСТОЙКИМ ПОКРЫТИЕМ, включающий очистку поверхности инструмента с разогревом ее ионной бомбардировкой в дуговом разр де в вакууме путем приложени к инструменту отрицательного напр жени смещени 800-10000 В, формирование на очищенной поверхности износостойкого покрыти путем введени в объем газа-реагента при парциальном давлении 6,67-6,67 10 Па и напр жении смещени 25-750 В с последующим охлаждением инструмента до комнатной температуры, отличающийс тем, что, с целью повышени износостойкости инструмента, перед очисткой и разогревом поверхности инструмента его помещают .в насыщенный солевой раствор и выдерживают при температуре растворени * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2793696B2 (ja) | 耐摩耗性皮膜 | |
Archer | The plasma-assisted chemical vapour deposition of TiC, TiN and TiCxN1− x | |
JP2644710B2 (ja) | 耐摩耗性皮膜被覆部材 | |
US5882778A (en) | Hard coating of excellent wear resistance and hard coating coated member thereof | |
DK161792B (da) | Elektrode til plasmalysbuearbejde | |
JPH06136514A (ja) | 耐摩耗性多層型硬質皮膜構造 | |
AU2008324152B2 (en) | Method for boriding of coatings using high speed electrolytic process | |
RU2433209C1 (ru) | Способ получения износостойкого и термодинамически устойчивого многослойного покрытия на основе тугоплавких металлов и их соединений | |
SU1465463A1 (ru) | Способ изготовлени режущего инструмента из быстрорежущей стали и твердого сплава с износостойким покрытием | |
FI80296C (fi) | Foerfarande foer paofoerande av ett oeverdrag i synnerhet pao skaerverktyg. | |
SE457267B (sv) | Foerfarande foer tillverkning av skaerverktyg med en slitbestaendig belaeggning | |
Kiryukhantsev-Korneev et al. | Healing effect in coatings deposited by hybrid technology of vacuum electro-spark alloying, pulsed cathodic arc evaporation, and magnetron sputtering using Cr3C2-NiAl electrodes | |
US4734178A (en) | Process for deposition of a wear-resistant coating onto a cutting tool made from a carbon-containing material | |
EP2108053A1 (en) | Surface treating method for cutting tools | |
FI79721B (fi) | Foerfarande foer paofoerande av en slitstark belaeggning pao ett skaerinstrument av ett kolhaltigt material. | |
JP4396898B2 (ja) | 多元系被膜の製造装置および方法 | |
SU783361A1 (ru) | Способ нанесени металлических покрытий на алюминий и его сплавы | |
JP2548739B2 (ja) | 高硬質被膜 | |
RU2048606C1 (ru) | Способ упрочнения стальных изделий | |
RU27093U1 (ru) | Режущий инструмент с многослойным покрытием | |
SU1701464A1 (ru) | Режущий инструмент и способ его изготовлени | |
JPS61500014A (ja) | 切削工具およびその製造方法 | |
JPH0217624B2 (ru) | ||
JPS63127835A (ja) | 炭素含有材料製切削工具に耐摩耗性コ−テイングを付着する方法 | |
Kononenko et al. | Effect of combined elastic coatings and their application on the strength properties of silver solders |