Способ обработки поверхности режущего инструмента

 

Изобретение относится к области машиностроения , в частности к способам обработки поверхности режущего инструмента. Цель изобретения - увеличение стойкости режущего инструмента и стабилизация механических свойств упрочненной поверхности . Сущность изобретения: упрочняемую поверхность предварительно обрабатывают положительным коронным разрядом на воздухе в течение 2-3 ч при токе разряда 160-240 мкА, а затем осуществляют имплантацию ионов титана и наносят покрытие из нитрида титана.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОспАтент сссР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4903690/21 (22) 18,01.91 (46) 07,07.93. Бюл, N 25 (71) Ивановский энерготехнический институт им. В.И.Ленина (72) М.Ю.Куликов, М.С.Беккер, А.С,Минеев, В.В.Волков и Е.В.Егорычева (56) Верещака А,С., Третьяков И;П. Режущие инструменты с износостойкими покрытиями, — M.: Машиностроение, 1986. с. 192.

Стенков M.À. Статическая обработка результатов механических испытайий. — М.:

Машиностроение, 1972, с. 232. (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТИ

РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА

Изобретение относится к способам получения износостойких покрытий и может быть использовано в машиностроении при изготовлении металлообрабатывающего инструмента и быстроизнашивающихся деталей машин.

Цель изобретения — повышение износостойкости инструмента, увеличение адтезии покрытия с основой.

Укаэанная цель достигается тем, что согласно способу сначала обрабатывают упрочняемую поверхность в положительном коронном разряде, затем проводят имплянтацию ионов титана на глубину 3-6 мкм, после чего наносят покрытие TiN.

В результате такого способа упрочнения в поверхностных слоях под покрытием образуется слой, обогащенный азотом и титаном.

„„5U „„1825820 А1 (я)5 С 23 С 14/48 ..

;,:=июзнм- вЂ”И EGA (57) Изобретение относится к области машиностроения, в частности к способам обра-, ботки поверхности режущего инструмента.

Цель изобретения — увеличение стойкости режущего инструмента и стабилизация механических свойств упрочненной поверхности. Сущность изобретения: упрочняемую поверхность предварительно обрабатывают положительным коронным разрядом на воздухе в течение 2 — 3 ч при токе разряда

160-240 мкА, а затем осуществляют имплантацию ионов титана и наносят покрытие из нитрида титана.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что предлагаемый способ отличается от известного тем, что пред ионной имплантацией вместо цианирования переводят обработку в положительном коронном разряде.

Известны технические решения, в которых упрочняющее покрытие состоит из нитридов тугоплавких металлов и его наносят катодно-ионной бомбардировкой в вакууме.

Однако при указанном способе наблюдаются высокие напряжения на поверхности, недостаточная износостойкость и недостаточная адгезия основы и покрытия.

Предлагаемый способ получения износостойких покрытий реализуется следующим образом.

Сначала упрочняемая поверхность обрабатывается в положительном коронном разряде в течение 3 ч при комнатной темпе1825820

Таблица 1

Средняя величина напряжения на поверхности, кг/мм

Способ упрочнения

Коэффициент повышения стойкости

Наличие следов после царапания алмазной пирамидой

14,0

TIN (КИБ) 1,0

14,0

Да

2.3

7,0

Нет ратуре в воздушной атмосфере и силе тока в разрядном промежутке 160 — 240 мкА, В результате обработки в положительном поле коронного разряда поверхность активизируется за счет внедрения катионов азота, вследствие чего увеличивается адгезия имплантирующего слоя и покрытия. возрастает качество покрытия. Затем сразу же . проводят имплантирование ионов титана при напряжении 10 кВ в течение 40 с, затем снижают напряжение до 100 В на 60 с. Проводят несколько циклов, общее время обработки 25-30 мин. По окончании формирования диффузионного подслоя производится покрытие нитридом титана.

Пример 1. Испытания на износостойкость проводилось в производственных условиях на операции точения заготовок из стали 20Х резцами из быстрорежущей стали

Р6М5 с режимами Ч = 60 м/мин; S = 0,15 20 мм/об; t = 1 мм. Измерение напряжений проводилось на установке "Дрон". Адгезия покрытия с основой изучалась по наличию следа от царапания алмазной пирамидой на

ПУТ-3 при нагрузке 200 г, 25

Результаты исследований показаны в табл,1.

Анализ результатов испытаний, показанных в табл.1, свидетельствует о предпоч- 30 тительном влиянии предварительной обработки в положительном коронном разряде с последующей имплантацией ионов и нанесением нитридотитанового покрытия на износостойкость металлообрабатываю- 35 щего инструмента, адгезию покрытия и основы.

Цианирование + имплантация титана + TIN (КИБ) Коронный разряд+ имплантация титана+ TIN (КИБ) Изучалось влияние режимов предварительной обработки в положительном коронном разряде с имплантацией и нанесение нитридотитанового покрытия на износостойкость металлообрабатывающего инструмента.

Результаты исследований показаны в табл.2.

При силе тока в разрядном промежутке, превышающей 240 А, наблюдается пробой разрядного промежутка.

Время экспозиции поверхности пластин меньше чем 2 ч не приводит к увеличению коэффициента износостойкости, т.к. полностью не успевают пройти диффузионные процессы в поверхностном слое инструмента. При времени больше 3-х ч обработка в среде короны нецелесообразна, т.к, не приводит к дальнейшему увеличению коэффициента износостойкости.

Анализ результатов, представленных в табл.2, свидетельствует о том, что при упрочнении согласно изобретению наиболее оптимальным при обработке в. положительном коронном разряде является величина силы тока в пределах I60 — 240 мА.

Формула изобретения

Способ обработки поверхности режущего инструмента, включающий имплантацию ионов титана и нанесение покрытия из нитрида титана, отличающийся тем, что, с целью повышения износостойкости инструмента, перед имплантацией проводят предварительную обработку поверхности инструмента в положительном коронном разряде на воздухе в течение 2,5—

3 ч при токе разряда 160-240 мкА.

Таблица 2

Составитель М, Куликов

Редактор С. Кулакова . Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М.ПетРова

Заказ 2307 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101