Способ упрочнения твердосплавного инструмента

 

Сущность изобретения: рабочие поверхности твердосплавного инструмента подвергают шлифованию в два этапа - сначала алмазным кругом, затем алмазным кругом, предварительно шаржированным твердыми частицами, адгезионно-активными к материалу покрытия, например, частицами карбида вольфрама средней тонкости, затем наносят износостойкое покрытие, состоящее из слоев нитрида титана и нитрида хрома. После шлифования рабочие поверхности инструмента дополнительно подвергают наклепу пластическим деформированием. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для упрочнения твердосплавного инструмента, режущего и металлодавящего.

Известны карбонитридные покрытия, наносимые на инструмент методом генерации вещества катодным пятном вакуумной дуги.

Известные покрытия не обеспечивают необходимой прочности адгезионного сцепления покрытия с подложкой.

Наиболее близким техническим решением, которое принято за прототип, является режущий инструмент с износостойким многослойным покрытием с чередующимися слоями двух компонентов.

Однако известное покрытие не обеспечивает необходимой прочности адгезионного сцепления покрытия с подложкой.

Для повышения прочности адгезионного сцепления покрытия с подложкой перед покрытием шлифование ведут в два этапа сначала алмазным кругом, затем алмазным кругом, предварительно шаржированным твердыми частицами, адгезионно-активными к материалу покрытия, например частицами карбида вольфрама средней тонкости, и дополнительно упрочняют подложку наклепом пластическим деформированием после шлифования.

Шлифование подложки алмазным кругом перед покрытием обеспечивает благоприятные для покрытия характеристики подложки.

На стадии завершения шлифования выхаживание подложки алмазным кругом, покрытым шаржированием до насыщения твердыми частицами, адгезионно-активными к покрытию, например частицами карбида вольфрама WC средней тонкости, экранирует Со-фазу частицами карбида вольфрама WC, что приближает адгезионную прочность сцепления участков Со-фазы твердосплавной подложки к прочности сцепления на участках карбидной фазы.

Дополнительное упрочнение подложки наклепом пластическим деформированием повышает прочность закрепления шаржирующих частиц карбида вольфрама WC в Со-фазе твердого сплава, что повышает прочность адгезионного сцепления покрытия с подложкой.

П р и м е р 1. Механически закрепляемую пластинку из твердого сплава ВК3-М проходного резца перед нанесением покрытия TiN-CrN на установке "Булат" затачивают алмазным кругом АС 100/80-100%-ной концентрации на связке М5 со скоростью 25 м/с, а на стадии завершения шлифования выполняют ее выхаживание алмазным кругом АС 100/80, Б1, 100%-ной концентрации, который покрывают шаржированием до насыщения частицами карбида вольфрама WC средней тонкости (зернистостью 1-3 мкм).

П р и м е р 2. Рабочие плоские поверхности твердосплавной секторной вставки ВК20-КС гаечной матрицы IV операции для высадки гаек М10 перед нанесением покрытия TiN-CrN на установке "Булат" затачивают алмазным кругом АС 125/100 М1, 100%-ной концентрации при режиме: V_к=25 м/с, V_дег=4 м/мин, S=0,5 мм/дв. ход, t=0,03 мм/дв.ход, а на стадии завершения шлифования выполняют ее выхаживание алмазным кругом АС 100/80, Б1, 100%-ной концентрации, который покрывают шаржированием до насыщения частицами карбида вольфрама WC средней тонкости (зернистостью 1-3 мкм). Затем дополнительно упрочняют подложку наклепом пластическим деформированием выглаживанием алмазным выглаживателем с R= 2 мм на координатно-расточном станке мод. 2Д450 по жесткой схеме. Режим выглаживания: скорость вращения выглаживателя n=1000 об/мин, продольная подача S=60 мм/мин, глубина выглаживания t=0,01 мм, шаг выглаживания h=0,1 мм.

Контроль обработанной поверхности твердосплавного инструмента, приведенного в примерах 1 и 2, и который обрабатывался по способу-прототипу, показал, что при эксплуатации имеет место отслаивание покрытия.

Контроль обработанной поверхности твердосплавного инструмента, приведенного в примерах 1 и 2, и который обрабатывался по предложенному способу, показал, что при эксплуатации отслаивание покрытия отсутствует.

Формула изобретения

1. СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ ТВЕРДОСПЛАВНОГО ИНСТРУМЕНТА, включающий шлифование рабочих поверхностей твердосплавного инструмента и последующее нанесение на них вакуумно-плазменным методом износостойкого покрытия, отличающийся тем, что шлифование ведут в два этапа сначала алмазным кругом, затем алмазным кругом, предварительно шаржированным твердыми частицами, адгезионно-активными к материалу покрытия, например частицами карбида вольфрама средней тонкости, износостойкое покрытие формируют из слоев нитридов титана и хрома.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после шлифования рабочие поверхности твердосплавного инструмента подвергают наклепу пластическим деформированием.