Материал на основе нитрида титана для покрытий

 

Изобретение позволяет повысить стойкость инструмента, стального и твердосплавного, режущего и штампового. Материал содержит нитрид вольфрама, нитрид тантала, нитрид рения, нитрид ниобия, нитрид ванадия, один или несколько металлов из группы: рутений, палладий, родий при следующем соотношении компонентов, в мас. % : нитрид вольфрама 0,1 - 0,3, нитрид тантала 0,2 - 0,4, нитрид рений 0,1 - 0,3, нитрид ниобия 0,1 - 0,13, нитрид ванадия 0,3 - 0,6, один или несколько металлов из группы: рутений, палладий, родий по 0,15 - 0,4, нитрид титана - остальное.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к материалам на основе нитрида титана для покрытий на стальной и твердосплавный, режущий и металлодавящий инструмент.

Наиболее близким техническим решением, которое принято за прототип, является материал для покрытий на изделия из твердых сплавов, выполненный на основе карбидов, нитридов или карбонитридов металлов IV Vа групп, который осаждает совместно с одним или несколькими металлами из группы, содержащей рутений, рений, родий, осмий, иридий, хром и молибден (патент Великобритании N 1544436, C 23 C 11/08, 1979 г. публикации).

Известный материал не обеспечивает стабильной работы инструмента (режущего и металлодавящего) с циклическими нагрузками.

Для повышения прочности сцепления покрытия с подложкой предложенный материал дополнительно в качестве износостойких соединений тугоплавких металлов содержит нитрид вольфрама, нитрид тантала, нитрид рения, нитрид ниобия, нитрид ванадия, а в качестве тугоплавких металлов он содержит один или несколько металлов из группы: рутений, палладий, родий при следующем соотношении компонентов в мас. нитрид вольфрама 0,1 0,3, нитрид тантала 0,2 0,4, нитрид рения 0,1 0,3, нитрид ниобия 0,1 0,13, нитрид ванадия 0,3 0,6, один или несколько металлов из группы: рутений, палладий, родий по 0,15 0,4, нитрид титана остальное.

Техническое решение иллюстрируется следующими примерами Пример 1. На рабочие поверхности пластинок из твердого сплава ВК3-М проходных резцов, предназначенных для точения закаленной стали 5ХНТ с HRСэ40, после полной финишной обработки накосят на установке "Булат" материал на основе нитрида титана, содержащий в мас.

Нитрид вольфрама 0,2, Нитрид тантала 0,3, Нитрид рения 0,2, Нитрид ниобия 0,12, Нитрид ванадия 0,45, Рутений 0,25, Нитрид титана остальное.

Для получения покрытий используют катод из титана, содержащий в своем составе в мас.

Вольфрама 0,25, Тантала 0,35, Рения 0,25,
Ниобия 0,13,
Ванадия 0,50,
Рутения 0,3.

Пример 2. На рабочие поверхности пластинок из твердого сплава ВК3-М проходных резцов, предназначенных для точения закаленной стали ХВГ с HRCэ59
60, после полной финишной обработки наносят на установке "Булат" материал на основе нитрида титана, содержащий в мас.

Нитрид вольфрама 0,2,
Нитрид тантала 0,3,
Нитрид рения 0,2,
Нитрид ниобия 0,12,
Нитрид ванадия 0,45,
Рутений 0,25,
Палладий 0,25,
Родий 0,25,
Нитрид титана остальное.

Для получения покрытий используют катод из титана, содержащий в своем составе в мас.

Вольфрама 0,25,
Тантала 0,35,
Рения 0,25,
Ниобия 0,13,
Ванадия 0,50,
Рутения 0,3,
Палладия 0,3,
Родия 0,3.

Применение изобретения позволяет повысить прочность адгезионного сцепления покрытия с подложкой.

Формула изобретения

Материал на основе нитрида титана для покрытий на металлорежущий и штамповый инструменты, содержащий тугоплавкие металлы и износостойкие соединения тугоплавких металлов, отличающийся тем, что в качестве износостойких соединений тугоплавких металлов он содержит нитрид вольфрама, нитрид тантала, нитрид рения, нитрид ниобия и нитрид ванадия, а в качестве тугоплавких металлов он содержит один или несколько металлов из группы, включающей рутений, палладий и родий при следующем соотношении компонентов, мас.

Нитрид вольфрама 0,1 0,3
Нитрид тантала 0,2 0,4
Нитрид рения 0,1 0,3
Нитрид ниобия 0,1 0,13
Нитрид ванадия 0,3 0,6
Один или несколько металлов из группы, включающей рутений, палладий и родий по 0,15 0,4
Нитрид титана Остальное