Режущий инструмент

 

РЕЖУЩИЙ ИНСТРУМЕНТ с иэно.состойкйм многослойным покрытием с чередукядимися слоями двух компонентов , из которых представляет собой нитрид или карбид металла IV группы, отличающийся тем, что, с целью повышения стойкости инструмента при обработке труднообрабатываемых материалов, второй компонент покрытия представляет собой нитрид, или борид, или карбид, или силицид металла VI группы , при этом толщина слоя из нитрида или карбида металла IV группы составляет 0,05-0,5 мкм, а толщина слоя из соединения металла. VI группы - 15-40% от толщины слоя соединения металла IV группы.

„„SU„„ 959345 A

СОЮЗ СОВЕТСКИХ .

РЕСПУБЛИК

3 5Р В:.23 В 27/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 0THPbITlO жгсоыа,м

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н *ВТОРСНОМЪ СВИДЕТЕПЬСТВУ . ОН . 3 (21) 2836067/25-08 (22) 24.10.79 (4б) 23.05.83. Вюл. М 19 (72) A.A. Андреев, И.В. Гаврилко, В.Г. Падалка, В.Т. Толок,A.Г.Гав.рилов, В.П. Жедь, А;К. Синельщиков и A.Ñ. Верещака (53) 025(088.8) (56) 1. R.F. Bunshan and Shebaik, Research/development. June, 1975. (54)(57) РЕЖУЩИЙ ИНСТРУМЕНТ с иэно.состойким многослойным покрытием с .чередуяцимися слоями двух компонен.— тов, один иэ которых представляет собой нитрид или карбид металла

IV группы, отличающийся тем, что, с целью повышения стойкости инструмента при обработке труднообрабатываемьис материалов, второй компонент покрытия представляет собой нитрид, или борид, или -. карбид, или силицид металла VI группы, при этом толщина слоя иэ нитрида или карбида металла IV группы составляет 0,05-0,5 мкм, а толщина слоя иэ соединения металла 71 группы — 15-40% от толщины слоя соединения металла IV группы.

959345

Составитель О. Подковырин

Редактор Вркова Техр C.иигунова Корректор О. Билак

Заказ б451/2 Тираж 110б Подписное

ВНИИПИ Х осударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

° Ф 4

Филиал ППП "Патент", r. ужгород,> ул. Проектная,. 4

Изобретение относится к области металлообработки, в частности к режущему инструменту с износостойкими покрытиями.

Известны инструменты с износостойким многослойным покрытием с чередующимися слоями двух компонентов, один иэ которых представляет собой нитрид или карбид металла

IV группы (1 ).

Недостатком известных конструк- 30 ций является низкая стойкость инструмента при обработке труднообрабатываемых материалов, обусловленная тем, что слои нитридов, карбидов IU группы имеют микротвердость 2200

3000 кг/мм2, а слои из чистого металла — 600-900 кг/мм . Наличие мяг.2 ких слоев (иэ чистого металла ) препятствует развитию трещин в хрупких слоях и в целом способствует увеличению прочности покрытий. Такие покрытия хорошо сопротивляются разрушению в условиях переменных нагрузок при обработке конструкци онных сталей, а также не выкрашиваются при переточках инстру нта по 25 одной из рабочих поверхностей. Однако при резании труднообрабатываемых материалов стойкость инструмента невелика, так как характерен адгеэионный износ инструмента вследст- 30 вие схватывания между инструментальным и обрабатываемым материалами. Повышенная температура в зоне резания (вследствие низкой теплопроводиости этих материалов )и низкие ско- 35 рости резания способствуют усилению процессов схватывания. Пластичные активные чистые металлы значительно легче схватываются с обрабатываеьыи материалом по сравнению с твердьвал более пасскэнычк их соединениями. Поэтому наличие слоев чистого металла э покрытии -приводит к интенсификации адгезконного износа покрытия в целом.

Целью кэобретенкя является повышение стОйкости инструиента при обработке труднообрабатываеиых.материалов.

Цель достигается теи, что второй компонент покрытия представляет 50 собой нктркд, клк боркд, или кар,бид, илк, силкцкд металла VI группы, прк этом толщина слоя кз кктркда клк карбида металла IV rpymm cocтавляет 0 05-0,5 мкм, а толщина слоя из соединения металла VI группы — 15-40% от толщины слоя соединения металла IV группы.

При обработке труднообрабатываемых материалов высокая микротвердость карбидов и нитридов металла

IV группы препятствует пластическим деформациям, нормальным к поверхности покрытия. Упрочняющее покры- тие содержит до 500 чередующихся слоев соединений металлов IV u VI групп, которые разделены поверхностями раздела фаз. Поверхность раздела фаз является стоком для энергии высвобождающейся при образовании микротрещин в верхнем слое в процессе резания и ослабляет вероятность их прорастания в нижние слои.

Наличие соединений металла VI с; группы, расположенного более тонкими слоями, обеспечивает сопротивление износу, а продукты износа, окисляясь в зоне резания под действием высоких температур, выполняют роль твердой смазки, снижают трение, усилие резания и тЕмпературу на режущей кромке инструмента. Кроме того, окислы молибдена, хрома, вольфрама создают пассивный барьер, препятствующий адгезионному взаимодействию покрытия с обрабатываеьпм материалом, уменьшая износ покрытия в целом.

Толщину слоев соединений металлов определяют экспериментальным путем с учетом обеспечения оптимальных смазывающих свойств и адгезионного взаимодействия покрытия с обрабатываемым материалом.

Покрытия получены последовательным нанесением слоеВ указанных компонентов путем осаждения в вакууме потоков плазмы металла при напуске в вакуумную камеру соответствую-. щего газообразного вещества (азот, метан, силан, боран ), необходимогодля образования соединений (нитрида карбида, силицида, борида ).

Стойкость инструмента повышается от 2 до 5 раз по сравнению с инструментом с покрытием из нитрида титана и титана.

Инструмент может быть использован при любом виде обработки металлов резанием (фрезеровании, сверлении, эубообработке, точении).