Способ формирования износостойких покрытий в вакууме Советский патент 1992 года по МПК C23C14/00 

Изобретение относится к области нанесения покрытий, в частности износостойких, и может быть использовано в машиностроении.

Целью изобретения является повышение износостойкости покрытия.

Сущность способа заключается в том, что покрытие формируют из двух чередующихся слоев: внешнего, осаждаемого при оптимальном, с точки зрения эксплуатационных свойств, давлении, и внутреннего, обеспечивающего внешнему слою повышенную адгезию, а также демпфирующие свойства. При этом внутренний слой тормозит развитие трещин из покрытия в подложку. Внутренний слой формируется на поверхности азотированной матрицы, из сплава, содержащего титан и цирконий при соотношении компонентов, мас.%: цирконий - 45-95, титан - остальное, причем осаждение слоя осуществляют при давлении Па, после чего осаждают внешний слой из износостойких соединений металлов внутреннего слоя.

Известное соотношение титана и циркония (5-40 мас.% циркония, титан -остальное) не обеспечивает достаточной адгезионной прочности на проазотирован- ной матрице, т.к. при насыщении поверхности азотом происходит пассивация поверхности, при этом данное соотношение металлов, а также режимы его осаждения существенно повышают адгезионную прочность покрытия.

При содержании в композиционном слое менее 45% циркония адгезионная прочность покрытия и матрицы недостаточна, а превышение содержания циркония выV| VI

&

Ч 00

ше 95% снижает износостойкость покрытия. Осаждение металлического слоя при давлении ниже Па не приводит к существенному повышению износостойкости, а превышение давления Па приводит к формированию в металлическом слое соединений, снижающих адгезионную прочность покрытия и матрицы.

Данный способ реализуется следующим образом.

Режущий инструмент из быстрорежущей стали Р6М5 и твердого сплава 8К8 помещали в установку для ионного азотирования. Технологические режимы азотирования: температура 350-550°С (для быстрорежущей стали) и 800-1200°С (для твердого сплава), давление (1-6)-10 Па и длительность 0,5-3 часа. Затем пластины помещали в камеру установки БУЛАТ, которую откачивали до давления 10 Паи производили очистку и нагрев поверхности ионами материала катода при напряжении на подложке 1-1,5 кВ. При этом температуре упрочняемого изделия достигала 400- 550°С (для быстрорежущей стали) и 500-7800°С (для твердого сплава). Затем осаждался металлический слой из титана и циркония толщиной 0,5-2 мкм при давлении Па, напряжении 50-800В, юке дуги 60-I20A. При этом толщина подслоя зависит от обрабатываемого материала и вида механической обработки. После этого в камеру подавался реакционный газ (азот, ацетилен, и др.) до давления (1-5)-10 Па и осаждалось износостойкое покрытие толщиной 1-10 мкм заданного химического состава.

Затем резцы подвергались стойкост- ным испытаниям. Испытания проводились

при продольном точении стали 12Х18Н10Т при следующих режимах резания: V 160 м/мин, S - 0,3 мм/об, t 1 мм (твердый сплав); V 30 м/мин, S 0,63 мм/об, t 1 мм.

Испытаниям подвергались пластины, содержащие металлический слои толщиной 1 мкм и износостойкий слой толщиной 3 мкм.

Результаты испытаний приведены в

таблице.

Сравнительный анализ данных, приведенных в таблице, показывает, что стойкость инструмента, обработанного по данному способу, возрастает в 1,2-1,5 раза

по сравнению с известным.

Формула изобретения Способ формирования износостойких покрытий в вакууме, включающий последовательное нанесение на азотированную поверхность матрицы внутреннего слоя, содержащего титан и цирконий, и внешнего износостойкого слоя из соединений металлов внутреннего слоя, отличающийся тем. что, с целью погружения износостойкости покрытия, внутренний слой наносят при остаточном давлении Па при следующем содержании исходных компонентов в слое, мас.%:

Цирконий45-95

5 ТитанОстальное.

Изобретение относится к нанесению покрытий и может быть использовано в машиностроении. Целью изобретения является повышение износостойкости покрытия. Сущность способа заключается в том, что покрытие формируют из двух чередующихся слоев: внешнего, осаждаемого при оптимальном давлении, и внутреннего, обеспечивающего внешнему слою повышенную адгезию, а также демпфирующие свойства. Внутренний слой формируют на проазоти- рованной матрице из сплава, содержащего титан и цирконий при соотношении компонентов, мас.%: цирконий 45-95, титан - остальное. Осаждение слоя осуществляют при давлении Па, после чего осаждают внешний слой из износостойких соединений металлов внутреннего слоя. Данное соотношение компонентов, а также режимы осаждения слоя позволяют повысить адгезионную прочность покрытия и соответственно стойкость инструмента в 1.2-1,5 раза, 1 табл.