Способ обработки поверхности режущего инструмента Советский патент 1993 года по МПК C23C14/48 

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 адгезии покрытия с основой.

Указанная цель достигается тем, что со гласно способу сначала обрабатывают упрочняемую поверхность в положительном коронном разряде, затем пррводят имппян- тацию 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 ти таном,

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 темпе00

ю ел

00 ГО О

«-а

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, аследствие 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.

П р и м е р 1. Испытания на износостойкость проводилось в производственных условиях на операции точения заготовок из стали 20Х резцами из быстрорежущей стали Р6М5 с режимами V 60 м/мии; S 0,15 мм/об; t 1 мм. Измерение напряжений проводилось на установке Дрон. Адгезия покрытия с основой изучалась по наличию следа от царапания алмазной пирамидой на ПМТ-3 при нагрузке 200 г.

Результаты исследований показаны в табл.1.

Анализ результатов испытаний, показанных в табл. свидетельствует о предпочтительном влиянии предварительной обработки в положительном коронном разряде с последующей имплантацией ионов и нанесением нитридотитанового покрытия на износостойкость металлообрабатывающего инструмента, адгезию покрытия и основы.

0

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. 5 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 160-240 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.

0

5

0

5

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.

Таблица 1

Таблица 2