Многослойный материал для режущего инструмента Советский патент 1993 года по МПК B32B15/00 B32B7/02 C22C29/00 

Изобретение относится к спеченным материалам на основе карбидов с износостойкими покрытиями.

Режущий инструмент с покрытием находит широкое применение в обрабатывающей промышленности, например, для обработки чугуна и сплавов на основе чугуна. Режущие вкладыши, как известно, имеют покрытия, состоящие из одного или более карбидов, нитридов или карбонитри- дов тугоплавких металлов.

В качестве промежуточного слоя между основой и слоем оксида могут быть использованы слои TICO или TICON.

Содержание кислорода в промежуточных слоях является благоприятным фактором, способствующим повышению стойкости многослойных материалов.

Целью изобретения является повышение стойкости инструмента.

Предложенный многослойный материал для режущего инструмента, преимущественно вкладыш, содержит твердосплавную основу и прилегающий к ней слой оксикарбонитридов титана состава JjCxOy Nz при . соотношение 0,8 x+y+z 1,05 .1 толщиной 0.05-5 мкм, на слое оксикарбонитридов расположен слой, состоящий из твердого раствора TIC, TIN и TICN толщиной 0,05-20 мкм, причем его толщина превышает толщину слоя оксикарбонитридов. На слой из TIC и TICN может быть также дополнительно нанесен слой оксида алюминия, а на него, в свою очередь, может быть нанесен слой TIN.

Предложенный многослойный материал также отличается от известного тем, что поверхность твердосплавной основы может быть обогащена связующим.

П р и м е р 1. Режущий вкладыш с покрытием T1CQ+TIC в соответствии с заявленным

00

со о ю

СО

со

со

соотношением элементов толщиной 4,7 мкм испытывали в следующих условиях: скорость резания 180 м/мин, глубина резания 1,5мм, подача 0,1-0,3 мм/об. Режущая кромка повреждений не имеет.

П р и м е р 2. Режущий вкладыш с поверхностью твердосплавной основы, обогащенной связующим, имеет покрытие TiCO+TlC+AteOa+TlN.

Испытания в условиях, описанных в примере 1, свидетельствуют о повышенной стойкости инструмента - режущая кромка после испытаний повреждений не имеет.

ПримерЗ. Режущий вкладыш с поверхностью твердосплавной основы, не обогащенной связующим, имеет покрытие TICO+TICN общей толщиной 2 мкм. Испытания вкладыша в условиях, описанных в примере 1, свидетельствуют о его слабых повреждениях.

П р и м е р 4. Режущий вкладыш, в котором поверхность твердосплавной основы обогащена связующим, был покрыт сло- VCM TICCHTIN, в последнем из которых, в самом внутреннем слое, примыкающем к слою TiCO, присутствовало лишь незначительное количество углерода. Этот слой TIN (с небольшим количеством С) и слой TiCO имели общую толщину 20 мкм. Испытания вкладышей в условиях, описанных в Примере 1, продемонстрировали то, что такой вкладыш подвергался лишь незначительному повреждению.

Сравнительный анализ результатов испытаний многослойного материала для режущего инструмента показал, что материал с покрытием (примеры 1-3) имеет повышен- ную стойкость по меньшей мере в 20 раз. а в большинстве случаев в ЗО.раз по сравнению с режущим элементом, имеющим единственное покрытие TIC.

Фор мула изобретения

1. Многослойный элемент для режущего инструмента, преимущественно вкладыш, содержащий спеченную твердосплавную основу и прилегающий к ней слой оксикарбонитридов титана состава TlCxOyNz. отличающийся тем, что, с целью повышения стойкости инструмента, слой оксикарбонитридов выполнен при соотношении 0,8 x+y+z 1,05 где ,1, и имеет толщину

0,05-5 мкм, а на слое оксикарбонитридов расположен слой, состоящий из твердого раствора TIC и TICN толщиной 0,05-20 мкм, причем его толщина превышает толщину слоя оксикарбонитридов.

2. Элемент по п. 1,отличающийся тем, что на слое из TIC и TiCN расположен слой из оксида алюминия.

3.Элемент по п.1, о т л и ч а ю щи и ся тем, что на слое из оксида алюминия расположен слой TIN.

4.Элемент по п.1,отличающийся тем, что поверхность твердосплавной основы обогащена связующим.

Сущность изобретения: предложенный материал содержит спеченную твердосплавную основу и прилегающий к ней слой оксикарбонитридов титана состава Т; CxOyNz при соотношении 0,8 x+y+z 1,05 ,1 толщиной 0,05-5 мкм, на слое оксикарбонитридов расположен слой, состоящий из твердого раствора TIC и TICN толщиной 0.05-20 мкм. причем его толщина превышает толщину слоя оксикарбонитридов. На слой из TIC и TICN может быть дополнительно нанесен слой оксида алюминия, а на него, в свою очередь, может быть нанесен слой TIN. Кроме того, поверхность твердосплавной основы может быть обогащена связующим. 3 з.п.ф-лы.