Состав покрытия для режущего инструмента Советский патент 1980 года по МПК C23C9/02 C23C17/00 

Изобретение относится к области xgMsко- ермической обработай твердосплавных инструментов, в частности к управлению вольфрамокобальтовых и татановольфрамо- кобальтовых режущих пластин путем нанесония на их поверхность специальных по крытвй.

Известно нанесение на изделия из стали и сплавов на основе железа, никеля и кобальта из состава, содержащего титан и инертный тугоплавкий материал, например окись алюминия, титана или циркония в атмосфере, содержащей фторид хлорид или бромид титана, при 9ОО 1100°С l.

Известно также пок ллтие, полученное путем диффузионного нжллщения поверхности твердосплавных инструментов окислами алюминия, титана и циркония в вакууме 2.

На режущую поверхность инструмента наносят Пгчсту, приготовленную из мелкодисперсных порошков указпнных окислов, а затем нроизводят отжиг в вакууме при

в теченне 3 ч. Износостойкость режущих пластин с такам покрытием увеличивается на .

Целью изобретения является повышение нзносостойкоста твердосплавных рекущих пластин типа ВК в ТК,

Цель достигается тем, что в состав покрытия дополнительно вводят титан при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Окись алюминия2О-45

Окась титанаiO-30

Окись пкркония2О-35

Титан1О-ЗО

Физнческсю обоснование введения тятана заключается в следующем.

В зависимости от условий получения твердосплавных пластин на их поверхности имеется свободный углерод, который осаждается преимущественно на выступах, углах, острых кромках, т.е. именно нп рабочей поверхности, и тем самым снижает прочность и износостойкость инструмента. Титан, введенный в покрытие в процессе 3709 диф4узаонного насыщения при высоких температурах взаимодействует с имею щнмся на поверхности свободным углеродом с образованием карбида,титана. При j высокоскоростном реаании, когда резко возрастает температура на рабочей поверхности, главную роль играет диффу зионный износ. В этом случае карбид тнтана служит диффузионным барьером, пре пятствуя свариванию пластины со сталью, а также замедляет образование наростов в лунок, что вызывает увеличение срока службы режущих пластин. Кроме того, взатлная диффузия титана, вольфрама и углерода в процессе резайна при высоких температурах приводит к образованию твер дого раствора Ti С - , химически более инертного, чем УС, имеющего вы сокую твердость и очень низкую раствори« мость в железе. Имеющиеся в покрытии окислы алюминия, титана и циркония обладают высокой твердостью и окалиностой- костью, что увеличивает износостойкость режущих пластин. Кроме того, в процессе термообработки окислы частично восстанав ливаются с образованием карбидов алюминия, титана и циркония, которые, в свою очередь, образуя сложные молекулярные растворы, оказывают положительное влияние на режущие свойства твердосплавных пластин. Выбор граничных значений ингредиентов, входящих в состав покрытия, произ- одится, в основном, исходя из анализа экспериментальных данных по износостой- кос1и режущего . инструмента с различнымн составами покрытия. Пример. Смесь порошков, содержащую, вес.%; 30; Т i 02-2 О J 2. титан 18, измельчают в шаровой мельнице в течение 60 ч. На предварительно обработанную режущую поверхность пластин Т15К6 и ВК8 методом окунания наносят слой пасты, приготовленной из мелкодисперсных порошков на этиловом Спарте. Затем пластины отжигают в вакууме 1 10 мм рт.ст, при 14ОО1450 С в Течение 3,5 ч. После термообработки образуется покрытие толщиной 10-12 мкм. В лабораторных и производсягвеннь5Х условиях проводят сравнительные испытания режущих пластин Т15К6 и ВК8 с покрытием. При обработке изделий из стали ХВГ, ШХ15, 85ЭШП с твердостью HRC 35-48 ед. со скоростью резания в широком интервале 56-37Ом/мин, ,под;че йТ,2-2,омм/об и глубиной 2-4 мм стойкость режущих пластин с покрытием в 2-3 раза, а при обработке чугуна в 7-8 раз выше, чем у серийного инструмента. В таблице приведены результаты испытаний режущих пластин в зависимости от состава покрытия.

2728252 раза

322О182-3 раза

ЗО15152-3 раза

3518112-3 раза

Проведе1шые испытания показывают, что изменение процентного содержа1шя компонентов, входящих в состав покрытия, в сторону уменьшения или увеличения не приводит к повышению стоик ости режущих пластин.

(7-8 раз при обработке чугуна)

Таким образом, предлагаемое покрытие, полученное одним из наиболее простых и экономичюых методов по сравнению с другими методами, например осаждением из газовой фазы, позволяет существенно

5 7097146

увеличить срок службы твердосплавных Окись алюминия2о г

режущих пластин. f алюминия2CU45

Формула изобретения с м10-30

Состав покрытия для режущего внстру-°lT±« A J, экспертизе

мента, содержащий .окислы алюминия, ти-«л С7 F 197 1314528

тана и циркония, отличающийся

тем. что. с целью повышения ианосостой- ю 2. Труды американского общества ннкости инструмента, состав дополнительножеверов-механиков Конструирсванне и

содержит титан при следующем соотноше-технология машиностроения, 1972, № 4.

НИИ компонентов вес.%:с, 19,

икись титана10-30

Окись цирконяй20- 35

3Истсчникв информации,