Режущий инструмент с износостойким покрытием

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧ Е С К ИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (s1)s В 23 В 27/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ зий, эрбий, (21) 3674146/08 (22) 19.12.83 (46) 30. t2.91. Бюл. N 48 (71) Всесоюзный научно-исследовательский инструментальный институт (72) А,Г.Гаврилов, Г.К.Галицкая, В.П,Жедь, Е.И,Курбатова, А.К,Синельщиков, Э.M.Волин и Г.В.Лукьяненко (53) 621.9.025 (088.8) (56) Патент Великобритании

М 1494157, кл, C 23 С 11/08, 1977. (54)(57) 1. РЕЖУЩИЙ ИНСТРУМЕНТ С ИЗНОСОСТОЙКИМ ПОКРЫТИЕМ, включающий основу, нанесенное на нее износостойкое покрытие, выполненное из чередующихся или равномерно распределенных тугоплавких фаз внедрения элеменИзобретение относится к металлообработке, в частности к режущему инструменту . с износостойким покрытием, Цель изобретения — повышение стойко- сти режущего инструмента, преимущест-, венно при обработке жаропрочных сталей и сплавов.

Использование предложенного режущего инструмента позволяет повысить его стойкость, по сравнению с известным не менее, чем в 2-2,5 раза.

Поставленная цель достигается за счет подслоя, выполненного из чередующихся между собой слоев диффузионных элементов и их соединений с элементами материала основы, расположенных по всей толщине. подслоя, перпендикулярно рабочей поверхности инструмента, причем в качестве диффузионноактивных элементов берут

2 тов ИНЧ групп, и расположенный между основой и покрытием подслой,.о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения стойкости преимущественно при обработке жаропрочных сталей и сплавов, подслой выполнен из чередующихся между собой слоев диффузионноактивных элементов и их соединений с элементами материала основы, расположенных по всей толщине подслоя, перпендикулярно к рабочей поверхности инструмента.

2. Инструмент по и. 1, отл ича ющийс я тем, 4TQ в качестве диффузионноактивных элементов берут элемент, выбранный из группы: марганец, сурьма, фосфор, медь, кадмий, бериллий, скандий, бор, алюминий, вольфрам, кремний., итрий, неодим, диспроэлемент, выбранный из группы: марганец, сурьма, медь, кадмий, бериллий, скандий, бор, алюминий, вольфрам, кремний, итрий, неодим, диспрозий, эрбий.

Предлагаемое выполнение подслоя позволяет предотвращать преждевременное разрушение режущего инструмента, так как возникающие s процессе резания в зоне контакта режущего инструмента и обрабатываемого материала значительные ударные и механические нагрузки воспринимаются не только покрытием, но и остальными элементами инструмента: подслоем и основой.

Необходимость выполнения подслоя иэ диффузионноактивных элементов обусловлено обеспечением прочной химической связи между покрытием и основой, что также влияет на стойкость инструмента.

1701427

Составитель М, Пуряев

Редактор И. Сегляник Техред М.Моргентал Корректор Т. Палий

Заказ 4497 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

На чертеже показан режущий инструмент, поперечный разрез.

Режущий инструмент состоит из основы

1, с нанесением на ее поверхность износостойким покрытием 2 и расположенного между ними подслоя 3 с находящимися в нем рядами соединений 4.

Предлагаемый режущий инструмент изготовлен из быстрорежущей стали и твердого сплава известным методом конденсации вещества в вакууме катодной ионной бомбардировкой (КИ Б).

В камеру установки типа "Булат" загружают инструмент (резцы быстрорежущей стали или пластины из твердого сплава ВК8) и устанавливают катод иэ диффузионноактивных элементов (например меди, вольфрама, кремния и т.д.) и катоды из элементов III-И группы периодической системы элементов, входящих в состав покрытия, После этого камеру эвакуируют и зажигают в ней дуговой разряд, испаряя с его помощью катод, изготовленный из диффузионноактивного элемента.

При этом к инструменту прикладывают напряжение 800-10000 В и проводят очистку его рабочей поверхности бомбардировкой ионами указан toro материала катода с разогревом до температуры нанесения покрытия.

При этом в результате присутствия в плазме разнозарядных ионов, обладающих не одинаковой кинетической энергией, локальный разогрев рабочей поверхности основы неравномерный, хотя требуемая усредненная температура нанесения по5 крытия, измеряемая пирометром, сохранялась.

В результате этого взаимодействие крйсталлизующегося и нарастающего диффузионноактивного материала подслоя с

10 элементами основы осуществлялось только в тех точках ее поверхности, в которых бомбардировка проводилась ионами, обладающими максимальной кинетической энергией, т.е. в наиболее разогретых точках, 15 что способствовало росту колоний из продуктов их взаимодействия. Нэ остальной же части рабочей поверхности основы осуществлялась только конденсация диффузионноактивного вещества, в результате чего и

20 был сформирован подслой указанной конструкции. После этого напряжение на инструменте снижают до 25-750 В, подключают катоды, изготовленные из элементов III-IV групп, входящих в состав покрытия, одно25 временно в камеру вводили. газ-реагент и выдерживают инструмент s указанных условиях в течение времени, необходимого для нанесения покрытия заданной толщины.

Затем подачу газа — реагента прекращают, с

30 инструмента снимают напряжение, выключают дуговой разряд и охлаждают инструмент до комнатной температуры.