Способ упрочнения режущего инструмента из быстрорежущей стали
Изобретение относится к технологии нанесения износостойких покрытий на режущий инструмент и может быть использовано для упрочнения инструмента из быстрорежущих сталей для повышения его износоустойчивости . Сущность состоит в повышении износостойкости инструмента за счет того, что на алмазосодержащее покрытие наносят слой нитрида титана толщиной 23 мкм.
СОЮЗ СОВГТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
h (21) 4850358/02 (22) 11.06.90 (46) 23.10.92. Бюл, ¹ 39 (71) Производственное объединение по weстерням "Минсктракторозапчасть" (72) В,А.Стрелюхин (56) Прогрессивный металлообрабатывающий инструмент и методы повышения его стойкости, Методические рекомендации союза научных и инженерных обществ СССР, НИЦ "Надежность машин", M„1989 г., с, 185.
Изобретение относится к технологии нанесения износостойких покрытий на режущий инструмент из быстрорежущей стали и может быть использовано для упрочнения инструмента для повышения его износостойкости.
Известен процесс электролитического осаждения хромового покрытия на режущий инструмент. Это покрытие обеспечивает повышение износостойкости за счет высокой твердости и низкого коэффициента трения храмового покрытия. Толщина слоя хрома при покрытии металлорежущего инструмента может колебаться в пределах 3 — 4 мкм для метчикав, 20 — 30 мкм для долбяков.
Недостатком известного способа является низкая износоустойчивость режущего инструмента.
Известен способ улучшающий свойства упрочнения покрытия комбинированным электрохимическим покрытием (КЭП), сочетающий в себе теплапроводность и пластичность металлов и повышенную твердость абразивных включений. КЭП получают из суспензий, представляющих собой электро1 770448 А1 (s>)s С 23 С 14/22, В 23 В 27/14 (54) СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТАА ИЗ БЫСТРОР ЕЖУЩЕЙ СТАЛИ (57) Изобретение относится к технологии нанесения износостойких покрытий на режущий инструмент и может быть использовано для упрочнения инструмента из быстрорежущих сталей для повышения его износоустойчивости. Сущность состоит в повышении износостойкости инструмента за счет того, что на алмазосодержащее покрытие наносят слой нитрида титана толщиной 23 мкм. литы с добавкой высокодисперсного порошка. При наложении электрического тока на поверхности покрываемого предмета осаждается металл (первая фаза или матрица) и частицы порошка (вторая фаза), которая армируется матрицей. Повышающиеся требования к точности обработки, производительности процессов и необходимость обработки труднообрабатываемых и хрупких материалов обусловили создание инструмента, упрочняемого комбинированными электрохимическими покрытиями и несущими на своей поверхности композиционное алмазо-гальваническое покрытие (АГП), в котором связкой являются: хром, никель и др. Повышенными свойствами при обработке труднообрабатываемых и хрупких материалов обладают разработанные
АГП на основе ультрадисперсных элмазов (УДА) и хромовой матрицы за счет компактности многослойного абразивного покрытия с размером зерна алмаза менее 0,1 мкм.
Недостатком известного способа, является наличие в хромовой матрице микроскопической сетки трещин и пор, что снижает износоустойчивость режущего и нст румента.
1770448
Составитель Н.Якушевич
Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н.Гунько
Редактор Т.Шагова
Заказ 3717 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушскэя нэб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
Цель изобретения — повышение износоустойчивости режущего инструмента.
Указанная цель достигается тем, что способ упрочнения режущего инструмента из быстрорежущей стали, включающий нанесение на основу инструмента электрохимического покрытия на основе ультрадисперсных алмазов и хромовой связки, п ричем на слой алмазосодержащего покрытия напыляется слой нитрида титана толщиной 2 — 3 мкм, Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый способ отличается тем, что на слой алмазосодержащего покрытия напыляется слой нитрида титана толщиной 2—
3 мкм, Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна", Анализ известных технических решений (аналогов) в исследуемой области и смежных областях, позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками в заявляемом способе упрочнения режущего инструмента, и признать заявляемое решение соответствующим критерию "существенные отличия".
Формирование слоев упрочняющего покрытия по предлагаемому способу осуществляется в два этапа, На первом этапе осуществляют нанесение кластерного покрытия на основе продукта УДА на линии электрохимического осаждения, Подготовительные и заключительные операции нанесения покрытия соответствуют стандартным операциям, в гальваническом производстве при нанесении хромовых покрытий. Основной процесс нанесения хромового покрытия содержащего продукт УДА, производится при катодной плотности тока в ванне 40 — 60 а/дм, В
2 состав ванны клэстирования входят хромовый ангидрид, калий кремнефтористый, барий сернокислый, серная кислота и продукт
ЧДА. Анодами в ванне служат стержни диаметром 50 MM из сплава свинца с б сурьмы. Обеспечиваемая скорость осаждения
1-2 мкм/мин. Толщина слоя наносимого покрытия 5-8 мкм, На втором этапе осуществляется нанесение методом КИБ слоя нитрида титана в установке типа "Булат" (ПВН-б,б-И1). Перед загрузкой в камеру установки инструмент проходит обезжиривание в моющем растворе. После загрузки в камеру инстру5 мент подвергается ионной очистке и нагреву. Температура нагрева инструмента с пластерным покрытием доводится до температуры 420-450ЯC. Напыление нитрида титана производится с двух титановых испа10 рителей при режимах: ток дуги испарителей — 80а,.опорное напряжение — 250в, ток стабилизирующих катушек О,ба, ток фокусирующих катушек — 0,2а, давление азота в камере (1 — 2) 10 мм рт. ст, Время напыле15 ния — 20 мин. Для снятия напряжений нанесенные слои подвергаются выдержке в камере установки в вакууме до температуры инструмента 100 — 110 С.
Использование предлагаемого способа
20 упрочнения режущего инструмента, обеспечивает: — увеличение износостойкости инструмента в 1,5 раза за счет дополнительного армирования зерен алмазов кластерного
25 покрытия с ультрадисперсными алмазами в местах микротрещин и пор хромовой матрицы по сравнению с чисто кластерным покрытием; — дополнительное увеличение стойко30 сти инструмента по режущим граням, покрытым нитридом титана, за счет повышенной микротвердости нитрида титана и улучшения теплового баланса в зоне резания, за счет низкого коэффициента тре35 ния нитрида титана; — нагрев хромовой матрицы до температуры 420-450 С, в процессе напыления TIN . позволяет повысить усталостную прочность основы инструмента возникающую в про40 цессе нанесения электрогальванического хромового покрытия, Формула изобретения
Способ упрочнения режущего инструмента из быстрорежущей стали, включаю45 щий нанесение на инструмент электрохимического покрытия на основе ультрадисперсных алмазов и хромовой связки, отличающийся тем,что,сцелью повышения износостойкости инструмента, 50 на алмазосодержащее покрытие наносят слой нитрида титана толщиной 2-3 мкм.
