Многослойный материал для покрытия

 

Многослойный материал для покрытия на режущем и штамповом инструменте, состоящий из внутреннего слоя, толщиной 0,5 - 2 мкм, на основе титана, содержащий один или несколько металлов из группы рутений, родий, палладий в количестве 0,15 - 0,4 мас.%, и наружного слоя, толщиной 0,5 - 10 мкм на основе нитрида титана, содержащий один или несколько металлов из группы рутений, родий, палладий в количестве 0,13 - 0,36 мас.%.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к материалам, на основе нитрида титана для покрытий на стальной и твердосплавный, режущий и металлодавящий инструмент.

Известны материалы на основе нитрида титана, наносимые на детали и инструмент путем осаждения из газовой фазы или методом генерации вещества катодным пятном вакуумной дуги (см. Хомяк В.С. Пути повышения стойкости холодновысадочного инструмента и качества изготовляемых деталей. М: НИИмаш. 1980, с.49; Джеломанова Л.М. Прогрессивные методы нанесения износостойких покрытий на режущий инструмент. Обзор. М: НИИмаш. 1979, с.48; Григоров А.И. Развитие ионно-вакуумных износостойких покрытий в автомобильной промышленности. Автомобильная промышленность, 1981. с.25-27).

Известные материалы на основе нитрида титана не обеспечивают необходимого их качества при работе режущего и металлодавящего инструмента.

Наиболее близким техническим решением, которое принято за прототип, являются "Режущие пластины с износостойким покрытием" по патенту США N 4450205. Согласно патенту предлагаются режущие пластины из твердого сплава или быстрорежущей стали с износостойким 2-слойным покрытием, в котором внутренний слой толщиной 0,5 2 мкм выполнен из чистого титана, а наружный толщиной 0,5 10 мкм из нитрида титана.

Известные режущие пластины не обеспечивают адгезионной прочности покрытия при больших циклических нагрузках.

Для повышения прочности сцепления покрытия с подложкой в многослойном материале, состоящем из внутреннего слоя на основе титана толщиной 0,5 2 мкм и наружного рабочего слоя на основе нитрида титана толщиной 0,5 10 мкм, внутренний слой дополнительно содержит 0,15 0,4 мас. одного или нескольких металлов из группы рутений, родий, палладий, а наружный слой дополнительно содержит 0,13 0,36 мас. одного или нескольких металлов из группы рутений, палладий, родий.

Техническое решение иллюстрируется следующими примерами: Пример 1. На рабочие поверхности пластинок из твердого сплава ВК6-М проходных резцов, предназначенных для течения закаленной стали 50 с HRС 45 после полной финишной обработки наносят на установке "Булат" многослойный материал, состоящий из внутреннего слоя на основе титана толщиной 1 мкм и наружного рабочего слоя на основе нитрида титана толщиной 5 мкм, у которого внутренний слой дополнительно содержит 0,3 мас. рутения, а наружный слой дополнительно содержит 0,25 мас. рутения.

Для получения покрытий используют катод из титана, содержащий в своем составе в мас. рутения 0,35.

Пример 2. На рабочие поверхности пробивных пуансонов из стали Р6М5 после полного изготовления наносят на установке "Булат" многослойный материал, состоящий из внутреннего слоя на основе титана толщиной 1 мкм и наружного слоя на основе нитрида титана толщиной 5 мкм, у которого внутренний слой дополнительно содержит 0,3 мас. палладия, а наружный слой дополнительно содержит 0,25 мас. палладия.

Для получения многослойного материала используют катод из титана, содержащий в своем составе в мас. палладия 0,35.

Пример 3. На рабочие поверхности пластинок из твердого сплава ВК3-М проходных резцов, предназначенных для точения закаленной стали У10А с HRC58 после полной финишной обработки наносят на установке "Булат" многослойный материал, состоящий из внутреннего слоя на основе титана толщиной 1 мкм и наружного рабочего слоя на основе нитрида титана толщиной 5 мкм, у которого внутренний слой дополнительно содержит мас. 0,3 рутения, 0,3 родия, 0,3 палладия, а наружный слой дополнительно содержит мас. 0,25 рутения, 0,25 палладия, 0,25 родия.

Для получения покрытий используют катод из титана, содержащий в своем составе в мас: рутения 0,35, родия 0,35, палладия 0,35.

Контроль обработанной поверхности инструмента, приведенного в примерах, и который обрабатывался по способу-прототипу, показал, что при эксплуатации имеет место отслаивание покрытия.

Контроль обработанной поверхности инструмента, приведенного в примерах, и который обрабатывался по предложенному способу, показал, что при эксплуатации отслаивание покрытия отсутствует.

Применение предлагаемого изобретения позволяет повысить прочность адгезионного сцепления покрытия с подложкой.

Формула изобретения

Многослойный материал для покрытия преимущественно на режущем и штамповом инструменте, состоящий из внутреннего слоя на основе титана толщиной 0,5 2 мкм и наружного слоя на основе нитрида титана толщиной 0,5 10 мкм, отличающийся тем, что внутренний слой дополнительно содержит один или несколько металлов из группы рутений, родий, палладий в количестве по 0,15 - 0,4 мас. а наружный слой дополнительно содержит один или несколько металлов из группы рутений, родий, палладий в количестве по 0,13 0,36 мас.