[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU59584U1 - MULTI-LAYER-CUTTING TOOL - Google Patents

MULTI-LAYER-CUTTING TOOL Download PDF

Info

Publication number
RU59584U1
RU59584U1 RU2006118877/22U RU2006118877U RU59584U1 RU 59584 U1 RU59584 U1 RU 59584U1 RU 2006118877/22 U RU2006118877/22 U RU 2006118877/22U RU 2006118877 U RU2006118877 U RU 2006118877U RU 59584 U1 RU59584 U1 RU 59584U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
coating
cutting tool
wear
tool
titanium
Prior art date
Application number
RU2006118877/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Петрович Табаков
Алексей Валерьевич Циркин
Алексей Валерьевич Чихранов
Максим Юрьевич Смирнов
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет"
Priority to RU2006118877/22U priority Critical patent/RU59584U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU59584U1 publication Critical patent/RU59584U1/en

Links

Landscapes

  • Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к области нанесения покрытий, в частности к нанесению покрытий испарением и конденсацией в вакууме, и предназначена для получения износостойких покрытий на режущем инструменте в инструментальном производстве. Технический результат - повышение стойкости режущего инструмента. Предлагается режущий инструмент с многослойным износостойким покрытием, содержащий инструментальную основу и нанесенное на нее двухслойное износостойкое ионно-плазменное покрытие, в качестве нижнего слоя которого используют нитрид или карбонитрид соединения титана, хрома и железа; в качестве верхнего - нитрид или карбонитрид соединения титана, хрома и молибдена.The utility model relates to the field of coating, in particular to coating by evaporation and condensation in a vacuum, and is intended to obtain wear-resistant coatings on a cutting tool in tool production. The technical result is an increase in the resistance of the cutting tool. A cutting tool with a multilayer wear-resistant coating is proposed, containing a tool base and a two-layer wear-resistant ion-plasma coating deposited on it, the titanium, chromium and iron compounds nitride or carbonitride are used as the lower layer; as the upper - nitride or carbonitride compounds of titanium, chromium and molybdenum.

Description

Полезная модель относится к области нанесения покрытий, в частности к нанесению покрытий испарением и конденсацией в вакууме, и может быть использована в инструментальном производстве для получения износостойких покрытий на режущем инструменте.The utility model relates to the field of coating, in particular to coating by evaporation and condensation in a vacuum, and can be used in tool production to obtain wear-resistant coatings on a cutting tool.

Известен режущий инструмент с износостойким ионно-плазменным покрытием нитрида титана TiN или карбонитрида титана TiCN, толщиной 3-8 мкм (см. Табаков В.П. Работоспособность режущего инструмента с износостойкими покрытиями на основе сложных нитридов и карбонитридов титана. Ульяновск: УлГТУ, 1998. 123 с.).Known cutting tool with a wear-resistant ion-plasma coating of titanium nitride TiN or titanium carbonitride TiCN, 3-8 μm thick (see Tabakov V.P. Performance of a cutting tool with wear-resistant coatings based on complex titanium nitrides and carbonitrides. Ulyanovsk: UlSTU, 1998. 123 s.).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного режущего инструмента с покрытием, относится то, что в известном режущем инструменте с покрытием наносимое покрытие имеет относительно низкую твердость, уровень сжимающих напряжений и недостаточную прочность сцепления с инструментальной основой. В результате этого покрытие в большей мере подвергается износу, в нем быстро зарождаются и распространяются трещины, приводящие к разрушению покрытия, что снижает стойкость режущего инструмента с покрытием.The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using a known coated cutting tool include the fact that in the known coated cutting tool, the applied coating has relatively low hardness, level of compressive stresses and insufficient adhesion to the tool base. As a result of this, the coating undergoes more wear and tear, cracks quickly nucleate and propagate in it, leading to the destruction of the coating, which reduces the resistance of the coated cutting tool.

Наиболее близким режущим инструментом с покрытием того же назначения к заявленной полезной модели по совокупности признаков является режущий инструмент с многослойным покрытием, содержащий инструментальную основу и нанесенное на нее многослойное ионно-плазменное износостойкое покрытие, состоящее The closest cutting tool with a coating of the same purpose to the claimed utility model according to the totality of features is a cutting tool with a multilayer coating containing the tool base and a multilayer ion-plasma wear-resistant coating deposited on it, consisting

из верхнего слоя нитрида соединения титана, кремния и циркония TiSiZrN и нижнего слоя нитрида соединения титана и кремния TiSiN (см. Решение о выдаче патента на полезную модель №2005134098/22 (038130)), принятый за прототип.from the upper nitride layer of the titanium compound, silicon and zirconium TiSiZrN and the lower layer of the nitride compound of titanium and silicon TiSiN (see. Decision on the grant of a patent for utility model No. 2005134098/22 (038130)) adopted for the prototype.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного режущего инструмента с покрытием, принятого за прототип, относится то, что в известном режущем инструменте с покрытием многослойное покрытие содержит нижний слой, обладающий низкой прочностью сцепления с инструментальной основой, а покрытие обладает недостаточной твердостью. В результате покрытие плохо сопротивляется процессам износа и разрушения и быстро разрушается при резании. Поэтому покрытие должно состоять из верхнего слоя, обладающего максимальной твердостью, и нижнего слоя, обладающего наибольшей твердостью при максимальной прочности сцепления с инструментальной основой.The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using a known cutting tool with a coating adopted as a prototype include the fact that in a known cutting tool with a coating, the multilayer coating contains a lower layer having low adhesion to the tool base, and the coating has insufficient hardness . As a result, the coating poorly resists the processes of wear and tear and quickly collapses when cutting. Therefore, the coating should consist of an upper layer with maximum hardness and a lower layer with maximum hardness with maximum adhesion to the tool base.

Технический результат - повышение стойкости режущего инструмента.The technical result is an increase in the resistance of the cutting tool.

Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что в известном режущем инструменте с покрытием в качестве нижнего слоя покрытия используют нитрид или карбонитрид соединения титана, хрома и железа; в качестве верхнего - нитрид или карбонитрид соединения титана, хрома и молибдена.The specified technical result in the implementation of the utility model is achieved by the fact that in the known cutting tool with a coating, the nitride or carbonitride of a compound of titanium, chromium and iron is used as the lower coating layer; as the upper - nitride or carbonitride compounds of titanium, chromium and molybdenum.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленной полезной модели, позволил установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленной полезной модели, определенные из перечня выявленных аналогов прототипа, как An analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information and identification of sources containing information about analogues of the claimed utility model, allowed to establish that the applicant did not find a source characterized by features identical to all the essential features of the claimed utility model, determined from a list of identified prototype analogues, as

наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном режущем инструменте с износостойким покрытием, изложенных в формуле изобретения.the closest in the totality of the features of the analogue, allowed to establish a set of essential in relation to the perceived by the applicant the technical result of the distinguishing features in the claimed cutting tool with a wear-resistant coating set forth in the claims.

Следовательно, заявленная полезная модель соответствует условию "новизна".Therefore, the claimed utility model meets the condition of "novelty."

Сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной модели с получением вышеуказанного технического результата.Information confirming the possibility of implementing a utility model with obtaining the above technical result.

Сущность полезной модели заключается в следующем. В предлагаемом режущем инструменте 1 из твердого сплава на поверхность наносят многослойное покрытие, состоящее из нижнего слоя 2, содержащего нитрид или карбонитрид соединения титана, хрома и железа и верхнего слоя 3, содержащего нитрид или карбонитрид соединения титана, хрома и молибдена.The essence of the utility model is as follows. In the proposed carbide cutting tool 1, a multilayer coating is applied to the surface, consisting of a lower layer 2 containing a nitride or carbonitride of a titanium, chromium and iron compound and an upper layer 3 containing a nitride or carbonitride of a titanium, chromium and molybdenum compound.

Покрытия наносили методом КИБ (конденсацией из плазменной фазы в вакууме с ионной бомбардировкой). Предварительно очищенные от загрязнений неперетачиваемые пластины, изготовленные из твердого сплава МК8, размещали в камере установки "Булат-6Т" с установленными в ней электродуговыми испарителями, материалы катодов которых включают элементы покрытия. Нанесение покрытия на основе нитрида осуществляли в среде азота, на основе карбонитрида - в смеси азота и ацетилена.The coatings were applied by the CIB method (condensation from the plasma phase in vacuum with ion bombardment). Non-grind plates preliminarily cleaned of contaminants made of MK8 hard alloy were placed in the chamber of the Bulat-6T installation with electric arc evaporators installed in it, the cathode materials of which include coating elements. The nitride-based coating was carried out in a nitrogen medium, and the carbonitride-based coating was carried out in a mixture of nitrogen and acetylene.

Микротвердость покрытий определяли на микротвердомере «ПМТ-3».The microhardness of the coatings was determined on a PMT-3 microhardness tester.

Прочность сцепления покрытия с инструментальным материалом оценивали путем вдавливания алмазного индентора на твердомере ТК-2М при нагрузке 600 Н. За критерий оценки адгезионно-прочностных свойств композиции «покрытие - инструментальный The adhesion strength of the coating to the tool material was evaluated by pressing a diamond indenter on a TK-2M hardness tester at a load of 600 N. For the criterion for assessing the adhesive-strength properties of the coating-tool composition

материал» принят коэффициент отслоения, определяемый как отношение площади отслоения покрытия к площади отпечатка индентора.material ”, a peeling coefficient is adopted, defined as the ratio of the peeling area of the coating to the area of the indenter imprint.

Стойкостные испытания режущего инструмента проводили при продольном точении заготовок из стали 30ХГСА на токарном станке 16К20. Режимы резания: скорость резания V=180 м/мин, подача S=0,15 мм/об, глубина резания t=0,5 мм, обработка производилась без применения СОЖ. За критерий износа была принята величина фаски износа по задней поверхности: h3=0,4 мм.Durable tests of the cutting tool were carried out with the longitudinal turning of billets made of 30KhGSA steel on a 16K20 lathe. Cutting modes: cutting speed V = 180 m / min, feed S = 0.15 mm / rev, cutting depth t = 0.5 mm, processing was performed without the use of coolant. For the wear criterion, the value of the chamfer of wear on the rear surface was taken: h 3 = 0.4 mm.

В таблице 1 приведены результаты испытаний режущих инструментов с полученными покрытиями.Table 1 shows the test results of cutting tools with the obtained coatings.

Таблица 1
Результаты испытаний режущего инструмента с покрытием
Table 1
Coated Cutting Tool Test Results
№ ппNo pp Материал покрытияCoating material Толщина слоев покрытия, мкмThe thickness of the coating layers, microns Коэффициент отслоенияPeeling ratio Микротвердость, ГПаMicrohardness, GPa Стойкость, минResistance, min ПримечаниеNote 1 слой1 layer 2 слой2 layer 1one 22 33 4four 55 66 77 88 1one TiNTiN 55 -- 1,161.16 29,229.2 4545 АналогAnalogue 22 TiSiN-TiSiZrNTiSiN-TiSiZrN 2,52,5 2,52,5 1,481.48 37,637.6 144144 ПрототипPrototype 33 TiCrFeN-TiCrMoNTiCrFeN-TiCrMoN 2,52,5 2,52,5 1,311.31 43,143.1 175175 -- 4four TiCrFeCN-TiCrMoCNTiCrFeCN-TiCrMoCN 2,52,5 2,52,5 1,461.46 46,246.2 200200 --

Как видно из приведенных в табл.1 данных, стойкость пластин с многослойными покрытиями повышается в 1,21-1,39 раза по сравнению с инструментом с покрытием-прототипом.As can be seen from the data in table 1, the resistance of plates with multilayer coatings increases 1.21-1.39 times in comparison with a tool with a coating prototype.

Таким образом, изложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного режущего инструмента с износостойким покрытием следующей совокупности условий:Thus, the above information indicates the fulfillment of the following set of conditions when using the declared cutting tool with a wear-resistant coating:

- средство, воплощающее заявленный режущий инструмент с износостойким покрытием при его осуществлении, предназначено для использования в промышленности, а именно в области нанесения покрытий, в частности в области нанесения покрытий испарением и конденсацией в вакууме, и может быть использовано в инструментальном производстве для получения износостойких покрытий на режущем инструменте;- a tool embodying the claimed cutting tool with a wear-resistant coating in its implementation, is intended for use in industry, namely in the field of coating, in particular in the field of coating by evaporation and condensation in a vacuum, and can be used in tool production for wear-resistant coatings on a cutting tool;

- для заявленного режущего инструмента с износостойким покрытием в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте изложенной формулы полезной модели, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;- for the declared cutting tool with a wear-resistant coating in the form described in the independent clause of the stated utility model formula, the possibility of its implementation using the means and methods described in the application or known prior to the priority date is confirmed;

- средство, воплощающее заявленную полезную модель при ее осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.- a tool that embodies the claimed utility model in its implementation, is able to ensure the achievement of the perceived by the applicant technical result.

Следовательно, заявленная полезная модель соответствует условию "промышленная применимость".Therefore, the claimed utility model meets the condition of "industrial applicability".

Claims (1)

Режущий инструмент с многослойным износостойким покрытием, содержащий инструментальную основу и нанесенное на нее двухслойное износостойкое ионно-плазменное покрытие, в качестве нижнего слоя которого используют нитрид или карбонитрид соединения титана, хрома и железа, в качестве верхнего - нитрид или карбонитрид соединения титана, хрома и молибдена.
Figure 00000001
A cutting tool with a multilayer wear-resistant coating, containing the tool base and a two-layer wear-resistant ion-plasma coating deposited on it, the lower layer of which is used nitride or carbonitride of a compound of titanium, chromium and iron, and the upper layer is nitride or carbonitride of a compound of titanium, chromium and molybdenum .
Figure 00000001
RU2006118877/22U 2006-05-30 2006-05-30 MULTI-LAYER-CUTTING TOOL RU59584U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006118877/22U RU59584U1 (en) 2006-05-30 2006-05-30 MULTI-LAYER-CUTTING TOOL

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006118877/22U RU59584U1 (en) 2006-05-30 2006-05-30 MULTI-LAYER-CUTTING TOOL

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU59584U1 true RU59584U1 (en) 2006-12-27

Family

ID=37760325

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006118877/22U RU59584U1 (en) 2006-05-30 2006-05-30 MULTI-LAYER-CUTTING TOOL

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU59584U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU59571U1 (en) MULTI-LAYER CUTTING TOOL
RU59063U1 (en) MULTI-LAYER CUTTING TOOL
RU59584U1 (en) MULTI-LAYER-CUTTING TOOL
RU59582U1 (en) MULTI-LAYER-CUTTING TOOL
RU59583U1 (en) MULTI-LAYER-CUTTING TOOL
RU59579U1 (en) MULTI-LAYER-CUTTING TOOL
RU59572U1 (en) MULTI-LAYER CUTTING TOOL
RU59574U1 (en) MULTI-LAYER CUTTING TOOL
RU59573U1 (en) MULTI-LAYER CUTTING TOOL
RU56386U1 (en) MULTI-LAYER-CUTTING TOOL
RU59062U1 (en) MULTI-LAYER-CUTTING TOOL
RU59578U1 (en) MULTI-LAYER CUTTING TOOL
RU56393U1 (en) MULTI-LAYER-CUTTING TOOL
RU56395U1 (en) MULTI-LAYER-CUTTING TOOL
RU59581U1 (en) MULTI-LAYER CUTTING TOOL
RU56394U1 (en) MULTI-LAYER-CUTTING TOOL
RU78136U1 (en) MULTI-LAYER-CUTTING TOOL
RU55369U1 (en) MULTI-LAYER CUTTING TOOL
RU59570U1 (en) MULTI-LAYER-CUTTING TOOL
RU56392U1 (en) MULTI-LAYER-CUTTING TOOL
RU56390U1 (en) MULTI-LAYER-CUTTING TOOL
RU56391U1 (en) MULTI-LAYER-CUTTING TOOL
RU55370U1 (en) MULTI-LAYER CUTTING TOOL
RU59569U1 (en) MULTI-LAYER CUTTING TOOL
RU56389U1 (en) MULTI-LAYER-CUTTING TOOL

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)