Режущий инструмент с износостойким покрытием

.К,Синель, И.Л.ПолСС 79. омов яется - и по ср , нап уппы ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ РИ ГКНТ СССР РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СВ 959344, кл, В 23 В 27/14, 19 Изобретение относится к металлообработке, в частности к износостойким покрытиям режущего инструмента.Цель изобретения - повышение стойкости покрытия.Поставленная цель достигается за счетоздания теплового барьера в покрытии.Увеличение содержания алюминия в покрытии приводит к образованию тугоплав-кого окисла алюминия А 20 з, который,обладает меньшей теплопроводностью, чемсоединения Ча группы и который являетсятепловым барьером, препятствующим разрушению основы покрытия,Однако соединения алюминия увеличивают пористость последнего иэ-за низкоймиграционной способности атомов алюминия. Миграционная способность аповерхности конденсации опредемоментом количества движенияАтомы алюминия характеризуютсянению с атомами других металломер, атомами металлов Ча г(57) Изобретение относится к области металлообработки, в частности к режущему инструменту. Цель изобретения - повышение стойкости. Поставленная цель достигается за счет создания теплового барьера в покрытии, состоящем из тугоплавких соединений Ча группы, а также хрома и алюминия за счет выбора входящих в него ингредиентов в следующих соотношениях, мас.%: хром 31-45; алюминий 9-13; металл Ча группы - остальное,атомами хрома сравнительно низкой величиной гп Ч, так как они обладают малым атомным весом (Рд = 26,98, сравнительно с Рсг = 52,01) и значительным радиусом (гд = 1,46 А сравнительно с гс, = 1,28).Последний повышает вероятность столкновений атомов и ионов алюминия в столбе плазмы с другими частицами, что снижает скорость их движения по сравнению с атомами и ионами других металлов в равных условиях конденсации,Низкая миграционная способность атомов А на инструментальной поверхности не позволяет атомам алюминия занимать наиболее выгодные в энергетическом отношении места с повышенным уровнем поверхностной энергии, какими являются поры в покрытии. Этим объясняется пористость покрытия, содержащего тугоплавкие соединения алюминия..В предлагаемом покрытии этот недостаток устранен повышением в металлическом компоненте содержания хрома, имеющего значительно меньший атомныйрадиус гсг= 1,28 А, а гл 1,=1,46 А) .: ба;.ьшийатомный вес (гп сг - - 52,01, а гп;с 1 = 26,9 с) и, какследствие, более высокую миграционнуюспособность. Это резко снижает г.ари,тестьпокрытия. 5Покрытие может быть нанесено а ре.жущий инструмент из любого инструментального материала, например, следуащимспособом.Режущий инструмент с тщательно под-Оготовленнай поверхностьк помещают в вакуумную камеру установки, в которойреализован метод конденсации с ионнойбомбардировкой КИБ), камеру эвакуируот,после чего поверхность инструмента подвергают очистке и нагреву воздействиемплазмы металлической компоненты покрытия, прилагая к инструменту потенциал, ускоряащий ионы плазмы.Плазма создается в результате испарения катода, выполненного иэ сплава металлов Т 1, А 3, Сг в предлагаемом соотношении,или при испарении нескалькис катодов, выполненных из чистых металлов Т 1, А 1, Сг, илиих сплавов, причем соотношение металлов 25в катодах и режимы их испарения подбираются такими, чтобы обеспечить упомянутоесоотношение металлов в металлическойкомпоненте покрытия,При достижении на инсгрументальнай 30основе температуры на 10-59 С ниже температуры ее разупрачнения для стали 550500 С) в камеру вводят газ реагент.содержащий неметаллическую компонентупокрытия, снижаот величину ускоряющего 35напряжения и формиру 1 ат покрытие в течение времени, необходимого для образования слоя покрытия нужной толц 1 ины.Покрытие наносилась на партию сверлиз стали Р 6 М 5 диаметрам 5 мм в количестве 4015 штук в партии. Толщина покрытия 5 мкм.Нанесенле покрытий осуществлялась на установке ННВ,6.6. И 1, аснащеннай-ремя испарителями, расположенными вгоризонтальной плоскости камеры. 45В качестве катодов использовались какчистые металлы Т 1, А 1, Сг, так и их сплавы, ссоотношением в них металлов отраженнымв таблице,На сверла подавалась ускорягзщее напряжение, - 1,1 кВ, адновоеменно захсигались электрические дуги на катодах и такимобразом испарялась металлическая компонента покрытия, Сверлам придавалась вращение вокруг своей сси и оси стала 55установки. Ускоренным пара-плазменным потоком металлической компоненть, сверла нагревались= 52 ООС, после чего в камеру вводился газ-реагент, одновременно ускоряющее напряжение на сверлах снижалось до 250 В. Сверла выдерживались в указанных условиях в течение часа, что обеспечивало получение пакрь 1 тия толщиной 5 мкм.При нанесении покрьстий из нитридов, карбидов, силицидов в вакуумную камеру вводились соответственно азот, ацетилен, баран, силан. При получении покрытия из соединений более сложных составов смеси этих газов,В зависимости от состава катодов на поверхности сверл формировалось или однослойное покрытие из компонентов, оавнамерно распределенных в объеме покрытия или многослойнее покрытие из чередующих слоев, оазличающихся химическим составам.Покрытия испытывались при сверлении отверстий в стали 45 на вертикально-сверлильном станке КМфирмы Яеззевеп без охлаждения на следующих режимах резания: подача 0,18 мм/об., скорость резания Ч = 38,5 м/мин, глубина сверления 15 мм. критерий затупления - скрип сверла,Коэффициент повышения стойкости покрытия оценивался как агнашение среднего для 15 сверл количества отверстий, просверленных инструментам с предложенным покрытием, к количеству отверстий, просверленных аналогичным инструментом с известным покрытием илл с наиболее распространенным в настоящее время покрытием из нитрида титана.Покрытие мажет быть нанесена на режущий инструмент, изготовленный из различных инструментальных материалов, предназначенный для различных видов обработки материалов резанием.Формула изобретенияРежущий инструмент с износастойким покрытием, вьпполненным из тугоплавких соединений Иа группы, а также хрома и алюминия,атл ича ющи й с я тем, что,с целью повышения стойкости, указанные ингредиенты выбраны а следующем соотношении, мас.с):Храм 31-45Алюминий 9 1Металл 1 Ча группы Остальное,