Способ формирования износостойких покрытий в вакууме

%4 стан струментальный идетельство СССР23 С 11/00, 1984.идетельство СССР32 В 7/02, 1985. ичем ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБ МУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ИЗНОСОСТОЙКИХ ПОКРЫТИЙ В ВАКУУМЕ (57) Изобретение относится к нанесению покрытий и может быть использовано в машиностроении. Целью изобретения является повышение износостойкости покрытия. Сущность способа заключается в том, что Изобретение относится к области нанесения покрытий, в частности износостойких, и может быть использовано в машиностроении.Целью изобретения является повышение износостойкости покрытия.Сущность способа заключается в том, что покрытие формируют из двух чередующихся слоев: внешнего, осаждаемого при оптимальном, с точки зрения эксплуатационных свойств, давлении, и внутреннего, обеспечивающего внешнему слою повышенную адгезию, э также демпфирующие свойства. При этом внутренний слой тормозит развитие трещин из покрытия в подложку. Внутренний слой формируется на поверхности азотированной матрицы, из сплава, содержащего титан и цирконий при соотношении компонентов, мас.0: циркопокрытие формируют из двух чередующихся слоев: внешнего, осаждаемого при оптимальном давлении, и внутреннего, обеспечивающего внешнему слою повышенную адгезию, а также демпфирующие свойства. Внутренний слой формируют на проазотированной матрице из сплава, содержащего титан и цирконий при соотношении компонентов, мас.: цирконий 45 - 95, титан - остальное. Осаждение слоя осуществляют при давлении 10 -10Па, после чего осаждают внешний слой из износостойких соединений металлов внутреннего слоя. Данное соотношение компонентов, а также режимы осаждения слоя позволяют повысить адгезионную прочность покрытия и соответственно стойкость инструмента в 1.2 - 1,5 раза, 1 табл. ний - 45-95, титан - остальное осаждение слоя осуществляют при давлении 10 4-10Па, после чего осаждают внешний слой из износостойких соединений металлов внутреннего слоя.Известное соотношение титана и циркония (5-40 мас.циркония, титан - остальное) не обеспечивает достаточной адгезионной прочности на проазотировэнной матрице, т.к. при насыщении поверхности азотом происходит пассивация поверхности, при этом данное соотношение металлов, а также режимы его осаждения существенно повышают адгезионную прочность покрытия.При содержании в композиционном слое менее 45 циркония адгезионная прочность покрытия и матрицы недостаточна, а превышение содержания циркония вы1776698 Инструыенталыый материал Состав металлического алая,ыэс. Давление при осаждении ыеталлического слоя, Па Изнасостойкий слойКоэффициент по.выгвения стойко.сти цирконий Известный способ ВК 6 + Аэотирование (А) ВКО+ А То мо.ТМ ТМ ТМ ТМ ТМ ТМ ТМ ТМТМ ТМ П- ЪМ ТЪ 2 гК 07-2 гСМ ТМ ТМ1 0.9 1.1 1,4 1,2 0,9 1,41 1,2 1.1 0,7 1,9 1,51,8 1.0 1,6 2,1 Р 6 Ч 5 в Л(известный способ) Р 6 М 5+ А. Та ме Составитель С.МирошкинТехред М.Моргентал Корректор О.Густи Редактор Т.Иванова Заказ 4101 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, гК-ЗБ, Раушская наб., 4/Б Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ше 95 снижает износостойкость покрытия. Осаждение металлического слоя при давлении ниже 10 Па не приводит к существенному повышению износостойкости, а превышение давления 102 Па приводит к формировани 1 о в металлическом слое соединений, снижающих вдгезионную прочность покрытия и матрицы.Данный способ реализуется следующим образом,Режущий инструмент из быстрорежущей стали Р 6 МБ и твердого сплава ВК 8 помещали в установку для ионного азотирования, Технологические режимы азотирования: температура 350-550 С (для быстрорежущей стали) и 800-1200 С (для твердого сплава), давление (1-6) 10 Па и длительность 0,5-3 часа. Затем пластины помещали в камеру установки "БУЛАТ", которую откачивали до давления 10 Па и производили очистку и нагрев поверхности ионами материала катода при напряжении на подложке 1-1,5 кВ. При этом температуре упрочняемого изделия достигала 400 - 550 С (для быстрорежущей стали) и 500-7800 С (для твердого сплава), Затем осаждался металлический слой иэ титана и циркония толщиной 0,5-2 мкм при давлении 104-102 Па, напряжении 50-800 В, токе дуги 60-120 А. При этом толщина подслоя за.- висит от обрабатываемого материала и вида механической обработки. После этого в камеру подавался реакционный газ(азот, ацетилен, и др,) до давления (1-5) 10 Па и осакдалось износостойкое покрытие толщиной 1 - 10 мкм заданного химического состава.Затем резцы подвергались стойкостным испытаниям. Испытания проводились5 при продольном точении стали 12 Х 18 Н 10 Тпри следующих режимах резания: Ч = 160м/мин, 3 = О,З мм/об, т = 1 мм (твердыйсплав); Ч = 30 м/мин, Я = 0,63 мм/об, т = 1мм,10 Испытаниям подвергались пластины,содержащие металлический слои толщиной1 мкм и износостойкий слой толщиной 3мкм,Результаты испь 1 таний приведены в15 таблице.Сравнительный анализ данных, приведенных в таблице, показывает, что стойкость инструмента, обработанного поданному способу, возрастает в 1,2-1,5 раза20 по сравнению с известным,Формула изобретен и яСпособ формирования износостойкихпокрытий в вакууме, включающий последовательное нанесение на азотированную по 25 верхность матрицы внутреннего слоя,содержащего титан и цирконий, и внешнегоизносостойкого слоя из соединений металлов внутреннего слоя, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью погружения износостойко 30 сти покрытия, внутренний слой наносят приостаточном давлении 10 - 10 Па при следующем содержании исходных компонентов в слое, мас,о:Цирконий 45-95ЗБ Титан Остальное.