×
23.07.2019
219.017.b78f

Результат интеллектуальной деятельности: Способ нанесения износостойкого покрытия ионно-плазменным методом

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к способу нанесения ионно-плазменного покрытия на инструмент, такой как долбежные резцы, долбежные сверла. Технический результат заключается в повышении износостойкости долбежного инструмента. Обрабатываемый инструмент устанавливают в вакуумную камеру, в которой осуществляют откачку воздуха до рабочего давления. Затем производят ионную очистку, нагрев обрабатываемого инструмента и последующее нанесение многослойного износостойкого покрытия. Активацию и ионную очистку поверхности осуществляют сильноточным плазменным источником с накальным катодом и электродуговыми испарителями в среде инертного газа аргона при нагреве поверхности до температуры 300-450°С. Наносят на инструмент нижний слой титана, осуществляют нанесение покрытия на основе интерметаллида системы Ti-Al из двух электродуговых испарителей с титановым и алюминиевыми катодами при ассистировании процесса сильноточным плазменным источником с накальным катодом в среде азота. Нанесение покрытия осуществляют за один технологический цикл. 2 ил., 3 пр.

Изобретение относится к области нанесения защитных, износостойких покрытий на рабочую поверхность долбежного инструмента, например, долбежных резцов, долбежных сверл.

Повышение износостойкости происходит либо посредством использования новых материалов, либо посредством улучшения физико-механических свойств традиционных материалов долбежных инструментов.

Известен способ ионного азотирования режущего инструмента из легированной стали, включающий размещение режущего инструмента в рабочей камере, активирование его поверхности перед ионным азотированием, подачу в камеру рабочей насыщающей среды, нагрев режущего инструмента до температуры азотирования и его выдержку при этой температуре до формирования необходимой толщины диффузионного слоя, перед ионным азотированием проводят активацию поверхности путем ионно-имплантационной обработки режущих кромок инструмента с помощью ионов иттербия или ионов иттербия и азота при энергии ионов от 20 до 25 кэВ, дозе облучения от 1,2⋅1017 см-2 до 2,0⋅1017 см-2. [Патент RU 2634400 C1, С23С 8/38, С23С 14/48, Бюл. №30, 26.10.2017]

Недостатком данного способа является длительность процесса и незначительное увеличение микротвердости.

Известен способ диффузионного титанирования изделий из твердых сплавов, содержащих кобальт в количестве более 5%, включающий проведение предварительной цементации упомянутых изделий при температуре 1000°С и последующее диффузионное насыщение их поверхности в легкоплавком свинцово-висмутовом расплаве, содержащем в растворенном состоянии титан, при температуре 1150°С в течение 20 минут, после диффузионного насыщения изделия охлаждают в диапазоне температур от 1000°С до 700°С со скоростью 100-200°С в минуту.[Патент RU 2631551 С1,С23С 10/22, С23С 2/28, Бюл. №27, 25.09.2017]

Недостатком способа является высокая температура процесса, которая превышает температуру отпуска большинства инструментальных материалов и возможность упрочнения твердых сплавов содержанием более 5% кобальта, что уменьшает номенклатуру упрочняемых инструментов.

Известен способ нанесения комбинированного покрытия на режущий твердосплавный инструмент, включающий осаждение слоев методом химического осаждения из парогазовой фазы и финишного слоя методом ионно-плазменного вакуумно-дугового осаждения, первоначально поверхность упомянутого инструмента подвергают модифицированию ионами хрома и методом ионно-плазменного вакуумно-дугового осаждения наносят барьерный слой из хрома, затем в качестве слоев, осажденных методом химического осаждения из парогазовой фазы наносят слои, состоящие из карбида титана, карбонитрида титана и нитрида титана, проводят модифицирующую обработку ионами титана, а в качестве финишного слоя, осажденного методом ионно-плазменного вакуумно-дугового осаждения, наносят слой из нитрида титана при подаче на осаждаемую поверхность отрицательного потенциала 150-460 В с формированием в нем наноструктуры за счет изменения кристаллографических направлений роста зерен нитрида титана. [Патент RU 2468124 C1 С23С 28/04, С23С 14/16, С23С 16/30, В82В 1/00, Бюл. №33, 27.11.2012].

Недостатком данного способа является сложность процесса реализации и нанесение покрытия не за один технологический цикл.

Известен способ вакуумно-плазменного осаждения покрытия на режущую пластину из твердосплавного материала, включающий осаждение первого слоя покрытия из тугоплавкого соединения и магнитно-импульсную обработку, после осаждения первого слоя покрытия наносят второй слой покрытия из тугоплавкого соединения с размером зерен 40-60 нм, а упомянутую магнитно-импульсную обработку осуществляют в течение 15-20 мин после нанесения второго слоя. [Патент RU 2494173 C1, С23С 14/35, В23В 27/14, Бюл. №27, 27.09.2013]

Недостатком данного способа является длительность процесса и не значительное увеличение микротвердости.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному является способ получения многослойного покрытия для режущего инструмента, по которому обрабатываемый инструмент устанавливают в вакуумную камеру, в которой осуществляют откачку воздуха до рабочего давления, затем производится ионная очистка, нагрев инструмента и последующее ионно-плазменное покрытие, состоящее из нижнего слоя нитрида титана, промежуточного - нитрида соединения титана и циркония при их соотношении, мас. %: титан 76,0-82,0, цирконий 18,0-24,0, и верхнего - нитрида соединения титана, циркония и алюминия при их соотношении, мас. %: титан 73,0-81,0, цирконий 12,0-16,0, алюминий 7,0-11,0, а затем осуществляют обработку полученного покрытия лазерным излучением с плотностью мощности 34…42 кВт/см2, при этом нанесение слоев покрытия осуществляют расположенными горизонтально в одной плоскости тремя катодами, первый из которых выполняют из титана, второй - составным из титана и циркония, и располагают противоположно первому, а третий - из сплава титана и алюминия и располагают между ними, причем нижний слой наносят с использованием первого катода, промежуточный слой - с использованием первого и второго катодов, а верхний слой - с использованием всех трех катодов. [Патент RU 2596528 C1 С23С 14/06, С23С 14/24, В23В 27/14, С23С 14/58 (2006.01), Бюл. №25, 10.09.2016]

Недостатком данного способа является более длинный технологический цикл.

Задачей изобретения является повышении стойкости долбежного инструмента.

Технический результат заключается в повышении износостойкости долбежного инструмента за счет получения интерметаллидного покрытия.

Технический результат достигается тем, в способе нанесения ионно-плазменного покрытия на инструмент, включающий размещение обрабатываемого инструмента в ваккумной камере, из которой откачивают воздух до рабочего давления, затем осуществляют ионную очистку, нагрев поверхности обрабатываемого инструмента и нанесение многослойного износостойкого покрытия, активацию и ионную очистку поверхности обрабатываемого инструмента сильноточным плазменным источником с накальным катодом и электродуговыми испарителями в среде инертного газа аргона при нагреве поверхности до температуры 300-450°С, при этом многослойные износостойкие покрытие состоит из нижнего слоя титана и слоя покрытия на основе интерметаллида системы Ti-Al, которое наносят посредством двух электродуговых испарителей с титановым и алюминиевыми катодами при ассистировании процесса сильноточным плазменным источником с накальным катодом в среде азота, при этом нанесение покрытия на основе интерметаллида системы Ti-Al осуществляют за один технологический цикл.

Достижения технического результата обеспечивается благодаря интерметаллидному покрытию, которое с помощью своих физических свойств увеличивает износостойкость, повышает микротвердость инструмента.

Существо чертежей поясняется чертежами.

На фиг. 1 представлена вакуумная установка.

На фиг. 2 изображена схема реализации способа ионного плазменного покрытия на партию деталей.

Пример конкретной реализации способа

Устройство для реализации способа содержит: вакуумную камеру 1, электродуговые испарители (катоды) 2, обрабатываемую деталь 3, сильноточный плазменный источник с накальным катодом 4 (фиг. 1).

Пример 1.В вакуумной камере 1 устанавливают обрабатываемую деталь 3 (фрезы, сверла, долбежный инструмент). В вакуумной камере 1 создают рабочее давление Р = 10-1-10-2 Па. Ток дуги I = 60-120 А. Затем производят зачистку и нагрев детали до Т=400-450°С в среде инертного газа Ar, при разряде тока 10-50 А., напряжение смещения 100-1000 В., в течение 30-40 минут, на следующем этапе происходит напыление подслоя из Ti в течение 5 минут в среде Ar. Далее происходит процесс осаждения многослойного композиционного покрытия системы Ti-Al-(N, О, С) в течении 60 мин.

Пример 2. Покрытия наносят в среде кислорода, с использованием источника с полым катодом.

Пример 3. Покрытия наносят в среде ацетилена, с использованием источника с полым катодом.

На фиг. 2 видно, что плотности ионного тока фокусировки Iф = 0.6 А 5 достаточно для того чтобы, обрабатывать партию деталей за одну садку.

Итак, заявленное изобретение позволят повысить стойкость долбежного инструмента, за счет получения интерметаллидного покрытия.

Способ нанесения ионно-плазменного покрытия на инструмент, включающий размещение обрабатываемого инструмента в вакуумной камере, из которой откачивают воздух до рабочего давления, затем осуществляют ионную очистку, нагрев поверхности обрабатываемого инструмента и нанесение многослойного износостойкого покрытия, отличающийся тем, что активацию и ионную очистку поверхности обрабатываемого инструмента осуществляют сильноточным плазменным источником с накальным катодом и электродуговыми испарителями в среде инертного газа аргона при нагреве поверхности до температуры 300-450°С, при этом многослойное износостойкое покрытие состоит из нижнего слоя титана и слоя покрытия на основе интерметаллида системы Ti-Al, которое наносят посредством двух электродуговых испарителей с титановым и алюминиевыми катодами при ассистировании процесса сильноточным плазменным источником с накальным катодом в среде азота, при этом нанесение покрытия на основе интерметаллида системы Ti-Al осуществляют за один технологический цикл.
Способ нанесения износостойкого покрытия ионно-плазменным методом
Способ нанесения износостойкого покрытия ионно-плазменным методом
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 81-90 of 146 items.
25.07.2019
№219.017.b88c

Система автоматического управления углом крена со статическим автопилотом и с ограничением угловой скорости крена летательного аппарата

Система автоматического управления углом крена со статическим автопилотом и с ограничением угловой скорости крена летательного аппарата содержит задатчик угла крена, задатчик максимальной угловой скорости крена и вычислитель автомата ограничения угловой скорости крена, датчик угла крена...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002695474
Дата охранного документа: 23.07.2019
21.08.2019
№219.017.c1cb

Способ нанесения жаростойких покрытий y-мо-о из плазмы вакуумно-дугового разряда

Изобретение относится к способу нанесения жаростойких покрытий из плазмы вакуумно-дугового разряда и может быть использовано для повышения надежности и долговечности широкого ряда деталей машин и инструмента. Технический результат изобретения заключается в улучшении стойкости деталей к газовой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002697758
Дата охранного документа: 19.08.2019
21.08.2019
№219.017.c1fb

Способ сухого локального электрополирования лопаток блиска и рабочий контейнер для его реализации

Изобретение относится к технологии электрополирования деталей сложной формы и может быть использовано в турбомашиностроении при обработке лопаток блиска компрессоров газотурбинных двигателей. Способ включает закрепление блиска на держателе, погружение лопаток блиска в электропроводящие пористые...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002697757
Дата охранного документа: 19.08.2019
21.08.2019
№219.017.c205

Способ повышения стойкости металлорежущего инструмента

Изобретение относится к получению износо-, ударо-, тепло-, трещино- и коррозионностойких покрытий и может быть использовано в машиностроении для повышения надежности и долговечности широкого ассортимента деталей машин и инструмента. Способ формирования износостойкого композиционного покрытия на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002697749
Дата охранного документа: 19.08.2019
24.08.2019
№219.017.c37a

Пальчиковое уплотнение

Изобретение относится к области турбо- и двигателестроения и может быть использовано в конструкциях газотурбинных двигателей и паровых турбин для уплотнения радиальных зазоров. Пальчиковое уплотнение содержит примыкающие друг к другу кольцевые детали, каждая из которых содержит равномерно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002698170
Дата охранного документа: 22.08.2019
01.09.2019
№219.017.c5dc

Способ вихретокового контроля целостности бандажных оболочек роторов

Изобретение относится к области электромашиностроения и может быть использовано в электрических машинах при диагностировании состояния бандажных оболочек роторов. Способ вихретокового контроля дополнительно содержит этапы, на которых осуществляют контроль бандажной оболочки ротора электрической...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002698557
Дата охранного документа: 28.08.2019
07.09.2019
№219.017.c840

Способ последовательного электрополирования лопаток блиска и рабочий контейнер для его реализации

Изобретение относится к технологии электрополирования деталей сложной формы и может быть использовано в турбомашиностроении при обработке лопаток блиска компрессоров газотурбинных двигателей для обеспечения необходимых физико-механических и эксплуатационных свойств деталей турбомашин. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002699495
Дата охранного документа: 05.09.2019
10.09.2019
№219.017.c9b6

Способ нанесения аморфно-кристаллического покрытия на металлорежущий инструмент

Изобретение относится к области получения износо-, ударо-, тепло-, трещино- и коррозионностойких покрытий и может быть использовано в машиностроении для повышения надежности и долговечности широкого ассортимента деталей машин и инструмента. Способ нанесения износостойкого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002699700
Дата охранного документа: 09.09.2019
02.10.2019
№219.017.cc14

Система автоматического управления углом крена и ограничения угловой скорости крена летательного аппарата

Система автоматического управления углом крена и ограничения угловой скорости крена летательного аппарата содержит задатчик угла крена, вычислитель автопилота угла крена, алгебраический селектор, сервопривод элеронов летательного аппарата, датчик угла крена летательного аппарата, задатчик...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002701628
Дата охранного документа: 30.09.2019
02.10.2019
№219.017.ccbf

Ткань с электромагнитным и пьезоэлектрическим нагревом

Изобретение относится к текстильной промышленности, в частности к электронагревательным тканям промышленного и бытового назначения, имеющим в своей структуре пьезоэлементы и электронагревательные нити. Технический результат: увеличение нагревательной способности ткани и более полное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002701403
Дата охранного документа: 26.09.2019
Showing 31-33 of 33 items.
16.05.2023
№223.018.5d93

Способ комбинированной обработки изделия из быстрорежущей стали

Изобретение относится к cпособу комбинированной обработки изделия из быстрорежущей стали. Способ включает нагрев изделия до температуры 950С, последующую закалку, обработку холодом при температуре -70-80С и последующее ионное азотирование, отличающийся тем, что ионное азотирование осуществляют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002757362
Дата охранного документа: 14.10.2021
16.05.2023
№223.018.5d94

Способ комбинированной обработки изделия из быстрорежущей стали

Изобретение относится к cпособу комбинированной обработки изделия из быстрорежущей стали. Способ включает нагрев изделия до температуры 950С, последующую закалку, обработку холодом при температуре -70-80С и последующее ионное азотирование, отличающийся тем, что ионное азотирование осуществляют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002757362
Дата охранного документа: 14.10.2021
01.06.2023
№223.018.74a3

Способ определения жаростойкости функциональных покрытий на инструментальных и конструкционных материалах с использованием синхротронного излучения

Изобретение относится к области использования синхротронного излучения для анализа состава, параметров и характеристик материалов и может быть использовано для определения жаростойкости функциональных покрытий, нанесенных на поверхность изделий из инструментальных и конструкционных материалов,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002776247
Дата охранного документа: 15.07.2022
+ добавить свой РИД