×
27.05.2016
216.015.42ac

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МНОГОСЛОЙНОГО ПОКРЫТИЯ ДЛЯ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к способам нанесения износостойких покрытий на режущий инструмент и может быть использовано в металлообработке. Проводят вакуумно-плазменное нанесение многослойного покрытия. Сначала наносят нижний слой из нитрида титана. Затем наносят верхний слой из нитрида соединения титана, циркония и ниобия при их соотношении, мас. %: титан 74,0-82,0, цирконий 12,0-16,0, ниобий 6,0-10,0. Нанесение слоев покрытия осуществляют расположенными горизонтально в одной плоскости тремя катодами. Первый катод выполняют составным из титана и циркония, второй - из титана и располагают противоположно первому, а третий изготавливают составным из титана и ниобия и располагают между ними. Нижний слой наносят с использованием второго катода, а верхний слой - с использованием первого и третьего катодов. В результате нанесения многослойного покрытия повышается работоспособность режущего инструмента. 1 табл.
Основные результаты: Способ получения многослойного покрытия для режущего инструмента, включающий вакуумно-плазменное нанесение многослойного покрытия на твердосплавную пластину режущего инструмента, отличающийся тем, что сначала наносят нижний слой из нитрида титана, а затем наносят верхний слой из нитрида соединения титана, циркония и ниобия при их соотношении, мас. %: титан 74,0-82,0, цирконий 12,0-16,0, ниобий 6,0-10,0, при этом нанесение слоев покрытия осуществляют расположенными горизонтально в одной плоскости тремя катодами, первый из которых выполняют составным из титана и циркония, второй - из титана и располагают противоположно первому, а третий изготавливают составным из титана и ниобия и располагают между ними, причем нижний слой наносят с использованием второго катода, а верхний слой - с использованием первого и третьего катодов.

Изобретение относится к способам нанесения износостойких покрытий на режущий инструмент и может быть использовано в металлообработке.

Известен способ повышения стойкости режущего инструмента (РИ), при котором на его поверхность вакуумно-плазменным методом наносят износостойкое покрытие (ИП) из нитрида титана (TiN) (см. Табаков В.П. Работоспособность режущего инструмента с износостойкими покрытиями на основе сложных нитридов и карбонитридов титана. Ульяновск: УлГТУ, 1998. 123 с.). К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что в известном способе покрытия имеют относительно низкую твердость. В результате этого покрытие в большей мере подвергается износу, в нем быстро зарождаются и распространяются трещины, приводящие к разрушению покрытия, что снижает стойкость РИ с покрытием.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является способ нанесения многослойного покрытия, состоящего из нижнего слоя нитрида титана TiN и верхнего слоя нитрида титана и циркония TiZrN (см. Табаков В.П., Чихранов А.В. Износостойкие покрытия режущего инструмента, работающего в условиях непрерывного резания. - Ульяновск: УлГТУ, 2007. - 255 с.), принятый за прототип.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного режущего инструмента с покрытием, принятого за прототип, относится то, что в известном способе многослойное покрытие обладает недостаточной твердостью, а следовательно, трещиностойкостью. В результате покрытие плохо сопротивляется процессам износа и разрушения и быстро разрушается при резании.

Повышение в последнее время стоимости металлорежущего инструмента и ужесточение требований к точности обрабатываемых деталей сделало еще более актуальной проблему повышения стойкости РИ. Одним из путей повышения стойкости и, как следствие, работоспособности РИ с покрытием является нанесение покрытий многослойного типа со слоями с различными физико-механическими свойствами. Наличие в покрытии верхнего слоя, обладающего высокой твердостью, способствует снижению интенсивности износа РИ с многослойным покрытием. Для повышения прочности сцепления покрытия с инструментальной основой оно должно иметь в своем составе нижний слой с повышенными адгезионными свойствами. Кроме того, создание микрослоистости в верхнем слое покрытия приводит к увеличению его твердости и трещиностойкости и, как следствие, работоспособности РИ с покрытием.

Технический результат - повышение работоспособности РИ.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что наносят нижний слой из нитрида титана и верхний - из нитрида соединения титана, циркония и ниобия при их соотношении, мас. %: титан 74,0-82,0, цирконий 12,0-16,0, ниобий 6,0-10,0, а нанесение слоев покрытия осуществляют расположенными горизонтально в одной плоскости тремя катодами, первый из которых выполняют составным из титана и циркония, второй - из титана и располагают противоположно первому, а третий изготавливают составным из титана и ниобия и располагают между ними, причем нижний слой наносят с использованием второго катода, а верхний слой - с использованием первого и третьего катодов.

Такая структура покрытия позволяет получить высокую прочность сцепления с основой из-за наличия в покрытии нижнего слоя нитрида титана, обладающего высокой адгезией с инструментальной основой. При этом верхний слой обладает высокой твердостью из-за дополнительного легирования материала слоя и наличия в их структуре микрослоистости, получаемой при нанесении покрытий по предлагаемой схеме расположения катодов.

Сущность изобретения заключается в следующем. В покрытии при резании происходят процессы трещинообразования, приводящие к его разрушению. В этих условиях покрытие должно иметь слоистую структуру для торможения трещин. Нижний слой покрытия должен обладать высокой адгезией с инструментальным материалом. Слои покрытия должны обладать высокой твердостью для повышения износо- и трещиностойкости. При этом слои многослойного покрытия должны иметь высокую прочность связи между собой, что обеспечивается их высоким сродством друг с другом из-за наличия общих элементов.

Пластины с покрытиями, полученные с отклонениями от указанной технологии получения, показали более низкие результаты.

Для экспериментальной проверки заявленного способа было нанесено покрытие-прототип, а также двухслойное покрытие по предлагаемому способу.

Нанесение предлагаемого покрытия осуществляется следующим образом. Твердосплавные пластины МК8 (размером 4,7×12×12 мм) промывают в ультразвуковой ванне, протирают ацетоном, спиртом и устанавливают на поворотном устройстве в вакуумной камере установки «Булат-6», снабженной тремя катодами, расположенными горизонтально в одной плоскости. При нанесении покрытия используют первый катод, изготовленный составным из титана и циркония, второй - из титана и располагают противоположно первому, а третий изготавливают составным из титана и ниобия и располагают между ними.

Камеру откачивают до давления 6,65·10-3 Па, включают поворотное устройство, подают на него отрицательное напряжение 1,1 кВ, включают второй катод и при токе дуги 100 A производят ионную очистку и нагрев пластин до температуры 560-580°C. Ток фокусирующей катушки 0,4 А. Затем при отрицательном напряжении 160 В, токе катушек 0,3 А и подаче реакционного газа - азота включают второй катод и осаждают нижний слой покрытия TiN толщиной 3,0 мкм. Верхний слой покрытия TiZrNbN толщиной 3,0 мкм наносят при отрицательном напряжении 160 В, токе катушек 0,3 А, включенных первом и третьим катодах и подаче реакционного газа - азота. Затем отключают испарители, подачу реакционного газа, напряжение и вращение приспособления. Через 15-20 мин камеру открывают и извлекают инструмент с покрытием.

Микротвердость покрытий определяли на микротвердомере «ПМТ-3» под нагрузкой 100 г.

Стойкостные испытания режущего инструмента проводили при продольном точении заготовок из стали 30ХГСА на токарном станке 16К20. Режимы резания: скорость резания V=160 м/мин, подача S=0,3 мм/об, глубина резания t=1,0 мм, обработка производилась без применения СОЖ. Испытывали твердосплавные пластины марки МК8, обработанные по известному и предлагаемому способам. Критерием износа служила фаска износа по задней поверхности шириной 0,4 мм.

В табл. 1 приведены результаты испытаний РИ с полученными покрытиями.

Как видно из приведенных в таблице 1 данных, стойкость пластин с покрытиями, нанесенными по предлагаемому способу, выше стойкости пластин с покрытием, нанесенным по способу-прототипу, в 1,15-1,39 раза.

Способ получения многослойного покрытия для режущего инструмента, включающий вакуумно-плазменное нанесение многослойного покрытия на твердосплавную пластину режущего инструмента, отличающийся тем, что сначала наносят нижний слой из нитрида титана, а затем наносят верхний слой из нитрида соединения титана, циркония и ниобия при их соотношении, мас. %: титан 74,0-82,0, цирконий 12,0-16,0, ниобий 6,0-10,0, при этом нанесение слоев покрытия осуществляют расположенными горизонтально в одной плоскости тремя катодами, первый из которых выполняют составным из титана и циркония, второй - из титана и располагают противоположно первому, а третий изготавливают составным из титана и ниобия и располагают между ними, причем нижний слой наносят с использованием второго катода, а верхний слой - с использованием первого и третьего катодов.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 171-180 из 331.
20.10.2015
№216.013.873c

Способ получения многослойного покрытия для режущего инструмента

Изобретение относится к способам нанесения износостойких покрытий на режущий инструмент и может быть использовано в металлообработке. Проводят вакуумно-плазменное нанесение многослойного покрытия. Сначала наносят нижний слой из нитрида молибдена. Затем наносят верхний слой из нитрида соединения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002566223
Дата охранного документа: 20.10.2015
27.11.2015
№216.013.9574

Безопасное сиденье транспортного средства

Изобретение относится к устройствам для обеспечения пассивной безопасности пассажирских транспортных средств. Безопасное сиденье транспортного средства содержит механизм его автоматического освобождения от стационарно зафиксированного состояния в момент аварийного торможения транспортного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569879
Дата охранного документа: 27.11.2015
27.11.2015
№216.013.9575

Система безопасности пользователя сиденьем транспортного средства

Изобретение относится к средствам пассивной безопасности пассажирских транспортных средств. Система безопасности пользователя сиденьем транспортного средства включает механизм управления ограниченным перемещением в направлении действия сил инерции и фиксацией в начальном и конечном положениях...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569880
Дата охранного документа: 27.11.2015
10.12.2015
№216.013.9665

Способ обеспечения безопасности пользователя сиденьем транспортного средства

Изобретение относится к способам обеспечения пассивной безопасности пассажирских транспортных средств. Способ обеспечения безопасности пользователя сиденьем транспортного средства при аварийном торможении заключается в автоматическом освобождении сиденья от стационарно зафиксированного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570121
Дата охранного документа: 10.12.2015
10.12.2015
№216.013.9666

Система пассивной безопасности пользователя сиденьем транспортного средства

Изобретение относится к средствам пассивной безопасности пассажирских транспортных средств. Система пассивной безопасности пользователя сиденьем транспортного средства содержит энергопоглощающий бампер и механизм управления ограниченным перемещением в направлении действия сил инерции и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570122
Дата охранного документа: 10.12.2015
10.12.2015
№216.013.9667

Безопасное перестраиваемое сиденье транспортного средства

Изобретение относится к устройствам для обеспечения пассивной безопасности пассажирских транспортных средств. Сиденье транспортного средства выполнено с возможностью опрокидывания назад при аварийном торможении вокруг установленной в салоне кузова шарнирной опоры и последующей фиксации в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570123
Дата охранного документа: 10.12.2015
20.12.2015
№216.013.9bb4

Безопасное сиденье транспортного средства

Изобретение относится к средствам пассивной безопасности пассажирских транспортных средств. Сиденье транспортного средства установлено на полу салона кузова с помощью размещенной на полу под сиденьем в задней его части шарнирной опоры и снабжено связанным с бампером автоматическим аварийным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002571485
Дата охранного документа: 20.12.2015
20.01.2016
№216.013.a04d

Тепловая электрическая станция

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано на тепловых электростанциях для повышения их надежности и экономичности путем обеспечения надежного охлаждения отработавшего пара основного эжектора турбины в режимах работы с малыми пропусками пара в конденсатор....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002572679
Дата охранного документа: 20.01.2016
20.01.2016
№216.013.a0c0

Способ измерения теплового сопротивления переход-корпус мощных мдп-транзисторов

Изобретение относится к технике измерения теплофизических параметров компонентов силовой электроники и может быть использовано для контроля их качества. Способ заключается в том, что нагрев мощного МДП-транзистора осуществляют греющей мощностью, модулированной по гармоническому закону, для чего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002572794
Дата охранного документа: 20.01.2016
27.01.2016
№216.014.bd2c

Способ теплоснабжения населенных пунктов

Изобретение относится к области городского хозяйства и может быть использовано в системах теплоснабжения населенных пунктов. Техническим результатом является повышение надежности и экономичности теплоснабжения населенного пункта. Способ теплоснабжения населенных пунктов, по которому базовую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002573788
Дата охранного документа: 27.01.2016
Показаны записи 171-180 из 498.
10.01.2015
№216.013.19e8

Способ получения многослойного покрытия для режущего инструмента

Изобретение относится к способам нанесения износостойких покрытий на режущий инструмент и может быть использовано в металлообработке. Проводят вакуумно-плазменное нанесение многослойного покрытия. Сначала наносят нижний слой из нитрида соединения титана, ниобия и молибдена при их содержании, в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002538060
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.01.2015
№216.013.1a0c

Измеритель остаточной энергии аккумулятора

Изобретение относится к области техники измерений, в частности к устройству для измерения остаточной емкости аккумулятора. которое содержит последовательно соединенные блоки: шунт, операционный усилитель, первый АЦП, масштабный делитель, первый температурный корректор, сумматор, триггер,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002538096
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.01.2015
№216.013.1ce0

Устройство для отвода от автомобиля энергии встречного удара

Изобретение относится к области транспортного машиностроения. Устройство для отвода от автомобиля энергии встречного удара содержит установленную в передней части автомобиля ударную поверхность, шарнирно соединенную с металлическими продольными упорами. Упоры снабжены по концам элементами для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002538820
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.01.2015
№216.013.1ce2

Бампер транспортного средства

Бампер транспортного средства относится к устройствам для гашения энергии удара при столкновениях транспортных средств с препятствиями. Бампер содержит смонтированные на кузове (1) наружную подвижную (2) и внутреннюю неподвижную (3) рамы, соединенные цилиндрическими винтовыми пружинами (4). На...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002538822
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.01.2015
№216.013.1ce6

Энергопоглощающий бампер транспортного средства

Изобретение относится к области транспортного машиностроения. Энергопоглощающий бампер транспортного средства содержит ударный брус, упруго укрепленный на кузове с помощью боковых направляющих и промежуточных деформирующих элементов. Промежуточные деформирующиеся элементы выполнены в виде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002538826
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.01.2015
№216.013.1ce7

Защитный буфер транспортного средства

Изобретение относится к области транспортного машиностроения. Защитный буфер транспортного средства содержит установленные по периметру его кузова или на его отдельных, наиболее уязвимых, участках защитные элементы, образующие выступающую по периферии транспортного средства подвижную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002538827
Дата охранного документа: 10.01.2015
27.01.2015
№216.013.20b2

Косвенный способ настройки тензорезисторных датчиков с мостовой измерительной цепью по мультипликативной температурной погрешности с учетом отрицательной нелинейности температурной характеристики выходного сигнала датчика

Изобретение относится к измерительной технике. Сущность: в выходную диагональ мостовой цепи устанавливают термозависимый технологический резистор R, номинал которого больше возможных значений компенсационного термозависимого резистора R. Параллельно резистору Rустанавливают перемычку. Измеряют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002539818
Дата охранного документа: 27.01.2015
20.02.2015
№216.013.2a00

Способ плоского шлифования с наложением ультразвуковых колебаний

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано на операциях плоского шлифования заготовок из различных материалов. Перед шлифованием заготовку устанавливают и зажимают в устройстве для наложения ультразвуковых колебаний (УЗК) между излучателем УЗК и опорой. Размеры излучателя...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542209
Дата охранного документа: 20.02.2015
20.02.2015
№216.013.2b92

Косвенный способ настройки тензорезисторных датчиков с мостовой измерительной цепью по мультипликативной температурной погрешности с учетом отрицательной нелинейности температурной характеристики выходного сигнала датчика

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при настройке тензорезисторной датчиковой аппаратуры с мостовой измерительной цепью по мультипликативной температурной погрешности. В диагональ питания мостовой цепи устанавливают термозависимый технологический резистор R,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542611
Дата охранного документа: 20.02.2015
27.02.2015
№216.013.2caf

Логический преобразователь

Изобретение относится к вычислительной технике, предназначено для реализации любой из пяти простых симметричных булевых функций, зависящих от пяти аргументов - входных двоичных сигналов, и может быть использовано как средство преобразования кодов. Техническим результатом является упрощение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542907
Дата охранного документа: 27.02.2015
+ добавить свой РИД