×
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 191-200 из 331.
10.04.2016
№216.015.3093

Паровой котел

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в котельных установках. Сущность изобретения заключается в том, что в паровом котле, содержащем экранные трубы, установленные в топке котла, и горелки, снабженные регулятором угла раскрытия факела, регулятор угла раскрытия факела...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002580845
Дата охранного документа: 10.04.2016
10.04.2016
№216.015.31c1

Способ контроля герметичности вакуумных систем турбоустановок

Изобретение относится к энергетике. Способ контроля герметичности вакуумных систем турбоустановок, по которому по местам истечения пара избыточного давления визуально определяют неплотности вакуумной системы, причём опрессовку паром цилиндров низкого и среднего давления теплофикационной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002580847
Дата охранного документа: 10.04.2016
10.04.2016
№216.015.31f1

Теплофикационная турбоустановка

Изобретение относится к области теплоэнергетики. Теплофикационная турбоустановка содержит теплофикационную турбину с отборами пара, подключенными к регенеративным и сетевым подогревателям, конденсатор, трубопровод основного конденсата турбины с включенными в него охладителем пара уплотнений...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002580849
Дата охранного документа: 10.04.2016
20.04.2016
№216.015.3630

Безопасное сиденье транспортного средства

Изобретение относится к устройствам для обеспечения пассивной безопасности пассажирских транспортных средств. Безопасное сиденье состоит из основания и спинки и установлено на полу салона кузова и содержит механизм его автоматического освобождения от стационарного состояния в момент аварийного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002581282
Дата охранного документа: 20.04.2016
27.05.2016
№216.015.42a8

Салон пассажирского общественного транспортного средства

Изобретение относится к оборудованию салонов общественных транспортных средств. Салон транспортного средства с рядами расположенных друг за другом кресел состоит из жестко прикрепленного на раме к полу сиденья и спинки, обладающих способностью к развороту своей рабочей поверхности на 180°....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002585192
Дата охранного документа: 27.05.2016
27.05.2016
№216.015.42bf

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 титана. Затем наносят верхний слой из нитрида соединения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002585565
Дата охранного документа: 27.05.2016
27.05.2016
№216.015.4324

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 титана. Затем наносят верхний слой из нитрида соединения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002585567
Дата охранного документа: 27.05.2016
27.05.2016
№216.015.435b

Система безопасности пользователя сиденьем транспортного средства

Изобретение относится к способам обеспечения пассивной безопасности пассажирских транспортных средств. Система безопасности пользователя сиденьем транспортного средства включает механизм управления ограниченным перемещением сиденья в направлении действия сил инерции по направляющим салазкам с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002585186
Дата охранного документа: 27.05.2016
27.05.2016
№216.015.4387

Салон пассажирского общественного транспортного средства

Изобретение относится к оборудованию салонов общественных пассажирских транспортных средств. Салон транспортного средства заполнен рядами расположенных друг за другом кресел, включающих жестко прикрепленное к полу сиденье и спинку и имеющих возможность разворота рабочей поверхности на 180°....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002585188
Дата охранного документа: 27.05.2016
27.05.2016
№216.015.43c4

Паровой котел

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в котельных установках. Паровой котел содержит экраны и трубы потолочного пароперегревателя, установленные в топке котла, подовые горелки, снабженные регулятором угла раскрытия факела, который соединен с датчиками температуры,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002585344
Дата охранного документа: 27.05.2016
Показаны записи 191-200 из 498.
27.03.2015
№216.013.3596

Антитеррористический шлагбаум

Антитеррористический шлагбаум предназначен для защиты от несанкционированного проезда транспортных средств. Шлагбаум содержит стрелу, закрепленную в углублениях фиксирующих опор, установленных на фундаментных выступах по краям дорожного полотна. Hа выступе рядом со стрелой установлен...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002545202
Дата охранного документа: 27.03.2015
27.03.2015
№216.013.3599

Противотаранный шлагбаум

Противотаранный шлагбаум предназначен для защиты от несанкционированного проезда транспортных средств. Шлагбаум содержит стрелу, установленную в углубления фиксирующих опор, закрепленные на фундаментных выступах по краям проезжей части дороги. Стрела связана с электрогидравлическим приводом, в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002545205
Дата охранного документа: 27.03.2015
27.03.2015
№216.013.35ac

Универсальное противотаранное устройство

Противотаранное устройство предназначено для защиты от несанкционированного проезда транспортных средств. Устройство содержит стрелу, закрепленную в углублениях фиксирующих опор, установленных по бокам дорожного полотна. Основание стрелы связано с приводом. Стрела на опорах с приводом жестко...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002545224
Дата охранного документа: 27.03.2015
27.03.2015
№216.013.35ad

Антитеррористический шлагбаум

Антитеррористический шлагбаум предназначен для защиты от несанкционированного проникновения транспортных средств. Шлагбаум содержит стрелу, закрепленную основанием и концом в углублениях фиксирующих опор, закрепленных на фундаментных выступах по краям дорожного полотна. Перед стрелой на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002545225
Дата охранного документа: 27.03.2015
27.03.2015
№216.013.3636

Рециркуляционный способ измерения времени задержки распространения сигнала цифровых интегральных микросхем

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения времени задержки распространения сигнала цифровых интегральных микросхем. Формируют стартовый и стоповый импульсы заданной длительности и с заданной длительностью интервала между ними, превышающей длительность...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002545362
Дата охранного документа: 27.03.2015
10.04.2015
№216.013.383d

Способ получения многослойного покрытия для режущего инструмента

Изобретение относится к нанесению 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, алюминия и хрома при их соотношении, мас.%: титан...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002545885
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.04.2015
№216.013.3873

Способ свч-термообработки полуфабрикатов из композиционных материалов на органических термореактивных связках

Изобретение относится к технологии изготовления абразивных изделий на органических термореактивных связках в области машиностроения. Способ включает стадии предварительного прогрева и отверждения полного цикла термообработки группы полуфабрикатов из композиционных материалов, помещенных в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002545939
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.04.2015
№216.013.3875

Способ получения износостойкого покрытия для режущего инструмента

Изобретение относится к нанесению износостойких покрытий на режущий инструмент и может быть использовано в металлообработке. Проводят вакуумно-плазменное нанесение износостойкого покрытия из нитрида или карбонитрида титана, циркония, алюминия, кремния и молибдена при их соотношении, мас. %:...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002545941
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.04.2015
№216.013.3883

Способ получения многослойного покрытия для режущего инструмента

Изобретение относится к нанесению 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, кремния и хрома при их соотношении, мас.%: титан...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002545955
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.04.2015
№216.013.3886

Способ получения многослойного покрытия для режущего инструмента

Изобретение относится к нанесению износостойких покрытий на режущий инструмент и может быть использовано в металлообработке. Проводят вакуумно-плазменное нанесение многослойного покрытия. Сначала наносят нижний слой из нитрида циркония. Затем наносят верхний слой из нитрида соединения титана,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002545958
Дата охранного документа: 10.04.2015
+ добавить свой РИД