×
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 201-210 из 331.
27.05.2016
№216.015.43c5

Способ получения многослойного покрытия для режущего инструмента

Изобретение относится к способу получения многослойного покрытия на режущем инструменте 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: 0002585564
Дата охранного документа: 27.05.2016
27.05.2016
№216.015.4427

Способ получения многослойного покрытия для режущего инструмента

Способ заключается в вакуумно-плазменном нанесении многослойного покрытия на режущий инструмент и может быть использован в металлообработке. Сначала наносят нижний слой из нитрида молибдена. Затем наносят верхний слой из нитрида соединения титана, ниобия и молибдена при их соотношении,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002585572
Дата охранного документа: 27.05.2016
10.06.2016
№216.015.4741

Логический преобразователь

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения средств автоматики и функциональных узлов систем управления. Технический результат заключается в обеспечении параллельной реализации четырех простых симметричных булевых функций, зависящих от четырех...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002585725
Дата охранного документа: 10.06.2016
27.08.2016
№216.015.5011

Ранговый фильтр

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения выбора минимального , супраминимального, медианного , субмаксимального или максимального из пяти входных аналоговых сигналов. Ранговый фильтр...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595959
Дата охранного документа: 27.08.2016
27.08.2016
№216.015.5139

Тепловая электрическая станция

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано на тепловых электростанциях. Тепловая электрическая станция содержит теплофикационную турбину с отопительными отборами пара, соединенными паропроводами с нижним и верхним сетевыми подогревателями, включенными по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002596072
Дата охранного документа: 27.08.2016
27.08.2016
№216.015.514c

Система безопасности пользователя сиденьем транспортного средства

Изобретение относится к средствам пассивной безопасности пассажирских транспортных средств. Система безопасности пользователя сиденьем транспортного средства, включающая механизм управления ограниченным перемещением сиденья в направлении действия сил инерции с упругопластическим демпфированием...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002596006
Дата охранного документа: 27.08.2016
27.08.2016
№216.015.5184

Глушитель шума двигателя внутреннего сгорания

Изобретение относится к выхлопным устройствам для двигателей внутреннего сгорания. Глушитель содержит перегородки с образованием камер вблизи торцов корпуса, заполненных минеральной ватой из каменного материала. Перфорированные трубы заполнены базальтовым волокном и размещены вокруг впускного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002596068
Дата охранного документа: 27.08.2016
27.08.2016
№216.015.5193

Электропривод перемещения с ограничением по раскачиванию груза

Изобретение относится к конструктивным элементам кранов. Электропривод перемещения с ограничением по раскачиванию груза содержит датчик ускорения по трем осям, расположенный на механизме подвеса, и вычислитель координат. При этом выход пульта оператора соединен с первым входом системы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002596008
Дата охранного документа: 27.08.2016
27.08.2016
№216.015.51c7

Безопасное сиденье транспортного средства

Изобретение относится к средствам пассивной безопасности пассажирских транспортных средств. Сиденье транспортного средства установлено на полу кузова с помощью размещенной под сиденьем в задней его части шарнирной опоры и снабжено автоматическим аварийным устройством опрокидывания сиденья...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002596007
Дата охранного документа: 27.08.2016
27.08.2016
№216.015.51d3

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 и подъемом в направлении действия сил инерции с фиксацией в начальном и конечном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002596009
Дата охранного документа: 27.08.2016
Показаны записи 201-210 из 498.
10.04.2015
№216.013.3894

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: 0002545972
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.04.2015
№216.013.3fb3

Устройство для подводного гидромассажа

Устройство для подводного гидромассажа относится к медицинской технике, а именно к устройствам для проведения бальнеологических и магнитотерапевтических процедур. Устройство для подводного гидромассажа содержит ванну, заполненную водой с эластичными шариками и снабженную распределенными по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002547795
Дата охранного документа: 10.04.2015
20.04.2015
№216.013.4196

Ограждение автомобильной дороги

Ограждение автомобильной дороги предназначено для повышения безопасности движения. Ограждение содержит заглубленные в грунт дорожного полотна вертикальные стойки, соединенные смонтированными на них подвижными заградительными элементами. Последние выполнены в виде системы гибких стальных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002548288
Дата охранного документа: 20.04.2015
20.04.2015
№216.013.420d

Способ декарбонизации воды для тепловой электрической станции

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано на тепловых электрических станциях и котельных установках, работающих на природном газе. Способ декарбонизации воды для тепловой электрической станции включает подачу в декарбонизатор исходной воды и десорбирующего агента...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002548407
Дата охранного документа: 20.04.2015
20.04.2015
№216.013.429c

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, ниобия, алюминия, кремния и циркония при их соотношении, мас. %: титан...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002548550
Дата охранного документа: 20.04.2015
20.04.2015
№216.013.429f

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 титана. Затем наносят верхний слой из нитрида соединения титана,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002548553
Дата охранного документа: 20.04.2015
20.04.2015
№216.013.42a5

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, хрома, алюминия, кремния и циркония при их соотношении, мас. %: титан...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002548559
Дата охранного документа: 20.04.2015
20.04.2015
№216.013.42a6

Способ упрочнения поверхности металлических изделий

Изобретение относится к упрочнению поверхности металлических изделий. Осуществляют установку обрабатываемого изделия электрически изолированно на изоляторы с заземляющим проводом. Устанавливают втулку на обрабатываемую поверхность изделия с образованием рабочей камеры, дном которой является...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002548560
Дата охранного документа: 20.04.2015
20.04.2015
№216.013.42d9

Весоизмерительное устройство

Устройство относится к средствам дозирования различных сред и может быть применено для автоматизированного взвешивания и дозирования при приготовлении различных смесей. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы устройства. Весоизмерительное устройство содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002548611
Дата охранного документа: 20.04.2015
20.04.2015
№216.013.42ec

Ограждение автомобильной дороги

Ограждение автомобильной дороги предназначено для повышения безопасности движения. Ограждение содержит заглубленные в грунт дорожного полотна вертикальные стойки, соединенные смонтированными на них заградительными элементами. Последние выполнены в виде системы вертикально установленных рядом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002548630
Дата охранного документа: 20.04.2015
+ добавить свой РИД