RU27100U1 - Режущий инструмент с многослойным покрытием - Google Patents

Abstract

1. Режущий инструмент с многослойным покрытием, содержащий инструментальную основу из твердого сплава и нанесенное на нее трехслойное износостойкое ионно-плазменное покрытие, состоящее из внешнего слоя покрытия нитрида титана TiN, нижнего слоя нитрида титана TiN, отличающийся тем, что покрытие содержит промежуточный слой.2. Режущий инструмент по п.1, отличающийся тем, что в качестве материала промежуточного слоя выбран TiAlN.3. Режущий инструмент по п.1, отличающийся тем, что в качестве материала промежуточного слоя выбран TiZrN.4. Режущий инструмент по п.1, отличающийся тем, что в качестве материала промежуточного слоя выбран TiMoN.5. Режущий инструмент по п.1, отличающийся тем, что в качестве материала промежуточного слоя выбран TiAlCN.6. Режущий инструмент по п.1, отличающийся тем, что в качестве материала промежуточного слоя выбран TiZrCN.

Description

2002119873 МШС23С.4/32

20021)

Режущий инструмент с многослойным нокрытием

Полезная модель относится к области нанесения покрытий, в частности к нанесению покрытий испарением и конденсацией в вакууме, и может быть использована в инструментальном производстве для получения износостойких покрытий на режущем инструменте.

Известен режупщй инструмент с износостойким ионно-плазменным покрытием TIN, содержащим один слой толщиной 3-8 мкм (см. Верещака А.С. Работоспособность режущего инструмента с износостойкими покрытиями. М.: Машиностроение, 1993. С.252).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного режущего инструмента с покрытием, относится то, что в условиях прерывистого резания, в частности, при фрезеровании, режущий инструмент с однослойным покрытием не обеспечивает такой же высокой эффективности, как при непрерывном резании.

Наиболее близким режущим инструментом с покрытием того же назначения к заявленной полезной модели по совокупности признаков является режущий инструмент с многослойным покрытием, содержащий инструментальную основу из твердого сплава и нанесенное на нее трехслойное износостойкое ионно-плазменное покрытие, состоящее из верхнего слоя нитрида титана TIN, промежуточного слоя карбонитрида титана TiCN и нижнего слоя TIN (см. Смирнов М.Ю. Повышение работоспособности торцовых фрез путем совершенствования конструкций износостойких покрытий. Дисс....канд. техн. наук., - Ульяновск. - 2000. - 232 с.), принятый за прототип.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного режущего инструмента с многослойным покрытием, принятого за прототип, относится низкие трещиностойкость и период стойкости.

Технический результат - повышение стойкости режущего инструмента.

Указанный технический результат нри осуществлении полезной модели достигается тем, что, во-нервых, слой нитрида титана-алюминия TiAlN (или нитрид титана-циркония TiZrN, или нитрид титана-молибдена TiMoN, или карбонитрид титана-алюминия TiAlCN, или карбонитрид титана-циркония TiZrCN) обладает высокими прочностью за счет твердорастворного и микростуктурного упрочнения, а также высокими микротвердостью, трещиностойкостью, прочностью сцепления с основой и остаточными сжимающими напряжениями. Во-вторых, возрастает демпфирующая способность и прочность сцепления слоев многослойного покрытия при использовании промежуточного слоя. В-третьих, возрастает трещиностойкость многослойного покрытия за счет введения дополнительных препятствий распространению трещин в виде промежуточного слоя.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленной полезной модели, позволил установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленной полезной модели, определенные из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном режущем инструменте с многослойным покрытием, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленная полезная модель соответствует условию новизна.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной модели с получением вышеуказанного технического результата.

.

ную основу 1 из твердого сплава и нанесенное на нее трехслойное износостойкое ионно-плазменное покрытие 2, состоящее из внешнего слоя покрытия нитрида титана TIN 3, промежуточного слоя нитрида титана-алюминия TiAlN (или нитрид титана-циркония TiZrN, или нитрид титана-молибдена TiMoN, или карбонитрид титана-алюминия TiAlCN, или карбонитрид титанациркония TiZrCN) 4 и нижнего слоя нитрида титана TIN 5.

Стойкостные испытания режущего инструмента проводили при симметричном торцовом фрезеровании заготовок из стали 5ХНМ на станке 6Р12. Режимы резания были следующими: скорость резания V 157 - 247 м/мин, подача S 0,25 - 0,4 мм/мин, глубина резания t 1,5 мм, ширина фрезерования В 20 мм. Обработка производилась без СОЖ. За критерий износа была принята величина фаски износа по задней поверхности Ьз 0,4 мм. Эффективность режущего инструмента определяли по величине коэффициента повышения стойкости, определяемого как отнощение стойкости режущего инструмента с трехслойным покрытием, содержащим слой TiAlN (или TiZrN, или TiMoN, или TiAlCN, или TiZrCN), к стойкости инструмента с двухслойным покрытием, содержащим нижний слой TiCN и верхний TIN.

Стойкость режущего инстрзтмента с многослойным покрытием, содержащим слой TiZrN или TiMoN, повыщается в 1,8 - 2,0 раза по сравнению с инструментом с двухслойным покрытием. Стойкость режущего инструмента с многослойным покрытием, содержащим слой TiAlN, повышается в 1,9 - 2,1 раза по сравнению с инструментом с двухслойным покрытием. Стойкость режущего инструмента с многослойным покрытием, содержащим слой TiZrCN или TiAlCN, повышается в 2,0 - 2,3 раза по сравнению с инструментом с двухслойным покрытием.

Таким образом, изложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного режущего инструмента с многослойным покрытием следующей совокупности условий:

&(Ji/l J TJ

ния в промышленности, а именно в области нанесения нокрытий, в частности в области нанесения нокрытий иснарением и конденсацией в вакууме, и может быть иснользовано в инструментальном производстве для получения износостойких покрытий на режущем инструменте;

-для заявленного режущего инструмента с многослойным покрытием в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте изложенной формулы полезной модели, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;

-средство, воплощающее заявленную полезная модель при ее осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, заявленная полезная модель соответствует условию промышленная применимость.

Claims (6)

1. Режущий инструмент с многослойным покрытием, содержащий инструментальную основу из твердого сплава и нанесенное на нее трехслойное износостойкое ионно-плазменное покрытие, состоящее из внешнего слоя покрытия нитрида титана TiN, нижнего слоя нитрида титана TiN, отличающийся тем, что покрытие содержит промежуточный слой.

2. Режущий инструмент по п.1, отличающийся тем, что в качестве материала промежуточного слоя выбран TiAlN.

3. Режущий инструмент по п.1, отличающийся тем, что в качестве материала промежуточного слоя выбран TiZrN.

4. Режущий инструмент по п.1, отличающийся тем, что в качестве материала промежуточного слоя выбран TiMoN.

5. Режущий инструмент по п.1, отличающийся тем, что в качестве материала промежуточного слоя выбран TiAlCN.

6. Режущий инструмент по п.1, отличающийся тем, что в качестве материала промежуточного слоя выбран TiZrCN.