RU27102U1 - 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, отличающийся тем, что покрытие содержит промежуточный слой и нижний слой интерметаллида.2. Режущий инструмент по п.1, отличающийся тем, что в качестве материала промежуточного слоя выбран TiAlN, а в качестве нижнего слоя выбран TiAl.3. Режущий инструмент по п.1, отличающийся тем, что в качестве материала промежуточного слоя выбран TiZrN, а в качестве нижнего слоя выбран TiZr.

Description

2002119875

IllfflijUliilUli;, ,МПК с 23 с 14/32

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 режущий 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 двухслойное износостойкое ионно-плазменное покрытие, состоящее из верхнего слоя нитрида титана TIN и нижнего слоя карбонитрида титана TiCN (см. Смирнов М.Ю. Повышение работоспособности торцовых фрез путем совершенствования конструкций износостойких покрытий. Дисс....канд. техн. наук., - Ульяновск. - 2000. - 232 с.), припятый 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 прочность сцепления с основой.

Технический результат - повышение стойкости режущего инструмента.

Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что, во-первых, промежуточный слой нитрида титанаалюминия TiAlN или нитрида титана-циркония TiZrN обладает высокими прочностью за счет твердорастворного упрочнения, а также высокими микротвердостью, трещиностойкостью, прочностью сцепления с основой и остаточными сжимающими напряжениями. Во-вторых, обеспечивается плавное снижение напряжений при переходе от покрытия к основе и высокая прочность сцепления покрытия с основой за счет применения в качестве нижнего слоя титана-алюминия TiAl или титана-циркония TiZr.

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.

Сущность полезной модели заключается в следзтощем. Предлагаемый режущий инструмент с многослойным покрытием, содержит инструментальную 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 нитрида титана-циркония TiZrN 4 и нижнего слоя титанаалюминия TiAl или титана-циркония TiZr соответственно 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 повыщения стойкости, определяемого как отнощение стойкости режущего инструмента с трехслойным покрытием, к стойкости инструмента с двухслойным покрытием.

Стойкость режущего инструмента с многослойным покрытием, содержащим промежуточный слой TiZrN и нижний слой TiZr, повышается в 2,0 - 2,2 раза по сравнению с инструментом с двухслойным покрытием. Стойкость режущего инструмента с многослойным покрытием, содержащим промежуточный слой TiAlN и нижний слой TiAl, повыщается в 2,1 - 2,4 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:

-средство, воплощающее заявленный режущий инструмент с многослойным покрытием при его осуществлении, предназначено для использования в промышленности, а именно в области нанесения покрытий, в частности в области нанесения покрытий испарением и конденсацией в вакууме, и может быть использовано в инструментальном производстве для получения износостойких покрытий на режущем инструменте;

-для заявленного режущего инструмента с многослойным покрь1тием в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте изложенной формулы полезной модели, подтверждена возможность его осуществления с помоШ 11Ш(

щью 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 (3)

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, отличающийся тем, что покрытие содержит промежуточный слой и нижний слой интерметаллида.

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

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