RU30143U1 - Режущий инструмент с покрытием - Google Patents

Description

Режущий инструмент с покрытием

Полезная модель отноеится 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 ионо-Ш1азменш.1м покрытием TiN толщиной 3-8 мкм (см. Верещака А.С. Работоспособность режущего инстрз енга с износостойкими покрытиями. М.: Мащиностроение, 1993. С.252).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного режущего инструмента с покрытием, относится то, что в известном режущем инструменте с покрытием наносимое покрытие имеет недостаточную мшфотвердость и высокие остаточные напряжения, что приводит к снижению стойкости режущего инструмента при его эксплуатации.

Наиболее близким режущим инстрз ментом с покрытием того же назначения к заявленной полезной модели по совокупности признаков является режущий инструмент с покрытием, содержащий инструментальную основу и нанесенное на нее износостойкое ионо-плазменное покрытие нитрида титана и циркония (см. Табаков В. П., Езерский В. И., Полянсков Ю. В. Повышение работоспособности режущего ршструмента путем направленого изменения состава износостойкого покрытия // Вестник мапшностроения. 1989. № 12. С. 45), прршятый за прототип.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного режущего инсзрумента с покрытием, принятого за прототип, относится то, что в известном режущем ршструменте с покрьггием не обеспечивается

ч |nJt4 iiffii шмг-..,..

МПКС 23 С 14/32

достаточная MHKpoTBq)AOCTb покрытия и низкие остаточные напряжения, в результате чего снижается стойкость режущего инструмента при его эксплуатации.

Сущность полезной модели заключается в следующем. На инструментальную основу наносится износостойкое по1фытие нитрида тжгш1а и кремния.

Технический результат - повыщение стойкости режущего инструмента.

Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что известный режущий инструмент с покрытием содержит инструментальную основу и нанесенное на нее износостойкое ионоплазменное покрытие из нитрида титана и кремния.

Особенность заключается в том, что покрытие содержит кремний и выполнено из нитрида титана и кремния.

Нанесение покрытия, выполненного из нитрида титана и кремния, приводит к снижению напряжений в покрытии, к повыщению микротвердости и, как следствие, к увеличению стойкости режущего инстр5 енга при его эксплуатащш.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, вюиочаюпщй поиск по патентным и научно-техническим источникам информащш и выявление источников, содержапщх сведения об аналогах заявленной полезной модели, позволил установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленной полезной модели, определенным из перечня выявленных аналогов прототрпта, как наиболее б.ггазкого по совокупности признаков аналога, позволил установить совокупность существенных по отнощешпо к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном режущем инструменте с покрытием, изложенных в формуле полезной модели.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной модеш с получением вышеуказанного технического результата:

Cj HocTb полезной модели поясняется чертежом, на котором изображен режущий инструмент с покрытием.

Режущий инструмент с по1фытием содержит инструментальную основу 1 и нанесенное на нее покрытие 2, выполненное из нигрвда титана и кремния.

Покрытия наносили следующим образом.

Покрытия наносили методом КИБ (конденсацией плазменной фазы в вакууме с ионной бомбардировкой). Предварительно очищенные от загрязнений неперетачиваемые пластины, изготовленные ш твердого сплава МС 318, размещали в камере установки Булат-6Т с установленными в ней электродуговыми испарителями, материалы катодов которых включают элементы покрытия.

В пространстве между пластршами и катодом зажигали дуговой разряд для испарения материала катода, в камеру подавали азот для взаимодействия с испаряемым материалом катода. Осуществляли конденсащно по1фытия нитрида титана и кремния (Ti, Si)N толш;иной 5 мкм. После этого подачу азота в камеру прекращали, выключали разряд. Пластины с нанесенным износостойким покрытием охлаждали в камере до комнатной температуры.

Остаточные напряжения в покрытии опреде.1яли на рентгеновском дифрактометре «ДРОН - 3.

Микротвердость покрытия измеряли на мшсротвердомере - 3.

Стойкостные испытаьшя режущего инструмента проводшш при щзодольном точении заготовок из стали 12Х18Н10Т на токарном станке 16К20. Режимы резания были следующими: скорость резания V 150 м/мин, подача S 0,15 мм/об, глубина резания t 0,5 мм. Обработка производилась без СОЖ. 3

поверхности Ьз 0,4 мм. Эффективность инструмента определяли по величине коэффициента повышения стойкости, определяемого как отношение стойкости инструмента с покрытием (Ti, Si)N к стойкости Еиструмента с покрытием (Ti, Zr)N.

Величина остаточных напряжений, микротвердость покрытий (Ti, Zr)N и (Ti, Si)N и стойкость режушего инстрзпУЕенга с данными покрытиями приведены в таблице.

Как видно из таблицы, на1шчие в покрытии нитрвда титана - кремния способствует снижению остаточных напряжений в покрытии, повышению микротвердости и увеличению стойкости режущего инструмента с по1фытием (Ti, Si)N по сравнению с инстрзгментом с по1фытием (Ti, Zr)N.

Стойкость режущего инструмента с покрытием (Ti, Si)N повышается в 1,54 раза по сравнению с инструментом с покрытием (Ti, Zr)N.

Таким образом, изложенные сведения свидетельствз ют о выполнении при испо.)п,зовании заявленоного режзпаа;его ршструменга с покрытием следующей совокупности условий:

- средство, воплощающее заявленный режущий инструмент с покрытием при его осуществлении, предназначено для использования в тфомышленности, 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 износостойких покрытий на режущем инструменте;

-ДЛЯ заявленного режущего инструмента с 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 приор1ггета 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 (1)

1. Режущий инструмент с покрытием, содержащий инструментальную основу и нанесенное на нее износостойкое ионоплазменное покрытие, отличающийся тем, что покрытие содержит кремний и выполнено из нитрида титана и кремния.