RU2062817C1 - Способ повышения износостойкости режущих инструментов - Google Patents
Способ повышения износостойкости режущих инструментов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2062817C1 RU2062817C1 SU5030949A RU2062817C1 RU 2062817 C1 RU2062817 C1 RU 2062817C1 SU 5030949 A SU5030949 A SU 5030949A RU 2062817 C1 RU2062817 C1 RU 2062817C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- titanium
- coating
- tool
- ions
- wear resistance
- Prior art date
Links
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
Использование: изобретение относится к металлургии, в частности к способам нанесения износостойких покрытий на режущий инструмент. Сущность изобретения: с целью повышения прочности покрытия и улучшения технологического процесса закаленный и отпущенный инструмент обрабатывается потоком вторично распыленных атомов и ионов титана с последующим нанесением основного слоя нитрида титана методом ионно-плазменной технологии. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к покрытиям металлических материалов, в частности к способам повышения износостойкости режущих инструментов за счет нанесения покрытий, обладающих высокой износостойкостью в сочетании с достаточной прочностью и вязкостью, и может найти применение в машиностроении, в том числе для пищевой промышленности.
Известны способы упрочнения режущих инструментов, заключающиеся в том, что на предварительно подготовленную поверхность режущей кромки наносится износостойкое покрытие из нитрида титана, при этом образуется переходная зона между поверхностью инструмента и покрытием, величина которой влияет на сцепление покрытия с материалом инструмента.
Недостатком данного способа является то, что такой способ требует нагрева покрываемого инструмента, а с ростом температуры увеличивается толщина переходной зоны, что приводит к снижению прочности покрытия.
Известны другие способы упрочнения инструментов, которые включают закалку, отпуск, ионное азотирование, а затем нанесение нитрида титана.
Однако данный способ имеет недостатки, так как ионное азотирование приводит к остаточным напряжениям, влияющим на несовершенство кристаллической структуры. Кроме того, ионное азотирование приводит к образованию в поверхностном слое нитридных соединений азота с основными компонентами стали, имеющих разные кристаллографические параметры.
Наиболее близким технологическим решением является способ упрочнения, который включает предварительную закалку и отпуск с последующим ионным азотированием и нанесением слоя нитрида титана.
Недостатком данного способа является то, что температура, при которой происходит ионное азотирование, приводит к остаточным напряжениям, влияющим на несовершенство кристаллической структуры.
Целью изобретения является повышение прочности нанесения покрытия с улучшением технологичности процесса покрытия.
Цель достигается тем, что в предлагаемом способе режущий инструмент, предварительно закаленный и отпущенный, подвергается предварительной обработке потоком атомов и ионов титана в вакууме, которые получаются при распылении мишени из титана потоком первичных ионов аргона, и одновременным нанесением промежуточного покрытия из титана, а затем нанесения окончательного покрытия нитрида титана методом вакуумного плазменного напыления.
Распыляемые частицы имеют значительно большую кинетическую энергию, чем при термическом испарении, в результате чего происходит разрушение загрязнений на поверхности инструмента адсорбированных пленок без повышения температуры инструмента. Кроме того, происходит стимулирование равномерного зародышеобразования при конденсации распыленных частиц титана, а также внедрение распыленных частиц в глубину поверхности режущего инструмента. Глубина проникновения распыленных частиц определяется их кинетической энергией и температурой.
Так, если энергия распыления частиц порядка 2-100 эВ, а температура тела инструмента порядка 293 К, то глубина проникновения порядка 10-20 А. При дальнейшем распылении мишени из титана происходит конденсация атомов и ионов титана на поверхности инструмента. Покрытие, получаемое за счет распыленных вторичных частиц в вакууме, получается мелкозернистым, с большей плотностью, чем при других способах, высокой равномерностью по толщине. Толщина сконденсированного слоя определяется режимом распыления и временем конденсации.
Можно получить промежуточное покрытие толщиной 0,01-0,02 мкм. На промежуточное покрытие из титана наносится покрытие из нитрида титана методом вакуумно-плазменного напыления, толщиной порядка 3-5 мкм.
При такой последовательности нанесения покрытий, основного и промежуточного, переходная зона порядка 0,012-0,022 мкм, что существенно меньше, чем при других методах (0,3-0,4 мкм).
На чертеже представлена принципиальная схема установки для нанесения покрытия нитрида титана на режущий инструмент с промежуточным покрытием из титана, получаемым методом конденсации распыленных вторичных частиц в вакууме.
Схема содержит вакуумную камеру 1, первичный источник 2 ионов аргона, пучок 3 первичных ионов аргона, баллон 4 с азотом, игольчатый вентиль 5 для регулировки давления азота, вакуумно-дуговой источник 6 паров титана, поток 7 паров титана, распыляемую мишень 8 из титана, поток 9 ионов и атомов титана, распыляемых из титановой мишени, режущий инструмент 10, 11 направление к вакуумному насосу.
Закаленный при t 1363±10 K и охлажденный в аргоне режущий инструмент из стали 50Х15М1ФС отпускается до t 893±10 K. Затем режущая кромка закаляется дополнительно при t 1363±10 K и отпускается при t 773±10 K. При термообработке режущий инструмент помещается в вакуумную камеру, которая имеет систему получения потока распыленных атомов и ионов титана и вакуумно-дуговой источник осаждения нитрида титана. При достижении давления в вакуумной камере 1,33•10-3 Па включается ионный источник ионов аргона. Энергия ионов аргона 10•103 эВ, ток 0,3 А, диаметр пучка 100 мм. Ионы аргона распыляют мишень диаметром 120 мм из титана. Поток ионов и атомов титана формирует на поверхности режущего инструмента покрытие из титана толщиной 0,01-0,02 мкм. После получения покрытия из титана толщиной 0,01-0,02 мкм включается ионный источник и с помощью вакуумно-дугового источника паров титана при давлении азота в камере (2,66•3,99)•10-1 Па производится осаждение нитрида титана толщиной 3-5 мкм. После нанесения покрытия режущий инструмент охлаждается в вакуумной камере до комнатной температуры.
Claims (2)
1. Способ повышения износостойкости режущих инструментов, включающий предварительную термообработку инструмента и его режущей кромки, нанесение промежуточного слоя и покрытия из нитрида титана, отличающийся тем, что промежуточный слой наносят катодным распылением мишени из титана ионами инертного газа при энергии вторично распыленных атомов и ионов титана 2 100 эВ до толщины слоя, составляющей 0,2 0,7% от толщины основного покрытия.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что нанесение промежуточного слоя основного покрытия осуществляют в одной вакуумной камере.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5030949 RU2062817C1 (ru) | 1992-02-11 | 1992-02-11 | Способ повышения износостойкости режущих инструментов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5030949 RU2062817C1 (ru) | 1992-02-11 | 1992-02-11 | Способ повышения износостойкости режущих инструментов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2062817C1 true RU2062817C1 (ru) | 1996-06-27 |
Family
ID=21598674
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5030949 RU2062817C1 (ru) | 1992-02-11 | 1992-02-11 | Способ повышения износостойкости режущих инструментов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2062817C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8205662B2 (en) | 2006-09-19 | 2012-06-26 | Sms Demag Aktiengesellschaft | Method for the continuous casting of a metal strand |
-
1992
- 1992-02-11 RU SU5030949 patent/RU2062817C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Верещака А.С., Третьяков И.П. Режущие инструменты с износостойкими покрытиями. М.: Машиностроение, 1986, с.190. Заявка Японии N 63-69963, кл. С 23 С 14/06, 1988. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8205662B2 (en) | 2006-09-19 | 2012-06-26 | Sms Demag Aktiengesellschaft | Method for the continuous casting of a metal strand |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6261424B1 (en) | Method of forming diamond-like carbon coating in vacuum | |
US10851451B2 (en) | Method of deposition of a wear resistant DLC layer | |
Lackner | Industrially-scaled large-area and high-rate tribological coating by pulsed laser deposition | |
Sharipov et al. | Increasing the resistance of the cutting tool during heat treatment and coating | |
IL172000A (en) | A method for creating an amorphous carbon coating - extremely hard inside a vacuum | |
RU2533576C1 (ru) | Способ получения многослойного многофункционального покрытия | |
RU2409703C1 (ru) | Способ нанесения покрытий в вакууме на изделия из электропроводных материалов и диэлектриков | |
Olbrich et al. | Superimposed pulse bias voltage used in arc and sputter technology | |
CN112030127A (zh) | 一种采用增强辉光放电复合调制强流脉冲电弧制备的ta-C涂层及制备方法 | |
Olbrich et al. | Additional ion bombardment in PVD processes generated by a superimposed pulse bias voltage | |
RU2415966C1 (ru) | Способ нанесения покрытия на изделия из твердых сплавов | |
RU2062817C1 (ru) | Способ повышения износостойкости режущих инструментов | |
JPH01129958A (ja) | 高密着窒化チタン膜形成方法 | |
JP2001192861A (ja) | 表面処理方法及び表面処理装置 | |
RU2740591C1 (ru) | Способ получения многослойных износостойких алмазоподобных покрытий | |
KR20240087818A (ko) | 스퍼터링에 의한 단단하고 초-평활한 a-C 형성 방법 | |
US5217748A (en) | Method of hardening metal surfaces | |
JPS63166957A (ja) | 表面被覆鋼製品 | |
Metzner et al. | Plasma-activated electron beam deposition with diffuse cathodic vacuum arc discharge (SAD): a technique for coating strip steel | |
RU2256724C1 (ru) | Способ нанесения композиционных покрытий в вакууме | |
Ensinger et al. | An apparatus for in-situ or sequential plasma immersion ion beam treatment in combination with rf sputter deposition or triode dc sputter deposition | |
RU2677043C1 (ru) | Способ получения износостойкого покрытия на основе интерметаллида системы Ti-Al | |
JPH07300665A (ja) | 金属基材のホウ素拡散浸透層・ホウ素膜形成方法 | |
RU2146724C1 (ru) | Способ нанесения композиционных покрытий | |
JP3572240B2 (ja) | 導電部材の物理的表面改質方法および表面改質装置 |