Нанесение износостойких покрытий

Нанесение износостойких покрытий

Нанесение износостойких покрытий получило широкое распространение как у изготовителей инструмента, так и у его потребителей. Существует ряд способов: электроискровой (самый старый), плазменный, детонационный и др. Наиболее широко применяются газофазное осаждение (ГТ) и катодное напыление с ионной бомбардировкой (КИБ) некоторых материалов на рабочие поверхности инструментов

С помощью газофазного метода наносят пленку карбида титана, толщиной 3—10 мкм. Процесс протекает в специальных камерах, |де из газовой фазы при температуре 1000—1100 °С на поверхности детали осаждается карбид титана. Высокая температура ограничивает область применения метода нанесением только покрытий на твердый сплав. Стойкость инструмента увеличивается в три раза, однако на 30—40 % понижается прочность основы.

Метод катодного напыления основан на нанесении тонких пленок карбидов, нитридов, окислов металлов IV—VI групп таблицы Менделеева на поверхность изделия в вакууме (1,33×107—1,33×10° Па). Сущность процесса состоит в том, что иод действием напряжения между анодом (изделием) и катодом (металлом-испарителем) металл с катода испаряется, образуя ионное иоле. Инструмент нагревается до температуры 300—600 °С. При прокачке через камеру азота или другого газа, содержащего азот, ионы испарившегося металла (титана, молибдена), взаимодействуя с ионами азота, образуют нитриды и осаждаются на поверхность анода, создавая тонкую пленку толщиной 2—12 мкм. При наличии нескольких испарителей из различных металлов можно чередовать их работу, нанося слои различных покрытий разной толщины и создавая таким образом многослойное покрытие, прочно сцепляющееся с основой и имеющее на поверхности материал с высокой абразивной стойкостью. Известны самые различные комбинации покрытий: TiC + TiN, TiC + TiN + A1203 и др. Число слоев может достигать 13 и более. Многослойные покрытия более эффективны в некоторых конкретных условиях применения. Поскольку температура процесса не очень высокая, метод приемлем для нанесения покрытий на инструменты из быстрорежущей стали, стойкость которых после однослойного покрытия нитридами титана повышается в 1,5—5,0 раз, в зависимости от вида инструмента, материала обрабатываемой детали и режима резания. Качество покрытия, прочность его сцепления с основой зависят от качества подготовки поверхности под покрытие, в основном от обезжиривания, для которого используется ультразвук и такие компоненты, как тринатрийфосфат, кальцинированная сода, дистиллированная вода и даже этиловый спирт. Сильно влияют на качество покрытия чистота исходных материалов (газов, испарителей) и точность поддержания температуры.

Существует ряд разновидностей процесса и созданных на их основе установок К их числу относятся установки типа “Булат”, “Пуск”, “Юнион”, “Мир” и др.

Износостойкость покрытий — только часть причин повышения стойкости инструмента. Косвенным доказательством тому, о чем будет сказано ниже, является повышение стойкости омедненных инструментов. Более того, нанесение покрытий происходит при высоких температурах, при которых, как установлено, протекают изменения свойств приповерхностных и глубинных слоев материала инструмента, благоприятно влияющих на сопротивляемость изнашиванию. Поэтому нанесение износостойких материалов является как бы комбипированным методом повышения работоспособности инструмента, термическое упрочнение + износостойкое покрьпие. При этом для каждых конкретных условий работы (обрабатываемый материал, скорость резания и др.) существует свое покрытие, оптимальное по воздействию.

По данным исследований износостойкость покрытий повышается почти в два раза после термомеханической обработки, заключающейся в механическом воздействии вращающейся металлической щетки на поверхностные слои пластины, подогретой до 300—500 °С.

Очень высокой эффективностью отличается алмазоподобное пленочное покрытие, наносимое при температуре 380 °С. Стойкость прорезных и отрезных фрез с таким покрытием повышается в 230 раз.

Смотрите также

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *