Материал: Изучение функциональных свойств многослойных пленок на основе двух- и трехкомпонентных нитридов тугоплавких металлов и их соединений с легкоплавкими металлами и неметаллами

иН115 = 0,9 ГПа получена за счет увеличения степени ионизации плазменного потока при одновременном использовании электродугового испари-

теля и магнетронного распылителя в процессе осаждения Ti1–хAlхN слоев многослойной пленки и образования во время резки оксидного слоя Al2O3, увеличивающего термостойкость МП и сохраняющего ее свойства.

6.Многослойная TiNп.с-•TiNн.с-Ti1–хAlхNн.с•-Ti1–хAlхNн.с пленка с заданным фазовым составом: в TiNп.с слое – TiN (97,5…99,6 %), TiN0,3 (0,4…2,0 %)

иTi2N (0…1,5 %), в TiNн.с слое – TiN (99,2 %), TiN0,3 (0,8 %) и в Ti1–хAlхNн.с

слое – h-Ti3Al2N2 (100 %). TiNн.с слой многослойной пленки с ФМС –

Н = 36 ГПа; Е = 387 ГПa; We = 64 %; H/E = 0,09; H3/E2 = 0,31 ГПa, Sотп =

с ФМС– Н = 36 ГПа; Е = 387 ГПa; We = 64 %; H/E = 0,09; H3/E2 = 0,31 ГПa, Sотп = 0,94·105 мкм2, износостойкими: Iпm = 4,16…8,63·10–5 мг·Н–1·м–1, IпV

= 1,05…1,90·10–4 мм3·Н–1·м–1 и антифрикционными свойствами: IкV =

= 0,25…2,97·10–8 мм3·Н–1·м–1, f = 0,08…0,16. Ti1–хAlхNн.с слой МП с высокими ФМС: Н = 36 ГПа; Е = 358 ГПa; We = 76 %; H/E = 0,10; H3/E2 = 1,31 ГПa,

высокой адгезионной прочностью: Sотп = 0,09·105 мкм2 и HF-1, износостойкими: Iпm = 0,03·10–5 мг·Н–1·м–1, IпV = 0,05·10–4 мм3·Н–1·м–1 и антифрикцион-

ными свойствами: IкV = 0,43·10–8 мм3·Н–1·м–1, f = 0,09. По разработанному

способу может быть получена многослойная многокомпонентная

TiNп.с-•TiNн.с-TiхZr1–хNн.с•-TiхZr1–хNн.с пленка..

3.5. ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА МНОГОСЛОЙНЫХ ПЛЕНОК НА ОСНОВЕ ДВУХКОМПОНЕНТНЫХ TIN (ZrN) И ТРЕХКОМПОНЕНТНЫХ

TIХZr1–ХN И TI1–ХAlХN СЛОЕВ С ГРАДИЕНТОМ СТРУКТУРЫ, ФАЗОВОГО И ЭЛЕМЕНТНОГО СОСТАВА ПРИ ОБРАБОТКЕ СИЛЬВИНИТОВОЙ РУДЫ,

АУСТЕНИТНЫХ, ЗАКАЛЕННЫХ ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫХ, УГЛЕРОДИСТЫХ,

КОРРОЗИОННО-СТОЙКИХ И ЖАРОПРОЧНЫХ СТАЛЕЙ

Стойкость многослойных пленок на основе двухкомпонентных

TiN (ZrN) и трехкомпонентных TiхZr1–хN, Ti1–хAlхN и Ti-B-Si-N слоев при обработке сильвинитовой руды и аустенитных сталей. Термиче-

ская стабильность МП на основе двухкомпонентных TiN (ZrN) и трехкомпонентных TiхZr1–хN, Ti1–хAlхN и Ti-B-Si-N слоев, сформированных ЭДИ,

96

МР ЭДИ+МР, была установлена в результате лабораторных стойкостных испытаний упрочненных сверл при обработке аустенитной стали. Результаты лабораторных испытаний приведены в табл. 3.18.

При изучении внутренней поверхности отверстия, полученного неупрочненным и упрочненным сверлами, установлено, что при обработке сверлом с МП на основе Ti1–хAlхN слоев отверстие ровное, чистое, без видимых следов смятия (рис. 3.28, а), а отверстие, полученное при сверлении неупрочненным сверлом, имеет грубую шероховатость и следы смятия материала на выходе, что говорит о затуплении главных режущих кромок сверла (рис. 3.28, б).

В процессе резания сверлом из Р6М5 произошло выкрашивание ленточки и нагрев сверла (рис. 3.29, а). После сверления 13 отверстий наблюдается смятие материала на выходе, режущие кромки затупляются. На 17-м отверстии резко возрастает величина осевого усилия на инструмент, что свидетельствует о затуплении перемычки сверла. Характер процесса резания неравномерный, присутствуют рывки и скрип. Стружка сливная, неравномерная по толщине и ширине. Первые 7 отверстий имеют низкую шероховатость, после чего наблюдается постепенное понижение качества поверхности. Резкое ухудшение чистоты поверхности происходит на 17-м отверстии, что говорит о затуплении режущей кромки ленточки.

Наблюдается незначительный износ задней (ЗП) и передней (ПП) поверхности режущей кромки поверхности сверла, упрочненного МП на основе Ti1–хAlхN слоев (рис. 3.29, б). Присутствует заметный износ угла, образованного ПП режущей кромки и ленточкой сверла. МП разрушена на перемычке и ленточке. Целостность МП на ЗП и ПП практически не изменяется. Характер процесса резания – непрерывный с незначительными рывками. Стружка непрерывная сливная с постоянным сечением и размером. Смятие материала на выходе практически отсутствует, чистота обработки получаемой поверхности ухудшается с 16-го отверстия.

При резании сверлом с TiN поверхностным слоем наблюдается незначительный износ ЗП и ПП режущей кромки (рис. 3.29, в). Присутствует заметный износ угла, образованного ПП и ленточкой сверла. Присутствует выкрашивание первой ленточки. Вторая ленточка, включая вспомогательную поверхность, сколота. TiN слой МП разрушен, как на перемычке, так и на ленточке, на ЗП и ПП – изношен до быстрорежущей матрицы. Характер процесса резания – непрерывный с незначительными рывками. Стружка прерывистая сливная с непостоянным сечением и размером. Смятие материала на выходе присутствует с 7-го отверстия, чистота обработки получаемой поверхности ухудшается с 7-го отверстия.

97

проводили на ремонтном предприятии при экстремальных режимах обработки нержавеющей стали 12Х18Н10Т. Результаты испытаний приведены в табл. 3.19.

Таблица 3 . 1 9

Стойкостные испытания сверл с МП на основе ZrN слоев

*Вертикально-фрезерный станок модели 6Р13.

Установлена взаимосвязь: условия работы инструмента – состав пленки – метод осаждения – технологические параметры – обрабатываемый материал. Стойкость сверл увеличена в 5 раз, скорость обработки – в 1,7 раза. Улучшено качество обработанной поверхности.

Опорные детали топливорегулирующей аппаратуры упрочняют с целью повышения их долговечности и работоспособности (рис. 3.30).

Для повышения работоспособности мелкоразмерного инструмента (Ø 1,5…2,0 мм) подбирают режим нагрева перед упрочнением. Мелкоразмерный инструмент более чувствителен к высоким температурам и быстро охлаждается при удалении от источника нагрева. Такие сверла устанавливают в бронзовые оснастки и обеспечивают минимальный зазор между ними и оснасткой, незащищенными остаются только 8…10 мм режущей части сверла. Эффективность данного приспособления при упрочнении мелкоразмерных сверл высока.

На рис. 3.31 представлены зависимости температуры сверла от времени. Режим нагрева подбирают соответственно диаметру сверла. Тепловой режим контролируют прибором следящего действия КВП 1.

100