Твердосплавный режущий инструмент с покрытием из нитрида кремния
Аннотация
Приведена технология получения износостойкого покрытия из нитрида кремния на твердосплавном режущем инструменте. Рассмотрены факторы, влияющие на структуру и толщину покрытия. Дан обзор отечественных и зарубежных работ по свойствам и областям применения твердых сплавов в качестве режущего, бурового, штампового инструментов, износостойких материалов, для бесстружковой обработки материалов, древесины, пластмасс. Отмечено, что одним из основных путей совершенствования режущего инструмента является использование многогранных неперетачиваемых пластин с износостойким покрытием. Обоснована причина выбора нитрида кремния в качестве материала покрытия для твердосплавного инструмента. Представлены данные по методам нанесения покрытия из нитрида кремния, исследованию структуры и свойств режущего инструмента. Лабораторные и заводские испытания режущего инструмента с покрытием из нитрида кремния показали целесообразность применения последнего для повышения стойкости и срока службы режущих пластин.
Об авторе
В. С. Панов
Национальный исследовательский технологический университет (НИТУ) «МИСиС».
Россия
Россия
Докт. техн. наук, профессор кафедры порошковой металлургии и функциональных покрытий.
119049, г. Москва, Ленинский пр-т, 4.
Список литературы
1. Самсонов Г.В., Эпик А.П. Тугоплавкие покрытия. М.: Металлургия, 1973.
2. Самсонов Г.В., Виницкий И.М. Тугоплавкие соединения. М.: Металлургия, 1976.
3. Самсонов Г.В., Кулик О.П., Полищук В.С. Получение и методы анализа нитридов. Киев: Наук. думка, 1978.
4. Самсонов Г.В., Дворина П.А., Рудь Б.Н. Силициды. М.: Металлургия, 1979.
5. Третьяков В.И. Основы металловедения и технологии производства спеченных твердых сплавов. М.: Металлургия, 1976.
6. Панов В.С., Чувилин А.М., Фальковский В.В. Технология и свойства твердых сплавов и изделий из них. М.: МИСиС, 2004.
7. Kolaska H.Y. The dawn of the hard metal age. Powder Metall. Int. 1992. Vol. 24. P. 311—314.
8. Фальковский В.А. Теоретические основы твердых сплавов для обработки металлов: Автореф. дис. … док. техн. наук. М.: МИСиС, 1997.
9. Левашов Е.А., Рогачев А.С., Курбаткина В.В. Перспективные материалы и технологии для изделий, полученных самораспространяющимся высокотемпературным синтезом. М.: МИСиС, 2011.
10. Лошак М.Г. Прочность и долговечность твердых сплавов. Киев.: Наук. думка, 1984.
11. Panov V.S. Occurrence and way of development of manufacture of domestic hard alloy products. Inorg. Mater. Appl. Res. 2018. Vol. 9. P. 693—698.
12. Раковский В.С., Самсонов Г.В., Ольхов И.И. Основы производства твердых сплавов. М.: Металлургиздат, 1960.
13. Самсонов Г.В., Витрянюк О.К. Современное состояние и перспективы развития твердых сплавов. Киев: Наук. думка, 1971.
14. Панов В.С., Еремеева Ж.В., Ниткин Н.Н. Технология, свойства, области применения отечественных твердых сплавов. М.: Московский политех, 2017.
15. Панов В.С. Г.А. Меерсон — основоположник производства отечественных твердых сплавов и порошковой быстрорежущей стали. Изв. вузов. Цвет. металлургия. 2001. No. 6. С. 40—45.
16. Williams B. Powder metallurgy: A global market review. In: International powder metallurgy. 15th ed. UK: Innorar communications Ltd., 2012.
17. Жидовцев Н.А., Кершенбаум В.Я., Гинзбург Э.С., Бикбулатов И.К., Бородина Е.Н. Долговечность шарошечных долот. М.: Недра, 1992.
18. Захаров Д.А. Совершенствование состава, структуры, технологии и применения твердых сплавов в производстве буровых долот: Авторефер. … дис. канд. техн. наук. Самара: СамГТУ, 2014.
19. Креймер Г.С. Прочность твердых сплавов. М.: Металлургиздат, 1971.
20. Фельковский В.А., Клячко Л.И. Твердые сплавы. М.: Руда и металлы, 2005.
21. Бондаренко В.П., Гнатенко И.А. Перспективы управления процессом формирования скелета в твердых сплавах WC—Co. Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент: Сб. матер. 14 Междунар. конф. (г. Киев, 15—22 сент. 2011 г.). Киев: ИСМ им. В.Н. Бакуля, 2011. С. 423—437.
22. Бабич М.М. Неоднородность твердых сплавов по содержанию углерода и ее устранение. Киев: Наук. думка, 1975.
23. Ковальченко М.С., Самсонов Г.В. Горячее прессование. Киев: Гостехиздат, 1962.
24. Кудря Н.А., Гаврилин В.М. Разработка конструкции долотовых коронок для бурения горных пород. Твердые сплавы и тугоплавкие металлы. М.: Металлургия, 1973. No. 14. С. 152—158.
25. Ивенсен В.А. Кинетика уплотнения металлических порошков при спекании. М.: Металлургия, 1971.
26. Чапорова И.Н., Чернявский К.С. Структура спеченных твердых сплавов. М.: Металлургия, 1975.
27. Schwarzkopf P., Kieffer R. Refractory hard metals. N.Y.: Mac Millan, 1953.
28. Kieffer R., Benesovsky F. Hartmetalle. Berlin: Springer-Verlag, 1965.
29. Gurland J. An estimate of contact and continuite of dispersions in opaque samples. AIME. Met. Soc. Trans. 1966. Vol. 236 (5). P. 642—646.
30. Dawihl W.A. Microstructure evolution the cemented carbides WC—Co: Handbook of hard metals. London: H.M. Stationary Office, 1955.
31. Suzuki H., Hayashi K. The beta-free lasser near the surface of vacuum — sintered tungsten carbide-beta-Co alloys containing nitrogen. Planseeber. Pulvermet. 1966. Bd. 14. No. 2. S. 96—109.
32. Amman E., Hennuber M. Cemented carbide body used preferably for rock drilling and mineral cutting. Stahl and Eisen. 1951. Bd. 71. S. 1080—1090.
33. Трент Е.М. Экспресс-информ. ВИНИТИ. Сер. Режущие инструменты. 1971. No. 2. С. 21—28.
34. Exner H.E., Gurland J.E. Role of the binder phase in cemented tangsten carbide-cobalt alloys. J. Mater. 1970. Vol. 5. P. 75—80.
35. Grime H., Kolaska J. Heinrich weidenfeld erzanlt (in German). Metall. 1978. Bd. 32. S. 989—993.
36. Gee M.G. Hard metals microstructural design. In: Proc. 15th Intern. pleansee seminar (Vienna, Austria, 21—26 Sept. 2001). Vol. 4. P. 245—266.
37. Froschauer L., Fulrath R.M. Direct observation of liquid- phase sintering in the system tangsten carbide-cobalt. Report No. LBL-3189. 1974.
38. Кирюханцев-Корнеев Ф.В. Разработка твердых износостойких покрытий в системах Ti—Si—N, Ti—B—N, Cr—B—N, Ti—Cr—B—N: Автореф. … дис. канд. техн. наук. М.: МИСиС, 2004.
39. Панов В.С., Шуменко В.Н. Покрытие из нитрида кремния на твердосплавный режущий инструмент. Изв. вузов. Порошк. металлургия и функц. покрытия. 2012. No. 2. С. 67—70.
40. Кирюханцев-Корнеев Ф.В., Левашов Е.А., Штанский Д.В. Наноструктурные покрытия Ti—Cr—B—N для твердосплавного режущего инструмента. Изв. вузов. Порошк. металлургия и функц. покрытия. 2010. No. 2. С. 39—46.
41. Konyashin I., Anikeev A., Senchihin V. Development, production and application of novel grades of coated hardmetals in Russia. Int. J. Refract. Met. Hard Mater. 1996. Vol. 14. P. 41—48.
42. Konyashin I. PVD/CVD Technology for coating cemented carbides. Surf. Coat. Technol. 1995. Vol. 71. P. 277—283.
43. Konyashin I. Thin TiCx films chemically vapor deposited onto cemented carbides from the 278TiCl4—CH4—H2 mixture. Thin Solid Films. 1996. Vol. 278. P. 37—44.
44. Konyashin I. PVD/CVD Technology for coating cemented carbides. Surf. Coat. Technol. 1996. Vol. 53. P. 259—265.
45. Lessiak M., Haubner R. Diamond coatings on hardmetal substrates with CVD coatings as intermediate layers. Surf. Coat. Technol. 2013. Vol. 230. P. 119—123.
46. Guseva M., Babaev V., Khvostov V. High quality diamond films on WC—Co surfaces. Diamond Relat. Mater. 1997. Vol. 6. P. 89—94.
47. Pogozhev Yu.S., Potanin A.Yu., Levashov E.A., Kochetov N.A., Kovalev D.Yu., Rogachev A.S. SHS of TiC—TiNi composites: Effect of Initial temperature and nanosized refractory additives. Int. J. SHS. 2012. Vol. 21. P. 202—211.
48. Pogozhev Yu.S., Levashov E.A., Kudryashov A.E., Zamulaeva E.I., Novikov A.V., Potanin A.Yu. Composite SHS materials based on titanium carbide and nikelide doped with a refractory component. Russ. J. Non-Ferr. Met. 2014. Vol. 55. P. 83—91.
49. Loginov P., Mishnaevsky L., Levashov E.A., Petrzhik M. Diamond and cBN hybrid and nanomodified cutting tools with enhanced performances — development, testing and modeling. Mater. Design. 2015. Vol. 88. P. 310—318.
50. Либенсон Г.А., Лопатин В.Ю., Комарницкий Г.В. Процессы порошковой металлургии. М.: МИСиС, 2001. Т. 1.
51. Шустер Л.Ш. Исследование износа режущего инструмента и формирование поверхности в связи с адгезионным взаимодействием: Автореф. … дис. канд. техн. наук. Куйбышев: Политехн. ин-т, 1975.
52. Frunk R., Schachner H., Triquet C., M. Kornmann, Lux B. Coating of cemented carbide cutting tools with alumina by chemical vapour deposition. J. Electrochem. Soc. 1976. Vol. 123. P. 285—289.
Рецензия
Для цитирования:
Панов В.С. Твердосплавный режущий инструмент с покрытием из нитрида кремния. Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2018;(4):104-109. https://doi.org/10.17073/1997-308X-2018-4-104-109
For citation:
Panov V.S. Cemented carbide cutting tools coated with silicon nitride. Powder Metallurgy аnd Functional Coatings. 2018;(4):104-109. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1997-308X-2018-4-104-109
Просмотров: 601
Послать статью по эл. почте 