Модификацию поверхностей режущих материалов путем нанесения покрытий сегодня осуществляют различными способами. С точки зрения технологии процесса, важны такие параметры, как способ осаждения, температура и давление. Получаемые многослойные модификации различаются по твердости, неокисляемости и коэффициенту трения, и в соответствии с этим имеют свои области применения.
При высоких температурах процесса нанесения покрытия методом химического осаждения покрытий из газовой фазы – CVD (1000… 1100 °С) из-за напряжения растяжения ухудшается вязкость твердого сплава. Однако, покрытие СУЭ позволяет осаждать очень толстые слои. При нанесении покрытий методом физического осаждения покрытий в вакууме - PVD и методом химического осаждения покрытий с плазменным сопровождением – PA-CVD, протекающих при более низких температурах (400…500 °С), твердые сплавы получают без потери вязкости.
С учетом высокой неокисляемости и износостойкости, а также низкого коэффициента трения, многослойное покрытие керамики методом CVD дает большие преимущества. Многослойность оказывает положительное воздействие на коэффициент трения в пределах одного слоя, а также между слоями и подложкой. Многослойные структуры состоят из комбинаций обычных твердых материалов, таких, как TiC, TiN, Ti(C, N) и Аl203. Подобные покрытия могут состоять из 10 слоев, причем отдельные слои имеют толщину менее 0,2 мкм. Это обеспечивает при высокой скорости резания хорошую износостойкость.
Модификации твердых сплавов используются при точении стали, стального литья и чугуна при высоких скоростях резания. С точки зрения теплоизоляции, для сухой обработки при высоких скоростях резания предпочтительными являются толстые слои с содержанием Аl203. Дальнейшее развитие технологии нанесения покрытий методом CVD идет в направлении получения толстых многослойных покрытий с многими компонентами.
Для компенсации отрицательного воздействия растягивающих напряжений покрытия наносятся на субстраты из градиентных твердых сплавов, которые имеют пограничные зоны толщиной до 40 мкм, свободные от карбидных смесей и/или обогащенные Со. Используется в дополнение к обычной технологии CVD средне-температурный метод химического осаждения покрытий - МТ-CVD, при котором температура осаждения карбонитридных слоев 800…900 °С. Интенсивность осаждения в процессе MT-CVD в три раза выше, чем при CVD, причем одновременно достигается повышение износостойкости слоев.
Особым признаком титаново-циркониевых карбонитридных слоев (Ti, Zr) (С, N) является то, что они могут осаждаться с различной кристаллографической ориентацией (текстурой) в зависимости от выбора предшествующих фаз. Исследования стойкости показывают, что текстура значительно влияет на стойкость режущего материала.
Дальнейшее улучшение может быть достигнуто за счет использования метода PVD для нанесения титано-гафниевых карбонитридных слоев (Ti, Hf) (C,N). Другой материал с многослойной структурой, имеющий большие возможности, – это соединение Аl2O3/ZrO2/TiOx, которое изготовляется путем одновременного осаждения Аl2O3, ZrO2 и малых количеств TiO; при этом ZrO2 в тонкодисперсном состоянии находится в матрице А12Оз.
Исследования влияния покрытий на износ керметов показывают, что полностью потенциал возможностей покрытий может быть использован только при толстых износостойких слоях.
Быстрый переход в разделы
2009 © chpu.online Разрешается любое использование материалов этого сайта, при условии размещения прямой активной гиперссылки на сайт http://chpu.online/ Ссылка должна быть открыта для индексирования поисковыми системами.