способ комплексной обработки изделий

Формула изобретения

СПОСОБ КОМПЛЕКСНОЙ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ, преимущественно из быстрорежущей стали, включающий формирование износостойкого покрытия и ионное азотирование, отличающийся тем, что азотирование проводят доя формирования износостойкого покрытия с получением азотированного слоя толщиной 5 - 200 мкм и твердостью HV 800 - 1200 кг/мм², а нанесение покрытия проводят вакуумно-плазменным способом в течение 5 - 120 мин.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике нанесения покрытий и может быть использовано преимущественно в машиностроении и инструментальной промышленности для упрочнения деталей машин и инструмента.

Известен способ обработки изделий преимущественно из быстрорежущей стали, включающий азотирование, последующее вакуумно-плазменное осаждение износостойкого покрытия при изотермической выдержке, при этом азотированный слой формируют толщиной 5-25 мкм с твердостью HV = 1250-1500 кг/мм².

Недостатком известного способа, принятого за прототип, является то, что при твердости азотированного слоя HV = 1250-1500 кг/мм² в слое формируются и фазы, которые не позволяют формировать высокую адгезионную связь между покрытием и азотированным слоем, что приводит к снижению эффективности от применения комплексной обработки.

Известен также способ нанесения покрытия из нитрида титана на стальные изделия напылением слоя толщиной 2-20 мкм с последующим ионным его азотированием при 400-1000^оС в смеси азота и водорода (заявка Японии 55-38027, кл. С 23 С 11/14, 1980).

Недостатком этого способа является низкая износостойкость покрытия.

Цель изобретения - повышение адгезионной связи покрытия с азотированным слоем при повышении износостойкости изделий.

Цель достигается тем, что в способе комплексной обработки изделий, преимущественно из быстрорежущей стали, включающем формирование износостойкого покрытия и ионное азотирование, последнее проводят до формирования износостойкого покрытия с получением азотированного слоя толщиной 5-200 мкм и твердостью HV = 800-1200 кг/мм², а нанесение износостойкого покрытия проводят вакуумно-плазменным способом в течение 5-120 мин.

Снижение твердости азотированного слоя при увеличении его толщины помимо повышения адгезионной связи покрытия с азотированным слоем позволяет наносить покрытие толщиной, соответствующей длительности нанесения до 120 мин, без нарушения оптимальных параметров азотированного слоя. Это совместно с повышением адгезионной связи повышает стойкость инструмента. При этом указанный диапазон твердости азотированного слоя включает раствор азота в железе.

П р и м е р. Изготавливали режущий инструмент, представляющий собой проходной резец из стали Р6М5. Инструмент помещали в установку для ионного азотирования типа ОКБ-1566. При этом технологические режимы составляли: давление 1-3 мм рт. ст. , плотность тока 0,1 мА/см², температура 400-500^оС, длительность 5-120 мин. Указанные режимы позволяли формировать азотированный слой толщиной 5-200 мкм с твердостью HV = 800-1200 кг/мм². Далее проазотированный инструмент помещали в установку типа "Булат". После откачки камеры до давления 5 10^-5 мм рт. ст. производили ионную очистку поверхности при напряжении 1,1 кВ. Затем напускали реакционный газ (азот, ацетилен и т. д. ) до давления (1-8) 10^-3 мм рт. ст. и подавали на инструмент напряжение 100-800 В. Осаждалось покрытие вакуумно-плазменным методом длительностью 5-120 мин при 400-500^оС, что составляло интервал толщин от 5 до 200 мкм (см. таблицу).