Actual Problems in Machine Building 2016 No. 3

Actual Problems in Machine Building. 2016. N 3 Materials Science in Machine Building ____________________________________________________________________ 378 УДК 621.793.184:621.762.8 СВЕРХТВЕРДОЕ ПОКРЫТИЕ НА ТВЕРДОМ СПЛАВЕ ВК8 * Т.Н. ОСКОЛКОВА 1 , канд. техн. наук, доцент А.Г. ТЮРИН 2 , канд. техн. наук, доцент А.П. СТРАХОВ 2 , магистрант ( 1 СибГИУ, г. Новокузнецк, 2 НГТУ, г. Новосибирск) Осколкова Т.Н. – 654007, г. Новокузнецк, ул. Кирова, 42, Сибирский государственный индустриальный университет, e-mail: oskolkova@kuz.ru В работе проведено исследование сверхтвёрдого ионно-плазменного покрытия (TiN, ZrN), полученного на поверхности твёрдого сплава ВК8. Полученное покрытие имеет толщину 15 мкм, отличается высокой нанотвёрдостью 34450 МПа и хорошей адгезионной прочностью с основным материалом. Экспериментально установлено, что сформированное покрытие имеет слоистое строение и состоит из нитридов титана TiN и циркония ZrN, что способствует повышению износостойкости и эксплуатационной надежности твёрдого сплава. Применение сверхтвердых покрытий позволяет сочетать высокую твердость и износостойкость поверхности с высокой прочностью основного материала, что способствует повышению скорости резания при механической обработке. Ключевые слова: Твёрдый сплав, нанотвёрдость, износостойкость, шероховатость, адгезия, структура, ионно-плазменное покрытие. Введение Низкокобальтовые карбидовольфрамовые твёрдые сплавы (ВК8, ВК6) обычно используют при механической обработке труднообрабатываемых металлов и сплавов при низкой скорости резания, где влияние температуры исключено. При более высокой температуре карбидовольфрамовый инструмент изнашивается из-за адгезии между режущим и обрабатываемым материалом, поэтому при высоких скоростях резания применяют режущий инструмент с добавлением карбида титана [1, 2]. Карбид титана отличается низкой растворимостью в кобальте по сравнению с карбидом вольфрама и в меньшей степени склонен к диффузии, поэтому даже при высоких температурах затрудняется его сваривание со стальной движущейся стружкой. Вместе с тем, наличие частиц карбида титана в твердом сплаве приводит к снижению прочностных свойств при сжатии, изгибе, уменьшению вязкости твёрдого сплава в целом и самой режущей кромки [1]. Повышение работоспособности режущих инструментов – одна из главных проблем металлообрабатывающей промышленности. Одним из эффективных путей решения этой задачи является создание износостойких покрытий на неперетачиваемых режущих пластинах из твердых сплавов [3–9]. * Работа выполнена в рамках проектной части государственного задания Минобрнауки России № 11.153.2014/К