Obrabotka Metallov. 2016 no. 2(71)

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 2 (71) 2016 61 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ режиме в среде инертных газов. Использова- лись твердосплавные шестигранные пластины WNUM-080404, пятигранные пластины PNUM- 110408 из сплавов ВК8, Т5К10, Т15К6. В каче- стве легкоплавкого расплава, осуществляющего доставку элемента к поверхности покрываемого изделия, использовался расплав эвтектического состава свинец-висмут-литий, в который в за- данном количестве вводился титан. Перед нанесением покрытия пластины были подвергнуты кратковременной высокотемпера- турной цементации. Цементация служит для на- сыщения поверхности инструмента углеродом, за счет которого впоследствии формируется по- крытие. Цементация проводилась с применени- ем технологии вакуумной цементации в среде пропан-бутановой смеси. Нанесение покрытия проводилось в разра- ботанной нами установке для диффузионной металлизации в среде легкоплавких жидкоме- таллических растворов [17]. Данная установка обеспечивает возможность нанесения покрытий в открытой жидкометаллической ванне в цикли- ческом режиме и совмещения процесса диффу- зионной металлизации с термической обработ- кой материала покрываемого изделия. Исследования по оценке влияния диффузи- онных титановых покрытий на стойкость режу- щего инструмента проводились путем натурных испытаний при токарной обработке резанием. Токарная обработка осуществлялась проходны- ми резцами с механическимкреплениемпластин. Использовались твердосплавные пятигранные пластины из сплавов ВК8, ВК12, Т15К6, Т5К10 без покрытия и с титановыми диффузионными покрытиями, нанесенными по предлагаемой технологии. Характеристики стойкости инстру- мента определялись при точении прутков, изго- товленных из стали У10 после закалки и средне- го отпуска, твердостью 43…45 HRC, и из серого чугуна СЧ20, твердостью 200…240 HB. Токарная обработка стали проводилась при скорости резания 130 м/мин, подачей 0,8 мм/об, глубиной резания 1 мм. Чугун обрабатывал- ся при скорости резания 100 м/мин, подачей 0,052 мм/об, глубиной резания 1 мм. За период стойкости принималось время, за которое ин- струмент терял режущие свойства. Твердость пластин проверялась по методу Роквелла и методу микроВиккерса. Твердость по Роквеллу определялась на твердомере ТК-2М по стандартной методике по шкале «А». Метал- лографические исследования проводились на микрошлифах, подготовленных по стандартной методике. Исследования по определению толщи- ны покрытий, их структуры и микротвердости осуществлялись на микротвердомере ПМТ-3. Для выявления структуры покрытия приме- нялся метод термического травления, заключаю- щийся в нагреве образцов в течение 10…15 мин при температуре 450…500 ºС в воздушной сре- де. При этом структурные составляющие осно- вы и покрытия окрашиваются в разные цвета в зависимости от скорости их окисления. Анализ результатов исследований В ходе исследований было установлено, что при диффузионном насыщении твердосплав- ного инструмента из среды легкоплавких жид- кометаллических растворов титаном на его по- верхности формируется покрытие величиной 4…6 мкм. Микрофотография сплава Т15К6 с на- несенным диффузионным титановым покрыти- ем представлена на рис. 1. В ходе испытаний, проводимых по выше­ описанной методике, установлено, что стойкость инструмента зависит от таких свойств сформи- ровавшегося на его поверхности покрытия, как Рис. 1. Микроструктура твердого сплава Т15К6 с диффузионным титановым покрытием, × 500