Разработка и исследование наноструктурированных многослойно композиционных покрытий для безвольфрамовых твёрдых сплавов с расширенной областью технологического применения

Abstract

Рассмотрены аспекты разработки наноструктурированных многослойно композиционных покрытий (НМКП), формируемых при использовании процессов фильтруемого катодно-вакуумно-дугового осаждения (ФКВДО) для нанесения на безвольфрамовые твердые сплавы (БВТС) на основе систем TiC-(Ni,Mo) и TiCN-(Ni,Mo) с целью повышения режущих свойств инструмента из БВТС и расширения области их технологического применения. НМКП использовали не только для повышения физико-механические свойства рабочих поверхностей инструмента из БВТС, но и направленного управления контактными процессами при резании. Показано, что БВТС, несмотря на высокую твёрдость, термостабильность и окалиностойкость, низкую склонность к диффузии с обрабатываемым материалом, обладает относительно невысокой вязкостью разрушения и прочностью при изгибе, а также низким коэффициентом теплопроводности, уступая по этим свойствам не только вольфрамосодержащим сплавам WC-Co, но и сплавам WС-TiC-Co с содержанием связки менее 8% (вес). Поэтому инструменты из БВТС имеют ограниченную область технологического применения при прерывистом резании, обработке жаропрочных сплавов и сталей. В этой связи рассмотрена возможность направленного управления контактными процессами при резании с помощью НМКП с целью создания более сбалансированных свойств БВТС по твёрдости и вязкости. Разработана трехкомпонентная архитектура наноструктурированных многослойно-композиционных покрытий, методика выбора функций и рациональных компонентных параметров архитектуры для инструментов из БВТС.Разработанные составы НМКП позволили повысить режущие свойства инструмента из БВТС и расширить область их технологического применения при резании термообработанных сталей повышенной твёрдости, обработке жаропрочных сплавов.Aspects of the development of nanostructured multilayer composite coatings (NMCC) in order to coat the tungstenfree hard alloys (TFHA) on the basis of the systems TiC- (Ni, Mo) and TiCN- (Ni, Mo) with the aim to improve properties of cutting tools made of TFHA and expansion of the field of their technological application are discussed in the paper. Three-component architecture of NMCC, the method of choice of functions and rational component parameters of the architecture for tools made of TFHA are developed. Developed composition of NMCC make it possible to increase cutting properties of tool made of TFHA and to expand the field of their technological applications when cutting heat-treated steels with high hardness and processing heat-resistant alloys.