Физические свойства вакуумно-плазменных покрытий для режущего инструмента

| Категория реферата: Рефераты по технологии
| Теги реферата: сочинение по картине, шпори психологія
| Добавил(а) на сайт: Dobromira.

Предыдущая страница реферата | 1 2 3 4 5 6 7 8 | Следующая страница реферата

Зависимость свойств покрытия от условий его получения можно продемонстрировать и на наибольшее распространенном в качестве однослойного карбидного покрытия - TiC. На рис.9 приведены данные по

износостойкости хромистой стали и покрытий TiC (покрытие получено вакуумно- дуговым методом), нанесенных при давлениях С2Н2 – 0.17 Па (TiC 1) и 0.27 Па
(TiC 2) при напряжении на подложке 200 В [9].

Величина К есть удельная скорость изнашивания покрытия, определяется выражением:

K = ————

(1)

F ( ?L

В (1), ?V есть приращение объемного износа покрытия на пути трения ?L, а F- нагрузка. В [9] установлена зависимость удельной скорости изнашевания от потенциала на подложке (рис.10). Из рисунка видно, что при напряжении 150 В величина К имеет минимум. Это, по-видимому, определяется плотностью покрытия и его адгезионной прочностью.

Микротвердость покрытия непосредственно определяется и концентрацией реактивного газа, учавствующего в процессе его формирования.
Так на рис.11 показана зависимость микротвердости покрытий TiNx от расхода азота при магнетронном распылении, при величине полезной мощности равной 2 кВт [4].

Изменение расход азота влияет не только на микроструктуру осаждаемых пленок TiNx , но так же и на другие свойства пленок, например, на их удельное сопротивление Rs (рис.12), велечина полезной мощности равна
3 кВт. Из рисунка видно, что величина Rx пленок TiNx увеличивается при увеличении расхода азота подобно микротвердости. Максимальное значение удельного сопротивления пленок TiNx приблизительно в пять раз больше, чем для пленок титана [4].

В табл.3 приведены характеристики различных видов одноэлементных покрытий. Из таблицы видно, что карбидные покрытия по своей сути наиболее твердые и жаростойкие, обладают высокой адгезией с материалом инструмента.
Нитридные покрытия более пластичны и менее хрупкие, чем карбидные. Наименее твердыми и наиболее хрупкими из покрытий являются оксиды, но по своим коррозионным свойствам они превосходят карбидные и нитридные покрытия.

Таблица 3

Физические свойства различных представителей одноэлементных износостойких покрытий.

| | Материал |
|Свойства |покрытия |
| | | | |
| |TiC |TiN |Al2O3 |
|Точка плавления, оС | | | 2015|
|Плотность, кг/м3 |3140 |2930 | |
|Микротвердость, Мпа |4930 |5210 |3970 |
|Модуль упругости, Гпа |32000 |21600 |21000 |
|Коэффициент линейного |313.7 |250.28 |361.29 |
|расширения, град-1 | | | |
|Вязкость разрушения, |7.4(10-6|9.4(10-6 |8.3(10-6|
|МПа(м1/2 | |3.4 | |
| |2.2 | |--- |

6.3. Многослойные покрытия.

Непосредственная классификация многослойных покрытий, наносимых на инструментальный материал, приведена в табл.4.

Таблица 4

Классификация многослойных покрытий для режущего инструмента.

С учетом двойственной природы покрытия, как технологической промежуточной среды между инструментальным и обрабатываемым материалами, использование одного из тугоплавких соединений в качестве покрытия не всегда удолетворяет комплексу требованей к покрытию (пар. 4). Поэтому на практике, при производстве режущего инструмента с покрытием все большее применение находят многослойно-композиционные покрытия с переменными свойствами и химическим составом. Кроме того, они способны хороше сопротивлятся хрупкому разрушению в условиях развития трещин или при сильных пластических деформациях режущей части. Многослойные покрытия рекомендуется наносить на весьма хрупкие и кристаллохимически несовместимые с инструментальным материалом системы, обладающие наибольшей термодинамической устойчевостью среди всех известных соединений. К таким системам можно отнести некоторые оксиды (особенно Al2O3), бориды (HfB2,
NbB2, TaB2) и Si3N4. Такие соединения способны сохранять высокую твердость при больших температурах, имеют повышенную пассивность по отношению к обрабатываемым материалам. Эти соединения должны входить в состав многослойно-композиционных покрытий в качестве барьерных слоев, которые могли бы эффективно сдерживать диффузионные процессы, служить своеобразным термоизолирующим слоем, снижать склонность инструментального материала к коррозии и окислению при высоких температурах.

Значительный интерес в качестве основы покрытий представляют двойные и тройные системы карбидов, нитридов, а также карбонитридов переходных материалов [5]: пары карбид-карбид: TiC-ZrC; ZrC-TaC; MoC-WC; TiC-TaC; TiC-HfC;
Cr33C6-Mn23C6; Cr7C3-Mn7C3; пары нитрид-нитрид: TiN-ZrN; ZrN-HfN; TaN-CrN; TiN-HfN; CrN-MoN;

пары карбид нитрид: TiC-TiN; ZrN-ZrC; TiC-ZrN; NbC-TiN; TiC-VN;
ZrN;

Высокая термодинамическая устойчивость, твердость и прочность этих соединений обусловлена большим подобием структур и близкими размерами атомов, с чем связано и наличие значительных областей растворимости.
Двойные и тройные соединения имеют широкую область растворимости и перспективны при разработке композиционных покрытий.

Как и для однослойных покрытий, свойства многослойных покрытий непосредственно зависят от технологических особенностей процесса их нанесения на рабочую поверхность режущего инструмента. Выше сказанное можно проиллюстрировать на примере покрытия TiCN, наносимого методом РИБ. Период решетки данного покрытия зависит от соотношения между количеством азота и углеводородной смеси в реакционном газе. Из рис.13 видно, что период решетки максимален и равен 4.325 Е, когда реактивный газ содержит только углеводородную смесь, и минимальный период – 4.261 Е, когда реактивный газ содержит только азот [2].

На рис.14 приведена зависимость микротвердости покрытия TiCN от концентрации азота в газовой смеси, напускаемого в рабочую камеру при конденсации. Здесь же приведены результаты измерения коэффициента трения покрытия в паре со сталью 45 в среде СО (нагрузка 750 Н, время испытаний

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: реферат на тему життя, бесплатные рефераты скачать, сочинения 4.

Claw.ru | Рефераты по технологии | Физические свойства вакуумно-плазменных покрытий для режущего инструмента

Физические свойства вакуумно-плазменных покрытий для режущего инструмента

Категории:

Поделитесь этой записью или добавьте в закладки

Рефераты от А до Я

Полезные заметки