Название: Износостойкие покрытия режущего инструмента, работающего в условиях непрерывного резания - учебное пособие(Табаков, В. П.)

Жанр: Машиностроительный

Просмотров: 1388


3.12. микротвердость покрытия  (ti – zr – fe) + tizrfen + tizrn

 

Толщина слоя TiZrFeN,

мкм

Толщина слоя TiZrN,

мкм

Микротвердость Hμ,

ГПа

2,5

2,5

29,3

3,0

3,5

29,7

3,0

1,5

29,8

1,5

2,5

28,0

3,5

2,5

30,0

2,0

1,5

28,5

2,0

3,5

28,0

 

Рис. 3.4. Влияние толщины переходного адгезионного слоя h

на коэффициент отслоения Ко в покрытиях (Ti – Fe) + TiN (1) и

TiFeN + TiN (2) при общей толщине покрытий 6 мкм

 

Рис. 3.5. Влияние толщины переходного адгезионного слоя h

на величину остаточных напряжений σо (1) коэффициент отслоения Ко (2)

покрытия (Ti – Fe) + TiFeN + TiN толщиной 7 мкм

 

Рис. 3.6. Влияние толщины переходного адгезионного слоя h

на величину остаточных напряжений σо (1) коэффициент отслоения Ко (2)

покрытия (Ti – Zr – Fe) + TiZrFeN + TiZrN толщиной 7 мкм

 

Анализируя полученные результаты, можно отметить, что нанесение между внешним слоем покрытия и инструментальной основой переходных адгезионных слоев на основе чистых металлов, их нитридов и их сочетания, практически не оказывает влияния на период кристаллической решетки, полуширину рентгеновской линии покрытия и несущественно отражается на микротвердости покрытия в целом. В то же время это ведет к значительному снижению остаточных напряжений и прочности сцепления с инструментальной основой (рис. 3.7), величина которых определятся составом переходного слоя и соотношением его толщины и толщины внешнего слоя покрытия. Наименьшие остаточные напряжения и наибольшая прочность сцепления наблюдаются для покрытий с переходным слоем на основе чистых металлов. Нанесение переходных  слоев  на  основе  сложных  нитридов  несколько  повышает остаточные напряжения и коэффициент отслоения покрытий, но они существенно меньше соответствующих параметров покрытий без переходных адгезионных слоев. Введение в конструкцию покрытий, имеющих переходный адгезионный слой на основе сложного нитрида, мягкого слоя из чистых металлов  ведет  к  снижению  остаточных  напряжений  и  коэффициента отслоения покрытий. Полученные данные хорошо согласуются с данными расчета  и  подтверждают  правомерность  использования  предложенной методики    оценки    остаточных   напряжений    на    стадии   проектирования

 

 

Рис. 3.7. Влияние износостойких покрытий на величину остаточных напряжений (а) и коэффициент отслоения (б): 1 – TiN; 2 –(Ti – Fe) + TiN;

3 – TiFeN + TiN; 4 – (Ti – Fe) + TiFeN + TiN; 5 – TiZrN;

6 –  (Ti – Zr – Fe) + TiZrFeN + TiZrN

 

износостойких покрытий. Как следует из расчетов, наличие переходного слоя на основе чистых металлов резко снижает перепад напряжений на границе с инструментальной основой и уменьшает остаточные напряжения в покрытии. Нанесение переходного слоя на основе сложных нитридов уменьшает перепад напряжений между верхним слоем покрытия и данным слоем, но увеличивает

 

его на границе с инструментальной основой. Это вызывает рост остаточных напряжений в покрытии. В случае сочетания переходных слоев в покрытии создается наиболее благоприятная ситуация: уменьшается перепад напряжений на границе с инструментальной основой, а величина напряжений постепенно снижается от верхнего слоя покрытия к инструментальной основе. Все это вместе взятое ведет к снижению уровня остаточных напряжений в покрытии в целом и как следствие повышает прочность сцепления его с инструментальной основой.