Износостойкие покрытия на керамическом инструменте

28-03-2024

+++Большинство износостойких покрытий+++

---на керамическом режущем инструменте обеспечивают многократное увеличение---

При разработке покрытий на режущем инструменте из твердых сплавов (ТС) и быстрорежущих сталей (БС) изучено было множество тугоплавких соединений, но широкое практическое использование нашли лишь некоторые: TiC, TiN, TiCN и А1203 в различных сочетаниях, например TiC—TiN, TiC—TiCN; TiCN— TiN; TiN—TiC—TiN; TiC—TiN—A1203.

По убыванию твердости эти соединения можно расположить в следующий ряд: TiC > А1203 > TiN, а по стойкости при рабочих температурах — А1203 >> > TiC>TiN. Поэтому покрытия из TiC применяют в основном для борьбы с изнашиванием вследствие кратерообразования, а из А1203 — для защиты от диффузии и химического взаимодействия с железом. При выборе покрытия, наносимого на керамический инструмент, значение КТР материала покрытия должно быть существенно меньше, чем при нанесении на БС или ТС, так как оно по своим термическим свойствам практически не должно отличаться от материала инструмента. Поэтому задача нанесения покрытий в этом случае не усложняется вопросами совместимости покрытия и подложки, коробления и растрескивания покрытий, создания многослойных покрытий переменного состава (от металла к соединению), как в случае инструмента из быстрорежущих сталей и твердых сплавов.

Большинство износостойких покрытий на керамическом режущем инструменте обеспечивают многократное увеличение стойкости режущего инструмента. Такие покрытия состоят из оксидов алюминия, циркония, карбидов, нитридов, боридов и карбонитридов переходных металлов. Наиболее распространенными на керамическом инструменте являются покрытия из TiC, TiN, ZrN. Покрытия из A1N, A10N или Zr02 толщиной до 20 мкм могут наноситься либо непосредственно на керамическую пластину, либо на промежуточный слой, препятствующий росту зерен покрытия. Слой может быть образован тугоплавкими соединениями одного или нескольких элементов из группы Ti, Zr, Hf, V, Nb, Та, Cr, Mo, W, Al, Si и В. Покрытие из AlON считается перспективным, так как его стойкость при обработке Cr-Ni сталей более чем в два раза выше, чем покрытия из А1203. Наиболее распространены в качестве покрытий первого слоя соединения титана (TiC, TiN, TiCN, TiCO, TiCNO) или нитрид кремния Si3N4 (35, 40, 96].