Новые марки твердых сплавов для металлообработки

ОАО «Кировградский завод твердых сплавов» приступил к выпуску сменных многогранных пластин с износостойкими покрытиями, которые производятся по самым современным нанотехнологиям. Используемые в этой технологии методы физического и химического газофазного осаждения дают возможность получать многофазные покрытия, содержащие TiN, TiCN, TiC и Аl2O3. Пластины с износостойкими покрытиями ОАО «КЗТС» увеличивают эксплуатационную стойкость режущего инструмента при металлообработке в 2-3 раза по сравнению с обычным инструментом.
Установка π-300, являющаяся последней разработкой швейцарской фирмы «PLATIT AG», позволяет наносить наноградиентные и мультислойные PVD – покрытия.

Рис. 1. Установка π – 300

Рис. 2. Пластины с износостойкими покрытиями

Установка BPXpro 530 L - T швейцарской фирмы «IonBond AG» предназначена для нанесения газофазным CVD – методом различных высокоэффективных покрытий для широкой области применения режущих инструментов

Рис. 3. Установка BPXpro 530 L-T

Рис. 4. Тестовые фотографии для оценки толщины покрытия и количества износостойких слоев
Преимущества новых технологий нанесения покрытий:

  • Гладкая поверхность покрытий
  • Нанокомпозитное осаждение
  • Программируемая стехиометрия наноградиентных покрытий
  • Мульти- и нанослои
  • Высокая скорость осаждения

В таблицах представлена информация о новых износостойких покрытиях, наносимых на поверхность твердосплавных пластин
Табл. 1.
Виды покрытий, получаемых на установке BPXpro 530 L-T «IonBond» (CVD)


Обозначение

Тип покрытия
Цвет
Структура

Состав. Толщина слоев, μ

Особенности применения

BERNEX D
(точение)

MT TiCN
Золотой
Мульти слой

TiN - 1

Точение углеродистой, легированной, нержавеющей стали, стального и чугунного литья. Средняя скорость резания.

MT TiCN - 9

TiN - 1

Средняя толщина - 12

BERNEX F

MT TiCN
Золотой
Мульти слой

TiN - 1

Фрезерование легированных сталей. Средняя скорость резания.

MT TiCN - 4

TiN - 1

Средняя толщина - (4-6)

HSA
(скоростное
резание)

Alpha
AL 2O3
Черный
Мульти слой

αAl2O3 - 6

Высокоскоростное резание. Черновая обработка заготовок из прутка. Абразивные и тепловыделяющие операции. Обработка отливок из чугуна.

HT TiCN - 5

TiN - 1

Средняя толщина - 12

HSM
(черновое
фрезерование)

Kappa
AL 2O3
Золотой
Мульти слой

TiN - 1

Фрезерование кованных, литых и
стойких к коррозии сталей.

кAl2O3 – 3

MT TiCN - 2

TiN - 1

Средняя толщина -(4-6)

SpeedMill
(скоростное
фрезерование)

Fine alpha
AL 2O3
Черный
Мульти слой

αAl2O3 3- 3

Фрезерование и прерывистое резание углеродистых, легированных и нержавеющих сталей. Возможна обработка отливок из чугуна.

MT TiCN - 3

TiN - 1

Средняя толщина -(4-6)

SpeedTurn
(скоростное
точение)

kappa
AL 2O3
Золотой
Мульти слой

TiN 1

Скоростное точение отливок из стали и чугуна при тяжелых условиях резания.

κAl2O3 - 6

MT TiCN - 5

TiN - 1

Средняя толщина - (10-18)

HST

Fine alpha
AL 2O3
Черный
Мульти слой

αAl2O3 - 6

Универсальное покрытие для точения, отрезки, фрезерования кованных сталей при высоких скоростях.

МT TiCN - 5

TiN - 1

Средняя толщина - (10-18)

U1

U1
Золотой
Мульти слой

TiN - 1

Универсальное покрытие широкого применения для точения, нарезания канавок, умеренно прерывистого резания углеродистой, легированной, нержавеющей сталей и отливок из чугуна.

TiCN

TiN - 1

Средняя толщина - (5-9)

U3

U3
Золотой
Мульти слой

TiN - 1

Тонкое покрытие для фрезерования и сверления суперсплавов и нержавеющих сталей.

TiCN - 1

TiN - 1

Средняя толщина - 3

 

 

 

Табл. 2.
Виды покрытий, получаемых на установке π-300 PLATIT (PVD)


Тип
Структура
(Цвет)

Хим.состав
Общая толщина
покрытия.

Последовательность
слоев

Толщина
слое в,μ

Применение

TiN
(монослой золотой)

Ti1,0N1,0
(1-7)μ

TiN

5

Покрытие широкого назначения.

TiAlN
(монослой черный)

Ti0.5Al0.5N
(1-5)μ

AlTiN

0.2

Универсальное высокопроизводительное покрытие для резания (сверление, фрезерование, рассверловка, обточка). Подходит для сухой обработки, для финишной обработки в стабильных условиях, для черновой обработки.
Особенно рекомендуется для обработки чугунного литья и закаленных сталей. (3.5-4.5μ)

TiAlN

3.9

TiN

0.2

TiAlN
(монослой золотой)

Ti0.5Al0.5N
(1-5)μ

TiN

0.2

Наиболее рекомендуемое универсальное покрытие с широкой областью применения. Особенно рекомендуется для обработки незакаленных мягких сталей (3.5-4.5μ)

TiAlN

3.9

TiN

0.2

TiAlN
(мультислой темно-
фиолетовый)

Ti0.6Al0.4N
(1-4)μ

TiAlN
верх

1.0

Для прерывистого резания.
Для обработки с тяжелыми нагрузками.

TiAlN2

0.3

TiAlN1

0.3

TiN

0.1

AlTiN
(монослой черный)

Ti0.35Al0.65N
(1-4)μ

AlTiN

2

Высокопроизводительное покрытие для сухой высокоскоростной обработки, для обработки труднообрабатываемых материалов. Для стабильной чистовой и черновой обработки. Высокая теплостойкость покрытия.

TiAlN

0.9

TiN

0.1

AlTiN
(мультислой черный)

Ti0.4Al0.6N
(1-4)μ

AlTiN
верх

1.0

Для прерывистого резания и обработки в нестабильных условиях или с высокими нагрузками.

AlTiN

0.3

TiAlN

0.3

TiN

0.1

nACo®
(градиент синий)

Ti0.45Si,0,0.5Al0.5N
(1-4)μ

TiAlSiN

3.8

Нанокомпозитное покрытие на основе Ti, предельно высокие нанотвердость и теплостойкость покрытия. Используется для высокопроизводительной обработки (сухая HSC) и для нормальных условий механической обработки. Покрытие хрупкое, хорошо работает в сухих условиях или MJL (чем выше скорость и температура в зоне резания, тем выше производительность).

TiN

0.1

nACo®(мультислой синий)

Ti0.48Si,0,04Al0.48
N
(1-4)μ

AlSiTiN
верх

1.0

AlSiTiN

0.3

TiAlSiN

0.3

TiN

0.1

 

ОАО «КЗТС»  уделяет много  внимания новым конструкциям сменных многогранных пластин. Сравнивая режущие свойства инструментов различных производителей, специалисты ОАО "КЗТС" определили  основные направления в совершенствовании  геометрии режущих кромок, изменении конструкции  стружколомающих канавок и форм изделий.    Совместная работа с  дилерами ОАО «КЗТС» и  ведущими машиностроительными предприятиями позволила разработать  пластины, применение которых дает новые возможности в металлообработке. Это и увеличение стойкости инструмента, и повышение скорости резания.
Сейчас можно уверенно сказать, что конкурентоспособность изделий  ОАО «КЗТС» существенно возросла. Об этом свидетельствуют   результаты испытаний на многих предприятиях России и Украины. При сравнительных  испытаниях пластин, где базовыми являются инструменты ведущих мировых производителей, продукция ОАО «КЗТС» выглядит вполне достойно. А в соотношении цена-качество имеет значительные преимущества. 
Пластины новой конструкции квадратной формы SCMT380932 из твердых сплавов марок ВР35ТМ и ВР40ТМ показали отличную стойкость при получистовом точении валка диаметром 1190 мм  из стали 70Х3ГНМ — в 1,2 раза выше  базовой пластины.  Испытания проводились в ЗАО «Новокраматорский машиностроительный завод». В качестве базовой пластины были  использованы пластины Sandvik. 
Новые свойства нашим пластинам придают и износостойкие покрытия.   Современные технологии дают возможность получать многофазные покрытия, содержащие износостойкие слои TiN, TiCN, TiC и Аl2O3, а также соединения типа AlTiN,  TiAlN.
 После нанесения покрытий эксплуатационная стойкость пластин при металлообработке повышается в 2-3 раза  по сравнению с обычными пластинами.

 

Преимущества новых технологий нанесения покрытий:
Гладкая поверхность покрытий, низкая адгезия к обрабатываемому материалу
Нанокомпозитное осаждение
Программируемая стехиометрия
Мульти - и нанослои
Высокая скорость осаждения
Износостойкие слои состоят:

TiN
обеспечивает хорошее сцепление твердого сплава и покрытия,
сохраняет вязкость и адгезионные свойства при высокой температуре,
высокая устойчивость к окислению при повышенных температурах,
устойчивость к циклическим колебаниям температуры
TiCN
состоит из столбчатых, вертикально расположенных кристаллов,  
обладает большой устойчивостью к отслаиванию и выкрашиванию
режущей кромки                                   
Al2O3
имеет высокую твердость при высокой температуре,
имеет гладкую поверхность, что снижает усилия резания,
имеет  низкую теплопроводность, что защищает от перегрева и трещин
режущую кромку, устойчив к окислению