Powłoki (Cr,Si)N/TiN na wieloostrzowych płytkach tokarskich z węglików spiekanych

• Autorzy: Dąbrowski M. , Morgiel J. , Grzonka J. , Mania R. , Zimowski S.

Warianty tytułu

EN

(Cr,Si)N/TiN coatings on sintered carbide turning inserts

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań warstw (Cr,Si)N/TiN, naniesionych na 4-ostrzowych płytkach tokarskich wykonanych z węglików spiekanych. Warstwę podłożową z TiN nanoszono za pomocą techniki łukowej. Do nanoszenia warstwy wierzchniej z (Cr,Si)N wykorzystano magnetron WMK-50. Reaktywne rozpylanie w mieszaninie argonu i azotu prowadzono z targetów wykonanych ze spieków chromowo-krzemowych o zawartości 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0 i 5,0% at. Si. Obserwacje mikrostruktury powłok z wykorzystaniem transmisyjnej mikroskopii elektronowej pozwoliły stwierdzić, że warstwa (Cr,Si)N ma silnie zdefektowaną budowę kolumnową o krystalitach o wielkości od 50 do 100 nm. Metodą ball-on-disc wykonano testy odporności na zużycie ścierne powłok naniesionych na płytki tokarskie. W rzeczywistych warunkach eksploatacji wykonano na dużej próbie testy pracą podczas toczenia wzdłużnego oraz poprzecznego. Toczenie prowadzono bez chłodzenia. Przy toczeniu wzdłużnym stosowano prędkości 70 i 119 m/min. Przy prędkości 70 m/min trwałość płytek z powłoką przewyższała prawie pięciokrotnie trwałość płytek fabrycznych, zaś przy prędkości skrawania 119 m/min - aż dziesięciokrotnie. Obrabiano wałki ze stali 13HMNF. Przy toczeniu poprzecznym, dokładnej obróbce poddano krążki ze stali OH18N9. Stosowano trzy prędkości skrawania: VC_śr1 = 42 m/min, VC_śr2 = 52 m/min oraz VC_śr3 = 68 m/min. Przy pręaKości VC_śr = 52 m/mln, płytki z powłoką posiadały siedmiokrotnie większą trwałość w porównaniu z płytkami bez powłoki. Dobre wyniki testu pracą badanych powłok wskazują na możliwość ich wykorzystania na narzędziach skrawających z węglików spiekanych w obróbce bez chłodzenia.

EN

The paper presents results of investigation conducted for (Cr,Si)N/TiN coatings deposited at sintered carbides 4-edge inserts for milling. The base layer of TiN had been deposed using arc technique. To obtain the top layer the magnetron WMK-50 had been used. Reactive sputtering in argon-nitrogen mixture had been conducted from chromiumsilicon sinter targets with following content of silicon: 0.5, 1.0, 2.0, 3.0, 4.0 and 5.0% at. Si. Based on observations of the coatings microstructure performed with HREM, it had been found that (Cr,Si)N layer has significantly detected column structure with crystallites of about 50 to 100 nm. The coated inserts for turning were tested for abrasion wear resistance by the "ball-on-disc" method. The work tests during sliding and surfacing for large size statistical sample were mad e in the industrial conditions. The testing turning without cooling was used. The slided stock was 13HMNF steel shafts and the cutting speed for sliding were 70 m/min and 119 m/min. At that speeds the tooll life of coating inserts was correspondingly - nearly five times and ten times higher than the tooll life of uncoated inserts. At surfacing the 0H18N9 discs were finishing turned. Three values of mean cutting speed were used : Vc_m1 = 42 m/min; Vc_m2 = 52 m/min and Vc_m3 = 68 m/min. At 52 m/min mea n cutting speed the coated inserts tool life was seven times higher than the tool life of analogical uncoated inserts. Good results of working tests of researched coatings shows, that the application of them for sintered carbides inserts at cutting without cooling is possible.

Słowa kluczowe

PL

powłoki; azotek chromu; azotek tytanu; azotek krzemu; trwałość narzędzia

EN

coatings; chromium nitride; titanium nitride; silicon nitride; tool life

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 50, nr 9
• Strony: 71--73
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., rys.

Twórcy

autor

Dąbrowski M.

autor

Morgiel J.

autor

Grzonka J.

autor

Mania R.

autor

Zimowski S.

• Politechnika Krakowska, Wydział Mechaniczny, Kraków

Bibliografia

• [1] Dąbrowski M., Morgiel J., Grzonka J., Mania R., Zimowski Sł.: Powłoki (Cr, Si) N/TiN na płytkach frezarskich z węglików spiekanych. Elektronika, 50 nr1/2009, ss. 66-68.
• [2] Margiel J., Grzonka J., Mania R., Zimowski Sł., Dąbrowski M.: Microstructure, microhardnes and wear resistance of "duplex" type (Cr, Si) N/TiN coatings deposited on WC cutting plates. Problemy Eksploatacji, 4 (2008) 123-136.
• [3] Grzonka J., Mania R., Morgiel J.: Microstructure of coatings from Cr-Si-N system. Journal of Microscopy - przyjęte do druku.
• [4] Dora J.: Zasilacz rezonansowy. Urząd Patentowy RP, Patent nr 178285, zgł. 1996.06.03.
• [5] Coro Guide Version 00.1, Copyright©, AS Sandvik Coromant 2000.01, 1990-2000.01.