Doctor of Sciences (Engineering), Associate Professor, professor of Chair of Mechanical Engineering
доктор технических наук, доцент, профессор кафедры технологии машиностроения
Doctor of Sciences (Engineering), Associate Professor, assistant professor of Chair of Mechanical Engineering
доктор технических наук, доцент, доцент кафедры технологии машиностроения
senior lecturer of Chair of Mechanics and Digital Design
старший преподаватель кафедры механики и цифрового проектирования
PhD (Engineering), Associate Professor, assistant professor of Chair of Mechanical Engineering
кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры технологии машиностроения
senior lecturer of Chair of Welding, Foundry and Additive Technologies
старший преподаватель кафедры сварочных, литейных и аддитивных технологий
assistant of Chair of Mechanical Engineering
ассистент кафедры технологии машиностроения
The paper presents the results of the study of the component composition of the reaction gases mixture when synthesizing carbonitride coatings of the Ti–Al–C–N system influencing the cutting tool durability. The coating was applied using the updated unit NNV-6.6-I1 by spraying from two one-component cathodes assisted by the incandescent cathode plasma source. During applying the coating, the mixture of reaction gases of N2 nitrogen and C2H2 acetylene in the ratio of 1:4, 2:3, 3:2, and 4:1 was delivered to the chamber. The paper presents the results of measuring the microhardness of studied specimens, which show that a sample with the coating deposited at the reaction gases ratio of N2:C2H2=2:3 had the largest microhardness value (4870 HV0.05). The paper presents the results of field tests of carbide-tipped tools with the studied coatings. Durability tests identified that a cutter with the coating deposited at the gas ratio of N2:C2H2=4:1 increases the tool durability ten times compared to a cutting tool without coating. Using the electron microscopy method, the authors investigated the chemical composition of the tool cutting face after tests. The analysis of the chemical composition of the surface after cutting showed that the content of coating elements on the surface of the sample with a coating deposited at the 4:1 ratio of the reaction gases of nitrogen and acetylene was considerably higher than that of other studied coatings, which indicates the less coating wear. However, ferrum is present in some areas of the cutting face, which says about the adhesion of treated material to the tool.
Приведены результаты исследования компонентного состава смеси реакционных газов при синтезе карбонитридных покрытий системы Ti–Al–C–N, оказывающих влияние на износостойкость режущего инструмента. Покрытие было нанесено на модернизированной установке ННВ-6.6-И1 распылением из двух однокомпонентных катодов с ассистированием плазменным источником с накальным катодом. Во время нанесения покрытия в камеру подавали смесь из реакционных газов азота N2 и ацетилена C2H2 в соотношении 1:4, 2:3, 3:2, 4:1. Представлены результаты измерений микротвердости исследуемых образцов, по результатам которых установлено, что наибольшее значение микротвердости (4870 HV0.05) имеет образец с покрытием, осажденным при соотношении реакционных газов N2:C2H2=2:3. Приведены результаты натурных испытаний твердосплавных резцов с исследуемыми покрытиями. По итогам стойкостных испытаний было определено, что резец с покрытием, нанесенным при соотношении газов N2:C2H2=4:1, увеличивает стойкость инструмента в 10 раз по сравнению с режущим инструментом без покрытия. Методом электронной микроскопии был исследован химический состав передней поверхности режущего инструмента после испытаний. Анализ химического состава поверхности после резания показал, что на образце с покрытием, полученным при соотношении реакционных газов азота и ацетилена 4:1, содержание элементов покрытия на поверхности гораздо выше, чем у других исследуемых покрытий, что свидетельствует о меньшем износе покрытия. Однако на некоторых участках передней поверхности присутствует железо, что свидетельствует о налипании обрабатываемого материала на инструмент.