RU2459887C1 - Cermet alloy built on titanium carbide and metal binder with modified surface layer structure - Google Patents
Cermet alloy built on titanium carbide and metal binder with modified surface layer structure Download PDFInfo
- Publication number
- RU2459887C1 RU2459887C1 RU2011130658/02A RU2011130658A RU2459887C1 RU 2459887 C1 RU2459887 C1 RU 2459887C1 RU 2011130658/02 A RU2011130658/02 A RU 2011130658/02A RU 2011130658 A RU2011130658 A RU 2011130658A RU 2459887 C1 RU2459887 C1 RU 2459887C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- surface layer
- alloy
- electron beam
- metal
- nanoparticles
- Prior art date
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 23
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 23
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 title claims abstract description 19
- MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N trimethyl(1,1,2,2,2-pentafluoroethyl)silane Chemical compound C[Si](C)(C)C(F)(F)C(F)(F)F MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 10
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims description 41
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims description 41
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 title abstract description 30
- 239000011195 cermet Substances 0.000 title abstract description 29
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims abstract description 34
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 10
- -1 nickel-chromium-aluminium Chemical compound 0.000 claims abstract description 8
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 6
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 claims description 11
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 abstract description 25
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Substances N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 16
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 229910017083 AlN Inorganic materials 0.000 abstract 1
- PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N Aluminum nitride Chemical compound [Al]#N PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 3
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000011514 reflex Effects 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 102220479482 Puromycin-sensitive aminopeptidase-like protein_C21D_mutation Human genes 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000016507 interphase Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000048 melt cooling Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000001004 secondary ion mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлокерамическим (твердым) сплавам с металлическим связующим инструментального назначения и может быть использовано для изготовления высокоресурсного режущего инструмента (металлорежущего, горнорежущего, дереворежущего и т.п.) и пар трения для экстремальных условий эксплуатации (высокоскоростное трение, абразивное воздействие, агрессивные среды, повышенные температуры).The invention relates to ceramic-metal (hard) alloys with a metal binder for instrumental purposes and can be used for the manufacture of high-resource cutting tools (metal-cutting, mining, wood-cutting, etc.) and friction pairs for extreme operating conditions (high-speed friction, abrasive action, aggressive environments elevated temperatures).
Известен твердый сплав на основе карбида титана TiC и никельхромовой связки (Ni-Cr) с модифицированной структурой поверхностного слоя, полученной облучением поверхности сплава сильноточным электронным пучком с длительностью импульсов облучения 3 мкс в вакууме, из охранного документа «Способ повышения износостойкости твердосплавного инструмента или изделия [патент RU 2259407; C21D 9/22, 1/09; опубл. 27.08.2005].Known hard alloy based on titanium carbide TiC and nickel-chrome binder (Ni-Cr) with a modified structure of the surface layer obtained by irradiating the alloy surface with a high-current electron beam with a pulse duration of 3 μs in vacuum, from the security document "A way to increase the wear resistance of a carbide tool or product [ patent RU 2259407; C21D 9/22, 1/09; publ. 08/27/2005].
Недостатком этого твердого сплава является минимальная (около 1 мкм) толщина поверхностного слоя с модифицированной структурой. В результате в процессе эксплуатации твердого сплава (например, при резании металла) на его рабочей поверхности происходит образование микротрещин и выкрашивание материала поверхностного слоя с модифицированной в результате электронно-пучкового облучения поверхности сплава структурой.The disadvantage of this hard alloy is the minimum (about 1 μm) thickness of the surface layer with a modified structure. As a result, during the operation of the hard alloy (for example, when cutting metal), microcracks are formed on its working surface and the material of the surface layer is chipped with a structure modified as a result of electron-beam irradiation.
Известен металлокерамический сплав на основе карбида титана TiC и никельхромовой связки (Ni-Cr) с модифицированной структурой поверхностного слоя, полученной путем облучения поверхности металлокерамического сплава сильноточным электронным пучком с длительностью импульсов облучения до 200 мкс в аргоносодержащей плазме газового разряда [Овчаренко В.Е., Иванов Ю.Ф. Трибологические свойства наноструктурированной поверхности металлокерамического сплава на основе карбида титана // Известия Томского политехнического университета. - 2008. - Т.313. - №2. - С.114-118].A known ceramic-metal alloy based on titanium carbide TiC and a nickel-chrome binder (Ni-Cr) with a modified surface layer structure obtained by irradiating the surface of a ceramic-metal alloy with a high-current electron beam with a pulse duration of up to 200 μs in an argon-containing gas-discharge plasma [V. Ovcharenko, Ivanov Yu.F. Tribological properties of the nanostructured surface of a ceramic-metal alloy based on titanium carbide // Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. - 2008. - T.313. - No. 2. - S.114-118].
Недостатком известного металлокерамического сплава на основе карбида титана TiC и никельхромовой связки (Ni-Cr) с модифицированной структурой поверхностного слоя является низкая термическая стабильность структурно-фазового состояния поверхностного слоя, что выражается в значительном увеличении коэффициента трения на поверхности сплава с повышением температуры и снижением стойкости режущей кромки пластины из металлокерамического сплава в условиях резания металла.A disadvantage of the known cermet alloy based on titanium carbide TiC and nickel-chrome binder (Ni-Cr) with a modified structure of the surface layer is the low thermal stability of the structural phase state of the surface layer, which is manifested in a significant increase in the friction coefficient on the surface of the alloy with an increase in temperature and a decrease in cutting resistance edges of a ceramic-metal alloy plate under metal cutting conditions.
Известен металлокерамический сплав на основе карбида титана TiC и никельхромовой связки (Ni-Cr) с модифицированной структурой поверхностного слоя, полученной путем облучения поверхности металлокерамического сплава импульсным сильноточным электронным пучком в азотсодержащей плазме газового разряда при плотности энергии в электронном пучке до 40 Дж/см2 и длительности импульсов облучения до 200 мкс [Овчаренко В.Е., Букрина Н.В., Иванов Ю.Ф., Моховиков А.А., Ван Джинчен, Ю.Баохай. Импульсное электронно-пучковое облучение металлокерамического сплава в азотсодержащей атмосфере // Известия Томского политехнического университета. - 2011. - Т.318. - №2. - C.110-115.].Known cermet alloy based on titanium carbide TiC and nickel-chrome binder (Ni-Cr) with a modified surface layer structure obtained by irradiating the surface of a cermet alloy with a pulsed high-current electron beam in a nitrogen-containing gas discharge plasma with an energy density in the electron beam of up to 40 J / cm 2 and the duration of the irradiation pulses up to 200 μs [Ovcharenko V.E., Bukrina N.V., Ivanov Yu.F., Mokhovikov A.A., Van Dzhinchen, Y. Baokhai. Pulse electron-beam irradiation of a cermet alloy in a nitrogen-containing atmosphere // Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. - 2011. - T.318. - No. 2. - C.110-115.].
Недостатком известного металлокерамического сплава является низкая термическая стабильность структурно-фазового состояния поверхностного слоя металлокерамического сплава, что выражается в пониженной стойкости металлокерамического сплава в условиях резания металла.A disadvantage of the known ceramic-metal alloy is the low thermal stability of the structural phase state of the surface layer of the ceramic-metal alloy, which is reflected in the reduced resistance of the ceramic-metal alloy under metal cutting conditions.
Задачей предлагаемого изобретения является создание металлокерамического сплава на основе карбида титана и никельхромалюминиевой связки (Ni-Cr-Al) с термически стабильной структурой поверхностного слоя, отличающегося высокой стойкостью в условиях резания металла.The objective of the invention is the creation of a cermet alloy based on titanium carbide and nickel-chromium-aluminum binder (Ni-Cr-Al) with a thermally stable surface layer structure, characterized by high resistance under metal cutting conditions.
Указанный технический результат достигается тем, что предлагаемый металлокерамический сплав, равно как и известный на основе карбида титана с металлическим связующим, состоит из основы и поверхностного слоя с модифицированной путем облучения импульсным сильноточным электронным пучком структурой.The specified technical result is achieved in that the proposed cermet alloy, as well as that known on the basis of titanium carbide with a metal binder, consists of a base and a surface layer with a structure modified by irradiation with a pulsed high-current electron beam.
Новым является то, что в качестве металлического связующего металлокерамического сплава использован никельхромалюминиевый сплав (Ni-Cr-Al), а поверхностный слой с модифицированной структурой содержит в виде структурно-фазовой составляющей наночастицы нитридов титана и алюминия. Наночастицы нитрида титана имеют преимущественно округлую форму с размерами в пределах 50…100 нм, а наночастицы нитрида алюминия имеют пластинчатую форму с размерами в пределах 30…80 нм. Толщина металлического связующего в виде расплава при импульсном воздействии электронного пучка в поверхностном слое сплава достигает 50 мкм.What is new is that a nickel-chromium-aluminum alloy (Ni-Cr-Al) is used as the metal-ceramic-metal binder alloy, and the surface layer with a modified structure contains titanium and aluminum nitride nanoparticles as a structural phase component. Titanium nitride nanoparticles have a predominantly rounded shape with sizes ranging from 50 to 100 nm, and aluminum nitride nanoparticles have a plate shape with sizes ranging from 30 to 80 nm. The thickness of the metal binder in the form of a melt when pulsed by an electron beam in the surface layer of the alloy reaches 50 μm.
Сущность изобретения заключается в повышении термической стабильности неравновесного структурно-фазового состояния поверхностного слоя металлокерамического сплава путем его закрепления тугоплавкими и нерастворимыми при повышенных температурах в металлическом связующем наночастицами нитридов титана и алюминия, распределенных на внутрифазных границах раздела наноструктурированного в результате импульсного электронно-пучкового облучения поверхностного слоя металлокерамического сплава. Наночастицы нитридов титана и алюминия образуются в поверхностном слое металлокерамического сплава в результате диффузионного взаимодействия атомарного азота с расплавом металлического связующего в процессе импульсного электронно-пучкового облучения металлокерамического сплава в азотсодержащей плазме газового разряда при плотности энергии в электронном пучке 50…70 Дж/см.The essence of the invention is to increase the thermal stability of the nonequilibrium structural-phase state of the surface layer of a cermet alloy by fixing it with refractory and insoluble at elevated temperatures in a metal binder with titanium and aluminum nitride nanoparticles distributed at the interphase interfaces of nanostructured as a result of pulsed electron-beam irradiation of the surface layer with metal alloy. Nanoparticles of titanium and aluminum nitrides are formed in the surface layer of a cermet alloy as a result of diffusion interaction of atomic nitrogen with a metal binder melt during pulsed electron-beam irradiation of a cermet alloy in a nitrogen-containing gas-discharge plasma at an energy density in the electron beam of 50 ... 70 J / cm.
Изобретение иллюстрируется фигурами 1, 2, 3, 4, 5.The invention is illustrated by figures 1, 2, 3, 4, 5.
На фиг.1 представлено электронно-микроскопическое изображение структуры поверхностного слоя металлокерамического сплава после импульсного электронно-пучкового облучения в азотсодержащей плазме газового разряда; а - светлое поле; б - темное поле, полученное в совпадающих рефлексах [002]Ni + [102]AlN; в - микроэлектронограмма (стрелкой указан рефлекс, в котором получено темное поле).Figure 1 presents the electron microscopic image of the structure of the surface layer of the cermet alloy after pulsed electron-beam irradiation in a nitrogen-containing gas discharge plasma; a - bright field; b — dark field obtained in coincident reflections of [002] Ni + [102] AlN; c - microelectron diffraction pattern (the arrow indicates the reflex in which the dark field is obtained).
На фиг.2, для сравнения с микроструктурой на фиг.1, представлено электронно-микроскопическое изображение структуры поверхностного слоя металлокерамического сплава после азотирования в азотсодержащем тлеющим газовом разряде (по классической схеме азотирования в течение двух и более часов); а - светлое поле; б - темное поле, полученное в совпадающих рефлексах [002]Ni + [109]Ti3Al2N2; в - микроэлектронограмма (стрелкой указан рефлекс, в котором получено темное поле).Figure 2, for comparison with the microstructure of figure 1, presents an electron microscopic image of the structure of the surface layer of a cermet alloy after nitriding in a nitrogen-containing glow gas discharge (according to the classical scheme of nitriding for two or more hours); a - bright field; b — dark field obtained in coincident reflections of [002] Ni + [109] Ti 3 Al 2 N 2 ; c - microelectron diffraction pattern (the arrow indicates the reflex in which the dark field is obtained).
Можно констатировать, что импульсное, в субмиллисекундном (100…200 мкс) диапазоне времени, электронно-пучковое облучение при плотности энергии в электронном пучке 50…70 Дж/см2 в азотсодержащей плазме газового разряда формирует в поверхностном слое микроструктуру с наночастицами нитридов металлов, аналогичную микроструктуре, формирующейся при азотировании по классической схеме в течение двух и более часов выдержки в тлеющем азотсодержащим газовом разряде.It can be stated that pulsed, in the submillisecond (100 ... 200 μs) time range, electron-beam irradiation at an energy density in the electron beam of 50 ... 70 J / cm 2 in a nitrogen-containing gas-discharge plasma forms a microstructure in the surface layer with metal nitride nanoparticles, similar microstructure formed during nitriding according to the classical scheme during two or more hours of exposure in a glowing nitrogen-containing gas discharge.
На фиг.3 представлены зависимости микротвердости поверхностного слоя металлокерамического сплава после электронно-пучкового облучения импульсами длительностью 200 мкс в аргонсодержащей и азотсодержащей плазме газового разряда от плотности энергии в электронном пучке. Во всем диапазоне исследованных значений плотности энергии в электронном пучке наблюдается превышение микротвердости облученной поверхности образцов металлокерамического сплава в азотсодержащей плазме газового разряда над микротвердостью образцов после облучения в аргонсодержащей плазме газового разряда. Очевидно, что наиболее вероятной причиной выявленного увеличения твердости поверхностного слоя металлокерамического сплава являются насыщение поверхностного слоя азотом (формирование твердого раствора азота в связующем сплаве) и образование частиц нитридных фаз.Figure 3 shows the microhardness of the surface layer of a cermet alloy after electron-beam irradiation with pulses of 200 μs duration in an argon-containing and nitrogen-containing gas discharge plasma versus the energy density in the electron beam. Over the entire range of the studied values of the energy density in the electron beam, the microhardness of the irradiated surface of the ceramic-metal alloy samples in a nitrogen-containing gas discharge plasma exceeds the microhardness of the samples after irradiation in an argon-containing gas discharge plasma. Obviously, the most probable cause of the revealed increase in the hardness of the surface layer of the cermet alloy is the saturation of the surface layer with nitrogen (the formation of a solid solution of nitrogen in the binder alloy) and the formation of particles of nitride phases.
На фиг.4 представлены профили относительной интенсивности излучения вторичных ионов азота из поверхностного слоя металлокерамического сплава TiC-(Ni-Cr-Al) после импульсного электронно-пучкового облучения сплава в азотсодержащей плазме газового разряда при различной плотности энергии в электронном пучке (вторично-ионная масс-спектроскопия). Хорошо видно, что импульсное электронно-пучковое облучение металлокерамического сплава в азотсодержащей плазме газового разряда формирует в поверхностном слое металлокерамического сплава диффузионную зону азота. Максимальное содержание азота в поверхностном слое достигается при плотности энергии в электронном пучке 50 Дж/см2.Figure 4 shows the profiles of the relative radiation intensity of secondary nitrogen ions from the surface layer of the TiC- (Ni-Cr-Al) cermet alloy after pulsed electron-beam irradiation of the alloy in a nitrogen-containing gas discharge plasma at different energy densities in the electron beam (secondary ion mass -spectroscopy). It is clearly seen that pulsed electron-beam irradiation of a cermet alloy in a nitrogen-containing gas-discharge plasma forms a diffusion zone of nitrogen in the surface layer of the cermet alloy. The maximum nitrogen content in the surface layer is achieved at an energy density in the electron beam of 50 J / cm 2 .
Можно констатировать, что при достижении в поверхностном слое металлокерамического сплава максимальных значений содержания азота достигаются максимальные значения стойкости металлокерамического сплава в условиях резания металла (стойкость повышается до 10…12 раз). Последнее, очевидно, обусловлено формированием в поверхностном слое высокостабильного структурно-фазового фазового состояния, обладающего уникальными физико-механическими свойствами.It can be stated that when the maximum nitrogen content in the surface layer of the cermet alloy is reached, the maximum values of the resistance of the cermet alloy under conditions of metal cutting are reached (resistance increases to 10 ... 12 times). The latter, obviously, is due to the formation in the surface layer of a highly stable structural-phase phase state with unique physical and mechanical properties.
Изобретение осуществляется следующим образом.The invention is as follows.
Образцы для исследований были изготовлены из металлокерамического сплава 50 об.% TiC-50 об.% (Ni-Cr-Al) в виде четырехгранных пластинок размером 10×10×4 мм. Подготовленные до уровня металлографических шлифов плоские поверхности образцов облучали электронным пучком импульсами длительностью 50…200 мкс при плотности энергии в электронном пучке 50…70 Дж/см2. Давление атомарного азота в рабочей камере установки составляло 2×10-2 Па. Микроструктуру поверхности образцов после электронно-пучковой обработки и поверхности разрушения металлокерамического сплава исследовали на сканирующем электронном микроскопе SEM-515 «Philips».The samples for research were made of a cermet alloy of 50 vol.% TiC-50 vol.% (Ni-Cr-Al) in the form of
Исследования влияния электронно-пучкового облучения в азотсодержащей атмосфере на стойкость металлокерамического сплава были проведены на образцах в виде режущих пластин в условиях резания металла на токарном станке, оснащенном оборудованием для измерения износа на передней и задней поверхностях режущей пластины в режиме реального времени. Измерения износа режущей пластины из металлокерамического сплава при резании стальной заготовки проводили при следующих параметрах резания: скорость резания V=80 м/мин, глубина резания t=1 мм.Studies of the effect of electron-beam irradiation in a nitrogen-containing atmosphere on the resistance of a cermet alloy were carried out on samples in the form of cutting inserts under conditions of metal cutting on a lathe equipped with real-time measurement of wear on the front and rear surfaces of the cutting insert. Wear measurements of a ceramic-metal alloy insert during cutting of a steel billet were carried out at the following cutting parameters: cutting speed V = 80 m / min, cutting depth t = 1 mm.
Пример конкретного выполнения.An example of a specific implementation.
Образцы металлокерамического сплава 50 об.% TiC-50 об.% (Ni-Cr-Al), подготовленные вышеуказанным способом, облучали электронным пучком импульсами длительностью 150 мкс при плотности энергии в электронном пучке 50 Дж/см2 при давлении азота в камере ~10-2 Па. Толщина расплава металлического связующего в поверхностном слое металлокерамики при этом достигала 50 мкм. Скорость охлаждения расплава по окончании импульса облучения составляла 106 К/с.Samples of the cermet alloy 50 vol.% TiC-50 vol.% (Ni-Cr-Al) prepared by the above method were irradiated with an electron beam with pulses of 150 μs duration at an energy density in the electron beam of 50 J / cm 2 at a nitrogen pressure in the chamber of ~ 10 -2 Pa. The melt thickness of the metal binder in the surface layer of cermet in this case reached 50 μm. The melt cooling rate at the end of the irradiation pulse was 10 6 K / s.
На фиг.5 приведены микроструктуры поверхности режущих кромок пластин из металлокерамического сплава, облученных в азотсодержащей плазме газового разряда при плотностях энергии в электронном пучке 50 Дж/см2 и длительности импульсов облучения 100 и 150 мкс после испытания на стойкость металлокерамического сплава в условиях резания металла. Можно констатировать, что если в первом случае износ режущей кромки определяется, прежде всего, образованием продольных по отношению к режущей кромке микротрещин, образующих магистральные трещины с последующим механическим разрушением режущей кромки по всей длине ее рабочей части (фиг.5а, б), то во втором случае на поверхности режущей части металлокерамической пластины образуется сеть микротрещин, ориентированных, как правило, перпендикулярно линии режущей кромки и не образующих магистральные трещины (фиг.5в, г).Figure 5 shows the surface microstructures of the cutting edges of a cermet alloy plate irradiated in a nitrogen-containing gas-discharge plasma at an electron beam energy density of 50 J / cm 2 and irradiation pulse durations of 100 and 150 μs after the test of resistance of a cermet alloy under metal cutting conditions. It can be stated that if in the first case the wear of the cutting edge is determined, first of all, by the formation of microcracks longitudinal with respect to the cutting edge, forming main cracks with subsequent mechanical destruction of the cutting edge along the entire length of its working part (figa, b), then in the second case, a network of microcracks is formed on the surface of the cutting part of the ceramic-metal plate, oriented, as a rule, perpendicular to the line of the cutting edge and not forming main cracks (Figs. 5c, d).
Импульсное электронно-пучковое облучение поверхности металлокерамического сплава TiC-(Ni-Cr-Al) в азотсодержащей плазме газового разряда при вышеуказанных значениях плотности энергии в электронном пучке и длительности импульсов облучения формирует в поверхностном слое модифицированную микроструктуру с наночастицами нитридов металлов и приводит к значительному (до 12 раз) повышению стойкости металлокерамического сплава при резании металла (Ст45).Pulsed electron-beam irradiation of the surface of the TiC- (Ni-Cr-Al) cermet alloy in a nitrogen-containing gas-discharge plasma at the above values of the energy density in the electron beam and the duration of irradiation pulses forms a modified microstructure in the surface layer with metal nitride nanoparticles and leads to a significant (up to 12 times) increase the resistance of cermet alloy when cutting metal (St45).
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011130658/02A RU2459887C1 (en) | 2011-07-21 | 2011-07-21 | Cermet alloy built on titanium carbide and metal binder with modified surface layer structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011130658/02A RU2459887C1 (en) | 2011-07-21 | 2011-07-21 | Cermet alloy built on titanium carbide and metal binder with modified surface layer structure |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2459887C1 true RU2459887C1 (en) | 2012-08-27 |
Family
ID=46937803
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011130658/02A RU2459887C1 (en) | 2011-07-21 | 2011-07-21 | Cermet alloy built on titanium carbide and metal binder with modified surface layer structure |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2459887C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2682738C2 (en) * | 2014-04-30 | 2019-03-21 | ЭРЛИКОН МЕТКО (ЮЭс) ИНК. | Welded coat with titanium carbide and method for manufacture thereof |
| RU2792538C1 (en) * | 2022-11-01 | 2023-03-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет (СибАДИ)" | Method for modifying the surface of a hard titanium alloy |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2001974C1 (en) * | 1991-06-28 | 1993-10-30 | Российский научный центр "Курчатовский институт" | Method for treatment of cutting tools |
| RU2259407C1 (en) * | 2003-12-15 | 2005-08-27 | Институт физики прочности и материаловедения (ИФПМ) СО РАН | Method of increasing of a wear resistance of the cemented carbide tool or a hardware product |
| US20100129615A1 (en) * | 2006-08-03 | 2010-05-27 | Creepservice Sarl | Process and apparatus for the modification of surfaces |
-
2011
- 2011-07-21 RU RU2011130658/02A patent/RU2459887C1/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2001974C1 (en) * | 1991-06-28 | 1993-10-30 | Российский научный центр "Курчатовский институт" | Method for treatment of cutting tools |
| RU2259407C1 (en) * | 2003-12-15 | 2005-08-27 | Институт физики прочности и материаловедения (ИФПМ) СО РАН | Method of increasing of a wear resistance of the cemented carbide tool or a hardware product |
| US20100129615A1 (en) * | 2006-08-03 | 2010-05-27 | Creepservice Sarl | Process and apparatus for the modification of surfaces |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2682738C2 (en) * | 2014-04-30 | 2019-03-21 | ЭРЛИКОН МЕТКО (ЮЭс) ИНК. | Welded coat with titanium carbide and method for manufacture thereof |
| RU2792538C1 (en) * | 2022-11-01 | 2023-03-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет (СибАДИ)" | Method for modifying the surface of a hard titanium alloy |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Dumitru et al. | Femtosecond ablation of ultrahard materials | |
| NL2018981B1 (en) | Method and system for improving the surface fracture toughness of brittle materials, and a cutting tool produced by such method | |
| Liu et al. | Cutting performance and wear behavior of AlTiN-and TiAlSiN-coated carbide tools during dry milling of Ti–6Al–4V | |
| CN102528104A (en) | Cutting tool made of surface-coated cubic boron nitride-based ultra-high pressure sintered material having high peeling resistance | |
| Li et al. | The structure and toughness of TiN coatings prepared by modulated pulsed power magnetron sputtering | |
| CN103212728B (en) | Hard coating layer maintains excellent heat resistance and the surface-coated cutting tool of wearability | |
| JP4593994B2 (en) | Surface coated cutting tool | |
| Jafari et al. | Thermal degradation of TiN and TiAlN coatings during rapid laser treatment | |
| Mahmood et al. | Effects of laser irradiation on the mechanical response of polycrystalline titanium | |
| RU2457261C1 (en) | Method for electron beam strengthening of hard-alloy tool or item | |
| JP6463078B2 (en) | Manufacturing method of coated tool | |
| RU2459887C1 (en) | Cermet alloy built on titanium carbide and metal binder with modified surface layer structure | |
| JP4634247B2 (en) | Surface coated cutting tool | |
| Barlak et al. | Modelling of the ion implantation modification of WC-Co indexable knives for wood machining | |
| Koval et al. | Surface modification of TiC–NiCrAl hard alloy by pulsed electron beam | |
| RU2259407C1 (en) | Method of increasing of a wear resistance of the cemented carbide tool or a hardware product | |
| JP4634246B2 (en) | Surface coated cutting tool | |
| JP6250470B2 (en) | Cutting tools | |
| Bazhin et al. | Electrospark coatings produced by ceramic nanostructured SHS electrode materials | |
| JP4634241B2 (en) | Surface coated cutting tool | |
| Işıldak et al. | Wear behavior of Ni-B coated-hard anodized Al7Si alloy and machining performance with ZrN ceramic film coated carbide tool | |
| JP2012076156A (en) | Cemented carbide, and method of manufacturing the same | |
| Wang et al. | AFM analysis of TiN, TiAlN, and TiAlSiN coatings prepared by cathodic arc ion plating | |
| JP4593996B2 (en) | Surface coated cutting tool | |
| Dejun et al. | Microstructures and friction–wear performances of cathodic arc ion plated TiAlN coatings on YT14 cemented carbide cutting tools |