Обеспечение депо таким количеством пластин является сложной задачей. Повышение ресурса твердосплавных пластин позволило бы существенно снизить эти расходы. Существенно повысить ресурс многогранных твердосплавных пластин можно переточкой и такой опыт имеется.
Известно, что основным методом повышения режущей способности твердосплавных пластин является вакуумно-дуговое нанесение покрытий. Основным видом покрытия, используемого для металлорежущего инструмента, является нитрид титана (TiN). Слой этого покрытия, толщиной 2 – 5 мкм, нанесенный на поверхность твредосплавной пластины, значительно повышает ее ресурс, снижает наростообразование и трение в процессе резания, улучшает качество обработанной поверхности.
Существуют и другие виды покрытий (ТiC, Al2O3 и пр.), в том числе и многослойных (TiC-TiCN-TiN, TiN-α-Ti, Ti-Cu-N и пр.)
Естественно, что при переточке твердосплавной пластины слой покрытия с нее удаляется, поэтому переточенная пластина всегда уступает по своим качествам новой. В данной статье предлагается технология, нанесения покрытия на переточенную пластину, таким образом, полностью восстанавливается ресурс и режущие качества инструмента.
Предполагается использовать установку для нанесения покрытия методом ионного осаждения, имеющуюся на предприятии ОАО «Высокие технологии». В 2014 году планируется приобретение установки, осуществляющей не только нанесение покрытий, но и ионную имплантацию легирующих элементов в поверхностные слои металлорежущего инструмента. Опыт работы пассажирского депо ст. Томск показал, что применение пластин, упрочненных ионной имплантацией, позволяет сократить расход твердого сплава в 2 раза.
В таблице 1 представлены оптимальные режимы подготовки поверхности и нанесения покрытия.
Режимы подготовки поверхности, очистки и нанесения покрытия
|
Очистка в тлеющем разряде |
Ионная очистка |
Нанесение покрытия |
Давление в камере, мм рт. ст. |
8·10-3 – 5·10-2 |
5·10-5 |
(4 – 5)·10-5 |
Напряжение на подложке, кВ |
до 1 |
0,6 – 0,8 |
20 – 50 |
Ток дуги, А |
|
80 – 90 |
110 – 130 |
Температура, °С |
|
до 430 |
430 |
Время выдержки, мин |
3 – 15 |
30 – 40 |
140 |
Реактивный газ |
|
|
N2 |
Материал катода |
|
|
Ti |
Особую роль при нанесении покрытия играет качество поверхности пластины – шероховатость, отсутствие шаржированных частиц абразивного материала, отсутствие прижогов, химический состав. Необходимыми требованиями качественного нанесения покрытия является шероховатость поверхности Ra 0,63-0,32 мкм и полное отсутствие прижогов.