Разработка и исследования экспериментального образца новых покрытий на основе нано-алюминидов титана и различных нитридов, карбидов, оксидов для упрочнения металлорежущих инструментов

Отчет с. 70, рисунков 72., табл. 10, источников 0, прилож. 8. Выполнение работы "Разработка архитектуры новых покрытий на основе нано-алюминидов титана и различных нитридов, карбидов, оксидов". Ключевые слова: Износостойкие покрытия, нано-алюминиды титана, металлорежущий инструмент, вакуумные ионно-плазменные покрытия, упрочнение режущих инструментов, пластина, фреза, покрытия, нитриды, карбиды, оксиды. Цель: целью работы является разработка композиционных покрытий на основе нано-алюминидов титана синтезируемых из плазмы дугового разряда, исследование физико-химических закономерностей формирования интерметаллидов, нитридов, карбидов и оксидов, а также разработка технологии их нанесения из плазмы вакуумно-дугового разряда на металлорежущий инструмент широкой номенклатуры для повышения стойкости. В процессе работы проводились экспериментальные исследования влияния смеси реакционных газов при осаждении покрытий на основе интерметаллидов системы Ti-Al на адгезионные свойства, микротвердость, фазовый состав. Так же проводились исследования влияния архитектуры осаждаемых покрытий на стойкость металлорежущих инструментов типа «Пластина» и «Фреза». По результатам проведенных исследований установлено следующие количественные параметры разработанных покрытий: 1)микротвердость поверхности составляет 38 ГПа 2)коэффициент трения ~0,4 единиц на длительном интервале 3)коэффициент упругого восстановления 75%. 4)Увеличение стойкости инструмента в 2 - 5 раз по сравнению с инструментом с импортным покрытием и в 10 раз по сравнению с инструментом без покрытия. 5)Экономическая эффективность: стоимость нанесения покрытия на одну фрезу кратно дешевле, чем у конкурентов. 6) Увеличение ресурса металлорежущих инструментов позволил продлить время работы дорогостоящих станков ЧПУ без останова 1,5 – 2,5 раза 7) Применение разработанных покрытий позволяет снизить расходы на приобретение металлорежущих инструментов как для крупных машиностроительных предприятий, так и для малого и среднего предпринимательства. Рекомендованы ко внедрению разработанные покрытия на машиностроительные предприятия. Предварительно проведены сравнительные стойкостные испытания на производстве НПА «Технопарк АТ». Разработка МИП «Новые технологии покрытий» выполненные в рамках гранта от Фонда содействия инновациям относится к области машиностроения, и может быть использовано в инструментальном производстве для поверхностного упрочнения металлорежущего инструмента. В текущую геополитическую ситуацию, важнейшим фактором разработок является то, что при реализации продукции используется исключительно отечественное оборудование и расходные материалы. Тем самым обеспечивается полное импортонезависимость разработок. В рамках выполнения гранта было подготовлено и подано 4 заявки на изобретение (Приложения А, Б, В, Г), одна заявка была одобрена в марте и выдан патент на изобретение «Способ получения покрытий на основе системы Ti-Al, синтезированных в среде реакционных газов» № 2 769 142 от 28.03.2022. Развитие данного направления позволит поднять отечественную инструментальную промышленность на мировой уровень. Заявленные цели и задачи были выполнены в полном объеме и в срок согласно календарному плану. В рамках выполнения гранта достигнуты параметры в соответствии с техническим заданием