'

Структура и механические свойства системы твердый сплав-покрытие после химико-термической обработки

Понравилась презентация – покажи это...





Слайд 0

Структура и механические свойства системы твердый сплав-покрытие после химико-термической обработки Жилко Любовь Владимировна студентка 5-го курса Физического факультета Белорусского Государственного Университета Научный руководитель: Русальский Дмитрий Петрович, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник кафедры физики твердого тела


Слайд 1

Цель работы: - разработка комбинированного метода повышения износостойкости деревообрабатывающего инструмента из твердого сплава - исследование структурно-фазового состояния модифицированного твердого сплава Объекты исследования: образцы твердых сплавов Т15К6, ВК6 с покрытиями на основе систем Ti-Cr-N, Mo, Mo-N и Mo-Zr-N, сформированные методом вакуумно-дугового осаждения, подвергшиеся химико-термической обработке в порошке тиомочевины. Методы исследований: - Сканирующая электронная микроскопия (СЭМ) - Рентгеновский энергодисперсионный анализ (РЭДА) - Рентгеноструктурный анализ (РСА) -Трибологические испытания (трибометр ТАУ-1М, индентор ВК8, нагрузки на индентор 10..50 г) - Микротвердость (ПМТ-3, нагрузки 200 г) - Промышленные испытания (резание ДСП ламинированного, ЧПУП «БЕЛДАРМЕБЕЛЬ» )


Слайд 2

1. Режим очистки поверхности твердых сплавов: токи дуг катодов – 100А, давление азота в камере 10-1Па, напряжение смещения 1 кВ, время осаждения 1 мин. 2. Режимы осаждения покрытий: титана и хрома - 100 A , молибдена и циркония - 180А, давление азота в камере 10-1Па, напряжение смещения 60..120 В, время осаждения 10 мин. 3. Режим химико-термической обработки (сульфацианирование): выдержка образцов в течении 6 часов при температуре 120?С в порошке тиомочевины (NH2-CS-NH2). Предлагаемый метод обработки


Слайд 3

МИКРОСТРУКТУРА И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ сплава Т15К6 (поверхность) сплав представляет собой смесь частиц карбидов (WC, TiC) и кобальтовой связки концентрация серы в поверхностном слое после ХТО составляет ~ 3 ат.%. Т15К5 после ХТО


Слайд 4

МИКРОСТРУКТУРА И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ сплава Т15К6 после ХТО (поперечный шлиф) фотография поперечного шлифа шлиф поверхность В результате ХТО на поверхности образца образуется слой с повышенным содержанием серы и углерода толщиной ~1 мкм.


Слайд 5

ФАЗОВЫЙ СОСТАВ - в нитридном покрытии присутствует свободный металл


Слайд 6

МИКРОСТРУКТУРА ПОВЕРХНОСТИ Все покрытия сформированы с различным содержанием «капельной фазы», причем наименьшее количество «капельной фазы» наблюдается в покрытии Mo-N, наибольшее в покрытии Ti-Cr-N . ВК6\Mo-Zr-Nпосле ХТО ВК6\Ti-Cr-N после ХТО


Слайд 7

ТРИБОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВК6\Ti-Сr-N после ХТО зависимость коэффициента трения от пути трения, ВК6\Мо-N после ХТО


Слайд 8

ТРИБОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ зависимость коэффициента трения от пути трения, Т15К6 после ХТО Т15К6\Mo после ХТО


Слайд 9

ИССЛЕДОВАНИЯ МИКРОТВЕРДОСТИ дополнительная ХТО уменьшает микротвердость для образцов сплава ВК6 микротвердость практически не изменилась, за исключением образца ВК6\Mo-Zr-N (в 1,5 раза ниже) .


Слайд 10

Промышленные результаты Эксплуатационная стойкость исходных и обработанных режущих пластин из сплава ВК6. Пластины ВК6\Mo-N после ХТО и ВК6\Mo-Zr-N после ХТО обладают примерно в ~1,3 раза большей эксплуатационной стойкостью, чем необработанные пластины. Пластина ВК6\Ti-Cr-N после ХТО продемонстрировала уменьшенную в ~2,2 раза эксплуатационную стойкость.


Слайд 11

Промышленные результаты Микроструктура режущей кромки исходной пластины (сплав ВК6) до и после испытаний. После испытаний на режущей кромке иногда встречаются сколы размером до 200 мкм, а средняя ширина изношенной кромки составляет порядка 60 мкм.


Слайд 12

Промышленные результаты Микроструктура режущей кромки пластины (ВК6\Ti-Cr-N после ХТО) после испытаний. Толщина покрытия составляет ~ 4 мкм. Наблюдаются сколы размером до 250 мкм. Средняя ширина изношенной кромки составляет ~ 60 мкм. Износостойкость пластины уменьшилась в 2,2 раза


Слайд 13

Промышленные результаты Микроструктура кромки образца ВК6\Mo-Zr-N после ХТО после испытаний. Толщина покрытия составляет порядка 4 мкм. Наблюдаются сколы размером до 100 мкм. Средняя ширина изношенной кромки составляет ~ 60 мкм. Износостойкость пластины увеличилась в 1,3 раза


Слайд 14

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Разработан комбинированный метод повышения износостойкости деревообрабатывающего инструмента из твердого сплава ВК6 на основе нитридной системы Mo-Zr-N, сформированной методом вакуумно-дугового осаждения и последующего насыщения серой, азотом и углеродом в порошке тиомочевины. Методами рентгеновского энергодисперсионного микроанализа и сканирующей электронной микроскопии обнаружено, что после сульфацианирования в порошке тиомочевины в поверхностных слоях покрытий содержатся углерод, сера и азот. Проведенный анализ трибологических и прочностных свойств нитридных систем (Ti-Cr-N, Mo-Zr-N, Mo-N, Mo), выявил улучшение трибомеханических свойств покрытия Ti-Cr-N, обладающего пониженным коэффициентом трения (0,15) и повышенной твердостью (10,2 ГПа). Увеличена эксплуатационная стойкость в ?1,3 раза твердосплавных пластин после комбинированной обработки с покрытием Mo-Zr-N при резании ламинированных ДСП (акт испытаний твердосплавных пластин, см. приложение).


Слайд 15

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ


×

HTML:





Ссылка: