Багатогранні непереточувані твердосплавні пластини (БНТП) в процесі експлуатації зазнають впливу зносу, контактних навантажень та температур. Найбільшому руйнуванню піддається поверхня БНТП, що зумовлює необхідність розробки методів покращення властивостей поверхневих шарів. На теперішній час покриття на основі карбідів, нітридів перехідних металів використовують з метою підвищення експлуатаційних властивостей БНТП.

Таким чином, метою роботи є встановлення можливості отримання на твердому сплаві ВК8 дифузійних покриттів за участю, азоту, титана і алюмінію, дослідження їх складу, будови, властивостей.

Таблиця 1 – Межа міцності за умов поперечного сгину сплаву ВК8 з покриттями

№ зразка

Вид обробки,t⁰C, години

Межа міцності на згин,σ_зг, Гпа

σ_зг/σ_зг*

Коефіціент варіації, %

1

Титанування, 1050, 2

1,36

0,81

7,0

2

Титанування, 1050 , 4

1,13

0,79

7,9

3

Титаноалітування, 1050 , 4

1,09

0,65

23,0

4

Азототитаноалітування,1050,4

1,50

0,89

6,5

5

Вихідний сплав*

1,68

-

21,5

σ_зг* - межа міцності на згин вихідного сплаву ВК8

Титаноалітування супроводжується формуванням в основі під шаром ТіС зони з підвищеним вмістом кисню та алюмінію, що  в результаті зумовлює падіння властивостей БНТП (табл. 1). Загальмувати або зовсім припинити процес утворення даної зони можливий при наявності в дифузійному покритті бар’єрної композиції з шарів ТіС, TiN.

Аналіз отриманих результатів показав, що незалежно від типа покриття швидкість зношування твердосплавних пластин в дослідженому інтервалі умов різання з запропонованими  покриттями нижча ніж серійних. Відомо, що характер зносу пластин визначається в значній мірі хімічним складом та структурою сталі що оброблюють. При точінні високолегованих сталей 12Х18Н10Т, 06Х28МДТ, Р6М5, тощо знос протікає за рахунок адгезійної взаємодії стружки і покриття. Аналіз отриманих результатів (рис.1) показав, що утворена лунка має характерний адгезійний характер. По краю лунки розміщується наплив з нормальними тріщинами по границях. Мінімальне зношування характерне для пластини з азототитаноалітованим покриттями. Крихкі, втомні тріщини в зоні контакту, які характерні для дифузійних покриттів на основі TiC, відсутні. Найкращі результати серед досліджених в роботі показали азототитаноалітованні покриття фазового складу TiN, TiC, AlCoTi₂. Підвищення зносостійкості титаноалітованих БНТП в порівнянні з серійними становило 8,0 разів.

Рисунок 1 - Кінетика зносу багатогранної непереточуваної твердосплавної пластини ВК8 при точінні сталі 12Х18Н10Т (НВ 210); V = 3,3 м/с; S = 0,434 мм/об; t = 1,0 мм; час точіння 15 хв.

1 – вихідний сплав; 2 – зразок №3; 3 – зразок №1; 4 – зразок №4.