Aspects For Application Of Ion Beam Implantation Of Cutting Tools
One way to increase wear and productivity of cutting tools is hardening their working surfaces. In modern tools this problem is solved by wear-resistant coatings usually. Modification of working surfaces by ion-beam implantation is an alternative for the coatings. Ion-beam implantation is able both to improve the hardness and wear resistance of tool surfaces and to increase its fatigue strength by means of creating a fine-dispersed structure.
В. А. Залога, д.т.н., профессор,
зав. кафедрой технологии машиностроения, станков и инструментов,
Д.В. Криворучко, к.т.н., доцент кафедры технологии машиностроения,
станков и инструментов, Сумской государственный университет,
В. Я. Лебедев, к.т.н., старший научный сотрудник,
Физико-технический институт НАН Беларуси,
С. Н. Селивоненко, аспирант кафедры технология машиностроения,
станков и инструментов, Сумской государственный университет
Продолжительная эксплуатация режущего инструмента нередко достигается нанесением упрочняющего покрытия на его рабочую поверхность. Более перспективной технологией является ее модифицирование методом ионно-лучевой имплантации, которая не только повышает твердость и износостойкость инструмента, снижает коэффициент трения, но и благодаря созданию мелкодисперстной структуры способствует повышению усталостной прочности поверхности лезвий.
Несмотря на очевидные успехи материаловедения в создании инструментальных сплавов до настоящего времени не создано идеального, обладающего одновременно высокой прочностью и твердостью. Одним из способов повышения эффективности режущих инструментов является модификация их рабочих поверхностей путем создания на них слоев с особыми свойствами, повышающими твердость, износостойкость, снижающими коэффициент трения, создающими термодинамическую границу между стружкой и лезвием. На современный инструмент наносят износостойкие покрытия одним из известных методов: TCVD, CVD, PVD и др. Однако обеспечить надежную адгезию покрытия к инструментальному материалу очень сложно. Поэтому невозможно существенно повысить режущую способность инструмента, особенно работающего при значительных ударных нагрузках. Кроме того, существенное значение имеют: изменение геометрических размеров режущих кромок вследствие температурных деформаций, высокие поверхностные напряжения, удерживающие покрытие на поверхности инструмента и разрушающие режущую кромку. Таким образом, эта технология практически не повышает работоспособность режущих инструментов из так называемых хрупких инструментальных материалов. Например, прочность минералокерамических материалов часто даже несколько снижается.
