автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.07, диссертация на тему:Разработка многослойных покрытий режущего инструмента на основе методики расчета их трещиностойкости

с\

На правах рукописи

ТУЛИСОВ АЛЕКСАНДР НИКОЛАЕВИЧ

РАЗРАБОТКА МНОГОСЛОЙНЫХ ПОКРЫТИЙ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА НА ОСНОВЕ МЕТОДИКИ РАСЧЕТА ИХ ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ

Специальность 05.02.07 - Технология и оборудование механической и физико-технической обработки

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

У

004606530

Ульяновск-2010

004606530

Работа выполнена на кафедре «Металлорежущие станки и инструменты» Ульяновского государственного технического университета (УлГТУ)

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

В. П. ТАБАКОВ

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

А. С. ВЕРЕЩАКА

кандидат технических наук, профессор Л. Л. ИЛЬИЧЕВ

Ведущее предприятие - Открытое акционерное общество «Утёс»

(г. Ульяновск)

Защита диссертации состоится 24 июня 2010 г. в 15:00 на заседании диссертационного совета ДМ212.277.03 в первом корпусе Ульяновского государственного технического университета по адресу: г. Ульяновск, ул. Энгельса, 3 (почтовый адрес: 432700, ГСП, г. Ульяновск, ул. Северный Венец, 32).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке УлГТУ.

Автореферат разослан «¿М » мая 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор технических наук Н.И. Веткасов

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Нанесение износостойких покрытий (ИП) методом конденсации вещества в вакууме с ионной бомбардировкой (КИБ) позволяет существенно повысить работоспособность режущего инструмента (РИ). В настоящее время разработаны ИП на основе нитрида титана, модифицированные путем легирования двумя элементами, эффективность которых существенно выше по сравнению с одноэлементными. Все большее применение находят многослойные покрытия (МП) на основе нитрида титана. Большую эффективность РИ можно ожидать от МП, имеющих слои на основе модифицированного нитрида титана. 'Однако вопросы их формирования, технологии нанесения остаются нерешенными. В настоящее время выбор рациональной конструкции МП производится, как правило, экспериментальным путем, между тем, работоспособность РИ с ИП может быть оценена по трещиностойкости покрытия. Однако существующие методики позволяют рассчитывать трещиностойкость только однослойных покрытий. Отсюда возникает необходимость разработки методики оценки трещиностойкости МП, позволяющей расчетным путем осуществлять выбор его рациональной конструкции.

В связи с этим тема настоящей работы, посвященной разработке МП РИ на основе предложенной методики оценки их трещиностойкости, является актуальной.

Автор защищает: 1. Методику расчета циклической трещиностойкости МП, разработанную на основе результатов теоретико-экспериментальных исследований; математические зависимости для определения напряжений, возникающих в слоях МП; результаты исследования влияния конструкции МП на напряжения, действующие в покрытии, вязкость разрушения и циклическую трещиностойкость.

2. Разработанную технологию нанесения МП на основе модифицированного нитрида титана.

3. Результаты экспериментальных исследований влияния конструкции МП на его структурные и механические свойства, тепловое и напряженное состояние режущего клина РИ и интенсивность износа РИ на операциях продольного точения.

4. Результаты экспериментальных исследований работоспособности РИ с разработанными МП при обработке резанием заготовок из конструкционных сталей, а также результаты опытно-промышленных испытаний.

Цель работы: повышение работоспособности РИ путем разработки МП на основе расчета их трещиностойкости по предложенной методике.

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи: 1) Разработана методика оценки циклической трещиностойкости МП. 2) Выявлено влияние конструкции МП на напряжения, действующие в слоях МП, и их трещиностойкость. 3) На основе анализа результатов исследования трещиностойкости разработаны новые конструкции и технология нанесения МП. 4) Выявлены взаимосвязи структурных параметров, механических свойств и трещиностойкости МП с интенсивностью износа РИ. 5) Произведена оценка теплового

напряженного состояния РИ с МП. 6) Определена работоспособность РИ с разработанными МП и показана их эффективность в условиях действующего производства.

Научная новизна:

1. Разработана методика оценки трещиностойкости МП на основе модифицированного нитрида титана для РИ, работающего в условиях продольного точения.

2. Установлены связи конструкции МП с действующими в слоях МП напряжениями, их трещиностойкостью, структурными параметрами, механическими свойствами и интенсивностью износа РИ.

3. Предложен^ эмпирические зависимости напряжений, действующих в слоях МП, циклической трещиностойкости, структурных параметров, механических свойств и интенсивности износа РИ от общей толщины и соотношения толщин слоев МП.

4. Разработаны на уровне изобретений способы получения МП на основе модифицированного нитрида титана.

Практическая ценность и реализация работы:

1. Разработаны новые конструкции МП с использованием ИП на основе модифицированного нитрида титана, обеспечивающие высокую работоспособность РИ.

2. Разработаны рекомендации по составу, толщинам отдельных слоев и общей толщине МП.

3. Разработаны технологические параметры нанесения МП, предложены компоновочные схемы установки для нанесения МП.

4. Опытно-промышленными испытаниями, выполненными в производственных условиях ОАО «УАЗ-Техинструмент» (г. Ульяновск), подтверждена высокая работоспособность РИ с разработанными МП. Технологические рекомендации по составу, толщинам отдельных слоев и общей толщине МП и по технологическим параметрам нанесения МП, приняты ООО «УАЗ-Техинструмент» для использования в производстве. Результаты диссертационной работы внедрены в учебный процесс кафедры «Металлорежущие станки и инструменты» УлГТУ.

Апробация работы. Основные результаты работы доложены на научно-технических конференциях (НТК) УлГТУ «Вузовская наука в современных условиях» в 2006, 2007, 2008, 2009 гг.; международной НТК «Математическое моделирование физических, экономических, технических, социальных систем и процессов», г. Ульяновск, 2009 г.; всероссийской НТК «Повышение эффективности механообработки на основе моделирования физических явлений», г. Рыбинск, 2010 г.; на научно-техническом семинаре кафедр «Технология машиностроения» и «Металлорежущие станки и инструменты» УлГТУ в 2009 г.; на заседании научно-технического совета машиностроительного факультета УлГТУ в 2010 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 работ, в том числе 2 статьи в изданиях из Перечня ВАК, получено 5 патентов на изобретения и 4 патента на полезные модели.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из глав, заключения, списка литературы (219 наименований) (12 страниц), включает 212 страниц машинописного текста, 47 таблиц.

2. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, ее практическая значимость, сформулированы основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе представлен анализ методов нанесения ИП и области их применения. Показано, что наиболее эффективны методы физического осаждения покрытий из паровой фазы (ФОП), в частности метод КИБ. Рассмотрены механизмы формирования свойств ИП, полученных методами ФОП. Выявлены основные направления повышения эффективности ИП.

Установлена перспективность создания МП со слоями на основе модифицированного нитрида титана. Отмечены нерешенные вопросы, связанные с отсутствием данных о составах, толщинах слоев и общей толщины МП, о механизме трещинообразования в слоистых материалах, методики оценки трещино-стойкости МП.

В заключение сформулированы цель и задачи работы, приведенные выше.

Во второй главе представлена общая методика проведения экспериментальных исследований структурных параметров, механических свойств ИП и работоспособности РИ. Использовали неперетачиваемые твердосплавные пластины МС146 производства СП «МКТС-НЕЯТЕЬ» и #7710 производства СП «Бап&к СоготапШШиЬШ» формы 03111-120408 (ГОСТ 19064). Обрабатывали заготовки из легированной конструкционной стали 30ХГСА (ГОСТ 4543) и нержавеющей стали аустенитного класса 12Х18Н10Т (ГОСТ 5632).

Износостойкие ионно-плазменные покрытия наносили на установке «Булат-бТ». В качестве катодов-испарителей использовали интерметаллидные катоды из титана и алюминия, титана и кремния, составные катоды с титановым корпусом из ВТ 1-0 и вставками из хрома и циркония. Химический состав ИЛ определяли методом количественного рентгеноспектрального анализа на установке МАР-4 с учетом /'-поправок. Структурные параметры ИП исследовали методами рентгеновской дифрактометрии на установке «ДРОН - ЗМ» с использованием фильтрованного СиКа - излучения в режиме пошаговой съемки. Измерение микротвердости #ц ИП проводили по восстановленному отпечатку на приборе МШиу N11-125 с использованием пирамиды Кнуппа. Прочность сцепления МП с инструментальной основой оценивали методом вдавливания алмазного конического индентора Роквелла с использованием твердомера ТК-2М.

Испытания РИ с МП проводили при продольном точении заготовок на токарно-винторезном станке 16К20, оснащенном приводом бесступенчатого регулирования частоты вращения шпинделя. Использовали проходные резцы с механическим креплением режущих пластин: - у = - 5°, а = 5°, ф = 75°, ф! = 15°Д = - 5°, г = 0,8 мм. Твердосплавные пластины испытывали без при-

введения, пяти и приложений 97 рисунков и

б

менения СОЖ. Работоспособность РИ оценивали по интенсивности износа при определении рациональных конструкции МП и по периоду стойкости путем измерения фаски износа по задней поверхности при оценке работоспособности РИ. Фаску износа измеряли на микроскопе МИМ-2.

Исследования по влиянию конструкции МП на напряжения, возникающие в МП, вязкость разрушения, трещиностойкость, структурные параметры, механические свойства и интенсивность износа РИ проводили с использованием ротатабельного планирования второго порядка.

В третьей главе представлена методика расчета трещиностойкости МП и проведена экспериментальная проверка ее адекватности.

Процесс разрушения МП представляли следующим образом. При переходе напряжений из сжимающих в растягивающие в одном из слоев МП зарождается трещина и после окончания времени Тци (рис. 1) начинает расти в направлении, перпендикулярном границе раздела инструментального материала и покрытия. При достижении трещиной критических размеров, равных толщине самого слоя, через время Тщ2 происходит разрушение первого слоя МП. При выходе трещины на границу раздела

слоев МП она переходит в трещину скольжения, развивающуюся вдоль этой границы и расслаивающую МП. В это же время начинается развитие новой трещины во втором слое МП, что приводит к его разрушению через время Тц22-

В общем случае время циклической трещиностойкости Тц равно сумме времен циклической трещиностойкости Тц,- всех п слоев МП:

+с 1Д12 2

Тщ, 1 __

/ ^ / ^

т

ц Тц22

Тц

-с

Рис. 1. Изменение напряжений о в слоях двухслойного покрытия в процессе резания с течением времени Т:

1 - менее прочный слой; 2 - более прочный слой

п _ т п

Тц= ^ 1ц/= I Тц1,-+ 2 Тц2,-, /=1 (=1 /=1

/14

и;

где т - число слоев многослойного покрытия, для которых в процессе их разрушения имеется составляющая времени Тщ,-.

Время циклической трещиностойкости г'-го слоя МП Тщ,- определяется выражением:

(2)

ЦI

=т ,.+т

ц1г ц21

где Тщ,- - время, за которое в г'-м слое МП сжимающие напряжения переходят в растягивающие и зарождается трещина; Тщ/ - время работы слоя МП до развития в нем сквозной трещины.

Для расчета составляющих времени циклической трещиностойкости в слое, в котором образуется трещина, можно воспользоваться выражениями, полученными в работе Чихранова A.B. Первая составляющая времени циклической трещиностойкости рассчитывается по зависимости:

Тц1;

( \3 До,- + До,

Ч Е/Аа/ J

(3)

где со,- - сумма напряжений, Па, равная:

°0i=ou+o«pM/+aOCT(, (4)

где о„ - напряжения, возникающие в слое МП в процессе резания, Па;

а . - термические напряжения, возникающие в слое МП в процессе резания

от неравномерности распределения температуры, Па; а0СТ( - остаточные напряжения в рассматриваемом слое МП, Па; Et - модуль Юнга материала слоя МП, Па; Да - амплитуда колебаний напряжений в покрытии, возникающих в процессе резания, Па; А и к - коэффициенты, зависящие от свойств материала и температуры; ах - напряжения, действующие в инструментальной основе в направлении, параллельном передней поверхности режущего клина РИ, Па.

Вторая составляющая времени Тц2; определяется с использованием интегрального уравнения:

Ч d! Ч2 1,09>т2 ( 4 4 ^

1^2 = L„2 2 K«-h<WiT. (5)

i0i ° ' о ZA;cnaTiM

где Kjcni - вязкость разрушения материала слоя МП, Па-мл, ат,- - предел текучести материала слоя покрытия, Па; t\ - время цикла, необходимое для образования одного элемента стружки, с; С,- - безразмерный коэффициент, зависящий от положения точки на фронте трещины, для которой определяется коэффициент интенсивности напряжений; /0/, /к?; - соответственно, величина исходной зародышевой микротрещины и критический размер трещины, м; 6/ - вектор Бюр-герса материала слоя МП, м; amaxi и отШ - максимальные и минимальные суммарные напряжения, действующие за один цикл нагружения, Па.

При расчете второй составляющей времени циклической трещиностойкости Тщг в последующих слоях МП необходимо учитывать ползучесть материала режущего клина РИ, которая будет изменять их напряженное состояние. Поэтому при определении значений напряжений amaxi и стш„/ необходимо учитывать суммарное время Тщ, за которое происходит разрушение менее прочных слоев МП:

;=Е,Аахк{. = Е1Аохк{.

Тщ+Тц12 +Тц22 +...+

Тцил)3

Р +о0/ + До;

(б)

'Тц1 +тц12 +Тц22 +- + Т

Цтп

)+с0,.-Да.

Величина вязкости разрушения Кющ, входящая в уравнение (5), зависит от толщины г'-го слоя МП. Для учета этого влияния получена зависимость:

гг _ К/СП/ '

л/сп/ - * ,, , °о/ ' V и,

(7)

где К,сп;, ош - соответственно вязкость разрушения и суммарные напряжения в материале г-го слоя МП, определяемые при толщине слоя А = 5 мкм.

Для определения напряжений, действующих в МП в процессе резания, получены следующие выражения:

. Е*

(8)

* _ (ао '^о '

Л 71

■'терм

к +

/ Л

Е,

Е \ ^

(9)

(а0 - а )

Е0 К

^ 1_

•АГ0,

(10)

где Е, Е[, Ео - значение модуля Юнга соответственно для МП, материалов слоев покрытия и инструментальной основы, Па; /гп, /го - соответственно толщина МП и толщина инструментальной основы, м; а , а0 - соответственно коэффициенты линейного термического расширения для МП и инструментальной основы, "С1; АТТ - разница между контактной температурой на передней поверхности РИ с покрытием и комнатной температурой, °С; АТо - разница между комнатной температурой и температурой конденсации покрытия, °С; ах - напряжения, действующие в направлении, параллельном передней поверхности РИ, Па.

Используя известную зависимость Г.П. Черепанова для определения напряжений в слоях многослойной композиции

и выражения (8) - (10), получили зависимости для определения напряжений а],-, атерШ- и (Тост» действующих в каждом слое МП.

Например, для двухслойного покрытия зависимости для определения напряжений в верхнем ап и в нижнем сд слоях имеют вид:

КгЬ+ъ)

(12)

а,= а,

Л+^2

к + — -А,

1 2

(13)

где о, - соответственно напряжения а и, или атермг, или о0СТ,- в слоях МП, Па;

к2 - соответственно толщина верхнего и нижнего слоя МП, м; /Г,- - коэффициенты пропорциональности, показывающие отношение значений напряжений в верхнем и нижнем слоях МП.

1. Влияние конструкции многослойных покрытий на циклическую трещиностой-кость и время работы инструмента до образования трещин в покрытиях

Материал слоя Толщина слоев мкм Время Тц, мин Время Т, мин Погрешность расчета, %

тт 4 13,45 11,20 10,0

т 4

НАМ 4 21,71 20,60 5,1

т 4

ТИгМ 4 24,46 22,80 6,7

™ 4

ШгЫ 3

ъсы 3 29,52 24,30 11,7

т 2

Результаты проверки адекватности предложенной методики представлены в табл. 1. Максимальное различие расчетных и экспериментальных значений циклической трещиностойкости по времени работы РИ до образования в покрытиях трещин не превышает 11 %, что подтверждает адекватность разработанной методики.

В четвертой главе представлены результаты теоретико-экспериментальных исследований влияния конструкции МП на напряжения, действующие в слоях МП, их вязкость разрушения и трещиностойкость. Приведены результаты исследований параметров структуры, механических свойств МП и интенсивности износа РИ с данными покрытиями. На основании результатов проведенных исследований предложены конструкции МП, обеспечивающие минимальную интенсивность износа РИ.

Для выявления МП, обладающих максимальной трещиностойкостью, исследовали две группы покрытий, имеющих слои на основе модифицированного нитрида титана: Т1АШ-НА 1МеАт (здесь и далее последовательность слоев в МП - соответственно нижний и верхний слои), где Ме - Сг, Мо, 2г, 5/, и ТИгИ-ТИгМеШ, где Ме - Сг, Мо, А1, 5г.

Установлено, что циклическая трещиностойкость МП существенно выше по сравнению с однослойными покрытиями. Для покрытий первой группы величина Тц больше по сравнению с однослойным покрытием НАШ в 3,5 - 4 раза в зависимости от состава слоев МП, а по сравнению с трехэлементными однослойными покрытиями - в 1,85 - 2,3 раза. Для МП второй группы получены аналогичные результаты.

Для исследования влияния конструкции МП на напряжения, действующие в слоях покрытия, вязкость разрушения и циклическую трещиностойкость выбрали по одному представителю из каждой группы МП, имеющих наибольшую циклическую трещиностойкость: ТЫШ-ТШСгИ и ТНгЫ-ШгАШ. Общую толщину МП варьировали в пределах 4-7 мкм, толщину верхнего слоя - 1,5 -4,5 мкм. Коэффициенты регрессии зависимостей суммарных напряжений, вязкости разрушения и трещиностойкости МП представлены в табл. 2.

2. Коэффициенты регрессии зависимостей напряжений, вязкости разрушения и циклической трещиностойкости для твердосплавного РИ с МП

Параметры Коэффициенты регрессии (у = а0 + а\ *в + а2 *п + «3 *ц2 + а4-хп2 + я5 *„*„)

оо а\ а2 аз «4 «5

ШШ-ТШСгЫ

со, МПа -2,73-Ю3 365,252 -556,75 63,5 98,875 -226

ЛГ/сп, МПа-мш 34,52 -5,85 -4,275 -0,26 - 0,245 1,34

Тц, мин 59,372 8,498 -9,158 -5,125 -1,679 6,43

тгы-тиглш

ао, МПа -2,75-103 487,833 -526,75 84,5 131,875 -213

К,сп, МПа-м1Д 36,67 -5,23 -3,575 -0,58 -0,445 1,98

Тц, мин 63,637 2,053 -4,9 -2,9 - 1,205 4,18

ШгАШ-тгШЫ

ао, МПа -2,74-103 702 - 737,5 65 148,5 -210,5

К;сп, МПа-м1'2 33,855 - 6,025 -2,173 -0,405 -0,529 1,83

Тц, мин 73,98 4,43 - 7,345 -4,36 -2,09 6,72

Установлено, что конструкция МП (общая толщина МП и толщины отдельных слоев) оказывает существенное влияние на величину напряжений и вязкость разрушения покрытий. Зависимости напряжений и вязкости разруше-

ния от толщины верхнего слоя носят экстремальный характер (рис. 2). Суммарные напряжения имеют максимальное значение при толщине верхнего слоя равной 58-65 % от общей толщины МП. Общая толщина МП практически не влияет на их величину и вязкость разрушения МП.

Увеличение толщины верхнего слоя МП ведет к росту циклической трещино-стойкости, которая достигает своего максимального Значения при его толщине, равной 40 - 60 % от общей толщины покрытия (рис. 3). Увеличение общей толщины МП вызывает некоторое снижение величины Тц, которое составляет 4,2 - 5,2 % в зависимости от конструкции покрытия.

Учитывая более высокие механические свойства трехэлементных покрытий исследовали напряженное состояние, вязкость разрушения и циклическую трещиностойкость МП, слои которого представляют собой трехэлементные

нитриды - ТИгАШ-ТНгБШ'. Установлено, что это МП имеет максимальную циклическую трещиностойкость по сравнению с покрытиями НАШ-ЛЛЮгЫ и ТИгМ-ТИгАШ, которая выше соответственно на 18 - 25 % (рис. 4).

1000 МПа

О

-500 -1000 -1500 -2000 со, -2500 -3000 -3500

,2

4

1,5 2 2,5 3 3,5 мкм 4,5

Рис. 2. Влияние толщины Ьв верхнего слоя ТШСг!\' на величину напряжений, действующих в покрытии ТШХ-ТШСгЛ':

1 - Пост', 2 - Отерм; 3 - 01; 4 - СГо; общая толщина покрытия 6 мкм

Рис. 3. Влияние толщины слоя TiZrAIN на циклическую трещиностойкость МП TiZrN-TiZrAlN:

1,2,3 - общая толщина покрытия соответственно 5, б и 7 мкм

На основании полученных рекомендаций по толщинам МП и соотношению толщин их слоев разработаны технологические режимы и компоновочные схемы установки для нанесения МП.

Рис. 4. Циклическая трещиностойкость МП: 1 - TiAlN-TiAlCrN; 2 - TiZrN-TiZrAlN-, 3- TiZrAIN- TiZrSiN

Исследовали влияние конструкции МП ТШК-ПАЮгЫ на структурные параметры, механические свойства и интенсивность износа РИ. Коэффициенты регрессии зависимостей от указанных параметров представлены в табл. 3.

3. Коэффициенты регрессии зависимостей структурных параметров, механических свойств и интенсивности износа для твердосплавного РИ с МП

Параметры Коэффициенты регрессии (у = «о + ai*B + а2-хп + аух* + аг*п + ауХв*п)

ао «1 «2 «3 <74 «5

Рш, град 0,573 - 0,083 0,08 0,01 -7,5x10"3 3,09х10"15

Ju\/Jioo 15,85 - 2,25 - 4,175 0,55 0,512 0,1

Ям, ГПа 44,5 - 5,65 - 1,775 0,35 0,188 0,85

Ко 0,562 - 0,147 - 0,155 0,02 0,017 0,025

J, '10"4 им/и . (ОМ - 30ХГСА) -0,012 0,042 0,053 0,005 - 0,00125 - 0,02

Установлено, что период кристаллической решетки практически не зависит от общей толщины МП и толщины верхнего слоя. На ширину рентгеновской линии /?ш и параметр текстуры \ 1//200 основное влияние оказывает толщина и свойства слоев МП. Рост толщины слоя покрытия, имеющего более высокие механические свойства, вызывает увеличение ширины рентгеновской линии и уменьшение параметра текстуры. Микротвердость МП определяется составом и свойствами верхнего слоя. Рост толщины верхнего слоя вызывает увеличение микротвердости (рис. 5). При этом с увеличением общей толщины МП влияние толщины верхнего слоя на микротвердость покрытия усиливается.

0,4 м 0,3 Кц 0,2 0,1

45 ГПа

Яр 15

1

Рис. 5. Влияние толщины верхнего слоя ТШСгЫ на микротвердость (а) и коэффициент отслоения (б) МП 714/Д-НАКпХ-.

1, 2, 3,4 - соответственно, толщина верхнего слоя 2 мкм, 3 мкм, 4 мкм, 5 мкм; общая толщина МП Ьп = 7 мкм

Прочность сцепления МП с инструментальной основой зависит от толщины нижнего слоя. Установлено, что уменьшение толщины нижнего слоя ведет к снижению коэффициента отслоения Ко (см. рис. 5) и его минимальная величина (максимальная прочность сцепления) имеет место при толщине нижнего слоя, равной 35 - 40 % от общей толщины МП. Увеличение общей толщины

МП приводит к росту коэффициента Ка, что свидетельствует о снижении прочности сцепления покрытия с инструментальной основой.

Многослойное покрытие TiZrAlN-TiZrSiN имеет большую прочность сцепления с инструментальной основой и наибольшую микротвердость по сравнению с МП TiAlN-TiAlCrN и TiZrN-TiZrAlN.

Рис. 6. Влияние толщины верхнего слоя йв TIAlCrN на интенсивность износа РИ при обработке заготовок из стали ЗОХГСА: ], 2,3 - общая толщина МП соответственно 5, 6 и 7 мкм; V= 180 м/мин, S— 0,15 мм/об, t = 0,75 мм; инструментальный материал - МС146

Установлено, что минимальная интенсивность износа РИ при обработке заготовок из сталей ЗОХГСА и 12Х18Н10Т наблюдается при толщине верхнего слоя, равной 40 - 60 % от общей толщины МП (рис. 6). Выявлено, что минимальная интенсивность износа РИ имеет место при тех же соотношениях толщин верхнего и нижнего слоев МП, при которых наблюдаются максимальные значения времени циклической трещиностойкости. Данный факт еще раз подтверждает результаты теоретико-экспериментальных исследований и свидетельствует об адекватности предложенной методики оценки трещиностойкости МП.

В пятой главе приведены результаты исследований контактных характеристик процесса резания, теплового и напряженного состояния режущего клина РИ с МП, работоспособности РИ с разработанными покрытиями. Представлены результаты опытно-промышленных испытаний РИ с разработанными конструкциями МП и технико-экономическое обоснование применения РИ с предложенными покрытиями.

Установлено, что контактные характеристики процесса резания, тепловое и напряженное состояние РИ с МП определяются составом верхнего слоя покрытия. Использование в качестве верхнего слоя МП модифицированных нитридов титана по сравнению с покрытием TiN обеспечивает лучшие контактные характеристики процесса, тепловое и напряженное состояние режущего клина РИ за счет увеличения длины контакта стружки Су с передней поверхностью РИ. Последнее приводит к уменьшению средних удельных нагрузок и контактных напряжений, смещению изотерм температурных полей в режущем клине РИ в сторону от задней поверхности и вглубь инструментальной основы, снижению контактных напряжений на передней поверхности и в режущем клине РИ и смещению изобар напряжений в режущем клине в направлении от задней поверхности и режущей кромки РИ (рис. 7 и 8). Лучшие контактные характеристики процесса резания, тепловое и напряженное состояние режущего клина РИ обеспечивает МП TiZrAlN-TiZrSiN.

1 2 3 4 мкм 6

а) . б)

Рис. 7. Распределение температур в режущем клине РИ:

а - W, б - TiAlN-TiAlCrN-, V= 180 м/мин; ,5 = 0,15 мм/об; t = 0,75 мм; ОМ - ЗОХГСА; ИМ - МС146

1880

0,1 мм

а) б)

Рис. 8. Распределение напряжений вх в режущем клине РИ:

а - TiN, б - TiAlN-TiAlCrN; V = 160 м/мин; S = 0,3 мм/об; / = 1 мм; ОМ - ЗОХГСА; ИМ - МС146

4. Влияние ИП на циклическую трещиностойкость и период стойкости РИ с ИП

Покрытие Хим. состав пок] эытия, % Ко Нц, ГПа •fOcn. МПа-м'/2 Тц, мин Т, мин

Ti Al Zr Cr Si 1 2

TiN 100 - - - - 1,07 24,4 12,29 7,65 18 15

TiAlCrN 78 16 - 6 - 0,18 37,9 18,0 55,4 52 38

TiAIN 77 23 - - -

TiZrAlN 73 8 19 - - 0,10 39,8 19,0 56,7 60 48

TiZrN 74 - 26 - -

TiZrAlN 75,3 12 12,7 - -

Примечание: 1 и 2 - соответственно данные, полученные при обработке заготовок из стали ЗОХГСА пластинами МС146 (К= 180 м/мин; S = 0,3 мм/об; t = 0,5 мм) и заготовок из стали 12Х18Н10Т пластинами HTi 10 (Г = 140 м/мин; S = 0,3 мм/об; t = 0,5 мм)

Установлено, что применение разработанных МП позволяет увеличить период стойкости РИ в 2,9 - 3,4 раза при обработке заготовок из стали ЗОХГСА и в 2,4-3,2 раза при обработке заготовок из стали 12Х18Н10Т по сравнению с покрытием TiN (табл. 4, рис. 9) в зависимости от конструкции МП.

80 ин 40 20 0

Рис. 9. Влияние МП на период стойкости РИ при обработке заготовок из стали ЗОХГСА (1,2,3) и 12Х18Н10Т (4,5,6):

1, 4 - Ш; 2, 5 - TiAlN-TiAlCrN; 3,6 - TiZrN-TiZrAlN; 1,2, 3 -МС146 (V= 180 м/мин, S = 0,3 мм/об, t = 0,5 мм); 4, 5, 6 - HTilO (V= 170 м/мин, 5 = 0,3 мм/об, t = 0,5 мм)

Опытно-промышленными испытаниями, проведенными в производственных условиях ООО «УАЗ-Техинструмент» (г. Ульяновск), зафиксировано повышение периода стойкости токарных резцов, оснащенных твердосплавными пластинами, в 2,9 - 3,6 раза по сравнению с РИ без покрытия и в 1,7 - 1,9 раза по сравнению с РИ с покрытием ТгЫ в зависимости от состава МП, обрабатываемого материала и режима резания. Установлено, что наибольшее повышение периода стойкости обеспечивает РИ с МП ТИгН-Т12гАШ.

3. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

В результате выполненных исследований получены следующие научные выводы и практические результаты:

1. Разработана методика оценки трещиностойкости МП, учитывающая механические свойства материала слоев покрытия и условия резания, в которых находятся контактные площадки РИ, толщины отдельных слоев МП и общую его толщину и позволяющая оценивать эффективность РИ с многослойными покрытиями на этапе их конструирования. Адекватность разработанной методики подтверждена экспериментальными исследованиями.

2. Конструкция МП оказывает существенное влияние на суммарные напряжения, действующие в слоях МП, вязкость разрушения и трещиностойкость. Максимальная трещиностойкость МП наблюдается при толщинах верхнего слоя, равных 40 - 60 % от общей толщины покрытия. Данное соотношение имеет место для всех рассмотренных МП независимо от их общей толщины.

3. Трещиностойкость МП выше по сравнению с однослойными двухэлементными покрытиями в 3,8 - 10 раз, а по сравнению с однослойными трехэлементными - в 1,85 - 3,25 раза в зависимости от конструкции покрытия. Максимальную трещиностойкость имеют МП, слои которых представляют собой трехэлементные нитриды Т12гАШ-ТИгБ1М Эти покрытия имеют большие значения суммарных напряжений (на 7,5 - 10 %), вязкости разрушения (на 9 - 14 %) и трещиностойкости (на 18 - 25 %) по сравнению с покрытиями тт-тюгИктНгЫ-тигАШ.

4. Конструкция МП оказывает влияние на его структурные параметры. Большее влияние на структурные параметры оказывает толщина и свойства отдельных слоев МП. Изменение общей толщины МП не вызывает существенного изменения структурных параметров.

5. Микротвердость МП определяется составом и толщиной верхнего слоя покрытия. Более толстые слои МП имеют и большую микротвердость. Увеличение общей толщины МП практически не оказывает влияния на величину микротвердости.

6. Прочность сцепления МП с инструментальной основой определяется составом и толщиной нижнего слоя покрытия. Большая прочность сцепления наблюдается при толщине нижнего слоя, равной 35 - 40 % от общей толщины покрытия. Увеличение общей толщины МП ведет к повышению коэффициента отслоения на 16 - 33 %, что свидетельствует о снижении прочности сцепления. Наибольшей прочностью сцепления с инструментальной основой обладают МП, слои которых представляют собой трехэлементные нитридные покрытия -ШгАШ-тгБгМ

7. Интенсивность износа РИ с МП определяется толщиной верхнего слоя. Общая толщина покрытия практически не оказывает влияние на интенсивность износа РИ. Наименьшая интенсивность износа РИ наблюдается при толщине верхнего слоя МП, равной 40 - 60 % от общей толщины покрытия, при которой величина циклической трещиностойкости имеет максимальное значение.

8. Контактные характеристики процесса резания, тепловое и напряженное состояние РИ определяет состав верхнего слоя МП. Использование в качестве верхнего слоя МП покрытий на основе модифицированного нитрида титана по сравнению с покрытием ТгМ обеспечивает более благоприятное распределение контактных нагрузок и контактных напряжений на передней поверхности РИ, лучшее тепловое и напряженное состояние его режущего клина. Наилучшее тепловое и напряженное состояние режущего клина РИ обеспечивает МП ШгАШ-Шгт.

9. Многослойные покрытия увеличивают период стойкости РИ по сравнению с инструментом с покрытием TiN в 2,4 - 3,4 раза, а по сравнению с инструментом без покрытия - в 4 - 6 раз в зависимости от конструкции покрытия, обрабатываемого материала и режимов резания. Наибольшая эффективность применения МП имеет место при обработке заготовок из стали ЗОХГСА. Наибольшее увеличение периода стойкости РИ обеспечивает покрытие Л2гЫ-ТИгАШ, коэффициент повышения стойкости для которого составил 2,9-3,4 по сравнению с покрытием 7г7Уи 5 - 6 по сравнению с РИ без покрытия.

10. Опытно-промышленные испытания РИ с МП, проведенные в производственных условиях ООО «УАЗ-Техинструмент», подтвердили высокую эффективность разработанных МП. Результаты диссертационной работы переданы в ООО «УАЗ-Техинструмент» для использования в производственных условиях и внедрены в учебный процесс кафедры «Металлорежущие станки и инструменты» УлГТУ.

Основное содержание диссертации опубликовано:

Публикации в журналах, входящих в перечень ВАК РФ:

1. Табаков В.П. Оценка трещиностойкости трехэлементных нитридных покрытий / В.П. Табаков В.П., A.B. Чихранов, А.Н. Тулисов // Упрочняющие технологии и покрытия. - 2009.-№3._С. 11-17.

2. Табаков В.П. Методика расчета трещиностойкости многослойных покрытий режущего инструмента / В.П. Табаков, A.B. Чихранов, М.Ю. Смирнов, А.Н. Тулисов // Упрочняющие технологии и покрытия. - 2010. - № 3. - С. 43 - 48.

3. Патент на изобретение № 2306365 РФ, МПК С23С 14/06, Способ получения многослойного покрытия для режущего инструмента / В.П. Табаков, A.B. Циркин, A.B. Чихранов, М.Ю. Смирнов, А.Н. Тулисов. - 2007. - Бюл. № 26.

4. Патент на изобретение № 2297473 РФ, МПК С23С 14/06. Способ получения многослойного покрытия для режущего инструмента / В.П. Табаков, A.B. Циркин, A.B. Чихранов, М.Ю. Смирнов, А.Н. Тулисов. - 2007. - Бюл. №11.

5. Патент на изобретение № 2297472 РФ, МПК С23С 14/06. Способ получения многослойного покрытия для режущего инструмента / В.П. Табаков, A.B. Циркин, A.B. Чихранов, М.Ю. Смирнов, А.Н. Тулисов. - 2007. - Бюл. №11.

6. Патент на изобретение № 2293793 РФ, МПК С23С 14/24. Способ получения многослойного покрытия для режущего инструмента / В.П. Табаков, A.B. Циркин, A.B. Чихранов, М.Ю. Смирнов, А.Н. Тулисов. - 2007. - Бюл. № 5.

7. Патент на изобретение № 2293794 РФ, МПК С23С 14/24. Способ получения многослойного покрытия для режущего инструмента / В.П. Табаков, A.B. Циркин, A.B. Чихранов, М.Ю. Смирнов, А.Н. Тулисов. - 2007. - Бюл. № 5.

Публикации в других изданиях и патенты на полезную модель:

8. Повышение работоспособности режущего инструмента путем нанесения двухслойных покрытий со слоями сложного состава / А.Н. Тулисов // Тезисы докладов 40-ой научно-технической конференции УлГТУ «Вузовская наука в современных условиях». - Ульяновск: УлГТУ, 2006.-с. 31.

9. Применение режущего инструмента с многослойными покрытиями при токарной обработке / А.Н. Тулисов // Тезисы докладов 41-ой научно-технической конференции УлГТУ «Вузовская наука в современных условиях». - Ульяновск: УлГТУ, 2007. - с. 44.

Ю.Табаков В.П. Исследование трещиностойкости многослойных износостойких покрытий / В.П. Табаков, А.Н. Тулисов, A.B. Циркин, Д.И. Сагитов // Труды 7-ой Международной конференции «Математическое моделирование физических, экономических, технических, социальных систем и процессов». - Ульяновск: УлГТУ, 2009. - С. 257 - 258.

П.Табаков В.П. Методика расчета циклической трещиностойкости многослойных покрытии , В.П. Табаков, М.Ю. Смирнов, А.Н. Тулисов, A.A. Романов / Повышение эффективности механообработки на основе моделирования физических явлений: Материалы Всероссийской научно-технической конференции. - Рыбинск: РГАТА, 2009.4.1. - С. 33-37.

12. Патент на полезную модель № 59599 РФ, МПК С23С 14/32. Режущий инструмент с многослойным покрытием / В.П. Табаков, A.B. Циркин, A.B. Чихранов, М.Ю. Смирнов, А.Н. Тулисов. - 2006. - Бюл. № 36.

13.Патент на полезную модель № 59596 РФ, МПК С23С 14/32. Режущий инструмент с многослойным покрытием / В.П. Табаков, A.B. Циркин, A.B. Чихранов, М.Ю. Смирнов, А.Н. Тулисов. - 2006. - Бюл. № 36.

14. Патент на полезную модель № 59597 РФ, МПК С23С 14/32. Режущий инструмент с многослойным покрытием / В.П. Табаков, A.B. Циркин, A.B. Чихранов, М.Ю. Смирнов, А.Н. Тулисов. - 2006. - Бюл. № 36.

15. Патент на полезную модель № 59598 РФ, МПК С23С 14/32. Режущий инструмент с многослойным покрытием / В.П. Табаков, A.B. Циркин, A.B. Чихранов, М.Ю. Смирнов, А.Н. Тулисов. - 2006. - Бюл. № 36.

ТУЛИСОВ Александр Николаевич

РАЗРАБОТКА МНОГОСЛОЙНЫХ ПОКРЫТИЙ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА НА ОСНОВЕ МЕТОДИКИ РАСЧЕТА ИХ ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ

Автореферат

Подписано в печать 19.05.2010. Формат 60x84/16. Усл. п. л. 1,16. Тираж 100 экз. Заказ 572.

Типография УлГТУ. 432027, Ульяновск, ул. Сев. Венец, 32.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОПЕРАЦИЙ

ТОЧЕНИЯ ПУТЕМ ПРИМЕНЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКИХ ПОКРЫТИЙ

1.1. Современные методы нанесения износостойких покрытий и эффективность их применения для режущего инструмента.

1.2. Пути совершенствования режущего инструмента с износостойкими покрытиями.

1.3. Характер разрушения покрытий в процессе резания

1.4. Методы оценки трещиностойкости износостойких покрытий

1.5. Выводы. Цель и задачи исследований

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Инструментальные и обрабатываемые материалы

2.2. Оборудование для нанесения покрытий.

2.3. Исследование параметров структуры и механических свойств покрытий.

2.4. Исследование работоспособности режущего инструмента с покрытием.,

2.5. Статистическая обработка результатов экспериментальных исследований

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧЕТА ЦИКЛИЧЕСКОЙ

ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ МНОГОСЛОЙНЫХ ПОКРЫТИЙ.

3.1. Методика расчета трещиностойкости многослойных покрытий

3.2. Оценка трещиностойкости многослойных покрытий.

3.3. Выводы.

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ МНОГОСЛОЙНЫХ

ПОКРЫТИЙ.

4.1. Выбор схемы многослойного покрытия и состава его слоев.

4.2. Исследование влияния конструкции многослойных покрытий на трещиностойкость.

4.2.1. Исследование напряженного состояния и трещиностойкости многослойных покрытий.

4.2.2. Исследование влияния конструкции многослойного покрытия на трещиностойкость.

4.3. Технология нанесения многослойных покрытий на основе модифицированного нитрида титана.

4.4. Исследование структурных параметров и механических свойств многослойных покрытий.

4.4.1. Исследование влияния конструкции многослойного покрытия на структурные параметры.

4.4.2. Исследование влияния конструкции многослойного покрытия на механические свойства.

4.5. Исследование влияния конструкции многослойного покрытия на интенсивность износа режущего инструмента.

4.6. Выводы.

ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТИ РЕЖУЩЕГО

ИНСТРУМЕНТА С МНОГОСЛОЙНЫМИ ПОКРЫТИЯМИ.

5.1. Исследование контактных характеристик процесса резания.

5.2. Исследование теплового состояния режущего инструмента.

5.3. Исследование напряженного состояния режущего инструмента

5.4. Исследование работоспособности режущего инструмента.

5.5. Опытно-промышленные испытания режущего инструмента с многослойными покрытиями.

5.6. Технико-экономическое обоснование применения режущего инструмента с разработанными многослойными покрытиями

5.7. Выводы.

Повышение работоспособности режущего инструмента — одна из актуальнейших проблем машиностроения. Интенсификация производства, повышение качества выпускаемой продукции, внедрение новых технологических процессов требуют широкого использования в промышленности автоматизированного станочного оборудования, высокая производительность которого может быть достигнута только при наличии инструмента высокого качества. При этом роль инструмента в повышении эффективности производства возрастает: например, в США за счет использования прогрессивного режущего инструмента и металлорежущего оборудования экономится около 15 млрд. долларов.

В отечественном инструментальном производстве и за рубежом широко применяются различные методы повышения износостойкости поверхностей режущего инструмента (радиоактивным излучением, лазером, насыщение поверхностей различными элементами с целью образования на поверхности слоя карбидов или нитридов различных элементов и др.). Наиболее перспективным в этом отношении является метод повышения стойкости режущего инструмента за счет нанесения износостойких покрытий на основе карбидов, нитридов и карбонитридов тугоплавких материалов. Данное направление интенсивно развивается применительно к режущему инструменту из быстрорежущих сталей и твердых сплавов. В отечественной промышленности наибольшее распространение получил метод конденсации вещества из плазменной фазы с ионной бомбардировкой (метод КИБ).

В настоящее время довольно широко исследованы области эффективного использования режущего инструмента с износостойкими покрытиями КИБ при токарной и фрезерной обработке, разработаны различные композиции как однослойных, так и многослойных покрытий различного состава, а также научные принципы их построения. Установлено, что нанесение износостойкого покрытия сложного состава повышает эффективность режущего инструмента, увеличивая период стойкости режущего инструмента в 1,5-3 раза по сравнению с покрытием Т1Ы в зависимости от состава покрытия, обрабатываемого материала и режима резания. Ещё более эффективны многослойные покрытия, включающие слои различного функционального назначения. Так, для непрерывного резания предложен принцип построения многослойного покрытия, при котором покрытие должно иметь как минимум два слоя: верхний слой должен обеспечивать повышение запаса пластической прочности и снижения процессов трещи-нообразования, а нижний слой 7Ж - высокую прочность сцепления с инструментальной основой. Были разработаны такие многослойные покрытия, как Ш-ПСЫ, Ш-ШШ и трехслойные - ТШ-ПСЫ-ШгИ. Для прерывистого резания была предложена конструкция многослойного покрытия, верхний и нижний слои которой имеют меньшую твердость по сравнению с более твердым промежуточным слоем. Такая конструкция многослойного покрытия повышенной трещиностойкости содержит промежуточный слой в качестве верхнего и нижнего слоев используются соответственно слои ТШ и ТгСЫ. Разработанные многослойные покрытия 77(3/-Л2гЫ-ТШ существенно повышают работоспособность торцовых фрез по сравнению с двухслойными покрытиями.

Дальнейшее совершенствование износостойких покрытий направлено по пути создания сложнолегированных материалов на основе тройных систем нитридов и карбонитридов, а также многослойных покрытий на их основе. Исследования показывают, что сложнолегированные покрытия обладают более высокими механическими свойствами и эффективностью по сравнению с покрытиями, легированным только одним элементом.

Важной характеристикой износостойких покрытий является его трещиностойкость, от которой зависит режущего инструмента с покрытием.

В настоящее время не существует математического аппарата, позволяющего производить расчеты параметров трещинообразования для многослойных покрытий. Поэтому разработка методики оценки трещиностойкости и оптимизации конструкции многослойного покрытия на ее основе является важным направлением в создании новых составов более эффективных износостойких покрытий.

Работа выполнена на кафедре «Металлорежущие станки и инструменты» Ульяновского государственного технического университета (УлГТУ) в рамках госбюджетных НИР УлГТУ и федеральной целевой программы «Развитие научного потенциала Высшей школы (2009 - 2010 гг.)».

В настоящей работе разработана методика определения трещиностойкости многослойных покрытий и представлены результаты теоретико-экспериментальных исследований трещиностойкости режущего инструмента с многослойными покрытиями. На основе данных исследований разработаны новые конструкции многослойных покрытий, предназначенные для режущего инструмента, работающего в условиях непрерывного резания. В экспериментальной части работы представлены результаты определения рациональной, конструкции многослойного покрытия на основе исследований их структурных и механических свойств и интенсивности изнашивания режущего инструмента при точении заготовок из конструкционных сталей; приводятся технологические режимы нанесения многослойных покрытий. В заключении работы представлены результаты исследования работоспособности режущего инструмента и опытно-промышленных, испытаний режущего инструмента с разработанными конструкциями многослойных покрытий и расчет экономической эффективности их применения.

На защиту выносятся основные положения:

1. Методика расчета трещиностойкости многослойных покрытий для режущего инструмента, работающего в условиях непрерывного резания.

2. Результаты теоретико-экспериментальных исследований трещиностойкости многослойных покрытий на основе модифицированного нитрида титана.

3. Результаты экспериментальных исследований влияния конструкции многослойных покрытий на их структурные параметры, механические свойства и интенсивность изнашивания режущего инструмента.

4. Новые конструкции многослойных покрытий, обладающие высокой трещиностойкостью, и технологические режимы их нанесения.

5. Результаты экспериментальных исследований работоспособности режущего инструмента с разработанными покрытиями при токарной обработке заготовок из углеродистой, низколегированной и нержавеющей сталей, а также результаты опытно-промышленных испытаний.

Работа выполнена с использованием основных положений теории резания металлов, физики твердого тела, современных методов микрорент-геноструктурного анализа, математических методов моделирования и статистической обработки экспериментальных данных на ЭВМ. Теоретические положения работы подтверждены лабораторными исследованиями и производственными испытаниями.

Практическая ценность и реализация работы заключается в:

1. Разработанных новых конструкциях многослойных покрытий с использованием покрытий на основе модифицированного нитрида титана, обеспечивающих высокую работоспособность режущего инструмента.

2. Разработанных рекомендациях по составу, толщинам отдельных слоев и общей толщине многослойных покрытий.

3. Разработанных технологических параметрах нанесения многослойных покрытий, предложенных компоновочных схемах установки для нанесения многослойных покрытий.

4. Опытно-промышленных испытаниях, выполненных в производственных условиях ОАО «УАЗ-Техинструмент» (г. Ульяновск). Технологические рекомендации по составу, толщинам отдельных слоев и общей толщине многослойных покрытий и по технологическим параметрам нанесения покрытий, приняты ООО «УАЗ-Техинструмент» для использования в производстве. Результаты диссертационной работы внедрены в учебный процесс кафедры «Металлорежущие станки и инструменты» УлГТУ.

Основные результаты работы доложены на международных, всероссийских, региональных конференциях, научно-технических семинарах. По теме диссертации опубликовано 15 работ, в том числе 2 статьи в изданиях из Перечня ВАК, получено 5 патентов на изобретения и 4 на полезные модели.

5.7. Выводы

1. Закономерности изменения контактных характеристик процесса резания, теплового и напряженного состояния режущего инструмента при нанесении многослойных покрытий по сравнению с режущим инструментом с покрытием Т1Ы и без покрытия аналогичны закономерностям для однослойных покрытий, состав которых соответствует составу верхнего слоя многослойного покрытия.

2. Контактные характеристики процесса резания, тепловое и напряженное состояние режущего инструмента с многослойными покрытиями определяются составом верхнего слоя. Использование в качестве верхнего слоя многослойного покрытия покрытий на основе модифицированного нитрида титана по сравнению с покрытием ТгИ увеличивает длину контакта Сг стружки с передней поверхностью инструмента, коэффициент укорочения стружки Кь, составляющие силы резания Р% Ру, Рх. Увеличение длины контакта Су для режущего инструмента с многослойными покрытиями снижает средние удельные нормальные и касательные "нагрузки. Наибольшее снижение средних удельных нагрузок наблюдается для режущего инструмента с многослойным покрытием ШгАМ-Ш^К

3. Применение в качестве верхних слоев многослойных покрытий модифицированного нитрида титана по сравнению с покрытием 2Ж снижает нормальные контактные напряжения, смещает изобары температурных полей и изобары напряжений в режущем клине в направлении от режущей кромки и задней поверхности режущего инструмента, что благоприятно сказывается на тепловом и напряженном состоянии режущего инструмента. Наилучшее тепловое и напряженное состояние режущего клина инструмента обеспечивает многослойное покрытие Т12гАШ-Т12г81Ы. По тепловому и напряженному состоянию многослойные покрытия можно выстроить в следующййряд: ШгАЖ-ТИ^Ы,'Шг^ШгАШ, ТШЫ-ТШСгК

4. Применение многослойных покрытий увеличивает период стойкости режущего инструмента по сравнению с инструментом с покрытием ТгТУ в 2,4 - 3,4 раза, а по сравнению с инструментом без покрытия - в 4 - 6 раз в зависимости от конструкции покрытия и обрабатываемого материала. Наибольшая эффективность от применения многослойных покрытий имеет место при обработке заготовок из стали ЗОХГСА. Наибольшее увеличение периода стойкости режущего инструмента обеспечивает покрытие Т12гМ- Л2гАШ, коэффициент повышения стойкости для которого составил 2,9 — 3,4 по сравнению с покрытием Т1Ы и 5 - 6 по сравнению с режущим инструментом без покрытия.

5. Опытно-промышленные испытания режущего инструмента с многослойными покрытиями, проведенные в производственных условиях ООО «УАЗ-Техинструмент», подтвердили высокую эффективность разработанных многослойных покрытий. Ожидаемый годовой экономический эффект от внедрения режущего инструмента на одной операции точения в производстве ООО «УАЗ-Техинструмент» составил до 23,7 тыс. рублей на один станок.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенных испытаний получены следующие научные выводы и практические результаты:

1. Разработана методика оценки трещиностойкости многослойных покрытий, учитывающая механические свойства материала слоев покрытия и условия резания, в которых находятся контактные площадки режущего инструмента, толщины отдельных слоев многослойных покрытий и общую его толщину и позволяющая оценивать эффективность режущего инструмента с многослойными покрытиями на этапе их конструирования. Адекватность разработанной методики подтверждена экспериментальными исследованиями.

2. Конструкция многослойного покрытия оказывает существенное влияние на суммарные напряжения, действующие в слоях многослойного покрытия, вязкость разрушения и трещиностойкость. Максимальная трещиностойкость многослойных покрытий наблюдается при толщинах верхнего слоя, равных 40 - 60 % от общей толщины покрытия. Данное соотношение имеет место для всех рассмотренных многослойных покрытий независимо от их общей толщины.

3. Трещиностойкость многослойных покрытий выше по сравнению с однослойными двухэлементными покрытиями в 3,8 - 10 раз, а по сравнению с однослойными трехэлементными - в 1,85 - 3,25 раза в зависимости от конструкции покрытия. Максимальную трещиностойкость имеют многослойные покрытия, слои которых представляют собой трехэлементные нитриды - Т12гАШ-Т1Хг51И. Данные покрытия имеют более высокие значения суммарных напряжений (на 7,5 - 10 %), вязкости разрушения (на 9 - 14 %) и трещиностойкости (на 18 - 25 %) по сравнению с покрытиями ШШ-ТШСгИ и ШгИ-ШгАЖ.

4. Конструкция многослойного покрытия оказывает влияние на его структурные параметры. Большее влияние на структурные параметры оказывает толщина и- свойства отдельных слоев многослойного покрытия. Изменение общей толщины многослойного покрытия не вызывает существенного изменения структурных параметров.

5. Микротвердость многослойного покрытия определяется составом и толщиной верхнего слоя покрытия. Увеличение микротвердости вызывает рост толщины слоя многослойного покрытия, имеющего большее значение данной величины:-Повышение общей толщины многослойного покрытия практически не оказывает влияния на величину микротвердости.

6. Прочность сцепления многослойного покрытия с инструментальной основой определяется составом и толщиной нижнего слоя покрытия. Большая прочность сцепления наблюдается при толщине нижнего слоя, равной 35 - 40 % от общей толщины покрытия. Увеличение общей толщины многослойного покрытия ведет к повышению коэффициента отслоения на 16-33 %, что свидетельствует о снижении прочности сцепления. Наибольшей прочностью сцепления с инструментальной основой обладают многослойные покрытия, слои которых представляют собой трехэлементные нитридные покрытия — Т12гА I/V-Т12гЗИЯ.

7. Интенсивность износа режущего инструмента с многослойными покрытиями определяется толщиной верхнего слоя. Общая толщина покрытия практически не оказывает влияние на интенсивность износа режущего инструмента. Наименьшая интенсивность износа режущего инструмента наблюдается при толщине верхнего слоя многослойного покрытия, равной 40 - 60 % от общей толщины покрытия, при которой величина циклической трещиностойкости имеет максимальное значение.

8. Контактные характеристики процесса резания, тепловое и напряженное состояние режущего инструмента с многослойными покрытиями определяет состав верхнего слоя. Использование в качестве верхнего слоя многослойного покрытия покрытий на основе модифицированного нитрида титана по сравнению с покрытием Т1И обеспечивает более благоприятное распределение контактных нагрузок и контактных напряжений на передней поверхности режущего инструмента, лучшее тепловое и напряженное состояние его режущего клина. Наилучшее тепловое и напряженное состояние режущего клина инструмента обеспечивает нанесение покрытий Т12гАШ-Т12гЗИ$.

9. Применение многослойных покрытий увеличивает пёриод стойкости РИ по сравнению с инструментом с покрытием Т1Ы в 2,4 - 3,4 раза, а по сравнению с инструментом без покрытия - в 4 - 6 раз в зависимости от конструкции покрытия, обрабатываемого материала и режимов резания. Наибольшая эффективность применения многослойных покрытий имеет место при обработки заготовок из стали 30ХГСА. Наибольшее увеличение периода стойкости режущего инструмента обеспечивает покрытие Т12гЫ-ТИгАШ, коэффициент повышения стойкости для которого составил 2,93,4 по сравнению с покрытием ТгЫ и 5 - 6 по сравнению с режущим инструментом без покрытия.

10. Опытно-промышленные испытания режущего инструмента с многослойными покрытиями, проведенные в производственных условиях ООО «УАЗ-Техинструмент», подтвердили высокую эффективность разработанных многослойных покрытий. Ожидаемый годовой экономический эффект от внедрения режущего инструмента на одной операции точения в производстве ООО «УАЗ-Техинструмент» составил до 23,7 тыс. рублей на один станок. Результаты диссертационной работы переданы в ООО «УАЗ-Техинструмент» для использования в производственных условиях и внедрены в учебный процесс кафедры «Металлорежущие станки и инструменты» УлГТУ.

1. Макаров, А. Д. Оптимизация процессов резания / А. Д. Макаров. М.: Машиностроение, 1976. - 278 с.

2. Развитие науки о резании металлов / Н. Н. Зорев, Г. И. Грановский, М. Н. Ларин и др.; под. редакцией Н. Н. Зорева. М.: Машиностроение, 1967. - 416 с.

3. Макаров, А. Д. Износ и стойкость режущих инструментов/

4. A. Д. Макаров. М.: Машиностроение, 1966. - 264 с.

5. Грановский, Г. И. Резание металлов: учебник для машиностр. и при-боростр. спец. вузов / Г. И. Грановский, В. Г. Грановский. — М.: Высш. шк., 1985.-304 с.

6. Талантов, Н. В. Физические основы процесса резания, изнашивания и разрушения режущего инструмента / Н. В. Талантов. — М.: Машиностроение, 1992.-240 с.

7. Верещака, А. С. Работоспособность режущего инструмента с износостойкими покрытиями / А. С. Верещака. -М.: Машиностроение, 1993. 336с.

8. Резников, А. Н. Тепловые процессы в технологических системах: Учебник для вузов / А. Н. Резников, Л. А. Резников. — М.: Машиностроение, 1990.-288 с.

9. Анциферов, В. Н. Порошковые легированные стали / В. Н. Анциферов, В. Б. Акименко, Л. М. Гревнов. -М.: Металлургия, 1991. — 318 с.

10. Справочник конструктора-инструментальщика / под общ. ред.

11. B. И. Баранчикова. М.: Машиностроение, 1994. - 560 с.

12. Мацевитый, В. М. Покрытия для режущих инструментов/ В. М. Ма-цевитый. X.: Вища шк. Изд-во при Харьк. ун-те, 1987. - 128 с.

13. Остафьев, В. А. Расчет динамической прочности режущего инструмента / В. А. Остафьев. М.: Машиностроение, 1979. - 168 с.

14. Лахтин, Ю. М. Структура и прочность азотированных сплавов/ Ю. М. Лахтин, Я. Д. Коган. М.: Металлургия, 1982. - 174 с.

15. Финкель В.М. Портрет трещины. М.: Металлургия, 1989, - 191 с.

16. Елисеев, Ю. С. Химико-термическая обработка и защитные покрытия в авиадвигателестроении / Ю. С. Елисеев, Н. В. Абраимов, В. В. Крымов. -М.: Высш. шк., 1999. 525 с.

17. Арзамасов, Б. Н. Химико-термическая обработка металлов в активированных средах / Б. Н. Арзамасов. М.: Машиностроение, 1979. - 224 с.

18. Полевой, С. Н. Упрочнение машиностроительных материалов: справочник / С. Н. Полевой, В. Д. Евдокимов. М.: Машиностроение, 1994.-496 с.

19. Верхотуров, А. Д. Техника электроискрового легирования металлических поверхностей/ А. Д. Верхотуров, И. М. Муха. Киев: Техника, 1982. -181 с.

20. Верхотуров, А. Д. Электродные материалы для электроискрового легирования / А. Д. Верхотуров, И. М. Муха. М.: Наука, 1988. - 224 с.

21. Упрочнение деталей комбинированными способами/ под ред. А. Г. Бойцова. -М.: Машиностроение, 1991. 144 с.

22. Коваленко, В. С. Лазерное и электро-эрозионное упрочнение материалов / В. С. Коваленко, А. Д. Верхотуров, Л. Ф. Головко. М.: Наука, 1986. - 276 с.

23. Хокинг, М. Металлические и керамические покрытия: получение, свойства и применение: пер. с англ / М. Хокинг, В. Васантасри, П. Сидки. -М.: Мир, 2000.-518 с.

24. Лахтин, Ю. М. Теория и технология азотирования / Ю. М. Лахтин, Я. Д. Коган, Г. И. Шнис, 3. Бемер. М.: Металлургия, 1991. - 320 с.

25. Комаров, Ф. Ф. Ионная имплантация в металлы / Ф. Ф. Комаров. М.: Металлургия, 1990. - 216 с.

26. Быковскйй7Ю. А. Ионная и лазерная имплантация металлических материалов / Ю. А. Быковский, В. Н. Неволин, В. Ю. Фоминский. М.: Энерго-атомиздат, 1991. - 240 с.

27. Модифицирование и легирование поверхности лазерными, ионными и электронными пучками: сб. статей: пер. с англ. / под ред. Дж. М. Поута, Г. Фоти, Д. К. Джекобсона. М.: Машиностроение, 1987. - 324 с.

28. Dêàmaléy7Grrdn Implantation. Part II: Ion Implantation in Nonelectronic Materials / G. Dearnaley // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, North-Holland, Amsterdam. 1987. - P. 506 - 511.

29. Финкель, В.M. Физические основы торможения разрушения. М.: Металлургия, 1977. 360 с.

30. Романов А. А. Упрочнение режущего инструмента из быстрорежущих сталей методом конденсации с ионной бомбардировкой / А. А. Романов, А. А." Андреев,"А. С."Логинов. ПТБ, 1973. - №8. - С. 26-28.

31. Черепанов Г.П. Механика разрушения композиционных материалов. -М.: Наука, 1983-296 с.

32. Пат. США №5364209, МКИ5 В23 В27/14. CVD and PVD coated carbide tools / Anakhawur T. Santhanam, Rajendra V. Godse, Dennis T. Quinto, Kenneth E. Undercoffer, Prem С. Jundal; Kumametal Inc.- N183445; Опубл. 15.11.94; НКИ 407/119.

33. Пат. США №5652045, МКИ6 B23 B27/14. Coated tungsten carbide-based cemented carbide blade member / Eiji Nakamura, Kazuhiro Akiyama, Ikuro Suzuki; Mitsubishi Materials Corp. -N541088; Опубл. 29.07.97; РЖИ 428/216.

34. Верещака, А. С. Повышение работоспособности режущих инструментов нанесением износостойких покрытий: дис. . д-ра тех. наук: 05.03.01/ Верещака Анатолий Степанович. М., 1986. - 601 с.

35. Анциферов, В. Н. Порошковая металлургия и напыленные покрытия: учебник для вузов / В. Н. Анциферов, Г. В. Бобров, JI. К. Дружинин. М.: Металлургия, 1987. - 792 с.

36. Волин Э. М. Ионно-плазменные методы получения износостойких покрытий / Э. М. Волин // Технология легких сплавов. 1984. - №10. -С. 55 - 74.

37. Иванов, Е. М. Инженерный расчет теплофизических процессов при плазменном напылении / Е. М. Иванов. Саратов: Изд-во Сарат. унив., 1983.-140 с.

38. Погодаев, А. Н. Изнашивание плазменных покрытий/ А. Н. Погодаев // Вестник машиностроения. 1991. - №4. - С. 61 - 64.

39. Соснин, Н. А. Плазменные покрытия (технология и оборудование)/ Н. А. Соснин, П. А. Тополянский, Б. Л. Вичик. СПб.: ДНТП, 1992. - 28 с.

40. Студенцов, В. М. Износостойкость аморфных кремнийуглеродистых покрытий, полученных плазменным напылением / В. М. Студенцов // Вестник ДИТУД №1(7). Димитровград: ДИТУД, 2001. - С. 62 - 66.

41. Бартенев, С. С. Детонационные покрытия в машиностроении/ С. С. Бартенев, Ю. П. Фелько, А. И. Григоров. Л.: Машиностроение, 1982. - 214 с.

42. Верещака, А. С. Режущие инструменты с износостойкими покрытиями / А. С. Верещака, И. П. Третьяков. -М.: Машиностроение, 1986. 192 с.

43. Старков, В. К. Обработка резанием. Управление стабильностью и качеством в автоматизированном производстве / В. К. Старков. М.: Машиностроение, 1989. - 296 с.

44. Strutt, P. R. Pro с. Mat. Res. Soc. Symp. / Strutt P. R., LeMay J., Tangir A., Kear B. H., Giessen B. C. (Eds.). North-Holland, 1984. P. 87.

45. Hirano M. Characteristics and application of iron base new hard-alloy / Hi-rano M., Kawatani H. // Kobe Seiko Giho. V.40. - №1. - P. 42-45.

46. Абд Эль-Азиз Эль-Шайх Ахмед Мохамед Кандиль. Режущие свойства и применение безвольфрамовых и бескобальтовых твердых сплавов типа ТП: автореф. дис. канд. тех. наук: 05.03.01. — 1987.

47. Гончаров, В. М. Повышение стойкости режущих инструментов из быстрорежущих сталей методом импульсной лазерной обработки: автореф. дис. канд. тех. наук: 05.03.01. 1990.

48. Исследование воздействия интенсивных импульсных электронных пучков на металлы и сплавы: отчет о НИР / рук. В. П. Ротштейн. Томск, 1986.-39 с.

49. Рыкалин, Н. Н. Основы электронно-лучевой обработки материалов/ П. Н. Рыкалин, А. А. Углов, Н. А. Зуев. М.: Машиностроение, 1978. - 219 с.

50. Выбор порошковой быстрорежущей стали для концевых фрез с целью совершенствования технологии фрезерования труднообрабатываемых сталей типа ЭИ654 на станках с ЧПУ: отчет о НИР / рук. А. И. Ляпунов. Москва, 1986.-55 с.-----

51. Табаков, В. П. Повышение эффективности режущего инструмента путем направленного изменения параметров структуры и свойств материала износостойкого покрытия: дисс. . докт. тех. наук: 05.03.01 / Табаков Владимир Петрович. Ульяновск, 1992 - 641 с.

52. Костржицкий, А. И. Справочник оператора установок по нанесению покрытий в вакууме / А. И. Костржицкий, В. Ф. Карпов, М. П. Кабанченко. -М.: Машиностроение, 1991. 176 с.

53. Верещака, А. С. Физические основы процесса резания и изнашивания режущего инструмента с износостойкими покрытиями: учебное пособие/ А. С. Верещака, В. П. Табаков. Ульяновск: УлГТУ, 1998. - 144 с.

54. Табаков, В. П. Работоспособность режущего инструмента с износостойкими покрытиями на основе сложных нитридов и карбонитридов титана / В. П. Табаков. Ульяновск: УлГТУ, 1998. - 123 с.

55. Лоладзе, Т. Н. Прочность и износостойкость режущего инструмента/ Т. Н. Лоладзе. М.: Машиностроение, 1982. - 278 с.

56. Тушинский, Л. И. Исследование структуры и физико-механических свойств покрытий / Л. И. Тушинский, А. В. Плохов. — Новосибирск: Наука, 1986.-200 с:-------

57. Кабалдин Ю. Г. Современные методы конструирования, контроля качества и прогнозирования работоспособности режущего инструмента/ Ю. Г. Кабалдин, Б. Я. Мокрицкий, Н. А. Семашко и др. Владивосток : Изд-во ДГУ, 1990. - 124 с.

58. Верещака А. С. Влияние структуры покрытий на работоспособность твердосплавных инструментов / А. С. Верещака, Ю. Г. Кабалдин // Вестник машиностроения. 1986. - №8. - С. 38^12.

59. Палатник, JL С. Механизмы образования и субструктура конденсированных пленок / JL С. Палатник, М. Я. Фукс, В. М. Косевич. М.: Наука, 1972.-320 с.

60. Штремель,.М. А. Прочность сплавов. Часть II. Деформация: учебник для вузов / М. А. Штремель. М.: МИСИС, 1999. -527 с.

61. Hollech, Н. J. Vac. Sci. andTechnol. 1986. -№6. -P. 2661.

62. Шведков E. JL Материалы для режущего инструмента с покрытиями / Е. Л. Шведков. Киев : Препринт АН УССР, ИПМ, 1983. - №14. - 24 с.

63. Андриевский, Р. А. Прочность тугоплавких соединений и материалов на их основе: Справочник / Р. А. Андриевский, И. И. Спивак. Челябинск.: Металлургия, 1989. - 368 с.

64. Зубарев, П. В. Жаропрочность фаз внедрения / П. В. Зубарев. М.: Металлургия, 1985. - 102 с.

65. Технология тонких пленок / Под ред. Л. Майссела, Р. Глэнга. Т. 2. -М.: Сов. радио, 1977. 768 с.

66. Касьянов, С. В. Исследование режущих свойств и разработка путей дальнейшего развития инструментов с износостойкими покрытиями: дис. . канд. тех. наук: 05.03.01.-М., 1979.-241 с.

67. Гольдшмидт, X. Дж. Сплавы внедрения: пер. с англ. Т. 1./ X. Дж. Гольдшмидт. М.: Мир, 1971. - 386 с.

68. Самсонов, Г. В. Тугоплавкие соединения: справочник / Г.В. Самсонов, И. М. Виницкий. М.: Металлургия, 1976. - 560 с.

69. Андриевский, Р. А. Фазы внедрения / Р. А. Андриевский, Я. С. Уманский. Главная редакция физико-математической литературы изд-ва «Наука», 1977. - 240 с.

70. Ширманов, Н. А. Повышение работоспособности режущего инструмента путем изменения состава покрытия на основе карбонитрида титана: дис.канд. тех. наук: 05.03.01 / Ширманов Николай Анатольевич. Ульяновск, 1994.-253 с.

71. Мовчан, Б. А. Композиционные материалы, получаемые осаждением кз паровой фазы в вакууме / Б. А. Мовчан // Физика и химия обработки материалов. 1990. - №5. - С. 108 - 117.

72. Мовчан, Б. А. Структурные условия максимальной пластичности двухфазных поликристаллических материалов / Б. А. Мовчан // Металлофизика. 1985. - Т. 7, №6. - С. 79 - 81.

73. Мовчан, Б. А. Размерно-структурные условия максимальной прочности и пластичности двухфазных неорганических материалов / Б. А. Мовчан// Физика и химия обработки материалов. — 1989. — №1. С. 95 — 105.

74. Ильинский, А. И. Структура и прочность слоистых и дисперсионно-упрочненных пленок / А. И. Ильинский. М.: Металлургия, 1986. - 143 с.

75. Гольдштейн, М. И. Металлофизика высокопрочных сплавов/ М. И. Гольдштейн, В. С. Литвинов, Б. М. Бронфин. — М.: Металлургия, 1986.- 312 с.

76. Мацевитый В. М. Покрытия для режущего инструмента/ В. М. Мацевитый. Харьков : Вища школа. Изд-во при Харьк. гос. ун-те, 1987. - 127 с.

77. Кабалдин Ю. Г. Повышение прочности и износостойкости режущего инструмента термопластическим упрочнением / Ю. Г. Кабалдин. Хабаровск: Изд-во ДГУ, 1986. - 53 с.

78. Thornton, J. A. Coating deposition by Sputtering / J. A. Thornton // Films and Coating for Technology. Sweden: CEI Course, 1981. - P. 568 - 577.

79. Jacobson, В. E. Microstructure of PVD-Deposited Films Characterised by Transmission Electron Microscopy / В. E. Jacobson / Films and Coating for Technology. Sweden: CEI Course, 1981. - P. 691 - 703.

80. Тот, А. И. Карбиды и нитриды переходных металлов / А. И. Тот. М.: Мир, 1974.-294 с.

81. Повышение эффективности применения лезвийных инструментов путем совершенствования технологического процесса нанесения износостойких покрытий: отчет о НИР / рук/ В/П. Табаков. Ульяновск, 1990. - 125 с.

82. Mattox, D. М. Ion Plating Technology / D. M. Mattox // Films and Coating for Technology, CEI Course, Sweden, 1981. P. 782 - 786.

83. Табаков, В. П. Оценка трещиностойкости трехэлементных нитридных покрытий / В. П. Табаков, А. В. Чихранов, А. Н. Тулисов // Упрочняющие технологии и покрытия, 2009, № 3. С. 11-17.

84. Козлов, Э. В. Стадии пластической деформации, эволюции субструктуры и картина скольжения в сплавах с дисперсионным упрочнением/ Э. В. Козлов, Н. А: Попова, И. А. Григорьева // Изв. вузов. Физика. 1991. -№10. -С. 112.

85. Табаков, В. П. Методика расчета трещиностойкости многослойных покрытий режущего инструмента / В. П. Табаков, А. В. Чихранов,

86. M. Ю. Смирнов, А. H. Тулисов // Упрочняющие технологии и покрытия, 2010, №3.- С. 43-48.

87. CVD-coated inserts // Tolls And Products. 1998. - 65, N4. - С. 124.

88. PVD-coated milling grade for hard, cast and stainless steels // Modern Machine Shop. 1998. - 71, N2. - C. 232.

89. Schneidplatten mit Diamantschicht // Techn. Rdsch. -1994. 86, N49. -C. 53.

90. Салманов, H. С. Упрочнение твердосплавного инструмента/ Н. С. Салманов // СТИН. 1997. - №6. - С. 24 - 28.

91. Арзамасов, Б. Н. Технология и оборудование для экологически чистой химико-термической обработки / Б. Н. Арзамасов // Вестник машиностроения. 1996. - №5. - С. 26 - 28.

92. Тарасов, А. Н. Специальный инструмент из нитроцементованной и закаленной быстрорежущей стали / А. Н. Тарасов // СТИН. — 1998. №7. -С. 24-26.

93. Тимошенко, В. А. Избирательное нанесение покрытий на режущий инструмент / В. А. Тимошенко, Е. В. Голдыш, А. В. Тимошенко // СТИН. -1995.-№11.-С. 20-23.

94. Сафонов, А. Н. Повышение стойкости концевых фрез из быстрорежущей стали при закалке излучением непрерывного С02-лазера / А. Н. Сафонов, Н. Ф. Зеленцова, А. А. Митрофанов // СТИН. -1997. №6. -С. 24-28.

95. Сизов, И. Г. Повышение стойкости резцов из быстрорежущей стали электронно-лучевым борированием / И. Г. Сизов, А. П. Семенов, H. Н. Смирнягина // СТИН. 2001. - №3. - С. 28 - 29.

96. Пархоненко, В. Д. Плазменное упрочнение сверл из стали Р6М5/

97. B. Д. Пархоненко, М. В. Крыжановский, Э. Д. Будюк, В. А. Сомило // Технология и организация производства. 1989. - №2. - С. 55 - 56.

98. Минкевич, А. Н. Получение карбидных покрытий методом КВТК/ А. Н. Минкевич, В. В. Захаров // Металловедение и термическая обработка металлов. 1979. - №6. - С. 36 - 40.

99. Левит А., Вульф С. в кн. Монокристальные волокна и армированные материалы. Пер. с англ. М.: Мир, 1973, С. 220-245;

100. Келли JL, Николсон Р. Дисперсионное твердение: Пер. с англ. М.: Металлургия, 1966. 300с., Иванов В. Е., Саамов А. И. Тиховецкий М. А. в кн. Защитные высокотемпературные покрытия. - Л.: Наука, 19721. C. 291 -305.

101. Совершенствование процесса точения деталей из труднообрабатываемых материалов на станках с ЧПУ за счет применения инструмента с износостойким покрытием: отчет о НИР/ рук. А. А. Хайруллин. Минск, 1987. -59 с.

102. Режущие пластины и инструментальные материалы. Härter, zäher, effizienter. Masch, und Werkzeug, 2001. 102, №10, c. 90 91. Нем. См. РЖ Технология машиностроения. -2002, реферат 02.05. 14А.358.

103. Шиняев, А. Я. Механизмы упрочнения и разработка безвольфрамовых твердых сплавов нового типа / А. Я. Шиняев // Вестник машиностроения. 1998.-№1.-С. 16-19.

104. Верещака, А. С. Основные аспекты применения и совершенствования режущих инструментов с износостойкими покрытиями / А. С. Верещака// СТИН. 2000. - №9. - С. 33 - 40.

105. А. с. 1050810 СССР, МКИ3 В 23 В 27/00. Металлорежущий инструмент / А. А. Этингант, В. Д. Дьяченко, О. В. Пылинин, В. М. Горелик (СССР). -№ 34994043/25-08; заявл. 27.09.82; опубл. 30.10.83, Бюл. № 40.-2 с.

106. Кабалдин, Ю. Г. Повышение работоспособности и надежности рабочей части режущего инструмента в автоматизированном производстве: авто-реф. дис. . д-ра тех. наук: 05.03.01, 1987.

107. Паладин, Н. М. Создание композиционных инструментальных материалов на основе исследования микромеханизмов разрушения твердых сплавов с покрытиями: автореф. дис. канд. тех. наук: 05.03.01, 1990.

108. Киле, А. А. Разработка конструкций и исследование работоспособности слоистых твердосплавных пластин с покрытием: автореф. дис. . канд. тех. наук: 05.03.01, 1989.

109. Табаков, В. П. Повышение работоспособности торцевых фрез путем совершенствования структуры износостойких покрытий / В. П. Табаков, Н. А. Ширманов, М. Ю. Смирнов // СТИН. 2002. - №2. - С. 6 - 10.

110. Лобанов, А. В. Влияние ионной бомбардировки на эксплуатационные свойства инструмента с износостойким покрытием / А. В. Лобанов, В. В. Закураев // Техника машиностроения. 2001. - №5. — С. 43 - 46.

111. Гончаров, В. С. Формирование качественных ионо-плазменных метал локерамических покрытий /B.C. Гончаров, А. Н. Гурьянов, Н. Р. Темнова // Техника машиностроения. 2001. - №3. - С. 89 - 91.

112. Кабалдин, Ю. Г. Повышение работоспособности режущей части инструмента из быстрорежущей стали / Ю. Г. Кабалдин // Вестник машиностроения. 1996. - №6. - С. 27 - 32.

113. Износостойкие покрытия. Back to basics. Richter Alan. Cutt. Tool Eng. 2001. 53, №7, cl8, 20, 25. Англ. См. РЖ Технология машиностроения. 2002, реферат 02.03. 14А.362.

114. Tönchoff H. К. Einfluß der Substratbearbeitung auf das Einsatz verhalten beschichteter Zerspannwerkzeuge / H. K. Tönchoff, H. G. Wobker, A. Mohlfeld,

115. A. Fritsch // HTM: Härter.-techn. Mitt. 1996. - 51, № 4. - P. 207-213.

116. Табаков, В. П. Применение покрытий на основе карбонитридов титана для повышения стойкости режущего инструмента / В. П. Табаков // СТИН. 1991. -№11. - С. 18 - 19.

117. Разработка и внедрение технологии изготовления режущего инструмента с композиционными покрытиями, получаемыми методом КИБ: отчет о НИР. Инв. № 02.84.0076872. 1985.-27 с.

118. Табаков, В.П. Формирование износостойких ионно-плазменных покрытий режущего инструмента. М.: Машиностроение, 2008. - 311 с.

119. Исследование фазового и структурного состава износостойких покрытий из тугоплавких соединений, полученных методом КИБ: отчет о НИР/ рук. Г. Н. Дубровская. Минск, 1982. - 34 с.

120. Табаков, В. П. Повышение работоспособности режущего инструмента путем направленного изменения состава износостойкого покрытия/ В. П. Табаков, В. И. Езерский, Ю. В. Полянсков // Вестник машиностроения. -1989. -№12.-С. 43-46.

121. Табаков, В. П. Влияние состава износостойкого покрытия на контактные и тепловые процессы и на изнашивание режущего инструмента/

122. B. П. Табаков // СТИН. 1997. - №10. - С. 20 - 24.

123. Табаков, В. П. Износостойкие покрытия на основе нитрида титана, легированного железом и алюминием, для режущих пластин / В. П. Табаков// СТИН.-1991.-№11.-С. 18-19.

124. Погосян, Д. А. Дислокационный механизм упрочнения обработанной поверхности и разрушения эльборовых резцов при тонком точении закаленных сталей: автореф. дйс. канд. тех. наук: 05.03.01, 1981.

125. Метчики с износостойким покрытием. Tarands a grande vitesse. Tra Metal. 2001, №56, с 16. См. РЖ Технология машиностроения. 2002, реферат 02.01. 14А.337.

126. Кушнер, В. С. Интенсификация резания пластичных металлов при точении на основе термомеханического подхода: автореф. дис. . д-ра тех. наук: 05.03.01, 1994.

127. Бурков, А. А. Повышение износостойкости и пластической прочности твердосплавного инструмента при точении комбинированными методами упрочнения: автореф. дис. канд. тех. наук: 05.03.01, 1988.

128. Сайдахмедов, Р. X. Многокомпонентные нитридные ионно-плазменные покрытия на основе титана, ванадия и хрома/ Р. X. Сайдахмедов, М. Г. Карпман, Г. П. Фетисов // Металловедение и термическая обработка металлов. 1993. - № 9. - С. 8 - 10.

129. Ширманов Н. А. Повышение работоспособности режущего инструмента путем изменения состава покрытия на основе карбонитрида титана: Дисс. . канд. тех. наук. — Ульяновск, 1994. 261 с.

130. Режущие пластины с износостойким покрытием. Neue Schichten braucht das Land: Wendeschneidplatten mit spezieller PVD Schicht// Werkzeuge. - 1998. - №2. C. 50,52. - Нем. См. РЖ Технология машиностроения. -1999, реферат 5А.368.

131. Котрелл, А. X. Дислокации и пластическое течение в кристаллах/

132. A. X. Котрелл. М.: Металлургиздат, 1958. - 267 с.

133. Гаврикова, И. С. Влияние температуры на формирование ионно-плазменных покрытий / И. С. Гаврикова, А. И. Додонов, В. В. Мокрый,

134. B. С. Николаев // Физика и химия обработки материалов. 1989. - № 1.1. C. 140-141.

135. Табаков, В. П. Исследование износостойкости покрытий режущего инструмента, полученных с применением составных катодов / В. П. Табаков// СТИН. 1996. - №3. - С. 14-17.

136. Раджабов, Т. Д. О механизмах упрочнения поверхностных и приповерхностных слоев ионно-имплантированных металлов / Т. Д. Раджабов,

137. Г. Р. Рахимова // Известия академии наук. Серия физическая. Т. 58. — 1994. -№3. С. 173-178.

138. Боровский, С. М. Повышение эксплуатационных свойств режущего инструмента методом ионной имплантации: дисс. . канд. тех. наук: 05.03.01, 1998.- 195 с.

139. Гусев, А. И. Наноструктурные материалы: методы получения и свойства / А. И. Гусев. Екатеринбург: УрО РАН, 1998. - 200 с.

140. Пат. № 2221079 Российская Федерация, МКИ7 С 23 С 14/00 В 22 V 18/02. Катод электродугового испарителя и способ его получения / В. П. Табаков, Н. А. Ширманов, Н. Ю. Толубаев, А. В. Циркин. 2004. -Бюл. № 1. - 5 с.

141. Рандин, А. В. Повышение работоспособности быстрорежущего инструмента путем нанесения износостойких покрытий с переходными адгезионными слоями: дисс. . канд. тех. наук: 05.03.01 / Рандин Алексей Владимирович. -Ульяновск, 2003. 187 с.

142. Циркин, А. В. Разработка конструкций многослойных покрытий для повышения работоспособности торцовых фрез: дисс. . канд. тех. наук: 05.03.01 / Циркин Алексей Валерьевич. Ульяновск, 2004. - 183 с.

143. Ермолаев, А. А. Повышение работоспособности твердосплавного инструмента при непрерывном точении на основе разработки многослойных покрытий: дисс. . канд. тех. наук: 05.03.01 / Ермолаев Андрей Анатольевич. Ульяновск, 2004. - 172 с.

144. Смирнов, М. Ю. Повышение работоспособности торцовых фрез путем совершенствования конструкции износостойких покрытий: дисс. . канд. тех. наук: 05.03.01 / Смирнов Максим Юрьевич. — Ульяновск, 2000. 232 с.

145. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике / О. Зенкевич. М.: Мир, 1975.-382 с.

146. Писаренко Г. С. Деформирование и прочность материалов при сложном напряженном состоянии / Г. С. Писаренко, А. А. Лебедев. Киев: Нау-кова думка, 1976.-415 с.

147. Уманский, Я. С. Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия / Я. С. Уманский, Ю. А. Скаков, А. Н. Иванов. М.: Металлургия, 1982.-632 с.

148. Колмаков, А. Г. Методы измерения твердости / А. Г. Колмаков,

149. B. Ф. Терентьев, М. Б. Бакиров. -М.: Металлургия, 2000. 128 с.

150. Korsurisky, А. М. On the hardness of coated systems / A. M. Korsunsky, M. R. McGurk, S. J. Bull, T. F. Page // Surface and Coatings Technology 99. -1998.-P. 171-183.

151. Булычев, С. И. Разработка теоретических основ неразрушающегося контроля физико-механических свойств и структуры материалов методом кинетического индентирования: дис. . докт. тех. наук: 05.01.12 / Булычев Сергей Иванович. М., 2000. - 252 с.

152. Косилова, А. Г. Справочник технолога-машиностроителя/

153. A. Г. Косилова, Р. К. Мещеряков. М.: Машиностроение, 1985. - 496 с.

154. Баринов, С. М. Измерение твердости тонких керамических пленок/

155. C. М. Баринов, Д. Де Мариа, Д. Ферро // Заводская лаборатория. 2001. -№11.-С. 42-47.

156. Зорев, H. Н. Вопросы механики процесса резания металлов/ H. Н. Зорев. М.: Машгиз, 1956. - 368 с.

157. Резников, А. Н. Теплофизика процессов механической обработки материалов / А. Н. Резников. М.: Машиностроение, 1981. - 279 с.

158. Кацев, П. Г. Статистические методы исследования режущего инструмента / П. Г. Кацев. М.: Машиностроение, 1968. - 241 с.155Тихомиров, "В. "Б. Планирование и анализ эксперимента/

159. B. Б. Тихомиров. -М.: Легкая индустрия, 1974. 262 с.

160. Адлер, Ю. П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий / Ю. П. Адлер, Е. В. Маркова, Ю. В. Грановский. М.: Наука, 1976. -280 с.

161. Вознесенский, В. А. Статистические методы планирования эксперимента в тёхнико- экономических исследованиях /В. А. Вознесенский. М.: Статистика, 1974. - 192 с.

162. Креймер Г. С. Прочность твердых сплавов / Г. С. Креймер. М.: Металлургия, 1971. - 247 с.

163. Марковец, М. П. Определение механических свойств металлов по твердости / М. П. Марковец. -М.: Машиностроение, 1979. 191 с.

164. Булычев, С. И. Испытание материалов непрерывным вдавливанием индентора / С. И. Булычев, В. П. Алехин. М.: Машиностроение, 1990. -224 с.

165. Васильев В.В. Оптимальное проектирование оболочек и пластин. -ТР. VII Всесоюзной конференции по теории оболочек и пластин. Днепропетровск. М.: Наука, 1970. — про тонкие слои в гл. 1 пп. 5.

166. Giannakopoulos, А. Е. Determination of elastoplastic properties by instrumented sharp indentation / A. E. Giannakopoulos, S. Suresh // Scripta Materi-alia. 1999. - №10. - P. 1191 - 1198.

167. Черепанов, Г. П. Механика хрупкого разрушения / Г. П. Черепанов. -М.: Наука, 1974.-640 с.

168. Пестриков, В. М. Механика разрушения твердых тел: курс лекций/ В. М. Пестриков, Е. М. Морозов. СПб.: Профессия, 2002. - 320 с.

169. Партон, В. 3. Механика упругопластического разрушения/ В. 3. Партон, Е. М. Морозов. М.: Наука, 1985. - 504 с.

170. Качанов, JI. М. Основы механики разрушения / JI. М. Качанов. М.: Наука, 1974.-312 с.

171. Орлов, А. Н. Границы зерен в металлах / А. Н. Орлов, В. Н. Перевезенцев, В. В. Рыбин. -М.: Металлургия, 1980. 156 с.

172. Орлов, А. Н. Введение в теорию дефектов в кристаллах / А. Н. Орлов. М.: Высшая школа, 1983. - 144 с.

173. Владимиров, В. И. Физическая природа разрушения металлов/ В. И. Владимиров. М.: Металлургия, 1984. 280 с.

174. Григорьев, А. К. Структурообразование при пластической деформации металлов / А. К. Григорьев, Н. Г. Колбасников, С. Г. Фомин. СПб.: Изд-воСПбГУ, 1992.-244 с.

175. Рыбин, В. В. Большие пластические деформации и разрушение металлов / В. В. Рыбин. М.: Металлургия, 1986. - 244 с.

176. Мешков, Ю. Я. Структура металла и хрупкость стальных изделий/ Ю. Я. Мешков, Г. А. Пахаренко. Киев: Наук, думка, 1985. - 268 с.

177. Stroh А. N. A theory of the fracture of metals / A. N. Stroh // Adv. Phys. -1957.-№24. P. 418-440.

178. Мешков, Ю. Я. Разрушение деформированной стали / Ю. Я. Мешков, Т. Н. Сердитова // Отв. ред. Лариков Л. Н.; АН УССР. Ин-т металлофизики. -Киев: Наук, думка, 1989. 160 с.

179. Эшелби, Дж. Равновесие линейных рядов дислокаций // Континуальная теория дислокаций / Дж. Эшелби, Ф. Франк, Ф. Набарро. М.: Изд-во иностр. лит. - 1963. - С. 154 - 174.

180. Штанский, Д. В. Особенности структуры и физико-механических свойств наноструктурных тонуих пленок / Д. В. Штанский, С. А. Кулинич, Е. А. Левашов, J. J. Мооге // Физика твердого тела. — 2003. — Т. 45, вып.6. — С. 1122-1129.

181. Механика разрушения и прочность материалов: справ, пособие: в 4 т.: Т. 1 Основы механики разрушения / Панасюк В. В., Андрейкив А. Е., Партон В. 3.; под общ. ред. В. В. Панасюка. Киев: Наук, думка, 1988. -488с.

182. Механика разрушения и прочность материалов: справ, пособие: в 4 т.: Т. 2 / Под общ. ред. Панасюка В. В. Киев: Наук, думка, 1988- 618 с.

183. Панасюк, В. В. Предельное равновесие хрупких тел с трещинами/ В. В. Панасюк. Киев: Наукова думка, 1968. - 248 с.

184. Справочник по коэффициентам интенсивности напряжений: в 2-х томах. Т. 2: Пер. с англ. / Под ред. Ю. Мураками. -М.: Мир, 1990. 1016 с.

185. Stone, S. F. Diffraction of antiplane shear waves by an edge crack on a plate / S. F. Stone, M. L. Ghosh, A. K. Mai. Trans. ASME, J. Appl. Mech., 1981. -№48.- P. 570-576.

186. Irwin, G. R. Plastic zone near a crack and fracture toughness / G. R. Irwin // Proc. 7th Sagamore Ardance Materials Research Conf. Syracuse: Syracuse Univ. Press, 1960. - P. IV-63 - IV-78.

187. Dugdale, D. S. Yielding of steel sheets containing slits / D. S. Dugdale// J. Mech. and Phys. Solids. 1960. - Vol. 8. - P. 100 - 104.

188. Кудрявцев, Б. А. О локальной пластической зоне вблизи конца щели (плоская деформация) / Б. А. Кудрявцев, В. 3. Партон, Ю. А. Песков, Г. П. Черепанов // МТТ. 1970. - №5. - С. 90 - 98.

189. Мешков, Ю. Я. Энергетический критерий Гриффитса в микро- и макромеханике разрушения хрупких тел / Ю. Я. Мешков // Металловедение и термическая обработка металлов. 1996. - №1. - С. 25 — 30.

190. Ильинский, А.И., Платова, С.Н., Jlex, Г.Н. и др. в кн. «Тезисы докладов XII всесоюзной конференции по электронной микроскопии». М.: Наука, 1982. -195 с.

191. Кремнев, Л. С. Критический коэффициент интенсивности напряжения и вязкость "разрушения высокопрочных инструментальных материалов/ Л. С. Кремнев // Металловедение и термическая обработка металлов. 1996-№1. — С. 30-35.

192. Новиков, Н. В. Методы микроиспытвний на трещиностойкость/ Н. В. Новиков, С. Н. Дуб, С. И. Булычев // Заводская лаборатория. — 1988. — Т. 54.-№7.-С. 60-67.

193. Кабалдин, Ю. Г. Самоорганизующиеся процессы в технологических системах обработки резанием. Диагностика, управление / Ю. Г. Кабалдин,

194. A. М. Шпилёв. Владивосток: Дальнаука, 1998. - 296 с.

195. Головин, Ю. И. Определение комплекса механических свойств материалов в нанообъемах методами наноиндентирования / Ю. И. Головин,

196. B. И. Иволгин, В. В. Коренков, Н. В. Коренкова, Р. И. Рябко // Конденсированные среды и межфазные границы. 2001. — Т. 3. - №2. - С. 122 - 135.

197. Иванова, B.C., Копьев, И.М., Ботвина, JI.P., Шермергор, Т.Д. Упрочнение материалов волокнами. М.: Наука, 1973 - 208 с.

198. Навроцкий И.В. Томенко Ю.С., Долженков Ф.Е. Изв. АН СССР. Металлы, 1970, № 3, с. 119 - 125.

199. Абабков, В.П., Гуляев, А.П. МиТОМ, 1968, № 7, с. 49-53.

200. Чихранов, А. В. Развитие усталостных трещин в условиях плоской деформации // Математическое моделирование физических, технических, экономических, социальных систем и процессов: труды шестой междун. конф. Ульяновск: УлГУ, 2005. - С. 140 - 143.

201. Навроцкий И.В. Томенко Ю.С., Долженков Ф.Е. Изв. АН СССР. Металлы, 1970, № 5, с. 132 - 136.

202. Абабков, В.П., Гуляев, А.П. МиТОМ, 1968, № 7, с. 49 - 53.

203. Келехсаев, В.Я., Ляшко, М.Ф. Автоматическая сварка, 1963. - № 3. -С. 13-20.

204. Gook J., Gordon J.E., Proc. Roj. Soc., 1964, V. A 282, № 13191, P. 508-520.

205. Ильинский, А.И., Билетченко, H.M., Платова, E.H. Металлофизика, 1982, т.4. № 2. - С. 114-116.

206. Табаков, В. П. Методика расчета трещиностойкости многослойных покрытий режущего инструмента / В. П. Табаков, А. В. Чихранов, М. Ю. Смирнов, А.Н. Тулисов / Упрочняющие технологии и покрытия, 2010. № 3. — С.43 - 48.

207. Патент на изобретение № 2306365 РФ, МПК С23С 14/06. Способ получения многослойного покрытия для режущего инструмента / В. П. Табаков, А. В. Циркин, А. В. Чихранов, М. Ю. Смирнов, А. Н. Тулисов. 2007. -Бюл. № 26.

208. Патент на изобретение № 2297473 РФ, МПК С23С 14/06. Способ получения многослойного покрытия для режущего инструмента / В. П. Табаков, А. В. Циркин, А. В. Чихранов, М. Ю. Смирнов, А. Н. Тулисов. 2007. -Бюл. №11.

209. Патент на изобретение № 2297472 РФ, МПК С23С 14/06. Способ получения многослойного покрытия для режущего инструмента / В. П. Табаков, А. В. Циркин, А. В. Чихранов, М. Ю. Смирнов, А. Н. Тулисов. 2007. -Бюл. №11.

210. Патент на изобретение № 2293793 РФ, МПК С23С 14/24. Способ получения многослойного покрытия для режущего инструмента / В. П. Табаков, А. В. Циркин, А. В. Чихранов, М. Ю. Смирнов, А. Н. Тулисов. 2007. -Бюл. № 5.

211. Патент на изобретение № 2293794 РФ, МПК С23С 14/24. Способ получения многослойного покрытия для режущего инструмента / В. П. Табаков,

212. A.B. Циркин, А. В. Чихранов, М. Ю. Смирнов, А. Н. Тулисов. 2007. -Бюл. № 5.

213. Решение о выдаче патента на полезную модель МПК 7 С23С14/32 Заявка №2005118489/22 (020968). Катод электродугового испарителя/

214. B. П. Табаков, А. В. Циркин, А. В. Чихранов.

215. Табаков, В. П., Чихранов А. В., Тулисов А. Н. Оценка трещиностой-кости трехэлементных нитридных покрытий / В.П. Табаков, A.B. Чихранов, А.Н. Тулисов // Упрочняющие технологии и покрытия, 2009, № 3.1. C. 11-17.

216. Расчет среднеотраслевых затрат при нанесении износостойких покрытий на режущий инструмент, приведенных к одному часу работы установок типа «Булат-ЗТ»: М.: ВНИИ Инструмент, 1982. — 9 с.

217. Тулисов, А. Н. Повышение работоспособности режущего инструмента путем нанесения двухслойных покрытий со слоями сложного состава// Тезисы докладов 41-Ой научно-технической конференции. — УлГТУ: Вузовская наука в современных условиях», 2006. С. 31.

218. Тулисов, А. Н. Применение режущего инструмента с многослойными покрытиями при токарной обработке // Тезисы докладов 41-ой научно-технической конференции. — УлГТУ: Вузовская наука в современных условиях», 2007.-С. 44.

219. Патент на полезную модель № 59599 РФ, МПК С23С 14/32. Режущий инструмент с многослойным покрытием / В. П. Табаков, А. В. Циркин, А. В. Чихранов, М. Ю. Смирнов, А. Н. Тулисов. 2006. - Бюл. № 36.

220. Патент на полезную модель № 59596 РФ, МПК С23С 14/32. Режущий инструмент с многослойным покрытием / В. П. Табаков, А. В. Циркин, А. В. Чихранов, М. Ю. Смирнов, А. Н. Тулисов. 2006. - Бюл. № 36.

221. Патент на полезную модель № 59597 РФ, МПК С23С 14/32. Режущий инструмент с многослойным покрытием / В. П. Табаков, А. В. Циркин, А. В. Чихранов, М. Ю. Смирнов, А. Н. Тулисов. 2006. - Бюл. № 36.

222. Патент на полезную модель № 59598 РФ, МПК С23С 14/32. Режущий инструмент с многослойным покрытием / В.П. Табаков, А. В. Циркин, А. В. Чихранов, М. Ю. Смирнов, А. Н. Тулисов. 2006. - Бюл. № 36.

223. Напряжения аь МПа 572,667 -156,167 163,75 -12,5 -31,625 43,5

224. Остаточные напряжения аост, МПа —1,18-Ю3 117,333 -136,5 43 48,75 -90

225. Термические напряжения Отерм, МПа —2,14-10^ 526,5 -556,75 54,5 115,625 -167,5

226. Суммарные напряжения сто, МПа -2,75-103 487,833 -526,75 84,5 131,875 -213

227. Вязкость разрушения К1Сп, МПа-м1/2 36,67 -5,23 -3,575 -0,58 -0,445 1,98

228. Время Тц, мин 59,372 8,498 -9,16 -5,13 -1,679 6,43

229. Полуширина рентгеновской линии Рпь град 0,573 -0,083 0,08 0,01 -7,5x10"3 3,1х10"15

230. Параметр текстуры •Лп/Лоо 15,85 -2,25 -4,175 0,55 0,512 0,1

231. Микротвердость покрытия Нр, ГПа 45,4 -5,65 -1,78 0,35 0,188 0,85

232. Коэффициент отслоения Ко 0,562 -0,147 -0,155 0,02 0,017 0,025

233. Интенсивность износа х 10"6 мм/м -0,012 0,042 0,053 0,005 -0,00125 -0,02

234. Напряжения Сь МПа 586,667 -157,2 165,65 -13,2 -32,4 42,8

235. Остаточные напряжения с0СТ, МПа -1,19-Ю3 229 -251 32 56,5 -86

236. Термические напряжения атеом, МПа -2,29-103 497,333 -539 68 121,5 -185

237. Суммарные напряжения а0, МПа -2,75-103 487,833 -526,75 84,5 131,875 -213

238. Вязкость разрушения К1Сп, МПа-м1/2 36,67 -5,23 -3,575 -0,58 -0,445 1,98

239. Время Тц, мин 63,637 2,053 -4,9 -2,9 -1,205 4,18

240. Напряжения оь МПа 602,833 -159,8 172,25 -14,5 -33,875 47

241. Остаточные напряжения о0СТ, МПа -1Д9-103 231,7 -257 35 59,5 -91,5

242. Термические напряжения сттерм, МПа -2,19103 624,3 -657,5 45 123,25 -165

243. Суммарные напряжения сто, МПа -2,74-103 702 -737,5 65 148,5 -210,5

244. Вязкость разрушения К1Сп, МПа-м1/2 33,855 -6,03 -2,173 -0,405 -0,529 1,83

245. Время Тц, мин 73,98 4,4 -7,345 -4,36 -2,09 6,72

246. Технологические параметры процесса конденсации многослойных покрытий Л А Ш- Л А 1СгЫ

247. Покрытие 1 Слои Толщина, мкм Технологические параметры процесса конденсации

248. Катод №1 Катод №2 Катод №3 Опорное напряжение воп, В Время конденсации тк, мин

249. МП ! 1 слоя материал /д, А /ф, А материал А /ф, А материал А /ф, А

250. ПАШ Ш1СгИ 6 : 4 77 А1 110 0,4 Т -Сг 110 0,4 77 - А1 110 0,4 160 38шт 2 77 А1 110 0,4 т -Сг 0 0 77 - А1 110 0,4 160 20

251. ТШСгИ ПАШ тшсгы 6,5 3 77 А1 110 0,4 т -Сг 110 0,4 77 - А1 110 0,4 160 32шт 3,5 77 А1 110 0,4 т -Сг 0 0 77 - А1 110 0,4 160 30

252. ПАЮгИ лш ТШСгИ 4,5 3 77 А1 ; 110 0,4 т -Сг 110 0,4 77 - А1 110 0,4 160 30шт 1,5 Л-А1 110 0,4 т -Сг 0 0 77 А1 110 0,4 160 17

253. ТШСМ шт шют 4 2 77 А1 110 0,4 т -Сг 110 0,4 77 - А1 110 0,4 160 26шт 2 77 А1 110 0,4 т -Сг 0 0 77 - А1 110 0,4 160 20

254. ЛА1СгЫ шт шют 5,5 3 77 А1 110 0,4 т -Сг 110 0,4 77 -А1 110 0,4 160 30шт 2,5 77 А1 110 0,4 т -Сг 0 0 77 - А1 110 0,4 160 23шют шт ТШСгИ 5 2 77 -А1 110 0,4 т -Сг 110 0,4 77 -А1 110 0,4 160 26шт 3 77 А1 110 0,4 т -Сг 0 0 77 - А1 110 0,4 160 25

255. Ш1СгЫ шт лАют 7 4 77 А1 110 0,4 т -Сг 110 0,4 77 - А1 110 0,4 160 38шт 3 Л-А! 110 0,4 т -Сг 0 0 77 А1 110 0,4 160 25ъ