Analysis of wear resistant coatings influence on tool life of cutting tools made of WCCo-cBN composite

Abstract

We wstępie pracy scharakteryzowano kompozyt WCCo-cBN i jego właściwości eksploatacyjne. W ramach badań porów-nano trwałość ostrzy wykonanych z kompozytu WCCo-cBN oraz z tradycyjnych węglików spiekanych podczas toczenia rowków w żeliwie sferoidalnym. Badania powtórzono dla materiału ostrza powlekanego i bez powłok przeciwzużyciowych. SŁOWA KLUCZOWE: kompozyt WCCo-cBN, powłoki PVD, TiN, TiAlN, trwałość ostrzyIn the introduction of this paper the exploitation properties of the WCCo-cBN tools are described. As part of research, the comparison of tool life obtained for the investigated composite and traditional sintered carbides during groove turning tests of the spheroidal iron is presented. Tests were performed both for coated and uncoated tools. KEYWORDS: WCCo-cBN composite, PVD coating, TiN, TiAlN, tool life Nowoczesne technologie przetwarzania materiałów narzędziowych pozwalają jeszcze lepiej wykorzystać potencjał aplikacyjny materiałów supertwardych. Możliwo-ści wytwarzania kompozytów pozwalają ograniczyć wady materiałów supertwardych związane z ich właściwościami fizycznymi (niską udarnością) oraz obniżyć koszty wdrożenia związane z wysoką ceną wytwarzania ostrzy. Powłoki przeciwzużyciowe, które sprawdziły się w przypadku narzędzi z szeroko stosowanych węglików spiekanych, w ocenie autorów mogą jeszcze bardziej rozszerzyć obszar zastosowania narzędzi z materiałów supertwardych, np. z sześciennego azotku boru. Charakterystyka badanego materiału narzędziowegoRegularny azotek boru (ang. cubic boron nitride -cBN) obok polikrystalicznego diamentu, jest jednym z najtwardszych materiałów stosowanych obecnie na ostrza narzędzi skrawających. Na tle innych szeroko stosowanych materiałów spiekanych (węglików), regularny azotek boru cechuje się wyższą twardością, odpornością na zużycie ścierne i chemiczne oraz wysoką odpornością na pracę w podwyż-szonej temperaturze [1]. Właściwości fizyczne azotku boru o strukturze regularnej prezentuje tabl. I [2,3]. Zestawiono w niej właściwości dla azotku boru o strukturze regularnej. Sześcienny azotek boru posiada jednak pewne wady ograniczające możliwości jego zastosowania na narzędzia skrawające. Należą do nich przede wszystkim: niska udarność, wysokie koszty produkcji i trudności technologiczne w obróbce narzędzi związane z wysoką twardością tego materiału. Rozwiązaniem wychodzącym naprzeciw tym problemom są materiały kompozytowe, składające się z azotku boru i osnowy z odmiennego materiału. W przypadku badanego materiału osnowę stanowi WCCo. Kompozyt WCCo-cBN wytworzony został przy pomocy impulsowego spiekania plazmowego [4]. Znane są zastosowania kompozytów narzędziowych opartych o cBN i inne materiały [5]. Potrzeba stosowania powłok odpornych na zużycieJednym ze sposobów zwiększenia odporności na zużycie narzędzi skrawających jest stosowanie powłok przeciwzużyciowych. Znane powłoki z materiałów odpornych na zużycie, nanoszone metodami PVD i CVD, jak np. TiN lub TiAlN, znajdują szerokie zastosowanie w przypadku ogólnie wykorzystywanych narzędzi skrawających z węglików spiekanych...