подобраны режимы и сформированы гальваническим и КИБ методами комбинированные Ni-УДА-ZrN-покрытия на лезвиях твердосплавных ножей дереворежущего инструмента. В синтезированном покрытии формируются отдельные фазы никеля, графитоподобные фазы и ZrN, не перемешивающиеся с твердосплавной основой. Графитовые частицы, образованные в результате трансформации УДА порошка при электрохимическом осаждении совместно с никелем, равномерно распределены по поверхности ZrN-покрытия в виде кластеров размером до 3,5 мкм. Период стойкости модифицированного Ni-УДА-ZrN покрытиями фрезерного инструмента при резании ламинированных ДСтП увеличивается в 1,3–1,4 раза по сравнению с необработанным инструментом.
никель, электролит, УДА, покрытия, период стойкости, ножи, модифицированный инструмент
ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ
Технология синтеза комбинированных Ni-УДА-ZrN покрытий на дереворежущий инструмент
TECHNOLOGY OF SYNTHESIS COMBINED Ni-UDD-ZrN coatings on wood-cutting tools
Чаевский В.В., кандидат физико-математических наук, доцент,
Жилинский В.В., кандидат химических наук, доцент
УО «Белорусский государственный технологический университет»,
Беларусь, Минск.
Chayeuski V.V.,Doctor of Philosophy (Physics and Mathematics),associate professor,
ZhylinskiV.V., Doctor of Philosophy (Chemistry),assistant professor
EE "Belarusian State Technological University",
Belarus, Minsk.
DOI: 10.12737/19282
Аннотация:подобраны режимы и сформированы гальваническими КИБ методами комбинированные Ni-УДА-ZrN-покрытия на лезвиях твердосплавных ножей дереворежущего инструмента. В синтезированном покрытии формируются отдельные фазы никеля, графитоподобные фазы и ZrN, не перемешивающиеся с твердосплавной основой. Графитовые частицы, образованные в результате трансформации УДА порошка при электрохимическом осаждении совместно с никелем, равномерно распределены по поверхности ZrN-покрытия в виде кластеров размером до 3,5 мкм. Период стойкости модифицированного Ni-УДА-ZrNпокрытиями фрезерного инструмента при резании ламинированных ДСтП увеличивается в 1,3–1,4 раза по сравнению с необработанным инструментом.
Summary: modes were selected and combined Ni-UDD-ZrN-coatings are formed by electroplating and PVD methods on the hard alloy knives edges of wood-cutting tools. Formed separate nickel phase, like graphite phase and ZrN of the synthesized coating do not mix with the carbide substrate. Graphite particles formed as a result of transformation of UDD powder at electrochemical deposition together with nickel, are evenly distributed as clusters up to3.5 microns onto the surface of the ZrN-coating. Durability period of the modified tool with combined Ni-UDD-ZrN-coatings when cutting laminated wood chipboard increases up to 1,3–1,4 times compared with the bare tool.
Ключевые слова: никель,электролит,УДА, покрытия, период стойкости, ножи, модифицированный инструмент
Keywords: nickel, electrolyte, UDD, coatings, durability period, knives, modified tool
Современные исследования показали [1, 2], что химические механизмы износа, такие как коррозия и окисление, при обработке древесины, склеенной различными клеями, древеснослоистых пластиков играют значительную роль в разрушении режущей кромки твердосплавного инструмента, т. к. различные кристаллические включения в композиционных материалах и химически активные продукты распада клеевой прослойки (формальдегид, восковые и клеевые наполнители) обладают значительными абразивными свойствами [3], быстро изнашивающими металл ножа инструмента, взаимодействуя с кобальтом и инициируя процесс вырывания зерен карбида вольфрама WC [1].
1. Aronson R. // Manufacturing Engineering, 2002. – v. 127, no 3. – pp. 123-136.
2. Трибохимический аспект влияния износостойких покрытий на износ при резании / А.А. Рыжкин [и др.] // Вестник Донского государственного технического университета, 2010. –Т.10, № 6. – C. 49.
3. Моисеев А.В. Контактные явления в микрообласти лезвия при резании древесины и их влияние на природу затупления инструмента: автореф. дис. д-ра техн. наук: 05.03.01 / Москов. гос. ун-т леса, 1983. – С. 15-16.
4. Чаевский В.В, Дроздович В.Б. Изучение состава и структуры Ni- и Cr- композиционных электролитических покрытий, содержащих углеродные наноматериалы на стали / // Труды БГТУ, 2010. – Вып. 18, Сер. 6. Физ.-мат. науки и информатика. – С. 96-98.
5. Долматов В.Ю. Ультрадисперсные алмазы детанационного синтеза: свойства и применение // Успехи химии, 2001. – Т. 70, № 7. – C. 687-708.
6. Дисперсное упрочнение наночастицами алмазного композиционного электрохимического покрытия / Н.И. Полушин [и др.] // Известия высших учебных заведений. Порошковая металлургия и функциональные покрытия, 2011. – № 4. – С. 49-53.
7. Philbin P., Gordon S. Characterisation of the wear behaviour of polycrystalline diamond (PCD) tools when machining wood-based composites // Journal of Materials Processing Technology, 2005. – v. 162-163. – pp. 665-672.
8. Влияние ZrN, Mo–N покрытий, сульфацианирования на износ ножей дереворежущего инструмента / А.К. Кулешов [и др.] // Трение и износ, 2014. – Т. 35, № 3. – C. 276-286.
9. Кубрак П.Б., Жилинский В.В., Чаевский В.В. Осаждение износостойких покрытий сплавом Fe-Ni из сульфатных электролитов // Труды БГТУ, 2014. – № 3: Химия и технология неорган. в-в. – С. 51-53.
10. Определение механических свойств и адгезионной прочности ионно-плазменных покрытий склерометрическим методом / В.М. Матюнин [и др.] // МИТОМ, 2002. – № 3. – С. 36-39.
11. Формирование упрочненных слоев на лезвиях ножей дереворежущего инструмента комбинированной гальванической и ионно-плазменной обработкой / В.В. Чаевский [и др.] // Вестник ХНТУСГ им. П. Василенко, 2014. – № 155. Іноваційні технології деревообробної промисловості та механізації процесів у лісовому комплексі. – C. 55-60.
12. Покропивный В.В, Покропивный А.В. Структура кубического графита – простой кубический фуллерит С24 // Физика твердого тела, 2003. – Т. 46, вып. 2. – C. 380-382.
13. Наноалмазы детонационного синтеза: получение и применение / П.А. Витязь [и др.]. – Минск, 2013. – 381 с.
