Development of complex technology of strengthening of thin-walled cutting tools

The complex technology to strengthen thin-walled cutting tools by coating for a long, stable operation of disk knives has been proposed. The cutting tools for crushing nuts used in the confectionery industry made of cold-rolled steel sheet of 65 G and X20Cr13 types were used for coatings application. Two methods of cleaning and strengthening of such tools were proposed and investigated: ion bombardment with titanium ions (PVD) and vacuum-arc method using RF-discharge (RF). The structure and chemical composition of knifes with TiN coating were investigated using scanning electron microscopy and X-ray microanalysis. A new way to strengthen thin disk knives with TiN nanocoating was patented in Ukraine.Предложена комплексная технология упрочнения тонкостенного режущего инструмента с помощью покрытий для обеспечения более длительной стабильной работы дисковых ножей. Покрытия наносили на режущий инструмент, изготовленный из холоднокатаной тонколистовой стали 65Г и 20Х13, для дробления орехов в кондитерском производстве. Предложены и исследованы два метода очистки и упрочнения таких инструментов: ионная бомбардировка ионами титана и вакуумно-дуговой метод с использованием ВЧ- разряда. Исследованы структура и химический состав ножей с покрытием TiN с помощью сканирующей электронной микроскопии и микрорентгеноспектрального анализа. Новый способ упрочнения тонкостенных дисковых ножей нанопокрытиями TiN защищён патентом Украины.Запропоновано комплексну технологію зміцнення тонкостінного ріжучого інструмента з допомогою покриттів для забезпечення більш тривалої стабільної роботи дискових ножів. Покриття наносили на ріжучий інструмент, виготовлений з холоднокатаної тонколистової сталі 65Г і 20Х13, для подрібнення горіхів в кондитерському виробництві. Запропоновано та досліджено два методи очищення і зміцнення таких інструментів: іонне бомбардування іонами титану і вакуумно-дуговий метод з використанням ВЧ- розряду. Досліджено структуру та хімічний склад ножів з покриттям TiN за допомогою скануючої електронної мікроскопії та мікрорентгеноспектрального аналізу. Новий спосіб зміцнення тонкостінних дискових ножів нанопокриттям TiN захищений патентом України

Complex evaluation of structural state degree of strengthening nanocoatings

The degree of structural heterogeneity of TiN coatings on the surface of cold-rolled 65 G thin sheet steel obtained in standard PVD and RF modes was investigated using the optical-mathematical method. The factors such as the diffusion of chemical components, the density of the structure and the intensity of the resulting deformations that affect the stability of the tool during operation are estimated.Виконано дослідження ступеню структурної неоднорідності покриттів TiN, отриманих на поверхні тонколистової холоднокатаної сталі марки 65Г у стандартном PVD- і ВЧ-режимах осадження за допомогою оптико-математичного методу. Оцінені такі фактори, як дифузія хімічних компонентів, щільність структури та інтенсивність виникаючих деформацій, які впливають на стабільність інструмента в процесі експлуатації.Выполнены исследования степени структурной неоднородности покрытий TiN, полученных на поверхности тонколистовой холоднокатаной стали марки 65Г в стандартном PVD- и ВЧ-режимах осаждения при помощи оптико-математического метода. Оценены такие факторы как диффузия химических компонентов, плотность структуры и интенсивность возникающих деформаций, влияющие на стабильность инструмента в процессе эксплуатации