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.
nickel, electrolyte, UDD, coatings, durability period, knives, modified tool
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. Tribokhimicheskiy aspekt vliyaniya iznosostoykikh pokrytiy na iznos pri rezanii / A.A. Ryzhkin [i dr.]. Vestnik Donskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta, 2010. -T.10, № 6. - C. 49.
3. Moiseev A.V. Kontaktnye yavleniya v mikrooblasti lezviya pri rezanii drevesiny i ikh vliyanie na prirodu zatupleniya instrumenta: avtoref. dis. d-ra tekhn. nauk: 05.03.01 / Moskov. gos. un-t lesa, 1983. - S. 15-16.
4. Chaevskiy V.V, Drozdovich V.B. Izuchenie sostava i struktury Ni- i Cr- kompozitsionnykh elektroliticheskikh pokrytiy, soderzhashchikh uglerodnye nanomaterialy na stali /. Trudy BGTU, 2010. - Vyp. 18, Ser. 6. Fiz.-mat. nauki i informatika. - S. 96-98.
5. Dolmatov V.Yu. Ul´tradispersnye almazy detanatsionnogo sinteza: svoystva i primenenie. Uspekhi khimii, 2001. - T. 70, № 7. - C. 687-708.
6. Dispersnoe uprochnenie nanochastitsami almaznogo kompozitsionnogo elektrokhimicheskogo pokrytiya / N.I. Polushin [i dr.]. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Poroshkovaya metallurgiya i funktsional´nye pokrytiya, 2011. - № 4. - S. 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. Vliyanie ZrN, Mo-N pokrytiy, sul´fatsianirovaniya na iznos nozhey derevorezhushchego instrumenta / A.K. Kuleshov [i dr.]. Trenie i iznos, 2014. - T. 35, № 3. - C. 276-286.
9. Kubrak P.B., Zhilinskiy V.V., Chaevskiy V.V. Osazhdenie iznosostoykikh pokrytiy splavom Fe-Ni iz sul´fatnykh elektrolitov. Trudy BGTU, 2014. - № 3: Khimiya i tekhnologiya neorgan. v-v. - S. 51-53.
10. Opredelenie mekhanicheskikh svoystv i adgezionnoy prochnosti ionno-plazmennykh pokrytiy sklerometricheskim metodom / V.M. Matyunin [i dr.]. MITOM, 2002. - № 3. - S. 36-39.
11. Formirovanie uprochnennykh sloev na lezviyakh nozhey derevorezhushchego instrumenta kombinirovannoy gal´vanicheskoy i ionno-plazmennoy obrabotkoy / V.V. Chaevskiy [i dr.]. Vestnik KhNTUSG im. P. Vasilenko, 2014. - № 155. Іnovatsіynі tekhnologії derevoobrobnoї promislovostі ta mekhanіzatsії protsesіv u lіsovomu kompleksі. - C. 55-60.
12. Pokropivnyy V.V, Pokropivnyy A.V. Struktura kubicheskogo grafita - prostoy kubicheskiy fullerit S24. Fizika tverdogo tela, 2003. - T. 46, vyp. 2. - C. 380-382.
13. Nanoalmazy detonatsionnogo sinteza: poluchenie i primenenie / P.A. Vityaz´ [i dr.]. - Minsk, 2013. - 381 s.
