AT14986U1 - Component of a metalworking machine - Google Patents

Component of a metalworking machine Download PDF

Info

Publication number
AT14986U1
AT14986U1 ATGM290/2015U AT2902015U AT14986U1 AT 14986 U1 AT14986 U1 AT 14986U1 AT 2902015 U AT2902015 U AT 2902015U AT 14986 U1 AT14986 U1 AT 14986U1
Authority
AT
Austria
Prior art keywords
layer
group
component
component according
compound
Prior art date
Application number
ATGM290/2015U
Other languages
German (de)
Inventor
Bernhard Mayr-Schmölzer
Martin Kathrein
Michael Androsch
Thomas Huber
Original Assignee
Plansee Se
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Plansee Se filed Critical Plansee Se
Priority to ATGM290/2015U priority Critical patent/AT14986U1/en
Priority to PCT/AT2016/000081 priority patent/WO2017059467A1/en
Publication of AT14986U1 publication Critical patent/AT14986U1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/60Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using solids, e.g. powders, pastes
    • C23C8/62Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using solids, e.g. powders, pastes only one element being applied
    • C23C8/68Boronising
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/06Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
    • C23C8/08Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
    • C23C8/20Carburising
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/06Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
    • C23C8/08Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
    • C23C8/24Nitriding
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/06Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
    • C23C8/28Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases more than one element being applied in one step
    • C23C8/30Carbo-nitriding
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/40Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using liquids, e.g. salt baths, liquid suspensions
    • C23C8/42Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using liquids, e.g. salt baths, liquid suspensions only one element being applied
    • C23C8/44Carburising
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/40Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using liquids, e.g. salt baths, liquid suspensions
    • C23C8/42Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using liquids, e.g. salt baths, liquid suspensions only one element being applied
    • C23C8/48Nitriding
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/60Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using solids, e.g. powders, pastes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/60Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using solids, e.g. powders, pastes
    • C23C8/62Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using solids, e.g. powders, pastes only one element being applied
    • C23C8/64Carburising
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/60Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using solids, e.g. powders, pastes
    • C23C8/72Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using solids, e.g. powders, pastes more than one element being applied in one step
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/60Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using solids, e.g. powders, pastes
    • C23C8/72Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using solids, e.g. powders, pastes more than one element being applied in one step
    • C23C8/74Carbo-nitriding
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/80After-treatment

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)

Abstract

Die Erfindung beschreibt eine Komponente einer Metallverarbeitungsmaschine, gefertigt aus einem Refraktärmetall (RM), ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wolfram (W), W-Legierung, Molybdän (Mo) und Mo-Legierung, wobei zumindest eine Oberfläche der Komponente zumindest bereichsweise eine Schicht aufweist, die zumindest bereichsweise aus zumindest einer Verbindung zumindest eines Elements ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Kohlenstoff (C), Bor (B) und Stickstoff (N) mit zumindest einem Element, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus W und Mo, gebildet ist.The invention describes a component of a metal processing machine made of a refractory metal (RM) selected from the group consisting of tungsten (W), W alloy, molybdenum (Mo) and Mo alloy, wherein at least one surface of the component at least partially a layer which is formed, at least in regions, from at least one compound of at least one element selected from the group consisting of carbon (C), boron (B) and nitrogen (N) with at least one element selected from the group consisting of W and Mo.

Description

Beschreibungdescription

KOMPONENTE EINER METALLVERARBEITUNGSMASCHINECOMPONENT OF A METAL PROCESSING MACHINE

[0001] Die Erfindung betrifft eine Komponente einer Metallverarbeitungsmaschine, gefertigt aus einem Refraktärmetall (RM), ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wolfram (W), W-Legierung, Molybdän (Mo) und Mo-Legierung. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Komponente.The invention relates to a component of a metal processing machine made of a refractory metal (RM) selected from the group consisting of tungsten (W), W alloy, molybdenum (Mo) and Mo alloy. Furthermore, the invention relates to a method for producing such a component.

[0002] Metallverarbeitungsmaschinen, wie beispielsweise Strangpressmaschinen und Umformaggregate, enthalten Komponenten wie beispielsweise Matrizen, Gesenke, Gießereiformen, Dorne etc.Metal processing machines, such as extrusion presses and forming units, contain components such as matrices, dies, foundry molds, mandrels, etc.

[0003] Diese Komponenten sind während des Betriebs der Metallverarbeitungsmaschine hohen thermischen und abrasiven Belastungen durch die damit verarbeiteten metallischen Schmelzen oder der auf Umformtemperatur erwärmten Metalle ausgesetzt. Eine Beschädigung der Komponenten findet durch thermische Belastung, sowie chemische und mechanische Erosion statt. Darüber hinaus kann es zu Legierungsbildung oder der Bildung von intermetallischen Phasen zwischen den Komponenten und dem verarbeiteten Metall kommen. Dies führt zu Materialabtrag an der Oberfläche der Komponenten und es kann zur Verunreinigung der zu verarbeitenden Metalle oder Beschädigung der Komponenten der Maschine kommen.These components are exposed during operation of the metal processing machine high thermal and abrasive loads by the metal melts processed therewith or heated to forming temperature metals. Component damage occurs as a result of thermal stress as well as chemical and mechanical erosion. In addition, alloying or the formation of intermetallic phases between the components and the processed metal may occur. This leads to material removal on the surface of the components and it can lead to contamination of the metals to be processed or damage to the components of the machine.

[0004] Die Herausforderungen im Betrieb von Metallverarbeitungsmaschinen bestehen in der Reduktion des Verschleißes der Komponenten. Entwicklungen haben daher zum Ziel, die Resistenz der Komponenten gegenüber den vorherrschenden Bedingungen zu erhöhen, um längere Betriebszeiten zu erreichen. Eine Erhöhung der Betriebszeiten senkt unter anderem auch die Betriebskosten einer Metallverarbeitungsmaschine.The challenges in the operation of metal processing machines consist in the reduction of the wear of the components. Developments are therefore aimed at increasing the resistance of the components to the prevailing conditions in order to achieve longer operating times. An increase in operating times also reduces, among other things, the operating costs of a metal processing machine.

[0005] Einige Möglichkeiten, um die Lebensdauer derartiger Komponenten zu erhöhen, wurden schon in der einschlägigen Literatur beschrieben.Some ways to increase the life of such components have already been described in the relevant literature.

[0006] Für die Verarbeitung von Metallen wie Aluminium oder Kupfer werden als Grundmaterial für entsprechende Komponenten oft Stähle, aber auch Refraktärmetalle oder deren Legierungen verwendet. Die Verarbeitung von Metallen wie Aluminium oder Kupfer findet bei Temperaturen von etwa 500- 700'C bzw. 750-1000°C statt und übt daher nicht nur eine rein thermische Belastung, sondern auch eine hohe chemische Belastung auf die verwendeten Materialien aus. Die Lebensdauer von Komponenten von Metallverarbeitungsmaschinen, beispielsweise für Aluminium oder Kupfer ist daher oft stark reduziert.For the processing of metals such as aluminum or copper are often used as a base material for corresponding components steels, but also refractory metals or their alloys. The processing of metals such as aluminum or copper takes place at temperatures of about 500-700'C or 750-1000 ° C and therefore exerts not only a purely thermal stress, but also a high chemical load on the materials used. The lifetime of components of metal processing machines, for example for aluminum or copper is therefore often greatly reduced.

[0007] Weitere Probleme, die bei der Verarbeitung von Metallen auftreten und häufig zum Versagen von Komponenten von Metallverarbeitungsmaschinen führen sind beispielsweise die Bildung intermetallischer, oft spröder Phasen, die Bildung niedrigschmelzender Eutektika oder Legierungsbildung.Other problems that occur in the processing of metals and often lead to failure of components of metal processing machines are, for example, the formation of intermetallic, often brittle phases, the formation of low-melting eutectics or alloying.

[0008] Die JP2007038251A offenbart beispielsweise ein Verfahren zur Erhöhung der Lebensdauer eines Schmiededorns aus Eisen durch Diffusionsbeschichten mit Kohlenstoff.For example, JP2007038251A discloses a method for increasing the life of a forging mandrel made of iron by diffusion coating with carbon.

[0009] Weiter aus dem Stand der Technik bekannt sind mittels Gasphasenreaktionen, wie Chemical Vapour Deposition (CVD) oder Gasphasennitrieren, auf entsprechenden Grundmaterialien entsprechender Komponenten abgeschiedene Hartstoffschichten, um die Verschleißbeständigkeit der jeweiligen Komponenten zu erhöhen.Further known from the prior art by means of gas phase reactions, such as chemical vapor deposition (CVD) or gas phase nitriding, on corresponding base materials of corresponding components deposited hard material layers to increase the wear resistance of the respective components.

[0010] Die aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen weisen aber oft eine schlechte Haftung auf dem Grundmaterial auf, was zu Materialabtrag und Verunreinigung der zu verarbeitenden Metalle oder Beschädigung der Komponenten der Maschine führen kann.However, the solutions known from the prior art often have poor adhesion to the base material, which can lead to material removal and contamination of the metals to be processed or damage to the components of the machine.

[0011] Weiters ist es oft erwünscht nicht die gesamte Oberfläche des Grundmaterials mit einer Verschleißschutzschicht zu versehen, was beispielsweise bei mittels eines CVD Verfahrens abgeschiedenen Schichten nur sehr schlecht möglich ist.Furthermore, it is often desirable not to provide the entire surface of the base material with a wear protection layer, which is very poorly possible, for example, in deposited by a CVD method layers.

[0012] Aufgabe der Erfindung ist daher, eine Lösung bereitzustellen, wodurch die zuvor geschilderten Nachteile vermieden werden können. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung eine Lösung bereitzustellen, bei der die Komponenten einer Metallverarbeitungsmaschine eine höhere Resistenz gegenüber den erwähnten Belastungen aufweisen und dadurch die Einsatzdauer der Komponenten und damit der Metallverarbeitungsmaschine erhöht wird. Insbesondere soll die vorliegende Erfindung den Materialabtrag von Komponenten reduzieren, wodurch eine Verunreinigung oder Beschädigung der zu verarbeitenden Metalle vermindert wird.The object of the invention is therefore to provide a solution, whereby the disadvantages described above can be avoided. In particular, it is an object of the invention to provide a solution in which the components of a metal processing machine have a higher resistance to the aforementioned loads and thereby the service life of the components and thus the metal processing machine is increased. In particular, the present invention is intended to reduce material removal of components, thereby reducing contamination or damage to the metals to be processed.

[0013] Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.This object is solved by the independent claims. Preferred embodiments are given in the subclaims.

[0014] Eine erfindungsgemäße Komponente einer Metallverarbeitungsmaschine ist aus einem Refraktärmetall (RM), ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wolfram (W), W-Legierung, Molybdän (Mo) und Mo-Legierung gefertigt und ist dadurch gekennzeichnet dass zumindest eine Oberfläche der Komponente zumindest bereichsweise eine Schicht aufweist, die zumindest bereichsweise aus zumindest einer Verbindung zumindest eines Elements ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Kohlenstoff (C), Bor (B) und Stickstoff (N) mit zumindest einem Element, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus W und Mo, gebildet ist.A component of a metal processing machine according to the invention is made of a refractory metal (RM) selected from the group consisting of tungsten (W), W alloy, molybdenum (Mo) and Mo alloy and is characterized in that at least one surface of the component at least in some areas has a layer which at least partially from at least one compound at least one element selected from the group consisting of carbon (C), boron (B) and nitrogen (N) with at least one element selected from the group consisting of W and Mo. , is formed.

[0015] Die erfindungsgemäße Komponente ist dabei bevorzugt eine Matrize, ein Gesenk ein Dorn oder eine Gießereiform.The component according to the invention is preferably a die, a die a mandrel or a foundry mold.

[0016] Die Komponente ist aus einem Refraktärmetall gefertigt, wobei das Refraktärmetall ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Wolfram (W), W-Legierung, Molybdän (Mo) und Mo-Legierung. W, W-Legierungen, Mo und Mo-Legierungen werden im nachfolgenden Text auch mit RM abgekürzt. Eine RM-Komponente ist daher eine Komponente, die aus W, einer W-Legierung, Mo oder einer Mo-Legierung gefertigt ist.The component is made of a refractory metal, wherein the refractory metal is selected from the group consisting of tungsten (W), W alloy, molybdenum (Mo) and Mo alloy. W, W alloys, Mo and Mo alloys are also abbreviated to RM in the following text. Therefore, an RM component is a component made of W, a W alloy, Mo, or a Mo alloy.

[0017] Eine Oberfläche der RM-Komponente weist zumindest bereichsweise eine Schicht auf, die zumindest bereichsweise aus zumindest einer Verbindung zumindest eines Elements, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Kohlenstoff (C), Bor (B) und Stickstoff (N), mit zumindest einem Element, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus W und Mo, gebildet ist.A surface of the RM component has at least partially on a layer which at least partially from at least one compound of at least one element selected from the group consisting of carbon (C), boron (B) and nitrogen (N), with at least one element selected from the group consisting of W and Mo is formed.

[0018] Bei der erfindungsgemäßen Lösung weist sowohl der Grundkörper/das Grundmaterial, als auch die Schicht ein RM auf. Als Grundkörper werden im Zusammenhang mit der Erfindung die Bereiche der Komponente, die keine / oder noch keine Schicht aufweisen, bezeichnet.In the solution according to the invention, both the base body / the base material, as well as the layer on RM. In the context of the invention, the basic bodies are the areas of the component which have no layer or no layer yet.

[0019] Es hat sich nun gezeigt, dass durch die erfindungsgemäße Ausführung Schichthaftungsprobleme, wie diese beim Stand der Technik zu beobachten sind, nicht auftreten. Die erfindungsgemäßen Komponenten sind weiters auch deutlich resistenter gegenüber einem breiten Feld von Einsatzbedingungen, verglichen mit unbeschichteten Komponenten aus W, W-Legierungen, Mo oder Mo-Legierungen.It has now been shown that by the execution of the invention layer adhesion problems, as can be observed in the prior art, do not occur. Furthermore, the components according to the invention are also significantly more resistant to a broad field of use conditions compared to uncoated components of W, W alloys, Mo or Mo alloys.

[0020] Als besonders vorteilhafte Verbindungen sind die Karbide, Boride und Nitride zu erwähnen. Es eignen sich jedoch auch ausgezeichnet Verbindungen, die neben W und/oder Mo zumindest zwei Elemente der Gruppe, bestehend aus C, B und N enthalten. So konnten beispielsweise mit Verbindungen, die sowohl C als auch B enthalten, ausgezeichnete Standzeitergebnisse erzielt werden.Particularly advantageous compounds are the carbides, borides and nitrides to mention. However, it is also excellent compounds that contain at least two elements of the group consisting of C, B and N in addition to W and / or Mo. For example, with compounds containing both C and B, excellent lifetime results could be achieved.

[0021] In bevorzugter Weise weist die Schicht als RM jenes Element auf, das auch mehrheitlich den Grundkörper bildet. So ist es vorteilhaft, wenn beispielsweise der Grundkörper aus Molybdän oder einer Molybdänlegierung gefertigt ist, dass auch die Schicht durch eine Verbindung des Molybdäns gebildet ist. So konnten beispielsweise ausgezeichnete Ergebnisse erzielt werden, wenn der Grundkörper der Komponente aus Mo gefertigt ist und die Schicht M02B, MoB, MoC, M02C, M02N oder MoN umfasst.Preferably, the layer as RM that element which also forms the majority of the main body. So it is advantageous if, for example, the base body is made of molybdenum or a molybdenum alloy, that the layer is formed by a compound of molybdenum. For example, excellent results could be obtained if the main body of the component is made of Mo and the layer comprises M02B, MoB, MoC, M02C, M02N or MoN.

[0022] Besonders vorteilhaft ist es, wenn bei der Herstellung der Schicht die Verbindungsbildung durch Reaktion von C, B und/oder N mit dem W und/oder Mo des Grundkörpers erfolgt, da dadurch eine ausgezeichnete Schichthaftung erzielt werden kann.It is particularly advantageous if, in the production of the layer, the compound formation takes place by reaction of C, B and / or N with the W and / or Mo of the main body, since an excellent layer adhesion can be achieved thereby.

[0023] Die Schicht kann den Grundkörper vollständig bedecken oder kann auch nur an Stellen höchster Beanspruchung aufgebracht sein. Zudem kann die Schicht ein- oder mehrlagig und/oder aus gemischten Phasen mit variierender Zusammensetzung ausgeführt sein. Wird als Grundkörper für die Komponente eine Mo-W-Legierung venwendet, was eine vorteilhafte Ausführungsform darstellt, so kann die Verbindung als metallische Bestandteile Mo und W aufweisen. In der Liste der nachfolgend angeführten vorteilhaften Boriden, Karbiden und Nitriden kann daher, ohne dass die Eigenschaften nachteilig beeinflusst werden, W teilweise durch Mo bzw. Mo teilweise durch W ersetzt sein.The layer can completely cover the base body or can also be applied only in places of highest stress. In addition, the layer may be single-layered or multi-layered and / or made up of mixed phases of varying composition. If a Mo-W alloy is used as the base body for the component, which represents an advantageous embodiment, then the compound may have Mo and W as metallic constituents. Therefore, in the list of advantageous borides, carbides and nitrides listed below, without adversely affecting the properties, W may be partially replaced by Mo or Mo in part by W.

[0024] Als besonders vorteilhafte binäre Verbindungen sind W2B, WB, W2B5, Wi xBa, WB4, WC, W2C, WN, W2N, W3N2, M02B, MoB, M03B2, M0B4, MoC, M02C, MoN, M02N und M03N2 zu nennen. Bei besonders vorteilhaften ternären und quaternären Verbindungen ist der nichtmetallische Bestandteil der zuvor angeführten binären Verbindungen teilweise durch ein (für ternäre Verbindungen) oder zwei (für quaternäre Verbindungen) weitere(s) Element(e) aus der Gruppe C, B und N ersetzt. So ergeben sich beispielsweise für WC die ternäre Verbindungen W(C,N) und W(C,B) und als quaternäre Verbindung W(C,B,N).Particularly advantageous binary compounds W2B, WB, W2B5, Wi xBa, WB4, WC, W2C, WN, W2N, W3N2, M02B, MoB, M03B2, M0B4, MoC, M02C, MoN, M02N and M03N2 mentioned. In particularly advantageous ternary and quaternary compounds, the non-metallic constituent of the aforementioned binary compounds is partially replaced by one (for ternary compounds) or two (for quaternary compounds) further element (s) from group C, B and N. For example, for WC, the ternary compounds W (C, N) and W (C, B) and as the quaternary compound W (C, B, N).

[0025] Neben den jeweiligen stöchiometrischen Zusammensetzungen der Verbindung kann diese zusätzlich auch weitere Elemente, beispielsweise C, B, N, W und/oder Mo, in gelöster Form enthalten.In addition to the respective stoichiometric compositions of the compound, these may additionally contain other elements, for example C, B, N, W and / or Mo, in dissolved form.

[0026] Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform stellt eine Composite-Schicht dar. Als Com-posite-Schicht ist eine Schicht zu verstehen, die aus zumindest zwei Phasenbereichen aufgebaut ist. Als besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist hervorzuheben, wenn die Schicht die Phasen WC und/oder W2C enthält. Eine weitere besonders vorteilhafte Ausführungsform ist gegeben, wenn die Schicht WB und/oder W2B enthält. Auch die Kombination von WC und/oder W2C und WB und/oder W2B stellt eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung dar. So kann beispielsweise der äußerste Bereich der Schicht aus WC und/oder WB gebildet sein, woran ein Bereich anschließt, der W2B- und/oder W2C Phase aufweist. W2B und/oder W2C sind dabei benachbart zum Grundkörper aus W oder einer W-Legierung. In analoger Weise kann beispielsweise der äußerste Bereich der Schicht aus MoC und/oder MoB gebildet sein, woran ein Bereich anschließt, der M02B- und/oder M02C Phase aufweist. M02B und/oder M02C sind dabei benachbart zum Grundkörper aus Mo oder einer Mo-Legierung.A further advantageous embodiment is a composite layer. A com-posite layer is a layer which is composed of at least two phase regions. A particularly advantageous embodiment of the invention should be emphasized when the layer contains the phases WC and / or W2C. Another particularly advantageous embodiment is given if the layer contains WB and / or W2B. The combination of WC and / or W2C and WB and / or W2B represents a particularly advantageous embodiment of the invention. Thus, for example, the outermost region of the layer of WC and / or WB be formed, followed by an area, the W2B- and / or W2C phase. W2B and / or W2C are adjacent to the main body of W or a W alloy. In an analogous manner, for example, the outermost region of the layer can be formed from MoC and / or MoB, followed by a region which has M02B and / or M02C phases. M02B and / or M02C are adjacent to the main body of Mo or a Mo alloy.

[0027] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform ist die Schicht mit dem daran anschließenden Bereich des Grundkörpers verzahnt. Dieser Verzahnungseffekt wird in einfacher Weise durch die Reaktion von C, B und/oder N mit Mo und/oder W des Grundkörpers erzielt. Dazu werden C und/oder B und/oder Verbindungen von C, B und/oder N auf der Oberfläche des Grundkörpers aufgebracht. Durch Erwärmen diffundieren nun C, B und/oder N in den Grundkörper hinein, wo es zur Verbindungsbildung kommt. Die Verzahnung wird dabei vorteilhaft durch Körner der Schicht gebildet (beispielsweise und vorteilhaft durch W2B, W2C, M02B und/oder M02C Körner). Bei Aufbringen von C und B auf Wolfram oder Molybdän bildet sich beispielsweise als oberste Schichtlage ein Karbid, das besonders verschleißbeständig. Das Einbringen von N in die Schicht erfolgt vorzugsweise durch Glühung in einer N-haltigen Atmosphäre (Reaktionsglühung). Vorzugsweise kommen NH3 oder eine Mischung aus zumindest zwei Gasen der Gruppe bestehend aus NH3, H2 und N2 sowie Glühtemperaturen beispielsweise im Bereich 700 bis 1.300°C zum Einsatz.In a further advantageous embodiment, the layer is interlocked with the adjoining region of the base body. This gearing effect is achieved in a simple manner by the reaction of C, B and / or N with Mo and / or W of the main body. For this purpose, C and / or B and / or compounds of C, B and / or N are applied to the surface of the base body. By heating C, B and / or N now diffuse into the main body, where it comes to the compound formation. The toothing is advantageously formed by grains of the layer (for example and advantageously by W2B, W2C, M02B and / or M02C grains). When applying C and B to tungsten or molybdenum, for example, a carbide forms as the top layer layer, which is particularly resistant to wear. The introduction of N into the layer is preferably carried out by annealing in an N-containing atmosphere (reaction annealing). NH 3 or a mixture of at least two gases of the group consisting of NH 3, H 2 and N 2 and also annealing temperatures, for example in the range from 700 to 1300 ° C., are preferably used.

[0028] Die vorteilhafte mittlere Schichtdicke kann in einem weiten Bereich gewählt werden, wobei als bevorzugter Bereich 1 bis 300 pm, vorzugsweise 3 bis 200 pm zu nennen ist.The advantageous average layer thickness can be selected within a wide range, with a preferred range of 1 to 300 pm, preferably 3 to 200 pm to call.

[0029] Als vorteilhafte Werkstoffe für den Grundkörper sind Rein-W, W - 0,1 bis 3 Ma% Seltenerdoxid, W-Schwermetall, Rein-Mo, Mo - Titan (Ti) - Zirkon (Zr) - C (übliche Bezeichnung: TZM), Mo - Hafnium (Hf) - C (übliche Bezeichnung: MHC) oder Mo-W Legierungen zu nennen. Als besonders geeignetes Seltenerdoxid ist La203 herauszustreichen. W - La203 weist dabei ein deutlich verbessertes Zerspanungsverhalten im Vergleich zu Rein-W auf, wodurch die Herstellungskosten der Komponente deutlich reduziert werden können. Unter Rein-W bzw. Rein-Mo sind dabei die Metalle mit der üblichen technischen Reinheit zu verstehen.As an advantageous material for the main body are pure W, W - 0.1 to 3 Ma% rare earth oxide, W heavy metal, pure Mo, Mo - titanium (Ti) - zirconium (Zr) - C (common name: TZM), Mo - hafnium (Hf) - C (common name: MHC) or Mo-W alloys. The most suitable rare earth oxide is La203. W - La203 has a significantly improved cutting behavior compared to pure W, whereby the manufacturing cost of the component can be significantly reduced. Pure-W or Rein-Mo are to be understood as meaning the metals of the usual technical purity.

[0030] In vorteilhafter Weise weist die Komponente zumindest eine der nachfolgenden Eigenschaften auf: [0031] - Die Verbindung ist aus der Gruppe a oder b gewählt, mit:Advantageously, the component has at least one of the following properties: - The compound is selected from the group a or b, with:

Gruppe a: Karbide, Boride und Nitride;Group a: carbides, borides and nitrides;

Gruppe b: Verbindung enthaltend W und/oder Mo und zumindest zwei Elemente der Gruppe, bestehend aus C, B und N.Group b: compound containing W and / or Mo and at least two elements of the group consisting of C, B and N.

[0032] - Die Verbindung ist aus der Gruppe, bestehend aus WgB, WB, W2B5, Wi-xBa, WB4, WC, W2C, WN, W2N, W3N2; M02B, MoB, M03B2, M0B4, MoC, M02C, MoN, M02N und M03N2 gewählt.The compound is selected from the group consisting of WgB, WB, W2B5, Wi-xBa, WB4, WC, W2C, WN, W2N, W3N2; M02B, MoB, M03B2, M0B4, MoC, M02C, MoN, M02N and M03N2.

[0033] - Die Schicht ist als Composite-Schicht ausgeführt.- The layer is designed as a composite layer.

[0034] - Die Composite-Schicht weist zumindest einen Bereich aus einem Borid und zumin dest einem Bereich aus einem Karbid auf.The composite layer has at least one region of a boride and at least one region of a carbide.

[0035] - Die äußerste Schichtlage ist durch WC oder WB zumindest teilweise gebildet.The outermost layer layer is at least partially formed by WC or WB.

[0036] - Die Schicht ist mit dem daran anschließenden Grundkörper verzahnt.- The layer is interlocked with the adjoining body.

[0037] - Die Verzahnung ist durch Körner der Schicht gebildet.- The toothing is formed by grains of the layer.

[0038] - Die RM-Komponente weist an Stellen hoher Beanspruchung die Schicht auf.[0038] The RM component has the layer in places of high stress.

[0039] - Zumindest eine Verbindung enthält zumindest ein Element ausgewählt aus der Grup pe bestehend aus B, C, N, W und Mo in gelöster Form.At least one compound contains at least one element selected from the group consisting of B, C, N, W and Mo in dissolved form.

[0040] - Die RM-Komponente ist aus Rein-W, W- 0,1 bis 3 Ma% Seltenerdoxid, W-Schwer- metall, Rein-Mo Mo-Ti-Zr-C (TZM), Mo-Hf-C (MHC) oder einer Mo-W-Legierung gefertigt.The RM component is selected from pure W, W-0.1 to 3% by mass rare earth oxide, W heavy metal, pure Mo Mo-Ti-Zr-C (TZM), Mo-Hf-C (MHC) or a Mo-W alloy.

[0041] Die erfindungsgemäße Aufgabenstellung wird auch durch ein Verfahren zur Herstellung einer RM-Komponente gelöst.The object of the invention is also achieved by a method for producing an RM component.

[0042] Das Verfahren weist dabei zumindest die folgenden Schritte auf: [0043] - Herstellung der Geometrie der RM-Komponente durch übliche Verfahren; [0044] - Aufbringen zumindest eines Elements und/oder zumindest einer Verbindung einesThe method has at least the following steps: - Production of the geometry of the RM component by conventional methods; Applying at least one element and / or at least one compound of one

Elements ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus C, B und N vorzugsweise in Pulver- oder Slurryform; [0045] - Wärmebehandlung zur Bildung einer Verbindung mit zumindest einem RM in Vaku um, Schutzgas oder Reaktivgas.Elements selected from the group consisting of C, B and N, preferably in powder or slurry form; - Heat treatment for forming a compound with at least one RM in Vaku order, inert gas or reactive gas.

[0046] Als übliche Verfahren zur Herstellung der RM-Komponente sind Press- / Sinterverfahren mit anschließender mechanischer Bearbeitung, Near-Net-Shape Press- / Sinterverfahren, Heißpressen, heißisostatisches Pressen, Spark-Plasma-Sintern oder Metallpulverspritzguss zu nennen.Conventional methods for producing the RM component include pressing / sintering methods with subsequent mechanical processing, near net shape pressing / sintering methods, hot pressing, hot isostatic pressing, spark plasma sintering or metal powder injection molding.

[0047] Nach Herstellung der Geometrie wird in den Bereichen, die im Einsatz die Schicht aufweisen sollen, zumindest ein Element oder zumindest eine Verbindung eines Elements ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus C, B und N, aufgebracht. Das Aufbringen kann beispielsweise durch Aufschütten, durch Aufpinseln, durch Tauchen oder durch Aufsprühen erfolgen. Als besonders geeignet ist das Aufbringen eines Slurrys zu erwähnen, da es hiermit auch möglich ist, Teile mit komplexen Geometrien in einfacher und vorteilhafter Weise zu beschichten. Nach dem Aufbringen von C und/oder B und/oder einer C-, B und/oder N-haltigen Verbindung wird die Komponente in Vakuum, Schutzgas oder Reaktivgas wärmebehandelt. Als Reaktivgase eignen sich insbesondere Gase oder Gasgemische, die N (zum Beispiel NH3 oder eine Mischung aus zumindest zwei Gasen der Gruppe bestehend aus NH3, H2 und N2), C (zum Beispiel CH4) und/oder B (zum Beispiel BH3) enthalten. Die Temperatur liegt dabei vorteilhaft bei 700 bis 2.000Ό (Glühung in Vakuum) bzw. 700 bis 1.300°C (Glühung in Reaktivgas), wobei sich der für die jeweilige Verbindung am besten geeignete Bereich durch einfache Versuche ermitteln lässt. Bei der Wärmebehandlung diffundieren / diffundiert nun C, B und/oder N in das Grundmaterial ein und bildet mit diesem die erfindungsgemäße Verbindung.After the geometry has been produced, at least one element or at least one compound of an element selected from the group consisting of C, B and N is applied in the regions which are to have the layer in use. The application can be done for example by dumping, by brushing, by dipping or by spraying. Particularly suitable is the application of a slurry to mention, since it is also possible to coat parts with complex geometries in a simple and advantageous manner. After application of C and / or B and / or a C, B and / or N-containing compound, the component is heat treated in vacuum, inert gas or reactive gas. Suitable reactive gases are, in particular, gases or gas mixtures which contain N (for example NH 3 or a mixture of at least two gases of the group consisting of NH 3, H 2 and N 2), C (for example CH 4) and / or B (for example BH 3). The temperature is advantageously 700 to 2,000 ° C. (annealing in vacuum) or 700 to 1,300 ° C. (annealing in reactive gas), whereby the most suitable range for the respective compound can be determined by simple experiments. In the heat treatment, C, B and / or N then diffuse / diffuse into the base material and forms with it the compound according to the invention.

[0048] Bei üblichen CVD Verfahren wird eine Schicht außen auf das Grundmaterial abgeschieden. Dadurch kann es sein, dass Toleranzen der Komponenten nicht mehr eingehalten werden können und die Bauteile nachbearbeitet werden müssen. Bei erfindungsgemäßer Beschichtung ist dies nicht notwendig, da bei diesem Verfahren die Maßhaltigkeit gewährleistet ist.In conventional CVD method, a layer is deposited on the outside of the base material. As a result, it may be that tolerances of the components can no longer be met and the components must be reworked. In the coating according to the invention, this is not necessary since the dimensional stability is ensured in this method.

[0049] Im Gegensatz beispielsweise zu einer Gasphasennitrierung, bei der die Oberfläche der gesamten Komponente, d.h. alle Bereiche, die durch die Gasströmung erreicht werden, nitriert werden und es nicht möglich ist, bestimmte Bereiche gezielt auszusparen, können durch das erfindungsgemäße Verfahren Bereiche maskiert werden, wodurch es möglich ist, die Beschichtung beispielsweise nur in tribologisch belasteten Zonen aufzubringen. Durch diese gezielte Maskierung der Komponenten können sowohl harte bzw. beständige als auch weiche bzw. zähe Bereiche an derselben Komponente realisiert werden.In contrast, for example, to a gas phase nitration in which the surface of the entire component, i. E. all areas which are achieved by the gas flow, nitrided and it is not possible to selectively expose certain areas, can be masked by the inventive method areas, whereby it is possible to apply the coating, for example, only in tribologically contaminated zones. By means of this targeted masking of the components, it is possible to realize hard or resistant as well as soft or tough regions on the same component.

[0050] Ein weiterer Vorteil im Vergleich zum Gasphasennitrieren ist, dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Schichtdicken in einem weiten Bereich von 1 bis 300 pm erzielt werden können. Beim Gasphasennnitrieren sind nur Dicken von 1 bis 15 pm erzielbar. Durch die höheren Schichtdicken kann der Einsatzbereich, beziehungsweise die Einsatzdauer der beschichteten Komponenten signifikant enweitert werden.Another advantage compared to gas-phase nitriding is that layer thicknesses in a wide range of 1 to 300 pm can be achieved with the method according to the invention. In gas phase nitriding only thicknesses of 1 to 15 pm can be achieved. Due to the higher layer thicknesses, the range of use or the duration of use of the coated components can be significantly widened.

[0051] Auch die Größe der Bauteile, welche beschichtet werden können, stellt ein weiteres Unterscheidungsmerkmal zum Gasphasennitrieren dar. Beim Gasphasennitrieren ist nicht nur die Größe der Anlage, sondern auch die Gasführung in dieser entscheidend. Bei ungleichmäßiger Gasführung, wie es vermehrt bei großen Bauteilen vorkommt, kann es dazu kommen, dass die Bauteile nur teilweise oder unzulänglich beschichtet werden. Die erfindungsgemäße Beschichtung kann weitestgehend geometrieunabhängig durchgeführt werden, wobei nur die Größe der Anlage für die erforderliche Wärmebehandlung limitierend ist.The size of the components, which can be coated, is another distinguishing feature for gas phase nitriding. In gas phase nitriding, not only the size of the system, but also the gas flow in this crucial. In the case of uneven gas conduction, as is increasingly the case with large components, it can happen that the components are coated only partially or inadequately. The coating according to the invention can be carried out largely geometry-independent, with only the size of the system for the required heat treatment is limiting.

[0052] Beim erfindungsgemäßen Verfahren ist eine Automatisierung in großem Maßstab mit überschaubarem Aufwand durchführbar. Dies ist bei einer Gasphasennitrierung nur schwierig durchführbar, da neben dem hohen manuellen Aufwand für die Chargierung auch die Anlagengröße stark limitierend wirkt. Durch eine entsprechende Automatisierung ist es möglich, die Herstellungskosten pro Stück zu reduzieren und gleichzeitig eine Verbesserung der Eigenschaften wie Härte und Verschleißeigenschaften zu erzielen.In the method according to the invention a large scale automation with manageable effort is feasible. This is difficult to carry out in the case of gas phase nitriding, since, in addition to the high manual effort for the charging, the system size also has a strongly limiting effect. By appropriate automation, it is possible to reduce the manufacturing cost per piece and at the same time to achieve an improvement in properties such as hardness and wear properties.

[0053] Neben den oben beschriebenen Verfahren kann die Schicht auch durch andere übliche Verfahren wie beispielsweise PVD, CVD, thermische Spritzverfahren oder Glühung in Reaktivgas (zum Beispiel in den zuvor genannten Gasen / Gasmischungen) aufgebracht werden.In addition to the methods described above, the layer can also be applied by other conventional methods such as PVD, CVD, thermal spraying or annealing in reactive gas (for example, in the aforementioned gases / gas mixtures).

[0054] Im Folgenden wird die Erfindung beispielhaft näher beschrieben und mit dem Stand der Technik verglichen.In the following the invention will be described in more detail by way of example and compared with the prior art.

[0055] Figur 1 zeigt dabei eine zweilagige Molybdänborid/diborid Schicht auf Mo.FIG. 1 shows a two-layered molybdenum boride / diboride layer on Mo. FIG.

[0056] Figur 2 zeigt eine mehrlagige Composite-Schicht, die Bereiche aus Molybdänkarbid und Bereiche aus Molybdänborid umfasst.Figure 2 shows a multilayer composite layer comprising areas of molybdenum carbide and areas of molybdenum boride.

[0057] Figur 3 zeigt ein GDOES Profil der Schicht in Figur 2 [0058] Figur 4 zeigt eine Skizze einer Matrize mit partieller Beschichtung (dicke Linien).FIG. 3 shows a GDOES profile of the layer in FIG. 2. FIG. 4 shows a sketch of a matrix with partial coating (thick lines).

[0059] Figur 5 zeigt einen beschichteten Teil einer Matrize.FIG. 5 shows a coated part of a matrix.

[0060] Figur 6 zeigt eine EBSD Aufnahme einer zweilagigen Wolframborid/WolframcarbidFIG. 6 shows an EBSD image of a two-layered tungsten boride / tungsten carbide

Schicht auf W.Layer on W.

[0061] Beispiel 1 [0062] Es wurden Grundkörper aus W, W - 1 Ma% La203 (WL) und Mo durch Diffusionsprozesse mit unterschiedlichen Schichten versehen. Dazu wurde ein Slurry, der Kohlenstoff und/oder Bor enthielt, durch Tauchen auf der Oberfläche des Grundkörpers aufgebracht. Die jeweiligen C- und B-Anteile können den Tabellen 1 und 2 entnommen werden. Danach wurden die Proben einer Glühung bei ISGOO/lOh in Vakuum unterzogen. Die beteiligten Bestandteile C, B bzw. N bildeten bei der Wärmebehandlung die entsprechenden Verbindungen aus. Exemplarisch ist dies für die Probe 19 gemäß Tabelle 2 in Figur 2 wiedergeben.Example 1 Basic bodies of W, W - 1 Ma% La203 (WL) and Mo were provided by diffusion processes with different layers. For this purpose, a slurry containing carbon and / or boron was applied by dipping on the surface of the base body. The respective C and B components can be taken from Tables 1 and 2. Thereafter, the samples were subjected to annealing at ISGOO / 10h in vacuum. The constituents C, B and N formed during the heat treatment, the corresponding compounds. As an example, this is reproduced for the sample 19 according to Table 2 in FIG.

[0063] Die EBSD-Messung wurde wie folgt durchgeführt.The EBSD measurement was performed as follows.

[0064] - 120 pm Elektronenstrahlblende [0065] - Hochstrommodus, 20kV Beschleunigungsspannung [0066] - Scanfläche 57 x 24 pm2 [0067] - Vergrößerung 1500x [0068] - Schrittweite 0,05 pm [0069] - Binning 4x4 [0070] - Kamera-Gain 17,06 [0071] - Kamera-Exposure 4,50 [0072] - Untergrundkorrektur: Statischer Untergrundabzug kombiniert mit normalisiertem In tensitätshistogramm [0073] - System: FEG-REM Zeiss Ultra plus 55 mit EDAX Trident XM4 Analytik Paket, Hikari- EBSD Kamera [0074] Tabelle 1 und 2 zeigen eine Übersicht der Proben.[0064] - 120 pm electron beam stop - high current mode, 20 kV acceleration voltage [0066] - scan area 57 x 24 pm2 - magnification 1500x [0068] - step size 0.05 pm - binning 4x4 [0070] camera -Gain 17.06 [0071] - Camera Exposure 4.50 [0072] Substrate Correction: Static Subtraction Combined with Normalized Intensity Histogram [0073] System: FEG-SEM Zeiss Ultra plus 55 with EDAX Trident XM4 Analysis Package, Hikari EBSD Camera Tables 1 and 2 show an overview of the samples.

[0075] Tabelle 1Table 1

[0076] Tabelle 2Table 2

[0077] Beispiel 2Example 2

[0078] Beschichtete Matrize aus MHCCoated template from MHC

[0079] Eine Matrize aus MHC wurde im Ultraschallbad alkalisch gereinigt. Anschließend wurden Teile der Matrize mit Klebeband abgedeckt. Die so vorbereitete Matrize wurde in eine wässerige Suspension mit Graphit und Bor (im Verhältnis 20:80 nach Gewicht) getaucht und an Luft getrocknet. Noch im Grünzustand wurde das Klebeband entfernt. Durch diese Maskierung wurde sichergestellt, dass die Beschichtung nur an den gewünschten Stellen der Matrize erfolgt. Eine Skizze mit den beschichteten Stellen einer derartig beschichteten Matrize (dicke Linien) ist in der Abbildung 4 dargestellt.A matrix of MHC was cleaned alkaline in an ultrasonic bath. Subsequently, parts of the template were covered with adhesive tape. The thus prepared template was immersed in an aqueous suspension with graphite and boron (in the ratio 20:80 by weight) and dried in air. Still in the green state, the tape was removed. This masking ensured that the coating takes place only at the desired locations of the matrix. A sketch with the coated areas of such a coated matrix (thick lines) is shown in Figure 4.

[0080] Die Wärmebehandlung erfolgte unter Vakuum bei 1500°C für 4h, wobei sich eine mehrlagige Schicht aus Molybdänkarbiden und Molybdänboriden ausbildete. Eine rasterelektronenmikroskopische Aufnahme eines Bereichs der so behandelten Matrize ist in Figur 5 gezeigt.The heat treatment was carried out under vacuum at 1500 ° C for 4h, forming a multilayer of molybdenum carbides and molybdenum borides. A scanning electron micrograph of a portion of the thus treated matrix is shown in FIG.

Claims (12)

Ansprücheclaims 1. Komponente einer Metallverarbeitungsmaschine, gefertigt aus einem Refraktärmetall (RM), ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wolfram (W), W-Legierung, Molybdän (Mo) und Mo-Legierung, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Oberfläche der Komponente zumindest bereichsweise eine Schicht aufweist, die zumindest bereichsweise aus zumindest einer Verbindung zumindest eines Elements ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Kohlenstoff (C), Bor (B) und Stickstoff (N) mit zumindest einem Element, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus W und Mo, gebildet ist.1. component of a metal processing machine made of a refractory metal (RM) selected from the group consisting of tungsten (W), W alloy, molybdenum (Mo) and Mo alloy, characterized in that at least one surface of the component at least partially a Layer, which is at least partially formed of at least one compound of at least one element selected from the group consisting of carbon (C), boron (B) and nitrogen (N) with at least one element selected from the group consisting of W and Mo. , 2. Komponente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung aus der Gruppe a oder b gewählt ist, mit: - Gruppe a: Karbide, Boride und Nitride; - Gruppe b: Verbindungen enthaltend W und/oder Mo und zumindest zwei Elemente der Gruppe bestehend aus C, B und N.2. Component according to claim 1, characterized in that the compound is selected from the group a or b, comprising: - Group a: carbides, borides and nitrides; Group b: compounds containing W and / or Mo and at least two elements of the group consisting of C, B and N. 3. Komponente nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung aus der Gruppe bestehend aus W2B, WB, W2B5, Wi_xBa, WB4, WC, W2C, WN, W2N, W3N2, M02B, MoB, M03B2, M0B4, MoC, M02C, MoN, M02N und M03N2 gewählt ist.3. Component according to claim 1 or 2, characterized in that the compound from the group consisting of W2B, WB, W2B5, Wi_xBa, WB4, WC, W2C, WN, W2N, W3N2, M02B, MoB, M03B2, M0B4, MoC, M02C, MoN, M02N and M03N2 is selected. 4. Komponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht eine Composite-Schicht ist, die zumindest einen Bereich aus einem Borid und zumindest einen Bereich aus einem Karbid aufweist.4. Component according to one of the preceding claims, characterized in that the layer is a composite layer having at least a portion of a boride and at least a portion of a carbide. 5. Komponente nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass WC oder WB zumindest teilweise die äußerste Schichtlage bildet.5. Component according to claim 4, characterized in that WC or WB at least partially forms the outermost layer layer. 6. Komponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht mit dem daran anschließenden Bereich aus RM verzahnt ist.6. Component according to one of the preceding claims, characterized in that the layer is interlocked with the adjoining region of RM. 7. Komponente nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung durch Körner der Schicht gebildet ist.7. Component according to claim 6, characterized in that the toothing is formed by grains of the layer. 8. Komponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die RM-Komponente an Stellen hoher Beanspruchung die Schicht aufweist.8. Component according to one of the preceding claims, characterized in that the RM component has the layer in places of high stress. 9. Komponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Verbindung zumindest ein Element ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus B, C, N, W und Mo in gelöster Form enthält.9. Component according to one of the preceding claims, characterized in that at least one compound contains at least one element selected from the group consisting of B, C, N, W and Mo in dissolved form. 10. Komponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die RM-Komponente aus Rein-W, W - 0,1 bis 3 Ma% Seltenerdoxid, W-Schwermetall, Rein-Mo, einer Mo - Titan (Ti) - Zirkon (Zr) - C Legierung (TZM), einer Mo - Hafnium (Hf) -C Legierung (MHC) oder einer Mo-W Legierung gefertigt ist.10. Component according to one of the preceding claims, characterized in that the RM component of pure W, W - 0.1 to 3 Ma% rare earth oxide, W heavy metal, pure Mo, a Mo - titanium (Ti) - zirconium (Zr) - C alloy (TZM), a Mo - hafnium (Hf) -C alloy (MHC) or a Mo-W alloy. 11. Komponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Matrize, ein Gesenk, ein Dorn oder eine Gießereiform ist.11. Component according to one of the preceding claims, characterized in that it is a die, a die, a mandrel or a foundry mold. 12. Verfahren zur Herstellung einer Komponente nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses die folgenden Schritte umfasst: - Herstellung der Geometrie der RM-Komponente durch übliche Verfahren; - Aufbringen zumindest eines Elements und/oder zumindest einer Verbindung eines Elements, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus C, B und N, vorzugsweise in Pulveroder Slurryform; - Wärmebehandlung zur Bildung einer Verbindung mit zumindest einem RM.12. A method for producing a component according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises the following steps: - Production of the geometry of the RM component by conventional methods; - applying at least one element and / or at least one compound of an element selected from the group consisting of C, B and N, preferably in powder or slurry form; - Heat treatment to form a compound with at least one RM.
ATGM290/2015U 2015-10-05 2015-10-05 Component of a metalworking machine AT14986U1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATGM290/2015U AT14986U1 (en) 2015-10-05 2015-10-05 Component of a metalworking machine
PCT/AT2016/000081 WO2017059467A1 (en) 2015-10-05 2016-09-02 Component of a metal processing machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATGM290/2015U AT14986U1 (en) 2015-10-05 2015-10-05 Component of a metalworking machine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
AT14986U1 true AT14986U1 (en) 2016-10-15

Family

ID=57123302

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ATGM290/2015U AT14986U1 (en) 2015-10-05 2015-10-05 Component of a metalworking machine

Country Status (2)

Country Link
AT (1) AT14986U1 (en)
WO (1) WO2017059467A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4186881A1 (en) 2021-11-24 2023-05-31 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Producing tantalum carbide layer on technical ceramics using a spray coating and high-temperature sintering process based on aqueous solutions

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2778757A (en) * 1953-08-28 1957-01-22 Firth Sterling Inc Carburized tungsten alloy article
AT401778B (en) * 1994-08-01 1996-11-25 Plansee Ag USE OF MOLYBDENUM ALLOYS
GB0616571D0 (en) * 2006-08-21 2006-09-27 H C Stark Ltd Refractory metal tooling for friction stir welding
US8187393B2 (en) * 2008-05-28 2012-05-29 Universal Global Products, LLC Boronization process and composition with improved surface characteristics of metals
AT14861U1 (en) * 2015-03-02 2016-07-15 Plansee Se ion implanter

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017059467A1 (en) 2017-04-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69518501T2 (en) CONNECTED BODY MADE OF ALUMINUM AND SILICON NITRIDE AND PRODUCTION METHOD THEREFOR
DE69837619T2 (en) ELECTRODE BAR FOR SPARKLING, METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF, AND METHOD FOR COATING WITH SUPRASED GRINDING-CONTAINING LAYER
DE69105623T2 (en) Process for applying a coating to a metal or a composite.
DE102016114549B4 (en) ABRASION-RESISTANT COPPER-BASED ALLOY, CLADDING LAYER, AND VALVE SYSTEM ELEMENT AND SLIDING ELEMENT FOR AN COMBUSTION ENGINE
DE1521369B2 (en) POWDER-SHAPED, SELF-FLOWING FLAME INJECTION COMPOUND
DE102013207457B4 (en) Process for the preparation of a high temperature protective coating
DE3916412A1 (en) COVERED FIBERS FOR USE IN A METAL MATRIX AND A COMPOSITE BODY
DE2415035C3 (en) Process for the powder-metallurgical production of a sliding piece of high strength, in particular a crown seal for rotary piston machines
AT517894B1 (en) friction stir welding
DE4102495A1 (en) METHOD FOR COATING SUBSTRATES
DE69306888T2 (en) Aluminum alloys
DE2028630C3 (en) Method for applying a porous metallic coating to a compact metallic substrate by brazing
DE2149772B1 (en) WELD FILLER MATERIAL MADE FROM HARDENABLE HARD MATERIAL ALLOYS
DE202018102704U1 (en) Brake body for a vehicle
DE112015004979T5 (en) POWDER FOR THERMAL SPRAY, COATING FOR THERMAL SPRAYING, COATING FILM AND ROLL IN MELTING METAL BATH
AT14986U1 (en) Component of a metalworking machine
DE102006007552B4 (en) Process for coating bodies of graphite or carbon fiber reinforced carbon and bodies of graphite or carbon fiber reinforced carbon
WO2017059468A1 (en) Component of a plastic-processing machine
DE69704010T2 (en) Process for coating a substrate made of a superalloy based on nickel or cobalt
EP1995345A1 (en) Method for manufacturing a substance resistant to high temperatures
EP1900842A1 (en) Pack diffusion on an interlayer
EP3083108B1 (en) Method of making a chromium containing coating
DE3726073C1 (en) Process for the production of thin-walled semi-finished products and their uses
DE2435577C3 (en) Use of a hard alloy as a welding filler material
AT15378U1 (en) crucible

Legal Events

Date Code Title Description
MM01 Lapse because of not paying annual fees

Effective date: 20181031