CH666054A5 - METHOD FOR COATING A TOOL, ESPECIALLY A CHIPING TOOL. - Google Patents
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Description
BESCHREIBUNG Technisches Gebiet DESCRIPTION Technical field
Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und bezieht sich auf das Gebiet der Metallbearbeitung. The invention relates to a method according to the preamble of claim 1 and relates to the field of metalworking.
Stand der Technik State of the art
Nach dem heutigen Stand der Entwicklung in der metallbearbeitenden Industrie werden an die Festigkeit, Ver-schleissfestigkeit und Wirtschaftlichkeit der für die Werkzeugherstellung verwendeten Werkstoffe besonders hohe Anforderungen gestellt. According to the current state of development in the metalworking industry, the strength, wear resistance and economy of the materials used for tool manufacture are particularly high.
Die Vervollkommnung bei der Zusammensetzung solcher Werkstoffe allein genügt nicht, um eine wesentliche Verbesserung der physikalisch-mechanischen Kennwerte zu erzielen. Erst eine Vervollkommnung der Verfahren zum Auftragen hochschmelzender, verschleissfester Beschichtungen ermöglicht eine wesentliche Verbesserung. Perfection in the composition of such materials alone is not enough to achieve a significant improvement in the physical and mechanical parameters. Only when the processes for applying high-melting, wear-resistant coatings are perfected does a substantial improvement become possible.
Aus dem veröffentlichten Werk «Plasmabeschichtung» von V.l. Kostikov und J.A. Shesternjev, Seite 94, erschienen 1978 im Verlag «Metallurgia», Moskau, ist ein Verfahren zum Auftragen einer Beschichtung auf einen aus einem kohlenstoffhaltigen Werkstoff bestehenden Grandkörper bekannt. Dabei wird ein carbidbildender Stoff im Vakuum verdampft und auf der erwärmten Arbeitsfläche des Grundkörpers zur Bildung der Beschichtung kondensiert. Die Verdampfung des carbidbildenden Stoffes und die Erwärmung der Arbeitsfläche erfolgen dabei auf thermische Weise. From the published work “Plasma Coating” by V.l. Kostikov and J.A. Shesternjev, page 94, published in 1978 by the publishing house "Metallurgia", Moscow, discloses a method for applying a coating to a large body made of a carbon-containing material. A carbide-forming substance is evaporated in a vacuum and condensed on the heated working surface of the base body to form the coating. The evaporation of the carbide-forming substance and the heating of the work surface take place in a thermal manner.
Die Reaktion bei der Carbidbildung des verdampften Stoffes durch den Kohlenstoffgehalt des Grundkörpers erfolgt bei diesem bekannten Verfahren bei Temperaturen zwischen 1000 und 1600 °C, wodurch der technologische Pro-zess der Beschichtungsbildung erschwert wird. The reaction in the carbide formation of the vaporized substance by the carbon content of the base body takes place in this known method at temperatures between 1000 and 1600 ° C, which complicates the technological process of coating formation.
Ausserdem reagiert bei diesem bekannten Verfahren das verdampfte Metall nicht restlos mit dem Kohlenstoff des Grundkörpers, so dass die Qualität der Beschichtung unbefriedigend ist. In addition, in this known method the evaporated metal does not react completely with the carbon of the base body, so that the quality of the coating is unsatisfactory.
Ferner ist aus der Zeitschrift «Physika i chimija obrabotki materialow» Nr. 2/1979, Seite 169, Verlag «Nauba» Moskau, unter dem Titel «Beschichtungen aus Molybdäncarbid, die durch Niederschlag von Plasmaströmen im Vakuum entstehen», von A.A. Andrejev u.a. ein Verfahren zum Aufbringen einer Beschichtung auf einen kohlenstoffhaltigen Grundkörper eines insbesondere spanenden Werkzeuges durch Verdampfen wenigstens eines carbidbildenden Stoffes mittels Bogenentladung im Vakuum bekannt. Dazu wird eine elektrische Spannung an das Werkzeug angelegt und dessen Arbeitsfläche durch Bombardierung mit Ionen des verdampfenden carbidbildenden Stoffes gesäubert und erwärmt. Anschliessend werden die Ionen auf der Arbeitsfläche zur Bildung der Beschichtung kondensiert. Vor dem Kondensieren wird bei diesem bekannten Verfahren ein Gasgemisch in das Vakuum geleitet, das mit dem verdampfenden carbidbildenden Stoff bis zur Bildung der Beschichtung auf der Arbeitsfläche reagiert. Furthermore, from the magazine "Physika i chimija obrabotki materialow" No. 2/1979, page 169, publisher "Nauba" Moscow, under the title "Coatings made of molybdenum carbide, which result from the precipitation of plasma currents in a vacuum", by A.A. Andrejev et al. a method for applying a coating to a carbon-containing base body of a particularly cutting tool by evaporating at least one carbide-forming substance by means of arc discharge in a vacuum is known. For this purpose, an electrical voltage is applied to the tool and its working surface is cleaned and heated by bombardment with ions of the evaporating carbide-forming substance. The ions are then condensed on the work surface to form the coating. In this known method, prior to condensation, a gas mixture is passed into the vacuum, which reacts with the evaporating carbide-forming substance until the coating is formed on the work surface.
Die Zuführung des Gasgemisches stellt bei diesem bekannten Verfahren einen zusätzlichen Aufwand dar und verzögert die Bildung der Beschichtung. The supply of the gas mixture is an additional expense in this known method and delays the formation of the coating.
Ausserdem verläuft die Verdampfung des carbidbildenden Stoffes unbeständig, so dass die Zusammensetzung der Beschichtung ständigen Veränderungen unterworfen und die Reproduzierung der vorgegebenen Zusammensetzung erschwert ist. Dadurch wird dieses bekannte Verfahren noch komplizierter. In addition, the evaporation of the carbide-forming substance is unstable, so that the composition of the coating is subject to constant changes and the reproduction of the specified composition is difficult. This makes this known method even more complicated.
Da die zur Verwendung vorgesehenen Gase explosiv sind, besteht bei dem bekannten Verfahren zudem eine Explosionsgefahr. Since the gases intended for use are explosive, there is also a risk of explosion in the known method.
Darstellung der Erfindung Presentation of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu entwickeln, bei dem die Säuberung und Erwärmung der zu beschichtenden Arbeitsfläche des Werkzeuges vereinfacht und jede Explosionsgefahr vermieden wird. The invention has for its object to develop a method of the type mentioned, in which the cleaning and heating of the work surface of the tool to be coated is simplified and any risk of explosion is avoided.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. The object is achieved according to the invention by the features specified in the characterizing part of claim 1.
Während bei einer bevorzugten Ausführung nach Anspruch 2 eine Hartlegierang als Grundkörperwerkstoff dient, kann auch Stahl als Grundkörperwerkstoff verwendet werden, wobei die entsprechende Temperatur für die Reaktion der Carbidbildung zwischen 500 und 540 °C liegen soll. While in a preferred embodiment according to claim 2 a hard alloy rang serves as the base material, steel can also be used as the base material, the corresponding temperature for the reaction of the carbide formation being between 500 and 540 ° C.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Herstellung einer Beschichtung, deren Zusammensetzung über ihre ganze Dicke stabil ist. Ferner lässt sich das Verfahren gegenüber bekannten Verfahren wesentlich vereinfachen bei zusätzlich beseitigter Explosionsgefahr. The present invention enables the production of a coating, the composition of which is stable over its entire thickness. Furthermore, the method can be considerably simplified compared to known methods with an additional risk of explosion.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Beschreibung konkreter Ausführungsbeispiele erläutert. The invention is explained below on the basis of the description of specific exemplary embodiments.
Wege zur Ausführung der Erfindung Ways of Carrying Out the Invention
Das Verfahren zum Beschichten eines einen kohlenstoffhaltigen Grundkörper aufweisenden Werkzeuges besteht darin, dass ein carbidbildender Stoff mittels Bogenentladung im Vakuum verdampft wird. Dazu wird eine elektrische Spannung an das Werkzeug angelegt und dessen zu beschichtende The method for coating a tool having a carbon-containing base body is that a carbide-forming substance is evaporated in a vacuum by means of arc discharge. To do this, an electrical voltage is applied to the tool and the tool to be coated
5 5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
60 60
65 65
3 3rd
666 054 666 054
Arbeitsfläche durch (Kathoden-)Bombardierung mit Ionen des verdampfenden, carbidbildenden Stoffes gesäubert und bis zu einer Temperatur erwärmt, bei der die Reaktion der Carbidbildung des verdampfenden, carbidbildenden Stoffes mit dem Kohlenstoff des Grundkörperwerkstoffes abläuft. Anschliessend kondensieren sich die Ionen des verdampfenden, carbidbildenden Stoffes auf der Arbeitsfläche des Werkzeuges zur Bildung der Beschichtung. Work surface cleaned by (cathode) bombardment with ions of the evaporating, carbide-forming material and heated to a temperature at which the reaction of the carbide formation of the evaporating, carbide-forming material takes place with the carbon of the base material. The ions of the evaporating, carbide-forming substance then condense on the working surface of the tool to form the coating.
Für eine möglichst hohe Sättigung der entstehenden Beschichtung mit Kohlenstoff bei einer Hartlegierung als Grundkörperwerkstoff wird eine Temperatur zwischen 620 und 680 °C für die Reaktion der Carbidbildung gewählt. A temperature between 620 and 680 ° C. is chosen for the reaction of the carbide formation in order to saturate the resulting coating with carbon as much as possible with a hard alloy as the base material.
Liegt die Temperatur tiefer als 620 °C, ist eine Sättigung der Beschichtung mit Kohlenstoff nicht gewährleistet. Liegt die Temperatur höher als 680 °C, dann tritt eine teilweise Entfestigung der Hartlegierung ein. In beiden Fällen wird dadurch die Standzeit des Werkzeugs verringert. If the temperature is lower than 620 ° C, saturation of the coating with carbon is not guaranteed. If the temperature is higher than 680 ° C, the hard alloy partially softens. In both cases, the tool life is reduced.
Als verdampfender carbidbildender Stoff eignet sich Titan. Wird jedoch eine höhere Verschleissfestigkeit verlangt, ist Titannitrid oder eine Titanlegierung zu bevorzugen. Titanium is suitable as an evaporating carbide-forming substance. However, if higher wear resistance is required, titanium nitride or a titanium alloy is preferred.
Bei der Verwendung von zwei verdampfenden carbidbildenden Stoffen lässt sich als zweiter Stoff Molybdän verwenden. When using two evaporating carbide-forming substances, molybdenum can be used as the second substance.
Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend konkrete Ausführungsbeispiele angegeben: For better understanding of the present invention, specific exemplary embodiments are given below:
Beispiel 1 example 1
Die Beschichtung wurde auf Wendelbohrer - im nachfolgenden Text als Spiralbohrer bezeichnet - mit einem Durchmesser von 5 mm aufgetragen. The coating was applied to twist drills - hereinafter referred to as twist drills - with a diameter of 5 mm.
Als verdampfender, carbidbildender Stoff wurde Titan verwendet, und als Werkstoff für den Bohrer-Grundkörper Stahl in folgender Zusammensetzung: Titanium was used as the evaporating, carbide-forming material, and steel as the material for the drill body in the following composition:
c c
Cr Cr
W W
V V
Mo Fe Mo Fe
0,80-0,85 0.80-0.85
3,8-4,4 3.8-4.4
5,5-6,5 5.5-6.5
1,7-2,1 1.7-2.1
5,0-5,5 Rest 5.0-5.5 rest
Die von Verunreinigungen gesäuberten Bohrer wurden in Spezialkassetten gelegt und in eine Vakuumkammer gebracht, in der eine aus Titan bestehende Kathode aufgestellt war. Sobald das Vakuum einen Wert von 667 • 10~5 Pa erreicht hatte, wurde in der Kammer ein Lichtbogen gezündet und an die Bohrer eine Spannung von 1500 V angelegt. Dabei wurde die Arbeitsfläche der Bohrer durch Kathodenbombardierung mit Titanionen gesäubert bei gleichzeitiger Erwärmung der Bohrer bis auf eine Temperatur von 520 °C, die mit Hilfe eines Infrarot-Pyrometers mit einer Genauigkeit von ± 10 °C gemessen wurde. Danach verringerte man die Spannung bis auf 250 V, und im Verlauf von drei Minuten vollzog sich die Kondensation der Titanionen auf der Arbeitsfläche der Bohrer, verbunden mit der Carbidbildung des Titans durch den Kohlenstoff des Stahls. Soald die Beschichtung, die Titancar-bid darstellt, eine Dicke von 2 |am erreicht hatte, wurde die Spannung von den Bohrern genommen und der Lichtbogen abgeschaltet. Anschliessend kühlten die Bohrer in der Kammer bis auf Raumtemperatur ab. The drills cleaned of contaminants were placed in special cassettes and placed in a vacuum chamber in which a cathode made of titanium was installed. As soon as the vacuum reached 667 • 10 ~ 5 Pa, an arc was ignited in the chamber and a voltage of 1500 V was applied to the drill. The work surface of the drills was cleaned by cathode bombardment with titanium ions while heating the drills to a temperature of 520 ° C, which was measured with an infrared pyrometer with an accuracy of ± 10 ° C. The voltage was then reduced to 250 V, and in the course of three minutes the condensation of the titanium ions on the working surface of the drill was carried out, combined with the carbide formation of the titanium by the carbon of the steel. As soon as the coating, which represents titanium car bid, had reached a thickness of 2 μm, the tension was removed from the drills and the arc was switched off. The drills in the chamber then cooled to room temperature.
Die Prüfung auf Verschleissfestigkeit wurde bei Bearbeitung von Stahl folgender Zusammensetzung vorgenommen: The test for wear resistance was carried out when processing steel with the following composition:
C C.
Fe Fe
0,42-0,49 0.42-0.49
Rest mit fünf Kontrollbohrern von jeder Serie bei folgender Betriebsart: Rest with five control drills from each series in the following operating mode:
Schnittgeschwindigkeit V = 32 m/min Vorschubgrösse S = 0,12 mm/U Cutting speed V = 32 m / min Feed size S = 0.12 mm / rev
Bohrtiefe 1 = 3d=15mm Drilling depth 1 = 3d = 15mm
Die Prüfungsergebnisse sind in der Tabelle 1 angeführt lfd. Nr. der erprobten Bohrer 1 2 3 4 5 The test results are shown in Table 1, serial number of the tested drill bits 1 2 3 4 5
Anzahl der mit einem Bohrer 205 206 206 206 207 gebohrten Löcher Number of holes drilled with a drill 205 206 206 206 207
Beispiel 2 Example 2
Die Beschichtung wurde auf Schneidplättchen aufgetragen. The coating was applied to cutting tips.
Als Material für die Grundkörper der Plättchen wurde As material for the base body of the platelets
Co Co
TiC TiC
WC WC
6 6
15 15
Rest und als verdampfender Stoff - Titan. Rest and as an evaporating substance - titanium.
Das Auftragen der Beschichtung geschah analog wie im Beispiel 1, jedoch mit dem Unterschied, dass die Säuberung der Arbeitsfläche der Plättchen durch Kathodenbombardierung mit Titanionen bei einer Temperatur der Arbeitsfläche von 620 °C vorgenommen wurde. The coating was applied analogously to Example 1, but with the difference that the working surface of the platelets was cleaned by cathode bombardment with titanium ions at a working surface temperature of 620 ° C.
Die Erprobung wurde an fünf Kontrollplättchen von jeder Serie bei folgender Betriebsart vorgenommen: Testing was carried out on five control plates from each series in the following operating mode:
Schnittgeschwindigkeit V = 160 m/min Cutting speed V = 160 m / min
Vorschubgrösse S = 0,3 mm/U Feed size S = 0.3 mm / rev
Schnittiefe 1=1 mm Depth of cut 1 = 1 mm
Die Tabelle 2 zeigt die Erprobungsergebnisse lfd. Nr. der erprobten Plättchen 1 2 3 4 5 Table 2 shows the test results according to the number of the tested platelets 1 2 3 4 5
Anzahl der mit einem 26 26 25 26 27 Number with a 26 26 25 26 27
Plättchen bearbeiteten Processed tiles
Werkstücke Workpieces
Beispiel 3 Example 3
Beschichtet wurden Spiralbohrer 0 5 mm. Twist drills 0 5 mm were coated.
Als verdampfender, carbidbildender Stoff würde Titannitrid verwendet und als Material für die Grundkörper Stahl, dessen Zusammensetzung im Beispiel 1 gegeben ist. Titanium nitride would be used as the evaporating, carbide-forming substance and steel as the material for the base body, the composition of which is given in Example 1.
Die Säuberung der Arbeitsfläche der Bohrer wurde durch Kathodenbombardierung mit Titannitridionen bei gleichzeitiger Erwärmung der Bohrer bis auf 510 °C vorgenommen. Danach wurde die Spannung bis auf 300 V gesenkt und im Verlauf von drei Minuten die Kondensation der Titannitridionen auf der Arbeitsfläche der Bohrer vorgenommen, verbunden mit der Carbidbildung des Titannitrids durch den Kohlenstoff des Stahls. Die Beschichtung, die aus Titankar-bonitrid Ti(NC) bestand, erreichte eine Dicke von 2 ßtn. Danach nahm man die Spannung von den Bohrern und schaltete den Lichtbogen ab. Die Bohrer kühlten in der Kammer bis auf Raumtemperatur ab. Die Bohrer wurden analog wie im Beispiel 1 erprobt. Die Tabelle 3 zeigt die Erprobungsergebnisse.' The working surface of the drill was cleaned by cathode bombardment with titanium nitride ions while heating the drill to 510 ° C. The voltage was then reduced to 300 V and the titanium nitride ions were condensed on the work surface of the drill over three minutes, combined with the carbide formation of the titanium nitride by the carbon of the steel. The coating, which consisted of titanium car bonitride Ti (NC), reached a thickness of 2 ßtn. Then the voltage was removed from the drills and the arc switched off. The drills cooled down to room temperature in the chamber. The drills were tested analogously to example 1. Table 3 shows the test results. '
5 5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
60 60
65 65
666 054 666 054
4 4th
lfd. Nr. der erprobten Bohrer 1 2 3 4 5 Serial number of the tested drill 1 2 3 4 5
Anzahl der mit einem Bohrer 250 249 249 249 249 gebohrten Löcher Number of holes drilled with one drill 250 249 249 249 249
Beispiel 4 Example 4
Beschichtet wurden Schneidplättchen. Cutting plates were coated.
Als verdampfender Stoff wurde Titannitrid verwendet, und als Material für die Grundkörper der Plättchen - eine Hartlegierung, deren Zusammensetzung im Beispiel 2 gegeben ist. Titanium nitride was used as the vaporizing substance, and as the material for the base bodies of the platelets - a hard alloy, the composition of which is given in Example 2.
Das Auftragen der Beschichtung erfolgte analog wie im Beispiel 3, jedoch mit dem Unterschied, dass die Säuberung der Arbeitsfläche der Grundlage der Plättchen durch Kathodenbombardierung mit Titannitridionen bei gleichzeitiger Erwärmung der Plättchen bis auf 635 0 C vorgenommen wurde. The coating was applied analogously to Example 3, but with the difference that the working surface of the base of the platelets was cleaned by cathode bombardment with titanium nitride ions while the platelets were heated to 635 ° C.
Die Plättchen wurden analog wie im Beispiel 2 erprobt. The platelets were tested analogously to Example 2.
Die Tabelle 4 zeigt die Ergebnisse der Erprobung. Table 4 shows the results of the test.
lfd. Nr. der erprobten Plättchen 1 2 3 4 5 Serial number of the tested platelets 1 2 3 4 5
Anzahl der mit einem 37 37 36 37 37 Number with a 37 37 36 37 37
Plättchen bearbeiteten Processed tiles
Werkstücke Workpieces
Beispiel 5 Example 5
Beschichtet wurden Spiralbohrer 0 5 mm. Als verdampfender, carbidbildender Stoff wurde eine Titanlegierung folgender Zusammensetzung verwendet: Twist drills 0 5 mm were coated. A titanium alloy of the following composition was used as the evaporating, carbide-forming substance:
AI AI
Mo Mon
Ti Ti
5,5-7,0 5.5-7.0
2,0-3,0 2.0-3.0
Rest und als Material für die Grundkörper - Stahl, dessen Zusammensetzung im Beispiel 1 gegeben ist. Rest and as material for the base body - steel, the composition of which is given in Example 1.
Das Auftragen der Beschichtung erfolgte analog wie im Beispiel 1, jedoch mit dem Unterschied, dass die Säuberung der Arbeitsfläche der Bohrer durch Kathodenbombardierung mit Titan-, Aluminium- und Molybdänionen bei gleichzeitiger Erwärmung der Arbeitsfläche bis auf 525 °C vorgenommen wurde, wobei die entstehende Beschichtung ein komplexlegiertes Mischkristall auf der Grundlage von Titancarbid (Ti, Mo, Al) C darstellt. The coating was applied in the same way as in Example 1, but with the difference that the work surface of the drills was cleaned by cathode bombardment with titanium, aluminum and molybdenum ions while the work surface was heated to 525 ° C., the resulting coating a complex alloy mixed crystal based on titanium carbide (Ti, Mo, Al) C.
Die Bohrer wurden analog wie im Beispiel 1 erprobt. Die Tabelle 5 zeigt die Ergebnisse der Erprobung. The drills were tested analogously to example 1. Table 5 shows the results of the test.
lfd. Nr. der erprobten Bohrer 1 2 3 4 5 Serial number of the tested drill 1 2 3 4 5
Anzahl der mit einem Bohrer 255 255 236 235 236 gebohrten Löcher Number of holes drilled with one bit 255 255 236 235 236
Beispiel 6 Example 6
Beschichtet wurden Schneidplättchen. Cutting plates were coated.
Als verdampfender, carbidbildender Stoff wurde eine Titanlegierung verwendet, deren Zusammensetzung im Beispiel 5 gegeben ist, und als Material für die Grundkörper eine A titanium alloy, the composition of which is given in Example 5, was used as the evaporating, carbide-forming substance, and one as the material for the base body
Hartlegierung, deren Zusammensetzung aus Beispiel 2 entnommen werden kann. Hard alloy, the composition of which can be found in Example 2.
Das Auftragen der Beschichtung geschah analog wie im Beispiel 2, jedoch mit dem Unterschied, dass die Säuberung der Arbeitsfläche der Bohrer durch Kathodenbombardierung mit Titan-, Aluminium- und Molybdänionen bei gleichzeitiger Erwärmung bis auf 650 °C vorgenommen wurde. The coating was applied in the same way as in Example 2, but with the difference that the working surface of the drill was cleaned by cathode bombardment with titanium, aluminum and molybdenum ions while heating to 650 ° C. at the same time.
Die Plättchen wurden analog wie im Beispiel 2 erprobt. Die Tabelle 6 zeigt die Erprobungsergebnisse lfd. Nr. der erprobten Plättchen 1 2 3 4 5 The platelets were tested analogously to Example 2. Table 6 shows the test results according to the number of the tested platelets 1 2 3 4 5
Anzahl der mit einem 33 33 33 32 33 Number of people with a 33 33 33 32 33
Plättchen bearbeiteten Processed tiles
Werkstücke Workpieces
Beispiel 7 Example 7
Beschichtet wurden Spiralbohrer 0 5 mm. Twist drills 0 5 mm were coated.
Als verdampfender, carbidbildender Stoff wurde Titan und Molybdän verwendet, und als Material für die Grundkörper - Stahl, dessen Zusammensetzung im Beispiel 1 gegeben ist. Titanium and molybdenum were used as the evaporating, carbide-forming substance, and as material for the base body - steel, the composition of which is given in Example 1.
Die von Verunreinigungen gesäuberten Bohrer wurden in Spezialkassetten gelegt und in eine Vakuumkammer gebracht, in der zwei Kathoden aus Titan bzw. Molbydän installiert worden waren. The drills, cleaned of impurities, were placed in special cassettes and placed in a vacuum chamber in which two cathodes made of titanium or molbydane had been installed.
Sobald ein Vakuum von 667 • 10-5 Pa erreicht war, wurde an die Bohrer eine Spannung von 1500 V gelegt und in der Kammer ein Lichtbogen gezündet. Dabei wurde die Arbeitsfläche der Bohrer gesäubert durch Kathodenbombardierung mit Titanionen bei gleichzeitiger Erwärmung bis zu einer Temperatur von 680 °C, die durch ein Infrarot-Pyrometer mit einer Genauigkeit von ± 10 °C kontrolliert wurde. Danach verringerte man die Spannung bis auf 250 V. Anschliessend wurde durch abwechselndes Anschliessen der Titankathode und der Molybdänkathode im Verlauf von drei Minuten die Kondensation der Titan- bzw. Molybdänionen vorgenommen. Dabei entstand eine mehrlagige Beschichtung aus einander abwechselnden Titancarbidschichten (TiC) und Molyb-däncarbidschichten (M02C). Danach wurde die Spannung von den Bohrern genommen und der Lichtbogen abgeschaltet. Die Bohrer kühlten in der Kammer bis auf Raumtemperatur ab. As soon as a vacuum of 667 • 10-5 Pa was reached, a voltage of 1500 V was applied to the drill and an arc was ignited in the chamber. The work surface of the drills was cleaned by cathode bombardment with titanium ions while heating to a temperature of 680 ° C, which was controlled by an infrared pyrometer with an accuracy of ± 10 ° C. The voltage was then reduced to 250 V. Subsequently, the titanium and molybdenum ions were condensed by alternately connecting the titanium cathode and the molybdenum cathode over a period of three minutes. This resulted in a multi-layer coating consisting of alternating titanium carbide layers (TiC) and molybdenum carbide layers (M02C). The voltage was then removed from the drills and the arc switched off. The drills cooled down to room temperature in the chamber.
Die Erprobung erfolgte analog wie im Beispiel 1. Die Tabelle 7 zeigt die Ergebnisse der Erprobung. The testing was carried out analogously to Example 1. Table 7 shows the results of the testing.
lfd. Nr. der erprobten Bohrer 1 2 3 4 5 Serial number of the tested drill 1 2 3 4 5
Anzahl der gebohrten Löcher 260 261 260 260 260 Number of holes drilled 260 261 260 260 260
Beispiel 8 Example 8
Beschichtet wurden Schneidplättchen. Cutting plates were coated.
Als verdampfender, carbidbildender Stoff wurde Titan und Molybdän verwendet, und als Material für die Grundkörper - eine Hartlegierung, deren Zusammensetzung aus Beispiel 2 entnommen werden kann. Titanium and molybdenum were used as the evaporating, carbide-forming substance, and as material for the base body - a hard alloy, the composition of which can be found in Example 2.
Das Auftragen einer Mehrlagenbeschichtung erfolgte analog wie im Beispiel 7, jedoch mit dem Unterschied, dass die Säuberung der Oberfläche der Plättchen durch Kathodenbombardierung mit Titan- und Molybdänionen bei gleichzeitiger Erwärmung bis auf 680 °C vorgenommen wurde. The application of a multilayer coating was carried out analogously to Example 7, but with the difference that the surface of the platelets was cleaned by cathode bombardment with titanium and molybdenum ions while heating to 680 ° C. at the same time.
Die Plättchen wurden wie im Beispiel 2 erprobt. The platelets were tested as in Example 2.
Die Tabelle 8 zeigt die Ergebnisse der Erprobung. Table 8 shows the results of the test.
5 5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
60 60
65 65
5 5
666 054 666 054
lfd. Nr. der erprobten Plättchen 1 2 3 4 5 Serial number of the tested platelets 1 2 3 4 5
Anzahl der mit einem 40 40 41 40 40 Number of people with a 40 40 41 40 40
Plättchen bearbeiteten Processed tiles
Werkstücke Workpieces
Wie die in den Beispielen 1,2,3,4, 5,6,7, 8 angeführten Erprobungsergebnisse zeigen, ermöglichte die Vereinfachung des technologischen Prozesses beim Auftragen einer Beschichtung eine Verbesserung der Standzeitkennwerte von Bohrern. As the test results shown in Examples 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 show, the simplification of the technological process when applying a coating made it possible to improve the service life characteristics of drills.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Kondensation der Beschichtung mit einer Geschwindigkeit von 0,1 bis 0,7 (im/min, wodurch die Dauer eines technologischen Zyklus verringert wid. The present invention enables the coating to condense at a rate of 0.1 to 0.7 (im / min), thereby reducing the duration of a technological cycle.
5 5
Gewerbliche Verwertbarkeit Commercial usability
Die vorliegende Erfindung kann erfolgreich bei der Herstellung hochschmelzbarer, verschleissfester Beschichtungen auf spanendem und Stanzwerkzeug verwendet werden, das io aus einem beliebigen, kohlenstoffhaltigen Werkstoff angefertigt ist, wie z.B. Stahl, Hartlegierungen, keramische Legierungen u.a. The present invention can be successfully used in the manufacture of refusible, wear-resistant coatings on cutting and stamping tools made from any carbon-containing material, such as e.g. Steel, hard alloys, ceramic alloys etc.
Claims (6)
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