CH684617B5 - Oberflächenbeschichtung. - Google Patents
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Description
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CH 684 617G A3
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Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Beschichtung von Metallen und Keramik, inbesondere zum Schutz der Oberfläche vor Umwelteinflüssen.
Zum Schutz vor mechanischen und anderen schädlichen Einflüssen sind auf dekorativen und funktionellen Oberflächen unter anderen Beschich-tungen mit Titannitriden und Titancarbonitriden im Gebrauch. Die erhaltenen Oberflächen sind hoch kratzfest auf harten Substraten bzw. kratzhemmend auf weicheren Unterlagen wie beispielsweise Edelstahl und sichern so bei hochwertigen, ästhetisch anspruchsvollen Artikeln den Zeitwert. Insbesondere in der Uhrenindustrie sind derart beschichtete Materialien von grosser Bedeutung für z.B. kratzfeste Uhrengehäuse. Ebenso sind derartige Beschichtun-gen auch für mechanisch beanspruchte Teile von Vorteil, um den Verschleiss zu vermindern.
Die bekannten Hartstoffschichten weisen immer auch eine eigentümliche Farbe auf. Z.B. ergibt Titannitrid (TiN) einen gelben Farbton und Titancarbo-nitrid (TiCN) einen bläulichen, violetten, roten oder bronzenen Farbton. In gewissen Fällen ist dieser Farbton erwünscht, in vielen anderen Fällen musste er bisher als Nachteil akzeptiert werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Oberflächenhartstoffbeschichtung anzugeben, die eine Oberfläche mit dem Aussehen von unbeschichtetem Stahl herzustellen erlaubt und gleichzeitig die Verschleissschutzfunktion übernimmt.
Eine derartige Beschichtung ist im Anspruch 1 definiert. Bevorzugte Ausführungen und Anwendungen sind in den weiteren Ansprüchen aufgeführt.
Demgemäss wird die erfindungsgemässe Beschichtung im wesentlichen aus Nitriden mit Metallen, vorzugsweise mit Chrom und/oder Titan aufgebaut, wobei das Atomverhältnis zwischen Metall und Stickstoff grösser als eins, bevorzugt im Bereich 1,2 bis 10 und insbesondere zu etwa 2 gewählt wird.
TÌ2N und Cr2N zeigen beide eine metallische Farbe weitgehend entsprechend unbeschichtetem Stahl. CrN ist gegenüber C^N dunkler, während TiN gegenüber TÌ2N, wie in der Einleitung angegeben, einen gelben Farbton aufweist. Die Beschichtung auf der Basis von Chrom ist damit gegenüber Farbverschiebungen infolge Stöchiometrieabwei-chungen wesentlich unkritischer als eine aus einer Titanverbindung. Des weiteren ist Gr2N gegenüber TÌ2N chemisch stabiler. TÌ2N kann sich z.B. durch Kontakt mit Schweiss oder ähnlichen Stoffen leicht verfärben. Andererseits erhöht aber ein Titananteil generell die Zähigkeit und Härte der Schicht.
Als besonders geeignet hat sich daher eine Mul-tilayerbeschichtung erwiesen, die auf einer Ti-Haft-schicht aufbauend zunächst eine TÌ2N-Schicht mit relativ kleinem oder gar keinem Chromanteil aufweist und über weitere Schichten mit zunehmendem Chromgehalt schliesslich an der Oberfläche nur aus Cr2N besteht. Als günstig hat sich folgende Schichtung erwiesen: auf einer Titanhaftschicht wird eine Ti-Cr-N-Schicht mit einem Atomzahlverhältnis Ti:Cr:N = 4:2:3 aufgebaut. Darauf folgt eine ähnliche Schicht mit einem Atomzahlverhältnis Ti:Cr:N = 2:8:5. Das Gesamtatomverhältnis MetalkStickstoff in den beiden letztgenannten Schichten beträgt also immer etwa 2:1. Als Deckschicht wird schliesslich eine reine Cr-N-Schicht aufgebracht mit Cr:N = 2:1. Die Beschichtung wurde in Dicken von 1 bis 3 (im ausgeführt. Es wurden Oberflächen mit Härten HVo,o05 > 2500 erzielt.
In Vereinfachung dieser Ausführung können die titanhaltigen Zwischenschichten auch teilweise oder vollständig entfallen, wobei sich im Extremfall eine Beschichtung nur mit einer Cr-N-Komposition z.B. im Atomverhältnis 2:1 und gegebenenfalls einer üblichen Haftschicht zum Substrat hin ergibt. In bekannter Weise kann auch Kohlenstoff als Komponente beigegeben werden. Das Gesamtatomzahlverhältnis MetalkStickstoff = 2:1 ist jedoch für die gewünschte Farbgebung als bevorzugter Wert weiter gültig.
Als Metallkomponenten können neben Titan und Chrom auch andere Metalle wie z.B. Zirkonium und Molybdän eingesetzt werden.
Die erfindungsgemässe Beschichtung lässt sich überraschenderweise auf einer breiten Palette von Metallen, Metallegierungen und keramischen Substraten aufbringen, wie z.B. Edelsteine (Saphir), Messing, Neusilber, Titan, Silber, Gold und Edelstahle. Weitere Vorteile der erfindungsgemässen Beschichtung sind, neben dem gewünschten Aussehen, die erhöhte Abriebfestigkeit und damit verbunden die Verschleisshemmung, eine erhöhte Korrosionsbeständigkeit und eine antiallergische Wirkung. Es können damit bisher unbeschichtete Bauteile, z.B. in Uhren, aus Stahl, Saphir, Keramik oder anderen Materialien beschichtet werden, wobei sie das Aussehen von unbeschichtetem Stahl erlangen und, insbesondere bei Stahlteilen, eine verschleiss-ärmere Oberfläche erhalten.
Claims (9)
1. Oberflächenbeschichtung aus zwei oder mehr Schichten auf einem Substrat, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Schichten zumindest Stickstoff und ein Metall enthalten, die Beschichtung mit dem Substrat über eine Haftschicht verbunden ist, zumindest in der an der Oberfläche liegenden, sichtbaren Schicht das Gesamtatomzahlverhältnis Metall zu Stickstoff grösser als 1:1 ist, und die Beschichtung von Haftschicht zur Oberfläche hin einen steigenden Chromgehalt aufweist.
2. Oberflächenbeschichtung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gesamtatomzahlverhältnis Metall zu Stickstoff im Bereich 1,2 bis 10 liegt.
3. Oberflächenbeschichtung gemäss einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gesamtatomzahlverhältnis Metall zu Stickstoff nahe 2:1 liegt.
4. Oberflächenbeschichtung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin Kohlenstoff als Schichtkomponente in mindestens einer Schicht enthalten ist.
5. Oberflächenbeschichtung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass
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als Metalle Titan, Zirkonium oder Molybdän eingesetzt werden.
6. Oberflächenbeschichtung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die oberste, substratfernste Schicht als Metallkomponente nur 5 Chrom enthält.
7. Oberflächenbeschichtung gemäss Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie sich aus mindestens den folgenden vier Schichten aufbaut: der Haftschicht, einer Schicht mit Ti:Cr:N = 4:2:3, einer 10 Schicht mit Ti:Cr:N 2:8:5 und einer Schicht ohne Titan mit Cr:N = 2:1.
8. Verwendung der Oberflächenbeschichtung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 7 für die Beschichtung von Metallen und Metallegierungen, ins- 15 besondere Edelstahl, Titan, Messing oder Neusilber, sowie für die Beschichtung von Keramik, anderen mineralischen Substraten oder Edelsteinen, insbesondere auch Saphir.
9. Verwendung von gemäss Anspruch 8 be- 20 schichteten Teilen in und für Uhren, insbesondere Gehäusen, Lunetten, Uhrenbänder und Gläser.
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Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH970/92A CH684617B5 (de) | 1992-03-26 | 1992-03-26 | Oberflächenbeschichtung. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH970/92A CH684617B5 (de) | 1992-03-26 | 1992-03-26 | Oberflächenbeschichtung. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CH684617GA3 CH684617GA3 (de) | 1994-11-15 |
| CH684617B5 true CH684617B5 (de) | 1995-05-15 |
Family
ID=4199440
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CH970/92A CH684617B5 (de) | 1992-03-26 | 1992-03-26 | Oberflächenbeschichtung. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CH (1) | CH684617B5 (de) |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE3623360A1 (de) * | 1986-07-11 | 1988-01-14 | Cameron Iron Works Gmbh | Einrichtung mit einander benachbarten oberflaechen, zwischen denen hohe druecke und/oder hohe reibungsbeanspruchungen auftreten |
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| KR950005349B1 (ko) * | 1989-09-11 | 1995-05-23 | 유니온 카바이드 코팅즈 서비시즈 테크놀로지 코포레이션 | 질화물 함유 화합물의 다중층 피막이 피복된 다중층 피복기판 및 다중층 피막의 생성방법 |
| JPH04368A (ja) * | 1990-04-17 | 1992-01-06 | Riken Corp | 耐摩耗性被膜及びその製造法 |
-
1992
- 1992-03-26 CH CH970/92A patent/CH684617B5/de not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CH684617GA3 (de) | 1994-11-15 |
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Legal Events
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