CS197581B1 - Způsob vytváření hladkých povlaků z karbidů a nitridů kovů - Google Patents
Způsob vytváření hladkých povlaků z karbidů a nitridů kovů Download PDFInfo
- Publication number
- CS197581B1 CS197581B1 CS365877A CS365877A CS197581B1 CS 197581 B1 CS197581 B1 CS 197581B1 CS 365877 A CS365877 A CS 365877A CS 365877 A CS365877 A CS 365877A CS 197581 B1 CS197581 B1 CS 197581B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- layer
- treated
- nitriding
- decarburized
- weight
- Prior art date
Links
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 title claims description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims description 10
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 title claims description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 15
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 9
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 claims description 8
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 7
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 claims description 7
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 claims description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 3
- KXZJHVJKXJLBKO-UHFFFAOYSA-N chembl1408157 Chemical compound N=1C2=CC=CC=C2C(C(=O)O)=CC=1C1=CC=C(O)C=C1 KXZJHVJKXJLBKO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000006396 nitration reaction Methods 0.000 claims description 3
- GKKCIDNWFBPDBW-UHFFFAOYSA-M potassium cyanate Chemical compound [K]OC#N GKKCIDNWFBPDBW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000000678 plasma activation Methods 0.000 claims description 2
- 238000009499 grossing Methods 0.000 claims 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims 2
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 claims 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 claims 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 claims 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims 1
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 210000002435 tendon Anatomy 0.000 claims 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 13
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 238000005261 decarburization Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 235000000396 iron Nutrition 0.000 description 1
- 229910001507 metal halide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000005309 metal halides Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Description
Vynález se týká způsobu vytváření hladkých povlaků z karbidů a nitridů kovů, zejména Ti, Zr, Hr, V, Nb, Ta, Si, popřípadě Cr, Mo, W, určeného k vytváření vodicích ploch pro vedení v nich uložených pohybujících se součástí.
Styčné třecí a vodicí plochy součástí mají mít povrch vytvořím tak, aby v co nejmenší míře docházelo k jejich opotřebování otěrem. V nemalé míře sc také často požaduje, aby i protisouěást nebyla otěrem opotřebovávána. V technické praxi sc tyto požadavky běžně řeší vhodnou volbou třecích dvojic z nestejných materiálů. Ve složitějších případech tyto způsoby nepostačují a řešení se hledá v použití měkkých výstelek, vyplněných tvrdšími částicemi nebo v použití tvrdých povlaků s nízkou drsností povrchu. K tomu účelu se tvrdé povrchové vrstvy poměrně pracně upravují. U tenkých povrchových vrstev není mechanická úprava prakticky proveditelná, neboť dochází k poškození souvislosti takové vrstvy a tím se její odolnost proti opotřebení značně snižuje.
Povlaky z nitridů anebo karbidů Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Si, popřípadě Cr, Mo, W, používané ke zhotovení vodicích ploch, se doposud vytváří na ocelích a litinách z halogenidů těchto kovů ve vodíkové, popřípadě inertní atmosféře s příměsí reakce schopné složky, jako dusíku, metanu, při zvýšené teplotě. Přitom dochází k difúzi kovu a reakce schopných složek do oceli a ke vzniku reakčního produktu, to je nitridu, popřípadě karbidů. Reakční produkt se vylučuje za běžně známých technologických podmínek, jako stejnorodá legující vrstva, poměrně rovnoměrně pokrývající zpracovaný, povrch ocelových nebo litinových součástí. Drsnost povrchu této krycí vrstvy závisí jednak na výchozí drsnosti ocelového nebo litinového povrchu, jednak na tloušťce vytvářené krycí vrstvy. Se zvětšujíc! se tloušťkou vytvářené krycí vrstvy roste vždy i drsnost povrchu této krycí vrstvy. Vzrůst drsnosti nepříznivě ovlivňuje mechanické vlastnosti krycí vrstvy, čímž se stává lámavější, křehčí a méně otěruvzdorná. Svými nepříznivými vlastnostmi, zejména tvorbou abrazivního prachu, zvyšuje otěr i u pohyblivých protisouěástí. V praxi se nežádoucí vlivy tlustších vrstev omezují tím, že se krycí vrstvy vytváří buď o tloušťce asi 10 μιη až 20 μτη nebo na tenké vrstvě oduhliěeného materiálu.
Jedno ze známých řešení, kterým se kryta' vrstvy získávají na tenké vrstvě oduhliěeného podkladového materiálu pro vytvoření vodicích ploch součástí, je popsáno v ěs. autorském osvědčení ě. 186099. Toto řešení spočívá v tom. že krycí vrstvy jsou tvořeny vnější částí tvrdě vrstvy, jejíž tloušťka odpovídá až 30ti násobku povrchové drsnosti vodicí plochy. Přitom tvrdá vrstva spočívá na měkké mezivrstvě vzniklé oduhličením materiálu. Tloušťka léto mezivrstvy je až 50ti násobek povrchové drsnosti vodicí plochy, přičemž tvrdost tvrdé vrstvy převyšuje tvrdost materiálu jí ved,ené součásti.
Ukázalo se, že těchto procesů, jiihiž se vytváří tvrdé povlaky, se v běžné praxi používá, zejména v rozmezí teplot 400 až 1500 °C k ochraně před opotřebením bud jen samotného povlečeného dílu nebo i k ochraně součásti před zvýšeným opotřebením. Přitom jsou ale; použitelné jen tehdy, jsou-li měrné tlaky troucích se ploch menší. Pro ostatní případy vyskytujících se měrných tlaků, není dosud známé vhodné technické řešení.
Uvedené nevýhody stávajících řešení a technologických postupů a další zdokonalení přináší způsob vytváření hladkých povlaků z karbidů a nitridů kovů podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se na vyhlazený povrch z karbidů a nitridů kovů dále působí nitridačním prostředím, tvořeným například nitridaění solnou lázní o složení 40 % hmotnostních kyanatanu draselného a 50 % hmotnostních kyanidu sodného při teplotě 550 až 700 °C, nebo nitridaění atmosférou, vytvořenou bud* ze štěpeného čpavku při 650 °C nebo radikálovou, iontovou, elektricky potenciálovou nebo plazmovou aktivací dusíkové nebo dusíkovodíkové atmosféry za teploty 300 až 550 °C a sníženého tlaku reaktivní atmosféry.
Výhodou řešení podle vynálezu je skutečnost, že nyní je možné vytvářet velmi hladké až lesklé povlaky prakticky na každém ocelovém nebo litinovém povrchu. Přitom jsou tyto povlaky uloženy na velmi tvrdém podkladu a mají popřípadě vhodnou mosaikovou strukturu, vytvořenou výhodně z nestejných povrchových substrátů. Této výhody se dosahuje vytvořením mřížoví ve vrstvě z nitridů a karbidů kovů tak, že se na povlak z nitridu a karbidů kovů na oduhliěené vrstvě z podkladového materiálu znovu působí nitridaění solnou, lázní nebo nitridaění atmosférou. Prodloužením působení nitridaěního procesu se dosáhne zpevnění podklado-
Claims (1)
- Způsob vytváření hladkých povlaků z vrstev karbidů a nitridů kovů, zejména titanu, zirkonu, hafnia, vanadu, niobu, tantalu, křemíku, popřípadě chrómu, molybdenu, wolframu, vytvořených na oduhliěeném povrchu oceli nebo litiny a následovně upravených vyhlazením, například mechanickým vyhlazením za působení tlaku, vyznačený tím, že se na vyhlazený povrch z karbidů a nitridů kovů dále působí nitridačním prostředím, například nitridaění solnou lázní o šlového materiálu a dalšího zlepšení protikorozní odolnosti upraveného povrchu. Výhodné je také to, že tohoto způsobu je možno použít ke zpracování převážné většiny druhů ocelí i. litiny.Při postupu se nejdříve vytvoří povlak z nitridu Ti, Zr, Hr, V, Nh. Ta, Si, popřípadě Ur. Mo, W. Vzrůst drsnosti povrchu, vzniklý při tvorbě tvrdé vrstvy, se mechanickým zatlačením, například válečkováním nebo kalibrováním, vyhladí. Vyhlazením se tvrdé substance zamáčknou do měkké oduhliěené vrstvy nacházející se pod nitridovou vrstvou. S výhodou se toto vyhlazení provede pohybem kalibračního trnu v jednom směru, čímž se vytvoří jednosměrně orientované zárodky pro další růst krystalů. Na to se za účelem výrazného zlepšení technických vlastností působí na takto upravený povrch nitridačním prostředím v solných taveninách nebo v nilridaěníeh atmosférách. Protože nitridaění teploty jsou poměrně velmi nízké, je obvykle možné navázat na tuto operaci bezprostředně operacemi tepelného zpracování.Jako příklad se uvádí:Zpracování povrchu uhlíkové oceli, obsahující 0,60 % U při 800 až 1100 °U v atmosféře složené z 99,5% ll2 a 0.5% N2 s příměsí coa 0.05% TÍCI4. Po šesti hodinách se vytvoří vrstva TiN tloušťky 3 až 25 μιη na oduhliěené vrstvě oceli tlusté do ΙΟΟμιη. Drsnost povrchu vrstev tlustších nad 5 μιη vzroste z původních 0,8 až 1,0 HRa podle tloušťky vytvořené vrstvy i přes 6 HRa. Zatlačením takto vytvořených nerovností do měkké podložení vrstvy oduhliěené oceli se drsnost postupně sníží až na 0,5 HRa. Takto upravený povrch se zpracuje v nitridačním prostředí buď v solné taveni.ně o složení 40 % hmotnostních kyanatanu draselného a 50 % hmotnostních kyanidu sodného po dobu 2 hodin při teplotě 620 °C nebo v nitridaění atmosféře vytvořené štěpením čpavku při teplotě 650 °C po dobu 2 hodin. Vytvořená vrstva je hladká, korozně odolná a velmi otěru vzdorná.VYNÁLEZU žení 40 % hmotnostních kyanatanu draselného a 50 % hmotnostních kyanidu sodného při teplotě 550 až 700 °U, nebo nitridaění atmosférou vytvořenou buď ze štěpeného čpavku při 650 °C nebo radikálovou, iontovou, elektricky potenciálovou nebo plazmovou aktivací dusíkové nebo dusíkovodíkové atmosféry za teploty 300 až 550 °C při tlaku reaktivní atmosféry v rozmezí od 2 kPa až 115 kPa.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CS365877A CS197581B1 (cs) | 1978-10-09 | 1978-10-09 | Způsob vytváření hladkých povlaků z karbidů a nitridů kovů |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CS365877A CS197581B1 (cs) | 1978-10-09 | 1978-10-09 | Způsob vytváření hladkých povlaků z karbidů a nitridů kovů |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CS197581B1 true CS197581B1 (cs) | 1980-05-30 |
Family
ID=5377261
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CS365877A CS197581B1 (cs) | 1978-10-09 | 1978-10-09 | Způsob vytváření hladkých povlaků z karbidů a nitridů kovů |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CS (1) | CS197581B1 (cs) |
-
1978
- 1978-10-09 CS CS365877A patent/CS197581B1/cs unknown
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2825693B2 (ja) | コーティング工具およびその製造方法 | |
Matthews et al. | Hybrid techniques in surface engineering | |
US5217817A (en) | Steel tool provided with a boron layer | |
US3974555A (en) | Rolls for rolling mills and method for making same | |
US3717496A (en) | Machine parts having a wear-and abrasion-resistant surface | |
DE60000725D1 (de) | Mitteltemperatur-cvd-verfahren | |
Walkowicz et al. | Duplex surface treatment of moulds for pressure casting of aluminium | |
EP0383665B1 (fr) | Procédé de dépôt en phase vapeur à basse température d'un revêtement céramique du type nitrure ou carbonitrure métallique | |
Archer et al. | Chemical vapour deposited tungsten carbide wear-resistant coatings formed at low temperatures | |
CS197581B1 (cs) | Způsob vytváření hladkých povlaků z karbidů a nitridů kovů | |
Bogdanov et al. | The structure of the chromium plating on steel fabricated using iodine transport | |
RU1836484C (ru) | Способ нанесени нитридных слоев на детали из титана и его сплавов | |
JPS59229482A (ja) | 金属被覆物とその製造法 | |
JPH0770735A (ja) | 加工物表面の耐摩耗性の向上方法及びこれにより処理された加工物 | |
CS199185B1 (cs) | Způsob vytváření hladkých povlaků z karbidů a nitridů kovů | |
US3795537A (en) | Hard diffusion formed reaction coatings | |
US5164230A (en) | Method of applying a boron layer to a steel substrate by a cvd process | |
CS199184B1 (cs) | Způsob vytváření hladkých povlaků z karbidů a nitridů kovů | |
US2960421A (en) | Elimination of white layer in nitrided steel | |
CS199183B1 (cs) | Způsob vytvářeni hladkých povlaků z karbidů a nitridů kovů | |
EP0285722A2 (en) | An air cured composite coating and method for applying same | |
Kamminga et al. | Industrial feasibility of the nitrocoat process | |
CS199186B1 (cs) | Způsob vytváření hladkých povlaků z karbidů a nitridů kovů | |
JP2013076124A (ja) | 耐食性に優れた被覆物品の製造方法および被覆物品 | |
KR0136185B1 (ko) | 스텔라이트재에의 플라즈마 표면개질 복합코팅층의 형성방법 |