CS199185B1 - Způsob vytváření hladkých povlaků z karbidů a nitridů kovů - Google Patents
Způsob vytváření hladkých povlaků z karbidů a nitridů kovů Download PDFInfo
- Publication number
- CS199185B1 CS199185B1 CS655178A CS655178A CS199185B1 CS 199185 B1 CS199185 B1 CS 199185B1 CS 655178 A CS655178 A CS 655178A CS 655178 A CS655178 A CS 655178A CS 199185 B1 CS199185 B1 CS 199185B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- carbonitriding
- layer
- carbides
- weight
- nitrides
- Prior art date
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims description 9
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 title claims description 8
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 title 1
- 238000005256 carbonitriding Methods 0.000 claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 11
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 10
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 9
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 4
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 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
- GKKCIDNWFBPDBW-UHFFFAOYSA-M potassium cyanate Chemical compound [K]OC#N GKKCIDNWFBPDBW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- 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
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims 1
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 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
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000010936 titanium Substances 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 26
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 6
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-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
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000005261 decarburization Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 229910001507 metal halide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000005309 metal halides Chemical class 0.000 description 1
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance 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, ^ejména Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Si, popřípadě Cr, Mo, W, určeného k vytváření vodicích ploch pro vedení v nich uložených pohybujících s.e součástí.
Λ ·
Styčné třecí a vodicí plochy součástí mají mít povrch vytvořen tak, aby v co nejmenší míře docházelo k jejich opotřebování otěrem. V'nemalé míře se také často požaduje, aby' i protisoučást nebyla opotřebovávána otěrem. V technické praxi se 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, popřípadě s amorfní strukturou. K těmto účelům se tvrdé povrchové vrstvy poměrně pracně upravují. U tenkých povrchctvých vrstev není mechanická úprava prakticky proveditelná, neboí dochází k poškození souvislosti takové vrstvy a tím se její odolnost proti opotřebení značně snižuje. V technické praxi se však vyskytuje rovněž potřeba řešení pro vysoké měrné zatíženi troucítx se ploch, tedy pro případy, kdy oba použité materiály mají vysokou tvrdost a z rozměrových důvodů není možné styčné plochy zvětšit nebo konstrukčně jinak upravit.
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
199 185 \ . .-- r ř; ú'ť 2 dusíku, metanu, při zvýšené teplotě. Přitom dochází k difúzi kovu a reakce schopných složek do oceli a ke vzniku reakčního produktů, to je nitridů, popřípadě karbidů. Reakční produkt se vylučuje za běžně* známých technologických podmínek, jako stejnorodá legující vrstva, poměrně rovnoměrně pokrývající zpracovaný povrch ocelových nebo litinových součástí, prsnost povrchu této krycí vrstvy závisí jednak na výchozí drsnosti ocelového nebo litinového povrchu, jedhak na tloušťce vytvářené krycí vrstvy. Se zvětšující se tloušťkou vytvářené krycí vrstvy roste ,vždy i dsnost povrchu této krycí vrstvy. Vzrůst denosti nepříznivě ovlivňuje mechanické vlastnosti krycí vrstvy, čímž še stává lámavější, křehčí a méně otěruvzdorná. Svými nepříznivými vlastnostmi, zejména tvorbou abrazivního plachu, zvyšuje otěr i u pohyblivých protisoúčástí. V praxi se nežádoucí vlivy tlustších vrstev ' / · _ omezují tlm, že se krycí vrstvy vytváří bud o tloušťce asi 10 fitn až 20 pm nebo na tenké vrstvě oduhličeného materiálu.
Jedno ze známých řešení, kterým se krycí vrstvy získávají na tenké vrstvě oduhličeného podkladového-materiálu pro ^vytvoření vodicích plech součástí', spočívá v tom, že krycí vrstvy jsou tvořeny vnější částí tvrdé vrstvy, jejíž tloušťka odpovídá, až 30ti násobku povrchové drsnosti vodicí, plochy. Přitom tvrdá vrstva spočívá na měkké mezivrstvě vzniklé oduhličenim materiálu. Tloušťka této mezivrstvy je až 50ti násobek povrchové drsnosti vodicí plochy, přičemž tvrdost tvrdé vrstvy převyšuje tvrdost materiálu jí vedené součásti. !
Technologické zpracování krycích vrstev se u tohoto řešení vytváří tak, že součást, , ' v. .
na které mají být vytvořeny, se vloží do reaktivní atmosféry při barometrickém tlaku .
' o teplotě kolem 1150 °C s obsahem Hg v rozmezí 50 % až 99,5 % hmotnostních, 49 % až 0,45 % hmotnostních obsahu Ng a z 0,0001 % až 0,1 % hmotnostních z obsahu halogenjdů Ti, Zr,
Hf, V, Nb, Ta, Si, popřípadě Cr, Mo, W. Usnadněni tvorby tvrdé vrstvy se pak provádí při podtlaku a při vloženi souěásti do ionizujícího napětí nad 250 V nebo odpovídajícího koronárního výboje. Součást je přitom připojena ke katodě, zařízení.
V praxi je použiti těchto procesů omezeno rozsahem použitelných měrných tlaků a třecími vlastnostmi upravených povrchů, Technická řešení, která by v daných případech vedla ke snížení hodnot měrného opotřebení , zvýšeni tvrdosti zpracovávaných plech -bez nežádoucího zvýšeni drsnosti zpracovávaného povrchu nejsou doposud známá.
Uvedené nevýhody stávajících řešeni a technologických postupů a další zdokonalení přináší způsob vytváření hladkých povlaků z karbidů a nitridů kovů podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že so na vyhlazený povrch z karbidů a nitridů kovů dále působí karbonitridačnim prostředím, například solnou lázní o složení 30 % hmotnostních kyanatanu draselného a 50 % hmotnostních kyanidu sodného při teplotě 750 až 950 °C nebo karbonitridačni atmosférou, například o složení 40 % objemových dusíku, 10 % objemových metanu f
a zbytek štěpený čpavek .při teplotě 550 až 750 °C.
Povlaky vytvořené podle vynálezu,' jsou nezávisle na tloušťce vrstvy velmi hladké až lesklé, .jsou vytvořeny na tepelně zpracovatelném podkladu oceli nebo litiny, jsou amorfní, mají mosaikovou strukturu, a proto i vysokou otěruvzdornost. Rovněž mají malé tlakové pnuti. Těchto všech vlastností sedosahuje vytvořením mřížoví z nitridů, karbidů a karbonitridů kovů tak, že se ná povlak z nitridů a karbidů kovů na oduhličené vrstvě z podkladovéhomateriálu znovu působí karbonitridáční solnou, lázní nebo karbonitridáční atmosférou. Prodloužením působení nitridačnlho procesu se dosáhne zpevnění podkladového materiálů, a dalšího zvýšení protikorozní odolnosti upravovaného povrchu. Výhodné je také to, že způsobu lze použít ke zpracování převážné většiny druhů oceli a litiny.
Při postupu se nejdříve vytvoří povlak z nitridů Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Si, popřípadě Cr, Mo, W, stejně jako podle výše popsaného Zhámého' postupu. Vzrůst drsnosti povrchu, vzniklý při tvorbě tvrdé vrstvy, se mechanickým zatlačením, například válečkováním nebo kalibrováním, vyhladí. Vyhlazením se tvrdé substance zamáčknou do měkké oduhličené vrstvy
- nacházející se pod nitridovou vrstvou. Teto vyhlazení se 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 povr.ch karboniťridačním prostředím buá v solných taveninách nebo karbonitridačních atmosférách. Teploty pro karbonitridaci jsou vhodné pro provedení na ně navazujícího tepelw ného zpracování. '
Příklad:
Zpracování povrchu uhlíkové oceli, obsahující 0,60 % hmotnostních uhlíku při 800 až 1100 °C v atmosféře složené z 99,5 % hmotnostních vodíku a 0,5 % hmotnostních dusíku s příměsí 0,1 % hmotnostních TiCl^. Po šesti hodinách se vytvoří vrstva TiN tloušíky 3 až 25 |im na oduhličené vrstvě oceli o tloušíce 100 μιη. Disiost povrchu vrstev tlustších nad 5 jum vzreste z původních 0,8 HRa podle vytvářené tloušíky i přes 6 HRa. Zatlačením takto vytvořených nerovností do měkké podložní vrstvy z oduhličené oceli se dgnost postupně sníží až na asi 0,5 HRa. Takto upravený povrch se zpracuje v karbonitridačnímprostředí buá v solné tavenině o složení 30 % hmotnostních kyanátanu draselného a 50 % hmotnostních kyanidu sodného při teplotě 750 až 950 °C nebo karbonitridáční atmosférou, například o složení 40 % objemových dusíku, 10 % objemových éietanU, přičemž zbytek tvoří štěpený čpavek při teplotě 700 až 950 °C, a topo dobu šesti hodin. Vytvořené vrstvy jsou hladké, korozi odolné a velmi otěruvzdorné.
PŘEDMĚT VYN Á L E'Z U ,
Claims (1)
- PŘEDMĚT VYN Á L E'Z U , r · '· .Způsob vytváření hladkých povlaků z karbidů a nitridů kovů, zejména titanu, zirkonu, hafnia, vanadu, niobu, tantalu, křemíku, popřípadě chrómu, molybdenu, wolframu, vytvořených na oduhličeném povrchu oceli nebo litiny a následovně upraveném, například vyhlazením za působení tlaku, vyznačený tím, že se na vyhlazený povrch z karbidů a “nitridů kovů dále působí karbonitridačním prostředím, například solnou lázni o složení 30,% hmotnostních kyanatanu draselného a 50 % hmotnostních kyanidu sodného při teplotě 750 až 950 °C nebo karbonitridačni atmosférou, například o složeni 40 % objemových dusíku, 10 % objemových metanu a zbytek štěpený „čpavek při teplotě 550 až 750 °C.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CS655178A CS199185B1 (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 |
---|---|---|---|
CS655178A CS199185B1 (cs) | 1978-10-09 | 1978-10-09 | Způsob vytváření hladkých povlaků z karbidů a nitridů kovů |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CS199185B1 true CS199185B1 (cs) | 1980-07-31 |
Family
ID=5412830
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CS655178A CS199185B1 (cs) | 1978-10-09 | 1978-10-09 | Způsob vytváření hladkých povlaků z karbidů a nitridů kovů |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CS (1) | CS199185B1 (cs) |
-
1978
- 1978-10-09 CS CS655178A patent/CS199185B1/cs unknown
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Naeem et al. | Wear and corrosion studies of duplex surface-treated AISI-304 steel by a combination of cathodic cage plasma nitriding and PVD-TiN coating | |
JP2825693B2 (ja) | コーティング工具およびその製造方法 | |
US3837896A (en) | Sintered cemented carbide body coated with two layers | |
JP2823592B2 (ja) | 被覆工程で脱炭可能な基体の被覆体 | |
US5368939A (en) | Hard multilayer coated product and process for producing same | |
Yin et al. | Formation of titanium carbide on graphite via powder immersion reaction assisted coating | |
US5217817A (en) | Steel tool provided with a boron layer | |
USRE29420E (en) | Sintered cemented carbide body coated with two layers | |
CN1859985A (zh) | 金刚石涂层制品及其制造方法 | |
JPH07100701A (ja) | 被覆切削工具とその製造方法 | |
IL127298A (en) | Coated cutting tool | |
EP0383665B1 (fr) | Procédé de dépôt en phase vapeur à basse température d'un revêtement céramique du type nitrure ou carbonitrure métallique | |
US7132129B2 (en) | Method of forming a diamond coating on an iron-based substrate and use of an iron-based substrate for hosting a CVD diamond coating | |
EP0268248A2 (en) | Method of forming a nitride or carbonitride layer | |
Sen et al. | Effect of copper on boride layer of boronized ductile cast irons | |
Karimi Zarchi et al. | Comparison of the activation energies of the formation of chromium carbide coating on carburized and uncarburized AISI 1020 steel | |
Wei et al. | Characterization on multi-layer fabricated by TRD and plasma nitriding | |
CS199185B1 (cs) | Způsob vytváření hladkých povlaků z karbidů a nitridů kovů | |
FR2514032A1 (fr) | Revetement a base de chrome pour acier resistant a l'usure et procede de preparation | |
Doyle et al. | Nitriding of high speed steel | |
Moretti et al. | Duplex treatment on AISI D2 tool steel: plasma nitriding and reactive deposition of TiN and TiAlN films via magnetron sputtering | |
Gröning et al. | Temperature-dependent surface modifications of AISI 316L and AISI 440C stainless steel substrates | |
CS197581B1 (cs) | Způsob vytváření hladkých povlaků z karbidů a nitridů kovů | |
Türk et al. | Structural characterization of fluidized bed nitrided steels | |
CS199183B1 (cs) | Způsob vytvářeni hladkých povlaků z karbidů a nitridů kovů |