CS199186B1 - Způsob vytváření hladkých povlaků z karbidů a nitridů kovů - Google Patents

Způsob vytváření hladkých povlaků z karbidů a nitridů kovů Download PDF

Info

Publication number
CS199186B1
CS199186B1 CS655278A CS655278A CS199186B1 CS 199186 B1 CS199186 B1 CS 199186B1 CS 655278 A CS655278 A CS 655278A CS 655278 A CS655278 A CS 655278A CS 199186 B1 CS199186 B1 CS 199186B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
layer
volume
treated
reactive atmosphere
nitriles
Prior art date
Application number
CS655278A
Other languages
English (en)
Inventor
Jiri Bures
Jan Tomka
Jaroslav Prochazka
Original Assignee
Jiri Bures
Jan Tomka
Jaroslav Prochazka
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 Jiri Bures, Jan Tomka, Jaroslav Prochazka filed Critical Jiri Bures
Priority to CS655278A priority Critical patent/CS199186B1/cs
Publication of CS199186B1 publication Critical patent/CS199186B1/cs

Links

Landscapes

  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Description

Vynález se týká způsobu modifikování hladkých povlaků z karbidů a nitridů kovů, zejména Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Si, popřípadě Cr, Mo, W za účelem dosažení mosaikové struktury.
Plochy součástí, které jsou vystaveny při jejich funkci tření za podmínek zvyšujících hodnoty opotřebení a pracující za zvýšeného měrného tlaku, se všeobecně vytváří z velmi tvrdých a opotřebeni odolávajících materiálů, přičemž se přihlíží i k jejich působeni na protisoučást. V řadě případů se vytváří na funkčních plochách použe povrchové vrstvy o tloušťkách, majících vztah ještě k povoleným funkčním vůlím nebo k hodnotám dovoleného namáháni povrchu. V technické praxi se například osvědčilo p.ovlékání slinutých karbidů vrstvou karbidu titanu a potom vrstvou nitridu titanu. Podobné převrstvování je techniky použitelné i pro jiné materiály, jako oceli a litiny, avšak v těchto případech nedošlo k žádnému rozšíření, zřejmě s ohledem na těžkosti, vznikající při povlékání.
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 difusi kovu a reakce schopných složek do oceli a ke vzniku reakčního produktu, 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 sou/ stí. Drsnost povrchů tétč krycí vrstvy závisí jednak Aa výchozí drsnosti ocelového nebo litinového povrchu, jednak na tloušťce vytvářené krycí vrstvy. Se zvětšující se tloušťkou vytvářené krycí vrstvy roste vždy i drsnost povťchu této krycí vrstvy. Vzrůst drsnosti, nepříznivě ovlivňuje mechanické vlastnosti krycí vrstvy, čímž-se stává lámavéjší, křehčí a ' méně otěruvzdorná. Svými nepříznivými vlastnostmi, zejména tvorbou abrazivního prachu, zvyšuje otěr i u pohyblivých protisoufiástí. V praxi še nežádoucí,vlivy tlustších vrstev omezují tím, že se krycí vrstvy vytváří buá o tloušťce asi 10 μα až'20 jim nebo na tenké vrstvě oduhličeného materiálu.
Jedno ze známých řešení, kterým se krycí vrstvy získávají na tenké vrstvě oduhličeňého podkladového materiálu pro vytvoření vodicích ploch 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 oduhličením materiálu. Tloušťka této mezivrstvy je až 50ti' násobek povrchové drsnosti vodicí plochy, přičemž tvrdost tvrdé vrstvy převyšuje tvrďost materiálu jí vedené součásti.
Technologické zpracování krycích vrstev se u tohoto řešeni vytváří tak, že součást, 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 Mg a z 0,0001 % až 0,1 % hmotnostních obsahu halogenidů Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Si, popřípadě Cr, Mo, W. Usnadnění tvorby tvrdé vrstvy se pak provádí při podtlaku a při vložení Součásti do ionizujícího napětí nad 250 V nebo odpovídajícího koronárního výboje. Součást je přitom připojena ke katodě zařízení.
Všech těchto procesů, v praxi prováděných v rozmezí teplot 400 až 1500 °C, se běžně používá, přičemž každý proces sám o sobě je vhodný pro zoela určitou oblast použití. K vytváření Vrstev nitridu titanu jsou zejména vhodné oceli s nižším obsahem uhlíku, u oceli s vyšším obsahem uhlíku se vytváří obvykle mezivrstvy s karbidy.titanu. Nárůst povrchové drsnosti je menší u povlaků z nitridů titanu. Vytvářeni hladkých vrstev s mosaikovou strukturou doposud není známo.
Uvedené nevýhody stávajících řešeni a technologických postupů a další zdokonalení př: náší způsob vytváření hladkých povlaků z karbidů a nitridů kovů podle vynálezu, jehož podstata spočívú v tom, že se na vyhlazený povrch z karbidů á nitridů kovů dále působí reakt: ní atmosférou o složení 90 až 99 % objemových vodíku, 0,1 až 10 % objemových dusíku a 0,0<
až 1 % objemové halogenidů titanu, zirkonu, hafnia, vanadu, niobu, tantalu, křemíku, popř pádě chrómu, molybdenu nebo wolframu ža teplot 800 až 1400 C, popřípadě se působí touto reaktivní atmosférou při tlaku v rozmezí od 0,1 P'á až 1000 Píy az za teploty 400 až $>50 ®C s přídavnou radikálovou, iontovou, elektricky potenciálovou nebo plazmovou aktivací.
Mosaiková struktura, vytvořená z vrstev nitridů kovů, žejména Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Si, popřípadě Cr, Mo, W Způsobem podle vynálezu má řadu technických výhod. Povlaky jsou hladké až lesklé, přilnavé na každém ocelovém, litinovém nebo jiném povrchu. Přitom jsou v konečné fázi zakotveny do.velmi tvrdých a únosných podkladů. Velmi příznivé odolnosti ' proti opotřebení se dosahuje nestejnými vlastnostmi části, vytvářejících mosaikovou r .
strukturu, neboí mřížoví má vždy zcela odlišné, i když z hlediska fyzikálně chemických vlastností někdy i podobné vlastnosti. Těchto výhodných vlastností se právě dosáhlo tím, že se na povlak z nitridů a karbidů kovů, vytvořený na oduhličené vrstvě podkladového materiálu znovu působí reaktivní atmosférou, vytvářející povlak z nitridů stejného nebo i jiného kovu. V důsledku toho ae na povrchu vytvoří buď mřížoví so stejným nebo podobným složením jako bylo složení povlakové vrstvy nebo se mřížoví vytvoří z nitridů jiného kovu a vzniklá část povrchové vrstvy nlá i jiné složení a vlastnosti. Tloušíka takových vrstev může být i kolísavá od místa k místu.
Při postupu se nejdříve vytvoří povlak z nitridů Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Si, popřípadě Gr, Mo, W, stejně jako u známého postupu výše popsaného. Vzrůst drsnosti povrchu, vzniklý při tvorbě tvrdé vrstvy, se mechanickým zatlačením, například válečkováním nebo kalibrováním, vyhladl. Vyhlazením se tvrdé substance zamáčknou do měkké oduhličené vrstvy nacházející se pod nitridovou vrstvou. Toto 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 povroh reaktivní atmosférou, vytvářející povlak z nitridů stejného nebo i jiného kovu, tvořícího složku reaktivní atmosféry.
Příklad:
Zpracování povrchu uhlíkové oceli, obsahující 0,60 % hmotnostních uhlíku při 800 až 1100 °C v atmosféře složenéz 99,5 % hmotnostních vodíku, 0,5 % hmotnostních dusíku s příměsí 0,1 % hmotnostních TiCl^. Po šesti hodinách se vytvoří vrstva TiN tlouštky 3 až 25 (im na oduhličené vrstvě oceli, tlusté do 100 (im. D«jiost povrchu vrstev tlustších více jak 5 (im vzroste z původních 0,8 až 1 Hra podle tloušfky vytvořené vrstvy i přes 6 HRa. Zatlačením vytvořených nerovností do měkké podložní vrstvy oceli se d&iost sníží postupně až na 0,5 HRa. Takto upravená součást se poznovu vloží do reaktivní atmosféry při teplotě 800 až 1100 °C buď o výchozím složení nebo do atmosféry, kde TiCl^ je nahrazen 0,05 % objemových NbClg. Vytvořená vrstva je hladká, korozně odolná, s vynikající přilnavostí a velmi otěruvzdorná.

Claims (1)

  1. Způsob vytváření hladkých povlaků z vrstev karbidů a nitridů kovů, zejména titanu, zirkonu, háfnia, vanadu, niobu, tantalu, křemíku, popřípadě chrómu, molybdenu, wolframu, vylouče ných na oduhličeném 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 působíz reaktivní atmosférou o složení 90 až 99 % objemových vodíku,
    0,1 až 10 % objemových dusíků a 0,005. až 1 % objemové halogenidů titanu, zirkonu, hafnía, vanadu, niobu, tantalu, křemíku, popřípadě chrómu, molybdenu nebo wolframu za teplot 800 až 1400 °C, popřípadě se působí touto reaktivní atmosférou při tlaku v rozmezí od 0,1 Pa až 1000 Pa a za teploty 400 až 950 °C s přídavnou radikálovou, iontovou, elektricky potenciálovou nebo plazmovou aktivací.
CS655278A 1978-10-09 1978-10-09 Způsob vytváření hladkých povlaků z karbidů a nitridů kovů CS199186B1 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS655278A CS199186B1 (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
CS655278A CS199186B1 (cs) 1978-10-09 1978-10-09 Způsob vytváření hladkých povlaků z karbidů a nitridů kovů

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS199186B1 true CS199186B1 (cs) 1980-07-31

Family

ID=5412844

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS655278A CS199186B1 (cs) 1978-10-09 1978-10-09 Způsob vytváření hladkých povlaků z karbidů a nitridů kovů

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS199186B1 (cs)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4668214B2 (ja) 成形用金型
US4019873A (en) Coated hard metal body
DE2727250C2 (de) Oberflächenbeschichteter Sintercarbidgegenstand und Verfahren zu dessen Herstellung
US6350510B1 (en) Processing insert, and production of same
US4018631A (en) Coated cemented carbide product
US5217817A (en) Steel tool provided with a boron layer
Van Stappen et al. Characterization of TiN coatings deposited on plasma nitrided tool steel surfaces
Hübler et al. Plasma and ion-beam-assisted deposition of multilayers for tribological and corrosion protection
SE8600208L (sv) Forfarande for att beskikta maskindelar och verktyg med material av harda emnen och genom forfarandet framstellda maskindelar och verktyg
US3974555A (en) Rolls for rolling mills and method for making same
CN102149850A (zh) 卫浴用品
CN1859985A (zh) 金刚石涂层制品及其制造方法
JPH07173608A (ja) 耐摩耗性被覆部材
JP2017110248A (ja) 硬質皮膜及び金型
JP5129009B2 (ja) 金型用被膜
CS199186B1 (cs) Způsob vytváření hladkých povlaků z karbidů a nitridů kovů
JP2015180764A (ja) 硬質皮膜およびその形成方法、ならびに鋼板熱間成型用金型
CS199183B1 (cs) Způsob vytvářeni hladkých povlaků z karbidů a nitridů kovů
JPS5915984B2 (ja) 時計用外装部品
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
Gröning et al. Temperature-dependent surface modifications of AISI 316L and AISI 440C stainless steel substrates
US5164230A (en) Method of applying a boron layer to a steel substrate by a cvd process
CS199185B1 (cs) Způsob vytváření hladkých povlaků z karbidů a nitridů kovů
Critchlow et al. Adhesion of wear resistant hard coatings to steel substrates
CS197581B1 (cs) Způsob vytváření hladkých povlaků z karbidů a nitridů kovů