CS199186B1 - Způsob vytváření hladkých povlaků z karbidů a nitridů kovů - Google Patents
Způsob vytváření hladkých povlaků z karbidů a nitridů kovů Download PDFInfo
- 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
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims description 12
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 title claims description 7
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 title 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 14
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 9
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 9
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 9
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims description 8
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 7
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 4
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000009499 grossing Methods 0.000 claims description 3
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 3
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 3
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 3
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000000678 plasma activation Methods 0.000 claims description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 28
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 3
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 3
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 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
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- -1 titanium carbides Chemical class 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 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
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 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
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 235000000396 iron Nutrition 0.000 description 1
- 239000002346 layers by function Substances 0.000 description 1
- 229910001507 metal halide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000005309 metal halides Chemical class 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N trimethyl(1,1,2,2,2-pentafluoroethyl)silane Chemical compound C[Si](C)(C)C(F)(F)C(F)(F)F MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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)
- 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.
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) |
-
1978
- 1978-10-09 CS CS655278A patent/CS199186B1/cs unknown
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 |