CS252707B1 - Method of titanium nitride's abrasion-proof layer formation on solid conductive substrate - Google Patents
Method of titanium nitride's abrasion-proof layer formation on solid conductive substrate Download PDFInfo
- Publication number
- CS252707B1 CS252707B1 CS848005A CS800584A CS252707B1 CS 252707 B1 CS252707 B1 CS 252707B1 CS 848005 A CS848005 A CS 848005A CS 800584 A CS800584 A CS 800584A CS 252707 B1 CS252707 B1 CS 252707B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- titanium nitride
- substrate
- conductive substrate
- electrically conductive
- vapor
- Prior art date
Links
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
Podstata spósobu vytvárania oteruvzdornej vrstvy nitridu titánu na pevnom elektricky vodivom substráte, ktorý je katodou v iónovoplátovacom systéme na zápornom elektrickom potenciáli oproti uzemnenej vákuovej komoře spočívá v tom, že na substrát obriatý na teplotu vyššlu ako 200 °C sa působí plazmou tvořenou inertným plynom a parami sublimujúceho hexakarbonylu volfrámu pri zníženom tlaku z intervalu 10~3 Pa až 10 Pa, za čím sa bezprostředné na substrát pósobí plazmou tvořenou dusíkom a parami odpařovaného titánu, a to pri tlaku z intervalu 10~3 Pa až 10 Pa.The essence of the method of making abrasion resistant titanium nitride layers on solid electrically conductive substrate, which is a cathode in the ionic coating system on the negative electrical potential versus grounded vacuum the chamber is that on the substrate giant at a temperature above 200 ° C is working an inert gas plasma; vapor-subliming tungsten hexacarbonyl under reduced pressure from 10 ~ 3 Pa to 10 Pa, behind the substrate with nitrogen-containing plasma vapor-evaporated titanium, under pressure from 10 ~ 3 Pa to 10 Pa.
Description
Vynález sa týká spósobu vytvárania oteruvzdornej vrstvy nitridu titánu na pevnom elektricky vodivom substráte vo vákuu v plazme.The invention relates to a method of forming a wear resistant layer of titanium nitride on a solid electrically conductive substrate under vacuum in a plasma.
V súčasnom období existuje celý rad metód a postupov, pomocou ktorých je možno vytvárať na pevných substrátoch vrstvy nitridu titánu. Medzi najvýznamnejšie metody patří metoda chemického povlakovania, tzv. metoda CVD, ďalej sú to metódy magnetrónového naprašovania a iónového plátovania.At present, there are a number of methods and processes by which layers of titanium nitride can be formed on solid substrates. The most important methods are the chemical coating method, so-called. CVD method, furthermore are magnetron sputtering and ion cladding methods.
Značnou nevýhodou chemického nanášania vrstiev nitridov titánu je nutnost ohřevu-substrátu na teploty 900 °C až 1100°C, pričom takto* vytvárané vrstvy sú v mnohých prípadoch málo přilnavé a ich povrch má v mnohých prípadoch nevyhovujúcu mikrogeometriu. Metodami reaktívneho iónového naprašovania a iónového plátovania je v súčasnosti možné vytvárať vrstvy nitridu titánu na rýchlorezných oceliačh, hliníkových zliatinách, titánových zliatinách, konštrukčných a nástrojových oceliach atd. pri teplotách do 550 °C, avšak vzhíadom na nehomogenity povrchových vlastností týchto- substrátov sa v mnohých prípadoch vyskytuje nevyhovujúca přilnavost povlakov nitridu titánu, čo má negativny vplyv na oteruvzdornosf. a ďalšie úžitkové vlastnosti systému podložka — vrstva.A considerable disadvantage of chemical deposition of titanium nitride layers is the necessity of heating the substrate to a temperature of 900 ° C to 1100 ° C, the layers thus formed are in many cases poorly adherent and in many cases their surface has poor microgeometry. Reactive ion sputtering and ion cladding methods are currently capable of forming titanium nitride layers on high speed steel, aluminum alloys, titanium alloys, structural and tool steels, etc. at temperatures up to 550 ° C, however, due to the inhomogeneities of the surface properties of these substrates, in many cases the unsatisfactory adhesion of titanium nitride coatings occurs, which has a negative effect on wear resistance. and other utility properties of the washer-layer system.
V doposiaí používaných spósoboch přípravy vrstiev nitridu titánu neboli použité výhodné vlastnosti dané kombináciou tenkej vrstvy volfrámu a vrstvy nitridu titánu, ako povlaku na elektricky vodivom substráte.In the prior art methods of preparing titanium nitride layers, the advantageous properties given by the combination of a tungsten thin layer and a titanium nitride layer as a coating on an electrically conductive substrate have not been used.
Vyššie uvedené nedostatky odstraňuje spósob vytvárania Oteruvzdornej vrstvy nitridu titánu na elektricky vodivom substráte, podla vynálezu, ktorého podstatou je, že na pevný elektricky vodivý substrát, ktorý je katodou v iónovoplátovacom systéme na zápornom elektrickom potenciáli oproti uzemnenej vákuovej komoře a ktorý je ohriatý na teplotu vyššiu ako 200 °C a nižšiu ako je bod topenia daného* substrátu sa pósobí plazmou tvořenou inertným plynom, zvyčajne argónom, a parami sublimujúceho hexakarbonylu volfrámu pri zníženom tlaku z intervalu 10~3 Pa až 10 Pa, za čím sa bezprostredne na pevný elektricky vodivý substrát pósobí plazmou tvořenou dusíkom a parami odpařovaného titánu za zníženého tlaku z intervalu 10~3 Pa až 10 Pa.The above drawbacks overcome the method of forming an abrasion-resistant titanium nitride layer on an electrically conductive substrate according to the invention which is based on a solid electrically conductive substrate which is a cathode in an ion-plating system at negative electrical potential over a grounded vacuum chamber and heated to a higher temperature. above 200 ° C and below the melting point of the substrate is treated with an inert gas plasma, usually argon, and tungsten hexacarbonyl sublimating vapors at reduced pressure from 10 -3 Pa to 10 Pa, immediately resulting in a solid electrically conductive substrate it works with nitrogen-containing plasma and vaporized titanium vapor under reduced pressure from 10 -3 Pa to 10 Pa.
Podstata vynálezu je bližšie vysvětlená na následovných príkladoch.The invention is illustrated by the following examples.
Ocelový substrát bol umiestnený vo vákuovej komoře odčerpanej na počiatočný tlak lO3 Pa, ako elektroda tvoriaca katodu oproti uzemnenej vákuovej komoře. Po očistění a ohřeve substrátu na teplotu 200 °C v tlejivom výboji argonu při tlaiku 2.10'1 Pa a zápornom elektrickom potenciáli —3,2 kV na substráte oproti uzemnenej vákuovej komoře, bolo započaté so sublimáciou hexakarbonylu volfrámu, a to pomocou odporového ohřevu. Za týchto podmienok boli páry hexakarbonylu volfrámu v priestore plazmy a na povrchu substrátu rozkládané na volfrám v stave zrodu a oxid uholnatý, čím bola na povrchu substrátu vytvořená vrstva volfrámu o hrúbke 0,4 μΐη. Po vzniku tejto vrstvy bol uzatvorený přívod pár hexakarbonylu volfrámu a přívod argonu a bezprostredne za tým bol odpařovaný titán metodou elektrónového lúča pri výkone lúča 3 kW a pri tlaku dusíka 3.10_1 Pa a pri zápornom elektrickom potenciáli ma substráte —3,2 kV oproti uzemnenej vákuovej komoře. Týmto spósobom bola na ocelověj podložke vytvořená vrstva pozostávajúca z volfrámu a nitridu titánu o hrúbke 0,4 μΐη a 5 ^m.A steel substrate was placed in a vacuum chamber pumped to the initial pressure of 3 Pa lO, as the electrode forming a cathode over the grounded vacuum chamber. After the substrate was cleaned and heated to 200 ° C in a glowing argon discharge at a pressure of 2.10 < -1 > Pa and a negative electrical potential of -3.2 kV on the substrate against a grounded vacuum chamber, sublimation of tungsten hexacarbonyl was initiated by resistance heating. Under these conditions, tungsten hexacarbonyl vapors in the plasma space and on the surface of the substrate decomposed into tungsten at birth and carbon monoxide to form a 0.4 μΐη tungsten layer on the surface of the substrate. After the formation of this layer, the tungsten hexacarbonyl vapor and argon vapors were closed and immediately thereafter titanium was evaporated by electron beam method at 3 kW beam at a nitrogen pressure of 3.10 _1 Pa and with a negative electrical potential having a substrate of –3.2 kV compared to a grounded vacuum chamber. In this way, a layer consisting of tungsten and titanium nitride of 0.4 μΐη and 5 µm thickness was formed on the steel support.
V ďalšom případe bol použitý substrát z SK, na ktorom bola vyššie popísaným postupom připravená vrstva volfrámu a nitridu titánu o hrůbkách 0,2 ^m a 4^m, a to pri teplote podložky 600 °C, potenciáli — 3 kV, tlaku 10“2 Pa pri přípravě vrstvy volfrámu a tlaku 5.101 Pa pri přípravě vrstvy nitridu titánu. ůwjIn another case, a substrate of SK was used, on which a tungsten and titanium nitride layer of 0.2 µm and 4 µm depths was prepared as described above, at a substrate temperature of 600 ° C, a potential of 3 kV, a pressure of 10 " 2. Pa in the preparation of a tungsten layer and a pressure of 5.10 l Pa in the preparation of a titanium nitride layer. UWJ
Povlaky připravené pri vyššie popísaných parametroch vykazovali zvýšenú přilnavost oproti povlakom, ktoré boli bez medzivrstvy volfrámu, a v závislosti na parametroch přípravy sa odlišovali róznymi štruktúrami.The coatings prepared at the parameters described above exhibited increased adhesion over coatings that were free of tungsten interlayer and differed in different structures depending on the preparation parameters.
Vrstvy připravené podlá vynálezu, vykazuji! zvýšenú přilnavost do hrúbok vrstiev volfrámu menších ako 1 μΐη oproti vrstvám nitridu titánu, ktoré sú připravené bez medzivrstvy volfrámu. Súčasne je u týchto vrstiev s podkladovou vrstvou volfrámu zachovaná vysoká oteruvzdornosť a dobré trecie vlastnosti, ktoré sú dané vlastnosťami nitridu titánu. Tieto vlastnosti predurčujú dané vrstvy k aplikáciám na nástroje, predovšetkým režné, a na obzvlášť namáhané tribologické uzly.The layers prepared according to the invention show: increased adhesion to the tungsten layer thicknesses of less than 1 μΐη over titanium nitride layers prepared without the tungsten interlayer. At the same time, high wear resistance and good frictional properties due to titanium nitride properties are maintained with these tungsten backing layers. These properties predetermine the layers to be applied to instruments, in particular gray ones, and to particularly stressed tribological nodes.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CS848005A CS252707B1 (en) | 1984-10-22 | 1984-10-22 | Method of titanium nitride's abrasion-proof layer formation on solid conductive substrate |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CS848005A CS252707B1 (en) | 1984-10-22 | 1984-10-22 | Method of titanium nitride's abrasion-proof layer formation on solid conductive substrate |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CS800584A1 CS800584A1 (en) | 1987-03-12 |
CS252707B1 true CS252707B1 (en) | 1987-10-15 |
Family
ID=5430096
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CS848005A CS252707B1 (en) | 1984-10-22 | 1984-10-22 | Method of titanium nitride's abrasion-proof layer formation on solid conductive substrate |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CS (1) | CS252707B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CZ303867B6 (en) * | 2009-03-26 | 2013-06-05 | Vysoké ucení technické v Brne | Device for application of ultra thin layers |
-
1984
- 1984-10-22 CS CS848005A patent/CS252707B1/en unknown
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CZ303867B6 (en) * | 2009-03-26 | 2013-06-05 | Vysoké ucení technické v Brne | Device for application of ultra thin layers |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CS800584A1 (en) | 1987-03-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Sproul | Physical vapor deposition tool coatings | |
US5679448A (en) | Method of coating the surface of a substrate and a coating material | |
Nakamura et al. | Applications of wear-resistant thick films formed by physical vapor deposition processes | |
US4401719A (en) | Highly hard material coated articles | |
US4507189A (en) | Process of physical vapor deposition | |
Kobayashi et al. | TiN and TiC coating on cemented carbides by ion plating | |
US5858181A (en) | Physical vapor deposition of titanium nitride on a nonconductive substrate | |
US8440327B2 (en) | Method of producing a layer by arc-evaporation from ceramic cathodes | |
US5366564A (en) | Hard wear-resistant film and method for production thereof | |
CA2121266A1 (en) | Surface Preparation and Deposition Method for Titanium Nitride Onto Carbonaceous | |
JPH0588310B2 (en) | ||
Löffler | Systematic approach to improve the performance of PVD coatings for tool applications | |
CN108118304A (en) | Nano-composite coating and its preparation process | |
US5185211A (en) | Non-stoichiometric titanium nitride coating | |
US4820392A (en) | Method of increasing useful life of tool steel cutting tools | |
Lopez et al. | Highly adherent diamond coatings deposited onto WC-Co cemented carbides via barrier interlayers | |
JPH0356675A (en) | Coating of ultrahard alloy base and ultrahard tool manufactured by means of said coating | |
US4963237A (en) | Method for electrochemical activation of IVD aluminum coatings | |
CS252707B1 (en) | Method of titanium nitride's abrasion-proof layer formation on solid conductive substrate | |
US4925346A (en) | Method of increasing useful life of tool steel cutting tools | |
JPS6242995B2 (en) | ||
GB2227755A (en) | Improving the wear resistance of metallic components by coating and diffusion treatment | |
EP0518879A1 (en) | Physical vapor deposition of titanium nitride on a nonconductive substrate | |
JPH05239620A (en) | Manufacture of corrosion resistant hard multilayer film | |
Ahmed | Ion plating: optimum surface performance and material conservation |