DD153976A3

DD153976A3 - COATING METHODS, ESPECIALLY FOR RAZOR BLADE CUTTING, AND RASIER BLADES PRODUCED THEREBY

Info

Publication number: DD153976A3
Application number: DD20911378A
Authority: DD
Inventors: Manfred Rost; Horst Geier; Max Pertsch
Original assignee: Manfred Rost; Horst Geier; Max Pertsch
Priority date: 1978-11-16
Filing date: 1978-11-16
Publication date: 1982-02-17

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Beschichtungsverfahren fuer Feinschneiden, insbesondere Rasierklingenschneiden, und eine danach hergestellte Rasierklinge. Ziel der Erfindung ist die Herstellung v. Rasierklingen- u. anderen Feinstschneiden mit verbesserter Standfestigkeit durch hoehere Schneidenhaerte und besserer Haftfaehigkeit der Gleitschicht. Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens, mit dem eine Folge duenner, gleichmaessig dicker Schichten unterschiedlicher Zusammensetzung und ohne scharfen Uebergang zwischen ihnen auf Substrate mit unterschiedlichem Neigungswinkel zum Target auftragbar ist. Erfindungsgemaess wird die in einer Plasmazerstaeubungsvorrichtung zunaechst aufgestaeubte Metallschicht vor allem im Bereich der Schneidkanten bis zu einem Mehrfachen der Solldicke aufgetragen und danach in einem inerten Plasma oder einem Plasma mit mindestens einer chemisch reaktionsfaehigen Komponente bis zur Solldicke abgetragen. Dabei wird die Schichtdicke homogenisiert und enthaelt im Oberflaechenbereich Atome der inerten bzw. reaktionsfaehigen Atmosphaere. Die danach hergestellte Rasierklinge enthaelt nahezu gleichmaessig dicke Schichten unterschiedlicher Zusammensetzung ohne scharfen Uebergang. Anwendungsgebiet: Rasierklingen, Feinstschneiden.The invention relates to a coating method for fineblanking, in particular razor blade cutting, and a razor blade produced thereafter. The aim of the invention is the preparation v. Razor blade u. Other Feinstschneiden with improved stability by higher cutting edges and better adhesion of the sliding layer. The object of the invention is to provide a method by which a sequence of thin, uniformly thick layers of different composition and without a sharp transition between them on substrates with different inclination angle to the target can be applied. According to the invention, the metal layer which is initially thinned out in a plasma atomization device is applied, in particular in the region of the cutting edges, to a multiple of the nominal thickness and then removed in an inert plasma or a plasma with at least one chemically reactive component to the desired thickness. In the process, the layer thickness is homogenized and contains atoms of the inert or reactive atmosphere in the surface area. The razor blade produced thereafter contains almost uniformly thick layers of different composition without sharp transition. Application: razorblades, fineblanking.

Description

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(Eitel der Erfindung (Title of the invention

Beschichtungsv erfahren j insbesondere für Rasierkling ensc !meiden, und danach, hergestellte .RasierklingeCoating methods are particularly useful for razor blade shaving, and thereafter, manufactured razor blade

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindimg betrifft ein Beschichtungsverfahren für Fein-Schneidens, insbesondere Rasierklingenschneiden, und eine nach diesem Verfahren hergestellte, schneidenbeschichtete Rasierklinge. Der verfahrenstechnische Teil der !Erfindung isr darüber hinaus auch anwendbar bei der beschichtung von (jegenständen, deren Joegrenzungsflachen bei der gegenseitigen Berührung einen nach außen offenen Winkel einschließen.The invention relates to a coating method for fine cutting, in particular razor blade cutting, and a blade-coated razor blade produced by this method. The procedural part of the invention is also applicable in the coating of articles (the articles whose joint surfaces enclose an outwardly open angle in the mutual contact.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Es ist bekannt", die Schneiden von aus unterschiedlichen Werkstoffen hergestellten Rasierklingen zur Erhöhung der Standzeit bzw β zur Verbesserung der Schneidfähigkeit mit einzelnen Schien= ten oder auch mit einem System von Schichten zu versehen» Dabei kommt nach beispielsweise'genannten DID-OS 24-16 560 und US-PS 3 754 329 als letzte Schicht ein Kunststoff, in der Regel ein Fluorkohlenstoff polymer, zur Anwendung, wodurch eine gute Gleitfähigkeit der Klinge auf der Haut und damit eine sanfte Rasur erreicht werden solle Diese Gleitschicht kann unmittelbar auf dem Klingenwerkstoff oder auf eine als Haftvermittler wirkende Zwischenschicht aufgetragen werden.Characteristic of the known technical solutions It is known "to provide the cutting edges of razor blades made of different materials for increasing the service life or β for improving the cutting capability with individual rails or else with a system of layers" OS 24-16 560 and US Pat. No. 3,754,329 as a last layer a plastic, usually a fluorocarbon polymer, for use, whereby a good lubricity of the blade on the skin and thus a gentle shave should be achieved This sliding layer can immediately be applied to the blade material or on an acting as a bonding agent intermediate layer.

Da teilweise die für die Rasierklingenherstellung aus wirtschaftlichen Gründen eingesetzten' Werkstoffe die notwendige Schneidenstabilität nicht erreichen können, ist es bekannt, auf die fertig geschliffene Rasierklingenschneide zunächst eine dünne j aber dichte Schicht eines harten Werkstoffes als Korrosions··Since some of the materials used for razor blade production for economic reasons can not reach the necessary edge stability, it is known to apply a thin but dense layer of a hard material to the finished razor blade edge first as corrosion.

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schutz aufzutragen, durch den gleichzeitig die notwendige Härteder Seimeide erreicht und damit.deren Stabilität verbessert .wirde Durch die GB-PS 1 251 814 ist beispielsweise bekannt geworden, unmittelbar auf die Schneiden einer Rasierklinge durch Kathodenzerstäubung ein Metall, beispielsweise Chrom, aufzutragen* Diese Schicht wirkt als Korrosionsschutz für den darunter liegenden Werkstoff gegenüber den Medien Wasser und Rasierschaura und erhöht die Härte der Schneidkante«For example, GB-PS 1 251 814 discloses that a metal, for example chromium, is applied directly to the edges of a razor blade by cathode sputtering. This layer acts as corrosion protection for the underlying material against the media water and shaver and increases the hardness of the cutting edge «

Durch die US-PS 3 838 512 ist bekannt geworden, eine Stabilisierungsschicht aus einer metallischen Grundschicht, z»B_e aus Ghrom_s und einer darüberliegenden Verbindungsscnicht, z»B* aus Chromnitrid, aufzutragen» Das Auftragen des Schichtsystems erfolgt mittels Kathodenzerstäubung nacheinander von verschiedenen Targets» Dabei werden die Rasierklingen stapelvreise in eine Vakuumkammer eingebracht und mit ihren Schneiden auf'eine Targetelektrode ausgerichtet. Die Beschichtung erfolgt, indem in der Vakuumkammer bei "Unterdruck ein Plasma erzeugt und die Targetelektrode einige hundert Volt negativ gegen das Plasma vorgespannt wird, während alle anderen metallischen Einbauten der Vakuumkammer mit dem positiven Pol der Spannungsquelle verbunden sind* Als Variante wird vorgeschlagen, die Verbindungsschicht durch Zerstäuben von Metall in einer reaktionsfähigen Atmosphäre j beispielsweise in Stickstoff, aufzutragen. Dadurch werden die Hachteile des Einsatzes von zwei unterschiedlichen !Targets gemindert»Through the US-PS 3,838,512 is known a stabilizing layer of a metallic base layer, for "B _e from Ghrom _s and an overlying Verbindungsscnicht, z" B * of chromium nitride to apply "The application of the layer system takes place by means of cathode sputtering in succession from different Targets »The razor blade stacking rings are placed in a vacuum chamber and aligned with their cutting edges on a target electrode. The coating takes place by producing a plasma in the vacuum chamber at "negative pressure and the target electrode is negatively biased against the plasma by a few hundred volts, while all other metallic components of the vacuum chamber are connected to the positive pole of the voltage source * by atomizing metal in a reactive atmosphere, for example in nitrogen, thereby reducing the disadvantages of using two different targets.

nachteilig bei den bekannten Beschichtungsverfahren ist, daß der Auftrag auf das Substrat an den Partien, die dem Target am nächsten liegen.,- am größten ist. Das bedeutet, daß die Schichtdicke an den weiter zurückliegenden Schneidenfacetten ständig abnimmt. Das kann dazu führen, daß die Schichtdicke am Auslauf der Beschichtung am Rasierklingenkörper vor allem bei Klingen aus Kohlenstoffstahl für einen sicheren Korrosionsschutz nicht mehr ausreicht, Soll die Schichtdicke an diesen Stellen dafür ausreichend sein, würde"sie an der Schneidkante eine solche Di~ mension annehmen·, daß die'Schneidengeometrie verloren geht»It is disadvantageous in the known coating methods that the application to the substrate at the parts which are closest to the target is largest. This means that the layer thickness constantly decreases at the more distant cutting facets. This can lead to the layer thickness at the outlet of the coating on the razor blade body, especially with carbon steel blades, no longer being sufficient for reliable corrosion protection. If the layer thickness at these locations is sufficient, it would assume such a dimension at the cutting edge · That the 'cutting geometry is lost'

Durch die US-PS 3 811 189 ist bekannt geworden, auf eine Rasier-US Pat. No. 3,811,189 has disclosed a shaver

.3 _ . 2 0 9 113.3 _. 2 0 9 113

Klingenschneide zunächst eine isolierende Hartstoffse nicht und auf diese eine Metallschicht aufzustäuben. Zur Vermeidung von Veränderungen der Geometrie der Schneidkante soll dann die Metallschicht im Schneide rib ereich wieder abgetragen werden, wobei die .Hartstoff schicht erhalten bleibt. Das nacheinander erfolgende Beschichten mit unterschiedlichen Werkstoffen erfor- ' dert einen hohen apparativen und verfahrenstechnischen Aufwand. Außerdem hat nach vorliegenden Erfahrungen die freiliegende Hartstoffschicht nur ungenügende Gebrauchseigenschaften, da sie nicht über ausreichende Gleitfähigkeit auf der Haut verfügt.Blade cutting first an insulating hard material and not aufzustäuben on this a metal layer. In order to avoid changes in the geometry of the cutting edge, the metal layer in the cutting rib region is then to be removed again, with the hard coating remaining intact. Successive coating with different materials requires a high expenditure in terms of apparatus and process engineering. In addition, according to available experience, the exposed hard material layer only insufficient performance properties, as it does not have sufficient lubricity on the skin.

Allgemein ist noch festzustellen, daß das Aufstäuben der Verbindungsschicht in reaktiver Atmosphäre gegenüber dem Aufstäuben von verschiedenen Targets zwar Vorteile .hat, andererseits damit aber auch erhebliche Nachteile verbunden sind« Dor Beschüß des Targets mit reaktiven Ionen erzeugt nämlich am Target selbst eine modifizierte Deckschicht, die verursacht, daß bei vergleichbaren Zerstäubungsbedingungen die Wachstumsgeschwindigkeit der Verbindungsschicht nur ein Zehntel bis ein Drittel derjenigen der Metallschicht beträgt,'Aufgrund der dadurch notwendigen längeren Beschichtungszeit und der erhöhten Sekundärelek-» tronenausbeute der Deckschicht tritt an den Schneiden eine unerwünschte Temperaturerhöhung ein, die zu Härteverlusten fähren kann. Schließlich muß die Deckschicht· vom Target durch Zerstäuben in Edelgas abgetragen werden, bevor im nächsten Arbeitszyklus wieder eine reine Metallschicht abgeschieden v/erden kann. Das bedeutet Verluste an Zeit., Energie und Material im Produktionsbetrieb bei der Bearbeitung von Chargen.In general, it should be noted that the sputtering of the bonding layer in a reactive atmosphere compared to the sputtering of different targets Although benefits .hat, on the other hand, but also connected with considerable disadvantages "Dor bombarding the target with reactive ions namely produced on the target itself a modified cover layer causes the growth rate of the bonding layer is only one-tenth to one third of that of the metal layer under comparable sputtering conditions, 'Due to the thus required longer coating time and the increased secondary elec- tron yield of the outer layer occurs at the cutting an undesirable increase in temperature, which lead to hardness losses can. Finally, the cover layer must be removed from the target by sputtering in noble gas before a pure metal layer can be deposited again in the next work cycle. This means loss of time, energy and material in production operations when processing batches.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, die im Einsatz unterschiedlicher Targets bzw. in Effektivitätsverlusten_ zu sehenden Nachteile bisher bekannter Beschichtungsverfahren weitgehend zu vermeiden und Rasierklingen- und andere Feinstschneiden mit.verbesserter Standfestigkeit durch höhere Schneidenhärte und besserer Haftfähigkeit der Gleitschicht und damit besserer Gleitfähigkeit herzustellen.The aim of the invention is to largely avoid the disadvantages of hitherto known coating processes in the use of different targets or in losses of effectiveness, and to produce razor blades and other ultrafine blades with improved stability through higher cutting hardness and better adhesion of the sliding layer and thus better lubricity.

.Darlegung des Wesens der Erfindung.Development of the essence of the invention

-tr,.—ο _ι-tr, .- ο _ι

* - - 4 - . 2 O 9 1 1 3 * - - 4 -. 2 O 9 1 1 3

dem ene Folge dünner, auch auf Bestäubungsflächen mit unterschiedlichem Neigungswinkel und geringfügig unterschiedlichem Abstand zum Target gleichmäßig„dicker Schichten unterschiedlicher Zusammensetzung und ohne scharfen Übergang zwischen ihnen auf tragbar ist, wobei die hervortretenden Nachteile bekannter Beschichtungsverfahren- vermieden werden sollen, sawie die Schaffung einer Basierklinge mit verbesserter SchneidenbescMchtung.the result of thinner, also on pollination surfaces with different inclination angle and slightly different distance from the target evenly thick layers of different composition and without sharp transition between them on the portable, while avoiding the prominent disadvantages of known coating process, saw the creation of a base blade with improved cutting tendency.

Die Merkmale des erfindimgsgemäßen Verfahrens bestehen darin* daß eine aufgestäubte Metallschicht vor allem im Bereich· der Schneidkanten bis zu einem Mehrfachen der geforderten Schichtdicke aufgetragen wird und daß danach ein Abtragen in einem inerten Plasma mit mindestens einer chemisch reaktionsfähigen Komponente erfolgt, um neben der Abtragung eine chemische Verbindung der .reaktionsfähigen Komponente des Plasmas mit Atomen der Metallschicht zu erreichen. Als Metall wird Chrom und als reaktionsfähige Komponente Stichstoff, Kohlenstoff oder Sauerstoff verwendet. Das Aufstäuben der Metallschicht kann nach einer'Ve rfanrensvariante in einer Vakuumkammer und das Wieder abstäuben und' Anreichern der Metallschicht mit Fremdatomen in einer zweiten Vakuumkammer erfolgen, in welche das Substrat mittels Schleusen ohne Zwischenbelüftung überführt wird· Eine erfindungsgemäße Rasierklinge hat im Oberflächenbereich einer Metallschicht Atome eines anderen, vorzugsweise mit dem . Metall chemisch reagierenden Stoffes eingelagert bzw. in, chemischer Verbindung mit dem Metall vorliegen. Die Sicke der gesamten Beschichtung beträgt 20'bis 70 nm und die Dicke des modifizierten Oberflächenbereiches 20 nm, wobei die Schichtdickenabweichung auf den einzelnen Schneidenfacetten 50 Prozent, bezogen auf deren größte Abmessung, nicht überschreitet. Die reinmetallische Schicht und deren modifizierter Oberflächenbereich., gehen allmählich ineinander über.The features of the method according to the invention consist in the fact that a sputtered metal layer is applied, especially in the area of the cutting edges, up to a multiple of the required layer thickness and then abraded in an inert plasma with at least one chemically reactive component in order, in addition to ablation to achieve chemical connection of the .reactive component of the plasma with atoms of the metal layer. The metal used is chromium and the reactive component is nitrogen, carbon or oxygen. The sputtering of the metal layer can take place according to a variant in a vacuum chamber and the re-dusting and enrichment of the metal layer with impurities in a second vacuum chamber, in which the substrate is transferred by means of locks without intermediate ventilation. A razor blade according to the invention has atoms in the surface region of a metal layer another, preferably with the. Metal chemically reactive substance stored or in, chemical compound with the metal present. The bead of the entire coating is 20 to 70 nm and the thickness of the modified surface area 20 nm, wherein the layer thickness deviation on the individual cutting facets 50 percent, based on their largest dimension does not exceed. The purely metallic layer and its modified surface area., Gradually merge into each other.

AusführungsbeispieIAusführungsbeispieI

Die Erfindungwird nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung ist der Ablauf des zweiten Schrittes des Beschichtungsverf ahrens schematisch dargestellt.The invention will be explained in more detail below with reference to two exemplary embodiments. In the accompanying drawing, the sequence of the second step of the coating process is shown schematically.

· --5- 209 113 · --5- 209 113

tigt, nach dem Vereinzeln einem Reinigungsprozeß unterworfen, gestapelt und als Stapel in die "Vakuumkammer der Bestäubungsverrichtung eingebracht. Diese enthält, wie bekannt_s in der Vakuumkaramer mindestens eine Targetelektrode mit dem Target des aufzustäubenden Werkstoffes, im speziellen Fall Chrom, die Einrichtung zur elektrisch isolierten Aufnahme des Klingenstapels und eine in den Saum zwischen Target und Klingenstapel einbringbare Blende, Dazu kommen Einrichtungen zur Erzeugung des Vakuums und der Betriebsspannung _s eine Gasversorgung und gegebenenfalls Hilfsmittel zur Unterstützung der Entladung_s wie Glühkathoden, Einrichtungen zur Erzeugung eines Magnetfeldes a_eä.Untitled subjected after the separation to a purification process, stacked and introduced as a stack into the "vacuum chamber pollination performing. This includes, known as _s in the Vakuumkaramer at least one target electrode with the target of the aufzustäubenden material, in the specific case of chromium, the means for electrically insulated Including the blade stack and an insertable into the seam between the target and blade stack aperture, this come facilities for generating the vacuum and the operating voltage _s a gas supply and optionally aids to support the discharge _s such as hot cathodes, means for generating a magnetic a _e ä.

Die Vakuumkammer wird zunächst auf etwa 10 ^J Pa evakuiert undThe vacuum chamber is first evacuated to about 10 ^J Pa and

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dann ein Argondruck von etwa 5 x 10 pa in ihr eingestellt. Zur Reinigung des Targets wird ein Argonplasma gezündet und das Target bei in den Raum zwischen Target und Klingenstapel, eingebrachter Blende zerstäubt, so daß keine Auftragung auf die Klingenstapel erfolgt» Dabei ist das Target als Kathode geschaltet, während alle anderen metallischen Einbauten am positiven Pol der Stromversorgung anliegen und die Anode bilden* Nach der Targetreinigung wird bei entfernter Blende, aber sonst gleichen Bedingungen, auf die auf das Target ausgerichteten Rasierklingenschneiden eine Chromschicht aufgetragen*. Diese Chromschicht weist verfahrensbedingt auf dem näher zum Target liegenden Schneidenbereich eine größere Dicke auf als an den weiter zurückliegenden Schneidenfacetten.' Das ist auch darauf zurückzuführen, IaB die Aufstäubungsrate abhängig ist vom Neigungswinkel der zu beschichtenden Flächen zur Hauptrichtung des Stromes abgestäubten Targetmaterials und von dessen Dichte. Durch den Aufbau der Schneide aus Facetten mit unterschiedlichem Neigungswinkel ergibt sich j daß im unmittelbaren Bereich der Schneidkante der Einfallwinkel des Stromes abgestäubten Targetxsaterials am kleinsten und der Strom am dichtesten ist. Die Schicht wird daher im Schneidenbereich beispielsweise mit einer Dicke von 50 mn und an den äußeren Schneidenfacetten mit einer Dicke von 10 mn aufgetragen. ' ·then set an argon pressure of about 5 x 10 pa in it. To clean the target, an argon plasma is ignited and the target atomized at in the space between the target and blade stack, inserted aperture so that no application to the blade stack takes place »The target is connected as a cathode, while all other metallic internals at the positive pole of the Power supply and forming the anode * After cleaning the target, a chromium layer is applied to the target-oriented razor blade blades with the aperture removed, but otherwise the same conditions *. Due to the process, this chromium layer has a greater thickness on the area of the cutting edge closer to the target than on the cutting edge facets located further back. This is also due to the fact that the sputtering rate depends on the angle of inclination of the surfaces to be coated to the main direction of the stream of sputtered target material and its density. Due to the structure of the cutting edge of facets with different inclination angle, it follows that j in the immediate area of the cutting edge the angle of incidence of the stream of sputtered target material is smallest and the current is closest. The layer is therefore applied in the cutting area, for example, with a thickness of 50 mm and on the outer cutting facets with a thickness of 10 mm. '·

Iq. einem weiteren Verfahrensschritt wird in der VakuumkammerIq. a further process step is in the vacuum chamber

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ein Stickstoff druck von ca. 5x10 Pa eingestellt» Die Klingenstapel werden als. Kathode geschaltet, d.h. nunmehr mit demset a nitrogen pressure of about 5x10 Pa »The blade stacks are called. Cathode switched, i. now with the

" " -έ - 2 0 9 113 "" -έ - 2 0 9 113

negativem Pol der Stromversorgung verbunden, während die Targetelektrode und alle v/eiteren metallischen Einbauten in der Vakuumkammer als Anode geschaltet werden» Es wird ein Stickstoffplasma gezündet, wobei bei in den Raum zwischen Target und Klingenstapel eingebrachter Blende eine Abtragung der aufgebrachten Metallschicht erfolgt» Aus den im Zusammenhang mit der Auftra~ gung dargelegten Gründen erfolgt auch eine größere Abtragung im. Bereich der Schneidkante als an den weiter zurückliegenden Schneidenfacetten_β Das durch den Beschüß mit Stickstoffionen abgestäubte Metall kann aufgrund der Geometrie im Schneidenbereich den Rasierklingenstapel nur zu einem Teil verlassen, der andere Teil kondensiert auf den Schneidenfacetten.gegenüberliegender Hingen« Dadurch tritt die gewünschte Gleichmäßigkeit der Schichtdicke ein«,connected to the negative pole of the power supply, while the target electrode and all v / eiteren metallic fittings in the vacuum chamber are connected as an anode. »A nitrogen plasma is ignited, wherein ablated in the space between the target and blade stack erosion of the applied metal layer takes place» From the In connection with the request, there is also a major erosion in the. Region of the cutting edge than at the more distant cutting facets _β The sputtered by bombardment with nitrogen ions metal may leave due to the geometry in the cutting area of the razor blades stack only part, the other part condenses on the Schneidenfacetten.gegenüberliegender Hung "This delivers the desired uniformity of the layer thickness on",

Gleichzeitig wird erreicht, daß sich das aufgestäubte. Metall mit den Stickstoff ionen chemisch bindet und sich als Chromnitrid niederschlägtc Auf diese Weise ist es möglich» die verbleibende Chromschicht in einer Tiefe von 20 nm und auch mehr in Chroinnitrid umzuwandeln. . ·At the same time it is achieved that the sputtered. In this way, it is possible to convert the remaining chromium layer to a depth of 20 nm and more into chro- ninonitride, which chemically binds metal with the nitrogen ions and precipitates as chromium nitride. , ·

Ein weiterer -Effekt besteht darin, daß energiereiche Stickstoffionen, ohne eine chemische Verbindung mit Chrom einzugehen, im keV-Bereich In eine Tiefe der Größenordnung von 10 nm in die Chromschicht eindringen und in dieser festigkeitsverbessernde Einlagerungen bilden. Dabei'entsteht zwischen den einzelnen Schichtungen ein allmählicher Übergang» da die Eindringtiefen nicht scharf begrenzt sind»Another effect is that high-energy nitrogen ions, without entering into a chemical compound with chromium, penetrate into the chromium layer in the keV range to a depth of the order of magnitude of 10 nm and form in this strength-enhancing inclusions. This creates a gradual transition between the individual layers "because the penetration depths are not sharply defined»

Der Ablauf dieses Verfahrensschrittes ist in der Zeichnung schematisch dargestellt» Darin sind die Rasierklingen 1 in einem Stapel angeordnet, der mit den durch Facetten 2; 3 mit unterschiedlichen' Winkeln gebildeten Schneiden auf das Target 4- ausgerichtet ist. Die mit hohem Energiegehalt auf die Rasierklingenschneiden auftreffenden Stickstoffionen 5 tragen aus der vorher aufgestäubten Chromschicht 6 Teile ab* die sich zumindest teilweise auf die Facetten 2; 3 ά©³? benachbarten Rasierklinge absetzen, wobei sich die Metallpartikel gleichzeitig mit dem Stickstoff hu Chromnitrid verbinden« Ein Teil der Stickstoff.io-The sequence of this method step is shown schematically in the drawing. Therein, the razor blades 1 are arranged in a stack which is in line with the facets 2; 3 with different 'angles formed cutting on the target 4- is aligned. The nitrogen ions 5 impinging on the razor blade cutting edges with a high energy content carry off 6 parts of the previously sputtered chromium layer * which at least partly affect the facets 2; 3 ά © ³ ? deposit the adjacent razor blade with the metal particles simultaneously bonding with the nitrogen hu chromium nitride. "Part of the nitrogen.

. · . ~7 - 2 0 B 1 1 α -, ·. ~ 7 - 2 0 B 1 1 α -

neu dringt auch ohne chemische Verbindung mit dem Metall in dessen oberflächen-ereich ein und lagert sich in diesem ab. Durch diesen Vorgang erfolgt der vorher beschriebene Ausgleich der Dicke der Chromschicht und ihre Anreicherung mit Stickstoff. new penetrates into the surface area even without chemical bonding with the metal and deposits in it. By this process, the previously described compensation of the thickness of the chromium layer and its enrichment with nitrogen.

Das Verfahren kann in der Weise durchgeführt werden, daß in einer Vakuumkammer die Beschichtung mit Chrom erfolgt_s und die Klingenstapel dann durch ein Schleusensystem ohne Zwischenbelüftung in eine zweite Vakuumkammer überführt werden, in der der zweite Verf ahrensschritt in reaktiver Stickstoffatmosphäre vorgenommen wird, in einer dritten Vakuumkammer, in die die Klingenstapel ebenfalls durch ein Schleusensystem eingebracht v/er- · den, kann dann weiter die Beschichtung mit einem Pluorkohlenstoffpolymer erfolgen.The process can be carried out in such a way that in a vacuum chamber, the coating is carried out with chromium _s and the blade stacks are then transferred through a lock system without intermediate ventilation in a second vacuum chamber, in which the second procedural Ahrensschritt is carried out in a reactive nitrogen atmosphere, in a third Vacuum chamber into which the blade stacks are also introduced by a lock system, can then be further coated with a Pluorkohlenstoffpolymer.

Eine nach diesem Verfahren hergestellte Rasierklinge weist im Schneidenbereich eine Beschichtung mit über die gesamte Schneide nahezu gleichmäßiger Dicke auf. Die Beschichtung besteht vom Klingenwerkstoff ausgehend aus reinem Chrom, die obere Partie besteht zumindest teilweise aus Chromnitrid und enthält dazu noch Atome reinen Stickstoffes, wobei die Dicke der gesamten Schicht zwischen 20 nm und 70 ^m und die Dicke der mit Stickstoff angereicherten Schicht bis zu 20 nm beträgt. ü~ber den gesamten Schneidenbereich beträgt die Abweichung der Schichtdicke höchstens 50 Prozent, bezogen auf deren größte Abmessung. Charakteristisch ist, daß zwischen der Schicht reinen Chromes und dem mit Stickstoff angereicherten Oberflächenbereich ein allmählicher Übergang besteht, wodurch eine gute Verbindung zwischen beiden besteht. Die Schneide ist weiterhin mit einem Fluorkohlenstoff polymer, beispielsweise Polytetrafluoräthylen, überzogen, wofür die mit Stickstoff angereicherte Schicht einen ausgezeichneten Haftgrund bildet. Diese Klinge zeichnet sich durch eine hohe Härte und Stabilität der Schneide aus und ver-r fügt über sehr gute Gleitfähigkeit als Voraussetzung für eine lange Gebrauchsfähigkeit und sanfte Rasur..A razor blade produced by this method has a coating in the cutting area with almost uniform thickness over the entire cutting edge. The coating consists of pure chromium starting from the blade material, the upper part consists at least partially of chromium nitride and also contains atoms of pure nitrogen, the thickness of the entire layer being between 20 nm and 70 μm and the thickness of the nitrogen-enriched layer being up to 20 nm is. Over the entire cutting area, the deviation of the layer thickness is at most 50 percent, based on its largest dimension. Characteristically, there is a gradual transition between the layer of pure chromium and the nitrogen-enriched surface area, which provides a good bond between the two. The cutting edge is further coated with a fluorocarbon polymer, such as polytetrafluoroethylene, for which the nitrogen-enriched layer forms an excellent primer. This blade is characterized by a high hardness and stability of the blade and ver-r adds very good lubricity as a prerequisite for a long shelf life and gentle shave.

Weiterhin ist vorteilhaft, daß durch die Homogenisierung der Schichtdicke deren Schutzwirkung gegen Korrosion durch Wasser und Rasierschauni .besonders an deren übergang zum unbeschichteten Bereich bzw, zu anderen Beschichtungen· auf dem Rasierklin-Furthermore, it is advantageous that, by homogenizing the layer thickness, their protective action against corrosion by water and shaving creams is particularly important for their transition to the uncoated area or to other coatings on the razor blade.

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genkörper verbessert wird und das dadurch auch die Herstellung korrosionsbeständiger Klingen ZoB.aus" Kohlenstoffstahl erleichtert wird. ...'-,.genkörper is improved and thereby also the production of corrosion-resistant blades ZoB.aus "carbon steel is facilitated. ... ',.

Weiteres -Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Herstellung von Schneidwaren anderer Art und die 'Beschichtung von Kugeln» Rollen und ähnlich geformter Teile in Massenverfahren.Another field of application of the invention is the production of other types of cutlery and the 'coating of balls' rolls and similarly shaped parts in mass processes.

Claims

'209113-9-

Claim for invention: ..

¹ L Be s chi rect sv erf Ahr en.für rasie rkl ing ens c h n e iden he unt using a Plasmazerstäubungsvorrichtung, in which. the substrate to be coated aligned in batches with parallel ordered cutting on a metal target and coated after atomization cleaning in a noble gas discharge at negative TargeiTvorapannung and this coating is then removed in the field of negative cutting substrate bias again, characterized in that to achieve coated cutting the first sputtered Metal layer is applied above all in the region of the cutting edges up to a multiple of the required layer thickness and that'absorption in an inert plasma with at least one chemically reactive component takes place in addition to the removal of a chemical. To achieve connection of the reactive component of the plasma with atoms of the metal layer. ,

2. Coating process according to item 1, characterized in that '' as the metal chromium and as a reactive component, nitrogen, carbon or oxygen is used.

3. Coating method according to item 1, characterized in that the sputtering of the metal layer in a vacuum chamber and the re-dusting and enrichment of the metal layer with impurities in a second vacuum chamber, in which the substrate is transferred by means of locks without intermediate ventilation.

4-, razor blade with a coating in the region of the cutting edge, produced using the method according to item 1 to 3 »characterized in that atoms of another metal substance, preferably chemically reactive with the metal, are embedded in the surface region of a metal layer the metal present.

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A razor blade according to item 4, characterized in that the thickness of the entire stabilizing layer is 20 "to 70 nm and the thickness of the modified surface region 20 mm, the layer thickness deviation on the individual cutting facets not exceeding 50% relative to their largest dimension _f .

Razor blade to Pimkt 4- to 5 »characterized in that the pure metallic layer and its modified surface area gradually merge into one another.

1 Drawings