DD242431A1

DD242431A1 - Verschleissfester disperser ueberzug

Info

Publication number: DD242431A1
Application number: DD28221385A
Authority: DD
Inventors: Gudrun Kessler; Hans-Joachim Scheibe; Wolfgang Pompe; Hans-Dietrich Bauer; Klaus-Peter Francke
Original assignee: Akad Wissenschaften Ddr
Priority date: 1985-10-30
Filing date: 1985-10-30
Publication date: 1987-01-28

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf den Verschleissschutz von Werkzeugen und Verschleissteilen, insbesondere aus Metallen und Hartmetallen. Ihr Ziel ist es, duenne Schichten groesserer Haerte zu erhalten. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen dispersen Ueberzug anzugeben, der als Hartstoff keine Carbide, Nitride oder Carbonitride von Metallen enthaelt und mittels Abscheidungsverfahrens herstellbar ist. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass die einzelnen Schichten des Ueberzuges aus einem Matrixmaterial mit eingelagerten Bornitridhartstoffteilchen unterschiedlicher Massenanteile besteht. Anwendungsgebiet der Erfindung sind Werkzeuge fuer die spanende und spanlose Formgebung.

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf den Verschleißschutz von Werkzeugen und Verschleißteilen, insbesondere aus Metallen und Hartmetallen. Ihre Anwendung ist bei allen Werkzeugen und Verschleißteilen möglich, bei Schneidwerkzeugen aus Hartmetall für die spanende Formgebung jedoch besonders zweckmäßig.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Nach Gmelin, Handbuch der anorganischen Chemie, ist Supplement, Vol.2, Boron and Nitrogen, Halogans, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, New York 1980 sind kompakte Werkzeugwerkstoffe mit Verbundcharakter bekannt, die polykristallines kubisch und/oder wurtzitisch kristallisiertes Bornitrid als Härteträger enthalten.

Nachteilig ist, daß sich auf Grund des zur Herstellung angewendeten Hochdruckverfahrens keine dünnen Schichten herstellen lassen.

Weiterhin ist ein Verschleißfester Überzug, insbesondere für spanende Werkzeuge, bestehend aus einem Metallcarbid, -nitrid oder -carbonitrid vorgeschlagen worden (WP C 23 C/2702054), bei dem mehrere granular gewachsene Schichten gleicher chemischer Bestandteile, aber unterschiedlichen Gefüges bis zu einer Dicke £ 50 pm übereinander angeordnet sind. Der Nachteil des Überzuges besteht darin, daß er infolge des verwendeten Hartstoffes zu geringe Härte besitzt.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, dünne Schichten größerer Härte zu erhalten.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen dispersen Überzug anzugeben, der als Hartstoff keine Carbide, Nitride oder Carbonitride von Metallen enthält und mittels Abscheidungsverfahrens herstellbar ist. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die einzelnen Schichten des Überzuges aus einem Matrixmaterial mit eingelagerten Bomitridhartstoffteilchen unterschiedlicher Masseanteile besteht. Vorzugsweise entält mindestens die unmittelbar auf dem Substrat angeordnete Schicht als Matrixmaterial das Substratmaterial selbst.

Der erfindungsgemäße Überzug kann durch Variieren des Hartstoffanteils und des Matrixmaterials allen vorkommenden Anwendungszwecken angepaßt werden.

Ausführungsbeispiele Beispiel 1

In Figur 1 der zugehörigen Zeichnung ist ein mit einem Überzug versehenes Substrat schematisch im Schnitt dargestellt. Auf einem Substrat 1 aus Stahl C60 ist zunächst eine ~ 20 nm dicke Schicht 2, bestehend aus Eisen und darauf eine Schicht 3 einer Eisenmatrix, in der 10 Ma.-% Bomitridhartstoffteilchen eingelagert sind, von 1 pm Dicke angeordnet. Darauf befindet sich eine 2 pm dicke Schicht 4, in deren Eisenmatrix ca. 40% Bomitridhartstoffteilchen enthalten sind. Den Abschluß des Überzuges bildet eine Schicht 5, deren Eisenmatrix ca. 20% Bomitridhartstoffteilchen enthält und die eine Dicke von 1 pm aufweist. Der gesamte Überzug ist ca. 4pm dick.

Beispiel 2:

In Figur 2 ist ein weiteres, mit einem Überzug versehenes Substrat schematisch im Schnitt dargestellt. Als Substrat 1 dient eine Wendeschneidplatte HG20 (6% Co, 94% WC). Darauf ist eine 0,1 pm dicke Schicht 2, bestehend aus einer Co-Matrix in die 20 Ma.-% Bomitridhartstoffteilchen eingelagert sind, angeordnet. Die folgende Schicht 3 besteht aus einer Eisenmatrix mit 70 Ma.-% Bomitridhartstoffteilchen und ist 2 pm dick. Die abschließende Schicht 4 schließlich ist 1 pm dick und besitzt eine WC-Matrix, in der20Ma.-% Bomitridhartstoffteilchen enthalten sind.

Die Abscheidung der Schichten beider Beispiele erfolgte mit einem lasergestützten Abscheidungsverfahrens in einer Stickstoffatmosphäre von 50Pa Druck. Verwendet wurde ein Neodym-Glas-Impulslaser, wobei Wellenlänge, am Target wirksame Leistungsdichte, Impulsform und -länge, sowie die Impulsfolgefrequenz auf die Eigenschaften des Targetmaterials abgestimmt waren.

Claims

Erfindungsanspruch:

1. Verschleißfester disperser Überzug, aus mehreren Schichten bestehend und auf einem Substrat angeordnet, gekennzeichnet dadurch, daß die einzelnen Schichten aus einem Matrixmaterial mit eingelagerten Bomitridhartstoffteilchen unterschiedlicher Masseanteile bestehen.
2. Verschleißfester disperser Überzug nach Punkt !,gekennzeichnet dadurch, daß mindestens die unmittelbar auf dem Substrat angeordnete Schicht als Matrixmaterial das Substratmaterial oder Komponenten davon enthält.