DE102007046410A1 - Casting mold with long operating life, especially for pressure casting of aluminum, has wear resistant surface coating of vanadium carbide or vanadium-containing mixed metal carbide - Google Patents

Casting mold with long operating life, especially for pressure casting of aluminum, has wear resistant surface coating of vanadium carbide or vanadium-containing mixed metal carbide Download PDF

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Abstract

In a casting mold with a basic mold structure (1) having at least one surface coated with metal carbide, (a) the coating (3) consists of vanadium carbide (VC) or a carbide of vanadium and another Group 5 metal and has a thickness (d) (perpendicular to the layer plane) of 1-30 (preferably 5-15) mu m and (b) the basic mold structure is free of nitride in the region of contact with the coating. An independent claim is included for the production of a casting mold, by applying a coating (3) of vanadium carbide (VC) or a carbide of vanadium and another Group 5 metal to the basic mold structure (1) by thermal diffusion, physical vapor deposition (PVD) or chemical vapor deposition (CVD).

Description

Die Erfindung betrifft ein Gießereiwerkzeug, insbesondere ein Werkzeug zur Herstellung von Bauteilen aus Aluminium-Druckguss, mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Werkzeuges sowie dessen Verwendung.The The invention relates to a foundry tool, in particular a tool for the production of components from die-cast aluminum, with the features mentioned in the preamble of claim 1. Further concerns the invention a method for producing such a tool as well as its use.

Beim Gießen von Metallen werden die Werkzeuge hohen Belastungen ausgesetzt, die letztendlich zum Verschleiß der Werkzeuge führen. Bedingt durch die hohe Temperaturführung beim Gießvorgang können sich beispielsweise Spannungsrisse in der Werkzeugoberfläche bilden, in denen Metallschmelze eindringt und haften bleibt. Das Lösen des abgekühlten und erstarrten Gussteils kann dann zu weiteren Beschädigungen der Werkzeugoberfläche, insbesondere durch Abplatzungen im Kantenbereich der Risse führen. Darüber hinaus unterliegen die mit der Metallschmelze in Kontakt tretenden Werkzeugoberflächen der Korrosion und Erosion, die ebenfalls zum Verschleiß des Werkzeuges beitragen. Derartig beanspruchte Werkzeugoberflächen können schließlich eine ausreichende Oberflächenqualität und Maßhaltigkeit des zu fertigenden Bauteils nicht mehr gewährleisten. Das Werkzeug muss dann nachbearbeitet oder ersetzt werden, was in beiden Fällen Zeit beansprucht und Kosten verursacht. Es ist daher ein allgemeines Anliegen, die Standzeit eines solchen Werkzeuges zu erhöhen.At the to water of metals, the tools are exposed to high loads, which ultimately leads to the wear of the Lead tools. Due to the high temperature control during the casting process can For example, stress cracks form in the tool surface, in which molten metal penetrates and sticks. Solving the cooled and solidified casting can then cause further damage to the tool surface, in particular due to chipping in the edge area of the cracks. In addition, the subject with the molten metal in contact with the mold surfaces of the Corrosion and erosion, which also causes wear of the tool contribute. Such claimed tool surfaces can finally have sufficient surface quality and dimensional accuracy no longer guarantee the component to be manufactured. The tool needs then reworked or replaced, which is time in both cases claimed and costs incurred. It is therefore a general one Concern to increase the life of such a tool.

Neben der Wahl eines geeigneten Werkzeugwerkstoffes – bevorzugt finden hier hochfeste legierte Werkzeugstähle Verwendung – werden Standzeiterhöhungen dadurch erzielt, dass die Werkzeugoberflächen abschließend gehärtet und/oder beschichtet werden. Als besonders verschleißresistente Beschichtungen haben sich beispielsweise keramische Beschichtungen aus Titannitrid (TiN) und Titanbornitrid (TiBN) erwiesen.Next the choice of a suitable tool material - preferably found here high strength alloyed tool steels Use - be Life increases achieved by the tool surfaces finally cured and / or be coated. As particularly wear-resistant coatings For example, ceramic coatings have titanium nitride (TiN) and titanium boron nitride (TiBN) proved.

Als unzureichend zeigen sich derartige Beschichtungen jedoch im Hinblick auf unerwünschte Anhaftungen beziehungsweise Ablagerungen des Gussmaterials auf der Werkzeugoberfläche, welche beispielsweise beim Druckgießen von Aluminium ein häufig auftretendes Problem darstellen. Denn temperaturbedingte Diffusionsvorgänge bewirken, dass Aluminiumschmelze und Beschichtung eine metallische Verbindung eingehen. Das hat zur Folge, dass die Anhaftungen wie aufgeschweißt wirken. Beim Lösen des erstarrten Gussteils aus der Form kann es dann zu Materialausbrüchen in der Formoberfläche kommen. Die Form wird damit unbrauchbar. Um die Standzeit einer solchen Form beziehungsweise eines solchen Werkzeuges zu erhöhen, muss demnach die Gefahr derartiger Materialanhaftungen verhindert oder zumindest reduziert werden.When However, such coatings are insufficient in terms of on unwanted buildup or deposits of the casting material on the tool surface, which for example during die casting Of aluminum one common pose a problem. Cause temperature-induced diffusion processes, that aluminum melt and coating a metallic compound received. This has the consequence that the attachments act as welded. When loosening the solidified casting from the mold can then lead to material eruptions in come the mold surface. The shape is thus unusable. To the life of such a Form or to increase such a tool must Accordingly, the risk of such material buildup prevented or at least be reduced.

Bekannte Maßnahmen hierzu sehen beispielsweise die Verwendung von zusätzlichen Gleit- oder Trennmitteln vor. Aus dem Stand der Technik ist weiterhin bekannt, eine Gleitschicht auf dem Werkzeug dadurch auszubilden, dass auf eine verschleißfeste Beschichtung eine weitere Beschichtung mit einer geringen mechanischen Festigkeit aufgebracht wird. Der beim Gießvorgang bewusst in Kauf genommene Verschleiß der äußeren Schicht soll eine Art Schmierung der Oberfläche bewirken. Spätestens mit vollständigem Verschleiß der äußeren Schicht ist diese Wirkung jedoch erschöpft.Known activities For example, see the use of additional Lubricants or release agents in front. From the prior art is also known, a sliding layer on the tool in that on a wear-resistant coating another coating with a low mechanical strength is applied. The during the casting process Consciously accepted wear of the outer layer is supposed to be a kind of lubrication the surface cause. Latest with complete Wear of the outer layer However, this effect is exhausted.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Gießereiwerkzeug bereitzustellen, das, insbesondere bei der Herstellung von Bauteilen aus Aluminium-Druckguss, hohe Standzeiten gewährleistet.task The present invention is an improved foundry tool to provide that, in particular in the manufacture of components Die-cast aluminum, ensures long service life.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Gießereiwerkzeug mit den Merkmalen nach Anspruch 1. Ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Werkzeuges wird in Anspruch 4 beschrieben.These Task is solved through a foundry tool having the features of claim 1. A method of manufacture Such a tool is described in claim 4.

Erfindungsgemäß besitzt mindestens eine Oberfläche des Werkzeuggrundkörpers eine Beschichtung aus Vanadiumkarbid (VC) oder einem Karbid des Vanadiums und eines weiteren Metalls der Gruppe 5 des Periodensystems, wobei die Schichtdicke der Beschichtung senkrecht zur Schichtebene zwischen 1 μm und 30 μm, vorzugsweise zwischen 5 μm und 15 μm beträgt. Erfindungswesentlich ist auch, dass der Werkzeuggrundkörper im Kontaktbereich mit der Beschichtung nitridfrei ist, das heißt, dass die beschichteten Flächen des Werkzeuggrundkörpers zuvor weder einer Nitrierung unterzogen worden sind, noch eine Beschichtung aus einem Nitrid eines Metalls erhalten haben.In accordance with the invention at least one surface of the tool body a coating of vanadium carbide (VC) or a carbide of the Vanadium and another group 5 metal of the periodic table, wherein the layer thickness of the coating perpendicular to the layer plane between 1 μm and 30 μm, preferably between 5 μm and 15 μm is. Essential to the invention is also that the tool body in Contact area with the coating is nitride-free, that is, that the coated surfaces of the tool body previously neither subjected to nitration, nor a coating obtained from a nitride of a metal.

Vorzugsweise besitzen alle Oberflächen des Werkzeuggrundkörpers, die Funktionsflächen des Werkzeuges bilden, eine Beschichtung aus Vanadiumkarbid oder einem Karbid des Vanadiums und eines weiteren Metalls der Gruppe 5 des Periodensystems. Als Funktionsflächen werden vorliegend die Flächen bezeichnet, die beim Gießvorgang in Kontakt mit der Metallschmelze gelangen und demzufolge einem Verschleiß unterliegen. Da die Beschichtung aus Vanadiumkarbid oder einem Karbid des Vanadiums und eines weiteren Metalls der Gruppe 5 des Periodensystems eine hohe Härte und eine hohe Verschleißbeständigkeit aufweist, ergibt sich hieraus bereits eine höhere Standzeit des erfindungsgemäßen Werkzeuges gegenüber einem nicht beschichteten Werkzeug. Das erfindungsgemäße Werkzeug weist aber auch eine erhöhte Standzeit gegenüber Werkzeugen mit einer anderen, eine hohe Härte aufweisenden Beschichtung, beispielsweise einer Beschichtungen aus Titannitrid (TiN) und Titanbornitrid (TiBN), auf.Preferably own all surfaces of the tool body, the functional surfaces of the tool, a coating of vanadium carbide or a carbide of vanadium and another metal of the group 5 of the periodic table. In the present case, functional areas are the areas designated, during the casting process get in contact with the molten metal and therefore a Wear subject. As the coating of vanadium carbide or a carbide of vanadium and another metal of Group 5 of the Periodic Table high hardness and a high wear resistance has, resulting from this already a longer service life of the tool according to the invention across from an uncoated tool. The tool according to the invention has but also an increased Service life compared to tools with another, a high hardness having coating, for example a coating of Titanium nitride (TiN) and titanium boron nitride (TiBN), on.

Versuche mit einem erfindungsgemäßen Werkzeug haben gezeigt, dass eine Standzeitverlängerung um den Faktor 40 möglich ist. Die besondere Stanzeitverlängerung ist unter anderem darauf zurückzuführen, dass unerwünschte Materialanhaftungen bei Einsatz eines Werkzeuges mit einer Beschichtung aus Vanadiumkarbid oder einem Karbid des Vanadiums und eines weiteren Metalls der Gruppe 5 des Periodensystems weitestgehend vermieden werden können. Denn bei hohen Temperaturen bildet die Beschichtung selbst an ihrer Oberseite eine Art dauerhafte Gleitschicht aus. Als besonders vorteilhaft erweist sich dieser Effekt bei der Herstellung von Bauteilen aus Aluminium-Druckguss. Die hierbei häufig auftretenden Materialanhaftungen, die zu Ausbrechungen an der Werkzeugoberfläche beziehungsweise zum Bruch des Werkzeuges führen können, können durch Einsatz eines erfindungsgemäßen Werkzeuges vermieden oder zumindest reduziert werden.tries with a tool according to the invention have shown that a life extension by a factor of 40 is possible. The special Stanzeitverlängerung is partly due to the fact that undesirable Material adhesions when using a tool with a coating vanadium carbide or a carbide of vanadium and another Metal of Group 5 of the Periodic Table are largely avoided can. Because at high temperatures, the coating itself forms on its Top off a kind of durable overlay. As a particularly advantageous this effect proves in the manufacture of components Die-cast aluminum. These are common occurring material adhesions leading to breakouts on the tool surface or lead to breakage of the tool can, can avoided by using a tool according to the invention or at least be reduced.

Erfindungswesentlich ist auch, dass die Schichtdicke der Beschichtung aus Vanadiumkarbid oder einem Karbid des Vanadiums und eines weiteren Metalls der Gruppe 5 des Periodensystems zwischen 1 μm und 30 μm beträgt. Denn bei einer Schichtdicke d < 1 μm besteht die Gefahr, dass die Beschichtung selbst an Festigkeit verliert, wohingegen bei einer Schichtdicke d > 30 μm keine hinreichende Haftung der Beschichtung auf dem Werkzeuggrundkörper mehr gewährleistet werden kann. Als besonders vorteilhaft erweist sich eine Schichtdicke d zwischen 5 μm und 15 μm. Beschichtungen dieser Stärke sind auch in der Lage, thermisch bedingte Spannungen gut aufzunehmen.essential to the invention is also that the layer thickness of the coating of vanadium carbide or a carbide of vanadium and another metal of the group 5 of the periodic table between 1 micron and 30 μm is. Because at a layer thickness d <1 micron the risk of the coating itself losing firmness, whereas with a layer thickness d> 30 μm no adequate adhesion of the coating on the tool body more guaranteed can be. Particularly advantageous is a layer thickness d between 5 μm and 15 μm. Coatings of this strength are also able to absorb thermally induced stresses well.

Im Hinblick auf die erforderliche Haftung der Beschichtung auf dem Werkzeuggrundkörper ist ferner darauf zu achten, dass die jeweiligen Oberflächenbereiche des Werkzeuggrundkörpers nitridfrei sind, das heißt weder eine vorherige Nitrierung erfahren, noch eine Beschichtung aus einem Nitrid eines Metalls erhalten haben. Auf diese Weise werden nicht nur sehr gute Haftungseigenschaften erzielt, sondern auch die Kosten für die Herstellung des Werkzeuges reduziert, da aufwendige Vorbehandlungen des Werkzeuggrundkörpers, insbesondere auch das Aufbringen einer Zwischenschicht zur Verbesserung der Haftung, nicht erforderlich sind.in the Regard to the required adhesion of the coating on the Tool body Care must also be taken to ensure that the respective surface areas of the tool body nitride free, that is neither undergo prior nitration, nor a coating obtained from a nitride of a metal. This will not happen achieved only very good adhesion properties, but also the cost for the production reduces the tool as complex pretreatments of the tool body, in particular also the application of an intermediate layer to improve the adhesion, are not required.

Weiterhin bevorzugt besteht der Werkzeuggrundkörper aus hochfestem Warmarbeitsstahl, der das Trägermaterial für die Beschichtung bildet.Farther Preferably, the tool body consists of high-strength hot-work steel, the carrier material for the Coating forms.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Werkzeug mehrteilig ausgebildet. Bevorzugt bilden wenigstens zwei Formteile eine Gussform beziehungsweise ein Werkzeug. Darüber hinaus können in entsprechenden Ausnehmungen der Formteile Auswerferstifte oder Druckkörper zum Verdichten des Gussmaterials angeordnet sein, die weitere Bestandteile des Werkzeuges bilden. Da auch diese in der Regel Oberflächen besitzen, die in Kontakt mit der Metallschmelze gelangen, weisen sie Funktionsflächen auf, die mit einer Beschichtung entsprechend der Erfindung versehen sein können.To In a further embodiment of the invention, the tool is in several parts educated. Preferably, at least two moldings form a casting mold or a tool. About that can out in corresponding recesses of the molded parts ejector pins or pressure vessels be arranged for compacting the casting material, the other ingredients form the tool. Since these too usually have surfaces, which come in contact with the molten metal, they have functional surfaces, which are provided with a coating according to the invention can.

Das zur Herstellung eines solchen Werkzeuges vorgeschlagene Verfahren sieht erfindungsgemäß vor, dass die Beschichtung aus Vanadiumkarbid oder einem Karbid des Vanadiums und eines weiteren Metalls der Gruppe 5 des Periodensystems mittels thermischer Diffusion oder mittels physikalischer oder chemischer Gasphasenabscheidung (PVD, CVD) aufgebracht wird. Bevorzugt wird die Beschichtung mittels thermischer Diffusion (Thermal Diffusion Process).The proposed method for producing such a tool provides according to the invention that the coating of vanadium carbide or a carbide of vanadium and another metal of group 5 of the periodic table by means of thermal diffusion or by physical or chemical Gas phase deposition (PVD, CVD) is applied. It is preferred the coating by means of thermal diffusion (Thermal Diffusion Process).

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die thermische Diffusion in einer Vanadium-Salzschmelze bei Temperaturen über 900°C, vorzugsweise zwischen 1000°C und 1080°C durchgeführt. Der zur Ausbildung der Metallkarbidschicht notwendige Kohlenstoff kann direkt aus dem Werkstoff des Werkzeuggrundkörpers herangezogen werden, sofern der Stahl ein Minimal-Gehalt an Kohlenstoff aufweist, und/oder die thermische Diffusion wird unter Zugabe von gasförmigen Kohlenwasserstoffen durchgeführt. Die Dauer des Diffusionsprozesses ist abhängig von der gewünschten Schichtdicke und beträgt zwischen 15 min und 60 min, vorzugsweise zwischen 20 min und 50 min. Diese Zeit ist ausreichend, um die bevorzugte Schichtdicke der Beschichtung zwischen 5 μm und 15 μm auszubilden.To Another embodiment of the invention is the thermal diffusion in a vanadium salt melt at temperatures above 900 ° C, preferably carried out between 1000 ° C and 1080 ° C. Of the Carbon necessary for forming the metal carbide layer be used directly from the material of the tool body, if the steel has a minimum content of carbon, and / or the Thermal diffusion is carried out with the addition of gaseous hydrocarbons. The Duration of the diffusion process depends on the desired Layer thickness and amounts between 15 minutes and 60 minutes, preferably between 20 minutes and 50 minutes minute This time is sufficient to the preferred layer thickness the coating between 5 microns and 15 μm train.

Wie bereits erwähnt, ist die Ausbildung von Zwischenschichten nicht erforderlich. Zur Verbesserung der Schichteigenschaften kann jedoch vor der Beschichtung der Werkzeuggrundkörper beziehungsweise dessen zu beschichtende Flächen einer Vorbehandlung durch Polieren unterzogen werden. Bevorzugt wird hierbei die Oberflächenrauigkeit auf eine gemittelte Rautiefe Rz < 1 μm eingestellt. Dieser Wert erweist sich auch im Hinblick auf die Haftung der Metallkarbidschicht auf dem Werkzeuggrundkörper als besonders vorteilhaft.As already mentioned, the formation of intermediate layers is not required. To improve the layer properties, however, the tool body or its surfaces to be coated may be subjected to a pretreatment by polishing prior to coating. In this case, the surface roughness is preferably set to an average roughness depth R z <1 μm. This value also proves to be particularly advantageous with regard to the adhesion of the metal carbide layer on the tool body.

Aufgrund der zuvor beschriebenen Eigenschaften eines mit Vanadiumkarbid oder einem Karbid des Vanadiums und eines weiteren Metalls der Gruppe 5 des Periodensystems beschichteten Werkzeuges ist dieses insbesondere zur Herstellung von Bauteilen aus Aluminium-Druckguss geeignet. Denn zum einen kommt es aufgrund der hohen Arbeitstemperatur beim Aluminium-Druckguss, die bei etwa 650°C bis 700°C liegt, häufiger zu unerwünschten Materialanhaftungen, zum anderen stellt sich der Effekt der Gleitschichtbildung erst bei entsprechend hohen Temperaturen ein. Gegenstand der Erfindung ist daher auch die Verwendung eines mit Vanadiumkarbid oder einem Karbid des Vanadiums und eines weiteren Metalls der Gruppe 5 des Periodensystems beschichteten Werkzeuges zur Herstellung von Bauteilen aus Aluminium-Druckguss, insbesondere zur Herstellung von Bauteilen aus eisenarmen Aluminiumlegierungen.Due to the above-described properties of a coated with vanadium carbide or a carbide of vanadium and another metal of Group 5 of the Periodic Table tool this is particularly suitable for the production of components made of die-cast aluminum. Because on the one hand it comes due to the high working temperature of aluminum die casting, which is at about 650 ° C to 700 ° C, more often to unwanted material buildup, on the other hand, the effect of the sliding layer formation is only at correspondingly high temperatures. The invention therefore also relates to the use of a Vanadiumkar bid or a carbide of vanadium and another metal of Group 5 of the Periodic Table coated tool for the production of components from die-cast aluminum, in particular for the production of components of low-iron aluminum alloys.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.Further preferred embodiments of the invention will become apparent from the others, in the subclaims mentioned features.

Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:The Invention will be described below in an embodiment with reference to the accompanying drawings explained. Show it:

1 einen Schnitt durch ein zweiteiliges Druckgusswerkzeug und 1 a section through a two-piece die-casting tool and

2 einen Ausschnitt aus 1 in vergrößerter Darstellung. 2 a section from 1 in an enlarged view.

Das in 1 vereinfacht dargestellte Druckgusswerkzeug besteht aus zwei Formteilen, die zusammengesetzt einen Hohlraum 5 ausbilden, in den die Metallschmelze durch einen Öffnungskanal 6 unter Druck eingebracht wird. Jedes Formteil des Werkzeuges besitzt Funktionsflächen 2, die den Hohlraum 5 und den Öffnungskanal 6 begrenzen. Vorliegend sind sämtliche Funktionsflächen 2 mit einer Vanadiumkarbidschicht versehen, da diese Flächen aufgrund des direkten Kontaktes mit der Metallschmelze dem Verschleiß unterliegen. Wie 1 deutlich zeigt, bestimmen die Funktionsflächen 2 die Formgebung und insbesondere die Oberflächenqualität des späteren Gussteiles. Ausbrüche oder Materialanhaftungen an den Funktionsflächen 2, die die Oberflächenqualität des Gussteiles mindern könnten, gilt es demnach zu vermeiden. Hierzu trägt die erfindungsgemäße Beschichtung 3 aus Vanadiumkarbid auf dem Werkzeuggrundkörper 1 des jeweiligen Formteiles bei.This in 1 simplified illustrated die-casting tool consists of two molded parts, which composed a cavity 5 form, in which the molten metal through an opening channel 6 is introduced under pressure. Each molded part of the tool has functional surfaces 2 that the cavity 5 and the opening channel 6 limit. In the present case are all functional surfaces 2 provided with a vanadium carbide layer, since these surfaces are subject to wear due to the direct contact with the molten metal. As 1 clearly shows, determine the functional surfaces 2 the shape and in particular the surface quality of the later casting. Outbreaks or material buildup on the functional surfaces 2 , which could reduce the surface quality of the casting, it should therefore be avoided. The coating according to the invention contributes to this 3 vanadium carbide on the tool body 1 of the respective molded part.

2 zeigt einen Ausschnitt des Werkzeuggrundkörpers 1 aus 1 im Bereich einer Funktionsfläche 2 in einer vergrößerten und stark vereinfachten Darstellung. Da das Vanadiumkarbid bei der thermischen Diffusion bis zu einer bestimmten Tiefe in die Oberfläche des Werkzeuggrundkörpers 1 eindringt, um einen Verbund mit dem Werkstoff des Werkzeuggrundkörpers 1 einzugehen, kann eine klare Grenzlinie zwischen Beschichtung 3 und Werkzeuggrundkörper 1 nicht gezogen werden. Der als Schichtgrenze dargestellte Kontaktbereich 4 soll lediglich den Oberflächenbereich des Werkzeuggrundkörpers 1 angeben, der vor Aufnahme der Beschichtung 3 einer Vorbehandlung durch Polieren unterzogen worden ist, um eine Beschichtung bei optimierter Rauigkeit zu ermöglichen. Ferner gibt der Kontaktbereich 4 die nitridfreien Bereiche an, das heißt die Oberflächenbereiche des Werkzeuggrundkörpers 1, die erfindungsgemäß vor der Beschichtung weder eine Nitrierung erfahren, noch eine Nitridschicht als Zwischenschicht erhalten haben. 2 shows a section of the tool body 1 out 1 in the area of a functional area 2 in an enlarged and simplified view. Since the vanadium carbide in the thermal diffusion to a certain depth in the surface of the tool body 1 penetrates to a bond with the material of the tool body 1 It can be a clear borderline between coating 3 and tool body 1 not be pulled. The contact area shown as the layer boundary 4 should only the surface area of the tool body 1 indicate that before taking the coating 3 has undergone a pre-treatment by polishing to allow coating with optimized roughness. There is also the contact area 4 the nitride-free areas, that is, the surface areas of the tool body 1 which, according to the invention, neither undergo nitration before coating nor have obtained a nitride layer as an intermediate layer.

11
WerkzeuggrundkörperTool body
22
Funktionsflächefunctional surface
33
Beschichtungcoating
44
Kontaktbereichcontact area
55
Hohlraumcavity
66
Öffnungskanalopening channel
dd
Schichtdickelayer thickness

Claims (10)

Gießereiwerkzeug, insbesondere Werkzeug zur Herstellung von Bauteilen aus Aluminium-Druckguss, mit einem Werkzeuggrundkörper (1), der mindestens eine mit einem Metallkarbid beschichtete Oberfläche besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (3) aus Vanadiumkarbid (VC) oder einem Karbid des Vanadiums und eines weiteren Metalls der Gruppe 5 des Periodensystems besteht und die Schichtdicke (d) der Beschichtung (3) senkrecht zur Schichtebene zwischen 1 μm und 30 μm, vorzugsweise zwischen 5 μm und 15 μm beträgt, ferner, dass der Werkzeuggrundkörper (1) im Kontaktbereich (4) mit der Beschichtung (3) nitridfrei ist.Foundry tool, in particular tool for the production of components from die-cast aluminum, with a tool body ( 1 ) having at least one surface coated with a metal carbide, characterized in that the coating ( 3 ) consists of vanadium carbide (VC) or a carbide of vanadium and of another metal of group 5 of the periodic table and the layer thickness (d) of the coating ( 3 ) perpendicular to the layer plane between 1 micron and 30 microns, preferably between 5 microns and 15 microns, further, that the tool body ( 1 ) in the contact area ( 4 ) with the coating ( 3 ) is nitride-free. Gießereiwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeuggrundkörper (1) aus hochfestem Warmarbeitsstahl besteht.Foundry tool according to claim 1, characterized in that the tool body ( 1 ) consists of high-strength hot-work steel. Gießereiwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug mehrteilig ist.foundry tools according to one of the preceding claims, characterized that the tool is multi-part. Verfahren zur Herstellung eines Gießereiwerkzeuges, wobei eine Beschichtung (3) aus Vanadiumkarbid oder einem Karbid des Vanadiums und eines weiteren Metalls der Gruppe 5 des Periodensystems mittels thermischer Diffusion oder mittels physikalischer oder chemischer Gasphasenabscheidung (PVD, CVD) auf den Werkzeuggrundkörper (1) aufgebracht wird.Method for producing a foundry tool, wherein a coating ( 3 ) of vanadium carbide or a carbide of vanadium and another metal of group 5 of the periodic table by means of thermal diffusion or by physical or chemical vapor deposition (PVD, CVD) on the tool body ( 1 ) is applied. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Diffusion in einer Vanadium-Salzschmelze bei Temperaturen über 900°C, vorzugsweise zwischen 1000°C und 1080°C durchgeführt wird.Method according to claim 4, characterized in that that the thermal diffusion in a vanadium molten salt at Temperatures above 900 ° C, preferably between 1000 ° C and 1080 ° C carried out becomes. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Diffusion in einer Vanadium-Salzschmelze unter Zugabe von gasförmigen Kohlenwasserstoffen durchgeführt wird.Method according to claim 5, characterized in that that the thermal diffusion in a vanadium molten salt below Addition of gaseous Hydrocarbons performed becomes. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer des Diffusionsprozesses in Abhängigkeit von der gewünschten Schichtdicke zwischen 15 min und 60 min, vorzugsweise zwischen 20 min und 50 min beträgt.A method according to claim 5 or 6, characterized in that the duration of the diffusion pro Depending on the desired layer thickness between 15 min and 60 min, preferably between 20 min and 50 min. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschichtung des Werkzeuggrundkörpers (1) eine Vorbehandlung durch Polieren vorausgeht, wobei die Rauigkeit der zu beschichtenden Oberflächen auf eine gemittelte Rautiefe Rz < 1 μm eingestellt wird.Method according to one of claims 4 to 7, characterized in that the coating of the tool base body ( 1 ) precedes a pre-treatment by polishing, wherein the roughness of the surfaces to be coated on an average roughness R z <1 microns is set. Verwendung eines Gießereiwerkzeuges nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zur Herstellung von Bauteilen aus Aluminium-Druckguss.Use of a foundry tool after a the claims 1 to 3 for the production of components from die-cast aluminum. Verwendung eines Gießereiwerkzeuges nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zur Herstellung von Bauteilen aus eisenarmen Aluminiumlegierungen.Use of a foundry tool after a the claims 1 to 3 for the production of components from low-iron aluminum alloys.
DE200710046410 2007-09-24 2007-09-24 Casting mold with long operating life, especially for pressure casting of aluminum, has wear resistant surface coating of vanadium carbide or vanadium-containing mixed metal carbide Ceased DE102007046410A1 (en)

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