DE3390522T1 - Spanendes Werkzeug und dessen Herstellungsverfahren - Google Patents
Spanendes Werkzeug und dessen HerstellungsverfahrenInfo
- Publication number
- DE3390522T1 DE3390522T1 DE19833390522 DE3390522T DE3390522T1 DE 3390522 T1 DE3390522 T1 DE 3390522T1 DE 19833390522 DE19833390522 DE 19833390522 DE 3390522 T DE3390522 T DE 3390522T DE 3390522 T1 DE3390522 T1 DE 3390522T1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- cutting tool
- microcrystals
- temperature
- metal
- coating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B27/00—Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
- B23B27/14—Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material
- B23B27/141—Specially shaped plate-like cutting inserts, i.e. length greater or equal to width, width greater than or equal to thickness
- B23B27/145—Specially shaped plate-like cutting inserts, i.e. length greater or equal to width, width greater than or equal to thickness characterised by having a special shape
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B27/00—Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
- B23B27/14—Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material
- B23B27/148—Composition of the cutting inserts
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/0021—Reactive sputtering or evaporation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C30/00—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Drilling Tools (AREA)
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)
- Turning (AREA)
Description
*"; "· ·-*. - DEAp-32685.2
7EIIIIZEuG ΙΚΙΌ DECcEIT HEIiSTELIDIIGSVEHi
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Metallbearbeitung,
und zwar betrifft spanendes Werkzeug und dess-n Herstellungveriahren.
Eine der Entwicklungstendenzen der modernen Lletall".
bearbeitüng besteht in der. Vervollloommnung der Betriebskennv.'er
te von spanenden Werkzeugen durch Auftragen verschleiss- ^ fester Beschichtungen auf ihre Oberfläche.
**"' Bis in die Gegenwart wir de das Hauptaugenmerk bei
der Vervollkommnung der Eigenschaften des Werkzeugs auf
die chemische Beschaffenheit der Beschichtungen gerichtet, die unter konkreten ITutzungsbe dingung en effertiv sind. Man
kann jedoch die Eigenschaften der /Werkzeuge auch durch
Vervollkommnung der Struktur der Be schichtung en verbessern.
Bekannt ist ein spanendes wrerkz3Ug (die akzeptierte
G3-Anmeldung ITr. 1303910, Elasse C23C 11/08 vom 24.01.73),
das eine aus einer Hartlegierung bestehende Grundlage ent""
1^O hält, auf die eine verschleissfeste Beschichtung aufgetragen
ist, die iJikrokristalle einer hochschmelzbaren
Verbindung von Metallen mit Elementen aus der Gruppe C, K
ν und/oder B enthält. Im gegebenen spanenden Werkzeug sind
als Metalle der verschleissfesten Beschichtung die LIetal-Ie
aus der Gruppe Γι, Zr, Hf, V1 rTb, Ta verwendet v;orden.
Bekannt ist auch ein Herstellungsverfahren von spanendem './erkzeug (die gleiche akzeptierte GB-inmoldung ITr.
I3O391O, Klasse C23G II/08 vom 24.01.73), das im Erhitzen
der Grundlage auf 1000 bis HOO0G, in der Zugabe von Ue"
teile und Elemente aus der Gruppe G, IT und B enthaltenden -,ieaktanten und im Ablauf einer chemischen Reaktion zwischen ihnen unter Bildung einer Beschichtung, die Mikro-Icristalle
ihrer hochschmelzbaren Verbindung enthält, best eht.
Das nach dem beschriebenen Verfahren hergestellte spanende ./erkzeug ist jedoch durch eine hohe Cberfläch.-n-
energie gekennzeichnet, wodurch seine aktive Adhäsions"
und Biffusionswechselwirkung mit dem zu bearbeitenden
Stoff hervorgerufen wird.
Bekannt ist ein anderes spanendes Werkzeug (die US-Patent
schrift Nr. 4I699I3, Klasse B23B 15/I8 1979), das
aine Grundlage enthält, deren Arbeitsfläche eine verschleissfeste
Beschichtung hat, die Mirkrokristalle einer
hochschmelzbaren Verbindung von Metallen mit Elementen aus der Gruppe C, IT, B und 0 enthält.
Dieses spanende Werkzeug ist jedoch auch durch eine hohe Oberflächenenergie gekennzeichnet, wodurch ebenfalls
seine aktive üdhäsions- und Diffusionsv;echf elwirkuns; mit
dem zu bearbeitenden Stoff hervorgerufen wird.
Bekannt ist auch ein Herstellungsverfahren von spanendem
Werkzeug (die gleiche US-Fat ent schrift ITr. 4169913»
Klasse B23B 15/18, 1979), das im Verdampfen und Ionisieren
eines LietaIls im Vakuum, in dor anschliessenden -Zuführung'
eines gasförmigen ixeaktanton, der 21emente der Gruppe C,
υt 3 und. 0 enthält, in das Vakuum und in der 'Wechselwirkung
der Uetallo mit diesen Elementen bis zur Bildung
einer νsrcchieissfesten Beschichtung■ besteht. In diesem
Verfahren bewirkt ein ZLektronenstrahl das Verdampfen
der Metalle unter Verwendung einer Spazialelolctrodc, die
für das Ionisieren der Metalle vorgesehen ist, während die '.Vechselwirkung der LIetalle mit den Elementen aus der
Gruppe G, IT, 0 und B auf der nicht erhitzen Grundlage
vonstatten geht.
In diesem Herstellungsverfahren doo ir-;ahnt j.t. rpanen-
~jQ den Werkzeugs führen die Temperaturv.erhältniGse beim Auftragen
der Beschichtung jedoch zur Vernichtung der iäierrie
der 'Wechselwirkung der List alle und der Elemente aus der
Gruppe G, N, 0 und 3 durch die nicht erhitzte Grundloge,
was zur Jntstehung einer Beschichtung mit einem hohen
ITiveau an freier Cberflächenenergie führt, was wiederum
die Standzeit des spanend en' V/crkzeugs verringert.
Äusserdem 5raö;;licl'it in uioscm H
eines spanenden .7erkz^ungs der Verdampfungs~ und icnisierungcprozess
der Metalle nicht die Erzielung eines hohen
lonisierungsgrads, »as --oenfalls zur Entstehung einer
Deschichtung mit einem hohen. Hiveau an freier Gberflächenenergie
führt und was, de schon oben erwähnt, die Standzeit des Jerkseugs verringert.
Bekannt ist ein anderes Verfahren zur Herstellung
des genannten spanenden '.Verkzeugs (die Dissertation von
S.V.Zasöanov "Untersuchung der Schneideigenschaften und
Erarbeitung weiterer Wege der Entwicklung von Werkzeugen
mit verschleissfesten Beschichtung en", Llcskau, Ί 979»
Lloskauer Hochschule für Werkzeugmaschinenbau, S. 50, russ.),
das im Verdampfen und. Ionisieren.wenigstens .eines Metalls
im Vakuum, im Erhitzen der Grundlage des spanenden Jerkseugs,
in der Säuberung der Arbeitsfläche der Grundlage durch Bombardierung mit Ionen wenigstens eines Metalls,
in der folgenden Zuleitung eines gasförmigen Reaktanzen in das Vakuum und in der 'Jech ε el wirkung -wenigstens eines
Uetalls mit wenigstens einem ε einen Element bis zur Bildung
einer verschleissfesten Beschichtung besteht.
Aber auch dieses Herstellungsverfahren des genannten
./erkzeugs ermöglicht nicht die Erzielung eines minimalen
.Verts'an freier Energie der Arbeitsfläche. Las bjv;irkt
eine intensive diffusions- und Adhäsions^echsel-virl-oing
der Arbeitsfläche mit dem zu bearbeitenden i-laterial, was
'.viodorum die Standzeit des spanenden '.ierkzeugs verringert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein spancndes
werkzeug zu schaffen, das solch eine Struktur der Beschichtung hat, die deren Standzeit erhöht, und die
Erarbeitung eines Herstellungsverfahrens des spanenden .•'erkzeugs, in dem die 'Temper at ^Verhältnisse und der
Lruck, bei dem die νerschleissfeste Beschichtung aufgetragen'
wird, eine Erhöhung der Standzeit des spanenden ..erkzeugs ermöglichen.
Das wird dadurch, erreicht, dass in einem spanenden .Verkzoug, das eine Grundlage enthält, auf deren Arbeitsfläche
eine verschleissfeste Beschichtung aufgetragen ist, die Llikrokr ist alle einer hochschmelzbaren Verbindung we~
nigstens eines Metalls mit wenigstens einem Element aus der Gruppe G, IT, O und B enthält, gemäße der Erfindung
eine maximale Menge der Mikrokristalle einer hochschmelzbaren
Verbindung wenigstens eines Metalls mit wenigstens einem .Element aus der Gruppe G, N, 0 und B, die zusätzlich
Si enthält, mit ein und derselben kristallografischen Ebene parallel zur Arbeitsfläche der Grundlage orientiert ist.
Es ist zweckraässig, dass in dem spanenden Werkzeug',
die kristallografische Ebene, nach der die Uikrokristalle
orientiert sind, eine minimale Oberflächenenergie aufweist.
Das wird auch dadurch erreicht, dass in einem Herstellungsverfahren
des zum Patent angebotenen spanenden 'Werkzeugs, das im Verdsrapfen und Ionisieren wenigstens
eines Metalls im Vakuum, im Erhitzen der Grundlage des
spanenden V/erkzeugs, in der Säuberung der Arbeitsfläche
der Grundlage durch Bombardierung mit Ionen v.eni Ostens
eines Metalls, in der folgenden Zuleitung eines gasförmigen xieaktenten in das Vakuum und in der .Vechselwirkung
wenigstens eines Metalls mit wenigstens einem seinen Element bis zur Bildung einer verschleissfesten Beschichtung
aus ihrer hochschmelzbaren Verbindung, die Mikrokristalle
enthält, besteht, gemäss der Erfindung das Erhitzen der
Grundlage (I) des spanenden Werkzeugs bis zu einer iemperatur,
die weniger als ICO0C unter der Entfestigungstemperatur
der Grundlage liegt, vorgenommen wird, die -,vährend der Entstehung der Beschichtung (3) in einem Bereich
zwischen dieser Erwärmungstemperatur der Grundlage und der temperatur + 5O0O bei gleichzeitiger regulierung
des Drucks des gasförmigen ^eaktanten in einem Bereich
von 13,3 Pa bis 1»33; IO Pa gehalten wird.
In der vorliegenden Erfindung ist die zwischenmole-
kulare Wechselwirkung- zwischen dem spanenden Werkzeug und
dem zu "bearbeitenden Material auf ein Minimum gebracht
worden, v;as zur Verringerung der Intensität der Prozesse der Adhäsions-, chemischen und Biffusionswechsilwirkung
zwischen dem spanenden■'J-jrkzeug und dem zu bearbeitenden
Material führt, v;as wiederum die Standzeit des spanenden Vverkzeugs erhöht.
jQ Im folgenden ;-;ird die vorliegende Erfindung durch
die Beschreibung eines konkreten Ausführungsbeispiels und anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert, und zwar
zeigt:
Fig. I - die Gesamtansicht eines nach dem zum.Patent
angebotenen Verfahren hergestellten spanenden Werkzeugs gemä'ss der Erfindung (t ei Iv? eis er Ausschnitt);
Fig. 2 - die Gesamtansicht eines spanenden Werkzeugs r;ie in Ug. I, mit kristallografisch^ Ebenen der I.likrokristalle,
die minimale Oberflächenenergie aufweisen (teilweiser'Ausschnitt), gemäss der Srfidnung.
Das spanende 7erkzeug enthält eine Grundlage I (5ig. I), deren Arbeitsfläche 2 eine Beschichtung 3 hat,
die durch die Verbindung .'TiIT gebildet «;ird.
In Fig. I sind schem'atisch (stark vergrössert) die
Llikrolccistalle der Verbindung TiIT abgebildet, die mit
ein und denselben kristallografischen Ebenen 4 parallel
3ur Grundlage I orientiert sind.
In Fig. 2 sind schematisch (stark vergrössert) die Llikrokristalle der Verbindung TiH abgebildet, die mit der
durch minimale Oberflächenenergie gekennzeichneten kristallografischen jJbene parallel zur Grundlage I orientiert
sind.
Das Verfahren zur Herstellung des zum Patent angebo"
tenen spanenden ί'/erkzeugs besteht darin, dass wenigstens
ein Metall im Vakuum verdampft und ionisiert v.drd.· Dann
erwärmt man die Grundlage des spanenden Vierkzeugs und
säubert ihre Arbeitsfläche durch Bombardierung mit Uetallionen.
Das Erwärmen der Grundlage des spanenden ',7erkzeugs wird bis zu einer Temperatur, die weniger als 1000G unter
der jSntfestigungsteraperctur der Grundlage liegt, vorgenommen.
Die jJIrwärmungstemperatur wird während der Entstehung
der Beschichtung in einem Bereich zwischen dieser !Temperatur .und. der-Temperatur + 5Q°G gehalten. Dann wird ein gasförmiger
Reaktant zugeführt, der wenigstens ein Element
aus der Gruppe G, K, O, B und Si enthält, dessen Druck 5
in einem Bereich von 13»33 bis 1,33; IO" Pa reguliert
wird, und man lässt wenigstens ein Metall mit wenigstens
einem lülement der Gruppe C, IT, 0, 3 und' Si reagieren, was
zur Bildung einer verschleissfesten .Beschichtung führt,
die Mikrokristalle einer hochschmelzbaren Verbindung w-e~
nigstens eines Metalls mit wenigstens einem Element aus der Gruppe G, IT, 0, B und'Si enthält, die mit ein und
derselben kristallografischen ^bene parallel aur Arbeitsfläche
der Grundlage orientiert sind.
Das spanende Werkzeug wirkt folgendermassen.
7ahrend des Prozesses der Metallverarbeitung tritt
•die verschleissfeste Beschichtung 3 (i'ig. I, 2) mit dem
su bearbeitenden Metall unter hoher temperatur und hohem
Druck in ■.7echsel\;irkung, die in der Schneidzone entstehen.
Die Orientierung einer maximalen Menge der Liikrokristalle
mit ein und derselben kristenografischen Sbene 4 parallel
zur Arbeitsfläche 2 der Grundlage I ermöglicht eine Verringerung
der froien iiiergie der Arbeitsfläche 2 der Grundlage
I, was zu einer Verringerung der Intensität der zwischennolekularen Wechsel·.·;irkung der Arbeitefläche 2
ftii; dem zu bearbeitenden Material führt.
7enn die kristallografische -jbene 3 (^iS· 2) der
Orientierung der Llikrokristalle eine minimale Oberflächen-
energie besitzt, sinkt die zv;ischenmol elml are 'J
kung bis auf einen minimalen '.Vert, wodurch die Standzeit
des spanenden '.Terkzeugs noch mehr erhöht wird.
Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung
sind im folgenden konkrete Durchführungsbeispiele der
Erfindung gezeigt.
Seispiel I.
Hergestellt v.-urden Bohrer β 5 mm und Irobckörper für eine liöntgen-CtrulrairunterGuchung der Beschichtung aus ctehl folgender Zusammensetzung:
Seispiel I.
Hergestellt v.-urden Bohrer β 5 mm und Irobckörper für eine liöntgen-CtrulrairunterGuchung der Beschichtung aus ctehl folgender Zusammensetzung:
0 Cr TT ~ V Mo Pe
0,85 5,6 b,0 2,0 5,0 Hest
inlasst empor at ur des Stahls - >60°0.
Lie von Verunreinigungen gesäuberten Bohrer und der i-robe-rörper für die i.iöntgen-Ctrulcturuntvjrsuchungen wurden
in Lpczialkassetten gelegt und gleichzeitig in eine Vakuumkammer
eingebracht, in der eine '^itankatode aufgestellt
worden war. In der Kammer wurde ein Vakuum von
—5
b,ö5; IO Ta geschaffen, danach ein elektrischer Bogen gezündet und auf diese .Veise das 'Titan verdampft und ioniciort.
b,ö5; IO Ta geschaffen, danach ein elektrischer Bogen gezündet und auf diese .Veise das 'Titan verdampft und ioniciort.
An die Bohrer und den Probekörper für die Hontgen-Ctrulcburuntersuchungen
vdrde eine negative Spannung angelegt,
die die positiv geladenen 'litanionen beschleunigt,
und durch Bombardierung der .Arbeitsfläche der Bohrer und
des Irobekörpcrs mit Titanion^n T»iiurde die oäuberung ihrer
Oberfläche und das iiraärmen der Grundlage vorgenommen.
Dann ;vurde die an die Bohrer und den Probekörper angelsgte
Spannung verringert. Gleichzeitig strömte in die Kammer Stickstoff ein, der mit dem Titan reagierte bis zur üitstehung
einer Beschichtung aus der hochschmelzbaren Verbindung 'ΓΐΙΤ, die iuikrokristalle enthält. Das Auftragen ■
der Beschichtung üil! auf die Arbtdtsflache der Boiirer und
-S-
die Oberfläche des Probekörpers V7urae bei verschiedenen
3rv7*ermungsverfahren der Bohrer und Probekörper und bei
verschiedenen V/erten des Stickstoffdrucks vorgenommen.
Jedes Verfahren wurde an einer neuen Bohrersarie im Beisein eines neuen Probekörpers erprobt. Der Grientierurr;sgrad
der Llikrokristalle der iiockscimelzbaren Verbindung
Till v;urde nach der Methode der Rontgen-Etrukturuni; er suchung
der BeSchichtung des Probekörpers nach der Höhe der
jQ Spitze der Beugung der Hontgenstrahlung von der kristallo-Srafischen
jfoene- 4 (5) des I.Iikrokrictall3 mit minimaler
Oberflächenenergie bestimmt. Die höchste Spitze der Beugung der Röntgenstrahlung von der ^bene 4 (5) mrd in der gegebenen
Serie als IOO;5 angenommen und im Vergleich dazu die
Höhe der Spitzen der Beugung dieser Jtene der L'ikrokristelle
2iIT in den übrigen Versuchen eingeschätzt.
Je 5 Bohrer aus jeder fertigen Bohrerserie mit einer
Beschichtung aus der hoch schmelzbar en Verbindung TiIT v.urden
beim Bohren von 15 mm tiefen Löchern in Stahl der Zusammensetsung.
0,42 bis 0,49 [Rest
auf einer Genlcceclitboiirmaschine bei folgender' -Ar';eitsvjeise
erprobt:
" Geschwindigkeit V = 4,5 m/min - Vorschubgrösse S = 0,03 mm
Die Tabelle I zeigt die Versuchsergebnisse der Serien
der Bohrer und Probekörper für die üöntgen-Strukturuntersuchung
en, die in neun verschiedenen Betriebsbedingungen
hergestellt v-urden.
Die grösste Standzeit der Bohrer wird laut Versuchsergebnissen bei Einhaltung einer jjrvvärmungstemperatur der
Grundlage eier Bohrer vor der einführung des Stickstoffs
von 500 bis 55O°G, eines Drucks des■stickstoffs von 1,19
^a ^"d ainer Jrvrernun^'stamp er atur der .Bohr or u ehr end dor
,VechGcl-.virkun·"; Css Titcns ait "ion Stickstoff in oinom
Bereich von 5O°C bis 5GO0C erreicht. Dabei zeichneten
sich die Bohrer mit einer Beschichtung aus der hochschmelsbaron
Verbindung TiIT, die Kikrokristalle enthält, deren
überwiegende Kenge mit der Ubene 4 (5) parallel zur Arbeit
sf lache der Grundlage orientiert ist, durch grösste
Standzeit aus.
Hergestellt v;urden Bohrer φ 5 mm und Frobekörper für
Höntgen-btrukturuntersuchungen aus einer Hartlegierung
der Zusammensetzung
'30 Co
92% 2est
mit einer Jiiit fest igung stemper at ur von 700 bis 7200C.
Die von Verunreinigungen gesäuberten Bohrer und ein Frobekörper für iiöntgen-Strukturunt er suchung en wurden
gleichseitig in eine Vakuumkammer eingebracht, in der sich
eine Katode aus einer aus 50% Ti und 50% Hf bestehenden
Legierung befand. Das Auftragen der Beschichtung geschah analog vjie im Beispiel I, jedoch mit dem Unterschied, dass
sich in der Vakuumkammer'eine Katode aus einer aus 50%
Di und 50% Hf bestehenden Legierung befand. Die Beschichtung
aus der hochschmelzbaren Verbindung (Ti, PIf)H wurde auf
die Oberfläche der 3ohrer und Frobekörper nach verschiedenen 3rv;ärmungsverfahren der Bohrer und Frobekörper und
bei verschiedenen Drücken dos Stickstoffs aufgetragen. Der
Crientierungsgrad der Llikrokristalle der ho cn schmelzbar en
Verbindung ?;urde v;ie im Beispiel I gemessen.
Jq 5 Bohrer aus jeder fertigen Bohrerserie mit einer
jjO Beschichtung aus der hochschaelzbaren Verbindung (ü,Hf)IT
viurden beim Bohren von Löchern in Graphit auf einer Senkrechtbohrmaschine
bei folgender Bohrweise erprobt:
- Gesc-LYjindigkeit V = 63 m/min
- Vorschub.grösse S = 0,13 mm/U
- 2iefs des Loches 1 = 16 mm
Die Tabelle I zeigt die Vercuciiser^obnisse der Bohrer
■ - jo -
und der frobekörper für die ilöntgen-Ctralrburuntersuciiun"-gen,
die unter verschiedenen Betriebsbedingungen ^srgestellt
v.urden. Die grösfcte Standzeit der Bohrer wird laut Ver-Suchsergebnissen
bei Einhaltung einer Erwärmungstemperatür
der Hartlegierungsgrundlage vor der Einführung des
Stickstoffs von 600° bis 70O°0, eines Drucks des Stick-
-1
stoffs von 6,65; IO Pa und einer Erwärmungstemperatur der Hartlegierungsgrundlage während des Auftragens der Beschichtung von ICO0G bis 600°C erreicht.
stoffs von 6,65; IO Pa und einer Erwärmungstemperatur der Hartlegierungsgrundlage während des Auftragens der Beschichtung von ICO0G bis 600°C erreicht.
Dabei zeichnen sich die Bohrer mit einer Beschichtung aus der hochschmelzbaren Verbindung (Ti, Hf)IT, die LSikrokristalle
enthält, deren überwiegende Menge mit der durch miniaale Oberflächenenergie gekennzeichneten Sbene 4 (5)
parallel zur Arbeitsfläche der Grundlage orientiert ist, durch grösste Standzeit aus.
339Q522
Lfd. Jerkzeug iSrwärmungstenperatur Druck des
ITr. · der Grundlage Stickstoffs
bei der Born- bei Ent- ^a
bardierung stehung
durch Metall- der Beionen, schichtung.
durch Metall- der Beionen, schichtung.
O/-t art
| Bohrer aus Stahl | 500 | 400 | 1,33 | -Hf2 |
| mit einer Be | 2,66 | •ίο-2 | ||
| schichtung aus | ||||
| der hochschiaelz- | 500 | 400 | 6,65 | • io"2 |
| baren Verbindung | 5OO | 400 | 3,99 | •ίο"2 |
| TiH | 500 | 400 | 1,19 | |
| 500 | 400 | 2,66 | ||
| 550 | 40 | 3,99 | •ίο"1 | |
| 550 | 50 | 3,99 | •ίο"1 | |
| 550 | 400 | 3,99 | •ίο"1 | |
| 550 | 500 | 3,99 | • ίο"1 | |
| Bohrer aus einer | 650 | 600 | 1,33 | • ίο"2 |
| Hartlegierung | 65O | 600 | 6,65 | • io"2 |
| mit einer Be | 650 | 600 | 1,19 | |
| schichtung aus | 650 | 600 | 1,33 | |
| der hochschmelz | 650 | 600 | 2,66 | |
| baren Verbindung | 650 | 40 | # 6,65 |
• io"1 |
| (Ti, Hf)IT | ||||
| 650 | 30 | 6,65 | • 10 "1 | |
| 650 | 100 | 6,65 | •ίο"1 | |
| 650 | 500 | 6,65 | • ίο'1 | |
| 750 | 500 | 6,65 | • ίο"1 | |
| 400 | 400 | 6,65 | •ίο"1 |
| ft · - | Port setzung | der | 33905 | 22 |
| γ - | Tabelle I | |||
Intensität der Beugung Versuchsergebnisse Zoeffizient
der Röntgenstrahlung (Anzahl der der Srhöhung
von der Orientierungs- Löcher) ebene der Uikr©kristalle
der Standzeit
40 60 90 100
30 80
90 100 40 60
'30 100
30
60
80
100
100
85
| 450 | 1,0 |
| 650 | 1,44 |
| 750 | 1,7 |
| 810 | 1,8 |
| 350 | - |
| 450 | 1,0 |
| 700 | 1,6 |
| 750 | 1,7 |
| SOO | 1,8 |
| 410 | |
| 5OO | 2,08 |
| 800 | 3,3 |
| IO7O | 4,4 |
| 240 | - |
| 260 | I7I |
| 500 | 2,1 |
| 750 | 3,1 |
| 1Q7O | 4,4 |
| 3OO | 5,3 |
| 580 | 2,4 |
Lie vorliegende Erfindung kann für die ■Metallbearbeitung
durch νerschiedende Zerspanungsarten angewendet werden.
Die Erfindung ermöglicht aurserdem eine Verbesserung
der Qualität von ^ussenflächen- und iCorxOsicnssciiutzuberzügen
und eine Verbesserung der Betriebsciiaralcteristiken
der Bauteile von gleitenden Paarungen.
Die Erfindung kann für die Herstellung von spanendem
werkzeug aus verschiedenartigen, für die >7erkseugherstellung
verwendeten "Werkstoffen eingesetzt
Claims (3)
1. Spanendes Werkzeug, das eine Grundlage enthält,
auf deren Arbeitsfläche eine vercchleissfeste Beschichtung
aufgetragen ist, die Liilcrolcristalle einer hochschmelzbaren
Verbindung wenigstens eines - LI et s Ils mit wenigstens einem
Element aus der Gruppe C, IT, O und 3 enthalt, dadurch
ge kennz eic Ii net, dass die maxiaale Anzahl der
llikrokristalle einer hochschmelzbaren Verbindung wenigstens
eines Metalls mit wenigstens einem Clement aus der Gruppe G, IT, 0 und 3, die zusätzlich Si enthält, mit ein und der~
selben kristallografischen ifoene (4, 5) Parallel zur Arbeitsfläche
(2) der Grundlage (I) orientiert itt.
2. Werkzeug nach Anspruch I, da durch.ge -
k e η η ζ e i c h η e t, dass die kristallogrsfische .ibene
(4, 5) der Orientierung der i.iikrokristalle durch eine minimale
Oberflächenenergie gekennzeichnet' ist.
3. Herstellungsverfahren von spanendem Werkzeug nach
Anspruch I, das im Verdampfen und Ionisieren wenigstens eines Metalls im Vakuum, im IMiitzen der Grundlage des
spanenden V/erkzeugs, in der. Säuberung-der .Arbeitsfläche der
Grundlage durch Bombardierumg mit Ionen wenigstens eines
Uetalls, in der anschliessenden Zuleitung eines gasförmigen
xieaktanten in das Vakuum und in der ;Vech£elwirlamg wenigstens
eines Lletalls mit wenigstens einem seinen j'loment bis
zur iiitstehung einer verschleissfasten Beschichtung aus
ihrer hochschmelzbaren Verbindung, die Llikrokristalle enthält,
besteht, d a g u r c h g e k e η η ξ 3 ic h η e. t, .
dass das ^rhitsc-n der Grundlage (I) des spanenden Werkzeugs
pQ bis zu einer Temperatur, die weniger' als ICO0G unter der
-jitfestigungstemperatur der Grundlage liegt, vorgenommen
wird, die während der Entstehung des Belags. (3) in einem Bereich zwischen dieser Erwärmungstamperatur der Grundlage
und der Temperatur 50°C bei gleichzeitiger Regulierung
des Drucks des gasförmigen Reaktanzen in einem Bereich von
13,3 Pa bis 1,33 · io""2 Pa gehalten wird.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/SU1983/000031 WO1985000999A1 (en) | 1983-08-25 | 1983-08-25 | Cutting tool and method of manufacture thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3390522T1 true DE3390522T1 (de) | 1985-10-03 |
| DE3390522C2 DE3390522C2 (de) | 1987-10-15 |
Family
ID=21616809
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19833390522 Expired DE3390522C2 (de) | 1983-08-25 | 1983-08-25 | Spanendes Werkzeug und Verfahren zu dessen Herstellung |
Country Status (14)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60502093A (de) |
| AU (1) | AU563891B2 (de) |
| BR (1) | BR8307747A (de) |
| CA (1) | CA1219549A (de) |
| CH (1) | CH667605A5 (de) |
| DE (1) | DE3390522C2 (de) |
| DK (1) | DK179185A (de) |
| FI (1) | FI851486A0 (de) |
| FR (1) | FR2558087B1 (de) |
| GB (1) | GB2156387B (de) |
| NL (1) | NL8320321A (de) |
| NO (1) | NO851602L (de) |
| SE (1) | SE453468B (de) |
| WO (1) | WO1985000999A1 (de) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62116762A (ja) * | 1985-11-15 | 1987-05-28 | Citizen Watch Co Ltd | 外装部品の製造方法 |
| DD243514B1 (de) * | 1985-12-17 | 1989-04-26 | Karl Marx Stadt Tech Hochschul | Hartstoffschichten fuer mechanisch und korrosiv beanspruchte teile |
| DE3606529A1 (de) * | 1986-02-28 | 1987-09-03 | Glyco Metall Werke | Verfahren zur herstellung von schichtwerkstoff oder schichtwerkstuecken durch aufdampfen mindestens eines metallischen werkstoffes auf ein metallisches substrat |
| EP0404973A1 (de) * | 1989-06-27 | 1991-01-02 | Hauzer Holding B.V. | Verfahren und Vorrichtung zur Beschichtung von Substraten |
| DE3936550C1 (en) * | 1989-11-03 | 1991-04-18 | Arthur Klink Gmbh, 7530 Pforzheim, De | Substrate coating for wear resistance - with titanium nitride in vacuum chamber contg. titanium evaporator and heater with rotary substrate holder |
| DE19629456C1 (de) * | 1996-07-23 | 1997-11-20 | Fraunhofer Ges Forschung | Werkzeug, insbesondere für die spanende Materialbearbeitung |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1160895A (en) * | 1965-08-25 | 1969-08-06 | Rank Xerox Ltd | Coating Surfaces by Vapour Deposition |
| AT301299B (de) * | 1970-09-09 | 1972-08-25 | Plansee Metallwerk | Verwendung von Zerspanungswerkzeugen zur Bearbeitung von Belag bildenden Stählen |
| DE2727659B2 (de) * | 1977-06-20 | 1980-01-10 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Verfahren zur Herstellung grobkristalliner oder einkristalliner Metallschichten |
| US4169913A (en) * | 1978-03-01 | 1979-10-02 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Coated tool steel and machining tool formed therefrom |
| JPS56156767A (en) * | 1980-05-02 | 1981-12-03 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Highly hard substance covering material |
-
1983
- 1983-08-25 NL NL8320321A patent/NL8320321A/nl not_active Application Discontinuation
- 1983-08-25 JP JP83503361A patent/JPS60502093A/ja active Pending
- 1983-08-25 GB GB08508271A patent/GB2156387B/en not_active Expired
- 1983-08-25 AU AU21223/83A patent/AU563891B2/en not_active Ceased
- 1983-08-25 BR BR8307747A patent/BR8307747A/pt unknown
- 1983-08-25 CH CH1659/85A patent/CH667605A5/de not_active IP Right Cessation
- 1983-08-25 DE DE19833390522 patent/DE3390522C2/de not_active Expired
- 1983-08-25 WO PCT/SU1983/000031 patent/WO1985000999A1/ru active Application Filing
-
1984
- 1984-01-13 FR FR8400509A patent/FR2558087B1/fr not_active Expired
- 1984-01-13 CA CA000445276A patent/CA1219549A/en not_active Expired
-
1985
- 1985-04-03 SE SE8501672A patent/SE453468B/sv not_active Application Discontinuation
- 1985-04-12 FI FI851486A patent/FI851486A0/fi not_active Application Discontinuation
- 1985-04-22 DK DK179185A patent/DK179185A/da not_active Application Discontinuation
- 1985-04-22 NO NO851602A patent/NO851602L/no unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2558087B1 (fr) | 1986-06-20 |
| JPS60502093A (ja) | 1985-12-05 |
| AU2122383A (en) | 1985-03-29 |
| SE8501672D0 (sv) | 1985-04-03 |
| DK179185D0 (da) | 1985-04-22 |
| CA1219549A (en) | 1987-03-24 |
| AU563891B2 (en) | 1987-07-23 |
| GB8508271D0 (en) | 1985-05-09 |
| FI851486L (fi) | 1985-04-12 |
| GB2156387B (en) | 1987-03-18 |
| NL8320321A (nl) | 1985-07-01 |
| SE453468B (sv) | 1988-02-08 |
| SE8501672L (sv) | 1985-04-03 |
| DK179185A (da) | 1985-04-22 |
| CH667605A5 (de) | 1988-10-31 |
| FR2558087A1 (fr) | 1985-07-19 |
| BR8307747A (pt) | 1985-07-30 |
| WO1985000999A1 (en) | 1985-03-14 |
| DE3390522C2 (de) | 1987-10-15 |
| FI851486A0 (fi) | 1985-04-12 |
| NO851602L (no) | 1985-04-22 |
| GB2156387A (en) | 1985-10-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0668938B1 (de) | Werkzeug und verfahren zur beschichtung eines werkzeuggrundkörpers | |
| DE3513014C2 (de) | Verfahren zur Behandlung der Oberfläche von Werkstücken | |
| EP0306612B1 (de) | Verfahren zur Aufbringung von Schichten auf Substraten | |
| DE3702984C2 (de) | ||
| DE68926742T2 (de) | Vorrichtung und verfahren zur beschichtung von materialien durch einen pulsierenden plasmastrahl | |
| DE2340282C3 (de) | Verfahren zum Härten der Oberfläche eines Substrats durch Implantieren von Metallionen in die Oberfläche des Substrats und Aufbringen eines Metallüberzugs | |
| DE69227313T2 (de) | Verfahren und vorrichtung zur behandlung von bauteilen in einem gasentladungsplasma | |
| DE3614384A1 (de) | Verfahren zur beschichtung von substraten in einer vakuumkammer | |
| DE2233700A1 (de) | Verfahren zur erhoehung der abreibfestigkeit der oberflaeche von schneidwerkzeugen u.dgl. hartmetallteilen | |
| DE3117299A1 (de) | Mit einem hartstoff beschichteter gegenstand | |
| CH664163A5 (de) | Verfahren zum reaktiven aufdampfen von schichten aus oxiden, nitriden, oxynitriden und karbiden. | |
| DE3101414A1 (de) | Verfahren zur heizung einer raeumlichkeit mittels einer waermepumpe und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens | |
| DE2422157A1 (de) | Verfahren zur glassubstratsaeuberung | |
| DE3390522T1 (de) | Spanendes Werkzeug und dessen Herstellungsverfahren | |
| DE69610902T2 (de) | Feldemissionskathode und herstellungsverfahren derselben | |
| DE2136102B2 (de) | Gasentladungsfeld | |
| DE2326920C3 (de) | ||
| DE3390523C2 (de) | Verfahren zum Auftragen einer Beschichtung auf dieOberfl{che eines spanenden Werkzeugs | |
| EP0438627A1 (de) | Bogenentladungsverdampfer mit mehreren Verdampfertiegeln | |
| DE2842407C2 (de) | Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken durch Entladung ionisierter Gase und Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung | |
| DE4006457C1 (en) | Appts. for vapour deposition of material under high vacuum - has incandescent cathode and electrode to maintain arc discharge | |
| DE2161842A1 (de) | Kohlenstoff mit modifizierter Oberfläche | |
| DE3224644C2 (de) | ||
| DE1521556B2 (de) | Mit einer CoSi und/oder CoSi tief 2 enthaltenden Oberflächenschicht überzogenes Metall aus Niob oder einer Nioblegierung und Verfahren zu seiner Herstellung | |
| DE1690663A1 (de) | Anordnung zur Oberflaechenbehandlung von Werkstuecken mittels Glimmentladung |