DE3842707A1 - Ionendiffusionsinduzierte verschleissschutzschicht - Google Patents

Ionendiffusionsinduzierte verschleissschutzschicht

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    • 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
    • C23C12/00—Solid state diffusion of at least one non-metal element other than silicon and at least one metal element or silicon into metallic material surfaces

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Description

Die Erfindung betrifft eine Verschleißschutzschicht für vorzugsweise spangebende und spanlose Werkzeuge sowie Form- und Verschleißteile aus Hartmetall (Wolframcarbid).
Bei der Beschichtung handelt es sich um einen ionendiffu­ dionsinduzierte Wolfram-Cobalt-Mischoxyd Phosphatschicht auf der Oberfläche eines Hartmetalls, die eine relative Anreicherung von Wolfram gegenüber der ursprünglichen Oberfläche in Verbindung mit der Bildung von Oxiden und Phosphaten bewirkt. Außerdem wird dadurch die Oberfläche in der darunterliegenden Trägerschicht mit Kobalt ange­ reichert, was in Verbindung mit einer relativen Verarmung an Wolfram ohne den Verbund der Hartmetallkörper zu schwächen, bewirkt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Verschleiß­ schutzschicht anzugeben, die durch Ionendiffusion auf die Oberfläche von fertigbearbeiteten Hartmetallwerkzeugen, Form- und Verschleißteilen aufgebracht wird.
Die Aufgabe der Schicht ist, die Gleitreibung der Werkzeug­ oberfläche zu verringern und dadurch die Lebensdauer des Werkzeugs im Einsatz, insbesondere bei der Bearbeitung von chemisch agressiven Werkstoffen, zum Beispiel bei der Be­ arbeitung von Kunstharzen, zu erhöhen.
Bekannt sind dielektrische Beschichtungen die durch Ver­ fahren wie PVD/CVD auf Werkzeuge aufgebracht werden und dabei eine harte, spröde Schicht unterschiedlicher Haftung bilden. Dies ist darauf zurückzuführen, daß bei der Ver­ fahrenstechnik an komplex geformten Werkzeugen Zonen, unter­ schiedlichen Potentials oder Schattenzonen entstehen, die abweichenden Schichtdicken oder verringerte Haftung der Schichten zur Folge haben.
Im Einsatz führen diese Unregelmäßigkeiten zur Bildung von Abplatzungen an den Schneidkanten oder zu Rissen in der Oberfläche im Bereich der Spanleitgeometrie, die bei Be­ lastung ebenfalls Abplatzungen zur Folge haben.
Die erfindungsgemäße Lösung sieht vor, als Verschleißschutz­ beschichtung ionendiffusionsinduzierte Verschleißschutz­ schicht aus einer Wolfram-Cobalt-Mischoxyd Phosphatschicht auf der Oberfläche des fertigbearbeiteten Werkzeugs zu erzeugen.
Die Vorteile dieser Schicht liegen zum einen in der verrin­ gerten Reibung der Späne auf der Oberfläche des Werkzeugs und zum andern in der höheren Beständigkeit, infolge höherer Elastizität und Geschlossenheit der Werkzeugoberfläche gegen äußere Angriffe.
Die besondere Eigenart der Schicht ist, daß die Veränderung der Oberfläche des Werkzeugs an der obersten, besonders beanspruchten Schicht am prägnantesten ist und in die Tiefe kontinuierlich in den Trägerwerkstoff (Hartmetall) übergeht und dadurch ein Abplatzen einer aufgebrachten Schicht, wie bei den bekannten Verfahren ausgeschlossen werden kann.
Die, mit der eingangs beschriebenen Schicht beschichteten Hartmetallwerkzeuge werden mit Erfolg eingesetzt bei der Bearbeitung von Sandwichstrukturen aus Metallen und Kunst­ stoffen, bei der Bearbeitung von zähen Metall-Legierungen und bei der Bearbeitung von Hartpapier und Laminaten.
Die Abnutzung der Schicht erfolgt sehr langsam und ohne Brucherscheinungen an der Oberfläche.

Claims (5)

1. Ionendiffusionsinduzierte Verschleißschutzschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht eine Wolfram-Cobalt-Misch­ oxyd-Phosphatschicht bildet.
2. Ionendiffusionsinduzierte Verschleißschutzschicht nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Homogenität der Schicht auf der gesamten behandelten Werkzeugoberfläche unabhängig von deren dreidimensionaler Struktur, gleich ist.
3. Ionendiffusionsinduzierte Verschleißschutzschicht nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Oberfläche der Schicht eine relative Anreicherung von Wolfram vorhanden ist.
4. Ionendiffusionsinduzierte Verschleißschutzschicht nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Oberfläche der Schicht Phosphate und Oxide vorhanden sind.
5. Ionendiffusionsinduzierte Verschleißschutzschicht nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht von ihrer Oberfläche in die Tiefe des behandelten Werkstoffes kontinu­ ierlich in das Trägermaterial übergeht.
DE3842707A 1988-12-19 1988-12-19 Ionendiffusionsinduzierte verschleissschutzschicht Withdrawn DE3842707A1 (de)

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JPH02282466A (ja) 1990-11-20
ATE123821T1 (de) 1995-06-15
DE58909297D1 (de) 1995-07-20
EP0374557B1 (de) 1995-06-14
EP0374557A2 (de) 1990-06-27

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