DE4429505A1 - Wear resistance promoting coating of tools for the ceramics industry - Google Patents

Wear resistance promoting coating of tools for the ceramics industry

Info

Publication number
DE4429505A1
DE4429505A1 DE19944429505 DE4429505A DE4429505A1 DE 4429505 A1 DE4429505 A1 DE 4429505A1 DE 19944429505 DE19944429505 DE 19944429505 DE 4429505 A DE4429505 A DE 4429505A DE 4429505 A1 DE4429505 A1 DE 4429505A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
wear protection
protection layer
wear
layer
steel component
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
Application number
DE19944429505
Other languages
German (de)
Other versions
DE4429505C2 (en
Inventor
Andreas Dr Szabo
Hans-Joachim Dr Retelsdorf
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Formplast Reichel & Co KG GmbH
Original Assignee
Formplast Reichel & Co KG GmbH
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Formplast Reichel & Co KG GmbH filed Critical Formplast Reichel & Co KG GmbH
Priority to DE19944429505 priority Critical patent/DE4429505C2/en
Publication of DE4429505A1 publication Critical patent/DE4429505A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE4429505C2 publication Critical patent/DE4429505C2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22Chemical 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
    • C23C16/30Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/34Nitrides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/02Pretreatment of the material to be coated
    • C23C16/0227Pretreatment of the material to be coated by cleaning or etching

Abstract

The patent concerns steel tool components provided with a wear protection layer made up of substances or their mixts. belonging to the gp. of borides, carbides, nitrides, carbonitrides or oxides of the elements of side gps. IBv, Vb or VIb of the periodic system. At least one component surface regions subjected to wear are provided with such layers which are at least 3 m thick and are applied by means of PVD or CVD processes.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Stahlbauteile, die eine Ver­ schleißschutzschicht aus Substanzen der Gruppe "Boride, Carbide, Nitride, Carbonitride oder Oxide der Elemente der Nebengruppen IVb, Vb oder VIb des periodischen Systems" oder Mischungen davon aufweisen, wobei die Verschleiß­ schutzschicht mittels des PVD- oder CVD-Verfahrens aufge­ bracht wird. PVD steht für physical vapour deposition, CVD für chemical vapour deposition (vgl. Römpp, 9. Auflage, Seiten 3688 bzw. 818). - Stahlbauteile bestehen im wesent­ lichen aus Normalstählen, wie z. B. ST 52, oder aus ver­ gütbaren Stählen, wie z. B. 1.2288. Die Stahlbauteile können ferner sowohl aus Normalstählen als auch aus vergütbaren Stählen zusammengesetzt sein. Im letzteren Falle ist die Trägerkonstruktion des Stahlbauteils in der Regel aus Normalstahl. Eine Verschleißschutzschicht ist eine meist als dünne Schicht aufgebrachte Oberflächenschicht hoher Härte. Wegen der geringen Dicke der Verschleißschutzschicht gleicht die Kontur des mit einer Verschleißschutzschicht ausgestatten Stahlbauteils praktisch der Kontur des Stahl­ bauteils ohne Verschleißschutzschicht. Die Verschleiß­ schutzschicht gewährleistet, daß die Kontur und die Maße des Stahlbauteils auch bei abrasiver Belastung besonders lange erhalten bleiben. Somit werden hohe Standzeiten der Stahlbauteile eingerichtet. Das PVD-Verfahren und das CVD-Verfahren beruhen auf der Abscheidung der Substanzen aus der Gasphase auf ein Substrat, hier auf ein unbeschich­ tetes Stahlbauteil. In ersterem Falle wird die Substanz physikalisch verdampft, beispielsweise durch Erhitzen oder Sputtern, und auf dem Substrat niedergeschlagen. Dabei muß das Substrat auf eine vergleichsweise niedrige Temperatur aufgeheizt werden. Beim CVD-Verfahren wird die relativ stark aufgeheizte Oberfläche des Substrats einer Mischung aus Gasen ausgesetzt, welche an der heißen Oberfläche zu der Substanz der Verschleißschutzschicht reagieren und sich ablagern. Beide Verfahren sind an sich bekannt.The invention relates to steel components, a Ver wear protection layer from substances of the group "borides, Carbides, nitrides, carbonitrides or oxides of the elements of the Subgroups IVb, Vb or VIb of the periodic system " or mixtures thereof, the wear protective layer applied by means of the PVD or CVD process is brought. PVD stands for physical vapor deposition, CVD for chemical vapor deposition (see Römpp, 9th edition, Pages 3688 and 818). - Steel components essentially exist Lichen from normal steels, such as. B. ST 52, or from ver temperable steels, such as B. 1.2288. The steel components can furthermore both from normal steels as well as from temperable Steel. In the latter case it is Support structure of the steel component usually made Mild steel. A wear protection layer is usually one applied as a thin layer higher surface layer Hardness. Because of the small thickness of the wear protection layer resembles the contour of the with a wear protection layer equipped steel component practically the contour of the steel component without wear protection layer. The wear protective layer ensures that the contour and dimensions of the steel component, particularly with abrasive loads remain for a long time. Thus, long service life of the Steel components set up. The PVD process and that CVD processes are based on the separation of the substances from the gas phase onto a substrate, here onto an uncoated tetes steel component. In the former case the substance physically evaporated, for example by heating or Sputtering, and deposited on the substrate. It must the substrate to a comparatively low temperature  be heated. With the CVD process this becomes relative strongly heated surface of the substrate of a mixture exposed to gases, which on the hot surface too the substance of the wear protection layer and react deposit. Both methods are known per se.

Stahlbauteile der eingangs genannten Art sind als Werkzeuge für die kunststoffverarbeitende Industrie z. B. aus der Literaturstelle DE 35 06 668 C2 bekannt. Dabei ist die Ver­ schleißschutzschicht dem Kunststoff ausgesetzt und wird von diesem gerichtet abrasiv beansprucht. Die insofern bekann­ ten Werkzeuge funktionieren im wesentlichen deshalb befrie­ digend, weil die relativ geringen, von dem Kunststoff aus­ geübten gerichteten Schubkräfte nicht ausreichen, um die Verschleißschutzschicht von dem Werkzeug zu lösen; und dies obwohl mit CVD- oder PVD-Verfahren aufgebrachte Schichten in der Regel vergleichsweise schwach mit dem Substrat ver­ bunden sind.Steel components of the type mentioned are tools for the plastics processing industry e.g. B. from the Literature DE 35 06 668 C2 known. The ver wear protection layer exposed to the plastic and is from this directionally abrasively stressed. So far This is why tools essentially work for free digend because of the relatively small, from the plastic trained directed thrust forces are not sufficient to the To remove the wear protection layer from the tool; and this although layers applied with CVD or PVD processes usually relatively weak ver with the substrate are bound.

Auf der anderen Seite sind Werkzeuge oder Werkzeugteile, die in der keramischen Industrie einem mineralischen Abrieb ausgesetzt sind, und die eine Verschleißschutzschicht auf­ weisen, aus der Praxis bekannt. Bei diesen Werkzeugen be­ steht die Verschleißschutzschicht aus einer sog. Panzerung relativ hoher Materialstärke. Die Panzerung wird üblicher­ weise durch Auftragschweißen oder thermisches Spritzen (z. B. Plasmaspritzen oder Detonationsspritzen) aufgebaut. Dabei entstehen Interdiffusionsschichten mit erheblicher Ausdehnung senkrecht zu der Grenzfläche zwischen Substrat und Panzerung, wodurch eine extreme Haftung der Panzerung auf dem Substrat gewährleistet ist. Diese extreme Haftung ist deshalb eingerichtet, weil sehr hohe gerichtete Schub­ kräfte durch den mineralischen Abrieb aufgrund dessen Härte ausgeübt werden können. Das Ausstatten der Werkzeuge mit einer Panzerung ist aufwendig. Zudem ist meist eine auf­ wendige Nachbearbeitung der Oberfläche der Panzerung erfor­ derlich. Weiterhin ist es bekannt, Werkzeuge oder Werk­ zeugteile für die keramische Industrie durch Hartverchromen mit einer Verschleißschutzschicht auszustatten. Diese Werk­ zeuge befriedigen hinsichtlich ihrer Standzeit nicht. Zudem kommt es öfters zum Abblättern der Chromschicht, vermutlich aufgrund der Bildung von Korrosionsprodukten in der Grenz­ ebene zwischen Substrat und Verschleißschutzschicht. Eine solche Korrosion kann stattfinden, da einerseits Hartchrom­ schichten in der Regel porös sind und da andererseits in der keramischen Industrie zu verarbeitende Stoffe korrosive Komponenten aufweisen können.On the other hand, there are tools or tool parts, mineral abrasion in the ceramic industry are exposed, and the wear protection layer on indicate, known from practice. With these tools be stands the wear protection layer from a so-called armor relatively high material thickness. Armor is becoming more common wise by cladding or thermal spraying (e.g. plasma or detonation). This creates interdiffusion layers with considerable Expansion perpendicular to the interface between the substrate and armor, causing extreme armor adhesion  is guaranteed on the substrate. This extreme liability is set up because of very high directional thrust forces from mineral abrasion due to its hardness can be exercised. Equipping the tools with armor is expensive. In addition, one is usually open agile reworking of the surface of the armor is required such. Furthermore, it is known to be tools or work Tool parts for the ceramic industry through hard chrome plating to be equipped with a wear protection layer. This work Witnesses do not satisfy with regard to their service life. In addition the chrome layer peels off, probably due to the formation of corrosion products in the border level between substrate and wear protection layer. A such corrosion can take place because on the one hand hard chrome layers are usually porous and on the other hand in Corrosive materials to be processed in the ceramic industry Components can have.

Demgegenüber liegt der Erfindung das technische Problem zugrunde, ein Werkzeug bzw. Werkzeugteile zur Verfügung zu stellen, welche in der keramischen Industrie einem minera­ lischen Abrieb ausgesetzt sind und welche dennoch einfach herzustellen und gleichzeitig hinsichtlich der Standzeit verbessert sind.In contrast, the invention is the technical problem based on a tool or tool parts which is a minera in the ceramic industry exposed to abrasion and which are nevertheless simple manufacture and at the same time in terms of service life are improved.

Zur Lösung dieses technischen Problems lehrt die Erfindung die Verwendung von Stahlbauteilen, die eine Verschleiß­ schutzschicht aus einer Substanz der Gruppe "Boride, Car­ bide, Nitride, Carbonitride oder Oxide der Elemente der Nebengruppen IVb, Vb oder VIb des periodischen Systems" oder Mischungen davon aufweisen, als einem Verschleiß durch mineralischen Abrieb ausgesetzte Werkzeuge oder Werkzeug­ teile in der keramischen Industrie mit den Maßgaben, daß zumindest die dem Verschleiß ausgesetzte Oberfläche des Stahlbauteils mit der Verschleißschutzschicht ausgerüstet wird, daß die Verschleißschutzschicht mittels des PVD- oder CVD-Verfahrens aufgebracht wird und daß die Verschleiß­ schutzschicht eine Schichtdicke von zumindest 3 µm auf­ weist. - Überraschenderweise reicht die Haftfähigkeit zwi­ schen der Verschleißschutzschicht und dem Substrat bei den erfindungsgemäßen Werkzeugen völlig aus, um beim Einsatz in der keramischen Industrie auftretende Schubbeanspruchungen an der Grenzebene zwischen der Verschleißschutzschicht und dem Substrat aufzunehmen. Dies überrascht deshalb, weil aufgrund der hohen Härte der in der keramischen Industrie zu verarbeitenden Stoffe bzw. Stoffbestandteile eine sehr hohe gerichtete Schubbeanspruchung und folglich ein Ablösen der Verschleißschutzschicht erwartet werden würde. Die Erfindung funktioniert vermutlich deshalb, weil die Ver­ schleißschutzschicht aufgrund des CVD- bzw. PVD-Verfahrens einerseits eine in Richtung senkrecht zur Oberfläche im wesentlichen lamellare Struktur hat und andererseits ansonsten mikrokristallin ist, und weil die Verschleiß­ schutzschicht als inhärente Eigenschaft der Substanzen eine höhe Härte aufweist. Vermutlich ist dadurch eine Oberfläche geschaffen, die besonders wenig Ansatzpunkte für Reibung mit den zu verarbeitenden Stoffen bietet, wodurch auch nur geringe Schubkräfte entstehen können. Zudem hat eine Verschleißschutzschicht mit lamellarem Aufbau eine relativ hohe Zähigkeit, wodurch möglicherweise eine bessere Verteilung von lokalen Schubbeanspruchungen in der Ver­ schleißschutzschicht stattfindet. Erfindungsgemäße Stahl­ bauteile sind vergleichsweise einfach und mit geringen Kosten herstellbar und gewährleisten dennoch eine deutlich erhöhte Standzeit.The invention teaches to solve this technical problem the use of steel components that wear out protective layer from a substance of the group "Boride, Car bide, nitrides, carbonitrides or oxides of the elements of the Subgroups IVb, Vb or VIb of the periodic system "  or mixtures thereof, as a result of wear tools or tools exposed to mineral abrasion parts in the ceramic industry with the provisos that at least the surface of the Steel component equipped with the wear protection layer is that the wear protection layer by means of the PVD or CVD process is applied and that the wear protective layer has a layer thickness of at least 3 µm points. - Surprisingly, the adhesion between two the wear protection layer and the substrate in the tools according to the invention completely from when used in shear stresses occurring in the ceramic industry at the boundary level between the wear protection layer and the substrate. This is surprising because due to the high level of hardness in the ceramic industry to be processed substances or substance components a very high directional shear stress and consequent detachment the wear protection layer would be expected. The Invention probably works because the Ver wear protection layer due to the CVD or PVD process on the one hand in the direction perpendicular to the surface in has essential lamellar structure and on the other hand is otherwise microcrystalline, and because of wear protective layer as an inherent property of the substances has high hardness. This is probably a surface created the particularly few starting points for friction with the materials to be processed, which also means low thrust can arise. Also has one Wear protection layer with a lamellar structure a relative high toughness, possibly making a better one  Distribution of local shear stress in the ver wear protection layer takes place. Steel according to the invention Components are comparatively simple and with little Cost producible and still guarantee a clear increased service life.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Oberfläche des Stahlbauteils vor dem Aufbringen der Verschleißschutzschicht gereinigt. Dies empfiehlt sich, da Verunreinigungen der Stahlbauteil-Oberfläche vor dem Auf­ bringen der Verschleißschutzschicht die Haftung der Ver­ schleißschutzschicht erheblich verschlechtern können. Als Reinigungsverfahren kommen insbesondere galvanochemisches, thermisches oder Ionenstrahlätzen bzw. Plasmaätzen in Frage. Es können auch Kombinationen dieser Verfahren einge­ setzt werden. Durch die Reinigung wird auch eine die Haftung der Verschleißschutzschicht verbessernde Aktivie­ rung der Oberfläche des Stahlbauteils eingerichtet.In a preferred embodiment of the invention the surface of the steel component before the application of the Wear protection layer cleaned. This is recommended because Contamination of the steel component surface before opening bring the wear protection layer the liability of Ver wear protection layer can deteriorate significantly. As Cleaning processes come in particular galvanochemical, thermal or ion beam etching or plasma etching in Question. Combinations of these methods can also be used be set. Cleaning also turns it into a Adhesion of the wear protection layer improving activity tion of the surface of the steel component.

In besonderen Fällen ist es vorteilhaft, wenn die Ober­ fläche des Stahlbauteils vor dem Aufbringen der Verschleiß­ schutzschicht mit einer Zwischenschicht zur Haftvermittlung ausgerüstet wird. Dies empfiehlt sich insbesondere, wenn die Stahlbauteile aus rostfreien Stählen hergestellt sind. Die Zwischenschicht hat eine Schichtdicke von vorzugsweise < 3 mm und kann beispielsweise durch Auftragschweißen oder thermisches Spritzen aufgebracht werden. Als Stoffe kommen für die Zwischenschicht z. B. hochcarbidhaltige, rostfreie Werkstoffe in Frage. Neben der Haftvermittlung kann die Zwischenschicht eine Verbesserung der Druckfestigkeit des Stahlbauteils bewirken.In special cases it is advantageous if the upper area of the steel component before applying the wear protective layer with an intermediate layer to promote adhesion is equipped. This is particularly recommended if the steel components are made of stainless steel. The intermediate layer preferably has a layer thickness <3 mm and can, for example, by cladding or thermal spraying can be applied. Coming as fabrics for the intermediate layer z. B. high carbide, stainless Materials in question. In addition to mediation, the Interlayer an improvement in the compressive strength of the  Effect steel component.

Nach dem Aufbringen der Verschleißschutzschicht auf das Stahlbauteil, kann das Stahlbauteil thermisch gehärtet werden. Der Begriff der thermischen Härtung bezieht sich hierbei auf die für Stähle üblichen Härtungsverfahren durch Wärme. Eine solche Härtung des Substrats ist besonders vorteilhaft, wenn das Stahlbauteil hohen Druckbelastungen ausgesetzt ist, da dann mechanische Spannungen zwischen der per se harten Verschleißschutzschicht und dem Substrat, bzw. dem oberflächennahen Bereich des Substrates, reduzier­ bar sind. Es versteht sich, daß das Stahlbauteil nach dem thermischen Härten auf übliche Weise nach Maßgabe der Anforderungen angelassen werden kann. Überraschenderweise ist eine thermische Härtung des Substrats trotz der unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Stahl und den Beschichtungs-Substanzen möglich, ohne daß ein Ablösen der Verschleißschutzschicht beobachtet wird.After applying the wear protection layer on the Steel component, the steel component can be thermally hardened will. The term thermal curing refers to the hardening processes customary for steel Warmth. Such hardening of the substrate is special advantageous if the steel component has high pressure loads is exposed, since then mechanical stresses between the per se hard wear protection layer and the substrate, or the near-surface area of the substrate are cash. It is understood that the steel component after thermal hardening in the usual way according to the Requirements can be left. Surprisingly is a thermal curing of the substrate despite the different coefficients of thermal expansion of Steel and the coating substances possible without peeling of the wear protection layer is observed.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die Oberfläche der Verschleißschutzschicht geglättet. Hierdurch sind die in der Grenzebene zwischen Substrat und der Ver­ schleißschutzschicht anfallenden gerichteten Schubbeanspru­ chungen weiter reduzierbar. Methoden für das Glätten der Verschleißschutzschicht sind beispielsweise das Polier­ läppen oder Polierschleifen.In a further embodiment of the invention, the Smoothened surface of the wear protection layer. Hereby are those in the boundary plane between the substrate and the ver directional shear stress further reductions. Methods for smoothing the Wear protection layer are for example the polishing lapping or polishing.

In einer weiterhin vorteilhaften Ausführungsform der Erfin­ dung wird die Verschleißschutzschicht durch Aufbringen von Verschleißschutzteilschichten in aufeinander folgenden Ver­ fahrensstufen lamellar aufgebracht. Mit dieser Vorgehens­ weise wird die vorteilhafte lamellare Struktur der Verschleißschutzschicht sichergestellt. Eine hinsichtlich der Eigenschaften und der Verteilung von Schubbeanspruchun­ gen verbesserte Verschleißschutzschicht erhält man, wenn die aufeinander folgenden Verschleißschutzteilschichten aus verschiedenen Substanzen aufgebaut werden.In a further advantageous embodiment of the Erfin the wear protection layer by applying Wear protection part layers in successive Ver  speed levels applied lamellar. With this approach the advantageous lamellar structure of the Wear protection layer ensured. One regarding the properties and distribution of shear stress improved wear protection layer is obtained if the successive layers of wear protection parts different substances are built up.

Bei erfindungsgemäßen Stahlbauteilen handelt es sich bei­ spielsweise um Mundstückeinsätze für die Ziegelfertigung, um Mundstücke für technische Keramikprodukte aus Aluminium­ oxid oder Siliziumcarbid, um Schnecken- und/oder Zylinder­ einsätze für die Porzellanherstellung, um Formen für tech­ nische Keramikprodukte, für die Kalksandsteinproduktion oder für die Herstellung keramischer Vliese, und um Maschinenteile für die MIM- und CIM-Verfahrenstechniken (Metal- bzw. Ceramic-Injection Moulding).Steel components according to the invention are for example around mouthpiece inserts for brick production, around mouthpieces for technical ceramic products made of aluminum oxide or silicon carbide to screw and / or barrel inserts for porcelain manufacture, for molds for tech African ceramic products, for sand-lime brick production or for the production of ceramic nonwovens, and around Machine parts for MIM and CIM process technologies (Metal or ceramic injection molding).

Die Erfindung wird im folgenden anhand von lediglich Ausführungsbeispiele darstellenden Beispielen näher erläu­ tert.The invention is illustrated in the following only Examples illustrating exemplary embodiments tert.

Beispiel 1example 1

Ein Mundstückeinsatz für die Ziegelfertigung, welcher aus einer Trägerkonstruktion aus Normalstahl ST 52 und Form­ stücken aus dem vergütbaren Werkstoff 1.2288 besteht, wurde zunächst mittels der üblichen Verfahren entfettet und galvanochemisch geätzt. Danach wurde der Mundstückeinsatz in mehreren aufeinander folgenden CVD-Verfahrensstufen mit einer TiN-Schicht ausgestattet. Die Temperatur des Mund­ stückeinsatzes betrug dabei 950 bis 1050°C. Die TiN-Schicht mit lamellarer Struktur hatte eine Schichtdicke von 20 µm. Nach dem Aufbringen der Verschleißschutzschicht wurde der Mundstückeinsatz im Vakuum bei 1065°C gehärtet und nachfolgend bei 250 bis 300°C angelassen. Es versteht sich, daß die Härtung im wesentlichen bezüglich des vergütbaren Werkstoffes erfolgte. Die Prüfung der Haftfähigkeit der TiN-Schicht mittels DB-Verfahren ergab einen Wert von 2, d. h. eine sehr gute Haftung. Die Standzeit des Mundstückeinsatzes betrug etwa das Vierfache eines zu Vergleichszwecken hartverchromten Mundstückein­ satzes.A mouthpiece insert for brick production, which is made of a support structure made of mild steel ST 52 and shape pieces consists of the hardenable material 1.2288 first degreased using the usual methods and galvanochemically etched. Then the mouthpiece insert in several successive CVD process stages a TiN layer. The temperature of the mouth  piece use was 950 to 1050 ° C. The TiN layer with a lamellar structure had a layer thickness of 20 µm. After applying the wear protection layer the mouthpiece insert was hardened in a vacuum at 1065 ° C and then tempered at 250 to 300 ° C. It understands that the hardening is essentially related to the temperable material. Checking the Adhesion of the TiN layer using the DB method was found a value of 2, i.e. H. a very good liability. The The service life of the mouthpiece insert was about four times a hard chrome plated mouthpiece for comparison sentence.

Beispiel 2Example 2

Ein Mundstückeinsatz für die Ziegelfertigung entsprechend dem Beispiel 1 wurde wie dort beschrieben vorbehandelt. Das Aufbringen der lamellaren Verschleißschutzschicht mittels des CVD-Verfahrens erfolgte bei 980 bis 1100°C mit Gas­ wechsel bis zu einer Schichtdicke von 12 µm. Die Prüfung der Haftfähigkeit ergab wiederum einen Wert von 2. Die Standzeit betrug mehr als das Dreifache der Standzeit des hartverchromten Vergleich-Mundstückeinsatzes.A mouthpiece insert for brick production accordingly Example 1 was pretreated as described there. The Apply the lamellar wear protection layer by means of the CVD process was carried out at 980 to 1100 ° C with gas change up to a layer thickness of 12 µm. The exam the adhesiveness again gave a value of 2. The Tool life was more than three times the service life of the hard chrome-plated comparison mouthpiece insert.

Beispiel 3Example 3

Eine Preßschnecke aus rostfreiem Chrom/Nickel-Stahl für die Erzeugung von Brennhilfsmitteln aus Siliziumcarbid oder Aluminiumoxid für die Porzellanherstellung, welche aus einem zweiflügeligen Spitzkopf und acht Halbschnecken besteht, wurde vorbehandelt durch Auftragschweißen einer rostfreien Chrom/Chromcarbid-haltigen Zwischenschicht auf den Triebseiten und Außenkanten. Die Dicke dieser Zwischen­ schicht betrug ca. 4 mm. Anschließend wurde auf der Preß­ schnecke eine TiN-Schicht von ca. 12 µm auf den Trieb­ seiten, Kanten und Naben durch das CVD-Verfahren entspre­ chend dem Beispiel 1 aufgebracht. Die Prüfung der Haft­ fähigkeit ergab einen Wert von 2. Die Preßschnecke hatte eine um den Faktor 2 bis 3 höhere Standzeit als eine Ver­ gleich-Preßschnecke, welche zwar mit einer Chrom/Chrom­ carbid-Beschichtung, nicht jedoch mit einer TiN-Verschleiß­ schutzschicht ausgestattet war.A press screw made of stainless chrome / nickel steel for the Generation of kiln furniture from silicon carbide or Aluminum oxide for the porcelain manufacture which a double-winged pointed head and eight half-snails  was pretreated by cladding one stainless chromium / chromium carbide-containing intermediate layer the drive sides and outer edges. The thickness of this intermediate layer was approx. 4 mm. Then was on the press screw a TiN layer of approx. 12 µm on the shoot sides, edges and hubs correspond to the CVD process applied according to Example 1. The examination of detention ability gave a value of 2. The press screw had a service life longer by a factor of 2 to 3 than a ver same-press screw, which with a chrome / chrome carbide coating, but not with a TiN wear protective layer was equipped.

Claims (7)

1. Verwendung von Stahlbauteilen, die eine Verschleiß­ schutzschicht aus Substanzen der Gruppe "Boride, Carbide, Nitride, Carbonitride oder Oxide der Elemente der Neben­ gruppen IVb, Vb oder VIb des periodischen Systems" oder Mischungen davon aufweisen,
als einem Verschleiß durch mineralischen Abrieb ausgesetzte Werkzeuge oder Werkzeugteile
in der keramischen Industrie mit den Maßgaben, daß zumindest die dem Verschleiß ausgesetzte Oberfläche des Stahlbauteils mit der Verschleißschutzschicht ausgerüstet wird,
daß die Verschleißschutzschicht mittels des PVD- oder CVD-Verfahrens aufgebracht wird und
daß die Verschleißschutzschicht eine Schichtdicke von zu­ mindest 3 µm aufweist.
1. Use of steel components which have a wear protection layer composed of substances from the group "borides, carbides, nitrides, carbonitrides or oxides of the elements of the secondary groups IVb, Vb or VIb of the periodic system" or mixtures thereof,
as tools or tool parts exposed to wear from mineral abrasion
in the ceramic industry with the provisos that at least the surface of the steel component which is exposed to wear is equipped with the wear protection layer,
that the wear protection layer is applied by means of the PVD or CVD process and
that the wear protection layer has a layer thickness of at least 3 µm.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Oberfläche des Stahlbauteils vor dem Aufbringen der Verschleißschutz­ schicht gereinigt wird.2. The method of claim 1, wherein the surface of the Steel component before applying the wear protection layer is cleaned. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Oberfläche des Stahlbauteils vor dem Aufbringen der Verschleißschutz­ schicht mit einer Zwischenschicht zur Haftvermittlung aus­ gerüstet wird. 3. The method of claim 1 or 2, wherein the surface of the steel component before applying the wear protection layer with an intermediate layer for adhesion mediation is prepared.   4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Stahlbauteil nach dem Aufbringen der Verschleißschutz­ schicht thermisch gehärtet wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the Steel component after applying the wear protection layer is thermally hardened. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Oberfläche der Verschleißschutzschicht geglättet wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the Surface of the wear protection layer is smoothed. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Verschleißschutzschicht durch Aufbringen von Verschleiß­ schutzteilschichten in aufeinander folgenden Verfahrens­ stufen lamellar aufgebracht wird.6. The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the Wear protection layer by applying wear protective part layers in successive processes stages is applied lamellar. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei Verschleißschutzteilschichten aus verschiedenen Substanzen aufgebaut werden.7. The method according to any one of claims 1 to 6, wherein Wear protection part layers made of different substances being constructed.
DE19944429505 1994-08-19 1994-08-19 Wear resistance increasing coating of tools for the ceramic industry Expired - Fee Related DE4429505C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19944429505 DE4429505C2 (en) 1994-08-19 1994-08-19 Wear resistance increasing coating of tools for the ceramic industry

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19944429505 DE4429505C2 (en) 1994-08-19 1994-08-19 Wear resistance increasing coating of tools for the ceramic industry

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE4429505A1 true DE4429505A1 (en) 1996-02-22
DE4429505C2 DE4429505C2 (en) 1997-09-11

Family

ID=6526127

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19944429505 Expired - Fee Related DE4429505C2 (en) 1994-08-19 1994-08-19 Wear resistance increasing coating of tools for the ceramic industry

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE4429505C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007012666A1 (en) * 2007-03-16 2008-09-18 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft High pressure screwed joint for fuel pipe line, has convex end of fuel pipe line which is pressed with nut against annular sealing surface of another fuel pipe line

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3506668C2 (en) * 1985-02-26 1987-12-10 Reifenhaeuser Gmbh & Co Maschinenfabrik, 5210 Troisdorf, De
DE4022785A1 (en) * 1990-07-18 1992-01-23 Philips Patentverwaltung Low friction hard carbon-contg. layer prodn. - high high energy particle or radiation treatment of carbon source layer
EP0470359A2 (en) * 1990-08-08 1992-02-12 Balzers Aktiengesellschaft Coated tool
DE4239234A1 (en) * 1992-11-21 1994-06-09 Krupp Widia Gmbh Tool and method for coating a tool body

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3506668C2 (en) * 1985-02-26 1987-12-10 Reifenhaeuser Gmbh & Co Maschinenfabrik, 5210 Troisdorf, De
DE4022785A1 (en) * 1990-07-18 1992-01-23 Philips Patentverwaltung Low friction hard carbon-contg. layer prodn. - high high energy particle or radiation treatment of carbon source layer
EP0470359A2 (en) * 1990-08-08 1992-02-12 Balzers Aktiengesellschaft Coated tool
DE4239234A1 (en) * 1992-11-21 1994-06-09 Krupp Widia Gmbh Tool and method for coating a tool body

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007012666A1 (en) * 2007-03-16 2008-09-18 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft High pressure screwed joint for fuel pipe line, has convex end of fuel pipe line which is pressed with nut against annular sealing surface of another fuel pipe line

Also Published As

Publication number Publication date
DE4429505C2 (en) 1997-09-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3506012C2 (en)
DE102009010110B4 (en) Erosion protection coating system for gas turbine components
EP2118332B1 (en) Method for the production of a coating
WO2010028778A1 (en) Sanitary object
DE10112731A1 (en) Coating of substrates
EP2401419B1 (en) Coating system and method for making it
DE102018216658A1 (en) Process for producing a multi-layer erosion and corrosion protection layer and component with a corresponding protective layer
EP2137435B1 (en) Piston ring
DE1921919A1 (en) Improved high temperature seals
DE2736982A1 (en) Hard metal cutting tools - with wear resistant coating of alumina and zirconia contg. microcracks which provide toughness
DE102012211746B4 (en) LOW-FRICTION COATING LAYER FOR A VEHICLE PART AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME
WO2019219551A1 (en) Brake body and method for producing same
DE4429505C2 (en) Wear resistance increasing coating of tools for the ceramic industry
EP0320706A1 (en) Process for producing layers resistant against corrosion, wear and compaction
DE102006019866A1 (en) Multifunctional hard material (ceramic, sic) coating on substrate where coating has single phase crystalline structure combines advantages of metallic and hard (ceramic, sic) materials
EP0793735B1 (en) Packing element, in particular for shutting-off and regulating means, and process for producing the same
DE19514538C2 (en) Process for making engraved rollers and plates
EP1555333A2 (en) Thermal barrier coating system
DE102012017694A1 (en) Mo-containing coatings on tools for direct press hardening
DE2113853B2 (en) PROCESS FOR THE MANUFACTURING OF FIXED WEAR-RESISTANT COATINGS MADE OF METAL NITRIDE OR CARBONITRIDE ON CARBIDE PARTS
EP0359002B1 (en) Process for coating metal articles, and articles so coated
DE4026607A1 (en) METHOD FOR INCREASING THE LIFETIME OF A TOOL FOR SHELLING STRIPS AND WIRE MADE OF ALUMINUM
DE4114962A1 (en) Prodn. of wear-resistant multilayer coating on metal substrate - by plasma spraying thin layers with local variations in thickness so layer bind by penetrating each other
DE102019200246B4 (en) Method for coating a brake body, brake body
DE102010012032B4 (en) Multi-layer coating system on PCD materials

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8125 Change of the main classification

Ipc: C22C 29/16

D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee