EP3119928B1

EP3119928B1 - Method for delamination of ceramic hard material layers from steel and cemented carbide substrates

Info

Publication number: EP3119928B1
Application number: EP14711234.6A
Authority: EP
Inventors: Birgit Wittel; Gunnar LAHTZ; Christian BÜCHEL; Jan Prochazka; Andreas Lümkemann; Peter WÄLCHLI; Tibor Cselle
Original assignee: PLATIT AG
Current assignee: PLATIT AG
Priority date: 2014-03-18
Filing date: 2014-03-18
Publication date: 2018-08-22
Anticipated expiration: 2034-03-18
Also published as: JP6440814B2; US9879356B2; US20170204530A1; WO2015139731A1; EP3119928A1; JP2017508893A; KR20170004970A

Description

Technical area

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entschichten von keramischen Hartstoffschichten von Stahl- und Hartmetall-Substraten, nämlich von Stahl- und Hartmetall-Substraten, die auf einem Teil ihrer Oberfläche eine keramische Hartstoffschicht aufweisen. Weiterhin betrifft die Erfindung für das Verfahren geeignete Halterungen.The invention relates to a method for stripping ceramic hard coatings of steel and hard metal substrates, namely of steel and hard metal substrates, which have a ceramic hard material layer on a part of their surface. Furthermore, the invention relates to the method suitable mounts.

State of the art

Hartmetall-Werkzeuge finden unter anderem Verwendung in der Werkzeugindustrie und bestehen in der Regel aus Wolfram-Carbidkörner und Cobalt als Matrix. Um eine Verbesserung der Oberflächeneigenschaften zu erzielen, werden diese Werkzeuge je nach Anwendungszweck mit einer Hartstoffschicht, wie z. B. Titannitrid oder Chromnitrid, durch Vakuumbeschichtungsverfahren beschichtet. Hartstoffschichten können je nach Anwendungszweck des Werkzeuges als einzelne Schicht oder als Multilayer vorliegen und beinhalten mindestens eins der chemischen Elemente Al, Ti, Cr, Si, wobei es sich um Oxide, Nitride, Carbide oder Mischverbindungen, z.B. Carbonitride handelt. Man bezeichnet diese Hartstoffschichten auch als keramische Schichten.Carbide tools are used in the tool industry, among other things, and usually consist of tungsten carbide grains and cobalt as a matrix. In order to achieve an improvement in the surface properties, these tools, depending on the application with a hard material layer, such. As titanium nitride or chromium nitride, coated by vacuum coating method. Hard coatings, depending on the application of the tool, may exist as a single layer or as a multilayer, and include at least one of the chemical elements Al, Ti, Cr, Si, which may be oxides, nitrides, carbides or mixed compounds, e.g. Carbonitrides acts. These hard coatings are also called ceramic layers.

Ein Entschichten der Hartstoffschicht, nämlich einer keramischer Schicht, wird notwendig, wenn das Werkzeug nach dem Gebrauch und Nachschleifen wieder verwendet werden soll oder eine fehlerhafte Beschichtung von dem Werkzeug zu entfernen ist. Die Schwierigkeit beim der Entschichten besteht einerseits in den unterschiedlichen aufgebrachten Materialien, welche in einer Hartstoffschicht zum Einsatz kommen oder ob Multilagen oder Einzelschichten vorliegen und andererseits in der chemischen Unbeständigkeit des Hartmetalls an sich. Werkzeuge aus Schnellarbeitsstahl werden mit den gleichen Hartstoffschichtmaterialien beschichtet wie Hartmetall-Werkzeuge. Sie sind jedoch in der Herstellung günstiger und lassen sich auf Grund ihrer chemischen Beständigkeit leichter Entschichten als Hartmetall-Werkzeuge.Decoating the hard material layer, namely a ceramic layer, becomes necessary if the tool is to be reused after use and regrinding, or if a defective coating has to be removed from the tool. The difficulty with the stripping consists on the one hand in the different applied materials which are used in a hard material layer or whether multilayers or single layers are present and on the other hand in the chemical instability of the cemented carbide per se. Tools made of high-speed steel are coated with the same hard-coat materials as carbide tools. They are however in the production cheaper and easier to decoat as hard metal tools due to their chemical resistance.

Die Entschichtungsprozesse werden nach Gruppen unterschiedlicher Hartstoffschichten unterteilt, wobei eine erste Gruppe Ti und Al basierende Schichten auf Hartmetallwerkzeugen und Schnellarbeitsstahl-Werkzeugen umfasst, z. B. TiN, TiCN, TiAIN, AlTiN, TiAlN/SiN, vorliegend als Monoblock-Schicht, Gradient-Schicht oder Multilagen-Schicht. Üblich ist hier ein Entschichtungsverfahren, welches auf dem nasschemischen Entfernen von Hartstoffschichten unter Verwendung von komplex zusammengesetzter Wasserstoffperoxidlösungen basiert, wobei typischerweise das Hartmetallwerkzeug durch das Anlegen einer Schutzspannung geschützt wird. Die Entschichtungszeit liegt ausgehend von einer 2 µm dicken, Monoblock Hartstoffschicht zwischen 4 - 24 h und ist damit sehr lang. Ebenso ist der Verbrauch der Chemikalien, die bei diesen sehr langen Entschichtungszeiten ständig erneuert werden müssen, sehr hoch. Bei komplexen Schichtsystemen, wie beispielsweise AITiCrN versagt dieses Verfahren. Ein Entschichten ist nicht mehr möglich.The stripping processes are subdivided into groups of different layers of hard material, a first group comprising Ti and Al based on carbide tools and high speed steel tools, e.g. As TiN, TiCN, TiAIN, AlTiN, TiAlN / SiN, present as a monoblock layer, gradient layer or multilayer coating. A decoating method which is based on the wet-chemical removal of hard material layers using complexly composed hydrogen peroxide solutions is customary here, wherein typically the hard metal tool is protected by the application of a protective voltage. The decoating time is based on a 2 micron thick, monoblock hard material layer between 4 - 24 h and is thus very long. Similarly, the consumption of chemicals that need to be constantly renewed at these very long stripping times, very high. In complex layer systems, such as AITiCrN this method fails. A stripping is no longer possible.

Bei Schnellarbeitsstahl-Werkzeugen wird ebenfalls eine nasschemische Entfernung von Hartstoffschichten unter Verwendung von komplex zusammengesetzten Wasserstoffperoxidlösungen durchgeführt, jedoch ohne Anwendung von Schutzspannung auf dem Werkzeug, dafür unter erhöhter Temperatur. Die Entschichtungszeit liegt ausgehend von einer 2 µm dicken, Monoblock Hartstoffschicht zwischen 1- 4 h.For high speed steel tools, wet-chemical removal of hard coatings is also performed using complex-composed hydrogen peroxide solutions, but without application of protective stress on the tool, but at elevated temperature. The decoating time is based on a 2 micron thick, monoblock hard material layer between 1-4 h.

Eine zweite Gruppe umfasst Cr basierende Schichten auf Hartmetallwerkzeugen und Schnellarbeitsstahl-Werkzeugen, z. B. CrN, AlCrN. Üblich ist hier ein Entschichtungsverfahren für beide Werkzeugtypen, welches auf dem nasschemischen Einsatz eines Gemisches aus Permanganatlösung und Lauge beruht. Der Chemikalienverbrauch ist hier gering und die Entschichtungszeiten von einer 2 µm dicken Hartstoffschicht, welche bei 1 Stunde liegt, ist relativ kurz.A second group comprises Cr-based coatings on cemented carbide tools and high speed steel tools, e.g. B. CrN, AlCrN. A decoating method for both types of tools is customary here, which is based on the wet-chemical use of a mixture of permanganate solution and alkali. The consumption of chemicals here is low and the stripping times of a 2 micron thick layer of hard material, which is 1 hour, is relatively short.

Eine dritte Gruppe umfasst CrTi basierende Schichten auf Hartmetallwerkzeugen und Schnellarbeitsstahl-Werkzeugen, z. B. CrTiN, AlTiCrN. Für diese hoch komplex aufgebauten Hartstoffschichtsysteme sind keine chemischen Entschichtungsmöglichkeiten auf Hartmetall-Werkzeugen bekannt. Derart beschichtete Werkzeuge mussten mittels mechanischer Verfahren entschichtet werden und der Aufwand ist hierfür sehr hoch.A third group includes CrTi based coatings on cemented carbide tools and high speed steel tools, e.g. CrTiN, AlTiCrN. For these highly complex structured hard material layer systems, no chemical decoating possibilities on carbide tools are known. Such coated tools had to be stripped by mechanical methods and the effort is very high.

Das Entschichten von Schnellarbeitsstahl-Werkzeugen basiert auf einem elektrochemischen Verfahren, welches als Elektrolyten eine komplex zusammengesetzte basische Peroxidlösung aufweist. Die Chemikalien sind beim Entschichten schnell verbraucht und damit wird der Aufwand sehr hoch. Bei einigen Varianten der AlTiCrN- Hartstoffschicht versagt hier aber das Verfahren.The stripping of high-speed steel tools is based on an electrochemical process, which as electrolytes has a complex composition of basic peroxide solution. The chemicals are quickly consumed during stripping and thus the effort is very high. In some variants of the AlTiCrN hard-material layer, however, the process fails here.

Weitere auf dem Markt zugängliche Entschichtungsprozesse arbeiten ebenso im nasschemischen Bereich und zeigten bezüglich der Angreifbarkeit des Hartmetall-Werkzeuges gute Resultate bei den Hartstoff-Schichtsystemen der 1. und 2. Gruppe. Jedoch war auch die Entschichtungszeit unangemessen hoch.
Im Bereich des Entschichtens der ersten und zweiten Gruppe von Schnellarbeitsstahl-Werkzeugen sind die bekannten Prozesse teilweise ähnlich aufgebaut wie das oben erwähnte Verfahren.Further decoating processes which are accessible on the market also work in the wet-chemical field and showed good results with regard to the vulnerability of the carbide tool in the hard material layer systems of groups 1 and 2. However, the stripping time was also unreasonably high.
In the field of stripping the first and second group of high-speed steel tools, the known processes are partly similar to the above-mentioned method.

Mit den bekannten Entschichtungsprozessen müssen bei den Hartstoff-Schichtsystemen der dritten Gruppe, wenn sie überhaupt einsetzbar sind, nur sehr langsame Entschichtungszeiten auf Hartmetall-Werkzeugen von wesentlich mehr als 24 h in Kauf genommen werden.With the known stripping processes, in the case of the hard material layer systems of the third group, if they can be used at all, only very slow stripping times on carbide tools of considerably more than 24 h are to be accepted.

In der nachstehenden Tabelle sind die bekannten und in der Industriepraxis verwendeten Hartstoffschichten nach Gruppen und Haftvermittlungsschicht in einem Überblick aufgeführt.

The table below lists the known hard coatings used in industry by group and adhesion-promoting layer.

Ein Verfahren zum Entschichten von Hartmetallwerkzeugen ist aus der WO 99/54528 A1 bekannt, welches das Absprengen einer Hartstoffschicht vom Hartmetallwerkzeug ermöglicht. Dabei wird auf dem Hartmetallwerkzeug elektrolytisch eine Wolframoxidschicht gebildet, die anschliessend in einer mechanischen Nachbehandlung entfernt werden muss. Dieses Verfahren ist sehr schnell, da es Entschichtungszeiten der ersten und zweiten Gruppe unter 30 min verspricht. Nachteilig ist hier die Notwendigkeit einer mechanischen Nachbehandlung der gebildeten Wolframoxidschicht.A method for stripping carbide tools is from WO 99/54528 A1 known, which allows the breaking off of a hard material layer of the hard metal tool. In this case, a tungsten oxide layer is electrolytically formed on the hard metal tool, which then has to be removed in a mechanical aftertreatment. This process is very fast, as it promises stripping times of the first and second groups under 30 min. The disadvantage here is the need for a mechanical aftertreatment of the tungsten oxide layer formed.

Aus der WO 2003/085 174 A2 ist ein Verfahren bekannt, welches Oberflächenbereiche mittels gepulsten Strom von Bauteilen entfernt. Als Bauteil wird beispielhaft eine Turbinenschaufel angegeben, welche aus einer Nickel-Cobalt-Superlegierung besteht. Die zu entfernende Schicht ist metallisch mit insbesondere der Zusammensetzung MCrAIY, wobei M für ein Element aus der Gruppe Eisen, Kobalt oder Nickel steht. Für ein Entschichten von keramischen Schichten von Werkstücken, nämlich von Stahl- und Hartmetall-Substraten, die auf einem Teil ihrer Oberfläche eine keramische Hartstoffschicht aufweisen, ist das aus der WO 2003/085 174 A2 bekannte Verfahren in der dort offenbarten Form nicht geeignet.From the WO 2003/085174 A2 For example, a method is known which removes surface areas by means of pulsed current from components. As a component, a turbine blade is specified by way of example, which consists of a nickel-cobalt superalloy. The layer to be removed is metallic, in particular of the composition MCrAIY, where M stands for an element from the group consisting of iron, cobalt or nickel. For a stripping of ceramic layers of workpieces, namely of steel and hard metal substrates, which have a ceramic hard material layer on a part of their surface, that is from the WO 2003/085174 A2 known methods in the form disclosed therein are not suitable.

Presentation of the invention

Die vorliegende Erfindung setzt sich zur Aufgabe, ein Verfahren zum Entschichten vorzuschlagen, welches Hartstoffschichten der ersten Gruppe schneller und einfacher von Hartmetall-Werkzeugen entfernt, Hartstoffschichten der zweiten Gruppe von Hartmetall- und Schnellarbeitsstahl-Werkzeugen gleichwohl zu entschichten vermag, und Hartstoffschichten der dritten Gruppe, die bislang nicht oder nur teilweise chemisch entfernt werden können, ebenso schnell und einfach auf Hartmetall- sowie Schnellarbeitsstahl-Werkzeugen entschichten kann.The object of the present invention is to propose a process for stripping which removes hard material layers of the first group more quickly and easily from cemented carbide tools but nonetheless removes layers of hard material of the second group of cemented carbide and high speed steel tools, and third group stratum materials, which can not yet be removed chemically, or only partially, can decoat quickly and easily on carbide and high-speed steel tools.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Die Massnahmen der Erfindung haben zunächst einmal zur Folge, dass für keramisch beschichtete Hartmetall-Werkstücke und für Werkstücke mit einer keramischen Hartstoffschicht ein Verfahren zur Verfügung gestellt wird, welches bis zu einer Haftschicht oder bis zur Hartmetallschicht die keramische Schicht entfernt. Dadurch bleibt das Werkstück, insbesondere in dem Bereich, in dem sich keine keramische Schicht befindet, vom chemischen Angriff verschont. Gemäss der vorliegenden Erfindung wird allenfalls erst in einem zweiten Schritt diese sehr dünne Haftvermittlungsschicht entfernt, nämlich - wie bekannt und üblich - mit peroxidischen Lösungen unter Schutzspannung am Werkzeug.The object of the invention is achieved by a method according to claim 1. The measures of the invention initially have the consequence that for ceramic-coated hard metal workpieces and for workpieces with a ceramic hard material layer, a method is provided which removes the ceramic layer up to an adhesive layer or up to the hard metal layer. As a result, the workpiece, in particular in the area in which there is no ceramic layer, is spared from chemical attack. According to the present invention, at most only in a second step, this becomes very thin adhesion-promoting layer removed, namely - as is well known and customary - with peroxide solutions under protective voltage on the tool.

Da die Entschichtungszeit im Verfahrensschritt gemäss der vorliegenden Erfindung im Minutenbereich und im zweiten, herkömmlichen Schritt aufgrund der sehr dünnen Haftschicht ebenfalls im Minutenbereich liegt, findet kein Angriff mehr auf dem Hartmetall statt. Damit wird der Nachteil des Verfahrens aus der WO 2003/085 174 A2 behoben, dass das Werkstück in dem Bereich, in dem sich keine zu entschichtende Oberflächenschicht befindet, angegriffen würde.Since the decoating time in the method step according to the present invention in the minute range and in the second, conventional step due to the very thin adhesive layer also in the minute range, no attack takes place on the hard metal. Thus, the disadvantage of the method from the WO 2003/085174 A2 resolved that the workpiece would be attacked in the area in which there is no surface layer to be decoated.

Bei Hartstoffschichtsystemen der ersten und der dritten Gruppe ohne eine TiN-Haftvermittlungsschicht wird das Verfahren gemäss der vorliegenden Erfindung zu schnellen Entschichtungszeiten führen, jedoch wird das Hartmetall hier angegriffen und muss über mechanische Methoden, wie Nachschleifen, Aufpolieren oder Mikrostrahlen nachbehandelt werden. Für Schnellarbeitsstahl-Werkzeuge ist das Verfahren gemäss der vorliegenden Erfindung für keramische Hartstoffschichten der zweiten und dritten Gruppe vorgesehen. Liegt eine Haftvermittlungsschicht aus TiN vor, so wird bis zu dieser mit dem neuen Verfahren entschichtet und in einem zweiten Schritt mit üblichen Methoden, diese sehr dünne Haftvermittlungsschicht entfernt. Dies geschieht mit peroxidischen Lösungen unter erhöhter Temperatur. Liegt keine Haftvermittlungsschicht aus TiN vor, so wird mit dem Verfahren vollständig entschichtet. Es empfiehlt sich aber in einem weiteren Schritt ein nach Stand der Technik übliches peroxidisches Entschichtungsbad unter erhöhter Temperatur einzusetzen, um Verfärbungen, die während dem Einsatz des neuen Verfahrens entstehen können, zu entfernen.In the case of hard material layer systems of the first and third group without a TiN adhesion-promoting layer, the process according to the present invention will lead to rapid stripping times, but the hard metal will be attacked here and has to be aftertreated by mechanical methods, such as regrinding, polishing or microblasting. For high speed steel tools, the method according to the present invention is intended for ceramic hard coatings of the second and third groups. If an adhesion-promoting layer of TiN is present, it is stripped to this with the new process and removed in a second step with conventional methods, this very thin primer layer. This is done with peroxide solutions at elevated temperature. If there is no bonding layer of TiN, the process is completely stripped. However, in a further step, it is advisable to use a peroxidic stripping bath customary in the prior art under elevated temperature in order to remove discolorations which may arise during use of the novel process.

Vorteilhaft ist es, wenn die Endpunkterkennung dadurch durchgeführt wird, dass die Spannung gemessen oder bestimmt wird, die zum Erreichen eines bestimmten Stromes benötigt wird, nach einem Beobachten eines Absinken der Spannung die Spannung wieder ihren ursprünglichen Wert erreicht.It is advantageous if the end point detection is carried out by measuring or determining the voltage required to reach a certain current, after observing a drop in the voltage, the voltage returns to its original value.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Werkstücke in eine Halterung gesteckt werden, die so ausgebildet ist, dass sie Werkstücke mit unterschiedlichen Durchmessern aufzunehmen vermag, sie dabei zu kontaktieren und gleichzeitig die unbeschichteten Werkstoffoberflächen vor Angriff zu schützen, um sie dann im gepulsten Verfahren zu entschichten.It is particularly advantageous if the workpieces are placed in a holder which is designed to accommodate workpieces of different diameters, to contact them and at the same time to protect the uncoated material surfaces against attack, in order to then dispose them in a pulsed process ,

Als geeignete und vorteilhafte Elektrolyte haben sich 2 bis 50 %ige Mineralsäuren mit einem pH-Wert 0.5 bis -1.1, vorzugsweise 5 bis 25 %ige Salpetersäure mit einem pH-Wert von 0.09 bis -0.7 und einer Stoffmengenkonzentration c= 0.81 mol/dm³ bis 4.54 und höchst vorzugsweise 8 bis 15 %ige Salpetersäure mit einem pH-Wert -0.12 bis -0.41und einer Stoffmengenkonzentration c= 1.32 mol/dm³ bis 2.58 als saurer Elektrolyt und eine Lösung von 1 L Wasser, 10 ml bis 500 ml einer 50%igen Lauge mit einem pH-Wert 13.1 bis 14.8 und einer Stoffmengenkonzentration c= 0.14 mol/dm³ bis 6.9, vorzugsweise 20 ml bis 100 ml einer 50%igen Lauge mit einem pH-Wert 13.4 bis 14.1 und einer Stoffmengenkonzentration c= 0.27 mol/dm³bis 1.36 und höchst vorzugsweise 30 ml bis 80 ml einer 50%igen KOH mit einem pH-Wert 13.6 bis 14.0 und einer Stoffmengenkonzentration c= 0.405 mol/dm³ bis 1.0 und 4 g bis 55 g eines Oxidationsmittels, vorzugsweise 10 g bis 35 g eines Permanganats mit einer Stoffmengenkonzentration c= 0.06 mol/dm³ bis 0.23 und höchst vorzugsweise 15 g bis 25 g Kaliumpermanganat mit einer Stoffmengenkonzentration c= 0.095 mol/dm³ bis 0.158 als basischer Elektrolyt herausgestellt.Suitable and advantageous electrolytes are 2 to 50% mineral acids having a pH of 0.5 to -1.1, preferably 5 to 25% nitric acid having a pH of 0.09 to -0.7 and a molar concentration c = 0.81 mol / dm ^3rd to 4.54 and most preferably 8 to 15% nitric acid having a pH of -0.12 to -0.41 and a molar concentration c = 1.32 mol / dm ³ to 2.58 as the acidic electrolyte and a solution of 1 L of water, 10 ml to 500 ml of a 50% strength lye with a pH of 13.1 to 14.8 and a molar concentration c = 0.14 mol / dm ³ to 6.9, preferably 20 ml to 100 ml of a 50% caustic having a pH of 13.4 to 14.1 and a molar concentration c = 0.27 mol / dm ³ to 1.36 and most preferably 30 ml to 80 ml of a 50% KOH having a pH of 13.6 to 14.0 and a molar concentration c = 0.405 mol / dm ³ to 1.0 and 4 g to 55 g of an oxidizing agent, preferably 10 g to 35 g of a permanganate with a Stoffmengenkonzentra tion c = 0.06 mol / dm ³ to 0.23 and most preferably 15 g to 25 g of potassium permanganate with a molar concentration c = 0.095 mol / dm ³ to 0.158 exposed as a basic electrolyte.

Bei einen sauren Elektrolyt ist es vorteilhaft, wenn die Spannungsquelle einen Strom von 10 A bis 50 A, vorzugsweise 20 A bis 40 A und höchst vorzugsweise 26 A bis 35 A, stromgesteuert gepulst, vorzugsweise unipolar und höchst vorzugsweise unipolar mit einer rechteckigen Pulsform mit einer Frequenz von 1 Hz bis 40 Hz, vorzugsweise 2 Hz bis 20 Hz und höchst vorzugsweise 3 Hz bis 8 Hz und einem Tastverhältnis (Duty Cycle) von grösser 25 % , vorzugsweise grösser 50 % und höchst vorzugsweise grösser 75 % liefert.In an acidic electrolyte, it is advantageous if the voltage source is a current of 10 A to 50 A, preferably 20 A to 40 A and most preferably 26 A to 35 A, current-controlled pulsed, preferably unipolar and most preferably unipolar with a rectangular pulse shape with a Frequency of 1 Hz to 40 Hz, preferably 2 Hz to 20 Hz and most preferably 3 Hz to 8 Hz and a duty cycle (duty cycle) of greater than 25%, preferably greater than 50% and most preferably greater than 75%.

Dagegen ist es bei einem basischen Elektrolyt vorteilhaft, wenn die Spannungsquelle einen Strom von 50 A bis 200 A, vorzugsweise 80 A bis 150 A und höchst vorzugsweise 90 A bis 115 A, stromgesteuert gepulst, vorzugsweise unipolar und höchst vorzugsweise unipolar mit einer rechteckigen Pulsform mit einer Frequenz von 5 Hz bis 40 Hz, vorzugsweise 10 Hz bis 35 Hz und höchst vorzugsweise 20 Hz bis 30 Hz und einem Tastverhältnis (Duty Cycle) von kleiner 50 % , vorzugsweise kleiner 35 % und höchst vorzugsweise kleiner 25 % liefert.In contrast, it is advantageous for a basic electrolyte, when the voltage source is a current of 50 A to 200 A, preferably 80 A to 150 A and most preferably 90 A to 115 A, current-controlled pulsed, preferably unipolar and most preferably unipolar with a rectangular pulse shape with a frequency of 5 Hz to 40 Hz, preferably 10 Hz to 35 Hz and most preferably 20 Hz to 30 Hz and a duty cycle (duty cycle) of less than 50%, preferably less than 35% and most preferably less than 25%.

Eine vorteilhafte Halterung zum Durchführen des Verfahrens für eine Vielzahl von Werkstücken weist ein leitendes Grundgehäuse mit elektrischer Kontaktierung und mindestens einer Stromzufuhr, einen Deckel mit Bohrungsöffnungen und Abdichtungen für verschiedene Stopfen auf, welche vorzugsweise wiederum mit Bohrungen verschiedener Durchmesser versehen sind.An advantageous holder for carrying out the method for a plurality of workpieces has a conductive base housing with electrical contact and at least one power supply, a lid with bore openings and seals for different plugs, which are preferably in turn provided with holes of different diameters.

Vorteilhaft ist es, wenn die Halterung das Grundgehäuse und der Deckel und die Stromzufuhrschienen mit einer elektrisch isolierenden Schicht beschichtet sind, wobei das Isolatormaterial beständig gegen Chemikalien und nicht an den Kontaktflächen aufgebracht ist, die Stopfen, welche mit Bohrungen verschiedener Durchmesser versehen sind, um verschiedene Durchmesser von Werkstücken aufnehmen zu können, aus elektrisch nicht leitenden Materialien, die chemikalienbeständig sind, angefertigt sind, vorzugsweise aus Polyoxymethylen. Dabei können die Stopfen mit O-Ringen ausgestattet sein, um ein Eindringen von Chemikalien zwischen dem Werkstück und dem Stopfen zu verhindern.It is advantageous if the holder, the base housing and the cover and the power supply rails are coated with an electrically insulating layer, the insulator material is resistant to chemicals and not applied to the contact surfaces, the plug, which are provided with holes of different diameters to different To be able to accommodate diameters of workpieces, made of electrically non-conductive materials that are resistant to chemicals, preferably made of polyoxymethylene. The plugs may be equipped with O-rings to prevent the ingress of chemicals between the workpiece and the plug.

Eine vorteilhafte Halterung zum Durchführen des Verfahrens bei Werkstücken, die an mehreren Teilbereichen unbeschichtete Oberflächen aufweisen, insbesondere Wälzfräser, umfasst eine isolierende Bodenplatte in welche eine Stahlaufnahme mit elektrischen Kontakten und Stromzufuhr eingebracht ist und als Anode dient und gleichzeitig das aufzunehmende Werkstück vor chemischen Angriff schützt und vorzugsweise das Werkstück stehend festhält. Einem leitenden Zylinder, der als Kathode vorgesehen ist und welcher über elektrische Kontakte kontaktiert werden kann, einen Kunststoffstopfen 60 welcher das Werkstück an anderer Stelle vor chemischen Angriff schützt. Dabei kann der Zylinder, die Kunststoffaufnahme und die Stahlaufnahme austauschbar ausgebildet sein, um die verschiedenen Grössen und Formen von Werkstücken abdecken und kontaktieren zu können.An advantageous holder for carrying out the method for workpieces which have uncoated surfaces on several subregions, in particular hobs, comprises an insulating base plate into which a steel receptacle with electrical contacts and power supply is inserted and serves as an anode and at the same time protects the male workpiece against chemical attack and preferably the workpiece holds upright. A conductive cylinder, which is provided as a cathode and which via electrical contacts can be contacted, a plastic plug 60 which protects the workpiece elsewhere from chemical attack. In this case, the cylinder, the plastic receptacle and the steel receptacle can be exchangeable designed to cover the different sizes and shapes of workpieces and can contact.

Die vorbenannten sowie die beanspruchten und in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen beschriebenen, erfindungsgemäss zu verwendenden Elemente unterliegen in ihrer Grösse, Formgestaltung, Materialverwendung und ihrer technischen Konzeption keinen besonderen Ausnahmebedingungen, so dass die in dem jeweiligen Anwendungsgebiet bekannten Auswahlkriterien uneingeschränkt Anwendung finden können.The above-mentioned as well as the claimed and described in the following embodiments, according to the invention to be used elements are subject to their size, shape design, material usage and their technical conception no special conditions of exception, so that the well-known in the respective field of application selection criteria can apply without restriction.

Brief description of the drawings

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale des Gegenstandes der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der dazu gehörenden Zeichnungen, in denen - beispielhaft - erfindungsgemässe Standschirme erläutert werden. In den Zeichnungen zeigt:

Figur 1: eine schematische Darstellung der Anordnung zur Durchführung des Verfahrens gemäss einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer Halterung für eine Vielzahl von Werkstücken;
Figur 2: eine perspektivische Ansicht einer Halterung zur Aufnahme von einer Vielzahl von Werkstücken, in diesem Fall von Schaftwerkzeuges, zur Positionierung im Elektrolyt;
Figur 3: eine detaillierte Darstellung der funktionalen Elemente nach Figur 2;
Figur 4: eine Ansicht von der Seite auf die Halterung gemäss Figur 2 und 3;
Figur 5: eine schematische Darstellung der Anordnung zur Durchführung des Verfahrens gemäss einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Figur 6: eine perspektivische Ansicht einer alternativen Halterung zur Aufnahme eines Werkstückes, hier eines Walzfräsers, bei dem die zu entschichtende Oberflächen zwischen zwei unbeschichteten Teilbereichen liegt, entsprechend der Anordnung aus Figur 5;
Figur 7: eine detaillierte Darstellung der funktionalen Elemente nach Figur 6;
Figur 8: eine perspektivische Darstellung, nämlich eine Fotografie der Halterung gemäss Figur 2 bis 4, in der Schaftwerkzeuge eingesetzt sind;
Figur 9: eine Darstellung, nämlich eine Fotografie der Halterung gemäss Figur 2 bis 4, in der Schaftwerkzeuge eingesetzt sind;
Figur 10: eine Darstellung, nämlich eine Fotografie der Schaftwerkzeuge gemäss Figur 8 und 9, nach der Entschichtung;
Figur 11: eine perspektivische Darstellung, nämlich eine Fotografie eines Werkstückes zum Einsatz in die Halterung gemäss Figur 5 bis 7; und
Figur 12: eine Darstellung des Spannungsverlaufes, der zur Endpunkterkennung verwendbar ist.

Further details, advantages and features of the subject matter of the present invention will become apparent from the following description of the accompanying drawings, in which - exemplary - inventive screens are explained. In the drawings shows:

FIG. 1: a schematic representation of the arrangement for carrying out the method according to a first embodiment of the invention with a holder for a plurality of workpieces;
FIG. 2: a perspective view of a holder for receiving a plurality of workpieces, in this case of shaft tool, for positioning in the electrolyte;
FIG. 3: a detailed representation of the functional elements according to FIG. 2 ;
FIG. 4: a view from the side of the bracket according FIG. 2 and 3 ;
FIG. 5: a schematic representation of the arrangement for carrying out the method according to a second embodiment of the invention;
FIG. 6: a perspective view of an alternative holder for receiving a workpiece, here a mill in which the surfaces to be stripped between two uncoated portions is, according to the arrangement FIG. 5 ;
FIG. 7: a detailed representation of the functional elements according to FIG. 6 ;
FIG. 8: a perspective view, namely a photograph of the holder according to FIGS. 2 to 4 in which shank tools are used;
FIG. 9: a representation, namely a photograph of the holder according to FIGS. 2 to 4 in which shank tools are used;
FIG. 10: a representation, namely a photograph of the shank tools according FIG. 8 and 9 , after the stripping;
FIG. 11: a perspective view, namely a photograph of a workpiece for use in the holder according to Figure 5 to 7 ; and
FIG. 12: a representation of the voltage curve, which is used for the end point detection.

Ways to carry out the invention

Hartstoffschichten aus der ersten Gruppe und der dritten Gruppe können vom Schichtaufbau her eine TiN-Haftvermittlungsschicht mit einer Schichtdicke < 0.5 µm zwischen Werkzeug und eigentlicher Hartstoffschicht aufweisen. Sie bildet eine Übergangsphase zur eigentlichen funktionellen Hartstoffschicht.Hard material layers of the first group and of the third group may have a TiN adhesion-promoting layer with a layer thickness of <0.5 μm between the tool and the actual hard material layer as a result of the layer structure. It forms a transition phase to the actual functional hard material layer.

Es hat sich herausgestellt, dass sich diese Hartstoffschichten der ersten und der dritten Gruppe in einem geeigneten nasschemischen Ansatz mit Hilfe von elektrischen Pulsen gezielt von der Oberfläche bis hin zu der Haftschicht aus TiN innerhalb kürzester Zeit entschichten lassen.It has been found that these hard material layers of the first and third groups in a suitable wet chemical approach with the help of electrical pulses targeted from the surface to the adhesive layer of TiN can be stripped in no time.

Auch wurde aus den Versuchen ersichtlich, dass, wenn Hartstoffschichten keine TiN-Haftschicht zwischen Hartmetall-Werkzeug und Hartstoffschicht aufweisen, durch den gleichen nasschemischen Ansatz und mit Hilfe von elektrischen Pulsen ebenso schnell entschichtet werden kann. Dies gilt besonders für die Hartstoffschichten der zweiten Gruppe. Jedoch wird hier das Hartmetall-Werkzeug an der Oberfläche angegriffen und muss nachbehandelt werden.It has also been found from the experiments that if hard material layers do not have a TiN adhesion layer between carbide tool and hard material layer, the same wet-chemical approach and with the aid of electrical pulses can also be used to decoat just as quickly. This is especially true for the hard material layers of the second group. However, here the hard metal tool is attacked on the surface and must be post-treated.

Weiterhin wurde mittels Versuchen festgestellt, dass sich Hartstoffschichten der zweiten und dritten Gruppe in einem geeigneten nasschemischen Ansatz mit Hilfe von elektrischen Pulsen gezielt bis entweder zur TiN- Haftschicht oder bei Abwesenheit einer solchen bis auf die Oberfläche des Schnellarbeitsstahl-Werkzeuges innerhalb kurzer Zeit entschichten lassen.Furthermore, it was found by experiments that hard material layers of the second and third group can be stripped in a suitable wet chemical approach by means of electrical pulses targeted to either the TiN adhesion layer or in the absence of such to the surface of the high speed steel tool within a short time.

Hartstoffschichten der ersten Gruppe können nicht mit diesem Verfahren auf Schnellarbeitsstahl-Werkzeugen entschichtet werden, da der hier verwendete nasschemische Ansatz das Schnellarbeitsstahl-Substrat zerstört.Hard material layers of the first group can not be stripped by this method on high speed steel tools because the wet chemical approach used here destroys the high speed steel substrate.

Bei der gepulsten Entschichtung dient das beschichtete Werkzeug als positiver Pol (elektrische Anode), Stahlbleche oder Stahlringe oder andere metallische Gegenstände als negativer Pol (elektrische Kathode). Der eingesetzte Elektrolyt ist abhängig von den keramischen Bestandteilen in der Hartstoffschicht.In pulsed stripping, the coated tool serves as a positive pole (electrical anode), steel sheets or steel rings or other metallic objects as a negative pole (electric cathode). The electrolyte used depends on the ceramic constituents in the hard material layer.

So kommen für die klassifizierten Hartstoffschichten zwei verschiedene Elektrolytmedien zum Einsatz, nämlich für Hartstoffschichten der ersten Gruppe, also Ti, Al basierende Schichten ein saurer Elektrolyt, im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel bestehend aus 10 - 15 % Salpetersäure (c = 1.67 - 2.58 mol/l) und einem pH- Wert von - 0,23 pH bis - 0,41 pH und für Hartstoffschichten der zweiten und dritten Gruppe, also Cr und CrTi basierende Schichten ein basischer Elektrolyt, im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel bestehend aus 1 L Wasser mit 50 mL KOH 50 % (c = 0.67 mol/l) und 20.6 g Kaliumpermanganat (c = 0,13 mol/l) und einem pH-Wert der Lösung: von 13.5. Im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel werden beide Elektrolyte bei Raumtemperatur betrieben. Mittels eines Pulsgenerators wird nun ein gleichmässig positives stromgepulstes Signal induziert, bis die Entschichtung eingetreten ist. Die Entschichtungszeit liegt bei einer 2 µm dicken Hartstoffschicht zwischen 10 sec und 5 min., je nach Hartstoffschicht, eingesetztem Elektrolyten und verwendetem Werkzeugmaterial.Thus, two different electrolyte media are used for the classified hard material layers, namely for hard material layers of the first group, ie Ti, Al based layers an acidic electrolyte, in the embodiment described here consisting of 10 - 15% nitric acid (c = 1.67 - 2.58 mol / l) and a pH value of - 0.23 pH to - 0.41 pH and for hard material layers of the second and third group, so Cr and CrTi based layers a basic electrolyte, in the embodiment described here consisting of 1 L of water with 50 mL KOH 50th % (c = 0.67 mol / l) and 20.6 g of potassium permanganate (c = 0.13 mol / l) and a pH of the solution: from 13.5. In the embodiment described here, both electrolytes are operated at room temperature. By means of a pulse generator, a uniformly positive current-pulsed signal is now induced until the descaling has occurred. The decoating time is 2 microns thick hard material layer between 10 sec and 5 min., Depending on the hard material layer, electrolyte used and tool material used.

Der angelegte Strom pro Werkzeug ist abhängig von der beschichteten Oberfläche, somit auch vom Durchmesser und Geometrie des Werkzeugs, von der Art der keramischen Beschichtung und damit auch vom Elektrolyten und kann über Versuche spezifisch ermittelt werden. Der angelegte Strom für ein Hartmetall-Schaftfräser (Ø=8mm. Beschichtete Länge 40mm) mit Beschichtung des Schichttyp der zweiten Gruppe mit einer Schichtdicke 3 µm, welcher im basischen Elektrolyten entschichtet wird, liegt bei 10 - 11 A. Der angelegte Strom bei dem gleichen Hartmetall-Schaftwerkzeug wie oben beschrieben, jedoch beschichtet mit einem Schichttyp der ersten Ggruppe, welches aber mit dem sauren Elektrolyten entschichtet wird, beträgt 3 A. Werden mehrere Werkzeuge in der Halterung eingespannt verhalten sich die Werkzeuge wie Widerstände in einer Parallelschaltung.The applied current per tool is dependent on the coated surface, thus also on the diameter and geometry of the tool, on the type of ceramic coating and thus also on the electrolyte and can be determined specifically by means of experiments. The applied current for a carbide end mill (Ø = 8 mm, coated length 40 mm) with coating of the layer group of the second group with a layer thickness of 3 μm, which is stripped in the basic electrolyte, is 10 - 11 A. The applied current at the same Carbide shank tool as described above, but coated with a layer type of the first G group, but which is stripped with the acidic electrolyte is 3 A. If several tools clamped in the holder, the tools behave like resistors in a parallel circuit.

Bei Schnellarbeitsstahl-Werkzeugen wurden die gleichen Abhängigkeiten wie bei den Hartmetall-Werkzeugen festgestellt. Der angelegte Strom pro Schnellarbeitsstahl-Werkzeug mit einem Durchmesser zwischen 6 mm bis 12 mm, welches im basischen Elektrolyten entschichtet wird, liegt bei 10 - 11 A. Im sauren Elektrolyten ist ein entsprechendes Entschichten nicht möglich, da das Werkzeug zerstört würde.For high speed steel tools, the same dependencies were found as for carbide tools. The applied current per high-speed steel tool with a diameter between 6 mm to 12 mm, which is stripped in the basic electrolyte, is 10 - 11 A. In the acidic electrolyte, a corresponding stripping is not possible because the tool would be destroyed.

Die Frequenz des Pulses und seine Funktionsform sind ebenso kritische Parameter bei dieser Art des Entschichtens. Es wird stromgesteuert gepulst, vorzugsweise mit einer gleichmässigen Geometrie und höchst vorzugsweise mit einer rechteckigen bipolaren Pulsform. Die Frequenz des Pulses liegt beim basischen Elektrolyten bei 5 Hz bis 40 Hz, vorzugsweise 10 Hz bis 35 Hz und höchst vorzugsweise 20 Hz bis 30 Hz und einem Tastverhältnis (Duty Cycle) von kleiner 50 %, vorzugsweise kleiner 35 % und höchst vorzugsweise kleiner 25 %. Im sauren Elektrolyten beträgt die Frequenz 1 Hz bis 40 Hz, vorzugsweise 2 Hz bis 20 Hz und höchst vorzugsweise 3 Hz bis 8 Hz und einem Tastverhältnis (Duty Cycle) von grösser 50 % , vorzugsweise grösser 70 % und höchst vorzugsweise grösser 85 %.The frequency of the pulse and its functional form are also critical parameters in this type of stripping. It is pulsed current controlled, preferably with a uniform geometry and most preferably with a rectangular bipolar pulse shape. The frequency of the pulse is basic Electrolytes at 5 Hz to 40 Hz, preferably 10 Hz to 35 Hz and most preferably 20 Hz to 30 Hz and a duty cycle (duty cycle) of less than 50%, preferably less than 35% and most preferably less than 25%. In the acidic electrolyte, the frequency is 1 Hz to 40 Hz, preferably 2 Hz to 20 Hz and most preferably 3 Hz to 8 Hz and a duty cycle (duty cycle) of greater than 50%, preferably greater than 70% and most preferably greater than 85%.

Der auf den Werkzeugen zurück bleibende TiN-Haftlayer wird anschliessend mittels einem für das Grundmaterial, also Schnellarbeitsstahl oder Hartmetall, geeigneten nasschemischen Verfahren entschichtet. Bei Verwendung von z.B. Wasserstoffperoxidlösungen, wo das Hartmetallwerkzeug durch das Anlegen einer Schutzspannung geschützt wird, kann der TiN-Haftlayer innerhalb von 5 - 10 min entfernt werden. Ein Angriff des Hartmetalls findet in dieser kurzen Zeit nicht statt.The remaining on the tools TiN adhesive layer is then stripped using a suitable for the base material, so high-speed steel or carbide, wet-chemical process. When using e.g. Hydrogen peroxide solutions, where the cemented carbide tool is protected by the application of a protective voltage, the TiN adhesion layer can be removed within 5 - 10 min. An attack of the carbide does not take place in this short time.

Werden Hartstoffschichtsysteme mit dem gepulsten Verfahren entschichtet, welche keine TiN-Haftlayer aufweisen, so wird im sauren wie im basischen Elektrolyten das Hartmetall angegriffen. Eine Nachbehandlung mittels Nachschleifen oder Mikrostrahlen oder Polieren ist dann nötig. Ebenfalls kann ein leichter Angriff auf Schnellarbeitsstahl-Werkzeugen unter Einsatz des basischen Elektrolyten vorkommen. Dieser Angriff ist jedoch nur minimal und bewirkt eine leichte optische Mattierung der Oberfläche.If hard coating systems are stripped with the pulsed process, which do not have TiN adhesion layers, then the hard metal is attacked in the acidic as well as in the basic electrolyte. A subsequent treatment by regrinding or micro-blasting or polishing is then necessary. Also, a slight attack on high speed steel tools using the basic electrolyte may occur. However, this attack is minimal and causes a slight optical matting of the surface.

Nichtbeschichtete Flächen, wie beispielsweise Schäfte von Schaftwerkzeugen, werden durch das gepulste Verfahren im sauren und im basischen Elektrolyten angegriffen und müssen demzufolge durch eine geeignete Halterung mit Schutzstopfen abgedeckt werden. Für Schaftwerkzeuge wurde speziell eine Halterung mit Schutzstopfen für das gepulste Entschichtungsverfahren entwickelt. Die Halterung kann jedoch auch für z. B. andere chemische Ablöseverfahren, wo Angriffe auf das Hartmetall stattfinden können, eingesetzt werden. Die Halterung hat die Funktion, Schaftwerkzeuge mit unterschiedlichen Durchmessern aufzunehmen, sie dabei zu kontaktieren und gleichzeitig die unbeschichteten Schaftoberflächen vor Angriff zu schützen, um sie dann im gepulsten Verfahren zu entschichten.Uncoated surfaces, such as shafts of shank tools, are attacked by the pulsed process in the acidic and basic electrolytes and must therefore be covered by a suitable holder with protective plugs. For shank tools, a holder with protective plug for the pulsed decoating method was specially developed. However, the holder can also be used for z. For example, other chemical stripping methods where attacks on the cemented carbide can take place can be used. The holder has the function of receiving shank tools with different diameters, thereby contacting them and at the same time protecting the uncoated shaft surfaces from attack and then stripping them in a pulsed process.

Die Halterung 50 für Schaftwerkzeuge besteht aus einem leitenden Grundgehäuse 52 mit elektrischer Kontaktierung und mindestens einem Stromzufuhrelement, im vorliegenden Ausführungsbeispiel einer Stromzuführungsschiene 56, einen Deckel 55 mit Bohrungsöffnungen und Abdichtungen für verschiedene Stopfen 54, welche vorzugsweise wiederum mit Bohrungen verschiedener Durchmesser versehen sind. Grundgehäuse 52 und Deckel 55 und Stromzufuhrschienen 56 werden mit einem Isolator beschichtet, wobei das Isolatormaterial beständig gegen Chemikalien sein muss und nicht an den Kontaktflächen aufgebracht sein darf. Die Stopfen 54, welche mit Bohrungen verschiedener Durchmesser versehen sind, um verschiedene Durchmesser von Schaftwerkzeugen aufnehmen zu können, sind aus nicht leitenden Materialien, die chemikalienbeständig sind, angefertigt. Die Stopfenhöhe variiert, um verschieden hohe, nicht beschichtete Schaftlängen abdecken zu können. Die Stopfen 54 sind mit O-Ringen ausgestattet, um ein Eindringen von Chemikalien zwischen Schaft und Stopfen 54 zu verhindern. In Figur 3 ist zudem eine Kontaktschiene 57 dargestellt, auf der das Werkzeug 10 steht, und eine zweiseitige Kontaktfeder 58, wobei die Kontaktschiene 57 als Festklemmvorrichtung für die Kontaktfeder dient.The holder 50 for shank tools consists of a conductive base housing 52 with electrical contact and at least one power supply element, in the present embodiment, a power supply rail 56, a cover 55 with bore openings and seals for different plugs 54, which are preferably in turn provided with holes of different diameters. Base housing 52 and cover 55 and power supply rails 56 are coated with an insulator, which insulator material must be resistant to chemicals and must not be applied to the contact surfaces. The plugs 54, which are provided with holes of different diameters to accommodate different diameters of shank tools, are made of non-conductive materials which are resistant to chemicals. The plug height varies to cover different high uncoated shaft lengths. The plugs 54 are equipped with O-rings to prevent ingress of chemicals between the stem and plug 54. In FIG. 3 In addition, a contact rail 57 is shown, on which the tool 10 is, and a two-sided contact spring 58, wherein the contact rail 57 serves as a clamping device for the contact spring.

Charakteristisch bei Verwendung der Halterung in Kombination mit den Führungs-Stopfen ist, dass nach der gepulsten Entschichtung und anschliessender Entfernung der TiN-Haftschicht ein kleiner Ring von nichtentschichteter oder leicht angegriffener Fläche auf dem Schaftwerkzeug zurück bleibt, da eine geringe Überlappung zwischen Stopfen und beschichteter Schaftfläche und / oder eine geringe Überlappung zwischen freier Schaftoberfläche und Elektrolyt vorliegt.A characteristic feature of using the holder in combination with the guide plugs is that after the pulsed stripping and subsequent removal of the TiN adhesion layer, a small ring of undeclared or slightly attacked surface remains on the shaft tool, as there is little overlap between plug and coated skirt surface and / or there is a slight overlap between free shaft surface and electrolyte.

Eine spezielle Ausführung einer Halterung hat die Funktion, z.B. Wälzfräser mit unterschiedlichen Durchmessern aufzunehmen, sie dabei zu kontaktieren und gleichzeitig die unbeschichteten Oberflächen vor Angriff zu schützen, um sie dann im gepulsten Verfahren zu entschichten.A special embodiment of a holder has the function, e.g. To take hobs of different diameters, thereby contacting them while protecting the uncoated surfaces from attack, and then to disband them in a pulsed process.

Die Halterung besteht aus einer Bodenplatte 75, in welche eine isolierende Aufnahme 74 eingebracht ist und das aufzunehmende Werkstück 10 vor chemischen Angriff schützt und vorzugsweise das Werkstück 10 stehend festhält. Eine elektrische Kontaktierung 76 für das Werkstück dient als Anode, einem leitenden Zylinder 72, der als Kathode vorgesehen ist und welcher über elektrische Kontakte kontaktiert werden kann, und einem isolierenden Stopfen 60, welcher das Werkstück 10 an anderer Stelle vor chemischen Angriff schützt. Der Zylinder 72, die isolierende Aufnahme 74 und der isolierende Stopfen 60 können ausgetauscht werden um die verschiedenen Grössen und Formen der Werkstücke 10 abdecken und kontaktieren zu können.The holder consists of a bottom plate 75, in which an insulating receptacle 74 is introduced and the male workpiece 10 protects against chemical attack and preferably the workpiece 10 holds upright. An electrical contact 76 for the workpiece serves as the anode, a conductive cylinder 72 which is provided as a cathode and which can be contacted via electrical contacts, and an insulating plug 60 which protects the workpiece 10 from chemical attack elsewhere. The cylinder 72, the insulating receptacle 74 and the insulating plug 60 can be exchanged to cover and contact the various sizes and shapes of the workpieces 10.

Das Verfahren zum Entschichten von Schaftwerkzeugen wird im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel - dargestellt in Figur 1 - wie folgt vorgenommen:
1. Die zu entschichtenden Schaftwerkzeuge 10 werden in die von Durchmesser und Höhe passenden Schutzstopfen gesteckt und in die Halterung 50 eingedrückt.
2. Die Halterung mit den zu entschichtenden Schaftwerkzeugen 10 wird mit dem Pluspol eines Strompulsgebers 40 kontaktiert.
3. Es muss entschieden werden, welches elektrolytische Bad 30 verwendet werden soll, nämlich ein saurer Elektrolyt für Schichten der ersten Gruppe und ein basischer Elektrolyt für Schichten der zweiten und dritten Gruppe.
4. Die kontaktierte Halterung 50 wird in das ausgewählte Elektrolytbad 30 gestellt.
5. Zwei Elektroden 20 aus Stahl werden beidseitig der Halterung platziert und diese mit dem negativen Pol des Strompulsgebers kontaktiert. Der Abstand der Stahlelektroden zum Schaftwerkzeug liegt bei 0.5 cm bis max. 2.5 cm.
6. Am Pulsgenerator 40 werden für Schaftwerkzeuge (mit Durchmesser 6 mm bis 12 mm) die Bedingungen eingestellt. Es wird dabei von 9 Schaftwerkzeugen pro Entschichtung ausgegangen. Die Halter im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel sind für 9 Werkzeuge konzipiert.) Schichten der 1. Gruppe: Schichten der 2. und 3. Gruppe: 1. Beispiel: 1. Beispiel: Anzahl Schaftwerkzeuge 9 mit Anzahl Schaftwerkzeuge 9 mit Durchmesser 12 mm Durchmesser 12 mm Strom: 15 A Strom: 100 A Spannung (U_0Max): 40 V Stromgesteuert, Pulsform rechteckig Spannung (U_0Max): 50 V Stromgesteuert, Pulsform rechteckig Frequenz 5 Hz Frequenz 25 Hz Symmetrie/Tastverhältnis: 98% Symmetrie/Tastverhältnis: 20% 2. Beispiel: 2. Beispiel: Anzahl Schaftwerkzeuge 9 mit Anzahl Schaftwerkzeuge 9 mit Durchmesser 6 mm Durchmesser 6 mm Strom: 15 A Strom: 100 A Spannung (U_0Max): 40 V Stromgesteuert, Pulsform rechteckig Spannung (U_0Max): 50 V Stromgesteuert, Pulsform rechteckig Frequenz 5 Hz Frequenz 25 Hz Symmetrie/Tastverhältnis: 98% Sym metrie/Tastverhältn is: 20%
7. Einschalten des Pulsgenerators 40. Die Entschichtung beginnt augenblicklich.
8. Bei Schaftwerkzeugen 10 der ersten Gruppe wird eine Endpunkterkennung verwendet.
Bei Werkzeugen der ersten Gruppen wurde überraschenderweise ein Effekt erkannt, der als Endpunkterkennung dienen kann. Die elektrische Spannungsquelle generiert eine Funktion des Stroms über die Entschichtungszeit, dadurch wird ein ständig exakter stabiler Strom generiert. Da sich die Oberfläche der Werkzeuge im Entschichtungsprozess und somit auch der Widerstand verändert ist ein Absinken der Spannung festzustellen. Wenn die Titannitridschicht erreicht ist steigt der Widerstand so stark an bis die Spannung ihren Ursprünglichen Wert erreicht hat. Die Spannungskurve liegt hierbei im Bereich von ca. 2-10 V und es ist eine Spannungsdifferenz von ca. 2-4 V zu erwarten.
Bei Werkzeugen der zweiten und dritten Gruppe wird alle 20 bis 30 sec. die Stromzufuhr gestoppt und die Halterung mit den Schaftwerkzeugen auf Entschichtung kontrolliert.
9. Die Entschichtung ist je nach Zusammensetzung der Hartstoffschicht bei 2 µm Schichtdicke innerhalb 10 sec bis 30 min bis auf das Werkzeug oder den TiN-Haftlayer beendet.The method for stripping shank tools is described in the exemplary embodiment described here FIG. 1 - made as follows:
1. The to be stripped shank tools 10 are inserted into the appropriate diameter and height protective plug and pressed into the holder 50.
2. The holder with the shank tools 10 to be stripped is contacted with the positive pole of a current pulse generator 40.
3. It has to be decided which electrolytic bath 30 to use, namely an acidic electrolyte for layers of the first group and a basic electrolyte for layers of the second and third group.
4. The contacted holder 50 is placed in the selected electrolyte bath 30.
5. Two steel electrodes 20 are placed on both sides of the bracket and contacted with the negative pole of the current pulser. The distance between the steel electrodes and the shaft tool is 0.5 cm to max. 2.5 cm.
6. At the pulse generator 40 the conditions are set for shank tools (with diameter 6 mm to 12 mm). It is assumed that 9 shank tools per stripping. The holders in the embodiment described here are designed for 9 tools.) Layers of the 1st group: Layers of the 2nd and 3rd group: 1st example: 1st example: Number of shank tools 9 with Number of shank tools 9 with Diameter 12 mm Diameter 12 mm Electricity: 15 A Electricity: 100A Voltage (U _0max ): 40 V current- _controlled , pulse shape rectangular Voltage (U _0max ): 50 V _{Current-controlled} , pulse shape rectangular Frequency 5 Hz Frequency 25 Hz Symmetry / duty cycle: 98% Symmetry / duty cycle: 20% 2nd example: 2nd example: Number of shank tools 9 with Number of shank tools 9 with Diameter 6 mm Diameter 6 mm Electricity: 15 A Electricity: 100A Voltage (U _0max ): 40 V current- _controlled , pulse shape rectangular Voltage (U _0max ): 50 V _{Current-controlled} , pulse shape rectangular Frequency 5 Hz Frequency 25 Hz Symmetry / duty cycle: 98% Symmetry / duty cycle: 20%
7. Switching on the pulse generator 40. The stripping begins instantly.
8. Shaft tools 10 of the first group use endpoint detection.
In tools of the first groups, an effect was surprisingly detected that can serve as an end point detection. The electrical voltage source generates a function of the current over the stripping time, thereby generating a constantly accurate stable current. Since the surface of the tools in the decoating process and thus also the resistance is changed, a decrease in the voltage is observed. When the titanium nitride layer is reached, the resistance increases so much until the voltage has reached its original value. The voltage curve lies in the range of approx. 2-10 V and a voltage difference of approx. 2-4 V is to be expected.
For tools of the second and third group, the power supply is stopped every 20 to 30 seconds and the holder is checked for stripping with the shank tools.
9. The stripping is finished depending on the composition of the hard material layer at 2 micron layer thickness within 10 sec to 30 min down to the tool or the TiN adhesion layer.

Die TiN-Haftschicht wird anschliessend mit einem herkömmlichen nasschemischen Ansatz vollständig entschichtet. Die Entschichtung ohne TiN-Haftlayer benötigt die gleiche gepulste Entschichtungszeit. Eine weitere chemische Entschichtung ist nicht nötig, allerdings erfolgt eine mechanische Nachbehandlung wegen des Angriffs des Substrates.The TiN adhesive layer is then completely stripped off with a conventional wet chemical approach. Decoating without TiN adhesion layer requires the same pulsed decoating time. A further chemical stripping is not necessary, but there is a mechanical aftertreatment because of the attack of the substrate.

Ein etwas anderer Ablauf ist bei einem Ausführungsbeispiel zum Entschichten von Wälzfräsern vorgesehen, dargestellt in Figur 5:
1. Der zu entschichtende Wälzfräser 10 wird mit dem Pluspol eines Strompulsgebers 30 kontaktiert und in die Halterung gemäss Figur 6 und 7 gestellt und mit einem Schutzstopfen 60 versehen..
2. Es muss entschieden werden, welches elektrolytische Bad 30 verwendet werden soll, nämlich ein saurer Elektrolyt für Schichten der ersten Gruppe und ein basischer Elektrolyt für Schichten der zweiten und dritten Gruppe.
3. Der kontaktierte Wälzfräser 10 wird in das ausgewählte Elektrolytbad 30 gestellt. Mit Abstand von 0.5 cm bis max. 2,5 cm wird eine Ring-StahlElektrode aus rostfreiem Stahl, welche vergoldet wurde, um den Wälzfräser mittig platziert. Diese Stahlelektrode wird mit dem negativen Pol des Pulsgenerators 30 verbunden.
4. Am Pulsgenerator 30 werden die Bedingungen für den Wälzfräser 10 eingestellt. Schichten der 1. Gruppe: Schichten der 2. und 3. Gruppe: 1. Beispiel: 1. Beispiel: Wälzfräser mit Durchmesser 47 mm; Höhe 1510 mm Wälzfräser mit Durchmesser 47 mm; Höhe 1510 mm Strom: 30 A Strom: 30 A Spannung (U_0Max): 40 V Stromgesteuert, Pulsform rechteckig Spannung (U_0Max): 50 V Stromgesteuert, Pulsform rechteckig Frequenz 5 Hz Frequenz 25 Hz Svmmetrie/Tastverhältnis: 98% Symmetrie/Tastverhältnis: 20% 2. Beispiel: 2. Beispiel: Wälzfräser mit Durchmesser 33 mm; Höhe 110 mm Wälzfräser mit Durchmesser 33 mm; Höhe 110 mm Strom: 30 A Strom: 30 A Spannung (U_0Max): 40 V Stromgesteuert, Pulsform rechteckig Spannung (U_0Max): 50 V Stromgesteuert, Pulsform rechteckig Frequenz 5 Hz Frequenz 25 Hz Svmmetrie/Tastverhältnis: 98% Symmetrie/Tastverhältnis: 20%
5. Einschalten des Pulsgenerators 30. Die Entschichtung beginnt augenblicklich.
6. Alle 20 bis 30 sec. wird die Stromzufuhr gestoppt und die Halterung 50 mit dem Walzfräser 10 auf Entschichtung kontrolliert.
7. Die Entschichtung ist je nach Zusammensetzung der Hartstoffschicht bei 2 µm Schichtdicke innerhalb 1 min bis 10 min bis auf den TiN-Haftlayer beendet.A somewhat different sequence is provided in one embodiment for stripping of hobs, shown in FIG FIG. 5 :
1. To be stripped Hob 10 is contacted with the positive pole of a current pulse generator 30 and in the holder according to FIG. 6 and 7 placed and provided with a protective plug 60 ..
2. It has to be decided which electrolytic bath 30 to use, namely an acidic electrolyte for layers of the first group and a basic electrolyte for layers of the second and third group.
3. The contacted hob 10 is placed in the selected electrolyte bath 30. At a distance of 0.5 cm to max. 2.5 cm, a stainless steel ring-steel electrode, which has been gilded, is placed around the hob. This steel electrode is connected to the negative pole of the pulse generator 30.
4. On the pulse generator 30, the conditions for the hob 10 are set. Layers of the 1st group: Layers of the 2nd and 3rd group: 1st example: 1st example: Hob with diameter 47 mm; Height 1510 mm Hob with diameter 47 mm; Height 1510 mm Electricity: 30 A Electricity: 30 A Voltage (U _0max ): 40 V current- _controlled , pulse shape rectangular Voltage (U _0max ): 50 V _{Current-controlled} , pulse shape rectangular Frequency 5 Hz Frequency 25 Hz Svmmetry / duty cycle: 98% Symmetry / duty cycle: 20% 2nd example: 2nd example: Hob with diameter 33 mm; Height 110 mm Hob with diameter 33 mm; Height 110 mm Electricity: 30 A Electricity: 30 A Voltage (U _0max ): 40 V current- _controlled , pulse shape rectangular Voltage (U _0max ): 50 V _{Current-controlled} , pulse shape rectangular Frequency 5 Hz Frequency 25 Hz Svmmetry / duty cycle: 98% Symmetry / duty cycle: 20%
5. Switching on the pulse generator 30. The stripping begins instantly.
6. Every 20 to 30 sec., The power supply is stopped and the holder 50 is controlled with the milling cutter 10 on stripping.
7. The stripping is finished depending on the composition of the hard material layer at 2 micron layer thickness within 1 min to 10 min to the TiN adhesion layer.

Die TiN-Haftschicht wird anschliessend mit einem herkömmlichen nasschemischen Ansatz vollständig entschichtet. Die Entschichtung ohne TiN-Haftlayer benötigt die gleiche gepulste Entschichtungszeit. Eine weitere chemische Entschichtung ist nicht nötig, allerdings eine mechanische Nachbehandlung wegen des Angriff des Substrates.The TiN adhesive layer is then completely stripped off with a conventional wet chemical approach. Decoating without TiN adhesion layer requires the same pulsed decoating time. Another chemical stripping is not necessary, but a mechanical aftertreatment because of the attack of the substrate.

Entschichtungsbeispiele: Example 1:

9 Hartmetall-Schaftwerkzeuge (Spiralbohrer d = 12 mm, K Sorte) mit einer 3.4 µm dicken AlTiN-Schicht (Schichttyp-Tabelle: Schicht # 6) und vorhandenen TiN-Haftvermittlungsschicht wurden im speziell entwickelten Halter mit Schutzstopfen eingebracht und in einer 10 %igen Salpetersäurelösung als Elektrolyt eingetaucht, bei einem gepulsten Strom I_Funktion von 15 A mit einer Frequenz von 5Hz, einem Tastverhältnis von 98% bis auf den Haftschichtlayer TiN entschichtet. Die Stahlelektroden hatten einen Abstand zum Hartmetall-Werkzeug von 1 - 2 cm. Die Entschichtungsdauer betrug 2 min und wurde mit der Endpunkterkennung abgeschlossen. In einem weiteren Prozess-Schritt, der dem Stand der Technik entspricht, wird der TiN-Haftlayer in einem peroxidischen Entschichtungsbad unter Einwirkung von Schutzspannung auf den Schaftwerkzeugen vollständig entschichtet. Die Entschichtungszeit hier beträgt ca. 5 bis 10 min. Im Rasterelektronenmikroskop konnten keine Angriffe auf den Werkzeugen nach der Entschichtung festgestellt werden.9 tungsten carbide shank tools (twist drill d = 12 mm, K grade) with a 3.4 μm thick AlTiN layer (layer-type table: layer # 6) and existing TiN adhesion-promoting layer were incorporated in the specially developed holder with protective stopper and in a 10% Nitric acid solution immersed as an electrolyte, at a pulsed current I _function of 15 A with a frequency of 5Hz, a duty cycle of 98% stripped to the adhesive layer layer TiN. The steel electrodes had a distance of 1 - 2 cm from the carbide tool. The stripping period was 2 minutes and was completed with the endpoint detection. In a further process step, which corresponds to the prior art, the TiN adhesion layer in a peroxidic Entschichtungsbad under the influence of protective voltage on the shank tools is complete stripped. The stripping time here is about 5 to 10 minutes. In the scanning electron microscope, no attacks on the tools after decoating were found.

Example 2:

Ein Hartmetall-Wälzfräser (d = 470 mm) mit einer 7.2 µm dicken AITiN-Schicht (Schichttyp-Tabelle: Schicht # 6), einer Färbedeckschicht bestehend aus Al, Ti, N und vorhandener TiN-Haftvermittlungsschicht wurde in einer 12 %igen Salpetersäurelösung als Elektrolyt eingetaucht, bei einem gepulsten Strom I_Funktion von 30 A mit einer Frequenz von 5Hz, einem Tastverhältnis von 98% bis auf den Haftschichtlayer TiN entschichtet. Die Ring-Stahlelektrode hatte einen Abstand zum HM-Werkzeug von 1.5 cm. Die Entschichtungsdauer betrug 3 min.A cemented carbide hob (d = 470 mm) with a 7.2 μm thick AITiN layer (layer-type table: layer # 6), a coloring cover layer consisting of Al, Ti, N and an existing TiN adhesion-promoting layer was used in a 12% nitric acid solution Electrolyte immersed, stripped at a pulsed current I _function of 30 A with a frequency of 5Hz, a duty cycle of 98% to the adhesive layer layer TiN. The ring-steel electrode had a distance of 1.5 cm from the carbide tool. The stripping time was 3 min.

Example 3:

9 Hartmetall-Stangen (d = 6 mm, K Sorte) mit jeweils einer 3.7 µm dicken Ti-AlN/SiN - Schicht (Schichttyp-Tabelle: Schicht # 7) und vorhandenen TiN-Haftvermittlungsschicht wurden im speziell entwickelten Halter mit Schutzstopfen eingebracht und in einer 12 %igen Salpetersäurelösung als Elektrolyt eingetaucht, bei einem gepulsten Strom I_Funktion von 15 A mit einer Frequenz von 5Hz, einem Tastverhältnis von 98% bis auf den Haftschichtlayer TiN entschichtet. Die Stahlelektroden hatten einen Abstand zum Hartmetall-Werkzeug von 1 - 2 cm. Die Entschichtungsdauer betrug 2 min und wurde mit der Endpunkterkennung abgeschlossen.9 carbide rods (d = 6 mm, K grade) each with a 3.7 μm thick Ti-AlN / SiN layer (layer-type table: layer # 7) and existing TiN adhesion-promoting layer were introduced in a specially developed holder with protective stopper and in immersed in a 12% nitric acid solution as electrolyte, with a pulsed current I _function of 15 A with a frequency of 5 Hz, a duty cycle of 98% stripped to the adhesive layer layer TiN. The steel electrodes had a distance of 1 - 2 cm from the carbide tool. The stripping period was 2 minutes and was completed with the endpoint detection.

Example 4:

9 Hartmetall-Schaftwerkzeuge (d = 12 mm, K Sorte) mit einer 3.1 µm dicken AlTiCrN-Schicht (Schichttyp-Tabelle: Schicht # 23) und vorhandenen TiN-Haftvermittlungsschicht wurden im speziell entwickelten Halter mit Schutzstopfen eingebracht und in einer basischen Kaliumpermanganatlösung mit folgender Zusammensetzung 1L H₂O; 50 ml KOH (50%); 20.6 g KMnO₄ eingetaucht, bei einem gepulsten Strom I_Funktion von 100 A mit einer Frequenz von 25Hz, einem Tastverhältnis von 20% bis auf den Haftschichtlayer TiN entschichtet. Die Stahlelektroden hatten einen Abstand zum Hartmetall-Werkzeug von 1 - 2 cm. Die Entschichtungsdauer betrug 2 min. In einem weiteren Prozess-Schritt, der dem Stand der Technik entspricht, wird der TiN-Haftlayer in einem peroxidischen Entschichtungsbad unter Einwirkung von Schutzspannung auf den Schaftwerkzeugen vollständig entschichtet. Die Entschichtungszeit hier beträgt ca. 5 bis 10 min. Im Rasterelektronenmikroskop konnten keine Angriffe auf den Werkzeugen nach der Entschichtung festgestellt werden.9 tungsten carbide shank tools (d = 12 mm, K grade) with a 3.1 μm thick AlTiCrN layer (layer type table: layer # 23) and existing TiN adhesion-promoting layer were introduced in a specially developed holder with protective plugs and in a basic potassium permanganate solution with the following Composition 1L H ₂ O; 50 ml KOH (50%); 20.6 g KMnO ₄ immersed, with a pulsed current I _function of 100 A with a frequency of 25Hz, one Duty cycle of 20% up to the adhesive layer layer TiN stripped. The steel electrodes had a distance of 1 - 2 cm from the carbide tool. The stripping time was 2 min. In a further process step, which corresponds to the prior art, the TiN adhesion layer is completely stripped off in a peroxidic de-coating bath under the action of protective voltage on the shank tools. The stripping time here is about 5 to 10 minutes. In the scanning electron microscope, no attacks on the tools after decoating were found.

Example 5:

Ein Hartmetall-Wälzfräser (d = 470 mm) mit einer 5.7 µm dicken AlTiCrN-Schicht (Schichttyp-Tabelle: Schicht # 23) und vorhandener TiN-Haftvermittlungsschicht wurde in einer basischen Kaliumpermanganatlösung mit folgender Zusammensetzung 1L H₂O; 50 ml KOH (50%); 20.6 g KMnO₄ als Elektrolyt eingetaucht, bei einem gepulsten Strom I_Funktion von 30 A mit einer Frequenz von 25Hz, einem Tastverhältnis von 20% bis auf den Haftschichtlayer TiN entschichtet. Die Ring-Stahlelektrode hatte einen Abstand zum HM-Werkzeug von 1.5 cm. Die Entschichtungsdauer betrug 2 min.A carbide hob (d = 470 mm) with a 5.7 μm thick AlTiCrN layer (layer type table: layer # 23) and existing TiN adhesion-promoting layer was dissolved in a basic potassium permanganate solution having the following composition: 1L H ₂ O; 50 ml KOH (50%); 20.6 g KMnO ₄ immersed as an electrolyte, stripped at a pulsed current I _function of 30 A with a frequency of 25Hz, a duty cycle of 20% to the adhesive layer layer TiN. The ring-steel electrode had a distance of 1.5 cm from the carbide tool. The stripping time was 2 min.

Example 6:

9 Hartmetall-Stangen (d = 10 mm, K Sorte) mit jeweils einer 3.4 µm dicken AlTiCrN - Schicht (Schichttyp-Tabelle: Schicht # 22) ohne TiN-Haftvermittlungsschicht wurden im speziell entwickelten Halter mit Schutzstopfen eingebracht und in einer basischen Kaliumpermanganatlösung mit folgender Zusammensetzung 1L H₂O; 50 ml KOH (50%); 20.6 g KMnO₄ als Elektrolyt eingetaucht, bei einem gepulsten Strom I_Funktion von 100 A mit einer Frequenz von 25Hz, einem Tastverhältnis von 20% vollständig entschichtet. Die Stahlelektroden hatten einen Abstand zum Hartmetall-Werkzeug von 1 - 2 cm. Die Entschichtungsdauer betrug 2 min. Das Substrat wurde angegriffen. Anschliessend wurde die angegriffene Oberfläche bei 1.5 bar nassgestrahlt. Die Oberfläche wurde mittels REM untersucht. Man erkennt dabei eine Aufrauhung der Oberfläche.9 tungsten carbide rods (d = 10 mm, K grade) each with a 3.4 μm thick AlTiCrN layer (layer type table: layer # 22) without TiN adhesion promoting layer were introduced in a specially developed holder with protective stopper and in a basic potassium permanganate solution with the following Composition 1L H ₂ O; 50 ml KOH (50%); 20.6 g of KMnO ₄ immersed as an electrolyte, with a pulsed current I _function of 100 A with a frequency of 25 Hz, a duty cycle of 20% completely stripped. The steel electrodes had a distance of 1 - 2 cm from the carbide tool. The stripping time was 2 min. The substrate was attacked. Subsequently, the attacked surface was wet-blasted at 1.5 bar. The surface was examined by SEM. You can see a roughening of the surface.

In einem vergleichenden Frästest einerseits mit einem Hartmetallwerkzeug, das ohne TiN-Haftschicht entschichtet und anschliessend wiederbeschichtet wurde und andererseits einem Neuwerkzeug, welches nur beschichtet wurde, zeigte sich nach folgendem Arbeitsablauf

Beschichten mit AITiCrN ohne TiN-Haftschicht
Entschichten mit gepulstem Verfahren / KMnO₄ basisch
Nassstrahlen mit F400A bei 1.2bar
Nachschärfen der Stirn (entschichtete Werkzeuge und ein Neuwerkzeug)
Kantenbehandlung in der Otec (KV1:2 / 25rpm / 5min)
Beschichten mit AICrN
Otec: Polish walnut (Toppen)
Qualitätskontrolle: Alicona, SEM
Fehlmann: Frästest!

folgendes Resultat: Nach einmaligem Wiederaufbereiten von HM-Schaftfräsern ist eine sehr beachtliche Standmenge von rund 80% gegenüber dem Neuwerkzeug möglich.In a comparative milling test on the one hand with a carbide tool, which was stripped without TiN adhesive layer and then recoated and on the other hand, a new tool, which was only coated, showed the following workflow

Coating with AITiCrN without TiN adhesive layer
Stripping with pulsed process / KMnO ₄ basic
Wet blasting with F400A at 1.2bar
Sharpening the forehead (disassembled tools and a new tool)
Edge treatment in the Otec (KV1: 2 / 25rpm / 5min)
Coating with AICrN
Otec: Polish walnut (Toppen)
Quality Control: Alicona, SEM
Fehlmann: milling test!

the following result: After a single reprocessing of carbide end mills, a very considerable tool life of around 80% compared to the new tool is possible.

Example 7:

8 Schnellarbeitsstahl-Werkzeuge (d = 6 mm, Standart) mit jeweils einer 2.8 µm dicken AlCrTiN - Schicht (Schichttyp-Tabelle: Schicht # 25) mit TiN-Haftvermittlungsschicht wurden im speziell entwickelten Halter mit Schutzstopfen eingebracht und in einer basischen Kaliumpermanganatlösung mit folgender Zusammensetzung 1L H₂O; 50 ml KOH (50%); 20.6 g KMnO₄ als Elektrolyt eingetaucht, bei einem gepulsten Strom I_Funktion von 100 A mit einer Frequenz von 25Hz, einem Tastverhältnis von 20% entschichtet. Die Stahlelektroden hatten einen Abstand zum Schnellarbeitsstahl-Werkzeug von 1 - 2 cm. Die Entschichtungsdauer betrug 1 min. In einem weiteren Prozess-Schritt, der dem Stand der Technik entspricht, wird der TiN-Haftlayer in einem peroxidischen Entschichtungsbad unter Einwirkung von Schutzspannung auf den Schaftwerkzeugen vollständig entschichtet. Die Entschichtungszeit hier beträgt ca. 10 bis 15 min.8 high-speed steel tools (d = 6 mm, standard) each with a 2.8 μm thick AlCrTiN layer (layer-type table: layer # 25) with TiN adhesion-promoting layer were introduced in a specially developed holder with protective stopper and in a basic potassium permanganate solution having the following composition 1L H ₂ O; 50 ml KOH (50%); 20.6 g of KMnO ₄ immersed as an electrolyte, with a pulsed current I _function of 100 A with a frequency of 25 Hz, a duty cycle of 20% decoated. The steel electrodes had a distance to the high speed steel tool of 1 - 2 cm. The stripping time was 1 min. In a further process step, which corresponds to the prior art, the TiN adhesion layer is in a peroxidischen Entschichtungsbad completely stripped out under the action of protective voltage on the shank tools. The stripping time here is about 10 to 15 minutes.

Example 8:

Ein Schnellarbeitsstahl-Wälzfräser (d = 700 mm) mit einer 2.6 µm dicken AlTiCrN-Schicht ohne TiN-Haftvermittlungsschicht (Schichttyp-Tabelle: Schicht # 22) wurde in einer basischen Kaliumpermanganatlösung mit folgender Zusammensetzung 1L H₂O; 50 ml KOH (50%); 20.6 g KMnO₄ als Elektrolyt eingetaucht, bei einem gepulsten Strom I_Funktion von 30 A mit einer Frequenz von 25Hz, einem Tastverhältnis von 20% bis auf den Haftschichtlayer TiN entschichtet. Die Ring-Stahlelektrode hatte einen Abstand zum Schnellarbeitsstahl-Wälzfräser von 1.0 cm. Die Entschichtungsdauer betrug 11 min. In einem weiteren Prozess-Schritt, der dem Stand der Technik entspricht, wird in einem peroxidischen Entschichtungsbad unter erhöhter Temperatur die bräunlichen Verfärbungen, die durch das gepulste Entschichten entstand, entfernt. Die Verweildauer im Bad beträgt hier ca. 5min.A high speed steel hob (d = 700 mm) with a 2.6 μm thick AlTiCrN layer without TiN coupling layer (layer type table: layer # 22) was dissolved in a basic potassium permanganate solution having the following composition: 1L H ₂ O; 50 ml KOH (50%); 20.6 g KMnO ₄ immersed as an electrolyte, stripped at a pulsed current I _function of 30 A with a frequency of 25Hz, a duty cycle of 20% to the adhesive layer layer TiN. The ring steel electrode had a clearance of 1.0 cm from the high speed steel hob. The stripping time was 11 min. In a further process step, which corresponds to the prior art, the brownish discoloration that resulted from the pulsed stripping is removed in a peroxidic stripping bath at elevated temperature. The stay in the bath is about 5 minutes.

Claims

A method for decoating of ceramic hard material layers from at least one workpiece (10) having a ceramic hard material layer on a part of the surface thereof,
wherein at least one electrode (20) is arranged as a cathode in an electrolytic liquid (30),
wherein the workpiece (10) or the workpieces acting as anode are also arranged at least partially in said electrolyte liquid (30),
wherein a pulse driver means (40) for generating voltage pulses is arranged between the cathode or the cathodes and the anode or the anodes, and
wherein guard elements are provided,
comprising the steps
that the workpieces (10) to be decoated are inserted into the guard elements that are matching in diameter and height and pressed into a holder (50),
that the holder with the workpieces (10) to be decoated is contacted with the plus pole of the pulse driver means (40),
that an acidic electrolytic bath is selected,
that the contacted holder (50) is placed into the selected electrolytic bath, at least one electrode (20) is placed at a predetermined distance from the holder (50) and is contacted with the negative pole of the pulse driver means (40),
and that the decoating is performed by means of the pulse driver means (40),
wherein a continuous end point detection or a control for decoating at time intervals is carried out, wherein the end point detection comprises measuring or determining the voltage which is required to establish a specific current, the endpoint being reached when, after observing a drop of the voltage, the voltage again reaches its original value, characterized in that a 2 to 50 % mineral acid with a pH value of 0.5 to -1.1 is used as electrolyte.
The method according to claim 1, characterized in that the workpieces (10) are inserted into a holder (50), thereby contacting them and simultaneously protecting the uncoated material surfaces from attack, and to subsequently decoat them.
The method according to claim 1 or 2, characterized in that the power supply is designed in such manner that it supplies a current of 10 A to 50 A at a voltage (U_0Max) of 20 V to 60 V, which is current-controlled pulsed with a frequency of 1 Hz to 40 Hz and a sampling rate greater than 25 %.
The method according to one of claims 1 to 3, wherein a holder is used for workpieces (10), particularly hobs, having uncoated surfaces in several regions thereof, the holder having a base plate (75) in which an isolating mounting protects the workpiece to be received therein from chemical attack, an electrical contact (76) for the current supply acting as anode, a conductive cylinder (72) provided as a cathode and which can be contacted via electrical contacts, preferably a current rail (56), and an isolating plug (60) which protects the workpiece (10) from chemical attacks at other locations.
The method according to claim 4, characterized in that a holder is used in which the cylinder (72), the isolating mounting and the isolating plug (60) are configured exchangeable in order to cover and to contact workpieces (10) with various sizes and shapes.