FI79721C - Foerfarande foer paofoerande av en slitstark belaeggning pao ett skaerinstrument av ett kolhaltigt material. - Google Patents

Description

1 79721

Menetelmä kulutuskestävän pinnoitteen muodostamiseksi hiilipitoista materiaalia olevalle leikkuutyökalulle.

Esillä oleva keksintö liittyy metalIintyöstöön yk-5 sityiskohtaisemmin leikkuutyökaluihin, joissa on kulutus-kestävä pinnoite ja erityisesti menetelmään kulutuskestävän pinnoitteen muodostamiseksi leikkuutyökalulle.

Menetelmää kulutuskestoisen pinnoitteen muodostamiseksi leikkuutyökalulle käytetään erilaisia leikkuutyöka-10 luja varten, kuten poria, leikkureita, jyrsimiä, jotka toimivat suurilla tehoilla ja jotka on valmistettu hiili-pitoisesta materiaalista, esimerkiksi pikateräksestä ja kovista lejeeringeistä.

Nykyisin eräs tapa kulutuskestoisella pinnoitteella 15 varustetun leikkuutyökalun käyttöiän lisäämiseksi, joka pinnoite on valmistettu tulenkestävästä intruusiofaasista, kuten TiC, TiN, perustuu itse kulutuskestoisen pinnoitteen käyttöominaisuuksien parantamiseen erityisesti sen lujuuden ja kestävyyden parantamiseen. Tätä tarkoitusta varten pin-20 noitusyhdisteeseen sisällytetään sekoitekomponentteja, jollaisin yleisesti käytetään IVa-VIa ryhmien siirtymämetalle-ja, zirkoniumia, molybdeeniä ja volfrämiä.

Alalla tunnetaan menetelmä kulutuskestoisen pinnoitteen muodostamiseksi hiilipitoista materiaalia olevalle 25 leikkuutyökalulle. Tämä kulutuskestoinen pinnoite sisältää volframikarbiidin kiteitä sekoitettuna tietyssä suhteessa titaanikarbiidin, vanadiinikarbiidin, tantaalikarbiidin ja niobiumkarbiidin kiteiden kanssa. Pinnoite sekoitetuista kiteistä muodostetaan tuloksena reaktiosta siirtymämetallien 30 välillä, kuten titaani, vanadiini, tantaali ja niobi ja niiden seokset, jotka on alunperin kerrostettu leikkuutyökalun pinnalle ja volframikarbiidin välillä, joka on sisällytetty leikkuutyökalun rungon materiaaliin. Tämä pinnoitteen muo-dostumisreaktio sekoitetuista kiteistä tapahtuu kuumennet-35 taessa leikkuutyökalua tyhjössä tai suojakaasuympäristössä lämpötilassa noin 900°C.

2 79721 Nämä metallit kerrostetaan leikkuutyökalun pinnalle ennen kulutuskestoisen pinnoitteen muodostamisreaktiota erilaisilla menetelmillä, esimerkiksi galvanoinnilla tai tyhjökerrostukella.

5 Kuitenkin kulutuskestoinen pinnoite voidaan muodostaa ainoastaan kovista lejeeringeistä valmistetulle leikkuu-työkalulle. Leikkuutyökalua varten, joka on valmistettu seoksesta, jolla on alhaisempi sulamispiste verrattuna koviin seoksiin esimerkiksi pikateräkselle tämä prosessi on sovel-10 tumaton.

Edelleen täten tuotettujen kulutuskestoisten pinnoitteiden koostumusten lukumäärää rajoittaa volframikarbiidin reaktiivisuus, joka ei oleellisesti reagoi ryhmien I-III aineiden, kuten K, Na, Ba, Ca ja Ai kanssa.

15 Alalla tunnetaan myös menetelmä kulutuskestoisen pinnoitteen muodostamiseksi leikkuutyökalulle kondensoimal-la aine ionipommituksen avulla, mikä sallii kulutuskestoisen pinnoitteen muodostamisen ei ainoastaan koville seoksille vaan myös työkalumateriaaleille, joilla on alhaisempi 20 sulamispiste verrattuna koviin seoksiin esimerkiksi pika- teräksiin. Se sisältää seuraavat toiminnot: leikkuutyökalun sijoittaminen tyhjökammioon, valokaaripurkauksen synnyttäminen katodimateriaalin höyrystämiseksi, esijännitteen syöttämisen leikkuutyökalulle, leikkuutyökalun kuumentamisen höy-25 rystyneen katodimateriaalin ionien pommituksella ja kulutuskestoisen pinnoitteen muodostamisen höyrystyneen katodimateriaalin ionien vuorovaikutuksen kautta tyhjökammioon syötetyn kaasureagenssin kanssa. Toisin sanoen leikkuutyökalulle muodostetaan kulutuskestoinen pinnoite, joka sisältää 30 komponentit, jotka ovat läsnä katodimateriaalissa ja kaasu-reagenssissa. Kuten on tunnettua katodi on tavanomaisesti valmistettu ryhmien iVa-Vla siirtymämetalleista tai niiden seoksista kun taas kaasureagenssi on valmistettu typestä, boraanista, metaanista. Täten muodostetulla kulutuskestoi-35 sella pinnoitteella, joka perustuu tulenkestäviin intruusio-faaseihin, kuten TiC, TiN, on korkea kovuus ja hauraus.

3 79721

Kulutuskestoisen pinnoitteen käyttöominaisuuksien parantamiseksi erityisesti sen käyttöjen lisäämiseksi on tarpeen, että sillä olisi (kovuuden lisäksi) myös plastisuutta ja voitelevia ominaisuuksia. Nämä ominaisuudet saattaisivat 5 olla luontaisia pinnoitteessa, joka sisältäisi esimerkiksi ryhmien I-III alkuaineita, kuten Te, Se, Ce, F, Os. Kuitenkin on oleellisesti mahdotonta saada ryhmien I-III alkuaineita höyrystetyn katodimateriaalin koostumukseen johtuen niiden fyBiokemiallisista ominaisuuksista ja pinnoitteen 10 muodostusprosessin erityisistä piirteistä kondensoimalla aine ionipommituksen avulla.

Näiden ryhmien alkuaineiden alhaisen sulamispisteen johdosta, esimerkiksi litiumin sulamispiste on 180°C, natriumin 98°C, katodin sulaminen tapahtuu valokaaren pa-15 laessa tyhjökammiossa, mistä on seurauksena häiriöitä pinnoitteen valmistusprosessin olosuhteisiin.

Katodimateriaalin höyrystämisen aikana katodin tulisi olla jäähdytetty vedellä. Tätä tarkoitusta varten ryhmän I alkuaineet, jotka reagoivat veden kanssa muodostaen alka-20 leja ja vetyä eivät voi sisältyä katodimateriaaliin, koska se synnyttää räjähdysvaaran.

Edelleen on oleellisen tärkeää valmistaa katodi useista materiaaleista, joilla on merkityksetön keskinäinen liukenevuus tai muodostavat toisiinsa sekoittumattomia nes-25 teliuoksia.

On myös oleellisesti mahdotonta höyrystää samanaikaisesti valokaaripurkauksen avulla metallit, jotka on sisällytetty katodikoostumukseen ja joilla on ionisaatiopotenti-aalit, jotka poikkeavat oleellisesti toisistaan.

30 Ei ole myöskään mahdollista valmistaa katodeita tai saattaa katodimateriaaliin neste- (elohopea) ja jauhemaisia (boori, fosfori) komponentteja.

Edelleen on epäsuotavaa valmistaa katodit jaloista metalleista tai harvinaisista maametalleista, kuten platina 35 ja lantaani.

4 79721

Esillä oleva keksintö on suunnattu menetelmän aikaansaamiseen kulutuskestoisen pinnoitteen valmistamiseksi hii-lipitoista materiaalia olevalle leikkuutyökalulle sellaisella leikkuutyökalun esikäsittelyllä ja sen kuumennusolo-5 suhteilla ionipommituksen avulla, jotka tekisivät mahdolliseksi lisätä kulutuskestoisen pinnoitteen pitkäikäisyyttä ja siten leikkuutyökalun käyttöikää.

Tämä kohde on toteutettu menetelmässä kulutuskestoisen pinnoitteen valmistamiseksi hiilipitoista materiaalia 10 olevalle työkalulle siten, että siinä sijoitetaan leikkuu-työkalu tyhjökammioon, sytytetään valokaaripurkaus siihen katodimateriaalin höyrystämiseksi, kuumennetaan leikkuu-työkalua höyrystyneen katodimateriaalin ionien pommituksella ja muodostetaan kulutuskestoinen pinnoite antamalla höyrys-15 tyneen katodimateriaalin ionien reagoida tyhjökammioon päästetyn kaasureaktanssin kanssa, jolloin keksinnön mukaisesti ennen leikkuutyökalun sijoittamista tyhjökammioon se on upotettu kyllästettyyn suolaliuokseen, joka sisältää kationin aineista Na, K, Ag, Ca, Ga, Tl, La, Ce tai Ta ja/tai anionin 20 sisältäen ainetta B, Se, Te, S, Re, Ru, Os, Pt tai W, pidetään tässä liuoksessa 5-10 minuuttia kyllästetyn suolaliuoksen lämpötilassa ja liuotin höyrystetään kunnes suola on kiteytynyt leikkuutyökalun pinnalle, leikkuutyökalun kuumennus pommittamalla höyrystetyn katodimateriaalin ioneilla on 25 aikaansaatu ensin suolakiteiden hajoamisen lämpötilaan, minkä jälkeen valokaaripurkaus sammutetaan, leikkuutyökalu pidetään tässä lämpötilassa 15-30 sekuntia, sitten valokaaripurkaus sytytetään uudelleen ja kuumennusta jatketaan kunnes on saavutettu höyrystetyn katodimateriaalin karbidisaa-30 tiolämpötila.

Tämä menetelmä kulutuskestoisen pinnoitteen muodostamiseksi hiilipitoista materiaalia olevalle leikkuutyökalulle mahdollistaa kulutuskestoisen pinnoitteen käyttöominaisuuksien parantamisen ja leikkuutyökalun käyttöiän pidentä-35 misen vähintään 1,5 kertaiseksi. Leikkuutyökalun käyttöiän 5 79721 kasvu johtuu alakerroksen muodostumisesta sen pinnalle sekoitetuista kiteistä, joista osa sekoittuu pinnoitteeseen sen kondensaation aikana sekoittuen siten siihen ja vahvistaen sitä samalla kun osa kiteistä sulaa ja pehmenee 5 ja täyttää leikkuutyökalun pinnan karkeudesta johtuvat kolot. Leikkuutyökalun käytön aikana sen kestävyys paranee johtuen kulutuskestoisen pinnoitteen fysikaalis-kemiallisten ominaisuuksien parantumisesta. Samanaikaisesti parantuneen kovuuden kanssa pinnoitteen plastisuus ja kitkaa alentavat 10 ominaisuudet myös paranevat johtuen sellaisten komponenttien läsäolosta kulutuskestoisessa pinnoitteessa, joilla on plastisuutta samoin kuin sellaisten komponenttien läsnäolosta, joilla on voitelevia ominaisuuksia.

Esillä olevaa keksintöä havainnollistetaan edelleen 15 selittämällä joitakin erityisiä esimerkkejä, jotka esittävät sen erityisiä suoritusmuotoja.

Esillä olevan keksinnön edut ilmenevät täydellisemmin sen sovellutusten seuraavista erityisistä esimerkeistä.

Menetelmä kulutuskestoisen pinnoitteen muodostami-20 seksi leikkuutyökalulle on seuraavanlainen. Ensiksi valmistetaan leikkuutyökalu hiilipitoisesta materiaalista, esimerkiksi pikateräksistä, kovista lejeeringeistä.

Sitten leikkuutyökalu sijoitetaan kyllästyneeseen suolaliuokseen, esimerkiksi booraksin vesiliuokseen ja pi-25 detään siinä 5-10 minuuttia kyllästetyn liuoksen lämpötilassa. Tämä johtaa hydratoituneiden suolan ionien kerrostumiseen leikkuutyökalun pinnalle. Voidaan käyttää minkä tahansa suolan kyllästynyttä liuosta: tavanomaisia suoloja, kompleksisuoloja tai metallo-orgaanisia suoloja sisältäen 30 koostumuksessaan seuraavien aineiden kationeja; Na, K, Ag, Ca, Ga, Tl, La, Ce tai Ta ja/tai anionin sisältäen ainetta B, Se, Te, S, Re, Ru, Os, Pt tai W. Voidaan käyttää sekä luonnossa esiintyviä suoloja että suoloja, jotka on valmistettu laboratoriossa.

6 79721

Riippuen käytetyn suolan tyypistä käytetään soveliasta liuotinta: vettä tai orgaanista liuotinta, kuten asetoni, etanoli.

Kyllästynyt suolaliuos valmistetaan kunkin kyseisen 5 suolan liukenemislämpötilassa tiettyyn erityiseen liuotti-meen.

Liuoksen tulisi olla kyllästetty suurimman mahdollisen suolaionien määrän kerrostumisen varmistamiseksi leik-kuutyökalun pinnalle. Kun käytetään ylikyllästyneitä liuok-10 siä, kerrostumisprosessia estää niiden toisen faasin läsnäolo vähentäen niiden ionien määrää, jotka kerrostuvat leik-kuutyökalun pinnalle ja häiritsee niiden jakautuman tasaisuutta pinnalle.

Leikkuutyökalun pitäminen kyllästyneessä suolaliuk-15 sessa toteutetaan kunkin erityisen suolan liukenemislämpötilassa, jotta säilytetään ionien vakiokonsentraatio liuoksessa ja estetään toisen faasin saostuminen liuoksesta. Liuoksen säilyttämiseksi vakiolämpötilassa sitä kuumennetaan tarvittaessa tavanomaisilla tavoilla.

20 Leikkuutyökalun optimaalinen pitoaika suolaliuoksessa määritetään kokeellisesti. Alle 5 minuutin pitoajoilla leikkuutyökalun pinnalle kerrostuneiden suolaionien määrä ei aikaansaa mitään oleellista pidennysvaikutusta kulutus-kestoisen pinnoitteen käyttöikään. Yli 10 minuutin pitoajoil-25 la ei myöskään enää saavuteta lisäpidennystä käyttöikään.

Sitten liuotin höyrystetään, kunnes suola on kiteytynyt leikkuutyökalun pinnalle. Riippuen käytetystä liuotti-mesta se höyrystyy joko luontaisesti ilmaan ympäristön lämpötilassa tai kuumennettaessa suolan kiteytymislämpötilaan.

30 Jos lämpötila, jossa suolan kiteytyminen liuoksesta aikaansaadaan on kiteytymislämpötilan alapuolella, saadut kiteet sisältävät ylimääräistä kidevettä tai liuottimen jäännösmääriä on läsnä leikkuutyökalun pinnalla, mikä on epäsuotavaa, koska levitettäessä kulutuskestoinen pinnoite 35 kammiossa jäännösepäpuhtaudet muuttavat pinnoitteen koostumusta ja heikentävät leikkuutyökalun kestävyyttä.

7 79721

Jos suolan kiteytymislämpötila on kiteytymislämpöti-lan yläpuolella, suola voi osittain hajota kammion ulkopuolella johtaen myös tällöin työkalun heikentyneeseen kestä-vyyteen.

5 Sitten leikkuutyökalu sijoitetaan tyhjökammioon kato din ollessa sijoitettuna siihen ja sisältäessä ainakin yhtä ryhmien IVa-VIa siirtymämetallia sisällytettäväksi kulutus-kestoisen pinnoitteen koostumukseen. Tavanomaisimmin tämä katodi on valmistettu titaanista tai titaanipohjäisistä 10 lejeeringeistä. Muita katodeita voidaan myös asentaa tyhjö-kammioon edellyttäen, että muita yllä mainittujen ryhmien metalleita tulisi sisällyttää kulutuskestoisen pinnoitteen koostumukseen.

Sen jälkeen kammio asetetaan tyhjön alaiseksi ja 15 valokaaripurkaus sytytetään siihen katodimateriaalin höyrystymisen varmistamiseksi. Tunnettu esijännite 800-10 000 V syötetään leikkuutyökaluun ja sen pinnan kuumennus aikaansaadaan pommittamalla höyrystyneen katodimateriaalin ioneilla. Kuumennus aikaansaadaan kahdessa vaiheessa: ensiksi -20 suolakiteiden hajoamislämpötilaan, jota lämpötilaa ohjataan pyrometrin avulla. Kun tämä lämpötila on saavutettu valokaaripurkaus sammutetaan ja leikkuutyökalua pidetään 15-30 sekuntia suolakiteiden hajottamiseksi aineosiinsa. Alle 15 sekunnin pitoajoilla hajonneen suolan määrä on riittämä-25 tön varmistamaan pinnoitteen lisääntynyt käyttöikä, kun taas lisäkuumennus myötävaikuttaa jäljellä olevan suolan määrän sulamiseen ja höyrystymiseen leikkuutyökalun pinnalta.

Yli 30 sekunnin pitoajoilla leikkuutyökalu alkaa jäähtyä ja suolakiteiden hajoamisprosessi siten pysähtyy. Sitten 50 valokaaripurkaus sytytetään uudelleen ja leikkuutyökalun kuumennusta jatketaan höyrystyneen katodimateriaalin kar-bidisaatiolämpötilaan, mitä myös ohjataan pyrometrin avulla.

8 79721

Sitten työkaluun syötettyä esijännitettä lasketaan arvoon, joka varmistaa höyrystetyn katodimateriaalin kon-densaation leikkuutyökalun pinnalle. Tämä esijännite on tunnettu, sitä muutetaan alueella 25-750 V. Samanaikaisesti 5 kaasureagenssia päästetään tyhjökammioon reagoimaan höyrystyneen katodimateriaalin kanssa kulutuskestoisen pinnoitteen muodostamiseksi. Reagoivana kaasuna käytetään typpeä, metaania, boraania. Kaasureagenssi syötetään tyhjökammioon pai--2 -5 neessa 5x10 - 5x10 mm Hg.

10 Sen jälkeen kun kulutuskestoinen pinnoite on muodos tettu ennaltamäärättyyn vahvuuteen, joka on määritetty kaa-sureagenssin päästöäjän avulla, sen syöttö keskeytetään, esijännite sammutetaan leikkuutyökalulta, valokaaripurkaus sammutetaan ja leikkuutyökalu jäähdytetään kammiossa huo- 15 neen lämpötilaan.

Esillä olevan keksinnön ymmärtämiseksi paremmin annetaan alla eräitä esimerkkejä havainnollistamaan sen tiettyjä suoritusmuotoja.

Esimerkki 1 20 Kierreporia valmistetaan seuraavan koostumuksen omaavasta pikateräksestä, jossa on seuraavia aineita massa-prosentteina: C - 0,85, Cr - 3,6, W - 6,0, V - 2,0, Mo - 5,0, Fe - loput. Useita poria puhdistettuina mekaanisista epäpuhtauksista ja voiteluaineista lukumäärältään 10 kappaletta, 25 sijoitetaan astiaan, joka on täytetty tetraboorihapon

Na2B^O^ natriumsuolan kyllästetyllä liuoksella, jonka lämpö-tili on 30°C. Suola sisältää Na+ -kationin ja (B^O^) anionin sisältäen B:n. Tässä lämpötilassa kyllästetty liuos valmistetaan liuottamalla 3,7 g booraksi 100 g:aan vettä.

30 Vettä käytetään liuottimena. Useita poria pidetään liuoksessa 5 minuuttia liuoksen lämpötilan ollessa 30°C. Tämän jälkeen porat sijoitetaan uuniin, jonka lämpötila on 60°C, toisin sanoen booraksin kiteytymislämpötila liuoksesta, kuumennetaan tähän lämpötilaan ja liuotin höyrystyy.

9 79721

Sitten porat sijoitetaan tunnetun tyyppisen yksikön tyhjökammioon pinnoitteiden valmistamiseksi aineen ioni- pommituskondensaation avulla. Kammio tyhjiöidään painee--5 seen 5x10 mm Hg ja esijännite 1200 V syötetään porille.

5 Valokaaripurkaus sytytetään kammioon ja titaanista valmistettu katodi höyrystyy. Tällä tavoin aikaansaadaan poran pinnan kuumentaminen 400°C lämpötilaan, toisin sanoen booraksin hajoamislämpötilaan kirjallisuudesta tunnettujen Ti-ionipommitusolosuhteiden alaisena. Tämän jälkeen valo-10 kaaripurkaus sammutetaan 20 sekunniksi. Tämän ajan kuluttua valokaaripurkaus sytytetään uudelleen ja porien kuumennusta ionipommituksella jatketaan lämpötilaan 520°C, toisin sanoen titaanin karbidisaation tunnettuun lämpötilaan ionipommituksen alaisena. Tässä lämpötilassa titaani-15 karbiidi muodostuu titaanin ollessa vuorovaikutuksessa porien materiaalin, toisin sanoen pikateräksen, hiilen kanssa.

Saavutettuaan titaanin karbidisaatiolämpötilan porien esijännite lasketaan arvoon 350 V ja typpeä päästetään kam- -3 mioon. Näin tehtäessä paine kammiossa on 3x10 mm Hg.

20 Typen reagoitua titaanin kanssa muodostuu kulutuskestoinen titaaninitridipinnoite poran pinnalle vahvuudeltaan 5 pm. Tämän jälkeen typenpäästö keskeytetään, valokaaripurkaus sammutetaan, jännite työkalulta katkaistaan ja työkalu jäähdytetään kammiossa huoneen lämpötilaan.

25 Useiden halkaisijaltaan 5 mm kestävyyskokeet suori tettiin poraamalla reikiä seuraavan koostumuksiseen teräkseen: C - 0,42-0,49 paino-%, Fe - loput, pystyporakoneella tunnetun leikkuunesteen ja jäähdytysnesteen läsnäollessa seuraavien leikkuuolosuhteiden alaisina: nopeus v = 30 45 m/min, syöttö S = 0,18 mm/kierros, poraussyvyys 1 = 3 d, missä d on poran halkaisija. Tylstymiskriteerinä - poran kipinä. Keskimääräinen reikien lukumäärä tehtynä yhdellä poralla on 390.

10 79721

Esimerkki 2

Useita poria, jotka ovat samanlaisia kuin ne, joita on edellä kuvattu esimerkin 1 yhteydessä, valmistetaan ja sijoitetaan astiaan, joka on täytetty kaliumkarbo-5 naatin i^CO^ kyllästetyllä liuoksella, jonka lämpötila on 20°C. Suola sisältää K+ -kationin. Kyllästetyn liuoksen valmistamiseksi 113,5 g suolaa liuotetaan 100 g:aan vettä. Poria pidetään liuoksessa 7 minuuttia samalla ylläpitäen lämpötilaa 20°C. Jatkokäsittely suoritetaan samoin kuin 10 yllä esimerkin 1 yhteydessä paitsi, että suolan kiteytyminen suoritetaan lämpötilassa 40°C ja poran pinnan kuumentaminen höyrystetyn katodimateriaalin ionien pommituksella ensimmäisessä vaiheessa suoritetaan lämpötilaan 400°C, toisin sanoen kaliumkarbonaatin hajoamislämpötilaan ioni-15 pommituksen alaisena. Tämän jälkeen valokaaripurkaus sammutetaan 15 sekunniksi. Menetelmän jatkovaiheet suoritetaan samoin kuin on selitetty esimerkissä 1.

Porien kestävyyskokeet suoritetaan seuraten esimerkissä 1 kuvattua menettelyä. Keskimääräinen reikien lukumää-20 rä tehtynä yhdellä poralla on 420.

Esimerkki 3

Joukko poria, jotka ovat samanlaisia kuin on kuvattu esimerkissä 1, valmistetaan ja sijoitetaan astiaan, joka on täytetty natriumnitraatin NaNO^ -liuoksella, jonka lämpö-25 tila on 20°C. Suola sisältää Na+ -kationin. Kyllästetyn liuoksen valmistamiseksi 46,8 g suolaa liuotetaan 100 g:aan vettä. Poria pidetään tässä liuoksessa 10 minuuttia samalla säilyttäen lämpötila 20°C. Menetelmän jatkovaiheet suoritetaan samoin kuin on kuvattu yllä esimerkissä 1 paitsi, että 30 suolan kiteytyminen suoritetaan lämpötilassa 30°C ja poran pinnan kuumentaminen höyrystetyn katodimateriaalin ionien pommituksella suoritetaan ensimmäisessä vaiheessa lämpötilaan 380°C, toisin sanoen natriumnitraatin hajoamislämpötilaan ionipommitusolosuhteiden alaisena. Tämän jälkeen valokaari-35 purkaus sammutetaan 25 sekunniksi. Sitten prosessi 11 79721 suoritetaan kuten yllä on kuvattu esimerkissä 1. Poraerän kestävyyskokeet suoritetaan kuten esimerkissä 1. Keskimääräinen reikien lukumäärä tehtynä yhdellä poralla on 350.

Esimerkki 4 5 Joukko poria, jotka ovat samanlaisia kuin on kuvattu esimerkissä 1, valmistetaan ja sijoitetaan astiaan, joka on täytetty lantaanisulfaatin -liuoksella, jonka lämpötila on 20°C. Suola sisältää La+++ -kationin ja (S04)— -anionin, joka sisältää S:n. Kyllästetyn liuoksen valmisko tamiseksi 3,9 g suolaa liuotetaan 100 g:aan asetonia. Poria pidetään liuoksessa 10 minuuttia.

Prosessin jatkovaiheet suoritetaan kuten edellä on kuvattu esimerkissä 1 paitsi, että liuotin höyrystetään luonnollisella tavalla ja poran pinnan kuumennus höyrystykö neen katodimateriaalin ionien pommituksella suoritetaan ensimmäisessä vaihessa lämpötilaan 450°C, toisin sanoen suolan hajoamislämpötilaan ionipommituksen alaisena. Tämän jälkeen valokaaripurkaus sammutetaan 25 sekunniksi. Pora-erän kestävyyskokeet suoritetaan kuten esimerkissä 1. Rei-20 kien keskimääräinen lukumäärä valmistettuna yhdellä poralla on 300.

Esimerkki 5

Menetelmä suoritetaan kuten on selitetty esimerkissä 4 paitsi, että suolana käytetään cesiumsulfaattia. Suola 25 Ce2(S04)3 sisältää Ce+++ -kationin ja (SO^) -anionin si sältäen S:n. Kyllästetyn liuoksen valmistamiseksi käytetään 15 g suolaa 100 g:aa vettä kohden lämpötilassa 20°C. Liuotin höyrystetään lämpötilassa 30°C ja poran pinnan kuumentaminen höyrystetyn katodimateriaalin ionien pommituksella 30 suoritetaan ensimmäisessä vaiheessa lämpötilaan 500°C.

Poraerän kestävyyskokeet suoritetaan kuten edellä on kuvattu esimerkissä 1. Keskimääräinen reikien lukumäärä tehtynä yhdellä poralla on 340.

12 79721

Esimerkki 6

Menetelmä suoritetaan seuraten menettelyä, joka on kuvattu edeltävässä esimerkissä 4 paitsi, että suolana käytetään tantaalikloridia TaCl^. Suola sisältää Ta+++ 5 -kationin. Kyllästetyn liuoksen valmistamiseksi käytetään 3,5 g suolaa 100 g:aa vettä kohden lämpötilassa 70°C.

Liuotin höyrystetään lämpötilassa 30°C ja poran pinnan kuumentaminen höyrystetyn katodimateriaalin ionien pommituksella suoritetaan ensimmäisessä vaiheessa lämpötilaan 300°C. 10 Poraerän kestävyyskokeet suoritetaan kuten edellä on kuvattu esimerkissä 1. Keskimääräinen reikien lukumäärä tehtynä yhdellä poralla 346.

Esimerkki 7

Menetelmä suoritetaan kuten on esitetty esimerkissä 4 15 paitsi, että suolana käytetään natriumsulfidia Na»S. Suola + — ^ sisältää Na -kationin ja S -anionin. Kyllästetyn liuoksen valmistamiseksi käytetään 18,06 g suolaa 100 g:aa vettä kohden lämpötilassa 20°C. Liuotin höyrystetään lämpötilassa 50°C ja poran pinnan kuumentaminen höyrystetyn katodimate-20 riaalin ionien pommituksella suoritetaan ensimmäisessä vaiheessa lämpötilaan 150°C.

Poraerän kestävyyskokeet suoritetaan kuten on edellä selitetty esimerkissä 1. Keskimääräinen reikien lukumäärä tehtynä yhdellä poralla 352.

25 Esimerkki 8

Menetelmä suoritetaan kuten esimerkissä 4 paitsi, että suolana käytetään natriumtelluridia Na^Te. Suola sisäl-tää Na -kationin ja Te -anionin. Kyllästetyn liuoksen valmistamiseksi käytetään 15 g suolaa 100 g:aa vettä kohden 30 lämpötilassa 20°C. Liuotin höyrystetään lämpötilassa 50°C

ja kuumentaminen ensimmäisessä vaiheessa suoritetaan lämpötilaan 200°C.

Poraerän kestävyyskokeet suoritetaan kuten on kuvattu esimerkissä 1. Keskimääräinen reikien lukumäärä tehtynä yh-35 dellä poralla 369.

13 797 21

Esimerkki 9

Menetelmä suoritetaan kuten on kuvattu esimerkissä 4 paitsi, että suolana käytetään natriumselenidiä Na„Se.

+ —— ^

Suola sisältää Na -kationin ja Se -anionin. Kyllästetyn 5 liuoksen valmistamiseksi käytetään 13,2 g suolaa 100 g:aa vettä kohden lämpötilassa 20°C. Suola höyrystetään lämpötilassa 50°C ja poran pinnan kuumentaminen höyrystetyn katodimateriaalin ionien pommituksella suoritetaan ensimmäisessä vaiheessa lämpötilaan 230°C.

10 Poraerän kestävyyskokeet suoritetaan kuten on edellä kuvattu esimerkissä 1. Keskimääräinen reikien lukumäärä valmistettuna yhdellä poralla on 345.

Esimerkki 10

Menetelmä suoritetaan kuten on esitetty esimerkissä 4 15 paitsi, että suolana käytetään kaliumperrenaattia KReO^j.

Suola sisältää K+ -kationin ja (ReO^) -anionin sisältäen Re:n. Kyllästetyn liuoksen valmistamiseksi käytetään 6,34 g suolaa 100 g:aa vettä kohden lämpötilassa 20°C. Liuotin höyrystetään lämpötilassa 100°C ja poran pinnan kuumentami-20 nen höyrystetyn katodimateriaalin ionien pommituksella suoritetaan ensimmäisessä vaiheessa lämpötilaan 250°C.

Poraerän kestävyyskokeet suoritetaan kuten edellä on kuvattu esimerkissä 1. Keskimääräinen reikien lukumäärä valmistettuna yhdellä poralla on 285.

25 Esimerkki 11

Menetelmä suoritetaan kuten on selitetty esimerkissä 4 paitsi, että suolana käytetään kaliumheksasyanorutenaattia Κ^/Ru(CN)Suola sisältää K+ -kationin ja /Ru(CN)g7 -anionin sisältäen Ru:n. Kyllästetyn liuoksen valmistamisek-30 si käytetään 30 g suolaa 100 g:aa vettä kohden lämpötilassa 80°C. Liuotin höyrystetään lämpötilassa 100°C ja poran pinnan kuumentaminen höyrystetyn katodimateriaalin ionien pommituksella suoritetaan ensimmäisessä vaiheessa lämpötilaan 220°C.

14 79721

Poraerän kestävyyskokeet suoritetaan kuten on edellä selitetty esimerkissä 1. Keskimääräinen reikien lukumäärä valmistettuna yhdellä poralla on 310.

Esimerkki 12 5 Menetelmä suoritetaan kuten esimerkissä 4 paitsi, että suolana käytetään kaliumheksasyano-osmaattia K4/Ös(CN)^. Suola sisältää K+ -kationin ja /0s(CN)g7 -anionin sisältäen Os:n. Kyllästetyn liuoksen valmistamiseksi käytetään 22 g suolaa 100 g:aa vettä kohden lämpöti-10 lassa 80°C. Suola höyrystetään lämpötilassa 100°C ja poran pinnan kuumentaminen höyrystetyn katodimateriaalin ionien pommituksella suoritetaan ensimmäisessä vaiheessa lämpötilaan 240°C.

Poraerän kestävyyskokeet suoritetaan kuten on esi-15 tetty esimerkissä 1. Keskimääräinen reikien lukumäärä valmistettuna yhdellä poralla on 380.

Esimerkki 13

Menetelmä suoritetaan kuten on esitetty esimerkissä 4 paitsi, että suolana käytetään kaliumtetrasyanoplatinaattia 20 K2/Pt (CN^ VJ. Suola sisältää K+ -kationin ja /PtfCN)^ -anionin sisältäen Pt:n. Kyllästetyn liuoksen valmistamiseksi käytetään 18 g suolaa 100 g:aa asetonia kohden lämpötilassa 38°C. Liuotin höyrystetään luonnollisella tavalla ja poran pinnan kuumentaminen höyrystetyn katodimateriaalin 25 ionien pommituksella suoritetaan ensimmäisessä vaiheessa lämpötilaan 200°C.

Poraerän kestävyyskokeet suoritetaan kuten on edellä esitetty esimerkissä 1. Keskimääräinen reikien lukumäärä valmistettuna yhdellä poralla on 334.

30 Esimerkki 14

Menetelmä suoritetaan kuten on selitetty esimerkissä 4 paitsi, että suolana käytetään kaliumtiosyanaattia KNCS.

Suola sisältää K+ -kationin ja NCS -anionin sisältäen S:n. Kyllästetyn liuoksen valmistamiseksi käytetään 217 g suolaa 35 100 g:aa vettä kohden lämpötilassa 20°C. Liuotin höyrystetään 15 79721 lämpötilassa 30°C ja poran pinnan kuumentaminen höyrystetyn katodimateriaalin ionien pommituksella suoritetaan ensimmäisessä vaiheessa lämpötilaan 120°C.

Poraerän kestävyyskokeet suoritetaan kuten on seli-5 tetty esimerkissä 1. Keskimääräinen reikien lukumäärä valmistettuna yhdellä poralla on 395.

Esimerkki 15

Menetelmä suoritetaan kuten on selitetty esimerkissä 4 paitsi, että suolana käytetään litiumheksakloroplatinaattia 10 Li^/Pt(Cl) g/. Suola sisältää /Pt(Cl) -anionin sisältäen

Pt:n. Kyllästetyn liuoksen valmistamiseksi otetaan 56 g suolaa 100 g:aa vettä kohden lämpötilassa 20°C. Liuotin höyrystetään luonnollisella tavalla ja poran pinnan kuumentaminen höyrystetyn katodimateriaalin ionien pommituksella 15 suoritetaan ensimmäisessä vaiheessa lämpötilaan 450°C.

Poraerän kestävyyskokeet suoritetaan kuten edellä on selitetty esimerkissä 1. Keskimääräinen reikien lukumäärä valmistettuna yhdellä poralla on 257.

Esimerkki 16 20 Menetelmä suoritetaan kuten esimerkissä 4 paitsi, että suolana käytetään magnesiumsulfaattia MgSO^. Suola sisältää (SO^) -anionin sisältäen S:n. Kyllästetyn liuoksen valmistamiseksi käytetään 35,6 g suolaa 100 g:aa vettä kohden lämpötilassa 20°C. Liuotin höyrystetään lämpö-25 tilassa 70°C ja poran pinnan kuumentaminen höyrystetyn katodimateriaalin ionien pommituksella suoritetaan ensimmäisessä vaiheessa lämpötilaan 250°C.

Poraerän kestävyyskokeet suoritetaan kuten on selitetty esimerkissä 1. Keskimääräinen reikien lukumäärä val-30 mistettuna yhdellä poralla on 310.

Esimerkki 17

Menetelmä suoritetaan kuten on selitetty esimerkissä 4 paitsi, että suolana käytetään berilliumsulfaattia BeSO^. Suola sisältää (SO^) -anionin sisältäen S:n. Kyllästetyn 35 liuoksen valmistamiseksi käytetään 40 g suolaa 100 g:aa vettä ie 79721 kohden lämpötilassa 20°C. Liuotin höyrystetään lämpötilassa 30°C ja poran pinnan kuumentaminen höyrystetyn katodima-teriaalin ionien pommituksella suoritetaan ensimmäisessä vaiheessa lämpötilaan 340°.

5 Poraerän kestävyyskokeet suoritetaan kuten on seli tetty esimerkissä 1. Keskimääräinen reikien lukumäärä tehtynä yhdellä poralla on 346.

Esimerkki 18

Erä poria, jotka ovat samanlaisia kuin ne, joita on 10 selitetty edellä esitetyssä esimerkissä 1, valmistetaan ja sijoitetaan astiaan, joka on täytetty galliumsulfaatin Ga„(SO.)- kyllästetyllä liuoksella, jonka lämpötila on 20°C.

1 H 0 3 +

Suola sisältää Ga -kationin ja SO^ -anionin sisältäen S:n. Kyllästetyn liuoksen valmistamiseksi käytetään 15 g 15 suolaa 100 g:aa kohden. Porat pidetään liuoksessa 10 minuuttia samalla säilyttäen liuoksen lämpötilana 20°C. Sitten menetelmä suoritetaan kuten on selitetty esimerkissä 1 paitsi, että suolan kiteytyminen suoritetaan lämpötilassa 40°C ja poran pinnan kuumentaminen höyrystetyn katodimateriaalin 20 ionien pommituksella suoritetaan ensimmäisessä vaiheessa lämpötilaan 450°C, toisin sanoen suolan hajoamislämpötilaan ionipommituksen alaisena, valokaaripurkaus sammutetaan 30 sekunniksi.

Porien kestävyyskokeet suoritetaan, kuten on seli-25 tetty esimerkissä 1. Keskimääräinen reikien lukumäärä valmistettuna yhdellä poralla On 400.

Esimerkki 19

Erä poria, jotka ovat samanlaisia kuin on selitetty esimerkissä 1, valmistetaan ja sijoitetaan astiaan, joka on 30 täytetty natriumvolframaatin Na2W04 kyllästetyllä liuoksella, jonka lämpötila on 20°C. Suola sisältää Na+ -kationin ja (WO^) -anionin sisältäen W:n. Kyllästetyn liuoksen valmistamiseksi käytetään 72 g suolaa 100 g:aa vettä kohden. Poria pidetään liuoksessa 10 minuuttia samalla säilyttäen liuoksen 35 lämpötilana 20°C. Sitten menetelmää jatketaan paljolti 17 79721 samalla tavoin kuin on selitetty esimerkissä 1 paitsi, että suolan kiteytyminen suoritetaan lämpötilassa 80°C ja poran pinnan kuumentaminen höyrystetyn katodimateriaalin ionien pommituksella suoritetaan ensimmäisessä vaiheessa 5 lämpötilaan 200°C ja valokaaripurkaus sammutetaan 10 sekunniksi.

Poraerän kestävyyskokeet suoritetaan kuten on selitetty esimerkissä 1. Keskimääräinen reikien lukumäärä valmistettuna yhdellä poralla on 340.

1 0 Esimerkki 20

Erä leikkuulevyjä valmistetaan lukumäärältään 10 kappaletta kovasta lejeeringistä, jolla on seuraava koostumus: titaanikarbidi TiC - 15 paino-%, koboltti Co - 6 paino-%, volframikarbidi - WC - loput. Puhdistetut levyt sijoitetaan 15 astiaan, joka on täytetty kalsiumnitraatin CaiNO^^ kyllästetyllä liuoksella, jonka lämpötila on 20°C. Suola sisältää Ca++ -kationin. Kyllästetty liuos saadaan liuottamalla 121 g suolaa 100 g:aan vettä. Levyerä pidetään liuoksessa 5 minuuttia samalla säilyttäen liuoksen lämpötilana 20°C.

20 Liuoksessa pitämisen jälkeen levyt sijoitetaan uuniin ja liuotin höyrystetään lämpötilassa 35°C. Sitten levyt siirretään tyhjökammioon yksikössä, joka on tarkoitettu pinnoituksen aikaansaamiseen aineen kondensaatiolla ionipommituk- -5 sen avulla. Kammio saatetaan paineeseen 5x10 mm Hg ja 25 esijännite 1500 V syötetään levyihin. Valokaaripurkaus sytytetään kammioon ja katodi, joka on valmistettu titaanista höyrystetään. Tällä tavoin levyn pintaa kuumennetaan titaani-ionien pommituksella lämpötilaan 100°C, toisin sanoen suolan hajoamislämpötilaan ionipommitusolosuhteissa. Tämän 30 jälkeen valokaaripurkaus sammutetaan 20 sekunniksi. Sitten se jälleen sytytetään ja levyjen kuumentamista jatketaan lämpötilaan 650°C, toisin sanoen titaanikarbidin muodostu-mislämpötilaan titaanin ollessa vuorovaikutuksessa levyma-teriaalin hiilen kanssa. Tämän jälkeen esijännite lasketaan 35 arvoon 300 V ja typpeä päästetään kammioon paineeseen 18 79721 2x10 ^ mm Hg. Typen reagoitua titaanin kanssa 6 pm paksuinen kulutuskestoinen titaaninitriidipinnoite muodostuu leik-kuulevyjen pinnalle. Tämän jälkeen typen päästö keskeytetään, valokaaripurkaus sammutetaan, jännite katkaistaan levyiltä, 5 jotka sen jälkeen jäähdytetään kammiossa huoneen lämpötilaan. Levyjen kestävyyskokeet suoritetaan kierrettäessä terästä, jolla on seuraava koostumus: C - 0,36 - 0,45 paino-%, Fe - loput, seuraavien leikkuuolosuhteiden alaisena: nopeus v - 160 m/min, syöttö S - 0,3 mm/kierros, leikkuu-10 syvyys 1 - 1 mm.

Levyjen kestävyys määritetään kullakin levyllä koneistettujen työkappaleiden lukumäärällä kunnes se kuluu. Keskimääräinen koneistettujen työkappaleiden lukumäärä yhdellä levyllä on 35.

15 Esimerkki 21

Erä leikkuulevyjä, jotka ovat samanlaisia kuin on selitetty esimerkissä 20, valmistetaan ja sijoitetaan astiaan, joka on täytetty talliumnitraatin Tl(N0-.)_ kyllästetyllä + + + ^ 3 liuoksella, joka suola sisältää Tl -kationin ja jonka 20 lämpötila on 20°C. Liuoksen valmistamiseksi 9,55 g suolaa käytetään 100 g:aa vettä kohden. Porat pidetään liuoksessa 7 minuuttia samalla ylläpitäen liuoksen lämpötilana 20°C. Sitten menetelmää jatketaan kuten on esitetty esimerkissä 20 paitsi, että suolan kiteytyminen suoritetaan lämpötilassa 25 60°C ja levyjen pinnan kuumentaminen suoritetaan ensimmäi sessä vaiheessa lämpötilaan 200°C, valokaaripurkaus sammutetaan 15 sekunniksi.

Kestävyyskokeet suoritetaan seuraten esimerkin 20 menettelyä. Keskimääräinen yhdellä levyllä koneistettujen 30 työkappaleiden lukumäärä on 40.

19 79721

Esimerkki 22

Erä leikkuulevyjä, jotka ovat samanlaisia kuin ne, joita on selitetty esimerkissä 20, valmistetaan ja sijoitetaan astiaan, joka on täytetty hopea-asetaatin AgC 2H3°3 5 kyllästetyllä liuoksella, jonka lämpötila on 20°C ja pidetään siinä 10 minuuttia. Suola sisältää Ag+ -kationin. Liuoksen valmistamiseksi käytetään 1,04 g suolaa 100 g:aa vettä kohden. Sitten menetelmää jatketaan kuten on selitetty edellä esimerkissä 20 paitsi, että suolan kiteytymi-10 nen suoritetaan lämpötilassa 50°C ja kuumentaminen ensimmäisessä vaiheessa suoritetaan lämpötilaan 120°C, toisin sanoen suolan hajoamislämpötilaan ionipommituksen alaisena.

Levyerän kestävyyskokeet suoritetaan kuten edellä on selitetty esimerkissä 20. Keskimääräinen yhdellä levyllä 15 työstettyjen työkappaleiden lukumäärä on 38.

Claims (1)

1. 20 79721 Patenttivaatimus: Menetelmä kulutuskestävän pinnoitteen valmistamiseksi hiilipitoisesta materiaalista valmistetulle leikkuutyö-5 kalulle, joka sisältää leikkuutyökalun sijoittamisen tyhjö-kammioon, valokaaripurkauksen sytyttämisen siihen katodi-materiaalin höyrystämiseksi, leikkuutyökalun kuumentamisen höyrystetyn katodimateriaalin ionien pommituksella ja kulu-tuskestoisen pinnoitteen muodostamisen höyrystetyn katodi-10 materiaalin ionien keskinäisellä vaikutuksella kaasureagens-sin kanssa, jota on päästetty tyhjökammioon, tunnettu siitä, että ennen leikkuutyökalun sijoittamista tyhjökammioon se upotetaan suolan kyllästettyyn liuokseen, joka sisältää kationin aineesta Na, K, Ag, Ca, Ga, Tl, La, Ce tai 15 Ta ja/tai anionin sisältäen ainetta B, Se, Te, S, Re, Ru, Os, Pt tai W, pidetään siinä 5-10 minuuttia kyllästetyn liuoksen lämpötilassa ja liuotin höyrystetään, kunnes suola kiteytetyy leikkuutyökalun pinnalle, leikkuutyökalun kuumentaminen höyrystetyn katodimateriaalin ionien pommituksel-20 la suoritetaan ensiksi suolan hajoamislämpötilaan, minkä jälkeen valokaaripurkaus sammutetaan, leikkuutyökalu pidetään 15-30 sekuntia tässä lämpötilassa, sitten valokaaripurkaus sytytetään uudelleen ja kuumennusta jatketaan höyrystetyn katodimateriaalin karbidisaatiolämpötilaan. 21 79721 Förfarande för päförande av en slitstark belägg-ning pä ett skärverktyg utfört av ett kolhaltigt mate-5 rial, vilket förfarande bestär i att man dels placerar skärverktyget inuti en vakuumkammare, dels tänder en 1jusbägurladdning inne i vakuumkammaren för att avdunsta katodmaterial, dels upphettar skärverktyget medelst bom-bardering med joner av det avdunstade katodmaterialet 10 och dels utformar en slitstark beläggning under samverkan av de avdunstade katodmaterialets joner med en in i va-kuumkammaren tillförd gasreaktant, känneteck-n a t därav, att man före placering av skärverktyget inuti vakuumkammaren sänker detta in i en mättad lösning 15 av ett sait som innehäller resp. Na-, K-, Ag-, Ca-, Ga-, Tl-, La-, Ce-, eller Ta-katjon och/eller resp. E, Se, Te, S, Re, Ru, Os, Pt eller W innehällande anjon, där det hälles kvar under 5-10 min vid en temperatur som är lika med den mättade saltlösningens temperatur, och avdunstar 20 lösningsmedlet tills saltet kristalliseras pä skärverkty-gets yta, och att man upphettar skärverktyget medelst bombardering med joner av det avdunstade katodmaterialet först tili saltets sönderdelningstemperatur, vid vilken skärverktyget efter släckning av bägurladdningen hälles 25 kvar under 15-30 s, och sedan, efter att bägurladdningen äter tänts, fortsätter uppvärmningen tili det avdunstade katodmaterialets karbidiseringstemperatur.