FI80296B - FOERFARANDE FOER PAOFOERANDE AV ETT OEVERDRAG I SYNNERHET PAO SKAERVERKTYG. - Google Patents
FOERFARANDE FOER PAOFOERANDE AV ETT OEVERDRAG I SYNNERHET PAO SKAERVERKTYG. Download PDFInfo
- Publication number
- FI80296B FI80296B FI851485A FI851485A FI80296B FI 80296 B FI80296 B FI 80296B FI 851485 A FI851485 A FI 851485A FI 851485 A FI851485 A FI 851485A FI 80296 B FI80296 B FI 80296B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- carbide
- coating
- forming material
- cutting tool
- titanium
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/02—Pretreatment of the material to be coated
- C23C14/021—Cleaning or etching treatments
- C23C14/022—Cleaning or etching treatments by means of bombardment with energetic particles or radiation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C10/00—Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces
- C23C10/06—Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces using gases
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/24—Vacuum evaporation
- C23C14/32—Vacuum evaporation by explosion; by evaporation and subsequent ionisation of the vapours, e.g. ion-plating
- C23C14/325—Electric arc evaporation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/54—Controlling or regulating the coating process
- C23C14/541—Heating or cooling of the substrates
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Drilling Tools (AREA)
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
- Food-Manufacturing Devices (AREA)
Description
1 802961 80296
Menetelmä pinnoitteen levittämiseksi erityisesti leikkuu-työkaluille Tämä keksintö kohdistuu yleisesti metallin käsit-5 telyyn ja tarkemmin sanottuna pinnoitteiden levittämiseen.The present invention relates generally to the treatment of metal, and more particularly to the application of coatings.
Nykyiset suuntaukset metallitöissä vaativat suuri-lujuuksisia, kulutusta kestäviä ja vähemmän kalliita materiaaleja työkalujen valmistamista varten.Current trends in metalworking require high-strength, wear-resistant, and less expensive materials to make tools.
Työkalumateriaalien koostumusten muuttaminen edel-10 leen ei kuitenkaan paranna oleellisesti niiden fysikaalisia ja mekaanisia ominaisuuksia. Vaikeus voidaan siten ratkaista kehittyneempien menetelmien avulla vaikeasti sulavien ja kulumista kestävien pinnoitteiden levittämiseksi .However, further modification of the compositions of the tool materials does not substantially improve their physical and mechanical properties. The difficulty can thus be solved by more advanced methods for applying difficult-to-melt and wear-resistant coatings.
15 Tunnetaan menetelmä pinnoitteiden levittämiseksi hiilipitoista materiaalia olevalle alustalle haihduttamalla tyhjössä karbidin muodostavaa materiaalia, kuumentamalla alustan työpinta ja seostamalla karbidin muodostavaa materiaalia sille, kunnes pinnoite on muodostunut (vert. 20 V.I. Kostikov ja J.A. Shesternev "Plazmennye pokrytia", Metallurgia Publishers, Moskova, 1978, sivu 24). Menetelmän mukaan karbidin muodostavan materiaalin haihduttaminen ja alustan työpinnan kuumentaminen suoritetaan termisesti.A method is known for applying coatings to a substrate of carbonaceous material by evaporating the carbide-forming material in vacuo, heating the substrate work surface and doping the carbide-forming material thereon until the coating is formed (cf. 20 VI Kostikov and JA Shesternev "Plazmennye pokrytia", Metallurgy Publish, page 24). According to the method, the evaporation of the carbide-forming material and the heating of the substrate work surface are performed thermally.
Edellä mainitun menetelmän eräs epäkohta on se, 25 että haihtuvan materiaalin karbidin muodostuskäsittely alustan hiilen kanssa tapahtuu 1 000 - 1 600°C lämpötilassa, mikä monimutkaistaa pinnoitteen muodostumistapahtumaa.One disadvantage of the above method is that the treatment of the carbide formation of the volatile material with the carbon of the substrate takes place at a temperature of 1,000 to 1,600 ° C, which complicates the formation of the coating.
Eräs menetelmän epäkohta johtuu lisäksi siitä, että haihtuva materiaali ei pysty reagoimaan täydellisesti 30 alusmateriaalin hiilen kanssa, mikä heikentää muodostuneen pinnoitteen laatua.A further disadvantage of the method is that the volatile material is not able to react completely with the carbon of the substrate material, which degrades the quality of the coating formed.
Toisessa tunnetussa menetelmässä pinnoitteen levittämiseksi pääasiassa leikkuutyökaluille, joiden alusta on hiilipitoista materiaalia, käytetään vähintään yhden kar-35 bidin muodostavan materiaalin haihduttamista valokaaripur- 2 80296 kauksen avulla tyhjössä, jännitteen muodostamista käsiteltävään leikkuutyökaluun ja leikkuutyökalun alustan kuumentamista ja puhdistamista karbidin muodostavan materiaalin ionipommituksen avulla saostamisen seuraamana alustan työ-5 pinnalle, kunnes päällyste on muodostunut. Menetelmän mukaan ennen haihtuvan karbidin muodostavan materiaalin ionien saostusta johdetaan kaasuseos tyhjöön, joka seos pyrkii reagoimaan haihtuvan, karbidin muodostavan materiaalin kanssa, kunnes päällyste on muodostunut leikkuutyökalun 10 alustan työpinnalle (vert. "Fizika i khimia obrabotki ma-terialov Periodical"; A.A. Andreev et ai. "Pokrytia iz karbida molibdena, poluchennye metodom osazhdenia plazmen-nykh potokov v vakume" - the "Nauka Publishers, Moskova, No 2, sivu 169).Another known method of applying a coating mainly to cutting tools having a substrate of carbonaceous material is to evaporate at least one carbide-forming material by arc discharge in a vacuum, generate a voltage on the substrate to be treated, and heat and clean the carbide of the cutting tool substrate. work-5 on the surface until a coating is formed. According to the method, before precipitating the ions of the volatile carbide-forming material, the gas mixture is introduced into a vacuum which tends to react with the volatile carbide-forming material until a coating is formed on the working surface of the cutting tool substrate 10 ("Physics i khimia obrabotki ma-terialov Periodical"); . ”Powder from carbide molybdenum, poluchennye method of osazhdenia plasmen-nykh potokov v vacume" - the "Nauka Publishers, Moscow, No 2, page 169).
15 Kuitenkin kaasuseoksen syöttö tekee menetelmän erittäin monimutkaiseksi ja pidentää päällysteen muodostamiseen tarvittavaa aikaa.However, the feeding of the gas mixture makes the process very complicated and increases the time required to form the coating.
Lisäksi menetelmän mukaan kaasuseoksen haihtumista-pahtuma valokaaripurkauksen avulla ei ole stabiili, mistä 20 aiheutuu jatkuvia muutoksia pinnoitteen koostumukseen, jolloin on yhä vaikeampaa toistaa pinnoitteelta vaadittava koostumus, mikä vuorostaan monimutkaistaa yhä edelleen pinnoitteen muodostamista.In addition, according to the method, the evaporation-event of the gas mixture by arc discharge is not stable, resulting in continuous changes in the composition of the coating, making it increasingly difficult to reproduce the composition required of the coating, which in turn further complicates coating formation.
Lisäksi räjähtävien kaasujen käyttö voi aiheuttaa 25 vaaraa käyttöhenkilökunnalle.In addition, the use of explosive gases can pose 25 hazards to operating personnel.
Keksinnön kohteena on menetelmä pinnoitteen levittämiseksi erityisesti leikkuutyökaluille, joiden perusmateriaali koostuu hiilipitoisesta materiaalista, haihduttamalla vähintään yhtä karbidin muodostavaa materiaalia 30 tyhjössä valokaaripurkauksen avulla, syöttämällä jännite leikkuutyökaluun, puhdistamalla ja kuumentamalla leikkuu-työkalun perustan työpinta pommittamalla katodisesti haihdutettavan, karbidin muodostavan materiaalin ioneja lämpötilaan, jossa tapahtuu reaktio leikkuutyökalun perusmate-35 riaalin kanssa, ja saostamalla ioneja leikkuutyökalun pe- 3 80296 rustan työpinnalle, kunnes sille on muodostunut pinnoite.The invention relates to a method for applying a coating, in particular to cutting tools whose base material consists of a carbonaceous material, by evaporating at least one carbide-forming material in a vacuum by arc discharge, applying voltage to the cutting tool, cleaning and heating the cutting tool base reaction with the cutting tool base material, and precipitating ions on the cutting surface of the cutting tool base until a coating is formed thereon.
Keksinnölle on tunnusomaista, että lämpötila, jossa tapahtuu karbidin muodostavan materiaalin ja leikkuutyö-kalun perusmateriaalin välinen reaktio on lämpötila, joka 5 on saavutettu perustan työpinnan puhdistuksen ja kuumentamisen aikana, ja joka on sama kuin lämpötila, jossa tapahtuu haihdutettavan, karbidin muodostavan materiaalin karbidisointikäsittely leikkuutyökalun perusmateriaalin hiilen kanssa, jolloin karbidin muodostavan materiaalin 10 ioneja saostuu samanaikaisesti niiden karbidisoinnin kanssa ketjureaktiona hiilen siirtyessä pinnoitekerroksen lävitse paksuussuunnassa.The invention is characterized in that the temperature at which the reaction between the carbide-forming material and the cutting tool base material takes place is the temperature reached during cleaning and heating of the base work surface, which is the same as the temperature at which the volatile carbide-forming material is carbidized by the cutting tool base material. with carbon, wherein the ions of the carbide-forming material 10 precipitate simultaneously with their carbidization as a chain reaction as the carbon passes through the coating layer in the thickness direction.
Edullisesti lämpötila, jossa karbidin muodostus tapahtuu, on 500-540°C käytettäessä terästä leikkuutyöka-15 lun alusmateriaalina.Preferably, the temperature at which carbide formation occurs is 500-540 ° C when steel is used as the base material for the cutting tool.
Edullisesti lämpötila, jossa karbidin muodostus tapahtuu, on 620-680°C käytettäessä kovametalliseosta leikkaustyökalun perusmateriaalina.Preferably, the temperature at which carbide formation occurs is 620-680 ° C when using a carbide alloy as the base material for the cutting tool.
Haihtuvana, karbidin muodostavana materiaalina käy-20 tetään edullisesti titaania.Titanium is preferably used as the volatile carbide-forming material.
Vaihtoehtoisesti käytetään titaaninitridiä haihtuvana, karbidin muodostavana materiaalina.Alternatively, titanium nitride is used as the volatile carbide-forming material.
Erikoisesti käytetään titaaniseosta haihtuvana, karbidin muodostavana materiaalina.In particular, the titanium alloy is used as a volatile carbide-forming material.
25 Jos käytetään kahta karbidin muodostavaa materiaa lia, käytetään edullisesti molybdeeniä toisena karbidin muodostavana materiaalina.If two carbide-forming materials are used, molybdenum is preferably used as the second carbide-forming material.
Esillä oleva keksintö antaa mahdollisuuden stabiloida levitettävän pinnoitteen koostumusta sen paksuuden 30 suhteen, mikä yksinkertaistaa tällaisen päällysteen levi-tysmenetelmää.The present invention makes it possible to stabilize the composition of the coating to be applied with respect to its thickness 30, which simplifies the method of applying such a coating.
Lisäksi esillä olevan keksinnön mukainen menetelmä mahdollistaa räjähdysvaaran estämisen pinnoitetta levitettäessä.In addition, the method of the present invention makes it possible to prevent the risk of explosion when the coating is applied.
35 Keksinnön mukaisen menetelmän erään piirteen mukaan 4 80296 lämpötila, jossa karbidisointikäsittely tapahtuu, on 500-540°C hiilen avulla muodostetun pinnoitteen suuren kyllästymisen varmistamiseksi käytettäessä terästä perusmateriaalina.According to one aspect of the process according to the invention, the temperature at which the carbidation treatment takes place is from 500 to 540 ° C in order to ensure a high saturation of the carbon-formed coating when steel is used as the base material.
5 Jos karbidin muodostuskäsittelyn lämpötila on alempi kuin 500°C, hiilen kanssa muodostuneen pinnoitteen seostamista ei käytännössä tapahdu, kun taas 540°C yläpuolella olevissa lämpötiloissa on teräs taipuvainen menettämään lujuutensa, jotka molemmissa tapauksissa vaikutta-10 vat haitallisesti leikkuutyökalun kulumiskestoon.5 If the temperature of the carbide formation treatment is lower than 500 ° C, there is virtually no alloying of the coating formed with carbon, whereas at temperatures above 540 ° C the steel tends to lose its strength, which in both cases adversely affects the wear life of the cutting tool.
Vaihtoehtoisesti hiilen avulla muodostetun pinnoitteen vielä paremman tiivistymisen saavuttamiseksi lämpötila ehdotetun menetelmän mukaan, jossa karbidin muodostus tapahtuu, on 620-680°C käytettäessä edullisesti kovametal-15 liseosta perusmateriaalina.Alternatively, in order to achieve even better compaction of the carbon-formed coating, the temperature according to the proposed method in which carbide formation takes place is 620-680 ° C, preferably using a carbide alloy as the base material.
Jos karbidin muodostuslämpötila on alempi kuin 620°C ja korkeampi kuin 680°C, kovametalliseoksessa tapahtuvat edellä esitettyjen tapaiset prosessit.If the carbide formation temperature is lower than 620 ° C and higher than 680 ° C, processes similar to those described above take place in the carbide alloy.
Keksintöä voidaan ymmärtää paremmin seuraavassa 20 esitettävistä eri esimerkeistä menetelmän soveltamiseksi.The invention can be better understood from the various examples presented below for applying the method.
Esimerkki 1Example 1
Levitettiin pinnoite 5 mm läpimittaisille kieräpo-rille. Käytettiin titaania haihdutettavana, karbidin muodostavana materiaalina, jolloin perusmateriaalina käytet-25 tiin seuraavan koostumuksen omaavaa poraterästä: C Cr W V Mo Fe 0,80-0,85 3,8-4,4 5,5-6,7 1,7-2,1 5,0-5,5 loputThe coating was applied to 5 mm diameter helical pores. Titanium was used as the evaporable carbide-forming material, using as the base material drill steel having the following composition: C Cr WV Mo Fe 0.80-0.85 3.8-4.4 5.5-6.7 1.7-2 , 1 5.0-5.5 rest
Puhdistetut porat sijoitettiin erikoissäiliöihin, jotka sijoitettiin sitten tyhjökammioon, joka oli varus-30 tettu titaanikatodilla. Kun tyhjö oli 10"5 Pa, aloitettiin kipinäpurkaus ja poriin johdettiin 1500 V sähköjännite. Tällöin tapahtui porien työpinnan puhdistuminen katodipur-kauksen avulla titaani-ioneilla ja kuumentaminen 520°C:n lämpötilaan, jota valvottiin infrapunapyrometrin avulla 35 rajoissa ± 10°C. Jännite alennettiin sitten arvoon 250 VThe cleaned drills were placed in special tanks, which were then placed in a vacuum chamber equipped with a titanium cathode. When the vacuum was 10 "5 Pa, a spark discharge was initiated and an electric voltage of 1500 V was applied to the Pori. This was followed by cathodic cleaning of the drill surface with titanium ions and heating to 520 ° C, which was monitored by an infrared pyrometer within 35 ± 10 ° C. was then reduced to 250 V.
s 80296 titaani-ionien saostamisen suorittamiseksi porien työpin-nalle kolmen minuutin ajaksi, mihin liittyi tämän pinnan karbidisointi teräksen hiilen avulla. Kun täten levitetyn titaanikarbidia olevan päällysteen paksuus oli 2 pm, pois-5 tettiin jännite porilta ja valokaaripurkaus lopetettiin, minkä jälkeen porat jäähdytettiin huoneen lämpötilaan.s 80296 to perform the deposition of titanium ions on the drilling surface for three minutes, which involved carbidizing this surface with steel carbon. When the thickness of the titanium carbide coating thus applied was 2 μm, the voltage was removed from the drill and the arc discharge was stopped, after which the drills were cooled to room temperature.
Pinnoitteen porien kulumistestit suoritettiin seu-raavan koostumuksen omaavalla teräksellä: C Fe 10 0,42-0,69 loppuosaThe wear tests of the coating drills were performed on steel with the following composition: C Fe 10 0.42-0.69 remainder
Viisi testiporaa jokaisesta päällystetystä erästä koestettiin seuraavissa olosuhteissa: porausnopeus V = 32 m/min; porauksen syöttönopeus S * 0,12 mm/kierros; 15 poraussyvyys 1 = 3d = 15 mm.Five test drills from each coated batch were tested under the following conditions: drilling speed V = 32 m / min; bore feed rate S * 0.12 mm / rev; 15 drilling depth 1 = 3d = 15 mm.
Testitulokset on esitetty taulukossa 1.The test results are shown in Table 1.
Taulukko 1table 1
Testattujen porien 12345 j ärj estysnumero 20 Yhdellä poralla porattu- 205 206 206 206 207 jen reikien lukumäärä Esimerkki 2Sequence number of the tested drills 12345 20 Number of holes drilled with one drill 205 206 206 206 207 Example 2
Pinnoite levitettiin leikkuuterille. Terän perusmateriaalina käytettiin seuraavan koostumuksen omaavaa 25 kovametalliseosta:The coating was applied to the cutting blades. 25 carbide alloys having the following composition were used as the base material of the blade:
Co TiC WCCo TiC WC
6 15 loppuosa6 15 remainder
Haihdutettavana materiaalina käytettiin titaania. Pinnoite levitettiin esimerkissä 1 esitetyllä ta-30 valla, paitsi että terien työpintojen puhdistus katodipom-mituksen avulla titaani-ioneilla suoritettiin kuumentamalla ne 620°C lämpötilaan.Titanium was used as the evaporating material. The coating was applied as described in Example 1, except that cleaning of the working surfaces of the blades by cathode bombardment with titanium ions was performed by heating them to 620 ° C.
Viisi leikkuuterää testattiin kulumisen suhteen jokaisesta pinnoitetusta teräerästä; testausolosuhteet oli-35 vat seuraavat: 6 80296 leikkausnopeus V = 160 m/min; syöttönopeus S = 0,3 nun/kierros; leikkaussyvyys t = 1 mm.Five cutting blades were tested for wear from each coated blade batch; the test conditions were as follows: 6 80296 shear speed V = 160 m / min; feed speed S = 0.3 nun / rev; cutting depth t = 1 mm.
Testitulokset on esitetty taulukossa 2.The test results are shown in Table 2.
5 Taulukko 25 Table 2
Testatun terän järjes- 12345 tysnumeroSerial number of the tested blade 12345
Yhdellä terällä leikat- 26 26 26 26 27 tujen palasten lukumäärä 10 Esimerkki 3Number of pieces cut with one blade 10 Example 3
Pinnoite levitettiin 5 mm läpimittaisille kieräpo- rille. Titaaninitridiä käytettiin karbidin muodostavana materiaalina ja perusmateriaali oli samaa koostumusta kuin esimerkissä 1 esitetty.The coating was applied to 5 mm diameter helical pairs. Titanium nitride was used as the carbide-forming material and the base material had the same composition as shown in Example 1.
15 Terien työpintoja pommitettiin katodisesti titaani- nitridi-ioneilla ja kuumennettiin 510°C lämpötilaan. Tämän jälkeen syötetty jännite alennettiin 300 volttiin titaani-nitridi-ionien tiivistämiseksi porien työpinnoille kolmen minuutin ajaksi, mihin liittyi karbidisointi teräksen hii-20 Ien avulla. Pinnoitteen paksuus, joka oli titaanikarbo-nitridiä, Ti(NC), oli 2 mm. Jännitteen syöttö poistettiin sitten porilta ja valokaaripurkaus lopetettiin. Porat jäähdytettiin sitten huoneen lämpötilaan ja testattiin esimerkissä 1 esitetyllä tavalla. Testitulokset on esitet-25 ty taulukossa 3.The working surfaces of the blades were cathodically bombarded with titanium nitride ions and heated to 510 ° C. The applied voltage was then reduced to 300 volts to condense the titanium nitride ions on the drill work surfaces for three minutes, which involved carbidization with steel carbon-20 Ie. The thickness of the coating, which was titanium carbon nitride, Ti (NC), was 2 mm. The voltage supply was then removed from the drill and the arc discharge was stopped. The drills were then cooled to room temperature and tested as described in Example 1. The test results are shown in Table 3.
Taulukko 3Table 3
Testattujen porien 12345 j ärj estysnumeroSequence number of the tested drills 12345
Yhdellä poralla porat- 250 249 249 249 249 30 tujen reikien lukumäärä Esimerkki 4Number of holes drilled with one drill 250 249 249 249 249 30 Example 4
Pinnoitettiin leikkuuteriä. Titaaninitridiä käytettiin haihdutettavana materiaalina. Terien perusmateriaali oli samanlainen kuin esimerkissä 2 käytetty koostumuksel-35 taan.The cutting blades were coated. Titanium nitride was used as the evaporating material. The base material of the blades was similar in composition to that used in Example 2.
7 802967 80296
Pinnoitteen levittäminen suoritettiin oleellisesti samoin kuin esimerkissä 3, paitsi että terien työpintojen katodien pommitus titaaninitridi-ioneilla suoritettiin kuumentamalla ne 635°C lämpötilaan.The application of the coating was performed essentially as in Example 3, except that the cathodes of the blade work surfaces were bombarded with titanium nitride ions by heating them to 635 ° C.
5 Täten pinnoitetut leikkuuterät testattiin, kuten esimerkissä 2 on esitetty.The cutting blades thus coated were tested as shown in Example 2.
Testitulokset on esitetty taulukossa 4.The test results are shown in Table 4.
Taulukko 4Table 4
Testatun terän 12 345 10 järjestysnumeroSerial number of the tested blade 12 345 10
Yhdellä terällä lei- 37 37 36 37 37 kattujen työkappaleiden lukumääräNumber of workpieces covered with one blade
Esimerkki 5 15 Levitettiin pinnoite 5 mm läpimittaisille kieräpo- rille. Haihdutettavana karbidin muodostavana materiaalina käytettiin seuraavan koostumuksen omaavaa titaaniseosta: AI Mo Ti 5,5-7,0 2,0-3,0 loppuosa 20Example 5 A coating was applied to a pair of 5 mm diameter coils. A titanium alloy having the following composition was used as the volatile carbide-forming material: Al Mo Ti 5.5-7.0 2.0-3.0 remainder 20
Perusmateriaali oli esimerkissä 1 esitetyn koostumuksen omaavaa terästä.The base material was steel having the composition shown in Example 1.
Pinnoite levitettiin oleellisesti, kuten esimerkissä 1 on esitetty, paitsi että porien työpintojen puhdistus 25 titaani-, alumiini- ja molybdeeni-ioneilla suoritettiin kuumentamalla ne 525°C lämpötilaan ja pinnoitteen koostumus oli titaanikarbidiperusteista, moniseosteista kiinteää liuosta (Ti-, Mo-, AI-)C.The coating was applied essentially as described in Example 1, except that the cleaning of the drill work surfaces with titanium, aluminum and molybdenum ions was performed by heating them to 525 ° C and the composition of the coating was titanium carbide based, multi-alloy solid solution (Ti, Mo, Al). ) C.
Täten pinnoitetut porat testattiin esimerkissä 1 30 esitetyllä tavalla.The drills thus coated were tested as described in Example 1 30.
Testitulokset on esitetty taulukossa 5.The test results are shown in Table 5.
Taulukko 5Table 5
Testattujen porien 1 2345 j ärj estysnumero 35 Yhdellä poralla porattujen 255 255 236 235 236 reikien lukumäärä 8 80296Sequence number of tested drills 1 2345 35 Number of 255 255 236 235 236 holes drilled with one drill 8 80296
Esimerkki 6Example 6
Pinnoite levitettiin leikkuuterille. Titaaniseosta käytettiin haihdutettavana, karbidin muodostavana materiaalina, tämän materiaalin koostumus on esitetty esimerkis-5 sä 5. Perusmateriaalina käytettiin esimerkissä 2 esitetyn koostumuksen omaavaa kovametalliseosta.The coating was applied to the cutting blades. The titanium alloy was used as an evaporable carbide-forming material, the composition of which is shown in Example 5. A carbide alloy having the composition shown in Example 2 was used as the base material.
Pinnoitusmenettely oli samanlainen kuin esimerkissä 2 esitetty, paitsi että porien työpintojen puhdistus katodipommituksen avulla titaani-, alumiini- ja molybdee-10 ni-ioneilla suoritettiin kuumentamalla ne 650°C lämpötilaan.The coating procedure was similar to that shown in Example 2, except that cleaning of the drill work surfaces by cathodic bombardment with titanium, aluminum and molybdenum-10 ions was performed by heating them to 650 ° C.
Pinnoitetut terät testattiin, kuten esimerkissä 2 on esitetty. Testitulokset on esitetty taulukossa 6.The coated blades were tested as shown in Example 2. The test results are shown in Table 6.
Taulukko 6 15 Testattujen terien 12345 j ärjestysnumeroTable 6 15 Sequence number of the tested blades 12345 j
Yhdellä terällä leikattujen 33 33 33 32 33 työkappaleiden lukumääräNumber of 33 33 33 32 33 workpieces cut with one blade
Esimerkki 7 20 Pinnoitettiin 5 mm läpimittaisia kieräporia. Titaa nia ja molybdeeniä käytettiin haihdutettavina, karbidin muodostavina materiaaleina. Perusmateriaalina oli esimerkissä 1 esitetyn koostumuksen omaava teräs.Example 7 5 5 mm diameter helical drills were coated. Titanium and molybdenum were used as volatile, carbide-forming materials. The base material was steel having the composition shown in Example 1.
Puhdistetut terät sijoitettiin erikoissäiliöihin ja 25 sijoitettiin tyhjökanunioon, joka oli varustettu kahdella, titaanista ja molybdeenistä valmistetulla katodilla.The cleaned blades were placed in special containers and placed in a vacuum cannon equipped with two cathodes made of titanium and molybdenum.
Kun tyhjö oli 5 x 10'5 mm/Hg, 1500 V jännite syötettiin teriin ja valokaaripurkaus aloitettiin. Suoritettiin terien työpintojen puhdistus katodipommituksen avulla 30 titaani-ioneilla ja kuumentamalla samanaikaisesti 680° C lämpötilaan, jota valvottiin infrapunapyrometrin avulla ±10°C tarkkuudella. Syötetty jännite alennettiin sitten 250 volttiin. Sitten syöttämällä energiaa vuorotellen titaani- ja molybdeenikatodeille saostettiin titaani- tai 35 molybdeeni-ioneja minuutin ajan. Saatiin monikerroksinen pinnoite vuorottelevista titaanikarbidi- (TiC) ja molyb- 9 80296 deenikarbidi(Mo2 C) kerroksista. Jännitesyöttö poriin poistettiin sitten ja valokaaripurkaus lopetettiin, minkä jälkeen porat jäähdytettiin kammiossa huoneen lämpötilaan.When the vacuum was 5 x 10'5 mm / Hg, a voltage of 1500 V was applied to the blades and an arc discharge was initiated. The surfaces of the blades were cleaned by cathodic bombardment with titanium ions and simultaneously heated to 680 ° C, which was monitored by an infrared pyrometer with an accuracy of ± 10 ° C. The supplied voltage was then reduced to 250 volts. Titanium or 35 molybdenum ions were then precipitated for one minute by alternately applying energy to the titanium and molybdenum cathodes. A multilayer coating was obtained from alternating layers of titanium carbide (TiC) and molybdenum carbide (Mo2 C). The voltage supply to the drill was then removed and the arc discharge was stopped, after which the drill was cooled in the chamber to room temperature.
Poratestit suoritettiin, kuten esimerkissä 1 on 5 esitetty. Testien tulokset on esitetty taulukossa 7. Taulukko 7Drill tests were performed as shown in Example 1. The results of the tests are shown in Table 7. Table 7
Testatun poran 12345 j ärj estysnumeroSequence number of the tested drill 12345
Yhdellä poralla porattujen 260 261 260 260 260 10 reikien lukumäärä Esimerkki 8Number of 260 261 260 260 260 10 holes drilled with one drill Example 8
Pinnoitettiin leikkuuteriä. Titaania ja molybdeeniä käytettiin haihtuvina, karbidin muodostavina materiaaleina. Perusmateriaalina käytettiin kovametalliseosta, 15 jonka koostumus on esitetty esimerkissä 2.The cutting blades were coated. Titanium and molybdenum were used as volatile, carbide-forming materials. A carbide alloy having the composition shown in Example 2 was used as the base material.
Levitettiin monikerroksinen pinnoite, kuten esimerkissä 7 on esitetty, paitsi että terien työpintojen puhdistus titaani- ja molybdeeni-ionien katodisen pommituksen avulla suoritettiin 680°C lämpötilassa. Leikkuuterät tes-20 tattiin sitten esimerkissä 2 esitetyllä tavalla.A multilayer coating was applied as shown in Example 7, except that the cleaning of the working surfaces of the blades by cathodic bombardment of titanium and molybdenum ions was performed at 680 ° C. The cutting blades were then tested as described in Example 2.
Testitulokset on esitetty taulukossa 8.The test results are shown in Table 8.
Taulukko 8Table 8
Testatun terän 12345 j ärj estysnumero 25 Yhdellä terällä leikattu- 40 40 41 40 40 jen työkappaleiden lukumääräSequence number of the tested blade 12345 25 Number of workpieces cut with one blade 40 40 41 40 40
Esimerkeissä 1-8 esitetyt testitulokset osoittavat, että päällysteen levitysmenetelmän yksinkertaistaminen on antanut mahdollisuuden parantaa porille ja leikkuuterille 30 luonteenomaista kulumiskestoa.The test results shown in Examples 1-8 show that the simplification of the coating application method has made it possible to improve the characteristic wear resistance of the drill and the cutting blade 30.
Keksinnön mukainen menetelmä sallii pinnoitteiden saostamisen nopeudella 0,1 - 0,7 mikrometriä/minuutti, joka vuorostaan lyhentää prosessijaksoa.The method according to the invention allows the coatings to be deposited at a rate of 0.1 to 0.7 micrometers / minute, which in turn shortens the process cycle.
Keksinnön mukaista menetelmää voidaan soveltaa 35 kulumista kestävien, vaikeasti sulavien pinnoitteiden muo- 10 80296 dostamiseen leikkaus- ja puristustyökaluille, jotka on valmistettu hiilipitoisista materiaaleista, kuten teräksestä, kovametalliseoksista, keraamisista seoksista jne.The method according to the invention can be applied to the formation of wear-resistant, refractory coatings for cutting and pressing tools made of carbonaceous materials, such as steel, carbide alloys, ceramic alloys, etc.
IlIl
Claims (3)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/SU1983/000030 WO1985001071A1 (en) | 1983-08-25 | 1983-08-25 | Method for the deposition of a coating |
| SU8300030 | 1983-08-25 |
Publications (4)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI851485L FI851485L (en) | 1985-04-12 |
| FI851485A0 FI851485A0 (en) | 1985-04-12 |
| FI80296B true FI80296B (en) | 1990-01-31 |
| FI80296C FI80296C (en) | 1990-05-10 |
Family
ID=21616808
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI851485A FI80296C (en) | 1983-08-25 | 1985-04-12 | Procedure for applying a coating in particular to cutting tools |
Country Status (15)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60502110A (en) |
| AT (1) | AT382892B (en) |
| AU (1) | AU559857B2 (en) |
| BR (1) | BR8307748A (en) |
| CA (1) | CA1216252A (en) |
| CH (1) | CH666054A5 (en) |
| DE (1) | DE3390523C2 (en) |
| DK (1) | DK159385D0 (en) |
| FI (1) | FI80296C (en) |
| FR (1) | FR2557595B1 (en) |
| GB (1) | GB2155044B (en) |
| NL (1) | NL8320315A (en) |
| NO (1) | NO851558L (en) |
| SE (1) | SE454705B (en) |
| WO (1) | WO1985001071A1 (en) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH669347A5 (en) * | 1986-05-28 | 1989-03-15 | Vni Instrument Inst | |
| CH671238A5 (en) * | 1986-11-06 | 1989-08-15 | Vni Instrument Inst | |
| AT388394B (en) * | 1987-01-09 | 1989-06-12 | Vni Instrument Inst | METHOD FOR PRODUCING CUTTING TOOL |
| FR2609726B1 (en) * | 1987-01-20 | 1989-05-26 | Instr I | PROCESS FOR MANUFACTURING CUTTING TOOLS |
| EP0404973A1 (en) * | 1989-06-27 | 1991-01-02 | Hauzer Holding B.V. | Process and apparatus for coating substrates |
| DE59004614D1 (en) * | 1989-06-27 | 1994-03-24 | Hauzer Holding | METHOD AND DEVICE FOR COATING SUBSTRATES. |
| CN100348776C (en) * | 2000-06-30 | 2007-11-14 | 圣戈本磨料股份有限公司 | Process for coating superabrasive particles with metal |
| ES2374864T3 (en) * | 2009-03-30 | 2012-02-22 | Oerlikon Trading Ag, Trübbach | METHOD FOR PRE-TREAT SUBSTRATES FOR PVD METHODS. |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3428546A (en) * | 1966-09-27 | 1969-02-18 | Atomic Energy Commission | Apparatus for vacuum deposition on a negatively biased substrate |
| US3882579A (en) * | 1972-03-13 | 1975-05-13 | Granville Phillips Co | Anti-wear thin film coatings and method for making same |
| US3912826A (en) * | 1972-08-21 | 1975-10-14 | Airco Inc | Method of physical vapor deposition |
| US3916052A (en) * | 1973-05-16 | 1975-10-28 | Airco Inc | Coating of carbon-containing substrates with titanium carbide |
| CA1041881A (en) * | 1974-09-11 | 1978-11-07 | Niels N. Engel | Coated steel product and process of producing the same |
| JPS5462183A (en) * | 1977-10-26 | 1979-05-18 | Seiko Epson Corp | Outside parts for pocket watch |
| DE3030149C3 (en) * | 1979-08-09 | 1996-12-19 | Mitsubishi Materials Corp | Cutting blade and method for its production |
-
1983
- 1983-08-25 AT AT0908483A patent/AT382892B/en not_active IP Right Cessation
- 1983-08-25 DE DE19833390523 patent/DE3390523C2/en not_active Expired - Lifetime
- 1983-08-25 WO PCT/SU1983/000030 patent/WO1985001071A1/en active IP Right Grant
- 1983-08-25 NL NL8320315A patent/NL8320315A/en not_active Application Discontinuation
- 1983-08-25 GB GB08508273A patent/GB2155044B/en not_active Expired
- 1983-08-25 BR BR8307748A patent/BR8307748A/en not_active IP Right Cessation
- 1983-08-25 AU AU20735/83A patent/AU559857B2/en not_active Ceased
- 1983-08-25 JP JP83503277A patent/JPS60502110A/en active Pending
- 1983-08-25 CH CH1660/85A patent/CH666054A5/en not_active IP Right Cessation
- 1983-12-29 FR FR8321028A patent/FR2557595B1/en not_active Expired
-
1984
- 1984-01-04 CA CA000444620A patent/CA1216252A/en not_active Expired
-
1985
- 1985-03-27 SE SE8501521A patent/SE454705B/en not_active IP Right Cessation
- 1985-04-09 DK DK159385A patent/DK159385D0/en not_active IP Right Cessation
- 1985-04-12 FI FI851485A patent/FI80296C/en not_active IP Right Cessation
- 1985-04-18 NO NO851558A patent/NO851558L/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU2073583A (en) | 1985-03-29 |
| FI851485L (en) | 1985-04-12 |
| NO851558L (en) | 1985-04-18 |
| JPS60502110A (en) | 1985-12-05 |
| DK159385A (en) | 1985-04-09 |
| FI851485A0 (en) | 1985-04-12 |
| WO1985001071A1 (en) | 1985-03-14 |
| SE8501521D0 (en) | 1985-03-27 |
| DK159385D0 (en) | 1985-04-09 |
| AT382892B (en) | 1987-04-27 |
| GB2155044B (en) | 1987-11-18 |
| BR8307748A (en) | 1985-07-02 |
| CA1216252A (en) | 1987-01-06 |
| FI80296C (en) | 1990-05-10 |
| GB2155044A (en) | 1985-09-18 |
| SE454705B (en) | 1988-05-24 |
| DE3390523T1 (en) | 1985-08-08 |
| CH666054A5 (en) | 1988-06-30 |
| DE3390523C2 (en) | 1990-01-18 |
| NL8320315A (en) | 1985-07-01 |
| FR2557595B1 (en) | 1986-07-11 |
| SE8501521L (en) | 1985-03-27 |
| ATA908483A (en) | 1986-09-15 |
| FR2557595A1 (en) | 1985-07-05 |
| AU559857B2 (en) | 1987-03-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0744473B1 (en) | Vacuum coated composite body and method of its production | |
| FI80296B (en) | FOERFARANDE FOER PAOFOERANDE AV ETT OEVERDRAG I SYNNERHET PAO SKAERVERKTYG. | |
| Sharipov et al. | Increasing the resistance of the cutting tool during heat treatment and coating | |
| IL205582A (en) | Method for boriding of coatings using high speed electrolytic process | |
| Das et al. | Tungsten inert gas (TIG) cladding of TiC-Fe metal matrix composite coating on AISI 1020 steel substrate | |
| Jafari et al. | Thermal degradation of TiN and TiAlN coatings during rapid laser treatment | |
| RU2433209C1 (en) | Method for obtaining wear-resistant and thermodynamically resistant multi-layer coating on basis of high-melting metals and their compounds | |
| Kiryukhantsev-Korneev et al. | Healing effect in coatings deposited by hybrid technology of vacuum electro-spark alloying, pulsed cathodic arc evaporation, and magnetron sputtering using Cr3C2-NiAl electrodes | |
| DE102004054193A1 (en) | Hard coating on any, preferably flexible substrate, comprising at least two morphologically different layers useful in applications involving friction pairs has outer layer comprising hard layer of amorphous, diamond-like carbon (DLC) | |
| Skakov et al. | Influence of electrolyte plasma treatment on structure, phase composition and microhardness of steel Р6М5 | |
| Rusinov et al. | Options for Forming of Nanostructured Surface Coatings | |
| RU2402633C1 (en) | Procedure for application of combined heat resistant coating | |
| Grigoriev | Study of cutting properties and wear pattern of carbide tools with comprehensive chemical-thermal treatment and nano-structured/gradient wear-resistant coatings | |
| Kieruj et al. | Characterization of laser-borided Nimonic 80A-alloy | |
| Jumbad et al. | Application of electrolytic plasma process in surface improvement of metals: a review | |
| JPS63166957A (en) | Surface coated steel product | |
| SE453468B (en) | CUTTING TOOLS PROVIDED WITH A RESISTABLE COATING AND PROCEDURES FOR PRODUCING THEREOF | |
| Volosova et al. | Development of a methodology for the formation of surface systems with programmable nanostructure parameters for effective use in modern manufacturing | |
| Amuda et al. | Wear and corrosion characteristics of silicon carbide surface modified mild steel | |
| SE457266B (en) | PROCEDURE FOR THE MARKETING OF A CORRESPONDABLE COATING OF A CUTTING TOOL OF A CARBONIC MATERIAL | |
| RU2470090C1 (en) | Method of applying titanium carbide-based coats on titanium alloys | |
| Zdanowski et al. | Modification of metal properties by ion plating of TiN | |
| RU2231573C2 (en) | Method for chemicothermal treatment of solid alloy and steel objects | |
| RU2603414C1 (en) | Method of producing anti-fretting coating | |
| Fayomi et al. | Surface protection progresses: A paradigm shift on composite deposition and matrixes |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM | Patent lapsed |
Owner name: VSESOJUZNY NAUCHNO-ISSLEDOVATELSKY |