NO851558L - APPLICATION OF A COVER TO CUTTING TOOL. - Google Patents

APPLICATION OF A COVER TO CUTTING TOOL.

Info

Publication number
NO851558L
NO851558L NO851558A NO851558A NO851558L NO 851558 L NO851558 L NO 851558L NO 851558 A NO851558 A NO 851558A NO 851558 A NO851558 A NO 851558A NO 851558 L NO851558 L NO 851558L
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
carbide
forming material
base material
coating
cutting tool
Prior art date
Application number
NO851558A
Other languages
Norwegian (no)
Inventor
Alexei Georgievich Gavrilov
Leonid Stephanovich Guzei
Viktor Petrovich Zhed
Elena Ivanovna Kurbatova
Vyacheslav Nikolaevich Panin
Andrei Karlovich Sinelschikov
Valentin Glebovich Padalka
Original Assignee
Vni Instrument Inst
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vni Instrument Inst filed Critical Vni Instrument Inst
Publication of NO851558L publication Critical patent/NO851558L/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/02Pretreatment of the material to be coated
    • C23C14/021Cleaning or etching treatments
    • C23C14/022Cleaning or etching treatments by means of bombardment with energetic particles or radiation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C10/00Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces
    • C23C10/06Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces using gases
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24Vacuum evaporation
    • C23C14/32Vacuum evaporation by explosion; by evaporation and subsequent ionisation of the vapours, e.g. ion-plating
    • C23C14/325Electric arc evaporation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/54Controlling or regulating the coating process
    • C23C14/541Heating 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

Foreliggende oppfinnelse angår generelt metallbearbeiding og mere spesielt påføring av belegg. The present invention generally relates to metalworking and more particularly to the application of coatings.

Den moderne trend når det gjelder metallbearbeiding krever høyere styrke, slitasjemotstandsevne og mindre kostbare matarialer for fremstilling av verktøy. The modern trend in metalworking requires higher strength, wear resistance and less expensive materials for the manufacture of tools.

Imidlertid bringer en yderligere modifisering av sammensetning av verktøymaterialene ingen vesentlig forbedring hår det gjelder de fysikalske og mekaniske egenskaper. Prolemet kan derfor løses ved mere avanserte metoder for påføring av motstandsdyktige og slitasjefast belegg. However, a further modification of the composition of the tool materials does not bring any significant improvement regarding the physical and mechanical properties. The problem can therefore be solved by more advanced methods for applying resistant and wear-resistant coatings.

Det er kjent en fremgangsmåte for påføring av et belegg på en basis av karbonholdig materiale ved fordamping av et karbiddannende materiale under undertrykk, oppvarming av arbeidsoverflaten av basismaterialet og kondensering av det fordampbare karbiddannende materiale på inntil det dannes et belegg (jevnfør V.I.Kostikov og J.A.Shesternev "Plazmennye pokrytia", the Metallurgia Publishers,Moscow, 1978, 1978, p.24). I henhold til denne måte gjennomføres fordamping av det karbiddannende materiale og oppvarmingen av arbeidsoverflaten av basismaterialet termisk. A method is known for applying a coating to a base of carbonaceous material by vaporizing a carbide-forming material under reduced pressure, heating the working surface of the base material and condensing the vaporizable carbide-forming material on until a coating is formed (see V.I.Kostikov and J.A.Shesternev "Plazmennye pokrytia", the Metallurgia Publishers, Moscow, 1978, 1978, p.24). According to this method, evaporation of the carbide-forming material and the heating of the working surface of the base material are carried out thermally.

En mangel ved denne metode er at karbidiseringsbehandling-en av det fordampbare materiale med karbon av basismaterialet skjer ved en temperatur fra 1000 til 1600°C, noe som kompliserer, dannelsen av belegget. A shortcoming of this method is that the carbidization treatment of the vaporizable material with carbon of the base material takes place at a temperature from 1000 to 1600°C, which complicates the formation of the coating.

I tillegg ligger en yderligere mangel ved denne metode i at det fordampbare materialet ikke helt reagerer med karbonet i basismaterialet for å påvirke kvaliteten av det dannede belegg.. In addition, a further shortcoming of this method lies in the fact that the vaporizable material does not completely react with the carbon in the base material to affect the quality of the coating formed.

En ^yderligere kjent metode for påføring av et belegg på overveiende skjæreverktøy med en basis av karbonholdig materiale tilsier fordamping av minst et karbiddannende A further known method for applying a coating to cutting tools predominantly with a base of carbonaceous material involves vaporizing at least one carbide-forming

Viktig informasjonimportant information

Av arkivmessige grunner har Patentstyret for denne allment tilgjengelige patentsøknad kun tilgjengelig dokumenter som inneholder håndskrevne anmerkninger, kommentarer eller overstrykninger, eller som kan være stemplet "Utgår" eller lignende. Vi har derfor måtte benytte disse dokumentene til skanning for å lage en elektronisk utgave. For archival reasons, the Norwegian Patent Office only has access to documents for this generally available patent application that contain handwritten notes, comments or crossing outs, or that may be stamped "Expired" or the like. We have therefore had to use these documents for scanning to create an electronic edition.

Håndskrevne anmerkninger eller kommentarer har vært en del av saksbehandlingen, og skal ikke benyttes til å tolke innholdet i dokumentet. Handwritten remarks or comments have been part of the proceedings, and must not be used to interpret the content of the document.

Overstrykninger og stemplinger med "Utgår" e.l. indikerer at det under saksbehandlingen er kommet inn nyere dokumenter til erstatning for det tidligere dokumentet. Slik overstrykning eller stempling må ikke forstås slik at den aktuelle delen av dokumentet ikke gjelder. Cross-outs and stampings with "Expired" etc. indicates that newer documents have been received during the proceedings to replace the earlier document. Such crossing out or stamping must not be understood as meaning that the relevant part of the document does not apply.

Vennligst se bort fra håndskrevne anmerkninger, kommentarer eller overstrykninger, samt eventuelle stemplinger med "Utgår" e.l. som har samme betydning. materiale ved bueutladning under undertrykk, pålegging av spenning på skjæreverktøyet som behandles og rensing og oppvarming av arbeidsoverflaten av basismaterialet for skjæreverktøyet ved bombardering med joner av det karbiddannende materialet med henblikk på efterfølgende kondensering på arbeidsoverflaten av basismaterialet inntil belegget er dannet. I henhold til denne metode og før kondensering av joner på det fordampbare karbiddannende materiale innføres en gassblanding under undertrykk, en blanding som har en tendens til å reagere med det fordampbare karbiddannende materialet inntil belegget er dannet og arbeidsoverflaten av basismaterialet av skjæreverktøyet, jevnfør "Fizika i khima obrabotki materialov "Periodical; A.A.Andreev et al "Pokrytia iz karbida molibdena, poluchennye metodom osazhdenia plazmennykh potokov v vakuume" - på russisk, "Nauka" Publishers, Moskva, nr. 2, s. 169). Please ignore handwritten remarks, comments or crossing outs, as well as any stamps with "Expired" etc. which have the same meaning. material by arc discharge under negative pressure, applying voltage to the cutting tool being processed and cleaning and heating the working surface of the base material for the cutting tool by bombarding the carbide-forming material with ions with a view to subsequent condensation on the working surface of the base material until the coating is formed. According to this method and before the condensation of ions on the volatile carbide-forming material, a gas mixture is introduced under reduced pressure, a mixture that tends to react with the volatile carbide-forming material until the coating is formed and the working surface of the base material of the cutting tool, cf. "Fizika i khima obrabotki materialov "Periodical; A.A.Andreev et al "Pokrytia iz karbida molybdena, poluchennye metodom osazhdenia plazmennykh potokov v vakuume" - in Russian, "Nauka" Publishers, Moscow, No. 2, p. 169).

Imidlertid medfører innføring av gassblanding sterke kom-plikasjoner i denne prosess og resulterer i et lengere tidsrom som er nødvendig for dannelse av belegget. However, the introduction of a gas mixture causes strong complications in this process and results in a longer period of time which is necessary for the formation of the coating.

I henhold til metoden er forløpet av fordamping av gassblandingen ved bueutladning ikke stabil, noe som resulterer i kontinuerlige variasjoner av sammensetningen av belegget, noe som derfor gjør det vanskeligere å reprodusere den nødvendige sammensetning av belegget, noe som i sin tur gjør beleggsdannelsesprosessen mere komplisert. According to the method, the course of vaporization of the gas mixture by arc discharge is not stable, which results in continuous variations of the composition of the coating, which therefore makes it more difficult to reproduce the required composition of the coating, which in turn makes the coating formation process more complicated.

Videre kan bruken av eksplosive gasser for gassblandingen sette arbeidspersonale i fare. Furthermore, the use of explosive gases for the gas mixture can put work personnel at risk.

Oppfinnelsen er rettet mot tilveiebringelse av en fremgangsmåte for påføring av et belegg der rensing og oppvarming av arbeidsoverflaten av basismaterialet i et skjære-verktøy som behandles gjennomføres for å forenkle fremgangsmåten ved beleggsdannelse, og der eksplosjonsfare The invention is aimed at providing a method for applying a coating where cleaning and heating of the working surface of the base material in a cutting tool being processed is carried out in order to simplify the method for coating formation, and where the risk of explosion

forhindres.be prevented.

Målet for oppfinnelsen oppnås ved at det i en metode for pålegning av et belegg, fortrinnsvis på skjæreverktøy, av karbonholdige materialer, v-t± fordamping av minst et karbiddannende materiale under vakuum under bueutladning, pålegning av spenning på skjæreverktøyet,rensing og oppvarming av areidsoverflaten av basismaterialet av skjæreverk-tøyet ved katodebombardement med^oner av det fordampbare karbiddannende materiale, ledsaget av en efterfølgende kondensasjon av dette på arbeidsoverflaten av basismaterialet av skjæreverktøyet inntil belegget er dannet derpå ifølge oppfinnelsen rening og oppvarming av arbeidsoverflaten av basismateriale i skjæreverktøyet inntil det er nådd en temperatur der karbidisering av det fordampbare karbiddannende materiale ved hjelp av karbon i basismaterialet av skjæreverktøyet skjer. The object of the invention is achieved in that in a method for applying a coating, preferably on cutting tools, of carbonaceous materials, v-t± vaporization of at least one carbide-forming material under vacuum during arc discharge, application of voltage to the cutting tool, cleaning and heating of the surface of the base material of the cutting tool by cathodic bombardment with ions of the vaporizable carbide-forming material, accompanied by a subsequent condensation of this on the working surface of the base material of the cutting tool until the coating is formed thereon according to the invention cleaning and heating of the working surface of the base material in the cutting tool until a temperature is reached where carbidization of the vaporizable carbide-forming material by means of carbon in the base material of the cutting tool takes place.

Fortrinnsvis er den temperatur ved hvilken karbidisering skjer, mellom 500 og 540°C der stål benyttes som basismateriale for skjæreverktøyet. Preferably, the temperature at which carbidisation takes place is between 500 and 540°C where steel is used as the base material for the cutting tool.

Som en henvisning vil temperaturen for karbidisering være fra 620 til 680°C når en hårdlegering benyttes som basismateriale for skjæreverktøyet. As a reference, the temperature for carbidization will be from 620 to 680°C when a hard alloy is used as the base material for the cutting tool.

Fortrinnsvis benyttes titan som fordampbart karbiddannende materiale.. Titanium is preferably used as evaporable carbide-forming material.

Alternativt benyttes titannitrid som fordampbart karbiddannende materialer. Alternatively, titanium nitride is used as evaporable carbide-forming materials.

Aller helst benyttes en titanlegering som fordampbart kar-bii^clannende materiale. Most preferably, a titanium alloy is used as evaporable vessel-bii^clanting material.

Når to karbiddannende materialer benyttes samtidig er molybden et fortrinnsvis benyttet materiale som dét yderlig- When two carbide-forming materials are used at the same time, molybdenum is a preferentially used material as the additional

ere kariddannende materiale.are caride-forming material.

Oppfinnelsen muliggjør en stabilisering av sammensetningen av et belegg som påføres, uttrykt ved tykkelse, noe som forenkler fremgangsmåten ved påføring av slike belegg. The invention makes it possible to stabilize the composition of a coating that is applied, expressed in terms of thickness, which simplifies the method of applying such coatings.

I tillegg muliggjør oppfinnelsens metode å forhindre eksplosjonsfare under pålegning. In addition, the method of the invention makes it possible to prevent the risk of explosion during application.

En metode for påføring av et belegg på i det vesentlige skjæreverktøy hvis basismetall inneholder karbonholdig materiale, ligger i at et karbiddannende materiale vakuum-fordampes ved gnistutladning og en elektrisk spenning leg-ges på skjæreverktøyet. Derefter blir a^idsoverflaten av skjæreverktøybasismetall renset og oppvarmet med bombardering i joner av dekarbiddannende materiale til en temperatur slik at karbidiseringsbehandling av det karbiddannende materiale fordampes med karbon fra basismetallet i skjæreverktøyet. Derefter har jonene fra det karbon-dannende materiale som fordampes en tendens til å kondensere på arbeidsoverflaten av basismaterialet i skjære-verktøyet inntil belegget er dannet. A method for applying a coating to essentially cutting tools whose base metal contains carbonaceous material is that a carbide-forming material is vacuum-evaporated by spark discharge and an electrical voltage is applied to the cutting tool. Then, the a^id surface of cutting tool base metal is cleaned and heated by bombardment in ions of decarbide-forming material to a temperature so that carbidizing treatment of the carbide-forming material is vaporized with carbon from the base metal of the cutting tool. Thereafter, the ions from the vaporized carbon-forming material tend to condense on the working surface of the base material in the cutting tool until the coating is formed.

Ifølge et trekk ved den foreslåtte fremgangsmåte er den temperatur ved hvilken karboniseringsbehandlingen skjer mellom 500 og 540°C for å sikre en større metning av belegget som dannes ved hjelp av karbon, i det stål benyttes som basismateriale. According to a feature of the proposed method, the temperature at which the carbonisation treatment takes place is between 500 and 540°C to ensure a greater saturation of the coating which is formed with the help of carbon, in which steel is used as the base material.

Ved en karbenxseringsbehandlingstemperatur under 500UC skjer det i praksis ingen beleggsdannelse med karbon mens ved en temperatur over 540°C har stålet en tendens til delvis å miste sin styrke, noe som i begge tilfelle påvir-ker slitasjemotstandsevnen for skjæreverktøyet. At a carburizing treatment temperature below 500UC, no coating formation with carbon takes place in practice, while at a temperature above 540°C the steel tends to partially lose its strength, which in both cases affects the wear resistance of the cutting tool.

Alternativt, for større metning av belegg som dannes ved hjelp av karbon, og i henhold til den foreslåtte metode, Alternatively, for greater saturation of coatings formed using carbon, and according to the proposed method,

I, IN,

er den temperatur ved hvilken karb^djLseringsbehandlingen skjer, fra 620 til 680°C, hvorved en hårdlegering fortrinnsvis benyttes som basismateriale. is the temperature at which the carburizing treatment takes place, from 620 to 680°C, whereby a hard alloy is preferably used as the base material.

En karbidiseringstemperatur under 620°C og over 680°C skjer prosesser tilsvarende de ovenfor beskrevne når det gjelder hårdlegeringer. At a carbidization temperature below 620°C and above 680°C, processes similar to those described above occur in the case of hard alloys.

Ifølge et annet trekk ved oppfinnelsen benyttes titan som karbiddannende materiale som fordampes. According to another feature of the invention, titanium is used as carbide-forming material which is evaporated.

For å øke slitasjemotstandsevnen av belegget som dannes benyttes fortrinnsvis en titanlegering som karbiddannende materiale som fordampes. In order to increase the wear resistance of the coating that is formed, a titanium alloy is preferably used as the carbide-forming material that evaporates.

I henhold til et yderligere trekk ved oppfinnelsens frem^gangsmåte benyttes molybden som yderligere karbiddannende materiale som skal fordampes der to slike benyttes. According to a further feature of the method of the invention, molybdenum is used as an additional carbide-forming material to be evaporated where two such are used.

Oppfinnelsen vil forståes bedre ut fra de tallrike eksemp-ler for utføring av dem slik det nedenfor er beskrevet. The invention will be better understood from the numerous examples of their implementation as described below.

Eksempel 1Example 1

Det ble påført belegg på bor med 5 mm diameter.A coating was applied to drills with a diameter of 5 mm.

Titan ble benyttet som karbiddannende materiale som skulle fordampes mens det som basismateriale for borstålet ble benyttet følgende sammensetning: Titanium was used as the carbide-forming material that was to be evaporated, while the following composition was used as the base material for the boron steel:

De rensede bor ble anbragt i spesialmagasiner som ble fylt i vakuumkamre utstyrt med en titankatode. Når vakuumverdi-en nådde 10 pascal ble en bueutladning initiert og en spenning på 1500 volt lagt på borene. Derved ble det gjen-nomført en rensing av arbeidsoverflaten på borene ved ka todebombardering med titanjoner og oppvarming til en temperatur av 520°C, kontrollert ved hjelp av et intrarø^dt pyrometer til - 10°C. Derefter ble spenningen redusert til 250 volt for å gjennomføre kondensering av titanjoner på areidsoverflaten av borene i tre minutter fulgt av karbidisering av denne overflate ved hjelp av karbon på stålet. Efter at tykkelsen i det således påførte belegg, titankarbid, utgjorde 2 miJ«?err7ble spenningen fjernet fra borene og bueutladningen avenergisert, hvorefter borene ble avkjølt til romtemperatur. The cleaned drill bits were placed in special magazines which were filled in vacuum chambers equipped with a titanium cathode. When the vacuum value reached 10 pascals, an arc discharge was initiated and a voltage of 1500 volts was applied to the drills. Thereby, a cleaning of the working surface of the drills was carried out by cathode bombardment with titanium ions and heating to a temperature of 520°C, controlled by means of an infrared pyrometer to -10°C. Then the voltage was reduced to 250 volts to effect condensation of titanium ions on the areid surface of the drills for three minutes followed by carbidization of this surface by means of carbon on the steel. After the thickness of the thus applied coating, titanium carbide, amounted to 2 mm, the voltage was removed from the drills and the arc discharge de-energized, after which the drills were cooled to room temperature.

Slitasjeprøver av de belagte bor ble gjennomført på et stål med følgende sammensetning: Wear tests of the coated drill bits were carried out on a steel with the following composition:

følgende betingelser: the following conditions:

borhastighet V = 32 m/min; drilling speed V = 32 m/min;

bortilmatningshastighet S = 0,12 mm/omdr.; Boring feed rate S = 0.12 mm/rev.;

bordybde 1 = 3d = 15 mm; table depth 1 = 3d = 15 mm;

Prøveresultatene er gitt i tabell 1. The test results are given in Table 1.

Eksempel 2 Example 2

Belegg ble påført på skjæreplater. Som platebasismateriale ble det benyttet en hårdlegering med følgende sammensetning: Coatings were applied to cutting plates. As plate base material, a hard alloy with the following composition was used:

Titan ble benyttet som fordampet materiale. Titanium was used as evaporated material.

Belegget ble påført på en måte tilsvarende det som er beskrevet under henvisning til eksempel 1 bortsett fra at rensingen av arbeidsoverflaten av platene ved katodebombardement med titanloner ble gjennomført ved oppvarming til en temperatur av 620°C. The coating was applied in a manner similar to that described with reference to example 1, except that the cleaning of the working surface of the plates by cathodic bombardment with titanium ions was carried out by heating to a temperature of 620°C.

Yderligere en skjæreplater ble prøvet på slitasje fra hver sats av plater som var belagt; betingelsene var som følger: An additional cutting board was tested for wear from each batch of boards that were coated; the conditions were as follows:

skjærehastighet V = 160m/min.cutting speed V = 160m/min.

matehastighet S =0,3 mm/omdr.feed rate S =0.3 mm/rev.

skjæredybde t =1 mm.cutting depth t =1 mm.

Prøveresultatene er angitt i tabell 2.The test results are given in Table 2.

Eksempel 3 Example 3

Belegg ble påført på bor med diameter 5 mm.Coating was applied to drill bits with a diameter of 5 mm.

Titannitrid ble benyttet som karbiddannende materiale, basismateriale hadde en sammensetning tilsvarende den i eksempel 1. Titanium nitride was used as carbide-forming material, the base material had a composition similar to that in example 1.

Arbeidsoverflåtene av borene ble katodebombardert med titannitrid joner og oppvarmet til en temperatur av 510°C. Derefter ble den pålagte spenning redusert til 300 volt slik at titannitridjonene kunne kondensere på arbeidsover flaten av borene i tre minutter med efterfølgende karbidi- The working surfaces of the drills were cathodically bombarded with titanium nitride ions and heated to a temperature of 510°C. Then the applied voltage was reduced to 300 volts so that the titanium nitride ions could condense on the working surface of the drills for three minutes with subsequent carbide-

sering med stålets karbon. Tykkelsen i^bele^gget, bestående av titankarbonitrid Ti(NC), var 2 mikro-. Spenningen ble så tatt av fra borene og bueutladningen avenergisert. Borene ble derefter avkjølt til romtemperatur og prøvete på den måte som er beskrevet i eksempel 1. sering with the steel's carbon. The thickness of the coating, consisting of titanium carbonitride Ti(NC), was 2 microns. The voltage was then removed from the drills and the arc discharge de-energized. The drills were then cooled to room temperature and tested in the manner described in example 1.

Prøveresultatene er gitt i tabell 3.The test results are given in Table 3.

Eksempel 4 Example 4

Skjæreplater ble belagt.Cutting boards were coated.

Titannitrid ble benyttet som materiale som skulle fordampes. Platebasismaterialet tilsvarte i sammensetning det som ble benyttet i eksempel 2. Titanium nitride was used as material to be evaporated. The plate base material corresponded in composition to that used in example 2.

Beleggspåføringen ble gjennomført i det vesentlige som beskrevet i eksempel 3, bortsett fra at katodebombarderingen av arbeidsoverflaten av platene med titannitridjoner ble oppnådd ved oppvarming til en temperatur av 635°C. The coating application was carried out essentially as described in Example 3, except that the cathodic bombardment of the working surface of the plates with titanium nitride ions was achieved by heating to a temperature of 635°C.

Eksempel 5Example 5

De således belagte skjæreplater ble prøvet som beskrevet i eksempel 2. Prøveresultatene er gitt i tabell 4. The thus coated cutting boards were tested as described in example 2. The test results are given in table 4.

Eksempel 5 Example 5

Belegg ble påført på bor med diamter 5 mm.The coating was applied to drills with a diameter of 5 mm.

Som karbiddannende materiale som skulle fordampes ble det benyttet en titanlegering med følgende sammensetning: A titanium alloy with the following composition was used as the carbide-forming material to be evaporated:

Basismaterialet var stål med en sammensetning som angitt i eksempel 1. The base material was steel with a composition as stated in example 1.

Belegg ble påført i det vesentlige som beskrevet i eksempel 1, bortsett fra at rensing av arbeidsoverflaten av borene ved katodebombardering med titan-, aluminium- og molybdenjoner ble ledsaget av oppvarming til en temperatur av 525°C, idet sammensetningen av belegget var titankar-bidbasert multilegert fast oppløsning (Ti, Mo, A1)C. Coatings were applied essentially as described in example 1, except that cleaning of the working surface of the drills by cathodic bombardment with titanium, aluminum and molybdenum ions was accompanied by heating to a temperature of 525°C, the composition of the coating being titanium carbide based multi-alloy solid solution (Ti, Mo, A1)C.

Borene som var belagt på denne måte ble prøvet som i eksempel 1. The drills that were coated in this way were tested as in example 1.

Prøveresultater angis i tabell 5.Test results are given in Table 5.

Eksempel 6 Example 6

Belegg ble påført på skjæreplater.Coatings were applied to cutting plates.

Titanlegering ble benyttet som karbiddannende materiale som fordampes hvorved sammensetningen av dette materiale representeres i eksempel 5. En hårdlegering med en sammensetning som beskrevet i eksempel 2 ble benyttet som basismateriale. Titanium alloy was used as carbide-forming material which evaporates, whereby the composition of this material is represented in example 5. A hard alloy with a composition as described in example 2 was used as base material.

Beleggsfremgangsmåten tilsvarte den som er beskrevet i eksempel 2 bortsett fra at rensing av arbeidsoverflaten av borene ved katodebombardering med titan-, aluminium- og molybdenjoner ble ledsaget av oppvarming til en temperatur av 650°C. The coating procedure was similar to that described in Example 2 except that cleaning of the working surface of the drills by cathodic bombardment with titanium, aluminum and molybdenum ions was accompanied by heating to a temperature of 650°C.

De belagte plater ble prøvet som beskrevet i eksempel 2. The coated plates were tested as described in example 2.

Resultatene er angitt i tabell 6.The results are shown in table 6.

Eksempel 7 Example 7

Bor med diameter 5 mm ble belagt.Drills with a diameter of 5 mm were coated.

Titan og molybden ble benyttet som karbiddannende fordampbare materialer. Som basismaterialet benyttet man et stål med den sammensetning som er beskrevet i eksempel 1. Titanium and molybdenum were used as carbide-forming volatile materials. A steel with the composition described in example 1 was used as the base material.

De rensede plater ble anbragt i spesielle magasiner og lagt i vakuumkamre utstyrt med to anoder bestående av titan og molybden. The cleaned plates were placed in special magazines and placed in vacuum chambers equipped with two anodes consisting of titanium and molybdenum.

Når vakuum nådde 5 x 10"^ mm Hg, ble det lagt på en spenning på 1500 volt på platene og en bueutladning ble initiert. Rensing av arbeidsoverflaten av platen ved katodebombardering med titanjoner og samtidig oppvarming til en temperatur til 680°C, regulert med infrarødt pyrometer til en nøyaktighet på +10°C, ble utført. Derefter ble den pålagte spenning redusert til 250 volt. Derefter ble ved alternerende energisering av titan- og When the vacuum reached 5 x 10"^ mm Hg, a voltage of 1500 volts was applied to the plates and an arc discharge was initiated. Cleaning of the working surface of the plate by cathodic bombardment with titanium ions and simultaneous heating to a temperature of 680°C, regulated by infrared pyrometer to an accuracy of +10°C, was carried out. Then the applied voltage was reduced to 250 volts. Then, by alternately energizing titanium and

o o

molybdenkatodene, titan- og moledenionene kondensert i tre minutter. Et multisjiktbelegg av alternerende sjikt av titankarbid TiC og molybdenkarbid M02C ble oppnådd. Spenningen på borene ble fjernet og bueutladningen avenergisert hvorefter borene ble avkjølt i kamre til romtemperatur . the molybdenum cathodes, titanium and molybdenum ions condensed for three minutes. A multilayer coating of alternating layers of titanium carbide TiC and molybdenum carbide MO 2 C was obtained. The voltage on the drills was removed and the arc discharge de-energized, after which the drills were cooled in chambers to room temperature.

Borprøver ble utført som beskrevet i eksempel 1. Drilling tests were carried out as described in example 1.

Resultatene er angitt i tabell 7.The results are shown in table 7.

Eksempel 8 Example 8

Skjæreplater ble belagt.Cutting boards were coated.

Titan og molybden ble benyttet som fordampbare karbiddannende materialer. En hårdlegering med en sammensetning som beskrevet i eksempel 2 ble benyttet som basismateriale. Titanium and molybdenum were used as evaporable carbide-forming materials. A hard alloy with a composition as described in example 2 was used as the base material.

Et flersjiktsbelegg ble pålagt som angitt i eksempel 7, bortsett fra at rensing av arbeidsoverflaten av platene ved katodebombardering med titan- og molybden>pner ble ut-ført ved en temperatur av 680°C. A multi-layer coating was applied as indicated in Example 7, except that cleaning of the working surface of the plates by cathodic bombardment with titanium and molybdenum particles was carried out at a temperature of 680°C.

Skjæreplatene ble derefter prøvet som i eksempel 2. The cutting plates were then tested as in Example 2.

Resultatene er angitt i tabell 8.The results are shown in table 8.

Prøveresultatene som angitt i eksemplene 1 til 8 viser at en forenkling av beleggspåføringsprosessene gjorde det mu-lig å øke slitasjemotstandsevnen for bor og skjæreplater. The test results as set forth in Examples 1 to 8 show that a simplification of the coating application processes made it possible to increase the wear resistance of drills and cutting plates.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen muliggjør å kondensere belegg i en mengde av 0,1 til 0 ,7 mikr^jr pr. minutt noe som i sin tur nedskjærer tiden for prosesscyklusen. The method according to the invention makes it possible to condense coatings in an amount of 0.1 to 0.7 microns per minute, which in turn cuts down the time for the process cycle.

Oppfinnelsen finner anvendelse for å oppnå slitasjemot-standsdyktige bestandige belegg på skjæreverktøy og stanseverktøy av karbonholdige materialer slik som stål, hårdlegeringer, keramiske legeringer osv. The invention finds application in achieving wear-resistant durable coatings on cutting tools and punching tools made of carbon-containing materials such as steel, hard alloys, ceramic alloys, etc.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte for påføring av et belegg hovedsakelig på skjæreverktøy som i det vesentlige består av karbonholdig materiale tved fordamping av minst ett karbonholdig materiale under trykk ved hjelp av utladning, pålegning av en spenning på skjæreverktøyet, rensing og oppvarming av arbeidsoverf laten av, basismaterialet -i—det^ te-e" ved katodebombardering med \joner av fordampbart karbiddannende materiale til en temperatur ved hvilket det reagerer med basismaterialet i skjæreverktøyet, fulgt av efterfølgende kondensering på arbeidsoverflaten av materialet inntil det er dannet et belegg, karakterisert ved at temperaturen ved hvilket det karbiddannende materiale reagerer med basismaterialet i verktøyet under rensingen og .oppvarmingen er lik den temperatur ved hvilken karbjrdiseringsbehandlingen av det fordampbare karbiddannende materiale med karbonet i basismaterialet i skjæreverktøyet skjer, mens " h goner av det karbiddannende materialet kondenseres samtidig med sin karbidisering som en kjedereaksjon av karbonoverføring gjennom beleggssjiktets tykkelse.1. Process for applying a coating mainly to cutting tools that essentially consist of carbonaceous material by vaporizing at least one carbonaceous material under pressure by means of discharge, applying a voltage to the cutting tool, cleaning and heating the working surface of, the base material -i— det^ te-e" by cathodic bombardment with \ions of vaporizable carbide-forming material to a temperature at which it reacts with the base material in the cutting tool, followed by subsequent condensation on the working surface of the material until a coating is formed, characterized in that the temperature at which the carbide-forming material reacts with the base material in the tool during the cleaning and the heating is equal to the temperature at which the carburizing treatment of the vaporizable carbide-forming material with the carbon in the base material in the cutting tool takes place, while "high gones" of the carbide-forming material are condensed simultaneously with their carbidization which a chain reaction of carbon transfer through the thickness of the coating layer. 2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at ^ øn* anvende^ en karbidiseringstemperatur mellom 620 og 680°C når en hårdlegering benyttes som basismateriale i skjæreverktøyet.2. Method according to claim 1, characterized in that a carbidization temperature between 620 and 680°C is used when a hard alloy is used as the base material in the cutting tool. 3- Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at titan benyttes som fordampbart karbiddannende materiale.3- Method according to claim 1, characterized in that titanium is used as evaporable carbide-forming material. 4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at titannitrid benyttes som fordampbart karbiddannende materiale.4. Method according to claim 1, characterized in that titanium nitride is used as evaporable carbide-forming material. 5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at en titanlegering benyttes som fordampbart karbiddannende materiale.5. Method according to claim 1, characterized in that a titanium alloy is used as evaporable carbide-forming material. 6. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at JJilt^hår to karbiddannende materialer benyttes, anvende^ molybden som det y&erligere fordampbare karbiddannende materiale.6. Method according to claim 3, characterized in that two carbide-forming materials are used, using molybdenum as the further vaporizable carbide-forming material.
NO851558A 1983-08-25 1985-04-18 APPLICATION OF A COVER TO CUTTING TOOL. NO851558L (en)

Applications Claiming Priority (1)

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

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NO851558L true NO851558L (en) 1985-04-18

Family

ID=21616808

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO851558A NO851558L (en) 1983-08-25 1985-04-18 APPLICATION OF A COVER TO CUTTING TOOL.

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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.
RU2247794C2 (en) * 2000-06-30 2005-03-10 Сент-Гобэн Абразивс, Инк. Method for coating of superabrasive with metal
PT2236641E (en) * 2009-03-30 2012-01-06 Oerlikon Trading Ag Method for pre-treating substrates for pvd procedures

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
ES494779A0 (en) * 1979-08-09 1981-03-16 Mitsubishi Metal Corp PROCEDURE FOR THE MANUFACTURE OF BLADES EQUIPPED WITH COATING, FOR CUTTING TOOLS

Also Published As

Publication number Publication date
FR2557595A1 (en) 1985-07-05
SE8501521D0 (en) 1985-03-27
AU2073583A (en) 1985-03-29
SE454705B (en) 1988-05-24
JPS60502110A (en) 1985-12-05
NL8320315A (en) 1985-07-01
ATA908483A (en) 1986-09-15
GB2155044B (en) 1987-11-18
DE3390523C2 (en) 1990-01-18
DE3390523T1 (en) 1985-08-08
FI851485L (en) 1985-04-12
FR2557595B1 (en) 1986-07-11
FI80296B (en) 1990-01-31
CA1216252A (en) 1987-01-06
CH666054A5 (en) 1988-06-30
AU559857B2 (en) 1987-03-19
DK159385A (en) 1985-04-09
BR8307748A (en) 1985-07-02
AT382892B (en) 1987-04-27
WO1985001071A1 (en) 1985-03-14
FI851485A0 (en) 1985-04-12
SE8501521L (en) 1985-03-27
GB2155044A (en) 1985-09-18
FI80296C (en) 1990-05-10
DK159385D0 (en) 1985-04-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6033734A (en) Method of coating metallic and ceramic substrates
US5208102A (en) Coated highly wear-resistant tool and physical coating process therefor
Matthews Titanium nitride PVD coating technology
US4401719A (en) Highly hard material coated articles
JP3488526B2 (en) Hard coatings and hard coatings with excellent wear resistance
US4450205A (en) Surface-coated blade member of super hard alloy for cutting tools and process for producing same
EP0166349A1 (en) Surface treatment process
NL8601424A (en) CUTTING TOOL PROVIDED WITH AN ABRASION RESISTANT COATING COAT AND METHOD FOR APPLYING THIS COATING COAT.
NO851558L (en) APPLICATION OF A COVER TO CUTTING TOOL.
US4820392A (en) Method of increasing useful life of tool steel cutting tools
US4729905A (en) Method for production of cutting tools
JPH06346226A (en) Improvement of life of tool and tool coated with wearproof layer
JPH0911004A (en) Hard layer covered cutting tool
NO842235L (en) WEAR-RESISTABLE SINGLE COAT FOR METAL CUTTING TOOL
US4925346A (en) Method of increasing useful life of tool steel cutting tools
JP2601045B2 (en) Surface coated steel product and method of manufacturing the same
IE54993B1 (en) Coating application method
JP3572240B2 (en) Method and apparatus for physically modifying a conductive member
Freller et al. Low temperature vapour phase coating processes for wear resistant coatings on high duty tools
RU31241U1 (en) Multilayer cutting tools
JPH04128362A (en) Wear resistant hard film coated steel material
RU31245U1 (en) Coated Cutting Tools
JPH11158606A (en) Wear resistant film
RU27098U1 (en) MULTI-LAYER CUTTING TOOL
RU31240U1 (en) Multilayer cutting tools