PL110580B1 - Process for obtaining metal nitride coatings on cemented carbides - Google Patents

Process for obtaining metal nitride coatings on cemented carbides Download PDF

Info

Publication number
PL110580B1
PL110580B1 PL20246977A PL20246977A PL110580B1 PL 110580 B1 PL110580 B1 PL 110580B1 PL 20246977 A PL20246977 A PL 20246977A PL 20246977 A PL20246977 A PL 20246977A PL 110580 B1 PL110580 B1 PL 110580B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
nitrogen
metal nitride
mol
nitride coatings
cemented carbides
Prior art date
Application number
PL20246977A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL202469A1 (en
Inventor
Roman Pampuch
Andrzej Kwatera
Stanislaw Blazewicz
Augustyn Powroznik
Tadeusz Gibas
Original Assignee
Akad Gorniczo Hutnicza
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 Akad Gorniczo Hutnicza filed Critical Akad Gorniczo Hutnicza
Priority to PL20246977A priority Critical patent/PL110580B1/en
Publication of PL202469A1 publication Critical patent/PL202469A1/en
Publication of PL110580B1 publication Critical patent/PL110580B1/en

Links

Landscapes

  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania powlok z azotków metali na weglikach spiekanych, znajdujacych zastosowanie do produkcji narzedzi, czesci maszyn itp.Znane wegliki spiekane wytwarzane sa metoda¬ mi metalurgii proszków z weglików metali z do¬ datkiem metalu wiazacego, np. kobaltu. Wada tych weglików jest wysoki wspólczynnik tarcia, mala odpornosc na scieranie i zuzycie dyfuzyjne, co po¬ woduje szybkie zuzywanie w czasie pracy, wyko¬ nanych z nich wyrobów. W celu zwiekszenia trwa¬ losci elementów wykonanych z weglików spieka¬ nych pokrywa sie je powlokami ochronnymi, na przyklad z azotków metali.Znany sposób pokrywania elementów weglików spiekanych warstwa azotku tytanu polega na wy¬ grzewaniu ich w temperaturze okolo 1000°C w at¬ mosferze wodoru, azotu i chlorku tytanu. W wyniku takiej obróbki otrzymuje sie na powierzchni po¬ krywanych elementów warstwe zwiazku tytanu z azotem o blizej nieokreslonym skladzie chemicz¬ nym, odbiegajacym od stechiometrycznego wzoru tytanu z azotem. Otrzymane powloki nie zapewnia¬ ja uzyskania maksymalnych wlasnosci uzytkowych.Znane z polskiego opisu patentowego nr 70165 rozwiazanie polega na tym, ze przedmioty z wegli¬ ków spiekanych wygrzewa sie w atmosferze, zawie¬ rajacej objetosciowo na 4 czesci azotu 3 czesci wo¬ doru.Celem wynalazku jest polepszenie wlasnosci uzytkowych zwlaszcza zwiekszenie trwalosci wy¬ robów, wytwarzanych z weglików spiekanych.Sposób, wedlug wynalazku, polega na pokrywa¬ niu weglików spiekanych azotkami metali, na dro- 5 dze chemicznej krystalizacji z fazy gazowej, zawie¬ rajacej wodór, azot i pary halogenków metali grup przejsciowych w temperaturze 950—1350°C. W sto¬ sowanej mieszaninie gazowej natezenie przeplywu wodoru wynosi 0,3—0,5 mol.min"1, azotu 0,05—0,15 io mol.min-1 a par halogenku metalu 4,10-4—2.10"3 mol.min-1. Proces krystalizajci prowadzi sie ko¬ rzystnie przez 5—10 minut, stosujac grzanie induk¬ cyjne pokrywanych wyrobów, nadajac im ruch obrotowy w czasie syntezy. 15 Sposób wedlug wynalazku, dzieki zastosowaniu azotków metali grup przejsciowych, zapewnia otrzymywanie na weglikach spiekanych powlok, odznaczajacych sie niskim wspólczynnikiem tarcia, dobra odpornoscia na scieranie i na zuzycie dyfu- 20 zyjne oraz wysoka twardoscia.Zastosowanie grzania indukcyjnego jest korzyst¬ ne, z uwagi na to ze temperature syntezy uzyskuje sie w czasie kilkunastu sekund co zapobiega np. re¬ krystalizacji. Ponadto taki sposób ogrzewania po- 25 zwala na uzyskanie lepszej wydajnosci reakcji.Przyklad. Plytki wieloostrzowe, wykonane z weglików tytanu, wolframu oraz z dodatkiem ko¬ baltu oczyszcza ultradzwiekami; po czym umiesz¬ cza sie je w tulei grafitowej ogrzewanej indukcyj- 30 nie w reaktorze kwarcowym. Tuleje wprawia sie 110 580110 580 w ruch obrotowy z szybkoscia 10 obrotów/minute.Nastepnie przepuszcza sie przez reaktor argon wol¬ ny od pary wodnej i tlenu i wlacza generator in¬ dukcyjny. Po nagrzaniu plytek do temperatury r080°C do reaktora wprowadza sie mieszanine gazo¬ wa zlozona z czystego wodoru, czystego azotu i par czterochlorku tytanu. W mieszaninie tej natezenie przeplywu wodoru wynpsi 0,5 mol.min"1, azotu 0,1 mol.min-1, czterochlorku tytanu 4.10-4 mol.min-1.Proces pokrywania prowadzi sie przez 8 minut, po czym do reaktora wprowadza sie czysty argon, a nastepnie wylacza generator indukcyjny i szyb¬ ko schladza uklad do temperatury pokojowej.W wyniku przeprowadzonych operacji uzyskuje sie dobrze przylegajaca zlocisto-zólta powloke azotku tytanu o skladzie chemicznym zblizonym do skladu stechiometrycznego.Plytki wieloostrzo*we, stosowane w elementach skrawajacych wykazuja trzykrotny wzrost trwa¬ losci w porównaniu z plytkami niepokrywanymi.Odznaczaja sie ponadto obnizonym wspólczynni¬ kiem tarcia, co wplywa na zmniejszenie sil spa¬ wania o 15—20%, powodujac obnizenie temperatu¬ ry ostrza skrawajacego podczas .pracy o okolo 100°C.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania powlok z azotków metali 10 na weglikach spiekanych, polegajacy na wygrzewa¬ niu w atmosferze gazowej, zawierajacy wodór, azot i pary halogenków metali grup przejsciowych, znamienny -tym, ze chemiczna krystalizacje z fazy gazowej prowadzi sie w temperaturze 950—1350°C, 15 przy czym natezenie przeplywu wodoru wynosi 0,3^0,5 mol.min'1, azotu 0,05—0,15 mol.min-1, a par halogenku metalu 4.10-4—2.10-3 moLmin'1. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze proces krystalizacji prowadzi sie poprzez indukcyj- 20 ne ogrzewanie pokrywanych wyrobów w czasie 5— —10 minut, nadajac im ruch obrotowy.LDA. Zakliad 2. Zam. 319/81. 120 egz.Cena 45 zl PLThe subject of the invention is a method of producing metal nitride coatings on sintered carbides, which are used in the production of tools, machine parts, etc. Known sintered carbons are produced by powder metallurgy from metal carbides with the addition of a bonding metal, e.g. cobalt. The disadvantages of these carbides are the high coefficient of friction, low abrasion resistance and low wear resistance, which causes the products made of them to wear quickly during operation. In order to increase the durability of elements made of sintered carbons, they are covered with protective coatings, for example made of metal nitrides. A known method of coating sintered carbons elements with a layer of titanium nitride consists in heating them at a temperature of about 1000 ° C in an atmosphere. hydrogen, nitrogen and titanium chloride. As a result of this treatment, on the surface of the coated elements, a layer of a titanium compound with nitrogen is obtained, with a chemical composition that is more or less indefinite and deviates from the stoichiometric formula of titanium with nitrogen. The obtained coatings do not ensure maximum utility properties. The solution known from the Polish patent description No. 70165 consists in heating the objects made of sintered carbons in an atmosphere containing by volume 4 parts of nitrogen and 3 parts of hydrogen. According to the invention, the method consists in coating sintered carbons with metal nitrides by means of chemical crystallization from the gas phase containing hydrogen, nitrogen and transition group metal halide vapors at 950-1350 ° C. In the gas mixture used, the flow rate of hydrogen is 0.3-0.5 mole min -1, nitrogen 0.05-0.15 mole min -1, and metal halide vapors 4.10-4-2.10-3 mol min-1. The crystallization process is carried out preferably for 5-10 minutes, using induction heating of the articles to be coated, making them rotate during synthesis. The method according to the invention, thanks to the use of transition group metal nitrides, provides coatings on sintered carbides which are characterized by a low coefficient of friction, good abrasion and diffusion wear resistance, and high hardness. The use of induction heating is advantageous due to that the temperature of the synthesis is obtained within several seconds, which prevents, for example, recrystallization. Moreover, such a method of heating allows to obtain a better yield of the reaction. Indexable inserts made of titanium and tungsten carbons and with the addition of cobalt cleanse with ultrasound; they are then placed in a graphite sleeve inductively heated in a quartz reactor. The sleeves are made to rotate 110 580110 580 at a rate of 10 rpm. Argon is then passed through the reactor free of water vapor and oxygen and an induction generator is turned on. After the plates have been heated to 80 ° C., a gas mixture consisting of pure hydrogen, pure nitrogen and titanium tetrachloride vapors is introduced into the reactor. In this mixture, the hydrogen flow rate is 0.5 mol.min-1, nitrogen 0.1 mol.min-1, titanium tetrachloride 4.10-4 mol.min-1. The coating process is carried out for 8 minutes, then pure argon is turned off, then the induction generator is turned off and the system quickly cools down to room temperature. As a result of the performed operations, a well-adhering golden-yellow titanium nitride coating is obtained with a chemical composition similar to the stoichiometric composition. exhibit a threefold increase in durability compared to uncoated inserts. Moreover, they have a reduced coefficient of friction, which reduces the welding force by 15-20%, reducing the temperature of the cutting edge during operation by about 100 ° C Claims 1. Method for producing metal nitride coatings on sintered carbons, consisting in annealing in a gas atmosphere, containing hydrogen, nitrogen and meth halide vapors. ali transition groups, characterized in that the chemical crystallization from the gas phase is carried out at a temperature of 950-1350 ° C, the flow rate of hydrogen being 0.3-0.5 mol / min, nitrogen 0.05-0 , 15 mol min -1, and metal halide vapors 4.10-4-2.10-3 moLmin'1. 2. The method according to claim The process of claim 1, characterized in that the crystallization process is carried out by inductively heating the coated articles for 5-10 minutes, making them rotate. LDA. Zakliad 2. Zam. 319/81. 120 copies Price PLN 45 PL

Claims (2)

Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania powlok z azotków metali 10 na weglikach spiekanych, polegajacy na wygrzewa¬ niu w atmosferze gazowej, zawierajacy wodór, azot i pary halogenków metali grup przejsciowych, znamienny -tym, ze chemiczna krystalizacje z fazy gazowej prowadzi sie w temperaturze 950—1350°C, 15 przy czym natezenie przeplywu wodoru wynosi 0,3^0,5 mol.min'1, azotu 0,05—0,15 mol.min-1, a par halogenku metalu 4.10-4—2.10-3 moLmin'1. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze proces krystalizacji prowadzi sie poprzez indukcyj- 20 ne ogrzewanie pokrywanych wyrobów w czasie 5— —10 minut, nadajac im ruch obrotowy. LDA. ZakliadClaims 1. Method for the production of metal nitride coatings on sintered carbides, consisting in annealing in a gas atmosphere, containing hydrogen, nitrogen and transition group metal halide vapors, characterized that chemical crystallization from the gas phase is carried out at a temperature of 950 -1350 ° C, the hydrogen flow rate is 0.3-0.5 mol.min -1, nitrogen 0.05-0.15 mol.min-1, and metal halide vapors 4.10-4-2.10-3 moLmin'1. 2. The method according to claim The process of claim 1, characterized in that the crystallization process is carried out by inductive heating of the coated articles for 5-10 minutes, making them rotate. LDA. Bet 2. Zam. 319/81. 120 egz. Cena 45 zl PL2. Order 319/81. 120 copies Price PLN 45 PL
PL20246977A 1977-11-26 1977-11-26 Process for obtaining metal nitride coatings on cemented carbides PL110580B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL20246977A PL110580B1 (en) 1977-11-26 1977-11-26 Process for obtaining metal nitride coatings on cemented carbides

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL20246977A PL110580B1 (en) 1977-11-26 1977-11-26 Process for obtaining metal nitride coatings on cemented carbides

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL202469A1 PL202469A1 (en) 1979-06-04
PL110580B1 true PL110580B1 (en) 1980-07-31

Family

ID=19985812

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL20246977A PL110580B1 (en) 1977-11-26 1977-11-26 Process for obtaining metal nitride coatings on cemented carbides

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL110580B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
PL202469A1 (en) 1979-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2002263914A (en) alpha-ALUMINUM COATED CUTTER
EA002903B1 (en) Tough-coated hard powders and sintered articles thereof
CN102225761B (en) TiC material with Ti-Si-Fe alloy as raw material and preparation method thereof
EP0222241B1 (en) Deposition of titanium aluminides
US4264682A (en) Surface hafnium-titanium compound coated hard alloy material and method of producing the same
CA2108423A1 (en) Method of producing wear resistant articles having super hard coat and articles made therefrom
Vandenbulcke et al. Chemical vapor deposition of amorphous boron on massive substrates
JPS6280258A (en) Method and apparatus for surface treatment
US20050064097A1 (en) Method of forming a diamond coating on an iron-based substrate and use of such an iron-based substrate for hosting a CVD diamond coating
US5017527A (en) Mechanical seals of SiC-coated graphite by rate-controlled generation of SiO and process therefor
WO1990011858A1 (en) Low temperature method of forming materials using one or more metal reactants and a halogen-containing reactant to form one or more reactive intermediates
US6413585B1 (en) Thermochemical treatment, in halogenated atmosphere, of a carbon-containing material
Nechepurenko et al. Oxidation protection of graphite by BN coatings
PL110580B1 (en) Process for obtaining metal nitride coatings on cemented carbides
Harbuck et al. Gas-phase production of titanium nitride and carbide powders
KR101701916B1 (en) a method for preparing a carbide-coated diamond particle and a diamond prepared thereby
JPH04507394A (en) Transition metal carbide and nitride whiskers grown by CVD
Fouad et al. Metalorganic chemical vapor deposition of Ti–O–C–N thin films using TBOT as a promising precursor
JPS5824501B2 (en) Method for manufacturing tungsten carbide coating layer
JPH06345519A (en) Production of powder for ceramic made of nitride and/or carbide of metal and/or nonmetal by flash thermal cracking and said powder
Valade et al. Single-source precursors for the chemical vapor deposition of titanium and vanadium carbide and nitride
TEYSSANDIER et al. 15 Single-source precursors for the chemical vapor deposition of titanium and vanadium carbide and nitride L. VALADE, ¹ R. CHOUKROUN,'P. CASSOUX, ¹
FEURER et al. 15 Single-source precursors for the chemical vapor deposition of titanium and vanadium carbide and nitride L. VALADE, ¹ R. CHOUKROUN, ¹ P. CASSOUX, ¹ F. TEYSSANDIER, ² L. POIRIER, 2 M. DUCARROIR, 2
JPS61153279A (en) Production of material coated with hard boron nitride
JPH01129971A (en) Manufacture of coated cutting tool