SE453468B - CUTTING TOOLS PROVIDED WITH A RESISTABLE COATING AND PROCEDURES FOR PRODUCING THEREOF - Google Patents
CUTTING TOOLS PROVIDED WITH A RESISTABLE COATING AND PROCEDURES FOR PRODUCING THEREOFInfo
- Publication number
- SE453468B SE453468B SE8501672A SE8501672A SE453468B SE 453468 B SE453468 B SE 453468B SE 8501672 A SE8501672 A SE 8501672A SE 8501672 A SE8501672 A SE 8501672A SE 453468 B SE453468 B SE 453468B
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- cutting tool
- main part
- coating
- temperature
- microcrystals
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B27/00—Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
- B23B27/14—Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material
- B23B27/141—Specially shaped plate-like cutting inserts, i.e. length greater or equal to width, width greater than or equal to thickness
- B23B27/145—Specially shaped plate-like cutting inserts, i.e. length greater or equal to width, width greater than or equal to thickness characterised by having a special shape
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B27/00—Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
- B23B27/14—Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material
- B23B27/148—Composition of the cutting inserts
-
- 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
- C23C14/0021—Reactive sputtering or 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
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
-
- 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
- C23C30/00—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process
Description
10 15 20 25 30 35 grundämnen. 10 15 20 25 30 35 elements.
Det kända, medelst det ovan beskrivna förfarandet framställda skärverktyget uppvisar emellertid hög ytener- gi, varför det aktivt adhesions- och diffusionsmässigt växelverkar med det material, som skall bearbetas. Även ett annat skärverktyg är känt (jämför exem- pelvis den amerikanska patentskriften nr 4 169 913, klass B 23 B 15/l8, år 1979), vilket innefattar en hu- vudbeståndsdel(basdel), vars arbetsyta är försedd med en slitbeständig beläggning, som innehåller mikrokristaller av en svàrsmält förening av metaller med sådana grun- dämnen som C, N, B, O.The known, by the method described above However, the cutting tool produced has a high surface area. gi, so that it actively adhesion- and diffusion-wise interacts with the material to be processed. Another cutting tool is also known (compare examples pelvis U.S. Patent No. 4,169,913, class B 23 B 15 / l8, in 1979), which includes a main component (base part), the working surface of which is provided with a wear-resistant coating, which contains microcrystals of a highly molten compound of metals with such basic substances such as C, N, B, O.
Detta kända skärverktyg uppvisar emellertid även hög ytenergi, varför det aktivt adhesions- och diffusions- mässigt växelverkar med det material, som skall bear- betas.However, this known cutting tool also exhibits high surface energy, so that the active adhesion and diffusion interact with the material to be processed betas.
Känt är vidare ett förfarande för framställning av detta kända skärverktyg (jämför exempelvis den ameri- kanska patentksriften nr 4 169 913, klass B 23 B l5/18, år 1979), vid vilket förfarande man dels bringar en metall att förångas och joniseras i vakuum, dels däref- ter i vakuumkammaren infor ett gasformigt reagens, som innehåller grundämnen valda ur gruppen C, N, B och O, och dels bringar metallerna(metallen) att reagera med dessa grundämnen tills en slitbeständig beläggning bildas. Vid detta kända förfarande förångas metallerna medelst en elektronstràle och en speciell elektrod för jpnisering av metallerna, under det att metallerna omsättes med grundämnena valda ur gruppen C, H, O, B vid den icke upp- värmas nuvuabescånasaeleu.Also known is a process for the preparation of this known cutting tool (compare, for example, the U.S. Patent No. 4,169,913, Class B 23 B 15/18, in 1979), in which procedure one brings one metal to be evaporated and ionized in vacuo, in the vacuum chamber before a gaseous reagent, which contains elements selected from the group C, N, B and O, and secondly, the metals (the metal) cause them to react with them elements until a wear-resistant coating is formed. At in this known process the metals are evaporated by means of a electron beam and a special electrode for jpnisization of the metals, while the metals are reacted with the elements selected from the group C, H, O, B at the non- heated nuvuabescånasaeleu.
De temperaturmässiga processförhållanden för på- förande av beläggningen, som användes vid detta kända förfarande för framställning av det ovan beskrivna skärverktyget, leder emellertid till att energin hos metallerna och grundämnena C, N, O och/eller B, vilka omsättes med varandra, absorberas av den icke-uppvärmda 10 15 20 25 30 35 453 468 _. 3 _ huvudbeståndsdelen, vilket resulterar i bildning av en beläggning med hög fri ytenerginivå, varför skärverkty- gets beständighet (motståndskraft mot nötning) minskas.The temperature process conditions for application of the coating used in this known process for preparing the above the cutting tool, however, leads to the energy of the metals and elements C, N, O and / or B, which reacted with each other, absorbed by the unheated 10 15 20 25 30 35 453 468 _. 3 _ the main constituent, resulting in the formation of a coating with a high free surface energy level, which is why cutting tools goat resistance (resistance to abrasion) is reduced.
Icke heller medverkar den processoperation för förângning och jonisering av metallerna, som används vid detta kända förfarande för framställning av skär- verktyg, till en hög joniseringsgrad för metallerna, var- för den bildade beläggningen uppvisar hög fri ytenergi och följaktligen skärverktygets motståndskraft mot nöt- ning sjunker.Nor does it involve process operation for evaporation and ionization of the metals used in this known process for the production of tools, to a high degree of ionization of the metals, for the formed coating exhibits high free surface energy and consequently the resistance of the cutting tool to the nut ning drops.
Ytterligare ett annat förfarande för framställning av ett skärverktyg av detta slag är känt (jämför exem- pelvis den akademiska avhandlingen, Kasijanov S.V. “Un- dersökning av skäregenskaperna och bestämning av fortsat- ta utvecklingsvägar för àstadkommande av verktyg med slit- beständiga beläggningar", Moskva, år 1979, Moskovskij stanko-instrumentaljny institut, ryska,för Moskvas In- stitut för verktygsmaskin- och verktygsbyggnadsteknik, s. 50). Detta kända förfarande är baserat på att minst en metall bringas att förångas och joniseras i vakuum, skärverktygets huvudbeståndsdel uppvärmes och dess ar- betsyta (huvudbeståndsdelens arbetsyta) renas genom bom- bardemang medelst joner av minst en metall,.varefter ett gasformigt reagens införes i vakuumkammaren och minst en metall bringas att reagera med det gasformiga rea- gensets åtminstone ena grundämne tills en slitbeständig beläggning bildas.Yet another method of preparation of a cutting tool of this kind is known (compare examples pelvis the academic dissertation, Kasijanov S.V. “Un- examination of the cutting properties and determination of take development paths for the creation of tools with permanent coatings ", Moscow, in 1979, Moskovsky stanko-instrumentaljny institute, Russian, for Moscow In- institute for machine tool and tool building technology, p. 50). This known method is based on at least a metal is evaporated and ionized in vacuo, the main component of the cutting tool is heated and its surface area (working surface of the main component) is cleaned by bardemang by means of ions of at least one metal, .after one gaseous reagent is introduced into the vacuum chamber and at least a metal is reacted with the gaseous reaction gensets at least one element until a wear-resistant coating is formed.
Icke heller säkerställer detta kända förfarande för framställning av det ovan beskrivna verktyget minskning av arbecsytans fria energinivà till ett minimum, varför arbetsytan intensivt diffusions- och adhesionsmässigt växelverkar med det material, som skall bearbetas, vilket minskar skärverktygets motståndskraft mot nötning (slit- beständighet).Nor does this known procedure ensure preparation of the reduction tool described above of the free energy level of the arbaceous surface to a minimum, why the work surface intensively in terms of diffusion and adhesion interacts with the material to be processed, which reduces the abrasion resistance of the cutting tool (wear durability).
Det huvudsakliga syftet med föreliggande uppfinning 453 468 är att åstadkomma ett skärverktyg med en sådan beläggning, som gör det möjligt att öka skärverktygets beständighet, och ett förfarande för framställning av detta skärverktyg, vid vilket förfarande man genom lämpligt val av de temperaturmässiga process- förhållandena och trycket för páförande av den slitbeständiga beläggningen kan öka skärverktygets beständighet.The main object of the present invention 453 468 is to provide a cutting tool with such a coating, which makes it possible to increase the durability of the cutting tool, and a method of making this cutting tool, in which procedure by appropriate selection of the temperature the conditions and pressure for applying the wear-resistant the coating can increase the durability of the cutting tool.
Detta syfte uppnås enligt föreliggande uppfinning medelst ett skärverktyg innefattande en huvuddel, vars arbetsyta är försedd med en slitbeständig beläggning, som innehåller mikro- kristaller av en svársmält förening av minst en av metallerna Ti och Hf och minst ett av grundämnena C, N, O, B och Si, varvid skärverktyget enligt föreliggande uppfinning utmärker sig av att största möjliga antal mikrokristaller av den svársmälta föreningen är med ett och samma kristallografiska plan, som uppvisar minsta möjliga ytenergi, inriktade parallellt med huvuddelens arbetsyta.This object is achieved according to the present invention by a cutting tool comprising a main part, the working surface of which is provided with a wear-resistant coating, which contains micro- crystals of a refractory compound of at least one of the metals Ti and Hf and at least one of the elements C, N, O, B and Si, wherein The cutting tool of the present invention is characterized in that largest possible number of microcrystals of the hard-melt compound is with one and the same crystallographic plane, which exhibits the smallest possible surface energy, aligned parallel to the working surface of the main body.
Det enligt föreliggande uppfinning föreslagna skärverk- tyget kan framställas medelst förfarandet enligt föreliggande uppfinning, vid vilket förfarande minst en av metallerna Ti och Hf bringas att förángas och joniseras i vakuum med hjälp av en elektrisk bågurladdning, skärverktygets huvuddel uppvärmes och huvuddelens arbetsyta renas genom bombardemang medelst joner av Ti och/eller Hf, varefter ett gasformigt reagens införes i vakuumkammaren och Ti och/eller Hf bringas att reagera med minst ett av grundämnena C, N, O, B och Si, som förekommer i det gas- formiga reagenset, tills en slitbeständig beläggning av deras svârsmälta förening, som innehåller mikrokristaller, bildas, var- vid förfarandet enligt föreliggande uppfinning utmärker sig av att skärverktygets huvuddel uppvärmes till en temperatur, som är lägre än huvuddelens mjukningstemperatur och samtidigt högre än huvuddelens mjukningstemperatur minus 100°C, och att tempera- turen hålles - samtidigt som beläggningen bildas - inom gränserna från denna uppvärmningstemperatur för skärverktygets huvuddel till en temperatur av SOOC, samtidigt som det gasformiga rea- gensets tryck regleras inom gränserna 13,3 Pa och 1,33- 10-2 Pa. 10 15 20 25 30 35 453 46á Föreliggande uppfinning medverkar till att bringa den intermolekylära växelverkan mellan skärverktyget och det material, som skall bearbetas, till ett mini- mum, vilket i sin tur, minskar intensiteten av den ad- hesionsmässiga, kemiska och diffusionsmässiga växelver- kan mellan skärverktyget och det material, som skall bearbetas, varigenom skärverktyget får högre bestän- dighet.The cutting tool proposed according to the present invention the fabric can be made by the method of the present invention invention, in which process at least one of the metals Ti and Hf is evaporated and ionized in vacuo using a electric arc discharge, the main part of the cutting tool is heated and the working surface of the main part is cleaned by bombardment by means of ions Ti and / or Hf, after which a gaseous reagent is introduced into the vacuum chamber and Ti and / or Hf are reacted with at least one of the elements C, N, O, B and Si, which are present in the gas shaped reagent, until a wear-resistant coating of their refractory compound, which contains microcrystals, is formed, in the process of the present invention are characterized by that the main part of the cutting tool is heated to a temperature which is lower than the softening temperature of the body and at the same time higher than the softening temperature of the main part minus 100 ° C, and that the the tour is kept - at the same time as the coating is formed - within the limits from this heating temperature for the main part of the cutting tool to a temperature of SOOC, at the same time as the gaseous reaction The pressure of the gene is regulated within the limits of 13.3 Pa and 1.33-10-2 Pa. 10 15 20 25 30 35 453 46á The present invention helps to bring the intermolecular interaction between the cutting tool and the material to be processed into a minimum mum, which in turn reduces the intensity of the ad- chemical, chemical and diffusion interchanges can between the cutting tool and the material to be machined, giving the cutting tool higher durability. density.
Uppfinningen beskrives närmare nedan under hanvis- ning till bifogade ritning, på vilken fig. l scnematiskt visar en delvis sektionerad vy av ett skärverktyg, som är avsett att framställas medelst förfarandet enligt fö- religgande uppfinning, och fig. 2 scnematiskt visar en delvis sektionerad vy av det i fig. l visade skärverk- tyget, vari mikrokristallernas kristallografiska plan upp- visar minimal ytenergi.The invention is described in more detail below with reference to to the accompanying drawing, in which Fig. 1 is shown schematically shows a partially sectioned view of a cutting tool, which intended to be produced by the procedure religious invention, and Fig. 2 schematically shows a partially sectioned view of the cutting tool shown in Fig. 1; the fabric, in which the crystallographic plane of the microcrystals is shows minimal surface energy.
Skärverktyget enligt föreliggande uppfinning inne- fattar en huvudbeståndsdel(basdel) l (fig. l), vars ar- oetsyta 2 är försedd med en beläggning 3 av titannit- rid TiM.The cutting tool of the present invention includes comprises a main component (base part) 1 (Fig. 1), the ar- surface 2 is provided with a coating 3 of titanium nitrite rid TiM.
I fig. 1 visas schematiskt (i mycket förstorad skala) TiN - mikrokristaller, vilkas likadana kristallografiska plan 4 är inriktade parallellt med nuvudbeståndsdelen l.Fig. 1 shows schematically (on a much enlarged scale) TiN - microcrystals, the like crystallographic planes 4 are aligned parallel to the present component 1.
I fig. 2 visas schematiskt (i mycket förstorad skala) mikrokristaller av titannitrid Tiü, vilxa med sitt kristallografiska plan 5 med minimal ytenergi är 10 15 20 25 30 35 455 468; inriktade parallellt med huvudoeståndsdelen l.Fig. 2 shows schematically (in much enlarged scale) microcrystals of titanium nitride Tiü, vilxa with its crystallographic plane 5 with minimal surface energy is 10 15 20 25 30 35 455,468; aligned parallel to the main component 1.
Förfarandet för framställning av det enligt förelig- gande uppfinning föreslagna skärverktyget grundar sig på att man förångar och joniserar minst en metall i vakuum och därefter uppvärmer skärverktygets huvud- beståndsdel och renar huvudbestånusdelens arbetsyta genom bombardemang medelst metalljoner, varvid förfa- randet utmärxer sig av att sxärverktygets huvudbestånds- del uppvärmes till en temperatur, som är lägre än huvud- beståndsdelens hållfasthetsminskningstemperatur med ett värde, som understiger lOO°C_ Samtidigt som beläggningen bildas, hàlles uppvärm- ningstemperaturen för huvudbeståndsdelen inom gränserna av från nämnda temperatur(dvs. hållfasthetsminskningstem- peraturen minus värdet understigande lO0°C) till §0°C_ Därefter införes ett gasformigt reagens, som innehåller minst ett grundämne valt ur gruppen C, N, O, B, Si och vars trycx regleras inom gränserna av från 13,33 Pa till l,33-1o"2 Ps. minst en metall bringes sedan ett emssttes med minst ett grundamne valt ur gruppen C, H, O, B, Si, vilken omsättning resulterar i bildande av en slitbestän- dig beläggning, som innehåller mikrokristaller av en svårsmält förening av minst en metall med minst ett grun- dämne valt ur gruppen C, N, O, B, Si, vilka med sitt ena och samma kristallografiska plan är inriktade parallellt med huvudbeståndsdelens arbetsyta. dxärverxtyget enligt föreliggande uppfinning fungerar på fölgenae sätt. _ öamtidigt som ett arbetsstycke av metall bearbetas med skärverktyget, växelverxar den slitbeständiga belägg- ningen 3 (fig. 1, 2) med det material, som skall bear- betas, under betingelser för höga temperaturer och trycx, vilka åstadkommas i sxärzonen. Genom att det maximala an- talet mirrokristaller med ett och samma kristallografiska plan 4 är inriktade parallellt med huvudbeståndsdelens l arbetsyta 2, man arbetsytans 2 fria energi minskas, vil- 10 15 20 '25 30 35 453 468 _ °7 '_ ket resulterar i mindre intensiv intermolekylär växel- verkan mellan arbetsytan 2 och det material, som skall bearbetas.The process for producing it according to the present invention proposed cutting tool is based on the present invention on evaporating and ionizing at least one metal in vacuum and then heats the main tool component and cleans the working surface of the main component by bombardment by means of metal ions, the procedure is characterized by the fact that the main component of the special tool part is heated to a temperature lower than the main the strength reduction temperature of the component by one value below 100 ° C_ At the same time as the coating is formed, the heating temperature of the main constituent within the limits from said temperature (i.e., the strength reduction temperature temperature minus the value below 10 ° C) to § 0 ° C Then a gaseous reagent is introduced which contains at least one element selected from the group C, N, O, B, Si and whose pressure is regulated within the limits of from 13.33 Pa to l, 33-1o "2 Ps. at least one metal is then brought an emssttes with at least one element selected from the group C, H, O, B, Si, which turnover results in the formation of a wear-resistant you coating, which contains microcrystals of a indigestible compound of at least one metal with at least one basic substance selected from the group C, N, O, B, Si, which with their one and the same crystallographic planes are aligned in parallel with the working surface of the main component. the fabric of the present invention functions in the following way. _ at the same time as a metal workpiece is machined with the cutting tool, the wear-resistant coating 3 (Figs. 1, 2) with the material to be processed grazed, under conditions of high temperatures and pressure, which are produced in the special zone. By maximizing the century mircrystals with one and the same crystallographic plane 4 are aligned parallel to the main component 1 work surface 2, the free energy of the work surface 2 is reduced, 10 15 20 '25 30 35 453 468 _ ° 7 '_ results in less intense intermolecular exchange effect between the work surface 2 and the material to be processed.
Ifall mikrokristallernas kristallografiska inrikt- ningsplan 5 (fig. 2) uppvisar minimal ytenergi, minskas den intermolekylära växelverkan till ett miniumum, va- rigenom skärverktygets beständighet(motståndskraft mot nötning)ökas ytterligare.If the crystallographic orientation of the microcrystals plane 5 (Fig. 2) has minimal surface energy, is reduced the intermolecular interaction to a minimum, thereby the resistance of the cutting tool (resistance to wear) is further increased.
Uppfinningen belyses närmare nedan medelst följande utföringsexempel.The invention is further elucidated below by means of the following working examples.
Exempel l Man framställde borrar med en diameter av 5 mm och provkroppar(för röntgenstrukturanalys av beläggningarna) från ett stål, som 1 vixcprnnnnt innehöll o,a5% c, 3,6 % Cr, 6,0 % W, 2,0 % V, 5,0 % Mo, medan Fe utgör resten.Example 1 Drills with a diameter of 5 mm and were produced specimens (for X-ray structure analysis of the coatings) from a steel, which 1 vixcprnnnnt contained o, a5% c, 3.6% Cr, 6.0% W, 2.0% V, 5.0% Mo, while Fe constitutes the residue.
Stålets anlöpningstemperatur var 560°C, De från föroreningar(nedsmutsningar) renade borrar- na och provföremålet för röntgenstrukturanalys av belägg- ningarna placerades i speciella hållare (kassetter eller block) och infördes samtidigt i en vakunmkammare, vari en titankatod var anordnad. I vakuumkammaren alstrades ett så låßt tryck 30” 5»55°l0_3 Pa, varefter man initiera- de en ljusbåge och alltså förångade och joniserade tita- net.The tempering temperature of the steel was 560 ° C, The drill bits cleaned of contaminants (dirt) and the test piece for X-ray structure analysis of the coating were placed in special holders (cassettes or blocks) and was simultaneously introduced into a vacuum chamber, wherein a titanium cathode was provided. In the vacuum chamber was generated such a low pressure 30 ”5» 55 ° l0_3 Pa, after which an arc and thus evaporated and ionized titanium net.
Vid borrarna ocn provföremålet för röntgenstrukturana- lys pålades en negativ potential, som verkade accelererande på de positivt laddade titanjonerna. Genom bombardemang av borrarnas ocn provföremålets arbetsyta medelst titan- jonerna renades därefter deras yta och uppvärmdes deras huvudbeståndsdel . Den vid borrarna och provföremålet uppträdande potentialen minskades sedan. Samtidigt in- förde man i vakuumkammaren kvävgas, som bringades i om- sättning (reaktion) med titanet, varigenom en beläggning av svårsmält titannitrid TiN utfälldes, vilken belägg- ning innehöll mikrokristaller av svårsmält förening TIN.At the drills and the test object for the X-ray structure light was charged a negative potential, which seemed accelerating on the positively charged titanium ions. By bombing of the working surface of the drills and the test object by means of titanium the ions were then purified on their surface and heated main ingredient. The one at the drills and the test object performance potential was then reduced. At the same time nitrogen gas was introduced into the vacuum chamber, which was brought into reaction with the titanium, whereby a coating of difficult-to-digest titanium nitride TiN precipitated, which coating contained microcrystals of the difficult-to-digest compound TIN.
Beläggningen av TiN (titannitridbeläggningen) påfördes på borrarnas arbetsyta och provföremålets yta under 10 15 20 25 30 35 453 468 ._ 8, _ olika uppvärmningsförhàllanden för borrarna och prov- föremålen och vid varierande kvävgastryck.The coating of TiN (the titanium nitride coating) was applied on the working surface of the drills and the surface of the test object below 10 15 20 25 30 35 453 468 ._ 8, _ different heating conditions for the drills and test objects and at varying nitrogen gas pressures.
Alla möjliga uppvärmningsförhàllanden provades pa en ny produktionsats (av) borrar under samtidig före- komst av ett nytt provföremàl. Inriktningsgraden för monokristallerna av svàrsmält titannitrid TiN uppskat- tades genom röntgenstrukturanalys av beläggningen pa provföremàlet i beroende av diffraktionstopphöjden för röntgenstràlningen från mikrokristallens kristallogra- fiska plan 4 (5) med minimal ytenergi. Den maximala dif- fraktionstopphöjden för röntgenstràlningen frán mikro- kristallens kristallografiplan 4(5) antogs i den aktuel- la serien av försök utgöra 100 %. Vid övriga försök ut- värderades diffraktionstopphöjden för röntgenstralnin- gen från nämnda plan i mikrokristallerna av titannitrid TiN såsom kvot fràn den maximala diffraktionstopphöjden (100 96).All possible heating conditions were tested a new production batch (off) drills during simultaneous arrival of a new test object. The degree of focus for the monocrystals of refractory titanium nitride TiN are estimated was taken by X-ray structure analysis of the coating pa the test article depending on the diffraction peak height of X-rays from the crystallography of the microcrystal fish level 4 (5) with minimal surface energy. The maximum dif- the fractional peak height of the X-rays from the micro- the crystallography plane 4 (5) of the crystal was adopted in the let the series of trials make up 100%. In other experiments, the diffraction peak height for the X-rays was evaluated. gene from said plane in the microcrystals of titanium nitride TiN as a ratio of the maximum diffraction peak height (100 96).
Fem borrar från varje produktionssats färdiga bor- rar med beläggningen av svàrsmält förening exempelvis ti- tannitrid TiN prövades genom borrning av häl med ett djup av 15 mm i ett arbetsstycke av ett stal, som inne- höll 0,42 - 0,49 % C, medan Fe utgjorde resten, medelst en pelarborrmaskin under följande förhållanden: borrhastighet V 4,5 m/min matning S 0,13 mm.Five drills from each batch of finished drills with the coating of difficult-to-digest compound, for example tannitride TiN was tested by drilling the heel with a depth of 15 mm in a workpiece of a steel, which held 0.42 - 0.49% C, while Fe made up the remainder, by a column drilling machine under the following conditions: drilling speed V 4.5 m / min feed S 0.13 mm.
Provningsresultaten för produktionssatserna av borrar- ra och provföremàlen för röntgenstrukturanalys framställ- da under nio varierande processförhàllanden redovisas i tabell 1. Provningsresultaten visar, att kombinationen av en uppvärmningstemperatur av mellan 500 och 550°C för borrarnas huvudbestàndsdel (innan kvävgas införts), ett kvävgastryck av 1,19 Pa och en uppvärmningstemperatur av mellan 50 och 5oo°c för herrarna vid cicans omsätt- ning med kväve medverkar till att borrarna far högsta möjliga beständighet (motståndskraft mot nötning). Här- vid uppvisade borrarna med beläggningen av svarsmält 10 15 20 25 30 35 453 468 _9“_' títannitrid TiN, vilka innehöll mikrokristaller, vilkas maximala antal med sitt kristallografiska plan 4(5) voro inriktade parallellt med arbetsytan hos borrarnas huvud- beståndsdel, den högsta beständigheten.The test results for the production batches of drills and the test pieces for X-ray structure analysis prepared da under nine varying process conditions are reported in table 1. The test results show that the combination of a heating temperature of between 500 and 550 ° C for the main constituent of the drills (before nitrogen is introduced), a nitrogen gas pressure of 1.19 Pa and a heating temperature of between 50 and 50 ° C for the men in cicans turnover Nitrogen contributes to the drills getting the highest possible durability (abrasion resistance). Here- at exhibited the drills with the coating of response melt 10 15 20 25 30 35 453 468 _9 "_ ' titanium nitride TiN, which contained microcrystals, which maximum number with its crystallographic plane 4 (5) were aligned parallel to the working surface of the main drill bits. component, the highest durability.
Exempel 2 Man framställde borrar med en diameter av 5 mm och provföremål för röntgenstruxturanalys fràn en hård le- ezriag, som ínaebtll 92 1 TC, :edan Co utgjorde resten.Example 2 Drills with a diameter of 5 mm and were produced X-ray structure analysis specimens from a hard lesion ezriag, som ínaebtll 92 1 TC,: edan Co constituted the rest.
Den hårda legeringens hållfastnetsminsxningstemperatur var mellan 700 och 7¿0°C, De från föroreningar renade borrarna samt provföre- målet för röntgenstrukturanalys infördes samtidigt i en vakuumkammare, vari en katod av en legering, som inne- höll 50% Ti och 50 % Hf, var anordnad. Beläggningen på- fördes på ett sätt liknande det som besxrives i exem- pel l utgående från att zatoden av ovannamnda titan-haf- niumlegering inställdes i vakuumkammaren. Pà borrarnas och provföremålens yta påfördes beläggningen av förenin- gen av svårsmalta metaller Ti och Hf dvs. nitrid (Ti, Hf)N under olixa uppvärmningsförhàllanden för borrarna och provföremålen och vid olika avävgastryck. lnriatningsgra- den för mixrokristallerna av föreningen av svårsmälta metaller (Ti, Hf)N uppskattades på samma sätt som i exem- pel l.The strength of the hard alloy reduction temperature was between 700 and 7.0 ° C, The contaminants cleaned of contaminants and test compounds the goal of X-ray structure analysis was introduced simultaneously in a vacuum chamber, in which a cathode of an alloy containing held 50% Ti and 50% Hf, were provided. The coating on carried out in a manner similar to that described in the based on the fact that the zatode of the above titanium nium alloy was set in the vacuum chamber. Pà borrarnas and the surface of the test pieces, the coating of the compound was applied gene of hard-to-melt metals Ti and Hf, ie. nitride (Ti, Hf) N under different heating conditions for the drills and the test objects and at different exhaust gas pressures. lnriatningsgra- that for the mixed crystals of the compound of refractory metals (Ti, Hf) N were estimated in the same manner as in Example pel l.
Fem borrar från varje produktionssats färdiga bor- rar med beläggningen av föreningen av svårsmälta metal- ler, dvs. (Ti, Hf)N provades genom borrning av hål i ett arbetsstycke av grafit medelst en pelarborrmaskin under följande skärningsförhållanden: skärhastighet V 68 m/min, matning S 0,18 mm/varv halets djup L 16 mm.Five drills from each batch of finished drills with the coating of the compound of indigestible metals clay, i.e. (Ti, Hf) N was tested by drilling holes in a workpiece of graphite by means of a column drilling machine under the following cutting conditions: cutting speed V 68 m / min, feed S 0.18 mm / rev tail depth L 16 mm.
Provningsresultaten för borrarna och provföremålen för röntgenstruxturanalys framställda under varierande processförhållanden redovisas i tabell 1. Provnings- resultaten visar, att Kombinationen av en uppvärmnings- 10 453 468 '_ '10 - temperatur av mellan 600 och 70000 för huvudbeståndsde- len av den hårda legeringen (innan kvävgas införts), ett Kvävâfistryck av 5»55'lO_l Pa och en uppvärmnings- temperatur av mellan 100 och 600°C för nuvudbestånd5¿e_ len av den hårda legeringen vid påförande av beläggnin- gen medverkar till att borrarna får högsta möjliga beständighet.Test results for the drills and test objects for X-ray structure analysis produced under varying process conditions are reported in Table 1. the results show that the combination of a heating 10 453 468 '_ '10 - temperature of between 600 and 70,000 for the main of the hard alloy (before nitrogen is introduced), a Nitrogen pressure of 5 »55'lO_l Pa and a heating temperature of between 100 and 600 ° C for current stock5¿e_ of the hard alloy when applying the coating contributes to the drills getting the highest possible durability.
Härvid uppvisade borrarna med beläggningen av fö- reningen av svårsmalta metaller (Ti, Hf)N med mikro- kristaller, vilkas maximiantal med sitt kristallogra- fiska plan 4(5) med minimal ytenerginivå är inriktade parallellt med arbetsytan hos borrarnas huvudbestånds- del, den högsta beständigheten.In this case, the drills with the coating of the purification of refractory metals (Ti, Hf) N with micro- crystals, the maximum number of which with its crystallographic fishing planes 4 (5) with minimal surface energy level are oriented parallel to the working surface of the main part, the highest durability.
Tabell l šxšmšeïv" šeškšy; _ špšvšršnšnšsšešpšrštšf _ 'Kšälgšsfi fbr verktyâets huvudbes- tryck tandsdel, C Pa Epšvšršnšn; _ _ šiš šåšöï _ _ _ _ _ _ _ genom bom- rande av bardemang beläggnin- medelst me- gen talljoner _ I _ _ _ 2 _ _ _ _ É _ _ _ _ _ _ _ É _ _ _ _ _ _ _5_ _ l. ßOlffar av I 400 l,33,l0"2 stal med till beläggnin- 2,55-lo-2 gen aV En 500 400 6,65.IO-Z fßeflfflß 500 400 309-10* av Sv” _ 500 400 1,19 ”alt me' 500 400 2,66 :âååigïš 550 40 309-10: Tiv) 550 50 3,99'lO 550 400 199-10* 550 500 3,99. 10-1 453 468 u-u-ïïïï-p-ï-ïï1-1-1-11-1-...11111 l ¿ 3 4 5 2. Borrar av hård lege- 650 600 l,33'l0_¿ ring med beläggningen 550 500 5,55-10'2 av föreningen av svår -550 500 1,19 smälta metaller (Ti, 550 500 1,33 Hf ) N 650 600 2,66 650 40 6,65-10'1 650 80 6,65°10"l 650 100 6,65-10-1 650 500 6,65-10'1 750 500 e,ß5~10'1 400 400 6,65-10-1 Diffrakfiiønsinfienßë- Provningsresul- s.¿. bestäm- tet för räntgenstral- tat (antal dignetsö¿- ningen fran mixroxris- bal) ningskoeffi- tallernas inriktnings- cient plan """š___' _ _ _ _ ' "W " " _ " " _ " "%"___ 40 450 1,0 60 650 1,44 90 750 1,7 100 810 l,8 _ 350 _ 30 450 1,0 80 700 1,6 90 750 1,7 100 800 l,b 40 410 1,8 60 500 2,08 90 800 _ 3 , 3 100 1070 4, 4 ' 240 _ 10 453 468 :_.;:._-_1-_1-1-1-1-1-1-1-11-1-1 6 7 8 _ 240 _ 30 260 l,l o0 500 2,1 80 750 3,1 100 1070 4,4 100 800 3,3 85 580 2,4 ï-ïíà-ï-ïï-ï-ïïïïï-ï-ï-vïï___-_- Föreliggande uppfinning kan användas för metall- bearbetning genom olixa slags skärningsförfaranden.Table l šxšmšeïv "šeškšy; _ špšvšršnšnšsšešpšrštšf _ 'Kšälgšs fi for the main pressure of the tool tooth part, C Pa Epšvšršnšn; _ _ šiš šåšöï _ _ _ _ _ _ _ _ by beaming off bardemang coating by means of meg tallions _ I _ _ _ 2 _ _ _ _ É _ _ _ _ _ _ _ _ É _ _ _ _ _ _ _ _5_ _ l. ßOlffar av I 400 l, 33, l0 "2 stole with to coating- 2,55-lo-2 gen aV En 500 400 6.65.IO-Z fße fl f fl ß 500 400 309-10 * of Sv ”_ 500 400 1.19 "Alt me '500 400 2.66 : âååigïš 550 40 309-10: Tiv) 550 50 3.99'10 550 400 199-10 * 550 500 3.99. 10-1 453 468 u-u-ïïïï-p-ï-ïï1-1-1-11-1 -... 11111 l ¿3 4 5 Drills by hard doctor- 650 600 l, 33'l0_¿ ring with the coating 550 500 5.55-10'2 of the compound of severe -550,500 1.19 molten metals (Ti, 550 500 1.33 Hf) N 650 600 2.66 650 40 6.65-10'1 650 80 6.65 ° 10 "l 650 100 6.65-10-1 650 500 6.65-10'1 750 500 e, ß5 ~ 10'1 400 400 6.65-10-1 Diffrak fi iønsin fi enßë- Provningsresul- s.¿. determined for X-rays (number of dignified from mixroxris- bal) coefficient the orientation center of the figures plan "" "š ___ '_ _ _ _'" W "" _ "" _ ""% "___ 40 450 1.0 60 650 1.44 90 750 1.7 100 810 l, 8 _ 350 _ 30 450 1.0 80 700 1.6 90 750 1.7 100 800 l, b 40 410 1.8 60 500 2.08 90 800 _ 3, 3 100 1070 4, 4 '240 _ 10 453 468 : _.;: ._-_ 1-_1-1-1-1-1-1-1-11-1-1 6 7 8 _ 240 _ 30 260 l, l o0 500 2.1 80 750 3.1 100 1070 4.4 100 800 3.3 85 580 2.4 ï-ïíà-ï-ïï-ï-ïïïïï-ï-ï-vïï ___-_- The present invention can be used for metal machining by olixa kind of cutting procedures.
Vidare kan man med föreliggande uppfinning förbättra kvaliteten hos deaorativa och korrosionsbeständiga be- läggníngar.Furthermore, the present invention can be improved the quality of deaorative and corrosion-resistant laying.
Dessutom kan man med föreliggande uppfinning för- bättra driftegenskaperna hos detaljer hos s.k.frixtions- enheter (i friktionsingrepp med varandra varande Konst- ruxtionselement).In addition, the present invention provides improve the operating properties of details of so-called friction units (in frictional engagement with each other ruxtion element).
Föreliggande uppfinning kan användas för framställ- ning av skärverktyg från verktygsmaterial av varierande slag.The present invention can be used to prepare cutting tools from tool materials of varying kind.
Claims (2)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/SU1983/000031 WO1985000999A1 (en) | 1983-08-25 | 1983-08-25 | Cutting tool and method of manufacture thereof |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE8501672D0 SE8501672D0 (en) | 1985-04-03 |
| SE8501672L SE8501672L (en) | 1985-04-03 |
| SE453468B true SE453468B (en) | 1988-02-08 |
Family
ID=21616809
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE8501672A SE453468B (en) | 1983-08-25 | 1985-04-03 | CUTTING TOOLS PROVIDED WITH A RESISTABLE COATING AND PROCEDURES FOR PRODUCING THEREOF |
Country Status (14)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60502093A (en) |
| AU (1) | AU563891B2 (en) |
| BR (1) | BR8307747A (en) |
| CA (1) | CA1219549A (en) |
| CH (1) | CH667605A5 (en) |
| DE (1) | DE3390522C2 (en) |
| DK (1) | DK179185A (en) |
| FI (1) | FI851486A0 (en) |
| FR (1) | FR2558087B1 (en) |
| GB (1) | GB2156387B (en) |
| NL (1) | NL8320321A (en) |
| NO (1) | NO851602L (en) |
| SE (1) | SE453468B (en) |
| WO (1) | WO1985000999A1 (en) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62116762A (en) * | 1985-11-15 | 1987-05-28 | Citizen Watch Co Ltd | Production of external parts |
| DD243514B1 (en) * | 1985-12-17 | 1989-04-26 | Karl Marx Stadt Tech Hochschul | HARD COATINGS FOR MECHANICAL AND CORROSIVE CLADDED PARTS |
| DE3606529A1 (en) * | 1986-02-28 | 1987-09-03 | Glyco Metall Werke | METHOD FOR THE PRODUCTION OF LAYING MATERIAL OR LAYING MATERIAL PIECES BY EVAPORATING AT LEAST ONE METAL MATERIAL ONTO A METAL SUBSTRATE |
| EP0404973A1 (en) * | 1989-06-27 | 1991-01-02 | Hauzer Holding B.V. | Process and apparatus for coating substrates |
| DE3936550C1 (en) * | 1989-11-03 | 1991-04-18 | Arthur Klink Gmbh, 7530 Pforzheim, De | Substrate coating for wear resistance - with titanium nitride in vacuum chamber contg. titanium evaporator and heater with rotary substrate holder |
| DE19629456C1 (en) * | 1996-07-23 | 1997-11-20 | Fraunhofer Ges Forschung | Tool, in particular, for cutting materials |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1160895A (en) * | 1965-08-25 | 1969-08-06 | Rank Xerox Ltd | Coating Surfaces by Vapour Deposition |
| AT301299B (en) * | 1970-09-09 | 1972-08-25 | Plansee Metallwerk | Use of cutting tools to process steel that forms deposits |
| DE2727659B2 (en) * | 1977-06-20 | 1980-01-10 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Process for the production of coarsely crystalline or monocrystalline metal layers |
| US4169913A (en) * | 1978-03-01 | 1979-10-02 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Coated tool steel and machining tool formed therefrom |
| JPS56156767A (en) * | 1980-05-02 | 1981-12-03 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Highly hard substance covering material |
-
1983
- 1983-08-25 DE DE19833390522 patent/DE3390522C2/en not_active Expired
- 1983-08-25 CH CH1659/85A patent/CH667605A5/en not_active IP Right Cessation
- 1983-08-25 JP JP83503361A patent/JPS60502093A/en active Pending
- 1983-08-25 BR BR8307747A patent/BR8307747A/en unknown
- 1983-08-25 NL NL8320321A patent/NL8320321A/en not_active Application Discontinuation
- 1983-08-25 GB GB08508271A patent/GB2156387B/en not_active Expired
- 1983-08-25 AU AU21223/83A patent/AU563891B2/en not_active Ceased
- 1983-08-25 WO PCT/SU1983/000031 patent/WO1985000999A1/en active Application Filing
-
1984
- 1984-01-13 FR FR8400509A patent/FR2558087B1/en not_active Expired
- 1984-01-13 CA CA000445276A patent/CA1219549A/en not_active Expired
-
1985
- 1985-04-03 SE SE8501672A patent/SE453468B/en not_active Application Discontinuation
- 1985-04-12 FI FI851486A patent/FI851486A0/en not_active Application Discontinuation
- 1985-04-22 DK DK179185A patent/DK179185A/en not_active Application Discontinuation
- 1985-04-22 NO NO851602A patent/NO851602L/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2156387B (en) | 1987-03-18 |
| FI851486L (en) | 1985-04-12 |
| GB8508271D0 (en) | 1985-05-09 |
| SE8501672D0 (en) | 1985-04-03 |
| WO1985000999A1 (en) | 1985-03-14 |
| CH667605A5 (en) | 1988-10-31 |
| SE8501672L (en) | 1985-04-03 |
| CA1219549A (en) | 1987-03-24 |
| DE3390522T1 (en) | 1985-10-03 |
| FI851486A0 (en) | 1985-04-12 |
| DE3390522C2 (en) | 1987-10-15 |
| GB2156387A (en) | 1985-10-09 |
| NO851602L (en) | 1985-04-22 |
| AU563891B2 (en) | 1987-07-23 |
| FR2558087A1 (en) | 1985-07-19 |
| NL8320321A (en) | 1985-07-01 |
| DK179185D0 (en) | 1985-04-22 |
| AU2122383A (en) | 1985-03-29 |
| BR8307747A (en) | 1985-07-30 |
| FR2558087B1 (en) | 1986-06-20 |
| DK179185A (en) | 1985-04-22 |
| JPS60502093A (en) | 1985-12-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5264297A (en) | Physical vapor deposition of titanium nitride on a nonconductive substrate | |
| US6884514B2 (en) | Method for forming ceramic layer having garnet crystal structure phase and article made thereby | |
| SE451002B (en) | COATING FOR METAL CUTTING TOOLS | |
| SE453468B (en) | CUTTING TOOLS PROVIDED WITH A RESISTABLE COATING AND PROCEDURES FOR PRODUCING THEREOF | |
| EP0015813A1 (en) | Process for boronizing articles made of metal or cermet, and articles provided with a boronized surface | |
| JPH01152254A (en) | Gradually changed multiphase oxycarburizing and oxycarbrizing/nitriding material | |
| JP3092714B2 (en) | Tool for processing organic material and method for forming the tool | |
| JPH1045473A (en) | Graphite material coated with thermally decomposed carbon excellent in oxidation resistance | |
| FI80296C (en) | Procedure for applying a coating in particular to cutting tools | |
| JP2704317B2 (en) | Physical vapor deposition of titanium nitride on non-conductive substrates | |
| Li et al. | Phase transformation during surface ablation of cobalt-cemented tungsten carbide with pulsed UV laser | |
| Tedmon et al. | Electrochemical Formation of Lithium Alloys from Molten Lithium Fluoride | |
| US4734178A (en) | Process for deposition of a wear-resistant coating onto a cutting tool made from a carbon-containing material | |
| CN109354021A (en) | A kind of preparation method of WC/W composite material | |
| Mishra et al. | Arc plasma nitriding of low carbon steel | |
| JPH0118991B2 (en) | ||
| US4026730A (en) | Nitrided materials | |
| JPH116056A (en) | Target containing intermetallic compound, and manufacture of hard covered member using it | |
| SU1389325A1 (en) | Nickel-chromium aluminium and method of producing same | |
| SU1701427A1 (en) | Cutting tool with wear-resistant coating | |
| RU2109843C1 (en) | Method for manufacturing parts with hardened working surface | |
| SU1731867A1 (en) | Method of thermal and chemical treatment of small-size titanium alloy tools | |
| Bozack et al. | The production of high purity metal alloys by surface segregation | |
| Wang et al. | Tungsten Oxides Formation On The Interface Of The Cemented Carbide And The Inconel 182 Overlays At Elevated Temperature Up To 800∘ C | |
| Anfinogenov et al. | Spontaneous mass transfer and deposition of carbon and silicon on titanium in LiCl-Li ionic-electronic melts |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NAV | Patent application has lapsed |
Ref document number: 8501672-3 Effective date: 19881111 |