SE469170B - COMPOSITIVE COATINGS ON ELIGIBLE SUBSTRATE AND PROCEDURES FOR PREPARING THEREOF - Google Patents
COMPOSITIVE COATINGS ON ELIGIBLE SUBSTRATE AND PROCEDURES FOR PREPARING THEREOFInfo
- Publication number
- SE469170B SE469170B SE8901788A SE8901788A SE469170B SE 469170 B SE469170 B SE 469170B SE 8901788 A SE8901788 A SE 8901788A SE 8901788 A SE8901788 A SE 8901788A SE 469170 B SE469170 B SE 469170B
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- refractory
- nitride
- layer
- phase
- continuous
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- 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
- C23C16/34—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
- 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
- C23C16/308—Oxynitrides
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Description
CÅ \¿> 10 15 ZÛ 25 30 35 40 ') 4"? ll' 2 hårt, eldfast substrat för att framställa en artikel som visar förbättrat förslitningsmotstånd under extrema användningsbetingelser. CÅ \ ¿> 10 15 ZÛ 25 30 35 40 ') 4 "? Ll' 2 hard, refractory substrate to produce an article showing improved wear resistance under extreme conditions of use.
SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN En nötningsbeständig artikel i enlighet med uppfinningen omfattar en hård, eldfast substratkropp och ett fullständigt tätt, vidhäftande, nötnings- beständigt, sammansatt, eldfast skikt på substratkroppen. Det sammansatta eldfasta skiktet har åtminstone två faser och innefattar ett kontinuerligt nitridskikt omkring 0,1-2D pm tjockt. Nitridskiktet omfattar åtminstone en första eldfast nitrid av Si, B, Al, Y, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Mo eller W. Det sammansatta eldfasta skiktet innefattar också åtminstone en diskontinuerlíg, ytterligare fas dispergerad såsom åtskilda partiklar i nitridskiktet. Den ytterligare fasen omfattar åtminstone en andra eldfast nitrid av Si, B, Al, Y, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Mo eller W. Den andra eldfasta nitriden är inte samma som den första eldfasta nitriden.SUMMARY OF THE INVENTION An abrasion resistant article in accordance with the invention comprises a hard, refractory substrate body and a completely dense, adhesive, abrasion resistant, composite, refractory layer on the substrate body. The composite refractory layer has at least two phases and comprises a continuous nitride layer about 0.1-2D μm thick. The nitride layer comprises at least a first refractory nitride of Si, B, Al, Y, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Mo or W. The composite refractory layer also comprises at least one discontinuous, further phase dispersed as separate particles in the nitride layer . The further phase comprises at least one second refractory nitride of Si, B, Al, Y, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Mo or W. The second refractory nitride is not the same as the first refractory nitride.
En annan aspekt av uppfinningen innefattar en förbättring av ett för- farande för avsättning av ett nötningsbeständigt, eldfast skikt på ett hårt, eldfast substrat. Förfarandet innefattar att en första gasformig blandning passeras över substratet, vilken blandning omfattar en första halogenidånga vald från gruppen bestående av halogenider av Si, B, Al, Y, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Mo och W, och en eller flera flyktiga nitrerhärdande gaser. Tempe- raturen är mellan ca BÛDOC och en temperatur som är skadlig för substrat- egenskaperna; trycket är mellan ca 1 torr och omgivningstryck. Förfarandet utföres vid partiella tryckförhållanden, vid en flödeshastighet, och under en tid som är tillräckliga för att avsätta ett kontinuerligt, fullständigt tätt, vidhäftande, nötningsbeständigt skikt omfattande åtminstone en eldfast nitrid av Si, B, Al, Y, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Mo eller W ca 0,1-20 pm tjockt på substratet. Förbättringen i förfarandet innefattar att den första gasformiga blandningen blandas med åtminstone en ytterligare ånga vald från halogenid- erna av Si, B, Al, Y, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Mo och W för att bilda en andra gasformig blandning. Den ytterligare ångan är inte samma som den första halo- genidångan, och blandas vid ett partiellt tryck valt för att bilda åtminstone en diskontinuerlíg, ytterligare fas, dispergerad såsom åtskilda partiklar i det kontinuerliga nitridskiktet, samt omfattar åtminstone en eldfast nitrid av Si, B, Al, Y, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Mo eller W för att bilda ett full- ständigt tätt, vidhäftande, nötningsbeständigt, sammansatt eldfast skikt på substratet. 10 15 20 25 30 35 40 469 170 3 KÛRTFATTAD BESKRIVNING AV RITNINGARNA För en bättre förståelse av föreliggande uppfinning, tillsammans med ändamålen, fördelarna och möjligheterna därmed, göres hänvisning till följande beskrivning och bifogade krav, tagna tillsammans med ritningarna, i vilka: Fig. 1 och 2 är schematiska tvärsnittsillustrationer av substrat belagda med två olika förfaringsutföranden i enlighet med uppfinningen.Another aspect of the invention includes an improvement in a method of depositing an abrasion resistant, refractory layer on a hard, refractory substrate. The process comprises passing a first gaseous mixture over the substrate, which mixture comprises a first halide vapor selected from the group consisting of halides of Si, B, Al, Y, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Mo and W, and a or several volatile nitrous gases. The temperature is between about BÛDOC and a temperature that is harmful to the substrate properties; the pressure is between about 1 dry and ambient pressure. The process is carried out at partial pressure conditions, at a flow rate, and for a time sufficient to deposit a continuous, completely dense, adhesive, abrasion resistant layer comprising at least one refractory nitride of Si, B, Al, Y, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Mo or W about 0.1-20 μm thick on the substrate. The improvement in the process comprises mixing the first gaseous mixture with at least one further vapor selected from the halides of Si, B, Al, Y, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Mo and W to form a second gaseous mixture. mixture. The additional vapor is not the same as the first halogen vapor, and is mixed at a partial pressure selected to form at least one discontinuous, additional phase, dispersed as separate particles in the continuous nitride layer, and comprises at least one refractory nitride of Si, B, Al, Y, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Mo or W to form a completely dense, adhesive, abrasion resistant, composite refractory layer on the substrate. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS For a better understanding of the present invention, together with the objects, advantages and possibilities thereof, reference is made to the following description and appended claims, taken in conjunction with the drawings, in which: FIG. 1 and 2 are schematic cross-sectional illustrations of substrates coated with two different process embodiments in accordance with the invention.
DETALJERAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN De belagda artiklarna i enlighet med föreliggande uppfinning framställes genom avsättning, med förfarandet i enlighet med uppfinningen, av ett vid- häftande sammansatt nitridbaserat beläggningsskikt med två eller fler faser på ett hårt, eldfast substrat, såsom beskrivits ovan.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The coated articles in accordance with the present invention are prepared by depositing, by the process in accordance with the invention, an adhesive composite nitride-based coating layer having two or more phases on a hard, refractory substrate, as described above.
Samavsättningen av en nitridbaserad sammansatt beläggning med två eller flera faser som har egenskaperna att de vidhäftar substratet, är nötningsbe- ständiga, har högt temperaturmotstånd, och beständighet mot kemiska angrepp eller nedbrytning vid höga temperaturer, beror på noggrann kontroll av för- farandeparametrarna. De framträdande egenskaperna hos beläggningen är ett resultat av utförandet med en andra fas av åtskilda partiklar av en nitrid av Si, B, Al, Y, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Mo eller W, eller en kombination av dessa, inom grundmassan av en nitrid av Si, B, Al, Y, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Mo eller W. Föredragna beläggningsskikt innefattar t.ex. zirkoniumnitrid- och/eller yttriumnitridpartiklar i en kontinuerlig aluminiumnitridgrundmassa, yttriumnitridpartiklar i en kontinuerlig zirkoniumnitridgrundmassa, zirko- niumnitridpartiklar i en kontinuerlig yttriumnitridgrundmassa, titannitríd- partiklar i en kontinuerlig kiselnitrid- eller aluminiumnitridgrundmassa.The co-deposition of a nitride-based composite coating with two or more phases which has the properties of adhering to the substrate, is abrasion resistant, has high temperature resistance, and resistance to chemical attack or degradation at high temperatures, depends on careful control of the process parameters. The prominent properties of the coating are a result of the embodiment with a second phase of separated particles of a nitride of Si, B, Al, Y, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Mo or W, or a combination of these , within the matrix of a nitride of Si, B, Al, Y, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Mo or W. Preferred coating layers comprise e.g. zirconium nitride and / or yttrium nitride particles in a continuous aluminum nitride matrix, yttrium nitride particles in a continuous zirconium nitride matrix, zirconium nitride particles in a continuous yttrium nitride matrix, titanium nitride particles in a continuous silicon nitride matrix or aluminum.
Partiklarna kan vara jämnt distribuerade i grundmassan, eller deras distribution kan styras för att t.ex. erhålla en skiktad struktur av enfasiga nitridgrundmassedelar alternerande med två- eller flerfasiga grundmasse-/par- tikeldelar, företrädesvis distribuerade vid reglerade intervall längs grund- massans djup. På liknande sätt kan avsättningen regleras för att avsätta en enfasig kontinuerlig del med reglerat djup av grundmassematerialet under den två- eller flerfasiga delen eller den alternerande enfasiga/tvåeller flerfasiga delen av beläggningen.The particles can be evenly distributed in the matrix, or their distribution can be controlled to e.g. obtain a layered structure of single-phase nitride matrix parts alternating with two-phase or multiphase matrix / particle parts, preferably distributed at regulated intervals along the depth of the matrix. Similarly, the deposition can be controlled to deposit a single-phase continuous part with a controlled depth of the matrix material below the two-phase or multiphase part or the alternating single-phase / two-phase part of the coating.
Förfarandet medför användningen av en blandning av gaser innefattande en blandning av två eller fler metallhalogenider och andra reaktionsgaser under noggrant reglerade betingelser för att genom kemisk ångavsättning (CVD) 10 15 20 25 30 35 40 1 7 O G avsätta metallföreningar på ett substrat. Metallhalogeniderna framställes företrädesvis genom att halogenidgas eller gaser passerar över metallerna, t.ex. metallpartiklar. Metallerna kan t.ex. kombineras som en blandning av metaller, som en metallegering, eller som metallsalter. En enda halogenidgas passeras över de kombinerade metallerna för att bilda en blandning av metall? halogenider. Alternativt är åtminstone metallen som bildar grundmassan separat, och separata halogenidgasströmmar passeras över metallerna för att bilda separata metallhalogenider, som senare kombineras. Bärgaser, t.ex. Ar, kan kombineras med halogenidgaserna. Föredragna metallhalogenidgaser är klorider av Si, B, Al, Y, Ti, Zr, Hf, V, Nb. Dessa kombineras med lämpliga andra gaser såsom H2 och NZ eller andra flyktiga nitrerhärdande gaser såsom NH3. En eller flera av metallerna kan med fördel innehållas i ett separat kärl i CVD-reaktorn.The process involves the use of a mixture of gases comprising a mixture of two or more metal halides and other reaction gases under carefully controlled conditions to deposit metal compounds on a substrate by chemical vapor deposition (CVD). The metal halides are preferably prepared by passing halide gas or gases over the metals, e.g. metal particles. The metals can e.g. combined as a mixture of metals, as a metal alloy, or as metal salts. A single halide gas is passed over the combined metals to form a mixture of metal? halides. Alternatively, at least the metal forming the matrix is separate, and separate halide gas streams are passed over the metals to form separate metal halides, which are later combined. Salvage gases, e.g. Ar, can be combined with the halide gases. Preferred metal halide gases are chlorides of Si, B, Al, Y, Ti, Zr, Hf, V, Nb. These are combined with suitable other gases such as H2 and NZ or other volatile nitrate hardening gases such as NH3. One or more of the metals may advantageously be contained in a separate vessel in the CVD reactor.
För att samavsätta en grundmassa med en första fas som innehåller åtskilda partiklar av en andra fas eller faser, är det viktigt att reglera den relativa avsättningen genom att reglera sådana parametrar som gasströmningshastigheter för att alstra den önskade samavsättningen av material med första och andra fas. Normalt är avsättningstemperaturen ca son-1soo°c.In order to co-deposit a matrix with a first phase containing separated particles of a second phase or phases, it is important to control the relative deposition by controlling such parameters as gas flow rates to produce the desired co-deposition of materials with first and second phase. Normally the deposition temperature is about son-1soo ° c.
Ytterligare kontroll över avsättningsförfarandet kan erhållas genom pulsning av metallhalogenídgasen som bildar den andra fasen eller faserna under upprätthållande av ett kontinuerligt flöde av metallhalogenídgasen som bildar grundmassan. Detta pulsningsförfarande kan också användas för att reglera distributionen av den andra fasen i grundmassan, t.ex. för att erhålla antingen en jämn distribution eller en skiktad distribution som beskrivits ovan.Additional control over the deposition process can be obtained by pulsing the metal halide gas forming the second phase or phases while maintaining a continuous flow of the metal halide gas forming the matrix. This pulsation method can also be used to regulate the distribution of the second phase in the matrix, e.g. to obtain either an even distribution or a layered distribution as described above.
Likaledes kan en enda metallhalogenidgas tillåtas strömma, med de andra reaktionsgaserna, under en tidsperiod som är tillräcklig för att avsätta en kontinuerlig enfasig del av materialet som omfattar grundmassan, innan tvåfasdelen eller alternerande enfas/två- eller flerfasdelen av beläggningen har avsatts.Likewise, a single metal halide gas may be allowed to flow, with the other reaction gases, for a period of time sufficient to deposit a continuous single-phase portion of the material comprising the matrix, before the two-phase portion or alternating single-phase / two-phase or multiphase portion of the coating has been deposited.
Några exempel på sammansatta beläggningar i enlighet med uppfinningen är: AlN-grundmassa/ZrN-partiklar, ZrN-grundmassa/YN-partiklar, YN-grund- massa/ZrN-partiklar, AlN-grundmassa/YN-partiklar, AlN-grundmassa/TiN-par- tiklar, AlN-grundmassa/Zrnpartiklar och YN-partiklar och Si3N4-grund- massa/TiN-partiklar.Some examples of composite coatings in accordance with the invention are: AlN matrix / ZrN particles, ZrN matrix / YN particles, YN matrix / ZrN particles, AlN matrix / YN particles, AlN matrix / TiN -particles, AlN matrix / Zrn particles and YN particles and Si3N4 matrix / TiN particles.
Uttrycken andra fas och tvåfas såsom använt häri hänför sig till samman- sättningar som omfattar en kontinuerlig nitridgrundmassaförening med en första fas och en eller flera ytterligare eller andra faser som kan vara en enda förening eller mer än en förening, i form av åtskilda partiklar. Grund- 10 15 20 25 30 35 40 123-63* 170 5 massan och/eller partiklarna kan vara nitrider av en enda metall eller en fast lösning av nitrider av mer än en metall, och de individuella partiklarna kan vara av samma eller olika föreningar. Partiklarna som beskrivits här kan vara regelbundet formade såsom sfärer, stavar, tunna fibrer, etc. eller oregelbundet formade.The terms second phase and two phase as used herein refer to compositions comprising a continuous nitride matrix compound having a first phase and one or more additional or second phases which may be a single compound or more than one compound, in the form of discrete particles. The base mass and / or the particles may be nitrides of a single metal or a solid solution of nitrides of more than one metal, and the individual particles may be of the same or different compounds. . The particles described herein may be regularly shaped such as spheres, rods, thin fibers, etc. or irregularly shaped.
Nitriderna som beskrivits här kan lämpligen också innefatta syre, såsom oxinitrider av Si, B, Al, Y, Ti, Ar, Hf, V, Nb, Ta, Mo eller W, i den första och ytterligare faser. Sådana oxinitrider kan erhållas genom inkludering av en lämplig syrekälla i reaktionsgaserna, t.ex. N0 eller N02. Ett exempel på sammansatta, eldfasta oxinitridbeläggningar i enlighet med uppfinningen är: Si-Al-0-N-grundmassa/Ti(0,N)-partiklar.The nitrides described herein may suitably also comprise oxygen, such as oxynitrides of Si, B, Al, Y, Ti, Ar, Hf, V, Nb, Ta, Mo or W, in the first and further phases. Such oxynitrides can be obtained by including a suitable source of oxygen in the reaction gases, e.g. N0 or NO2. An example of composite refractory oxinitride coatings in accordance with the invention are: Si-Al-O-N matrix / Ti (0, N) particles.
De sammansatta beläggningarna i enlighet med uppfinningen är full- ständigt täta, vidhäftande och gör det möjligt att kombinera nötningsmot- ståndsegenskaperna hos två eller flera komponenter utan problemen associerade med skillnaderna avseende utvidgningskoefficienter och vidhäftning som upp- visas genom skiktning av kontinuerliga beläggningar av materialen.The composite coatings in accordance with the invention are completely dense, adhesive and make it possible to combine the abrasion resistance properties of two or more components without the problems associated with the differences in coefficients of expansion and adhesion exhibited by layering continuous coatings of the materials.
De eldfasta beläggningsskikten som beskrivas här kan kombineras med andra eldfasta beläggningsskikt. T.ex. kan ytterligare förbättring av vid- häftningen av beläggningen till substratet uppnås genom att mellan den sammansatta beläggningen och substratet avsätta ett tunt mellanskikt av TiC, TaC, Ti(C,N), eller annan karbid eller karbonitrid av Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Al, Si eller B. En sådan avsättning kan uppnås på känt sätt som en preliminär del av samma beläggningsförfarande, eller i ett separat, före- gående beläggningsförfarande. På liknande sätt kan för speciella appli- ceringar, t.ex. för friktions-, utseende-, nötnings- eller värmeändamål, ett tunnt yttre skikt såsom TiN appliceras på känt sätt över den sammansatta beläggningen.The refractory coating layers described here can be combined with other refractory coating layers. For example. further improvement of the adhesion of the coating to the substrate can be achieved by depositing between the composite coating and the substrate a thin intermediate layer of TiC, TaC, Ti (C, N), or other carbide or carbonitride of Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Al, Si or B. Such a deposit can be achieved in a known manner as a preliminary part of the same coating process, or in a separate, previous coating process. Similarly, for special applications, e.g. for friction, appearance, abrasion or heat purposes, a thin outer layer such as TiN is applied in a known manner over the composite coating.
Fig, 1 och 2, som ej är skalenligt ritade, visar schematiskt typiska belagda artiklar 10 och 30 i enlighet med uppfinningen. Såsom visas i fig. 1 är substratet 12 ett format, sammanfogat material av WC, och kan vara ett skärverktyg eller annan artikel som kräver nötningsmotstånd under de extrema förhållanden som beskrivits ovan. Ett tunt skikt 14 av TiC täcker substratet, åtminstone i det område som utsättas för nötning. Ett sammansatt skikt 16 är avsatt på TiC-skiktet 14, och utgöres av av enfasiga grundmassedelar 18 och 20 av AlN, och tvåfasdelar 22 av en AlN-grundmassa 24 och åtskilda partiklar 26 av Zrn. Såsom visas i fig. 1 är där ingen delning mellan AlN-et i grund- massans 24 tvåfasdelar 22 och det i de enfasiga grundmassedelarna 18 och 20.Figures 1 and 2, which are not to scale, schematically show typical coated articles 10 and 30 in accordance with the invention. As shown in Fig. 1, the substrate 12 is a molded, joined material of WC, and may be a cutting tool or other article that requires abrasion resistance under the extreme conditions described above. A thin layer 14 of TiC covers the substrate, at least in the area exposed to abrasion. A composite layer 16 is deposited on the TiC layer 14, and is composed of single-phase matrix portions 18 and 20 of AlN, and two-phase portions 22 of an AlN matrix 24 and spaced particles 26 of Zrn. As shown in Fig. 1, there is no division between the AlN in the two-phase portions 22 of the matrix 24 and that in the single-phase matrix portions 18 and 20.
Den sammansatta beläggningens AlN är en enda kontinuerlig grundmassa med en samavsatt andra fas med reglerad sammansättning och distribution dispergerad däri. Ett yttre skikt 28 av TiN är avsatt på det sammansatta skiktet och ger _53.The AlN of the composite coating is a single continuous matrix having a co-deposited second phase with controlled composition and distribution dispersed therein. An outer layer 28 of TiN is deposited on the composite layer to give 53.
O\ MO 10 15 20 25 30 35 40 178 6 artikeln 10 en distinkt, identifierbar färg.O \ MO 10 15 20 25 30 35 40 178 6 article 10 a distinct, identifiable color.
Fig. 2 visar en alternativ utföringsform av artikeln i enlighet med upp- finningen. Lika särdrag i de tvâ figurerna identifieras av samma hänvisninga- siffror. I fig. 2 är substratet 12 överlagt med ett tunt TiC-lager 14 på samma sätt som visas i fig. 1. Ett sammansatt skikt 32 är avsatt på Tiß-skiktet 14 och utgöres av AlN-grundmassan 24 med partiklar 34 av YN jämnt distibuerade genom grundmassan 24. Ett yttre skikt 28 av TiN är avsatt på det sammansatta skiktet.Fig. 2 shows an alternative embodiment of the article in accordance with the invention. Similar features in the two figures are identified by the same reference numerals. In Fig. 2, the substrate 12 is overlaid with a thin TiC layer 14 in the same manner as shown in Fig. 1. A composite layer 32 is deposited on the Tiß layer 14 and is constituted by the AlN matrix 24 with particles 34 of YN evenly distributed through the matrix 24. An outer layer 28 of TiN is deposited on the composite layer.
Följande exempel visas för att fackmän inom området tydligare skall kunna förstå och använda föreliggande uppfinning. Dessa exempel skall inte anses som en begränsning av uppfinningens omfattning utan endast som illu- strativa och representativa exempel på uppfinningen.The following examples are shown to enable those skilled in the art to more clearly understand and use the present invention. These examples are not to be construed as limiting the scope of the invention but merely as illustrative and representative examples of the invention.
EXEMPEL 1 Efter sköljning av alla gasledningar med sina respektive gaser under 0,5-1 timme belades skärverktygsinlägg med ett cementerat karbidmaterial, stålskärningsgrad C-5, med ett skikt av TiC, ca 3 pm tjockt med känd teknik i en CVD-reaktor. Reaktorn evakuerades till ca 10 torr, upphettades sedan under lågt tryck, medan den spelades med flytande väte, för att öka avgasningen innan avsättning.EXAMPLE 1 After rinsing all gas lines with their respective gases for 0.5-1 hour, cutting tool inserts were coated with a cemented carbide material, steel grade C-5, with a layer of TiC, about 3 μm thick with prior art in a CVD reactor. The reactor was evacuated to about 10 torr, then heated under low pressure, while playing with liquid hydrogen, to increase degassing before deposition.
Metallhalogenidgaserna var klorider, bärgasen för AlCl3- och ZrCl4-reaktionerna var Ar, och den nitrerhärdande reaktionsgasen var NH3 med H2 Avsättningstrycket för exempel 1 var ca 0,75 torr; temperaturen ca 1U25OC. som bärare. Gasströmningshastígheterna visas i tabellen nedan.The metal halide gases were chlorides, the carrier gas for the AlCl 3 and ZrCl 4 reactions was Ar, and the nitrate curing reaction gas was NH 3 with H 2 The deposition pressure of Example 1 was about 0.75 torr; the temperature is about 1U25OC. as a carrier. The gas flow rates are shown in the table below.
AlN-avsättningen (en fas) gjordes en period innan den tvåfasiga AlN/ZrN-av- sättningen påbörjades.The AlN deposition (one phase) was made for a period before the two-phase AlN / ZrN deposition began.
Efter avsättningsproceduren kyldes reaktorn, vid avsättningstrycket sam- tidigt som den spelades med väte, till ca 3ÛÛ0C, och sedan vid omgivande tryck och kväveströmning till rumstemperatur.After the deposition procedure, the reactor was cooled, at the deposition pressure at the same time as it was flushed with hydrogen, to about 3ÛÛ0C, and then at ambient pressure and nitrogen flow to room temperature.
Tjockleken hos beläggningarna var 4-6 mm, såsom mätt medelst slipkul- metoden (Calotest) och elektronmikroskop för avsökning. Beläggningens kemiska sammansättningen bestämdes genom röntgendiffraktionsanalys. Beläggningen avsattes på Tiß-underskiktet såsom en skiktad sammansättning av omväxlande aluminiumnitrid- och aluminiumnitrid/zirkoniumnitriddelar över en enfasig aluminiumnitriddel, liknande den som visats i fig. 1 men utan TiN-skiktet över nitridbeläggningen. Nitridbeläggningen och TiC-underskiktet visar tillfredsställande tjocklek och god vidhäftning.The thickness of the coatings was 4-6 mm, as measured by the abrasive ball method (Calotest) and electron microscope for scanning. The chemical composition of the coating was determined by X-ray diffraction analysis. The coating was deposited on the Tiß backing layer as a layered composition of alternating aluminum nitride and aluminum nitride / zirconium nitride parts over a single phase aluminum nitride part, similar to that shown in Fig. 1 but without the TiN layer over the nitride coating. The nitride coating and TiC backsheet show satisfactory thickness and good adhesion.
EXEMPEL 2 Förfarandet enligt exempel 1 upprepas i exempel 2 för att belägga samma 10 15 20 25 469 170 7 typ av TiC-belagda, cementerade karbidskärverktygsinlägg, med undantag av att både AlCl3 och ZrCl4 strömmar under hela samavsättningsperioden. Avsätt- ningstrycket och temperaturen är 100 torr respektive 100000. De återstående reaktionsbetingelserna ges i tabellen nedan. De resulterande sammansatta beläggningarna är liknande dem som visas i fig. 2, med undantag av att inget TiN-skikt är avsatt på nítridbeläggningen. Beläggningen är en kontinuerlig AlN~grundmassa med ZrN-partiklar distribuerade däri. Ingen enfasdel avsättes under nitridskiktets tvåfasdel.EXAMPLE 2 The procedure of Example 1 is repeated in Example 2 to coat the same type of TiC-coated, cemented carbide cutting tool inserts, except that both AlCl3 and ZrCl4 flow throughout the co-deposition period. The deposition pressure and the temperature are 100 dry and 100000, respectively. The remaining reaction conditions are given in the table below. The resulting composite coatings are similar to those shown in Fig. 2, except that no TiN layer is deposited on the nitride coating. The coating is a continuous AlN matrix with ZrN particles distributed therein. No single-phase part is deposited below the two-phase part of the nitride layer.
TABELL Flödeshastighet cm;/min AlCl3 Zrßla Ex.TABLE Flow rate cm; / min AlCl3 Zrßla Ex.
H2 Ar NH3 AlCl3 ZrCl4 flöde flöde 1 4300 3000 705 72 8 120 min 5 min per varje 20 min Z 4300 3000 705 72 8 120 min 120 min Medan man har visat och beskrivit vad som för närvarande anses som de föredragna utföringsformerna enligt uppfinningen, kommer det att vara uppen- bart för fackmännen inom området att olika ändringar och modifieringar kan göras däri utan att avvika från uppfinningens ram såsom definieras i bifogade patentkrav.H 2 Ar NH 3 AlCl 3 ZrCl 4 flow flow 1 4300 3000 705 72 8 120 min 5 min per every 20 min Z 4300 3000 705 72 8 120 min 120 min While showing and describing what are currently considered to be the preferred embodiments of the invention, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications may be made therein without departing from the scope of the invention as defined in the appended claims.
Claims (21)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US20639988A | 1988-06-14 | 1988-06-14 | |
US07/206,401 US4965140A (en) | 1987-01-20 | 1988-06-14 | Composite coatings on refractory substrates |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE469170B true SE469170B (en) | 1993-05-24 |
Family
ID=26901311
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE8901788A SE469170B (en) | 1988-06-14 | 1989-05-19 | COMPOSITIVE COATINGS ON ELIGIBLE SUBSTRATE AND PROCEDURES FOR PREPARING THEREOF |
SE8901788D SE8901788L (en) | 1988-06-14 | 1989-05-19 | COMPOSITIVE COATINGS ON ELFABLE SUBSTRATE AND COATING PROCEDURE |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE8901788D SE8901788L (en) | 1988-06-14 | 1989-05-19 | COMPOSITIVE COATINGS ON ELFABLE SUBSTRATE AND COATING PROCEDURE |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3117978B2 (en) |
DE (1) | DE3919307A1 (en) |
SE (2) | SE469170B (en) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03201311A (en) * | 1989-12-27 | 1991-09-03 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Insulated electric wire |
GB2256434A (en) * | 1991-06-04 | 1992-12-09 | Rolls Royce Plc | Abrasive medium |
DE19543748A1 (en) * | 1995-11-24 | 1997-05-28 | Widia Gmbh | Cutting tool, method for coating a cutting tool and use of the cutting tool |
DE10242421A1 (en) * | 2002-09-06 | 2004-03-18 | Fenker, Martin, Dr. | Coating for substrates used in the automobile industry comprises niobium nitride or niobium metal nitride |
BRPI1010577A2 (en) | 2009-05-15 | 2016-03-15 | Gillette Co | razor blade coating. |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58197265A (en) * | 1982-05-11 | 1983-11-16 | Mitsubishi Metal Corp | Surface-coated sintered hard alloy member for cutting tool |
JPS5959879A (en) * | 1982-09-29 | 1984-04-05 | Hitachi Metals Ltd | Multi-coated material and its production |
JPS60248879A (en) * | 1984-05-23 | 1985-12-09 | Toshiba Tungaloy Co Ltd | Surface coated hard alloy and its production |
US4714660A (en) * | 1985-12-23 | 1987-12-22 | Fansteel Inc. | Hard coatings with multiphase microstructures |
US4745010A (en) * | 1987-01-20 | 1988-05-17 | Gte Laboratories Incorporated | Process for depositing a composite ceramic coating on a cemented carbide substrate |
-
1989
- 1989-05-19 SE SE8901788A patent/SE469170B/en not_active IP Right Cessation
- 1989-05-19 SE SE8901788D patent/SE8901788L/en not_active Application Discontinuation
- 1989-06-13 DE DE19893919307 patent/DE3919307A1/en not_active Withdrawn
- 1989-06-13 JP JP01148548A patent/JP3117978B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SE8901788L (en) | 1989-12-15 |
JPH0238585A (en) | 1990-02-07 |
DE3919307A1 (en) | 1989-12-21 |
JP3117978B2 (en) | 2000-12-18 |
SE8901788D0 (en) | 1989-05-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4965140A (en) | Composite coatings on refractory substrates | |
US4702970A (en) | Composite coatings on ceramic substrates | |
US4701384A (en) | Composite coatings on cemented carbide substrates | |
US4749629A (en) | Ultrathin laminated oxide coatings and methods | |
US3955038A (en) | Hard metal body | |
US4745010A (en) | Process for depositing a composite ceramic coating on a cemented carbide substrate | |
US4950558A (en) | Oxidation resistant high temperature thermal cycling resistant coatings on silicon-based substrates and process for the production thereof | |
EP0106817B1 (en) | Cutting insert and method of making the same | |
JPH0576546B2 (en) | ||
US4844951A (en) | Method for depositing ultrathin laminated oxide coatings | |
US4943450A (en) | Method for depositing nitride-based composite coatings by CVD | |
US5145739A (en) | Abrasion resistant coated articles | |
EP1157143B1 (en) | Mt cvd process | |
JP4028891B2 (en) | Multi-component hard layer manufacturing method and composite | |
JPH01108187A (en) | Oxidation resistance high temperature resistance cyclic coating on silicon substrate and manufacture | |
EP0275977B1 (en) | Composite coatings | |
EP0222241B1 (en) | Deposition of titanium aluminides | |
US4598024A (en) | Dispersion toughened ceramic composites and method for making same | |
SE469170B (en) | COMPOSITIVE COATINGS ON ELIGIBLE SUBSTRATE AND PROCEDURES FOR PREPARING THEREOF | |
C Patnaik | Intermetallic coatings for high temperature applications-a review | |
EP0275978B1 (en) | A method for depositing composite coatings | |
US5024889A (en) | Surface treatment for silicon carbide filaments and product | |
CA1198945A (en) | Coated product and process | |
US6413628B1 (en) | Titanium carbonitride coated cemented carbide and cutting inserts made from the same | |
JP7486713B2 (en) | Coated Tools |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NUG | Patent has lapsed |