SE511207C2 - Metod för att elektropolera titanbaserade beläggningar på skärverktyg och slitdelar till en hög ytfinhet - Google Patents
Metod för att elektropolera titanbaserade beläggningar på skärverktyg och slitdelar till en hög ytfinhetInfo
- Publication number
- SE511207C2 SE511207C2 SE9602817A SE9602817A SE511207C2 SE 511207 C2 SE511207 C2 SE 511207C2 SE 9602817 A SE9602817 A SE 9602817A SE 9602817 A SE9602817 A SE 9602817A SE 511207 C2 SE511207 C2 SE 511207C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- surface finish
- electrolyte
- high surface
- acid
- cutting tools
- Prior art date
Links
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 19
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 title 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 title 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 title 1
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 13
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N perchloric acid Chemical compound OCl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 3
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- POAOYUHQDCAZBD-UHFFFAOYSA-N 2-butoxyethanol Chemical compound CCCCOCCO POAOYUHQDCAZBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004063 acid-resistant material Substances 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims 1
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 claims 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 abstract description 14
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 abstract description 2
- 235000011149 sulphuric acid Nutrition 0.000 abstract description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 14
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000997 High-speed steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 239000011195 cermet Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25F—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
- C25F3/00—Electrolytic etching or polishing
- C25F3/16—Polishing
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Adornments (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Description
10
15
20
30
511 207
användning av termodynamiskt mindre stabil kappa-Al2O3 i
stället för alfa-Al2O3, genom mekanisk polering av alfa-Al2O3_
skiktet före utfällning av TiN eller genom mekanisk polering av
TiN-skiktet. Den första metoden leder i många fall till
undermåliga prestanda. Den andra metoden är en dyr två-stegs
beläggningsprocess och den tredje metoden ger inte den önskade
blanka gyllene färgen.
Elektrolytisk polering eller avgradning är en vanligen
använd teknik, speciellt för metalliska material. Två välkända
processer är elektrokemisk avgradning och elektropolering. US
4,405,422 beskriver metoder för elektrolytisk avgradning av
koppar eller kopparlegeringar och US 4,4ll,75l metoder för stål
eller aluminium legeringar. I svenska patentansökningarna
9404326-2 och 9602278-5 presenteras metoder för eggavrundning
av skär genom elektropolering i en elektrolyt innehållande
perklorsyra (HClO4) eller svavelsyra (H2SO4) i metanol.
Gemensamt för alla dessa metoder är att de syftar till att
producera jämna eggar väsentligen utan djupeffekt, vardera på
en speciell klass av material, och att de appliceras före någon
beläggningsprocess dvs grovhet från själva beläggningen
elimineras inte.
Det är ett ändamål med föreliggande uppfinning att
åstadkomma en metod för direkt polering av beläggningen på
skär, borrar, ändfräsar och slitdelar där åtminstone det
yttersta skiktet av beläggningen består av TiC, TiN eller
Ti(C,N). Metoden kan kontrolleras noggrannare än mekanisk
polering och ger en hög ytfinhet över hela skäret. Särskilt kan
en TiN-beläggning ovanpå ett grovt Al2O3_skikt poleras till att
väsentligen eliminera ytgrovheten och ge en skinande gyllene
färg över hela den polerade delen.
Det har överraskande visat sig att med användning av
metoder liknande dem beskrivna i SE 9404326-2 och 9602278-5 men
10
15
20
25
30
511 207
applicerande dem efter, i stället för före beläggningsprocessen
erhålls en ytterst slät yta med utomordentliga kosmetiska
egenskaper, vilka inte kan skapas med mekaniska metoder.
Dessutom, eftersom det är beläggningen och inte det
underliggande materialet som poleras, är metoden inte längre
begränsad till delar av hàrdmetall och cermetlegeringar, utan
kan även tillämpas på belagda delar av snabbstål eller keramik.
Fig. 1 visar i tvärsnitt nosen (a) och släppningssidan (b)
av ett CVD-belagt hàrdmetallskär före behandling.
2 visar i tvärsnitt nosen (a)
Fig. och släppningssidan (b)
av ett CVD-belagt hàrdmetallskär behandlat i 15 sekunder enligt
uppfinningen.
Fig. 3 visar i tvärsnitt nosen (a) och släppningssidan (b)
av ett CVD-belagt hàrdmetallskär behandlat i 60 sekunder enligt
uppfinningen.
4 visar i tvärsnitt nosen (a)
Fig. och släppningssidan (b)
av ett CVD-belagt hårdmetallskär behandlat i 120 sekunder
enligt uppfinningen.
Enligt föreliggande uppfinning rengörs de belagda delarna,
med singel eller multipelskiktbeläggning med TiN, TiC eller
Ti(C,N) som yttersta skikt, grundligt med ultraljud i metanol
så att damm, fettfläckar och liknande vilka kan
lösa partiklar,
påverka poleringsresultatet avlägsnas från ytorna. Delarna
nedsänks i det elektrolytiska badet och en spänning anbringas
mellan delarna (anod) och en katod. Kraftig omrörning utförs
för att erhålla stabila betingelser med elektrolyt strömmande
längs alla sidor av delarna. Katoden skall vara tillverkad av
ett syraresistent material, t ex platina eller syraresistent
rostfritt stål.
Elektrolyten skall innehålla 2-50 vol%,
företrädesvis 20-
30 vol% perklorsyra eller svavelsyra (HQSO4), eller en
blandning därav, i metanol. Metanolen kan delvis eller helt
10
15
20
25
30
4
ersäêtls] a? Qgra viskösa vätskor, t ex butanol, glycerol eller
etylenglykol-monobutyleter, för att minska poleringshastigheten
eller som ett medel för att erhålla mera stabila betingelser.
Temperaturen av elektrolyten kan vara mellan rumstemperatur och
-60 °C, huvudsakligen för att ändra elektrolytens viskositet.
Spänningen skall vara lägre än 50 V men högre än 3 V,
företrädesvis 10-30 V. Vanligen används en DC-spänning. Men det
är också möjligt att använda pulsad eller AC-spänning. Det
lämpliga valet av spänning beror på konstruktionen av
utrustningen, graden av omrörning och valet av elektrolyt och
temperatur. Val av elektrolyt, temperatur, spänning och polertid
skall anpassas till beläggningsmaterial och tjocklek, ytfinhet
från början och önskad sluttjocklek för att erhålla bästa
resultat. Det är möjligt för den skickliga fackmannen att
bestämma dessa villkor.
Omedelbart efteråt sköljs de polerade delarna, t ex i
metanol, för att undvika korrosion förorsakad av elektrolyten.
Med ett korrekt val av de olika parametrarna beskrivna ovan
bildas ett tunt, högvisköst skikt vid gränsytan mellan
beläggning och elektrolyt. Eftersom spänningsfallet uppstår
huvudsakligen genom detta skikt beror poleringshastigheten
starkt på dess tjocklek. Därför poleras på en grov yta utstående
vilket
delar snabbare än andra, leder till en kontinuerligt
förbättrad ytfinhet. Om å andra sidan valet av parametrar är
alltför långt ifrån optimum kommer det viskösa skiktet aldrig
att bildas eller att bli instabilt, vilket leder till oxidation
eller även ”pitting” av ytan.
Metoden är lämplig för massproduktion eftersom stora ytor
kan poleras samtidigt med hög poleringshastighet och ytterst hög
precision och reproducerbarhet.
10
15
20
25
511 207
Exempel
Hårdmetallskär med en multipelskiktbeläggning som visas i
Fig. 1 elektropolerades i 15, 60 respektive 120 sekunder.
Elektrolyten bestod av 22 vol% svavelsyra i metanol, kyld till
-50 °C, och spänningen var 20 volt DC. En 30 cmz platinaplåt
användes som katod och elektrolyten omrördes starkt med
användning av en magnetomrörare. Som ses i Fig. 2, uppnås redan
efter 15 sekunder en väsentlig förbättring av ytfinheten,
speciellt över nosen. Efter 60 sekunder, Fig. 3, har finheten
ytterligare förbättrats vid släppningssidan. Efter l20
sekunder,
Fig. 4, har utstående delar av Al2O3-skiktet nått
ytan av TiN-skiktet. En ytterst slät yta har erhållits över
hela skäret, där TiN väl fyller ut fårorna i det underliggande
Al2O3-skiktet. Det mesta av TiN har avlägsnats och den bildar
inte längre ett kontinuerligt skikt. I detta speciella fall är
processen egentligen självkontrollerad. När de utstående
delarna av det elektriskt isolerande Al2O3-skiktet når ytan
bryts den elektriska kontakten till öarna av TiN i fårorna och
poleringen stoppar. En liknande effekt uppnås vid polering av
en Ti-innehållande beläggning på en elektriskt isolerande
keramisk del. Metoden fungerar dock lika bra på belagda delar
där alla skikt i beläggningen såväl som själva delen är
elektriskt ledande. En noggrann kontroll av polertiden torde
dock vara viktigare i ett sådant fall.
Claims (1)
1. Metod att polera beläggningar på skärverktyg och slitdelar, där det yttre skiktet av beläggningen består av TiC, TiN eller Ti(C,N), till en hög ytfinhet k ä n n e t e c k n a d av följande steg: framtagning av en elektrolyt av 2-50 vol% perklorsyra (HClO4) eller svavelsyra (HZSO4), eller en blandning därav, i metanol eller annan viskös organisk vätska såsom butanol, glycerol eller etylenglykol-monobutyleter, nedsänkning av sagda belagda delar i elektrolyten, placering av en elektrod av ett syraresistent material, t ex platina eller syraresistent rostfritt stål i elektrolyten, anbringande av en elektrisk potential mellan den belagda delen (anod) och elektroden (katod) under en begränsad tidsperiod.
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE9602817A SE511207C2 (sv) | 1996-07-19 | 1996-07-19 | Metod för att elektropolera titanbaserade beläggningar på skärverktyg och slitdelar till en hög ytfinhet |
US08/867,417 US5911867A (en) | 1996-07-19 | 1997-06-02 | Method for obtaining a high surface finish on titanium-based coatings by electropolishing |
AT97926349T ATE213028T1 (de) | 1996-07-19 | 1997-06-03 | Verfahren zur feinstbearbeitung von beschichtungen auf titanbasis |
EP97926349A EP0914499B1 (en) | 1996-07-19 | 1997-06-03 | Method for obtaining a high surface finish on titanium based coatings |
JP10506851A JP2000514873A (ja) | 1996-07-19 | 1997-06-03 | チタンに基づくコーティングへの高度の表面仕上方法 |
DE69710336T DE69710336T2 (de) | 1996-07-19 | 1997-06-03 | Verfahren zur feinstbearbeitung von beschichtungen auf titanbasis |
IL12707897A IL127078A (en) | 1996-07-19 | 1997-06-03 | Method for obtaining a high surface finish on titanium based coatings |
PCT/SE1997/000962 WO1998003702A1 (en) | 1996-07-19 | 1997-06-03 | Method for obtaining a high surface finish on titanium based coatings |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE9602817A SE511207C2 (sv) | 1996-07-19 | 1996-07-19 | Metod för att elektropolera titanbaserade beläggningar på skärverktyg och slitdelar till en hög ytfinhet |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE9602817D0 SE9602817D0 (sv) | 1996-07-19 |
SE9602817L SE9602817L (sv) | 1998-01-20 |
SE511207C2 true SE511207C2 (sv) | 1999-08-23 |
Family
ID=20403430
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE9602817A SE511207C2 (sv) | 1996-07-19 | 1996-07-19 | Metod för att elektropolera titanbaserade beläggningar på skärverktyg och slitdelar till en hög ytfinhet |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5911867A (sv) |
EP (1) | EP0914499B1 (sv) |
JP (1) | JP2000514873A (sv) |
AT (1) | ATE213028T1 (sv) |
DE (1) | DE69710336T2 (sv) |
IL (1) | IL127078A (sv) |
SE (1) | SE511207C2 (sv) |
WO (1) | WO1998003702A1 (sv) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20060226025A1 (en) * | 2005-03-16 | 2006-10-12 | Colorado School Of Mines | Electrochemical removal of die coatings |
US20100040423A1 (en) * | 2005-04-07 | 2010-02-18 | Sumitomo Electric Hardmetal Corp. | Indexable insert |
CN102230210B (zh) * | 2011-06-08 | 2013-12-11 | 中南大学 | 一种不锈钢无铬电解抛光液及其表面抛光处理工艺 |
CN102899711B (zh) * | 2012-11-20 | 2016-01-27 | 重庆大学 | 一种用于钛及钛合金的电解抛光液以及电解抛光工艺 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2997429A (en) * | 1959-02-26 | 1961-08-22 | Westinghouse Electric Corp | Electropolishing of titanium and titanium alloys |
US4405422A (en) * | 1982-09-14 | 1983-09-20 | Blomsterberg Karl Imgemar | Method of anodically deburring articles of copper or copper alloy |
US4411751A (en) * | 1982-09-14 | 1983-10-25 | Blomsterberg Karl Ingemar | Method of anodically deburring articles of steel or aluminium alloys in an electrolytic bath, and a bath for carrying out the method |
US5202003A (en) * | 1990-02-23 | 1993-04-13 | Gordon Roy G | Electrolytic removal of tin oxide or titanium nitride from a coater |
US5227036A (en) * | 1990-02-23 | 1993-07-13 | Gordon Roy G | Electrolytic removal of tin oxide from a coater |
RU2039851C1 (ru) * | 1992-08-17 | 1995-07-20 | Чебоксарское производственное объединение "Химпром" | Способ удаления пленки нитрида титана с поверхности изделий из нержавеющей стали |
SE511209C2 (sv) * | 1994-12-12 | 1999-08-23 | Sandvik Ab | Metod för att erhålla väldefinierade eggradier på skär med elektropoleringsteknik |
US5650059A (en) * | 1995-08-11 | 1997-07-22 | Credo Tool Company | Method of making cemented carbide substrate |
-
1996
- 1996-07-19 SE SE9602817A patent/SE511207C2/sv unknown
-
1997
- 1997-06-02 US US08/867,417 patent/US5911867A/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-06-03 JP JP10506851A patent/JP2000514873A/ja active Pending
- 1997-06-03 DE DE69710336T patent/DE69710336T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-06-03 IL IL12707897A patent/IL127078A/en not_active IP Right Cessation
- 1997-06-03 EP EP97926349A patent/EP0914499B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-06-03 AT AT97926349T patent/ATE213028T1/de not_active IP Right Cessation
- 1997-06-03 WO PCT/SE1997/000962 patent/WO1998003702A1/en active IP Right Grant
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE69710336D1 (de) | 2002-03-21 |
US5911867A (en) | 1999-06-15 |
IL127078A0 (en) | 1999-09-22 |
IL127078A (en) | 2001-10-31 |
SE9602817D0 (sv) | 1996-07-19 |
ATE213028T1 (de) | 2002-02-15 |
WO1998003702A1 (en) | 1998-01-29 |
EP0914499A1 (en) | 1999-05-12 |
DE69710336T2 (de) | 2002-11-14 |
JP2000514873A (ja) | 2000-11-07 |
SE9602817L (sv) | 1998-01-20 |
EP0914499B1 (en) | 2002-02-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11673289B2 (en) | Fabricating metal or ceramic components using 3D printing with dissolvable supports of a different material | |
US5028304A (en) | Method of electrochemical machining of articles made of conducting materials | |
CN105420805B (zh) | 电解质溶液和电抛光方法 | |
EP0557593A1 (en) | Electrochemical tool for uniform metal removal during electropolishing | |
US4128463A (en) | Method for stripping tungsten carbide from titanium or titanium alloy substrates | |
JP2001501674A (ja) | 導電性表面の電解洗浄方法 | |
EP0482565B1 (en) | Electrolytic process for stripping a metal coating from a titanium based metal substrate | |
US5981084A (en) | Electrolytic process for cleaning electrically conducting surfaces and product thereof | |
GB2053274A (en) | Electrochemical machining-airfoils | |
US5591320A (en) | Method for obtaining well defined edge radii on cutting tool inserts by electropolishing technique | |
SE511207C2 (sv) | Metod för att elektropolera titanbaserade beläggningar på skärverktyg och slitdelar till en hög ytfinhet | |
JP2001517737A (ja) | 電気めっき方法 | |
EP1446516B1 (en) | Arrangement of an electrode, method for making same, and use thereof | |
US5993638A (en) | Method for obtaining well-defined edge radii on cutting tool inserts in combination with a high surface finish over the whole insert by electropolishing technique | |
EP3488030B1 (en) | Method for polishing conductive metal surfaces | |
KR101709602B1 (ko) | 마이크로 아크 전해 산화 처리를 통한 알루미늄 합금 내산화 코팅층 제조방법 | |
SE511208C2 (sv) | Sätt att erhålla väldefinierade eggradier på verktygsskär och hög ytfinhet över hela skäret genom elektropolering | |
JP2001507994A (ja) | 化学蒸着法で被覆した高速度鋼ドリルの製造方法 | |
Kaputkin et al. | Processing of bimetals in the electrolyte plasma | |
Hoare et al. | Electrochemical Machining | |
JPH08105000A (ja) | アルミニウムの電解研摩方法 | |
IL127079A (en) | Method for obtaining well defined edge radii by electropolishing | |
Mikhailova et al. | Manufacturing corrosion-resistant electrode materials on the Basis of Ti, Ta, Nb, and W covered with thin electrodeposited platinum layers |