DD288628A5 - Verschleissfester ueberzug und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents
Verschleissfester ueberzug und verfahren zu seiner herstellung Download PDFInfo
- Publication number
- DD288628A5 DD288628A5 DD33380489A DD33380489A DD288628A5 DD 288628 A5 DD288628 A5 DD 288628A5 DD 33380489 A DD33380489 A DD 33380489A DD 33380489 A DD33380489 A DD 33380489A DD 288628 A5 DD288628 A5 DD 288628A5
- Authority
- DD
- German Democratic Republic
- Prior art keywords
- wear
- layers
- layer
- tools
- layer thickness
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 33
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 24
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000002356 single layer Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 9
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 claims abstract 3
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 claims abstract 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims abstract 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 8
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- GFNGCDBZVSLSFT-UHFFFAOYSA-N titanium vanadium Chemical compound [Ti].[V] GFNGCDBZVSLSFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims 2
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 claims 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 claims 1
- -1 oxides Chemical class 0.000 claims 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 2
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001464 adherent effect Effects 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 210000000540 fraction c Anatomy 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft einen verschleiszfesten UEberzug und Verfahren zu seiner Herstellung. Objekte, auf die sich die Erfindung bezieht, sind Werkzeuge und Verschleiszteile aus Metallen, Hartmetallen und keramischen Werkstoffen. Ihre Anwendung ist besonders zweckmaeszig bei Schneidwerkzeugen fuer die spanende Formgebung. Erfindungsgemaesz besteht der UEberzug aus einer Folge von alternierenden Einzelschichten mit einer Einzelschichtdicke von 0,2 bis 1 mm und einer Gesamtschichtdicke zwischen 2 und 50 mm, wobei benachbarte Einzelschichten eine unterschiedliche Zusammensetzung aufweisen, und wird hergestellt durch Gasphasenabscheidung, indem die Ausgangsgasmischung mit einem Verhaeltnis der Stoffmengenanteile von V zu Ti im Bereich von 0,006 bis 0,03 waehrend des gesamten Abscheideprozesses der Schichtkombination mit unveraenderter Zusammensetzung sowie unveraenderten Abscheideparametern kontinuierlich durchgefuehrt wird.{verschleiszfester UEberzug; Verschleiszteile; Hartmetalle; Schneidwerkzeuge; alternierende Einzelschichten; Gesamtschichtdicke; unterschiedliche Zusammensetzung; Gasphasenabscheidung; Schichtkombination; Abscheideparameter}
Description
-Oxicarbiden, -Oxinitriden, -Carbonitriden oder -Oxicarbonitriden, aus einer Folge von alternierenden Einzelschichten mit einer
eine unterschiedliche Zusammensetzung besitzen. Vorteilhaft ist es, wenn sich die benachbarten Einzelschichten im Titan/
0,006 bis 0,03 während des gesamten Abscheideprozesses der Schichtkombination mit unveränderter Zusammensetzung sowie unveränderten Abscheideparametern kontinuierlich zugeführt.
schließen läßt. Das Konstanthalten der Verfahrensparameter hat den Vorteil, daß eine hohe Reproduzierbarkeit der Abscheidung
garantiert ist, da Störungen des Wachstumsprozesses, die u.a. bei Änderung der Verfahrensparameter an den
ohne zusätzlichen technologischen Aufwand realisiert werden kann.
(kritische Last Lo 100 N), Delaminationen konnten nicht beobachtet werden. Darüberhinaus haben Biegebruchuntersuchungen
gezeigt, daß die Biegebruchfestigkeit der Hartmetalle durch die Beschichtung mit diesen Überzügen nur geringfügig vermindert wird. Dadurch zeigen auf diese Art beschichtete Hartmetallwerkzeuge eine hohe Stabilität, insbesondere bei schwerem und unterbrochenem Schnitt und können vorteilhaft für Schneidwerkzeuge für die Dreh- und Fräsbearbeitung von Eisenwerkstoffen eingesetzt werden.
1. Hartmetallwendeschneidplatten werden in einen CVD-Reaktor eingebracht und unter Argon auf 1050°C erwärmt. Dann wird bei Normaldruck in den Reaktor eine Gasmischung der Zusammensetzung 4,5 Stoffmengenanteile TiCi4,2,2 Stoffmengenanteile C0Hc 0,2 Stoffmengenanteile n-C7H|8,0,1 Stoffmengenanteile VOCI3 und Rest Hi eingeleitet. Nach einer Beschichtungszeit von 3!> min hat sich eine 30 pm dicke, festhaftende Hartstoffschicht, die aus (Ti, VJoxicarbiden unterschiedlicher Zusammensetzung besteht, gebildet. Nach einerÄtzung In einer konzentrierten HNO3-Lösung besitzt die Schicht folgendes Aussehen. Es zeigen sich etwa 90 Einzelschichten mit einer mittleren Schichtdicke von 0,3pm. Augerspektroskopische Untersuchungen ergaben, daß die Konzentrationen von Titan und Vanadium ein gegenläufiges Verhalten zeigen und zwischen 8 und 23 Stoffmengenanteilen (Vanadium) bzw. 26 und 42 Stoffmengenanteilen (Titan) alternieren. Die Sauerstoffkonzentration korreliert mit Vanadium, die Kohlenstoffkonzentration mit Titan.
2. Auf eine Wendeschneidplatte der Zusammensetzung 68,3 Massenanteile WC, 16,8 Massenanteile TiC, 7,9 Massenanteile TaC/NbC und 7 Massenanteile Co wird nach dem CVD-Verfahren bei Normaldruck eine 10pm dicke Titan-Vanadiumoxicarbonitridschicht mit einer Gasmischung der Zusammensetzung 4,2 Stoffmengenanteile TiCI4, 2,1 Stoffmengenanteilo C6H6,0,2 Stoffmengenanteile n-C7H16,0,1 Stoffmengenr.nteile VOCI3,6,2 Stoffmengenanteile N2 und Rest H* aufgebracht. Der Aufbau dieser Hartstoffschicht ist analog dem 1. Ausführungsbeispiel. Schneidversuche mit dieser beschichteten Wendeschneidplatte mit XeCrNiTi 1810 als Gegenwerkstoff zeigen bei ν = 140in/rnir$,s = 0,4 mm/U und a = 2mm (M10-Bereich eine Verschleißmarkenbreite VB = 0,15mm nach 40min Schnittzeit. Eine vergleichbare TiCxN,,-Schicht, ohne VOCI3-Zusatz hergestellt, zeigte diese Verschleißmarkenbreite bereits nach 25 min Schnittzeit.
3. Auf eine Wendeschneidplatte, bestehend aus WC/Co mit 6 Massenanteilen Co, wird eine TiCx-Hartstoffschicht auf bekannte Art und Weise nach H )m CVD-Verfahren aufgebracht. Dabei wird jeweils nach 90sec Beschichtungszeit für 90see der Gasmischung 0,1 StoVfmengenanteile VOCI3 zugegeben. Nach 13min Beschichtungszeit ist eine 12 μηι dicke festhaftende Hartstoffschicht entstanden. Sie besteht aus 9 Einzelschichten, wobei jede zweite Einzelschicht aus in der Zusammensetzung alternierenden Titan-Vanadium-Oxicarbiden aufgebaut ist. Schneidversuche mit dieser erfindungsgemäßen Schicht mit GGL 25 als Gegenwerkstoff zeigen bei v = 200m/min, s = O,3mm/Uunda = 2 mm gegenüber einer Wendeschneidplatte gleicher Zusammensetzung und einer TiC-Monoschicht eine 50% höhere Verschleißfestigkeit.
Claims (3)
1. Verschleißfester Überzug auf metallischer, hartmetallischer oder keramischer Unterlage, insbesondere für Schneidwerkzeuge und Verschleißteile, aus Titan-Vanadium-Carbiden, -Nitriden, -Oxicarbiden, -Oxinitriden, -Carbonitriden oder -Oxicarbonitriden, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug aus einer Folge von alternierenden Einzelschichten mit einer Einzelschichtdicke von 0,2 bis 1 pm besteht, die Gesamtschichtdicke zwischen 2 und 50pm liegt und benachbarte Einzelschichten eine unterschiedliche Zusammensetzung besitzen.
2. Verschleißfester Überzug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte Einzelschichten sich im Titan/Vanadium-Verhältnis um 10% unterscheiden.
3. Verfahren zur Herstellung eines verschleißfesten Überzuges auf metallischer, hartmetallischer oder keramischer Unterlage, insbesondere für Schneidwerkzeuge und Verschleißteile, aus Titan-Vanadium-Carbiden, -Nitriden, -Oxicarbiden, -Oxinitriden, -Carbonitriden oder -Oxicarbonitriden, der aus einer Folge von alternierenden Einzelschichten mit einer Einzelschichtdicke von 0,2 pm bis 1 pm besteht, dessen Gesamtschichtdicke zwischen 2pm und50pm liegt und bei dem benachbarte Einzelschichten eine unterschiedliche Zusammensetzung besitzen, mittels TiCU, H2, einem oder mehreren Kohlenwasserstoffen, Ni und/oder NH3 und VCI4 oder VOCI3 im Temperaturbereich von 8000C bis 12000C durch Abscheidung aus der Gasphase, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsgasmischung mit einem Verhältnis der Stoffmengenanteile von V zu Ti im Bereich von 0,006 bis 0,03 während des gesamten Abscheideprozesses der Schichtkombination mit unveränderter Zusammensetzung sowie unveränderten Abscheideparametern kontinuierlich zugeführt wird.
Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf den Verschleißschutz von Werkzeugen und Verschleißteilen aus Metallen, keramischen Werkstoffen und Hartmetallen. Ihre Anwendung ist be! allen Werkzeugen und Verschleißteilen möglich, jedoch bei Schneidwerkzeugen aus Hartmetali für die spanende Formgebung besonders geeignet.
Charakteristik des bokannten Standes der Technik
Es ist bekannt, Werkzeuge und Verschleißteile durch Gasphasenabscheidung mit verschleißhemmenden mehrlagigen Hartstoffschichten unterschiedlicher Zusammensetzung (Schichtkombination aus Karbiden, Oxiden, Nitriden, Karbonitriden, Oxikarbiden, Oxinitriden oder Oxikarbonitriden der Metalle Al und Ti) zu versehen (DE-OS 2253745, DE-OS 2525185). Der Nachteil der so beschichteten Teile besteht darin, daß es aufgrund der zu geringen Haftfestigkeit der Schichten zum Verbundkörper zu einer Verringerung der Verschleißfestigkeit kommt. Dieser Mangel wird nach der DE-AS 2917348 durch Aufbringen einer Hartstoffschicht aus sehr vielen (30 bis ca. 750) dünnen Einzelschichten mit einer Dicke von jeweils 0,02 bis 0,1 pm vermindert. Das wird realisiert durch eine entsprechend der jeweilig abzuscheidenden Einzelschicht ständig wechselnde Ausgangsgasmischung.
Ein Nachteil dieses Verfahrens besteht im hohen technologischen Aufwand und langen Beschichtungszeiten. Ursache dafür sind die zur Schichtherstellung notwendigem sehr kleinen Schichtwachstumsgeschwindigkeiten, die nur im Unterdruckverfahren aufgrund des geringen Stoffangebotes pro Zeiteinheit technisch realisiert werden können. Ein Mangel dieser Schichten besteht in der verminderten mechanischen Festigkeit durch auftretende epitaktische Verwachsungen und Stengelkristalle. Die Ursache, die zum Auftreten von epitaktischen Verwachsungen und Stengelkristallen führt, ist in den sehr kleinen Schichtwachstumsraten zu suchen, din jedoch zur Herstellung dieser Schichten notwendig sind.
Ziel der Erfindung
Das Ziel der Erfindung besteht in der Erhöhung der Verschleißfestigkeit der beschichteten Verbundkörper, Erhöhung der mechanischen Festigkeit der Schichten und in der Absenkung des technologischen Aufwandes bei der Schichtherstellung.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verschleißfesten Überzug anzugeben, der eine hohe Haftfestigkeit zum Verbundkörper aufweist und bei dem keine epitaktischen Verwachsungen und Stenge/kristalle auftreten sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung vorzuschlagen, das mit hohen Schichtwachstumsgeschwindigkeiten und im Normaldruckverfahren durchführbar ist.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD33380489A DD288628A5 (de) | 1989-10-23 | 1989-10-23 | Verschleissfester ueberzug und verfahren zu seiner herstellung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD33380489A DD288628A5 (de) | 1989-10-23 | 1989-10-23 | Verschleissfester ueberzug und verfahren zu seiner herstellung |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DD288628A5 true DD288628A5 (de) | 1991-04-04 |
Family
ID=5613185
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DD33380489A DD288628A5 (de) | 1989-10-23 | 1989-10-23 | Verschleissfester ueberzug und verfahren zu seiner herstellung |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD288628A5 (de) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0496053A1 (de) * | 1991-01-21 | 1992-07-29 | Balzers Aktiengesellschaft | Beschichtetes hochverschleissfestes Werkzeug und physikalisches Beschichtungsverfahren zur Beschichtung von hochverschleissfesten Werkzeugen |
| US20080261058A1 (en) * | 2007-04-23 | 2008-10-23 | Iscar, Ltd. | Coated cutting tool, cutting member or wear part |
-
1989
- 1989-10-23 DD DD33380489A patent/DD288628A5/de not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0496053A1 (de) * | 1991-01-21 | 1992-07-29 | Balzers Aktiengesellschaft | Beschichtetes hochverschleissfestes Werkzeug und physikalisches Beschichtungsverfahren zur Beschichtung von hochverschleissfesten Werkzeugen |
| US20080261058A1 (en) * | 2007-04-23 | 2008-10-23 | Iscar, Ltd. | Coated cutting tool, cutting member or wear part |
| US8703245B2 (en) | 2007-04-23 | 2014-04-22 | Iscar, Ltd. | Coated cutting tool, cutting member or wear part |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0083043B1 (de) | Verschleissteil | |
| DE69518039T2 (de) | Beschichtete Klinge aus Hartmetallegierung | |
| DE69622457T2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Sinterkarbid mit Bindephase-angereicherter Oberflächenzone | |
| DE19651592C5 (de) | Beschichtetes Schneidwerkzeug | |
| EP1902155B2 (de) | Hartstoffbeschichtete körper und verfahren zu deren herstellung | |
| DE2253745C3 (de) | Schneideinsätze | |
| EP0306077B1 (de) | Verfahren zur Herstellung mehrlagig beschichteter Hartmetallteile | |
| DE2435989C2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines verschleißfesten, beschichteten Hartmetallkörpers für Zerspanungszwecke | |
| DE2851584A1 (de) | Verbundkoerper | |
| EP0093706B1 (de) | Werkzeug und Verfahren zu dessen Herstellung | |
| EP0143889A2 (de) | Beschichteter Hartmetallkörper | |
| CH664377A5 (de) | Dekorative schwarze verschleissschutzschicht. | |
| DE2306504B2 (de) | Beschichteter Sinterhartmetallkörper | |
| DE2730355A1 (de) | Verschleissteil aus hartmetall, insbesondere fuer werkzeuge | |
| DE69802035T2 (de) | Beschichtetes Schneidwerkzeug | |
| EP0832993A1 (de) | Schichtsystem, Verfahren zur Herstellung desselben und Metallsubstrat mit einem derartigen Schichtsystem | |
| DE2225135C3 (de) | Schneideinsatz | |
| DE69515503T2 (de) | Beschichtete sinterkarbideinsätze für die verwendung beim metallschneiden | |
| DD288628A5 (de) | Verschleissfester ueberzug und verfahren zu seiner herstellung | |
| DE69809555T2 (de) | Karbonnitridlegierung auf titanbasis mit nitrierter oberflächenzone | |
| EP0018432B1 (de) | Mit einer verschleiss- und korrosionsfesten Wolframkarbid-Schutzschicht versehener Metallteil | |
| EP0031805A1 (de) | Hartkörper, insbesondere Hartmetallverschleissteil, und Verfahren zu seiner Herstellung | |
| EP0954622B1 (de) | Verbundkörper und verfahren zu seiner herstellung | |
| DE1942292B2 (de) | Verfahren zur abscheidung eines ueberzuges | |
| DE2303756C3 (de) | Verfahren zur Erzeugung einer Mischkarbidschicht aus Vanadium und Chrom auf kohlenstoffhaltigen Eisenwerkstoffen |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ENJ | Ceased due to non-payment of renewal fee |