PL187810B1

PL187810B1 - Narzędzie zawierające korpus i układ warstw odpornych na zużycie ścierne oraz sposób wytwarzania narzędzia zawierającego korpus i układ warstw odpornych na zużycie ścierne

Info

Publication number: PL187810B1
Application number: PL33920897A
Authority: PL
Inventors: Hans Braendle; Nobuhiko Shima
Original assignee: Balzers Aktiengesellschaft; Balzers Hochvakuum
Priority date: 1997-09-12
Filing date: 1997-09-12
Publication date: 2004-10-29
Also published as: ATE255173T1; WO1999014391A1; TR200000711T2; CA2303029A1; SK3462000A3; DE69726466D1; EP1021584B1; DE69726466T2; JP2001516654A; EP1021584A1; PT1021584E; PL339208A1; BR9714868A; SK287473B6; AU4028197A; CA2303029C; ES2210561T3

Description

Przedmiotem wynalazku jest narzędzie zawierające korpus i układ warstw odpornych na zuzycie ścierne oraz sposób wytwarzania narzędzia zawierającego korpus i układ warstw odpornych na zuzycie ścierne.

Znane jest w dziedzinie ochrony narzędzi wprowadzanie układów warstw odpornych na ścieranie, które zawierają co najmniej jedną warstwę z twardego materiału, oznaczoną jako MeX.

Z japońskiego opisu patentowego nr JP-A-08209335 znane jest wykonywanie twardych korpusów pokrywanych metodą PVD lub CVD pokrywanych węglikami, azotkami lub węglikoazotkami w układzie dwuskładnikowym lub trójskładnikowym wybranym spośród tytanu Ti, innych niz tytan Ti metali z grupy IVa układu okresowego, metali z grupy Va, metali z grupy Via i glinu Al. Według tego opisu stosunek szczytowych natężeń dla płaszczyzny (200) w modelu dyfrakcji rentgenowskiej i dla płaszczyzny (111) określono jako wynoszący co najmniej 1,5. Wartość tego stosunku może być regulowana poprzez wartość napięcia

187 810 początkowego. Zmniejsza się przy tym naprężenie resztkowe i poprawia się graniczną, wartość obciążenia pokrytego korpusu twardego jak również stopień przyczepności powłoki.

W opisie patentowym nr EP 0701982 ujawniono folię warstwową z bardzo drobnych cząstek, która ma więcej niż dwie warstwy, z których każda jest utworzona ze związku składającego się głównie z węglików, azotków, węglikoazotków lub tlenków co najmniej jednego z pierwiastków wybranych z grupy obejmującej grupę IVa pierwiastków układu okresowego, grupę V pierwiastków, grupę VI pierwiastków, glin Al, krzem Si i bor B. Ujawniono również materiał kompozytowy o dużej twardości do stosowania w powłokach narzędziowych, przy czym co najmniej część skrawająca powierzchni podłoża narzędzia jest pokryta warstwą złożoną z bardzo drobnych cząstek. Znane są metody pomiaru struktur powierzchniowych z wykorzystaniem dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego. W tego rodzaju pomiarach znane są następujące określenia i wielkości.

Pojęcie Qi jest zdefiniowane jako stosunek natężeń dyfrakcji 1(200) do 1(111), przypisanych odpowiednio płaszczyznom (200) i (111) w dyfrakcji rentgenowskiej materiału z zastosowaniem metody Θ-2Θ. Stąd prawdziwa jest zależność Qj = 1(200)/1(111). Wartości natężeń mierzy się za pomocą następującego sprzętu przy następujących nastawieniach

Siemens Dilfractometer D500 Moc:

Przysłony aperturowe:

Przysłona detektorowa:

Stała czasowa:

Szybkość kątowa 2υ: Promieniowanie:

Napięcie robocze: 30kV Natężenie robocze: 25 mA Położenie przysłony I: 1° Położenie przysłony II: 0,1° Szczelina Sołler 4 s

0,05°/min

Cu-Ka(0,15406 n.m)

Jeżeli następuje odniesienie do „zmierzony według MS”, to odnosi się to do opisanego powyżej sprzętu i podanych nastawień. Wszystkie wyniki ilościowe dla Qi i I w niniejszym opisie zostały uzyskane za pomocą MS.

- Określenie „korpus narzędzia” oznacza tu narzędzie niepowleczone.

- Określenie „materiał twardy” oznacza materiał, za pomocą którego narzędzia, silnie obciążone mechanicznie i termicznie w czasie pracy, powleka się w celu nadania im odporności na ścieranie. Korzystne przykłady takich materiałów są podane niżej jako materiały oznaczone ogólnie MeX.

Narzędzie zawierające korpus i układ warstw odpornych na zużycie ścierne, przy czym układ warstw zawiera co najmniej jedną warstwę MeX, w której Me obejmuje tytan i glin, a X oznacza co najmniej jeden spośród azotu i węgla oraz warstwa ta ma wartość Qi > 1,5, zdefiniowaną jako stosunek natężeń dyfrakcji 1(200) do 1(111), przypisanych odpowiednio płaszczyznom (200) i (111) w dyfrakcji rentgenowskiej materiału z zastosowaniem metody0-20, zaś korpus narzędzia jest wykonany z jednego z takich materiałów jak stal szybkotnąca (HSS) i węglik spiekany, charakteryzuje się według wynalazku tym, że wartość Qi jest wybrana tak, ze wynosi Qi > 5, oraz wartość natężenia dyfrakcji 1(200) jest co najmniej 20 razy większa niż średnia wartość natężenia przy czym wartości natężeń dyfrakcji są zmierzone za pomocą następującego sprzętu przy następujących nastawieniach

Siemens Diffractometer D500 Moc:

Przysłony aperturowe:

Przysłona detektorowa:

Stała czasowa:

Szybkość kątowa 2υ:

Napięcie robocze: 30 kV Natężenie robocze: 25 mA Połozenieprzysłony I: 1° Położenie przysłony II: 0,1° Szczelina Soller 4 s

0,05°/min

187 810

Promieniowanie: Cu-Ka(0,15406 nm)

Korzystnie Qi spełnia zależność Qj > 10.

Korzystnie materia! MeX należy do grupy obejmującej azotek tytanowo-glinowy, węglikoazotek tytanowo-glinowy, azotek tytanowo-glinowo-borowy, a zwłaszcza azotek tytanowo-glinowy albo węglikoazotek tytanowo-glinowy.

Korzystnie Me obejmuje ponadto co najmniej jeden kolejny pierwiastek spośród pierwiastków należących do grupy obejmującej bor, cyrkon, hafn, itr, krzem, wolfram, chrom, a zwłaszcza co najmniej jeden pierwiastek spośród itru, krzemu i boru.

Korzystnie zawartość i tego kolejnego pierwiastka w Me wynosi 0,05% < i < 60% przyjmując Me jako 100%.

Korzystnie narzędzie zawiera ponadto kolejną warstwę z azotku tytanu pomiędzy co najmniej jedną warstwą MeX i korpusem narzędzia, przy czym ta kolejna warstwa z azotku tytanu ma grubość d, dla której prawdziwa jest zależność

0,05 pm < d < 5,0 pm.

Korzystnie narzędzie zawiera układ warstw utworzony przez co najmniej jedną warstwę MeX i kolejną warstwę najmniej z azotku tytanu.

Korzystnie naprężenie σ wewnątrz co najmniej jednej warstwy MeX wynosi

GPa < σ < 6 GPa, korzystnie 1 GPa < σ < 4 GPa, a zwłaszcza 1,5 GPa < σ < 2,5 GPa.

Korzystnie zawartość x tytanu w Me wynosi

70% >x> 40%, korzystnie 65% > x > 55%.

Korzystnie zawartość y glinu w Me wynosi

30% <y< 60%, korzystnie 35% < y < 45%.

Sposób wytwarzania narzędzia zawierającego korpus i układ warstw odpornych na zużycie ścierne, zawierający co najmniej jedną warstwę z twardego materiału, w którym to sposobie nakłada się na korpus narzędzia co najmniej jedną warstwę z twardego materiału w komorze próżniowej metodą napylania katodowego z zastosowaniem gazu reaktywnego i dobiera się określone wartości parametrów procesowych dla napylania katodowego z zastosowaniem gazu reaktywnego oprócz co najmniej początkowego napięcia korpusu narzędzia względem określonego potencjału odniesienia i wykonuje się co najmniej jedną warstwę o pożądanej wartości Qi, przy czym wartość Qi definiuje się jako stosunek natężeń dyfrakcji 1(200) do 1(111), przypisanych odpowiednio płaszczyznom (200) i (Ul) w dyfrakcji rentgenowskiej materiału z zastosowaniem metody 0-20, dla wartości natężeń dyfrakcji 1(200) i 1(111) mierzonych za pomocą następującego sprzętu przy następujących nastawieniach

Siemens Difłractomcter D500

Moc: Napięcie robocze: 30 kV

Natężenie robocze; 25 mA

Przysłony aperturowe· Połozenieprzysłony I: 1°

Położenie przysłony II: 0,1°

Przysłona detektorowa: Szczelina Soller

Stała czasowa' 4 s

187 810

Szybkość kątowa 2u: 0,05°/min

Promieniowanie: Cu-Ka(0,15406 nm), zaś pożądaną wartość Qi uzyskuje się przez nastawianie wartości napięcia początkowego, odznacza się według wynalazku tym, ze wybiera się określone wartości parametrów procesowych oprócz napięcia początkowego i/lub cząstkowego ciśnienia gazu reaktywnego w komorze próżniowej i wykonuje się co najmniej jedną warstwę MeX o pożądanej wartości Qi zmniejszając ciśnienie cząstkowe dla zmniejszenia wartości Qi lub zwiększając ciśnienie cząstkowe dla zwiększenia wartości Qi i/lub zwiększając napięcie początkowe dla zmniejszenia wartości Qi lub zmniejszając napięcie powierzchniowe dla zwiększenia wartości Qi, uzyskując przy tym wartość co najmniej jednego spośród natężeń dyfrakcji 1(200) i 1111) co najmniej 20 razy większą niż średnia wartość natężenia szumów.

Korzystnie obejmuje etap nakładania na korpus narzędzia warstwy MeX, przy czym Me obejmuje tytan i glin, a X stanowi co najmniej jeden spośród azotu i węgla, i wprowadza się go do procesu napylania katodowego za pomocą gazu reaktywnego.

Korzystnie stosuje się korpus narzędzia wykonany z jednego z następujących materiałów: stal szybkotnąca (HSS), spiekany węglik, przy czym wartość Qi dobiera się tak, aby

Qi>5.

Korzystnie wartość Qi dobiera się tak, aby Qi > 10.

Zaleta niniejszego wynalazku polega na znacznym wydłużeniu okresu użytkowania takich powlekanych narzędzi. Osiąga się to przez wybranie dla co najmniej jednej warstwy wartości Qi dla której jest prawdziwa zalezność

Qi > 5 i korpus narzędzia jest wykonany ze stali szybkotnącej (HSS) albo ze spiekanego węglika, przy czym narzędzie nie jest stałym węglikowym frezem końcowym albo stałym węglikowym frezem z głowicą kulową. Co więcej, wartość natężenia dyfrakcji 1(200) jest większa o współczynnik co najmniej 20 od średniego poziomu intensywności szumów przy pomiarze według MS.

Zgodnie z niniejszym wynalazkiem uznano, ze wartości Qi prowadzą do zadziwiająco wysokiego polepszenia odporności na ścieranie, a zatem wydłużenia okresu użytkowania narzędzia, jeżeli takie narzędzie jest rodzajem narzędzia zgodnym z wynalazkiem.

Do tej pory odporne na ścieranie układy warstw z twardego materiału MeX stosowano bez względu na oddziaływanie pomiędzy materiałem korpusu narzędzia obciążeniami mechanicznym i cieplnym, którym narzędzie jest poddawane w czasie pracy. Według niniejszego wynalazku przyjęto, iż zadziwiające polepszenie odporności na zużycie ścierne uzyskuje się wtedy, gdy łączy się selektywnie specyficzną wartość Qi ze specyficznym rodzajem narzędzia, a wartość natężenia dyfrakcji 11200) jest większa o współczynnik co najmniej 20 niż średni poziom natężenia szumów, przy czym obydwie wartości zmierzono według MS.

Co się tyczy powlekania według wynalazku korpusów narzędzi ze spiekanych węglików, to uznano ponadto, że znaczne polepszenie okresu użytkowania uzyskuje się wtedy, gdy takie narzędzia ze spiekanych węglików są wkładkami, wiertłami albo narzędziami z frezami krążkowymi, na przykład frezami ślimakowymi albo nożami strugarskimi, przy czym takie polepszenie jest szczególnie widoczne w przypadku wkładek albo wierteł.

Polepszenie uzyskane według wynalazku jest większe, gdy Q] wynosi co najmniej 5, a korzystniej co najmniej 10. Należy stwierdzić, że Qi może rosnąć do nieskończoności, jeżeli materiał jest wykonany o specyficznej orientacji krystalicznej zgodnie z natężeniem dyfrakcyjnym 1(200) przy zanikającym natężeniu dyfrakcyjnym 1111). Zatem nie stawia się górnej granicy dla Qi którą nastawia się tylko bazując na względach praktycznych.

Jak wiadomo specjalistom w tej dziedzinie, istnieje korelacja pomiędzy twardością warstwy i jej naprężeniem. Im wyzsze jest naprężenie, tym większa jest twardość.

187 810

Tym niemniej wraz z rosnącym naprężeniem przyczepność warstwy do korpusu narzędzia ma skłonność do zmniejszania się. W przypadku narzędzia według niniejszego wynalazku ważniej sza jest raczej wysoka przyczepność niż najwyższa możliwa twardość. Zatem naprężenie warstwy MeX dobiera się korzystnie przy dolnej granicy podanego niżej przedziału naprężeń.

Ogranicza to w praktyce dającą się stosować wartość Qj.

W korzystnym ukształtowaniu narzędzia według wynalazku materiałem MeX narzędzia jest azotek tytanowo-glinowy, węglikoazotek tytanowo-gHnowy albo azotek tytanowo-glinowO-boro wy, przy czym dwa pierwsze wymienione materiały są aktualnie zalecane jako korzystniejsze niz azotek tytanowo-glinowo-borowy.

W innym ukształtowaniu narzędzia według wynalazku Me materiału warstwy MeX może stanowić dodatkowo co najmniej jeden z następujących pierwiastków: bor, cyrkon, hafn, itr, krzem, wolfram, chrom, przy czym z tej grupy korzystne jest stosowanie itru i ewentualnie krzemu i lub ewentualnie boru. Taki dodatkowy pierwiastek do tytanu i glinu wprowadza się do materiału warstwy, korzystnie z zawartością i/ dla której prawdziwa jest zalezność:

0,05% < i < 60% przyjmując Me jako 100%.

Dalszą poprawę we wszystkich zróżnicowanych ukształtowań co najmniej jednej warstwy MeX uzyskuje się przez wprowadzanie pomiędzy warstwę MeX i korpus narzędzia dodatkowej warstwy z azotku tytanu o grubości d, dla której jest prawdziwa zalezność:

0,05 pm < d < 5 jim

Z punktu widzenia ogólnego celu wynalazku, którym jest zaproponowanie narzędzia według wynalazku, dającego się wytwarzać przy najniższych możliwych kosztach, a zatem najbardziej ekonomicznie, zaleca się ponadto, aby narzędzie miało tylko jedną warstwę z materiału MeX i dodatkową warstwę, którą umieszcza się pomiędzy warstwą MeX i korpusem narzędzia.

Co więcej, naprężenie o w MeX dobiera się korzystnie tak, aby

GPa < a < 4 GPa, a zwłaszcza

1,5 GPa < a < 2,5 GPa.

Zawartość x tytanu w składniku Me warstwy MeX dobiera się korzystnie tak, aby

70% > x > 40%, a w korzystnym rozwiązaniu 65% > x > 55%.

Z drugiej strony zawartość y glinu w składniku Me materiału MeX dobiera się korzystnie tak, aby

30% < y < 60%, a zwłaszcza w szczególnie korzystnym ukształtowaniu nawet 35% < y < 45%.

W jeszcze innym zalecanym ukształtowaniu spełnione są obydwie wyżej wskazane zależności, to jest granice zawartości x i y odpowiednio dla tytanu i glinu.

Nakładanie, zwłaszcza warstwy MeX, można przeprowadzić jakąkolwiek znaną techniką nakładania próżniowego, zwłaszcza metodą nakładania PVD z zastosowaniem gazu reaktywnego, taką jak na przykład napylanie katodowe z zastosowaniem gazu reaktywnego albo

187 810 naparowywanie z zastosowaniem gazu reaktywnego. Stosowany według wynalazku przedział wartości Qi realizuje się przez odpowiednie regulowanie parametrów procesu, które wpływają na grubość powłoki.

W celu uzyskania doskonałej i odtwarzalnej przyczepności warstw do korpusu narzędzia stosuje się technologię trawienia plazmowego, jako etap przygotowawczy, w oparciu o plazmę argonową. Technologia ta została ujawniona w międzynarodowej publikacji WO 97/34315 i dokument ten jest zgodny z amerykańskim zgłoszeniem patentowym nr 08/710 095.

Przedmiot wynalazku jest objaśniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia wykres ciśnienia cząstkowego azotu względem napięcia początkowego korpusu narzędzia według wynalazku, fig. 2 - wykres wartości natężenia dyfrakcji w funkcji kąta ugięcia i 2Q dla sposobu według wynalazku, fig. 3 - wykres wartości natężenia dyfrakcji w funkcji kąta ugięcia 2Q w innym przykładzie realizacji sposobu według wynalazku, oraz fig. 4 przedstawia wykres wartości natężenia dyfrakcji w funkcji kąta ugięcia 2Q dla przykładu z fig. 1.

Przykład 1

Łukowe urządzenie do platerowania jonowego, z zastosowaniem regulowanych magnetycznie źródeł łukowych, (jak opisano w opisie patentowym nr WO 97/34315), zastosowano do pracy w sposób przedstawiony w tabeli 1 w celu nałożenia warstwy MeX, jak przedstawiono także w tabeli 1, na wkładki ze spiekanych węglików. Grubość nałożonej warstwy MeX wynosiła zawsze 5 pm. Zatem w próbkach 1 do 7 realizowano wartości Qi według wynalazku, natomiast dla porównania w próbkach 8 do 12 ten warunek nie był spełniony. Wartość natężenia dyfrakcji 1(200) była zawsze znacznie większa niż 20 razy średnia wartość natężenia szumów, zmierzona według MS. Powleczone wkładki stosowano do frezowania w następujących warunkach w celu ustalenia osiągalnej głębokości frezowania aż do odwarstwienia. Otrzymaną głębokość frezowania zgodnie z okresem użytkowania takich narzędzi przedstawiono także w tabeli 1.

Warunki skrawania kontrolnego

- skrawany materiał:

- szybkość skrawania:

- szybkość ruchu posuwowego:

- głębokość skrawania:

SKD 6 1 (HIC^) 100 m/min 0,1 mmkrrawędź 2 mm

Kształt powleczonych i badanych wkładek był zgodny z SEE 42 TN (G9).

Z tabeli 1 łatwo zauwazyć, ze wkładki powleczone według niniejszego wynalazku są znacznie lepiej zabezpieczone przed odwarstwieniem niz wkładki powleczone w warunkach porównawczych.

Co więcej, wynik dla próbki 7 wyraźnie wskazuje, ze występuje tu zmniejszone naprężenie, a zatem i twardość warstw, co prowadzi do mniejszej głębokości skrawania, niz można by się spodziewać dla wysokiej wartości Qi 22,5, co wciąż spełnia określone wyżej wymagania co do naprężenia.

187 810

Tabela 1

Nr próbki	Warunki powlekania	Warstwa	x	y	Qi = 1(200) 1(111)	Naprężenie resztkowe GPa	Osiągalna głębokość skrawania (głębokość do odwarstwienia)	Uwagi
		Napięcie początkowe	£ <υ c ΰ	Natężenie łuku (A)
Wynalazek '	1	60	2,0x10 ²	150	(T1xAly)N	0,5	0,5	1,5	5,2	2,2 m (2,1 m)
2	60	2,0x10-	150	(T1xAly)N	0,5	0,5	6,7	4,8	2,8 m (2,5m)
3	40	2,0x10-	150	(T1xAly)N	0,5	0,5	8.1	4,2	8,8 m (8,5m)	nakła- danie się płasz- czyzn
4	40	2,0x10²	150	(T1xAly)N	0,4	0,6	10,2	3,9	3,9 m (3,5m)
5	40	2,0x10-	150	(T1xAly)N	0.5	0,5	6,0	5,8	2,0 m (1,7m)
6	30	2,0x10-	150	(T1xAly)N	0,5	0,5	15,4	2,5	4,2 m (4,0m)
7	20	2,0x10-	150	(T1xAly)N	0,5	0,5	22,5	1,2	3,3 m (3,3m)
Porównanie	8	60	2,0x10 2	150	(T1xAly)N	0,5	0,5	0,8	6,1	1,0 m (0,8m)
9	100	2,0x10 2	150	(T1xAly)N	0,5	0,5	0,7	5,5	0,9 m (0,9m)
10	100	2,0x10-	150	(T1xAly)N	0,5	0,5	0,9	4,8	0,8 m (0,7m)
11	150	2,0x10²	150	(T1xAly)N	0,5	0,5	0,2	7,2	0,1 m (0,1 m)
12	100	2,0x10 2	150	(T1xAly)N	0,4	0,6	0,1	6,8	0,2 m (0,1 m)

Odległość skrawania stanowi odległość lub długość, jaka została poddana skrawaniu przez narzędzie, aż do uzyskania wskazanego zużycia ściernego tego narzędzia, np 0,2 mm

Przykład 2

Urządzenie takie jakie stosowano do powlekania w przykładzie 1 zastosowano także do powlekania próbek nr 13 do 22 w tabeli 2. Grubość całej powłoki wynosiła ponownie 5 pm. Widać, ze oprócz powłoki według przykładu 1 nałożono warstwę pośrednią azotku tytanu pomiędzy warstwą MeX i korpusem narzędzia oraz warstwą najbardziej zewnętrzną danego materiału, jak przedstawiono w tabeli 2. W znacznym stopniu spełniony był warunek względem wartości natężenia dyfrakcji I(200) i wartości średniego poziomu szumów, zmierzonego według MS.

Należy nadmienić, ze umieszczenie warstwy pośredniej pomiędzy warstwą MeX i korpusem narzędzia dawało w wyniku zawsze dalszą poprawę. Dodatkowe polepszenie dokonuje się przez wykonanie najbardziej zewnętrznej warstwy z jednego z takich materiałów jak węglikoazotek tytanu, tlenoazotek tytanowo-glinowy, a zwłaszcza najbardziej zewnętrznej warstwy z tlenku glinowego. Ponownie zauważono, ze realizując wartości Qi ustalone według wynalazku, w porównaniu z próbkami porównawczymi 19 do 22, uzyskuje się znaczną poprawę.

Najbardziej zewnętrzną warstwę tlenku glinowego o grubości 0,5 pm nakładano drogą plazmowego chemicznego osadzania warstw z fazy gazowej.

Powleczone wkładki ze spiekanego węglika badano w takich samych warunkach skrawania, jak warunki w przykładzie 1, a wartość Qi mierzono według MS.

Tabela 2

Nr próbki	Warstwa pośrednia (pm)	Warstwa T1AI	X	y	Warstwa skrajna	QI = I(200) 1(111)	Osiągalna odległość skrawania (M) (odległość do odwarstwiema)
Wynalazek	13	TiN (0,4 pm)	(T1_xAl_y)N (4,6 pm)	0,5	0,5	-	1,5	4,5 m (4,2)
14	TiN (0,4 pm)	(T1_xAly)N (4,4 pm)	0,5	0,5	TiCN (0,5 pm)	7,2	7,8 m (7,6)
15	T1N (0,4 pm)	(T1_xAly)N (4,1 pm)	0,5	0,5	TiCN (0,5 pm)	6,8	6,0 m (5,5m)
16	TiN (0,4 pm)	(T1xAly)N (4,1 pm)	0,5	0,5	(T1Al)NO (0,5 pm)	5,2	6,2 m (6,0 m)
17	TiN (0,4 pm)	(T1xAly)N (4,1 pm)	0,5	0,5	^aI₂°₃(0,5 pm)	12,5	10,1 m(9,8m)
18	TiN (0,4 pm)	(T1xAly)N (4,1 pm)	0,5	0,5	APO3 (0,5 pm)	7,0	9,8 m (9,5m)
Porównanie	19	T11N	(T1xAly)N	0,5	0,5	-	0,8	1,5 m (1,2m)
20	T1N	(T1xAly)N	0,5	0,5	TiCN	0,8	19 m (1,5m)
21	TiN	(T1xAly)N	0,5	0,5	TiCN	0,7	1,8 m (1,5m)
22	TiN	(T1xAly)N	0,5	0,5	(T 1Al)NO	0,1	0,6 m (0,4m)

Przykład 3

Wkładki ze spiekanych węglików powlekano za pomocą urządzenia z przykładu 1 warstwą MeX, jak przedstawiono w tabeli 3, wciąż spełniając ustalone według wynalazku warunki dla wartości Qi i warunek stosunku natężenia dyfrakcji I(200) do średniego poziomu szumów, zmierzonego według MS. W ten sposób do Me wprowadzono jeden z takich metali, jak cyrkon, hafn, itr, krzem i chrom, w ilościach z i w podanych w tabeli jak to zaznaczono u dołu przy symbolu danego pierwiastka w związku.

Powleczone wkładki trzymano w piecu powietrznym w temperaturze 750°C w ciągu 30 minut w celu utlenienia. Następnie mierzono otrzymaną grubość warstwy tlenkowej. Te wyniki są przedstawione także w tabeli 3. Dla porównania badano również wkładki powleczone według wynalazku różnymi związkami Me materiału warstwy MeX. Staje się oczywiste, ze przez dodawanie do Me pierwiastków zgodnie z próbkami 23 do 32 grubość otrzymanej warstewki tlenkowej jest znacznie mniejsza. Co się tyczy utleniania, to najlepsze wyniki uzyskuje się przez dodawanie krzemu albo itru.

Należy nadmienić i jest to znane specjalistom w tej dziedzinie, że w przypadku warstw odpornych na ścieranie z materiału MeX słuszne jest stwierdzenie, że im lepsza jest odporność na utlenianie, a zatem im cieńsza jest otrzymana warstwa tlenkowa, tym lepsze są osiągnięte parametry skrawania

187 810

Tabela 3

	Nr próbki	Skład warstwy	w	X	y	z	Grubość warstewki tlenkowej (pm)
Wynalazek	23	(Ti_xAl_yY_z)N		0,48	0,5	0,02	0,7
24	(Ti_xAl_yCr_z)N		0,48	0,5	0,02	0,9
25	(KAlyZrJN		0,48	0,5	0,02	0,7
26	(Ti_xAlyY_z)N		0,25	0,5	0,25	0,1
27	(^Al/rJN		0,25	0,5	0,25	0,5
28	(TixAlyW_z)N		0,4	0,5	0,1	0,8
29	(TixAlySi_z)N		0,4	0,5	0,1	0,1
30	(TixAlySi_z)N		0,48	0,5	0,02	0,2
31	(TixAlyHf_z)N		0,4	0,5	0,1	0,9
32	(TixAlyY_zSi_w)N	0,1	0,3	0,5	0,1	0,05
Porównanie	33	(TixAly)N		0,4	0,5		18
34	(TixAlyNbz)N		0,4		0,1	2,5
35	(TixAlyTaz)N		0,4		0,1	3,3

Przykład 4

Zastosowano ponownie urządzenie i sposób powlekania jak w przypadku próbek w przykładzie 1.

Wiertła z materiału HSS o średnicy 6 mm powlekano warstwą MeX o grubości 4,5 pm, a pomiędzy warstwą MeX i korpusem narzędzia umieszczono warstwę pośrednią TiN o grubości 0,1 pm. Z oznacza ilość kolejnego metalu w Me, poza Ti i Al.

Warunki badania były następujące:

Narzędzie: wiertło kręte z materiału HSS o grubości 6 mm

Materiał: według DIN 1.2080 (AISI D3)

Parametry skrawania: Vc = 35 m/min f = 0,12 mm/obrót ślepe otwory o głębokości 15 mm z chłodziwem, przy czym Vc - oznacza prędkość skrawania a f - prędkość posuwu.

187 810

Tabela 4

		Napięcie początkowe (~V)	O se £ C ' 'ίΛ rs ΰ z	Natężenie luku (A)	Warstwa pośredniu \|	Warstwa	X	y	z	Qi	Naprężenie resztkowe (GPa)	Liczba wierconych otworów
Wynalazek	36	40	3.0 x 10²	200	TiN 0,1 pm	(Ti_xAl_y)N	0,6	0,4		5,4	2,1	210
37	40	3,0 x 10²	200	TiN 0,1 pm	(Ti_xAl_yB_z)N	0,58	0,4	0,2	3,8	2,3	190
Porównanie	38	150	1,0 x 10²	200	TiN 0,1 pm	(Ti_xAly)N	0,6	0,4		0,03	4,5	30
39	150	1,0 x 10²	200	TiN 0,1 pm	(TixAlyBz)N	0,58	0,4	0,2	0,1	4,8	38

Okres użytkowania narzędzia określono liczbą otworów, które mogłyby być wywiercone przed zniszczeniem wiertła.

Wyniki dla wierteł powleczonych według wynalazku są przedstawione jako próbki 36 i 37 w tabeli 4, natomiast próbki 38 i 319 są ponownie próbkami porównawczymi. I ponownie, wartość natężenia dyfrakcji I(200) przekraczały 20-1krotnie średni poziom intensywności szumów dla próbek 36, 37, zmierzony według MS.

Przykład 5

Ponownie urządzenie i sposób, jak podano w przykładzie 1, zastosowano do powlekania frezów z HSS do obróbki zgrubnej o średnicy 12 mm z warstwą MeX o grubości 4,5 pm. Pomiędzy warstwą MeX i korpusem narzędzia przewidziano pośrednią warstwę z azotku tytanu o grubości 0,1 pm. Warunki próby były następujące:

Narzędzie: wiertło z HSS do obróbki zgrubnej, fi 12 mm z = 4

Materiał: AISI H13 (DIN 1.2344) 640 NW

Parametry skrawania: prędkość skrawania Vc = 47,8 m/min prędkość posuwu na ząb ft = 0,07 mm osiowa głębokość skrawania ap = 18 mm promieniowa głębokość skrawania ae = 6 mm frezowanie współbieżne na sucho.

Wiertło z HSS do obróbki zgrubnej stosowano do uzyskania średniej szerokości starcia powierzchni bocznej 0,2 mm.

Próbka nr 40 w tabeli 5 wskazuje wyniki dla narzędzia powleczonego według wynalazku, natomiast próbka nr 41 jest ponownie próbką porównawczą. I ponownie wartość natężenia dyfrakcji I(200) próbki nr 20 spełniała zgodny z wynalazkiem warunek w stosunku do wartości natężenia szumów, jak zmierzono według MS.

Tabela 5

		Napięcie początkowe (~V)	Ciśnienie N₂ (hPa)	Natężenie tuko (A)	Warstwa pośrednia	Warstwa	X	y	Qi	Naprężenie resztkowe (GPa)	Odległość skrawania (m)
Wynalazek	40	40	3,0 x 10’²	200	TiN 0,1 pm	(Ti_xAl_y)N	0,6	0,4	5,4	2,1	35m
Porównanie	41	150	1,0 x 10’²	200	TiN 0,1 pm	(TixAly)N	0,6	0,4	0,03	4,5	11m (struganie i skórkowanie)

Przykład 6

Zastosowano ponownie urządzenie i sposób powlekania według przykładu 1. Stałe frezy do obróbki końcowej z węglika, o średnicy 10 mm z 6 zębami powlekano 3,0 pm warstwą MeX o grubości 3,0 pm. Pomiędzy MeX i korpusem narzędzia wykonano warstwę pośrednią z azotku tytanu o grubości 0,08 pm. Warunki badania dla frezów do obróbki końcowej były następujące:

Narzędzie: Stały węglikowy frez do obróbki końcowej o średnicy 10 mm, z = 6

Materiał: AISI D2 (DIN 1.2379) 60 HRC

Parametry skrawania: prędkość skrawania v_c = 20 m/min prędkość posuwu f_c = 0,031 mm osiowa głęgokość skrawania ap = 15 mm promieniowa głębokość skrawania ae = 1 mm frezowanie współbieżne na sucho.

Stałe węglikowe frezy do obróbki końcowej stosowano do uzyskania średniej szerokości starcia powierzchni bocznej 0,20 mm. Należy nadmienić, że stale węglikowe frezy do obróbki końcowej nie należą do tej grupy narzędzi, które są powleczone według wynalazku warstwą twardego materiału, która ma Qi > 5. Z wyników przedstawionych w tabeli 6 widać wyraźnie, ze dla tego rodzaju narzędzi Qi > 1 nie prowadzi do poprawy. I ponownie, warunek stosunku dla wartości natężenia dyfrakcji I(200) względem średniego natężenia poziomu szumów, zmierzonego według MS, był spełniony dla próbki nr 42, natomiast nie był spełniony dla próbki nr 43.

187 810

Tabela 6

		Napięcie początkowe (~V)	Ciśnienie N₂ (hPa)	Natężenie łuku (A)	Warstwa pośrednia	Warstwa	X	y	Qi	Naprężenie resztkowe (GPa)	Odległość skrawania ^(m)
Wynalazek	42	40	3,0 x 10²	200	TiN 0,08 pm	(TixAl_y)N	0,6	0,4	5,0	2,2	15m
Porównanie	43	150	10 x 10-	200	TiN 0,08 pm	(Ti_xAl_y)N	0,6	0,4	0,05	4,7	32m

Przykład 7

Zastosowano ponownie urządzenie i sposób dla próbek z przykładu 1.

Stałe wiertła węglikowe o średnicy 11,8 mm powlekano warstwa MeX o grubości 4,5 pm. Pomiędzy warstwą MeX i korpusem narzędzia zastosowano warstwę pośrednią z azotku tytanu TiN.

Warunki badania:

Narzędzie: Stałe węglikowe wiertło o średnicy 11,8 mm,

Obrabiany element: żeliwo GG251

Warunki obróbki maszynowej: prędkość skrawania v_c = 110 m/min prędkość posuwu f = 0,4 mm/obrót ślepy otwór 3 x średnica brak chłodziwa

Stałe węglikowe wiertła stosowano do uzyskania maksymalnej szerokości starcia powierzchni bocznej 0,8 mm. Zgodny z wynalazkiem warunek stosunku natężenia dyfrakcji I(200) do natężenia poziomu szumów, zmierzonego według MS, był ponownie spełniony.

Tabela 7

		Napięcie początkowe (~V)	Σ2 03 S S= c '(Λ fsj ó Z	Natężenie luku (A)	Warstwa pośrednia	Warstwa	X	y	Qi	Naprężenie resztkowe (GPa)	Odległość skrawania (m)
Wynalazek	44	40	3,0 x 10-	200	TiN 0,08 pm	(TpAly)N	0.6	0.4	5,4	2,1	95m
Porównanie	45	150	1,0 x 10-	200	TiN 0,08 pm	(TixAly)N	0.6	0,4	0,03	4.5	48.5m

187 810

Przykład 8

Zastosowano ponownie urządzenie i sposób jak w przykładzie 1.

Stałe wkładki węglikowe do toczenia z kształtem według CNG432 powlekano warstwą. MeX o grubości 4,8 pm. Pomiędzy warstwą MeX i korpusem narzędzia nałożono warstwę pośrednią TiN o grubości 0,12 pm. Warunki badania były następujące:

Narzędzie: Wkładka węglikowa (CNGP432)

Materiał: według DIN 1,-4306 (X2CrNi 1911)

Parametry skrawania:

prędkość skrawania v_c = 244 m/min prędkość posuwu f = 0,22 mm/obrót osiowa głębokość skrawania ap = 1,5 mm z emulsją.

Okres użytkowania narzędzia oceniano w minutach. Wskazana wartość jest średnią wartością z trzech pomiarów. I ponownie spełniony był określony według wynalazku warunek stosunku I(200)/szumy, zmierzonego według MS.

Tabela 8

		Napięcie początkowe (~V)	<u z—s i 2= c HZ) _r, O 2	Natężenie łuku (A)	Warstwa pośrednia	Warstwa	X	y	Qi	Naprężenie resztkowe (GPa)	Okresużyt- kowania narzędzia (min)
Wynalazek	46	40	3,0 x 10-	200	TiN 0,12 pm	(Ti_xAly)N	0,6	0,4	5,8	1,9	18,1m
Porównanie	47	150	1,0 x 10'²	200	TiN 0,12 pm	(TixAly)N	0,6	0,4	0,04	4,9	5,5 mm

Na fig. 1 przedstawiono w skali liniowej wykres ciśnienia cząstkowego azotu względem początkowego napięcia korpusu narzędzia jakie zastosowano do napylania katodowego z zastosowaniem gazu reaktywnego jako metody nakładania PVD z zastosowaniem gazu reaktywnego, stosowanego do realizacji omówionych wyżej przykładów.

Wszystkie parametry procesu katodowego, a mianowicie natężenie prądu łuku, temperaturę procesu, szybkość nakładania, odparowywany materiał, natężenie i konfigurację pola magnetycznego w sąsiedztwie źródła łuku, geometrię i rozmiary komory procesowej i obrabianego narzędzia, utrzymywano na stałym poziomie. Zmieniały się pozostałe parametry procesowe, a mianowicie ciśnienie cząstkowe gazu reaktywnego - albo ciśnienie całkowite - i początkowe napięcie korpusu powlekanego narzędzia jako obrabianego przedmiotu i względem określonego elektrycznego potecjalu odniesienia, takiego jak podstawowy potencjał ściany komory.

W ten sposób nakładano azotek tytanowo-glinowy. Co się tyczy cząstkowego ciśnienia gazu reaktywnego i początkowego napięcia korpusu narzędzia, to ustalono różne punkty robocze, a otrzymane wartości Qi dla nałożonych warstw twardego materiału mierzono według MS

Okazało się, ze na wykresie według fig. 1 istnieje obszar P, który rozciąga się w pierwszym przybliżeniu liniowo od co najmniej przylegającego początku układu współrzędnych, w którym otrzymana warstwa prowadzi do bardzo niskich wartości XRD natężenia dyfrakcji I(200) i I(111). Jest oczywiste, ze dla dokładnego oznaczenia granic P musi być wykonana znaczna liczba pomiarów W tym polu żadna z wartości natężenia dyfrakcji 1(200) i I(111) nie jest 20 razy większa niz średni poziom szumów, zmierzony według MS.

187 810

Po jednej stronie tego obszaru P i jak przedstawiono na fig. 1 Qi jest większe niż 1, a w innym obszarze względem P Q] jest mniejsze niz 1. W obydwóch tych obszarach co najmniej jedna z wartości natężeń dyfrakcji 1(200), 1(111) jest większa niż 20-krotna wartość średniego poziomu s^u^ów zmierzonego według MS.

Jako przedstawiono strzałkami na fig. 1, zmniejszanie ciśnienia cząstkowego gazu reaktywnego, albo całkowitego ciśnienia, jeżeli jest ono praktycznie równe ciśnieniu cząstkowemu, i ewentualnie zwiększanie początkowego napięcia powlekanego korpusu narzędzia, prowadzi do zmniejszenia wartości Qi. Zatem sposób według wynalazku wytwarzania narzędzia, które ma korpus i odporny na ścieranie układ warstw, który to układ zawiera co najmniej jedną warstwę z twardego materiału, obejmuje etap nakładania metodą PVD z zastosowaniem gazu reaktywnego co najmniej jednej warstwy twardego materiału w komorze próżniowej, dobierając przy tym wstępnie wartości parametrów procesu dla etapu procesu nakładania metodą PVD oprócz jednego albo obydwu z tych parametrów procesowych, a mianowicie ciśnienia cząstkowego gazu reaktywnego i początkowego napięcia korpusu narzędzia. Jeden z tych dwóch parametrów albo obydwa nastawia się wtedy w celu uzyskania pożądanych wartości Qi, a zatem i według niniejszego wynalazku napięcie początkowe zmniejsza się, a ewentualnie cząstkowe ciśnienie reaktywnego gazu zwiększa się w celu uzyskania wartości Qi, które, jak wyjaśniono wyżej, wynoszą co najmniej 5, a korzystnie co najmniej 10. Oprócz wykorzystywanej według wynalazku wartości Qi, w tym „lewym obszarze” natężenie dyfrakcji 1(200) jest większe względem P, a w szczególności o wiele większe niż 20-krotny przeciętny poziom intensywności s^^mów, zmierzony według MS.

Na fig. 2 przedstawiono typowe wartości natężenia dyfrakcji w funkcji kąta 2Θ dla warstwy twardego materiału na bazie azotku tytanowo-gllnowego, nałożonej w obszarze wartości Qi > 1 z fig. 1, uzyskując w wyniku wartość Qj 5,4. Przeciętny poziom szumów N* jest o wiele mniejszy niz iloraz wartości natężenia dyfrakcji 1(200)/20. Pomiar prowadzi się według MS.

Na fig. 3 przedstawiono wykres analogiczny do wykresu z fig. 1, przy czym jednak nakładanie azotku tytanowo-gbnowego jest regulowane przez napięcie początkowe i cząstkowe ciśnienie azotu, otrzymując w wyniku Qi < 1. Otrzymana wartość Qi wynosi 0,03. W tym przypadku wartość natężenia dyfrakcji 1(111) jest większa niż przeciętny poziom natężenia szumów, zmierzony według MS.

Należy mieć na uwadze, ze na fig. 1 odnośne wartości w odpowiednich obszarach są odnotowane w każdym zmierzonym (według MS) punkcie roboczym.

Na fig. 4 przedstawiono wykres, analogicznie do wykresu na fig. 2 i 3, dla punktu roboczego Pi z fig. 1. Widać, ze natężenia dyfrakcji 1(200) i 1(111) są znacznie mniejsze w porównaniu z natężeniami w zewnętrznym obszarze P Żadna z tych wartości 1(200) i 1111) nie osiąga 20-krotnej wartości średniego poziomu szumów N*.

Zatem przez proste nastawienie co najmniej jednego z dwóch reaktywnych parametrów procesowych regulujących Qi, a mianowicie cząstkowego ciśnienia gazu reaktywnego i początkowego napięcia korpusu obrabianego przedmiotu, reguluje się wykorzystywaną według wynalazku wartość Qi.

Na fig. 1 przedstawiono ogólnie za pomocą 8Qi < 0 kierunek nastawienia w celu obniżenia Qi i jest oczywiste, ze w przeciwnym kierunku nastawiania dwóch parametrów regulowania procesu uzyskuje się wzrost Qi.

187 810

2500

/Mosmdwi vazoiT] aiNazaiw

UGIĘCIA 26

CM

Ó

187 810

ο cn a

CO o

o (JD

O to o

-J· o

co o

CN

O <O

O

V1J&IDD

187 810

<

2500 α

ο ό

(Χ>

ιι

Ε

	m p	c 04 04 4
ID	u. U-	O \| \|
in	U	c
X	U	a

a

Ζ3 ζ °

ΚΊ ^Η .Μ υ

D iJ <

• ‘ E-< . W « > Ε- a w M

ο

O o»

o

CNJ

1	1	1	1	ć !_ o
8	o o	o o	o o
o	LT>	o	if>
04		*“

ΌΟ li.

KĄT UGIĘCIA 2» [MOSmeWI V9ZDIT] 3IN3Z9J,VN

187 810

CIŚNIENIE ΛΖϋΤΠ [hPaJ

FIG.l

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Narzędzie, zawierające korpus i układ warstw odpornych na zużycie ścierne, zwłaszcza narzędzie w postaci wkładki ze spiekanych węglików, wiertła ze spiekanych węglików albo noża ze spiekanych węglików, przy czym układ warstw zawiera co najmniej jedną warstwę MeX, w której Meo bejmuje tytan i glin, a X oznacza co najmniej jeden spośród azotu i węgla oraz warstwa ta ma wartość Qi > 1,5, zdefiniowaną jako stosunek natężeń dyfrakcji 1(200) do 1(111), przypisanych odpowiednio płaszczyznom (200) i (111) w dyfrakcji rentgenowskiej materiału z zastosowaniem metody Θ-2Θ, zaś korpus narzędzia jest wykonany z jednego z takich materiałów jak stal szybkotnąca i węglik spiekany, znamienne tym, ze wartość Qi jest wybrana tak, że wynosi Qi > 5, oraz wartość natężenia dyfrakcji 1(200) jest co najmniej 20 razy większa niż średnia wartość natężenia szumów, przy czym wartości natężeń dyfrakcji są zmierzone według MS.
2. Narzędzie według zastrz. 1, znamienne tym, że Qi spełnia zależność Qi > 10.
3. Narzędzie według zastrz. 1, znamienne tym, ze materiał MeX należy do grupy obejmującej azotek tytanowo-glinowy, węglikoazotek tytanowo-glinowy, azotek tytanowoglinowo-borowy.
4. Narzędzie według zastrz. 1 albo 3, znamienne tym, że Me obejmuje ponadto co najmniej jeden kolejny pierwiastek spośród pierwiastków należących do grupy obejmującej bor, cyrkon, hafn, itr, krzem, wolfram, chrom, a zwłaszcza co najmniej jeden pierwiastek spośród itru, krzemu i boru.
5. Narzędzie według zastrz. 4, znamienne tym, ze zawartość i tego kolejnego pierwiastka w Me wynosi

0,05% < i < 60% przyjmując Me jako 100%.
6. Narzędzie według zastrz. 1, znamienne tym, że zawiera ponadto kolejną warstwę z azotku tytanu pomiędzy co najmniej jedną warstwą MeX i korpusem narzędzia, przy czym ta kolejna warstwa z azotku tytanu ma grubość d, dla której prawdziwa jest zależność

0,05 pm < d < 5,0 pm.
7. Narzędzie według zastrz. 6, znamienne tym, że zawiera układ warstw utworzony przez co najmniej jedną warstwę MeX i kolejną warstwę z azotku tytanu.
8. Narzędzie według zastrz. 1 albo 3, albo 6, albo 7, znamienne tym, że naprężenie wewnątrz co najmniej jednej warstwy MeX wynosi

1 GPa < σ < 6 GPa, korzystnie 1 GPa < σ < 4 GPa, a zwłaszcza 1,5 GPa < σ < 2,5 GPa.
9. Narzędzie według zastrz. 1 albo 3, albo 5, albo 6, albo7, znamienne tym, ze zawartość x tytanu w Me wynosi

70% > x > 40%, korzystnie 65% >x> 55%.

187 810
10. Narzędzie według zastrz. ł albo 3, albo 5, albo 6, albo 7, znamienne tym, że zawartość y glinu w Me wynosi

30% < y < 60%, korzystnie 35%o < y < 45%.
11. Sposób wytwarzania narzędzia zawierającego korpus i układ warstw odpornych na zuzycie ścierne, zawierający - co najmniej jedną warstwę z twardego materiału, w którym to sposobie nakłada się na korpus narzędzia co najmniej jedną warstwę z twardego materiału w komorze próżniowej metodą napylania katodowego z zastosowaniem gazu reaktywnego i dobiera się określone wartości parametrów procesowych dla napylania katodowego z zastosowaniem gazu reaktywnego oprócz co najmniej początkowego napięcia korpusu narzędzia względem określonego potencjału odniesienia i wykonuje się co najmniej jedną warstwę o pożądanej wartości Qi, przy czym wartość Qi definiuje się jako stosunek natężeń dyfrakcji 1(200) do 1111), przypisanych odpowiednio płaszczyznom (200) i (111) w dyfrakcji rentgenowskiej materiału z zastosowaniem metody 0-20, dla wartości natężeń dyfrakcji 1(200) i 1111) mierzonych według MS, zaś pożądaną wartość Qi uzyskuje się przez nastawianie wartości napięcia początkowego, znamienne tym, że wybiera się określone wartości parametrów procesowych oprócz napięcia początkowego i/lub cząstkowego ciśnienia gazu reaktywnego w komorze próżniowej i wykonuje się co najmniej jedną warstwę MeX o pożądanej wartości Qi zmniejszając ciśnienie cząstkowe dla zmniejszenia wartości Qi lub zwiększając ciśnienie cząstkowe dla zwiększenia wartości Qi i/lub zwiększając napięcie początkowe dla zmniejszenia wartości Qi lub zmniejszając napięcie powierzchniowe dla zwiększenia wartości Qi, uzyskując przy tym wartość co najmniej jednego spośród natężeń dyfrakcji 1(200) i 1111) co najmniej 20 razy większą niż średnia wartość natężenia szumów.
12. Sposób według zastrz. 11, znamienny tym, że obejmuje etap nakładania na korpus narzędzia warstwy MeX, przy czym Me obejmuje tytan i glin, a X stanowi co najmniej jeden spośród azotu i węgla, i wprowadza się go do procesu napylania katodowego za pomocą gazu reaktywnego.
13. Sposób według zastrz. 11 albo 12, znamienny tym, że stosuje się korpus narzędzia wykonany z jednego z następujących materiałów: stal szybkotnąca, spiekany węglik, przy czym wartość Qi dobiera się tak, aby

Qi>5.
14. Sposób według zastrz. 13, znamienny tym, że wartość Qi dobiera się tak, aby Qi > 10.