DK153926B - CUTTING TOOL AND PROCEDURE FOR MANUFACTURING SUCH - Google Patents
CUTTING TOOL AND PROCEDURE FOR MANUFACTURING SUCH Download PDFInfo
- Publication number
- DK153926B DK153926B DK212785A DK212785A DK153926B DK 153926 B DK153926 B DK 153926B DK 212785 A DK212785 A DK 212785A DK 212785 A DK212785 A DK 212785A DK 153926 B DK153926 B DK 153926B
- Authority
- DK
- Denmark
- Prior art keywords
- base metal
- cutting tool
- working surface
- base
- base layer
- 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
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/02—Pretreatment of the material to be coated
- C23C14/021—Cleaning or etching treatments
- C23C14/022—Cleaning or etching treatments by means of bombardment with energetic particles or radiation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/02—Pretreatment of the material to be coated
- C23C14/027—Graded interfaces
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
- Turning (AREA)
- Drilling Tools (AREA)
- Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
Description
DK 153926 BDK 153926 B
Opfindelsen vedrører metalbearbejdning og navnlig skærende værktøjer og fremgangsmåder til fremstilling af disse.The invention relates to metalworking and, in particular, to cutting tools and processes for making them.
De store fremskridt inden for maskinteknik og 5 metalbearbejdning kræver forbedret slidmodstandsdygtighed og forlængelse af de skærende værktøjers levetid. Traditionel metallurgisk teknik, som f.eks. legering, synes imidlertid ikke at være effektiv.The major advances in mechanical engineering and metalworking require improved wear resistance and extended cutting tool life. Traditional metallurgical technique, such as alloy, however, does not appear to be effective.
Dannelse af slidmodstandsdygtige overtræk af høj 10 kvalitet er en af de moderne tendenser til forbedring af skærende værktøjers slidmodstandsdygtighed.Formation of high-quality wear-resistant coatings is one of the modern trends in improving the wear resistance of cutting tools.
Forbedring af kvaliteten af skærende værktøjer og af fremgangsmåderne til fremstilling af disse er en anden tendens.Improving the quality of cutting tools and the methods of making them are another trend.
15 Der kendes et skærende værktøj, hvis grundmetal er belagt med et basislag, hvorpå der er dannet et slidmodstandsdygtigt overtræk, hvis sammensætning svarer til basislagets sammensætning. (Se f.eks. svensk patent nr.There is known a cutting tool whose base metal is coated with a base layer, on which is formed a wear resistant coating, the composition of which corresponds to the composition of the base layer. (See, for example, Swedish patent no.
330.470, klasse C23C 5/00, 1970).330,470, class C23C 5/00, 1970).
20 Der kendes også en fremgangsmåde til fremstilling af dette kendte skæreværktøj (se svensk patent nr.A method is also known for making this known cutting tool (see Swedish patent no.
330.470, klasse C23C 5/00, 1970), hvilken fremgangsmåde består i, at arbejdsfladen af værktøjets grundmetal opvarmes, og der indføres en reaktantgas under vakuum, 25 idet gaskomponenterne reagerer med hinanden til successivt at danne et basislag og et slidmodstandsdygtigt overtræk på arbejdsfladen af grundmetallet.330,470, class C23C 5/00, 1970), which consists in heating the working surface of the base metal of the tool and introducing a reactant gas under vacuum, the gas components reacting with each other to successively form a base layer and a wear resistant coating on the working surface of the tool. the base metal.
Denne kendte teknik til fremstilling af det kendte værktøj tilvejebringer imidlertid en mekanisk eller 30 molekulær adhæsion af basislaget til grundmetallet og af det slidmodstandsdygtige overtræk til basislaget med det resultat, at de således påførte overtræk kan adskilles.However, this known technique for producing the known tool provides a mechanical or molecular adhesion of the base layer to the base metal and of the wear-resistant coating to the base layer with the result that the coatings thus applied can be separated.
Dette forringer værktøjets holdbarhed.This degrades the durability of the tool.
Endvidere opvarmes grundmetallet i værktøjet, der 35 fremstilles ved denne kendte metode, til en temperatur, 2Further, the base metal of the tool produced by this known method is heated to a temperature of 2
DK 153926BDK 153926B
der er temmelig "høj, og derfor skadelig for metallets hårdhed. Dette formindsker også værktøjets holdbarhed.which is rather "high, and therefore detrimental to the hardness of the metal. This also reduces the durability of the tool.
Der kendes endvidere et skærende værktøj (se f.eks. "Fisika i khimiya obrabotki materialov" Journal, 5 "Nauka Publishers", Moskva 1979, Nr. 2, side 169 på russisk), hvilket værktøjs grundmetal er overtrukket med et basislag, hvorpå der er dannet et slidmodstandsdygtigt overtræk, hvis sammensætning er identisk med basislagets sammensætning.A cutting tool is also known (see, for example, "Physics in Khimiya Obrabotki Materialov" Journal, 5 "Nauka Publishers", Moscow 1979, No. 2, page 169 in Russian), which base metal is coated with a base layer on which a wear-resistant coating is formed, the composition of which is identical to the composition of the base layer.
10 Der kendes også en fremgangsmåde til fremstilling af et skærende værktøj (se f.eks. "Fisika i knimiya obrabotki materialov" Journal, "Nauka Publishers",10 A method is also known for producing a cutting tool (see, for example, "Physics in knimiya obrabotki materialov" Journal, "Nauka Publishers",
Moskva 1979, Nr. 2, side 169), ved hvilken fremgangsmåde mindst én katode, der er fremstillet af et højtsmeltende 15 materiale, fordampes under vakuum ved hjælp af en elektrisk lysbue, der sættes spænding på skæreværktøjet, arbejdsfladen på skæreværktøjets grundmetal renses og opvarmes under vakkuum ved katodisk bombardement med ioner af det fordampede materiale, spændingen sænkes, og 20 der indføres en reaktantgas under tryk i vakuumkammeret til dannelse af et slidmodstandsdygtigt overtræk. Ifølge denne fremgangsmåde dannes basislaget på værktøjets grundmetals arbejdsflade ved hjælp af katodebombardementet under vakuum med ioner af fordampet materiale.Moscow 1979, no. 2, page 169), in which method at least one cathode made of a high-melting material is evaporated under vacuum by means of an electric arc applied to the cutting tool, the working surface of the cutting tool's base metal is cleaned and heated under vacuum by cathodic bombardment with ions of the evaporated material, the voltage is lowered and a reactant gas is introduced under pressure into the vacuum chamber to form a wear resistant coating. According to this method, the base layer is formed on the tool base of the tool by means of the cathode bombardment under vacuum with ions of evaporated material.
25 Atomerne af det sønderdelte katodemetal konden seres imidlertid hurtigt under et vakuum mellem 6,67 x 10”3 0g 6,67 x 10“^ Pa, så at metallet nærmest ved ar-bejdsfladen af værktøjets grundmetal fremstillet ved denne fremgangsmåde forbliver praktisk talt koldt. Dette 30 svækker diffusionsmekanismen ved grænsefladen, hvorved grænsefladeforbindelsen svækkes og på uheldig måde indvirker på metallets fysiske og mekaniske egenskaber.However, the atoms of the disintegrated cathode metal condenser are rapidly seen under a vacuum between 6.67 x 10 ”30g and 6.67 x 10“ ^ Pa, so that the metal near the working surface of the base metal of the tool produced by this process remains practically cold . This attenuates the diffusion mechanism at the interface, thereby weakening the interface connection and adversely affecting the physical and mechanical properties of the metal.
Dårlig holdbarhed af værktøjet under brugen er uundgåeligt i dette tilfælde.Poor durability of the tool during use is inevitable in this case.
35 Det basislag, der dannes under rensningen og op varmningen af grundmetallets arbejdsflade ifølge den35 The base layer formed during the cleaning and heating of the base metal working surface according to it
DK 153926 BDK 153926 B
3 kendte fremgangsmåde hindrer, at den indførte reaktant-gas diffunderer på overfladen med stor hastighed. Dette formindsker styrken af spændingerne ved grænsefladen mellem grundmetallet og basislaget og forringer som 5 følge deraf holdbarheden af det skærende værktøj.3, prevents the introduced reactant gas from diffusing on the surface at high velocity. This reduces the strength of the stresses at the interface between the base metal and the base layer and consequently deteriorates the durability of the cutting tool.
Med opfindelsen tilsigtes der tilvejebragt et skærende værktøj, hvis grundmetal bearbejdes således, at værktøjets holdbarhed forlænges, og en fremgangsmåde til fremstilling af det skærende værktøj, ved hvilken 10 fremgangsmåde en reaktantgas indføres på det rigtige tidspunkt og med den rigtige temperatur, så at styrken af bindingerne mellem grundmetallet og basislaget forøges.It is an object of the invention to provide a cutting tool whose base metal is machined so as to extend the tool's shelf life, and a method of producing the cutting tool in which a reactant gas is introduced at the right time and at the right temperature so that the strength of the the bonds between the base metal and the base layer are increased.
Dette opnås ved et skærende værktøj, på hvis 15 grundmetals arbejdsflade der er dannet et basislag og et slidmodstandsdygtigt overtræk, der indeholder samme bestanddele som basislaget, og som hviler på basislagets overflade, hvilket skærende værktøj ifølge opofindelsen er ejendommeligt ved, at der yderligere er et termisk 20 stabilt overgangslag indlejret i grundmetallet på den side, der vender mod arbejdsfladen, hvilket overgangslag indeholder de samme bestanddele som grundmetallet og som basislaget, og at koncentrationen af basislagets bestanddele i grundmetallet gradvis aftager med dybden 25 regnet fra arbejdsfladen.This is achieved by a cutting tool on whose base metal working surface is formed a base layer and a wear-resistant coating containing the same constituents as the base layer and which rests on the base layer surface, which cutting tool according to the invention is further characterized by a further thermally stable transition layer embedded in the base metal on the side facing the work surface, which transition layer contains the same constituents as the base metal and as the base layer, and that the concentration of the base layer constituents in the base metal gradually decreases with depth 25 calculated from the working surface.
Dybden af det termisk stabile overgangslag er fortrinsvis fra 0,1 til 10 ym.The depth of the thermally stable transition layer is preferably from 0.1 to 10 µm.
Med dette formål fordampes der ved fremgangsmåden til fremstilling af skærende værktøjer mindst én katode, 30 der er fremstillet af et højtsmelteligt materiale, ved hjælp af en elektrisk lysbue under vakuum, hvorefter der sættes spænding på skæreværktøjet, der gennemføres en rensning og opvarmning af arbejdsfladen af grundmetallet af det skærende værktøj ved katodisk bombardement med 35 ioner af det fordampede materiale under vakuum, hvoref- 4For this purpose, at least one cathode 30 made of a highly meltable material is evaporated by means of an electric arc under vacuum in the process of cutting tools, after which voltage is applied to the cutting tool, which is cleaned and heated by the working surface. the basic metal of the cutting tool by cathodic bombardment with 35 ions of the evaporated material under vacuum, whereby 4
DK 153926BDK 153926B
ter spændingen sænkes, og der indføres en reaktantgas under tryk i vakuumkammeret til dannelse af et slidmodstandsdygtigt overtræk, hvorhos fremgangsmåden er ejendommelig ved, at reaktantgassen indføres under rens-5 ningen og opvarmningen af skæreværktøjets grundmetals arbejdsflade til en temperatur, ved hvilken hovedbe-standdelen af gassen opløses i grundmetallet, hvorefter yderligere opvarmning af grundmetallets arbejdsflade gennemføres samtidig med dannelse af basislaget og af 10 det termisk stabile overgangslag, indtil faseligevægtstemperaturen mellem bestanddelene i disse overtræk opnås .after the voltage is lowered and a reactant gas is introduced under pressure into the vacuum chamber to form a wear resistant coating, the method being characterized by introducing the reactant gas during the cleaning and heating of the cutting tool's base metal to a temperature at which the main component of The gas is dissolved in the base metal, after which further heating of the base metal's working surface is carried out simultaneously with the formation of the base layer and of the thermally stable transition layer until the phase equilibrium temperature between the components of these coatings is obtained.
Reaktantgassen indføres fortrinsvis under tryk, indtil der er opnået et lavt tryk på 667 x 10“^ til 800 x 15 10“5 Pa.The reactant gas is preferably introduced under pressure until a low pressure of 667 x 10 6 to 800 x 15 10
Ved opfindelsen opnås, at det skærende værktøj delvis aflastes for de høje termniske, elastiske og andre indre spændinger, der fremkommer under bearbejdningen, eftersom disse spændinger overføres til grundme-20 tallet, der har god plasticitet. Dette forøger værktøjets holdbarhed.The invention achieves that the cutting tool is partially relieved of the high thermal, elastic and other internal stresses that arise during machining, since these stresses are transferred to the base metal having good plasticity. This increases the durability of the tool.
Endvidere gøres det ved opfindelsen muligt at sikre en stærk kemisk binding mellem grundmetallet og basislaget af det skærende værktøj, hvilket også forøger 25 værktøjets holdbarhed.Furthermore, the invention makes it possible to ensure a strong chemical bond between the base metal and the base layer of the cutting tool, which also increases the durability of the tool.
Praktisk anvendelse af skæreværktøjet ifølge opfindelsen er endvidere karakteriseret ved formindsket diffusion ved grænsefladen mellem grundmetallet og det termisk stabile overgangslag og tilbage med en resulte-30 rende ændring af styrkeformindskelse af de skærende værktøjer og en forøgelse i deres holdbarhed.Practical application of the cutting tool according to the invention is further characterized by diminished diffusion at the interface between the base metal and the thermally stable transition layer and back with a resultant change in the reduction of strength of the cutting tools and an increase in their durability.
Endelig undgås det ifølge opfindelsen, at der foregår en brat ændring af de fysiske og mekaniske egenskaber af materialet i grænsefladen mellem grundmetallet 35 og basislaget, hvilket også øger holdbarheden af skærende værktøjer.Finally, according to the invention, there is a sudden change in the physical and mechanical properties of the material in the interface between the base metal 35 and the base layer, which also increases the durability of cutting tools.
55
DK 153926BDK 153926B
Opfindelsen forklares nærmere i det følgende under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser et generelt, skematisk tværsnit af et skæreværktøj fremstillet ved fremgangsmåden ifølge 5 opfindelsen, og fig. 2 en graf, der viser fordelingen ifølge opfindelsen af metalbestanddelene i det termisk stabile overgangslag, der er vist i fig. 1.The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing, in which fig. 1 shows a general, schematic cross-section of a cutting tool made by the method of the invention; and FIG. 2 is a graph showing the distribution according to the invention of the metal components of the thermally stable transition layer shown in FIG. First
Skæreværktøjet, der fremstilles ifølge opfindel-10 sen, omfatter et grundmetal 1 (fig. 1), i hvis arbejds-flade 2 der er indlejret et termisk stabilt overgangslag 3, der er fra 0,1 til 10\m tykt. Overgangslaget 3 består af bestanddele fra grundmetallet 1 og basislaget 4. Basislaget 4 omfatter et slidmodstandsdygtigt 15 overtrækslag 5.The cutting tool manufactured in accordance with the invention comprises a base metal 1 (Fig. 1), in whose working surface 2 there is embedded a thermally stable transition layer 3, which is from 0.1 to 10 µm thick. The transition layer 3 consists of constituents from the base metal 1 and the base layer 4. The base layer 4 comprises a wear-resistant coating layer 5.
I fig. 2 er der vist en graf, der viser variationen af koncentrationen af bestanddelen af basislaget 4 (fig. 1), der er dannet af titancarbonitrid (TiCN) i det termisk stabile overgangslag 3. Stål tages fra grund-20 metallets materiale 1. På abscissen er afstanden L i μιη fra arbejdsfladen 2 af grundmetallet 1 indført. Ordinaten er koncentrationen N af titan i procent.In FIG. 2 is a graph showing the variation of the concentration of the component of the base layer 4 (Fig. 1) formed by titanium carbonitride (TiCN) in the thermally stable transition layer 3. Steel is taken from the base metal material 1. On the abscissa the distance L in μιη from the working surface 2 of the base metal 1 is introduced. The ordinate is the concentration N of titanium as a percentage.
Fremgangsmåden til fremstilling af det skærende værktøj ifølge opfindelsen består i, at mindst én elek-25 trode fremstillet af et højtsmelteligt materiale fordampes i vakuum ved hjælp af en elektrisk lysbue, og der sættes en spænding på det skærende værktøj. Arbejdsfla-den af værktøjets grundmetal renses og opvarmes derefter under vakuum ved katodebombardement med ioner af det 30 fordampede materiale. Under rensningen og opvarmningen af grundmetallets arbejdsflade indføres en reaktantgas i vakuumkammeret, så snart temperaturen af denne flade kommer på på den værdi, ved hvilken hovedbestanddelen af reaktantgassen opløses i grundmetallet.The method of producing the cutting tool according to the invention consists in evaporating at least one electrode made of a high-melting material in vacuum by means of an electric arc and applying a voltage to the cutting tool. The working surface of the base metal of the tool is cleaned and then heated under vacuum by cathode bombardment with ions of the vaporized material. During the cleaning and heating of the base metal working surface, a reactant gas is introduced into the vacuum chamber as soon as the temperature of this surface approaches the value at which the major component of the reactant gas dissolves in the base metal.
35 Yderligere opvarmning af grundmetallets arbejds flade sker samtidig med dannelsen af basislaget og af 635 Further heating of the base metal's working surface occurs simultaneously with the formation of the base layer and of 6
DK 153926BDK 153926B
det termisk stabile overgangslag, indtil faseligevægtstemperaturen mellem bestanddelene i disse overtræk er opnået. Derefter formindskes spændingen, og der dannes et slidmodstandsdygtigt overtræk på basislaget.the thermally stable transition layer until the phase equilibrium temperature between the constituents of these coatings is reached. Then the tension is reduced and a wear resistant coating is formed on the base layer.
5 Til lettelse af processen ved dannelsen af det termisk stabile overgangslag under fremstillingen af det skærende værktøj indføres reaktantgassen fortrinsvis under tryk, indtil der er opnået et vakuum på 667 x 10”2 til 800 x 10~5 pa.5 To facilitate the process of forming the thermally stable transition layer during the preparation of the cutting tool, the reactant gas is preferably introduced under pressure until a vacuum of 667 x 10 ”2 to 800 x 10 ~5 pa is obtained.
10 Det skærende værktøj arbejder som følger.10 The cutting tool works as follows.
Under bearbejdningsprocessen opstår der høje termiske, elastiske og andre indre spændinger i materialerne af det meget hårde slidmodstandsdygtige overtræk 5 (fig. 1) og i basislaget 4. Det termisk stabile 15 overgangslag 3, i hvilket koncentrationen af titanbe-standdelen (Ti) ændres gradvis med dybden af overtrækket (fig. 2), overfører disse spændinger til grundmetallet 1, der er kendetegnet ved en god plasticitet med en deraf følgende aflastning af de indre spændinger. Græn-20 serne mellem grundmetallet og basislaget er således blevet stærkere, hvilket bevirker en større holdbarhed af det skærende værktøj.During the machining process, high thermal, elastic and other internal stresses occur in the materials of the very hard wear-resistant coating 5 (Fig. 1) and in the base layer 4. The thermally stable transition layer 3, in which the concentration of the titanium component (Ti) changes gradually with the depth of the coating (Fig. 2), these stresses transfer to the base metal 1, which is characterized by good plasticity with a consequent relief of the internal stresses. The boundaries between the base metal and the base layer have thus become stronger, which results in a greater durability of the cutting tool.
Til bedre belysning af opfindelsen beskrives der i det følgende eksempler på udførelsesformer for opfin-25 delsen.For better illustration of the invention, the following examples of embodiments of the invention are described.
EKSEMPEL 1EXAMPLE 1
Sneglebor blev fremstillet til brug som skærende værktøjer af stål med følgende sammensætning : 30 C_Cr_W_Mo_V_Fe 0,80-0,88 3,8-4,4 5,5-6,5 5,0-5,5 1,7-2,1 Resten 35 Titan (Ti) blev anvendt som katodemateriale.Snail drills were made for use as cutting tools of steel of the following composition: 30 C_Cr_W_Mo_V_Fe 0.80-0.88 3.8-4.4 5.5-6.5 5.0-5.5 1.7-2, 1 The residue 35 Titanium (Ti) was used as the cathode material.
DK 153926 BDK 153926 B
77
De rensede bor blev anbragt i specielle holdere, og blev anbragt i et vakuumkammer til overtrækning.The purified drills were placed in special holders and placed in a vacuum chamber for coating.
Efter at der var tilvejebragt et vakuum på 6,67 x 10”3 Pa i dette kammer, blev der indført en elektrisk lysbue 5 i kammeret til fordampning og ionisering af titankato den.After a vacuum of 6.67 x 10 3 Pa was provided in this chamber, an electric arc 5 was introduced into the chamber to evaporate and ionize the titanium pot.
En spænding på 1500 V blev påført snegleborene med det formål at rense borets arbejdsflader ved bombardering af disse med titanioner, der blev udsendt fra ka-10 toden og at opvarme overfladerne til en temperatur på 200°C. Ved denne temperatur begynder hovedbestanddelen (N2) af reaktantgassen (handelsnitrogen) at opløses i stålet. Når denne temperatur var opnået på grundlag af et infrarødt pyrometer, blev nitrogen indført i kam-15 meret, indtil et vakuum på 400 x 10"3 Pa var fremkaldt. Rensning og opvarmning af arbejdsfladerne på borene blev fortsat ved bombardering af overfladerne med ioner af titan og nitrogen, indtil overfladetemperaturen steg til 520°C. En faseligevægt mellem bestanddelene af hoved-20 overtrækket og det termisk stabile overgangslag blev opnået ved denne temperatur.A voltage of 1500 V was applied to the auger drills for the purpose of cleaning the work surfaces of the drill by bombarding them with titanium ions emitted from the cathode and heating the surfaces to a temperature of 200 ° C. At this temperature, the major component (N2) of the reactant gas (commercial nitrogen) begins to dissolve in the steel. When this temperature was achieved on the basis of an infrared pyrometer, nitrogen was introduced into the chamber until a vacuum of 400 x 10 3 Pa was produced. Purification and heating of the work surfaces of the drills was continued by bombarding the surfaces with ions of titanium and nitrogen until the surface temperature rose to 520 C. A phase equilibrium between the constituents of the main coating and the thermally stable transition layer was obtained at this temperature.
De nævnte operationer blev gennemført med den hensigt, at i grundmetallets materiale at frembringe et ter-25 misk stabilt overgangslag med en tykkelse på 3μπι og med følgende sammensætning: stål. Ti, Tic, TiN, Ti(CN),Said operations were carried out with the intention of producing in the material of the base metal a thermally stable transition layer having a thickness of 3μπι and having the following composition: steel. Ti, Tic, TiN, Ti (CN),
Fe4N, VN, TiFe2# TiFe, (Ti, W, V, Mo)C, et hovedovertræk med følgende sammensætning: (Ti,Fe4N, VN, TiFe2 # TiFe, (Ti, W, V, Mo) C, a major coating having the following composition: (Ti,
Mo, W, V)CN.Mo, W, V) CN.
30 Spændingen på borene blev derefter reduceret til 250 V, og der blev kondenseret et overtræk af titanni-trid (TiN) i en time til opbygning af et overtræk med en tykkelse på 5 til 6μιη.The voltage on the drills was then reduced to 250 V and a titanium nitride (TiN) coating was condensed for one hour to build a coating having a thickness of 5 to 6μιη.
Herefter blev spændingen fjernet fra borene, lys-35 bueudladningen blev afbrudt, og borene blev afkølet til 8Thereafter, the voltage was removed from the drills, the light arc discharge was interrupted, and the drills were cooled to 8 ° C.
DK 153926BDK 153926B
stuetemperatur. Holdbarhedsprøver for borene blev gennemført ved bearbejdning af stålprøver med følgende sammensætning :room temperature. Durability tests for the drills were carried out by machining steel samples of the following composition:
5 C_FE5 C_FE
0,42-0,49_Resten og under følgende bearbejdningsforhold : skærehastighed v = 45m/min., 10 tilspænding s = 0,12mm/omdr., boredybde 1 = I5mm.0.42-0.49_ The rest and under the following machining conditions: cutting speed v = 45m / min, 10 tightening s = 0.12mm / rpm, drilling depth 1 = I5mm.
EKSEMPEL 2EXAMPLE 2
Tilsvarende sneglebor blev fremstillet som i 15 eksempel 1, med undtagelse af, at der blev indført nitrogen i kammeret, indtil der var frembragt et vakuum på 667 x 10"2 Pa i kammeret.Similar snail drills were prepared as in Example 1, except that nitrogen was introduced into the chamber until a vacuum of 667 x 10 "2 Pa was generated in the chamber.
HoldbarhedsprØver var de samme som i eksempel 1.Durability tests were the same as in Example 1.
20 EKSEMPEL 3EXAMPLE 3
Der blev fremstillet lignende sneglebor som i eksempel 1, bortset fra at nitrogen blev indført i kammeret, indtil der var opnået et vakuum på 810 x 10~^ Pa i kammeret.Similar snail drills were prepared as in Example 1 except nitrogen was introduced into the chamber until a vacuum of 810 x 10 x Pa was achieved in the chamber.
25 Holdbarhedsprøverne var de samme som i eksempel 1.The durability tests were the same as in Example 1.
EKSEMPEL 4EXAMPLE 4
Der blev fremstillet sneglebor i lighed med dem, 30 der blev anvendt i eksempel 1, bortset fra, at rensningen og opvarmningen af arbejdsfladerne blev gennemført ved bombardering af overfladerne med titan- og nitrogenioner, indtil der var opnået en temperatur på 450°C, og der var dannet et termisk stabilt overgangslag med en 35 tykkelse på Ο,ίμιη.Snail drills were prepared similar to those used in Example 1, except that the cleaning and heating of the work surfaces was carried out by bombarding the surfaces with titanium and nitrogen ions until a temperature of 450 ° C was achieved and a thermally stable transition layer having a thickness of Ο, ίμιη was formed.
1.First
99
DK 153926BDK 153926B
Holdbarhedsprøverne var de samme som i eksempel EKSEMPEL 5 5 Der blev fremstillet sneglebor i lighed med dem, der blev anvendt i eksempel 1, bortset fra, at arbejds-fladerne af borene blev renset og opvarmet ved bombardering med ioner af titan og nitrogen til en temperatur på 550°C, og indtil der blev dannet et termisk stabilt 10 overgangsovertræk på ΙΟμίη.The durability tests were the same as in Example EXAMPLE 5. at 550 ° C and until a thermally stable 10 transition coat of ΙΟμίη was formed.
Holdbarhedsprøverne var de samme som i eksempel 1.The durability tests were the same as in Example 1.
EKSEMPEL 6 15 Skæreplatter blev fremstillet af hårdmetal med følgende sammensætning anvendt som grundmetal :EXAMPLE 6 Cutting plates were made of cemented carbide having the following composition used as the base metal:
TiC_Co_WCTiC_Co_WC
15_6_Resten 20 Overtræk blev fremstillet som i fig. 1, bortset fra at rensning og opvarmning af platternes arbejdsflader blev gennemført ved bombardering af disse med ioner af titan som katode til en temperatur på 350°C. Nitrogen blev derefter tilført under tryk i vakuumkammeret til 25 fremkaldelse af vakuum på 267 x 10“3 pa, idet der blev fortsat med rensning og opvarmning af arbejdsfladerne til en temperatur på 620°C ved bombardering af overfladerne med ioner af titan og nitrogen samtidig, som omtalt i eksempel 5.The residue 20 Coatings were prepared as in FIG. 1, except that the working surfaces of the plates were cleaned and heated by bombarding them with titanium ions as cathode to a temperature of 350 ° C. Nitrogen was then pressurized in the vacuum chamber to produce a vacuum of 267 x 10 “3 pa, continuing to purify and heat the work surfaces to a temperature of 620 ° C by bombarding the surfaces with titanium and nitrogen ions simultaneously. as discussed in Example 5.
30 De nævnte operationer blev foretaget med det for mål : at i skæreplattens grundmetal tilvejebringe et termisk stabilt overgangslag med en tykkelse på 2μιη og med følgende sammensætning : 35 hårdmetal, TiCo, TiN, (TiW)C,The aforementioned operations were carried out with the aim of: to provide in the base metal of the cutting plate a thermally stable transition layer having a thickness of 2μιη and having the following composition: 35 cemented carbide, TiCo, TiN, (TiW) C,
DK 153926BDK 153926B
ίο på skæreplattens arbejdsflade at tilvejebringe et hovedovertræk med følgende sammensætning : (Ti, W)CN.to provide on the cutting surface work surface a head coating having the following composition: (Ti, W) CN.
Holdbarhedsprøverne blev gennemført ved hjælp af skærende værktøjer med skæreplatterne anvendt til bear-5 bejdning af stålprøver med samme sammensætning som givet i eksempel 1 og med følgende bearbejdningsforhold: skærehastighed v « 160 m/min, tilspænding s = 0,3 m/omdr., skæredybde 1 = 1 mm.The durability tests were performed using cutting tools with the cutting plates used for machining steel samples of the same composition as given in Example 1 and having the following machining conditions: cutting speed v 160 160 m / min, feed rate s = 0.3 m / rpm. cutting depth 1 = 1 mm.
10 EKSEMPEL 7EXAMPLE 7
Skæreplatter blev fremstillet som i eksempel 6, bortset fra at nitrogen blev indført i kammeret, indtil der var frembragt et vakuum på 667 x 10”2 Pa.Cutting plates were prepared as in Example 6 except that nitrogen was introduced into the chamber until a vacuum of 667 x 10 ”2 Pa was produced.
15 Holdbarhedsprøverne var de samme som i eksempel 6.The durability tests were the same as in Example 6.
EKSEMPEL 8EXAMPLE 8
Skæreplatter blev fremstillet som i eksempel 6, 20 bortset fra at nitrogen blev indført under tryk i kammeret, indtil der var opnået et vakuum på 800 x 10”® Pa.Cutting plates were prepared as in Example 6, 20 except that nitrogen was pressurized into the chamber until a vacuum of 800 x 10 ”® Pa was obtained.
Holdbarhedsprøverne var de samme som i eksempel 6.The durability tests were the same as in Example 6.
25 EKSEMPEL 9EXAMPLE 9
Skæreplatter blev fremstillet som i eksempel 6, bortset fra at rensningen og opvarmningen af skæreplatternes arbejdsflader blev gennemført ved bombardering med ioner af titan og nitrogen, indtil der var opnået en 30 temperatur på 580°C, og indtil der var dannet et termisk stabilt overgangslag med en tykkelse på Ο,ίμιη.Cutting plates were prepared as in Example 6, except that the cleaning and heating of the cutting surfaces worked by bombardment with titanium and nitrogen ions until a temperature of 580 ° C was reached and until a thermally stable transition layer was formed. a thickness of Ο, ίμιη.
Holdbarhedsprøverne var de samme som i eksempel 6.The durability tests were the same as in Example 6.
DK 153926 BDK 153926 B
11 EKSEMPEL 10EXAMPLE 10
Skæreplatter blev fremstillet som i eksempel 6, bortset fra at rensningen og opvarmningen af platternes airbejdsflader blev gennemført ved bombardering af disse 5 med titan- og nitrogenioner til en temperatur på 700°C, og indtil der var dannet et termisk stabilt overgangslag med en tykkelse på ΙΟμπι.Cutting plates were prepared as in Example 6, except that the cleaning and heating of the air working surfaces of the plates was carried out by bombarding these 5 with titanium and nitrogen ions to a temperature of 700 ° C and until a thermally stable transition layer having a thickness of ΙΟμπι.
Holdbarhedsprøverne var de samme som i eksempel 6.The durability tests were the same as in Example 6.
10 Prøveresultaterne for de skærende værktøjer, der var fremstillet i henhold til de ovenfor beskrevne eksempler 1, 2, 3, 4, 5 og 6, 7, 8, 9 og 10 er anført i følgende tabel.10 The test results for the cutting tools prepared according to Examples 1, 2, 3, 4, 5 and 6, 7, 8, 9 and 10 described above are given in the following table.
15 TABELTABLE
Grundmetal- Vakuum Tykkelse af det Gennemsnitlig materiale Pa termisk stabile levetid for overgangslag skæreværktøj 20 pm (antal af prø ver bearbejdet ved anvendelse af et bor eller en skæreplat- 25 _te), antalBase Metal Vacuum Thickness of Average Material Pa Thermally Stable Lifetime of Transition Cutting Cutting Tool 20 µm (number of samples processed using a drill bit or cutting plate 25)
Stål 400 x 10-3 3 320 667 x 10"2 3 680 800 x 10“5 3 390 400 x 10“3 0,1 240 30 _400 x ΙΟ"3_10_650_ Hårdmetal 267 x 10“3 2 36 667 x 10"2 2 52 800 x 10“5 2 30 267 x 10"5 0,1 39 35 _267 x 10~3_10_51_ 12Steel 400 x 10-3 3 320 667 x 10 "2 3 680 800 x 10" 5 3 390 400 x 10 "3 0.1 240 30 _400 x ΙΟ" 3_10_650_ Carbide 267 x 10 "3 2 36 667 x 10" 2 2 52 800 x 10 "5 2 30 267 x 10" 5 0.1 39 35 _267 x 10 ~ 3_10_51_ 12
DK 153926BDK 153926B
Fra prøverne udført i henhold til eksemplerne 1-10 fremgår det, at enhver kombination af vakuum i kammeret og tykkelsen af det termisk stabile overgangslag opnået i overensstemmelse med de foreslåede områder, 5 ifølge opfindelsen gør det muligt i væsentig grad at forøge holdbarheden af det skærende værktøj.From the tests performed according to Examples 1-10, it will be seen that any combination of vacuum in the chamber and the thickness of the thermally stable transition layer obtained in accordance with the proposed ranges 5 of the invention makes it possible to substantially increase the durability of the cutting tool.
Opfindelsen kan anvendes alle steder, hvor der gennemføres drejning, boring, fræsning eller andre operationer til bearbejdning af arbejdsstykker fremstillet 10 af forskellige materialer.The invention can be used anywhere where turning, drilling, milling or other operations are carried out for machining workpieces made from 10 different materials.
Claims (4)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/SU1983/000034 WO1985001461A1 (en) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | Metal-cutting tool and method for manufacture thereof |
| SU8300034 | 1983-09-30 |
Publications (4)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DK212785A DK212785A (en) | 1985-05-14 |
| DK212785D0 DK212785D0 (en) | 1985-05-14 |
| DK153926B true DK153926B (en) | 1988-09-26 |
| DK153926C DK153926C (en) | 1989-02-13 |
Family
ID=21616812
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DK212785A DK153926C (en) | 1983-09-30 | 1985-05-14 | CUTTING TOOL AND PROCEDURE FOR MANUFACTURING SUCH |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61500014A (en) |
| AT (1) | AT389259B (en) |
| AU (1) | AU563115B2 (en) |
| BR (1) | BR8307752A (en) |
| CH (1) | CH667606A5 (en) |
| DE (1) | DE3390533C2 (en) |
| DK (1) | DK153926C (en) |
| FI (1) | FI851957L (en) |
| GB (1) | GB2156388B (en) |
| NL (1) | NL8320322A (en) |
| NO (1) | NO162546C (en) |
| SE (1) | SE448214B (en) |
| WO (1) | WO1985001461A1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH669347A5 (en) * | 1986-05-28 | 1989-03-15 | Vni Instrument Inst |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE330470C (en) * | 1970-02-23 | 1973-02-12 | Sandvik Ab | Carbide body with barrier layer and wear layer |
| US3882579A (en) * | 1972-03-13 | 1975-05-13 | Granville Phillips Co | Anti-wear thin film coatings and method for making same |
| SE367217B (en) * | 1973-09-17 | 1974-05-20 | Sandvik Ab | |
| US4008976A (en) * | 1974-05-16 | 1977-02-22 | Chemetal Corporation | Cutting tool and method for making same |
| DD118306A1 (en) * | 1975-04-11 | 1976-02-20 | ||
| FR2357321A1 (en) * | 1976-07-05 | 1978-02-03 | Stellram Sa | Wear resistant hard metal article - coated with adherent layers of carbide, nitride, oxide, etc. |
| DE2857102C2 (en) * | 1978-07-08 | 1983-12-01 | Wolfgang Ing.(grad.) 7981 Grünkraut Kieferle | Device for diffusing in and depositing a metal or alloy layer on an electrically conductive workpiece |
| DE2851584B2 (en) * | 1978-11-29 | 1980-09-04 | Fried. Krupp Gmbh, 4300 Essen | Composite body |
| ES494779A0 (en) * | 1979-08-09 | 1981-03-16 | Mitsubishi Metal Corp | PROCEDURE FOR THE MANUFACTURE OF BLADES EQUIPPED WITH COATING, FOR CUTTING TOOLS |
| SU959345A1 (en) * | 1979-10-24 | 1983-05-23 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Инструментальный Институт | Cutting tool |
-
1983
- 1983-09-30 NL NL8320322A patent/NL8320322A/en not_active Application Discontinuation
- 1983-09-30 BR BR8307752A patent/BR8307752A/en unknown
- 1983-09-30 AU AU21222/83A patent/AU563115B2/en not_active Ceased
- 1983-09-30 WO PCT/SU1983/000034 patent/WO1985001461A1/en not_active Ceased
- 1983-09-30 JP JP58503364A patent/JPS61500014A/en active Pending
- 1983-09-30 FI FI851957A patent/FI851957L/en not_active Application Discontinuation
- 1983-09-30 GB GB08510515A patent/GB2156388B/en not_active Expired
- 1983-09-30 CH CH2299/85A patent/CH667606A5/en not_active IP Right Cessation
- 1983-09-30 AT AT0908783A patent/AT389259B/en not_active IP Right Cessation
- 1983-09-30 DE DE19833390533 patent/DE3390533C2/en not_active Expired - Lifetime
-
1985
- 1985-04-29 SE SE8502084A patent/SE448214B/en not_active IP Right Cessation
- 1985-05-14 DK DK212785A patent/DK153926C/en not_active IP Right Cessation
- 1985-05-29 NO NO85852147A patent/NO162546C/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE8502084L (en) | 1985-04-29 |
| NO162546B (en) | 1989-10-09 |
| DE3390533C2 (en) | 1992-07-09 |
| JPS61500014A (en) | 1986-01-09 |
| DE3390533T1 (en) | 1985-10-03 |
| GB2156388B (en) | 1987-08-05 |
| NO852147L (en) | 1985-05-29 |
| DK212785A (en) | 1985-05-14 |
| NL8320322A (en) | 1985-08-01 |
| WO1985001461A1 (en) | 1985-04-11 |
| CH667606A5 (en) | 1988-10-31 |
| BR8307752A (en) | 1985-08-13 |
| AU563115B2 (en) | 1987-06-25 |
| FI851957A7 (en) | 1985-05-16 |
| NO162546C (en) | 1990-01-17 |
| SE448214B (en) | 1987-02-02 |
| DK212785D0 (en) | 1985-05-14 |
| ATA908783A (en) | 1989-04-15 |
| FI851957A0 (en) | 1985-05-16 |
| SE8502084D0 (en) | 1985-04-29 |
| AT389259B (en) | 1989-11-10 |
| DK153926C (en) | 1989-02-13 |
| GB8510515D0 (en) | 1985-05-30 |
| GB2156388A (en) | 1985-10-09 |
| FI851957L (en) | 1985-05-16 |
| AU2122283A (en) | 1985-04-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4337300A (en) | Surface-coated blade member for cutting tools and process for producing same | |
| US4554201A (en) | Multilayer coatings of metal-cutting tools | |
| US4450205A (en) | Surface-coated blade member of super hard alloy for cutting tools and process for producing same | |
| Gupta et al. | Cutting characteristics of PVD coated cutting tools | |
| JP3488526B2 (en) | Hard coatings and hard coatings with excellent wear resistance | |
| US7838132B2 (en) | PVD-coated cutting tool insert | |
| NL8601424A (en) | CUTTING TOOL PROVIDED WITH AN ABRASION RESISTANT COATING COAT AND METHOD FOR APPLYING THIS COATING COAT. | |
| JPH07171706A (en) | Coating tool and cutting process | |
| US7758950B2 (en) | Surface-coated cutting tool with coated film having strength distribution of compressive stress | |
| WO2005089990A1 (en) | Surface-coated cutting tool | |
| JP4268558B2 (en) | Coated cutting tool | |
| WO1991005076A1 (en) | Surface-coated hard member for cutting and abrasion-resistant tools | |
| JP2006035345A (en) | Surface coated cutting tool | |
| CA1330775C (en) | Method of increasing useful life of tool steel cutting tools | |
| JP4634247B2 (en) | Surface coated cutting tool | |
| RU2671780C1 (en) | Working part of cutting tool | |
| DK153926B (en) | CUTTING TOOL AND PROCEDURE FOR MANUFACTURING SUCH | |
| JP4634246B2 (en) | Surface coated cutting tool | |
| JPH0582471B2 (en) | ||
| Kulkarni et al. | Analysis of cutting temperature during turning of SS 304 using uncoated and PVD coated carbide inserts | |
| US4925346A (en) | Method of increasing useful life of tool steel cutting tools | |
| JPH0874036A (en) | Hard ceramic coated member excellent in wear resistance | |
| JP3358696B2 (en) | High strength coating | |
| NO842235L (en) | WEAR-RESISTABLE SINGLE COAT FOR METAL CUTTING TOOL | |
| JP2006001006A (en) | Cutting tool made of surface-coated cemented carbide that provides excellent wear resistance with a hard coating layer in high-speed cutting of hardened steel |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PBP | Patent lapsed |