DE3390533C2 - Schneidwerkzeug und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Schneidwerkzeug und Verfahren zu seiner Herstellung

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Metallbearbeitung, insbesondere auf Schneidwerkzeuge und Verfahren zu deren Herstellung.
Die derzeitige Entwicklung im Maschinenbau und der metallverarbeitenden Industrie stellt immer höhere Anforderungen an die Verschleißfestigkeit und Lebensdauer von Schneidwerkzeugen. Jedoch ist die Lösung dieser Aufgabe durch traditionelle Methoden der Metallurgie, beispielsweise durch Legierungen von für die Werkzeugfertigung bestimmten Materialien, wenig effektiv.
Zur Zeit liegt eine der Tendenzen, die Verschleißfestigkeit eines Schneidwerkzeuges zu erhöhen, in der Qualitätsverbesserung von auf dieses aufzubringenden verschleißfesten Überzügen.
Eine andere Tendenz zur Erhöhung der Verschleißfestigkeit von Schneidwerkzeugen besteht in der Vervollkommnung der Qualität des Werkzeugs selbst und des Verfahrens zu seiner Herstellung.
Es ist ein Schneidwerkzeug bekannt (siehe z. B. die SE-PS 3 30 470), das eine Basis, auf deren Arbeitsfläche sich eine Grundschicht befindet, und einen verschleißfesten Überzug enthält, dessen Material mit den Komponenten des Grundschicht­ materials gemeinsame Komponenten einschließt und der auf der Oberfläche der Grundschicht angeordnet ist.
Bekannt ist auch ein Verfahren zur Herstellung dieses Schneid­ werkzeugs (siehe dieselbe SE-PS 3 30 470), das in der Erwärmung der Arbeitsfläche der Schneidwerkzeugbasis, in der Einführung eines Reaktionsgases ins Vakuum und in der Wechselwirkung der Gaskomponenten untereinander bis zur Bildung einer Grund­ schicht und eines verschleißfesten Überzugs nacheinander auf der Arbeitsfläche der Basis besteht.
Jedoch gewährleistet die so erhaltene Grundschicht bei diesem nach dem beschriebenen Verfahren hergestellten Schneidwerkzeug hauptsächlich einen mechanischen oder molekularen Typ des Zusammenhaltens mit der Basis und dem Überzug, was zur schich­ tenweisen Ablösung und folglich zur Verringerung der Standzeit des Werkzeuges führt.
Außerdem wird bei diesem in der geschilderten Weise herge­ stellten Schneidwerkzeug das Material der Basis bis zu einer Temperatur erwärmt, bei der seine teilweise Entfestigung stattfindet, was die Standzeit des Werkzeuges herabsetzt.
Des weiteren ist ein Schneidwerkzeug bekannt, (siehe z. B. die Fachzeitschrift "Fizika i khimia obrabotki materialov", Moskau, Verlag "Nauka", 1979, Nr. 2, S. 169), welches eine Basis, auf deren Arbeitsfläche sich eine Grundschicht befindet, und einen verschleißfesten Überzug enthält, dessen Material mit den Komponenten des Grundschichtmaterials gemeinsame Komponenten einschließlich und der auf der Oberfläche der Grundschicht angeordnet ist.
Es ist auch ein Verfahren zur Herstellung eines Schneidwerkzeuges bekannt (siehe dieselbe Fachzeitschrift "Fizika i khimia obrabotki materialov", Moskau, Verlag "Nauka", 1979, Nr. 2, S. 169), das darin besteht, daß mindestens eine aus einem schwerschmelzbaren Material hergestellte Katode im Vakuum mittels einer Bogenentladung verdampft, eine Spannung an das Schneidwerkzeug angelegt, die Arbeitsfläche der Basis des Schneidwerkzeuges gereinigt und durch Katodenbeschuß im Vakuum mit Ionen des zu verdampfenden Materials erwärmt, die Spannung abgesenkt und ins Vakuum ein Reaktionsgas zur Bildung eines verschleißfesten Überzugs unter Druck eingeführt wird. Nach diesem Verfahren bildet der Katodenbeschuß der Arbeits­ fläche der Basis des Schneidwerkzeuges im Vakuum mit den Ionen des zu verdampfenden Materials die Grundschicht.
Bei dem so erhaltenen Schneidwerkzeug aber bleiben infolge hoher Kondensationsgeschwindigkeit des zu verdampfenden Materials der Katode bei einem Vakuumwert von 6,67 mPa bis 66,7 µPa die an der Arbeitsfläche der Basis anliegenden Schichten praktisch kalt, was die Entwicklung von Diffusionsprozessen an der Grenze Basis-Grundschicht erschwert und zur Abschwächung des Zusammenhaltens an der genannten Grenze und zu einem Gefälle von physikalisch-mechanischen Eigenschaften führt, was wiederum eine Zerstörung des Schneidwerkzeuges und eine Ver­ ringerung seiner Standzeit während des Betriebs zur Folge hat.
Außerdem gestattet bei diesem so hergestellten Schneidwerkzeug die während der Reinigung und Erwärmung der Arbeitsfläche der Basis des Schneidwerkzeuges formierte Grundschicht es nicht, die hohe Diffusionsaktivität des eingeführten Reaktionsgases ausnutzen, was den Zusammenhalt an der Grenzen der Basis mit der Grundschicht vermindert und folglich die Standzeit des Schneidwerkzeuges herabsetzt.
Die DE-OS 30 30 149 beinhaltet ein Schneidwerkzeug mit einem Substrat, einer darauf aufgebrachten Titan-Zwischenschicht und einer darüber angeordneten verschleißfesten Schicht aus einer Titanverbindung. Die Titan-Zwischenschicht ist dabei gegenüber dem Substrat durch eine metallurgisch scharfe Grenzschicht getrennt. Das Aufbringen der Schicht erfolgt durch Aufdampfen bei solchen Temperaturen, bei denen ein Eindiffundieren der Metallatome des Substrates in die Zwischenschicht nicht möglich ist (Seite 7, letzterer Absatz). In der Mitte der Seite 4 wird sogar ausdrücklich darauf hingewiesen, daß ein Austausch von Atomen durch Diffusion zwischen dem Substrat und dem Überzug nicht empfehlenswert ist.
Bei diesem Schneidwerkzeug bleibt somit an der Grenze zwischen dem Substrat und der Titan-Zwischenschicht das Problem der unterschiedlichen physikalisch-chemischen Zusammensetzung ungelöst, was dazu führt, daß der Überzug zur Versprödung und zum Abblättern neigt.
Gegenstand der DE-OS 24 31 448 ist ein Verfahren, bei dem mittels reaktivem Aufdampfen auf einem Substrat ein Überzug erhalten wird, dessen Zusammensetzung sich in Richtung von der Substratoberfläche nach außen ändert. Dies wird dadurch erreicht, daß die Zusammensetzung des Dampfes durch die Reaktion mit dem zugeführten Gas während der Abscheidung des Überzugs geändert wird.
Infolgedessen setzt sich unmittelbar an der Oberfläche des Substrates zunächst mehr oder weniger reines Titan ab. Mit zunehmender Schichtdicke nimmt dann der Gehalt an Nitrit und Carbid im Überzug zu. Die metallurgische Grenzfläche zwischen dem Substrat und dem Überzug bleibt dabei unverändert erhalten, so daß die oben genannten Nachteile auch hier gelten.
In der GB-PS 13 92 583 sind lediglich reaktive Aufdampfverfahren relativ allgemein beschrieben. Im Gegensatz zum Erfindungsgegenstand befindet sich dabei das Substrat auf einem positiven Potential.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schneidwerkzeug zu schaffen, dessen Basis so ausgeführt ist, daß seine Standzeit erhöht werden kann, sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung zu entwickeln, bei welchem die Einführung des Reaktionsgases in einem solchen Augenblick und bei einer solchen Temperatur erfolgen würde, daß der Zusammenhalt der Basis mit der Grundschicht verstärkt würde.
Diese Aufgabe wird wie aus den nachstehenden Ansprüchen ersichtlich gelöst.
Die vorliegende Erfindung gestattet es, während des Zerspanungsvorgangs hohe thermische, elastische und andere Spannungen zu dem plastischen Basismaterial zu übertragen, in welchem ihre Relaxation stattfindet, was die Standzeit des Werkzeuges erhöht.
Außerdem ermöglicht die vorliegende Erfindung es, eine chemische Bindung zwischen dem Material der Basis und der Grundschicht des Schneidwerkzeuges herzustellen, was ebenfalls die Standzeit des Werkzeuges erhöht.
Überdies bietet die vorliegende Erfindung die Möglichkeit, die Diffusionsprozesse an den Grenzen Basis-thermostabile Über­ gangsschicht und thermostabile Übergangsschicht-Basis beim Betrieb des Schneidwerkzeuges abzuschwächen, was die Entwicklung seine Entfestigung verhindert und zur Erhöhung der Standzeit desselben beiträgt.
Und schließlich erlaubt die vorliegende Erfindung es, das Gefälle der physikalisch-mechanischen Eigenschaften der Materialien an der Grenze Basis-Grundschicht auszuschließen, was die Standzeit des Werkzeuges ebenfalls erhöht.
Im folgenden wird die vorliegende Erfindung durch Beschreibung ihrer konkreten Ausführung und anhand von Zeichnungen erläutert, in denen zeigt:
Fig. 1 die Gesamtansicht des erfindungsgemäßen Schneidwerkzeuges, hergestellt nach dem angegebenen Verfahren (Querschnitt);
Fig. 2 Kurve der Verteilung der Grundschichtkomponente in der thermostabilen Übergangsschicht des Schneidwerkzeuges gemäß Fig. 1, nach der Erfindung.
Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Schneidwerkzeug enthält eine Basis 1 (Fig. 1), in die auf der Seite ihrer Arbeitsfläche 2 eine thermostabile Übergangsschicht 3 von 0,1 bis 10 µm Dicke eingeführt ist. Die Schicht 3 besteht aus den Komponenten der Materialien der Basis 1 und einer Grundschicht 4. Auf der Grundschicht 4 befindet sich ein verschleißfester Überzug 5.
In Fig. 2 ist eine Kurve der Verteilung der Komponenten der Grundschicht 4 (Fig. 1), die aus TiCN besteht, in der thermostabilen Übergangsschicht 3 dargestellt. Als Material der Basis 1 wurde Stahl verwendet. Auf der Abszisenachse ist der Abstand L (in µm) von der Arbeitsfläche 2 der Basis 1 aufge­ tragen. Auf der Ordinatenachse ist die Konzentration N des Titans in Prozenten aufgetragen.
Das Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Schneidwerkzeuges besteht darin, daß man ds schwerschmelzbare Material mindestens einer Katode im Vakuum durch Bogenentladung verdampft und eine Spannung an das Schneidwerkzeug anlegt. Danach reinigt man und erwärmt die Arbeitsfläche der Basis des Schneidwerkzeuges durch Katodenbeschuß im Vakuum mit Ionen des zu verdampfenden Materials. Während der Reinigung und Erwärmung den Arbeitsflächen der Basis führt man ein Reaktionsgas beim Erreichen auf derselben der Temperatur der Lösung der Hauptkomponente des Gases im Material der Basis ein.
Die weitere Erwärmung der Arbeitsfläche der Basis unter gleichzeitiger Bildung der Grundschicht und der thermostabilen Übergangsschicht nimmt man bis zur Temperatur der Einstellung eines Phasengleichgewichtes zwischen ihren Komponenten vor, worauf man die Spannung absenkt und einen verschleißfesten Überzug auf der Grundschicht ausbildet.
Um die Bildung der thermostabilen Übergangsschicht bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Schneidwerkzeuges maximal zu initiieren, nimmt man die Einführung des Reaktionsgases unter Druck bis zur Erzeugung eines Vakuums vor, dessen Wert gleich 6,67 Pa bis 8 mPa ist.
Das Schneidwerkzeug arbeitet folgendermaßen:
Während der Metallbearbeitung entstehen in den Materialien des verschleißfesten Überzugs 5 (Fig. 1), der eine beträchtliche Härte besitzt, und der Grundschicht 4 hohe thermische, elastische und andere Spannungen. Mit Hilfe der thermostabilen Übergangsschicht 3, die eine nicht stetige Verteilung der Komponente (Ti) (Fig. 2) über ihre Dicke aufweist, werden diese Spannungen auf das plastischere Material der Basis 1 übertragen, in welchem ihre Relaxation stattfindet. Dies führt zur Festigung der Grenze Basis-Grundschicht und zur Erhöhung der Standzeit des Werkzeuges.
Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung sind folgende konkrete Ausführungsbeispiele derselben angeführt.
Beispiel 1
Als Schneidwerkzeug wurden Spiralbohrer aus einem Stahl der folgenden Zusammensetzung hergestellt:
Als Material der Katode wurde Titan (Ti) verwendet.
Die von Verschmutzungen gereinigten Bohrer wurden in spezielle Kassetten eingesetzt und in die Kammer einer Anlage zum Auftragen eines Überzugs eingebracht. Beim Erreichen eines Vakuums von 6,67 mPa wurde in der Kammer eine Bogenentladung gezündet, mit deren Hilfe die Verdampfung und Ionisation des Titans erfolgte.
An die Bohrer wurde eine Spannung von 1500 V angelegt und ihre Arbeitsfläche durch Katodenbeschuß mit Titanionen unter Erwärmung bis auf 200°C gereinigt. Bei dieser Temperatur beginnt der Prozeß der Lösung der Hauptkomponente (N₂) des Reaktionsgases im Stahl, als welches technischer Stickstoff verwendet wurde. Beim Erreichen der genannten Temperatur, die mittels eines infraroten Pyrometers kontrolliert wurde, wurde in die Kammer Stickstoff bis zur Erreichung eines Vakuums von 0,4 Pa unter Druck eingeführt und die Reinigung und Erwärmung der Arbeitsfläche der Bohrer durch gemeinsamen Katodenbeschuß mit Titan- und Stickstoffionen bis 520°C weitergeführt. Bei dieser Temperatur stellte sich ein Phasengleichgewicht zwischen den Komponenten der thermostabilen Übergangsschicht und der Grundschicht ein.
Während der Ausführung der genannten Arbeitsoperationen wurden formiert:
Im Material der Basis eine thermostabile Übergangsschicht von 3 µm Stärke der folgenden Zusammensetzung: Stahl, Ti, TiC, TiN, Ti(CN), Fe₄N, TiFe₂, TiFe, (Ti, W, V, Mo) C;
eine Grundschicht der folgenden Zusammensetzung:
(Ti, Mo, W, V) CN.
Danach wurde die an die Bohrung angelegte Spannung auf 250 V abgesenkt und eine Kondensation des Überzugs aus Titannitrid (TiN) während einer Stunde durchgeführt, was eine Dicke des Überzugs von 5 bis 6 µm gewährleistete.
Daraufhin wurde die Spannung von den Bohrern weggenommen, die Bogenentladung ausgeschaltet und die Bohrer auf Raumtemperatur abgekühlt.
Die Standzeitprüfungen der Bohrer wurden bei der Bearbeitung eines Stahls der folgenden Zusammensetzung:
C
Fe
0,42-0,49
Restmenge %
unter nachstehenden Schnittbedingungen durchgeführt:
Schnittgeschwindigkeit
V = 45 m/min;
Vorschub S = 0,12 mm/U;
Bohrtiefe l = 15 mm.
Beispiel 2
Es wurden Spiralbohrer ähnlich dem Beispiel 1 mit der Ausnahme hergestellt, daß Stickstoff in die Kammer bis zum Erreichen eines Vakuums von 6,67 Pa unter Druck eingeführt wurde.
Die Standzeitprüfungen wurden ebenfalls ähnlich dem Beispiel 1 durchgeführt.
Beispiel 3
Es wurden Spiralbohrer ähnlich dem Beispiel 1 mit der Ausnahme hergestellt, daß Stickstoff in die Kammer bis zum Erreichen eines Vakuums von 8 mPa unter Druck eingeführt wurde.
Die Standzeitprüfungen wurden ebenfalls ähnlich dem Beispiel 1 durchgeführt.
Beispiel 4
Es wurden Spiralbohrer ähnlich dem Beispiel 1 mit der Ausnahme hergestellt, daß die Reinigung und Erwärmung der Arbeitsfläche der Bohrer durch Beschuß mit Titan- und Stickstoffionen bis zur Temperatur von 450°C weitergeführt und eine thermostabile Übergangsschicht von 0,1 µm Dicke formiert wurde.
Die Standzeitprüfungen wurden ähnlich dem Beispiel 1 durchgeführt.
Beispiel 5
Es wurden Spiralbohrer ähnlich dem Beispiel 1 mit der Ausnahme hergestellt, daß die Reinigung und Erwärmung der Arbeitsfläche der Bohrer durch Beschuß mit Titan- und Stickstoffionen bis 550°C weitergeführt und eine thermostabile Übergangsschicht von 10 µm Dicke formiert wurde.
Die Standzeitprüfungen wurden ähnlich dem Beispiel 1 durch­ geführt.
Beispiel 6
Es wurden Schneidplatten hergestellt, deren Basis aus einem Hartmetall der folgenden Zusammensetzung besteht:
Das Auftragen des Überzugs erfolgte ähnlich dem Beispiel 1 mit der Ausnahme, daß die Reinigung und Erwärmung der Arbeits­ fläche der Platte durch Katodenbeschuß mit Titanionen bis 350°C vorgenommen wurde. Hiernach wurde in die Kammer Stick­ stoff unter Druck eingefügt, wobei in ihr ein Vakuum von 2,68 mPa erzeugt wurde, und die Reinigung und Erwärmung der Arbeitsfläche wurden bis zur Temperatur von 620°C ähnlich dem Beispiel 1 durch gemeinsamen Beschuß mit Titan- und Stick­ stoffionen weitergeführt.
Hierbei wurden gebildet:
Im Material der Basis der Platten eine thermostabile Übergangsschicht von 2 µm Dicke der folgenden Zusammensetzung:
Hartmetall, TiCo, TiN, (TiW) C;
auf der Arbeitsfläche der Platten eine Grundschicht der folgenden Zusammensetzung:
(Ti, W) CN.
Die Standzeitprüfungen wurden bei der Bearbeitung eines Stahls, dessen Zusammensetzung im Beispiel 1 angeführt wurde, unter folgenden Schnittbedingungen durchgeführt:
Schnittgeschwindigkeit
V = 160 m/min;
Vorschub S = 0,3 mm/U;
Schnittiefe l = 1 mm.
Beispiel 7
Es wurden Schneidplatten ähnlich dem Beispiel 5 mit der Aus­ nahme hergestellt, daß Stickstoff in der Kammer bis zum Erreichen eines Vakuums von 6,67 Pa unter Druck eingeführt wurde.
Die Standzeitprüfungen wurden ebenfalls ähnlich dem Beispiel 6 durchgeführt.
Beispiel 8
Es wurden Schneidplatten ähnlich dem Beispiel 6 mit Ausnahme davon hergestellt, daß Stickstoff in die Kammer bis zum Erreichen eines Vakuums von 8 mPa unter Druck eingeführt wurde.
Beispiel 9
Es wurden Schneidplatten ähnlich dem Beispiel 6 mit der Aus­ nahme hergestellt, daß die Reinigung und Erwärmung der Ar­ beitsfläche der Platte durch Bombardierung mit Titan- und Stickstoffionen bis 580°C weitergeführt und eine thermostabile Übergangsschicht von 0,1 µm Dicke formiert wurde.
Die Standzeitprüfungen erfolgten ähnlich dem Beispiel 6.
Beispiel 10
Es wurden Schneidplatten ähnlich dem Beispiel 6 mit der Ausnahme hergestellt, daß die Reinigung und Erwärmung der Arbeitsfläche der Platten durch Beschuß mit Titan- und Stickstoffionen bis 700°C weitergeführt und eine thermostabile Übergansschicht von 10 µm Dicke gebildet wurde.
Die Standzeitprüfungen erfolgten ähnlich dem Beispiel 6.
Die Prüfungsergebnisse der Schneidwerkzeuge, deren Herstellung in den Beispielen 1, 2, 3, 4, 5 und 6, 7, 8, 9, 10 beschrieben wurde, sind in der Tabelle zusammengefaßt
Tabelle
Wie die Ergebnisse der in den Beispielen 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 und 10 durchgeführten Prüfungen gezeigt haben, bietet eine beliebige gewählte Kombination des Vakuumwertes in der Kammer und der Dicke der thermostabilen Übergangsschicht aus den zu patentierenden Bereichen ihrer Werte die Möglichkeit, die Standzeit des Schneidwerkzeuges stark zu erhöhen.
Die vorliegende Erfindung kann bei der Dreh-, Bohr- und Fräs­ arbeit sowie bei anderen Arten der Bearbeitung verschiedener Materialien angewendet werden.

Claims (4)

1. Schneidwerkzeug mit einem Substrat, auf dessen Arbeits­ fläche sich eine Zwischenschicht und darauf ein verschleißfester Überzug befindet, wobei die Materialien der Zwischen­ schicht und des Überzugs gemeinsame Komponenten aufweisen, gekennzeichnet durch eine thermostabile Über­ gangsschicht (3) im Material des Substrates (1) an der Ar­ beitsfläche (2), die aus Komponenten der Materialien des Substrates (1) und der Zwischenschicht (4) besteht, wobei der Anteil der Zwischenschichtkomponenten mit zunehmender Entfernung von der Arbeitsfläche (2) in das Substrat (1) hinein allmählich abnimmt.
2. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der thermostabilen Übergangs­ schicht (3) 0,1 µm bis 10 µm beträgt.
3. Verfahren zur Herstellung des Schneidwerkzeugs nach An­ spruch 1, wobei wenigstens eine aus einem hochschmelzenden Material hergestellte Katode im Vakuum mittels einer Bogen­ entladung verdampft wird, an das Schneidwerkzeug eine Spannung angelegt und die Arbeitsfläche (2) des Substrates (1) durch Katodenbeschuß mit Ionen des verdampften Materials gereinigt und erwärmt wird und zur Bildung des verschleißfesten Überzugs (5) die angelegte Spannung verringert und ein Reaktionsgas eingeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsgas während des Reinigens und Erwärmens der Arbeitsfläche (2) beim Erreichen einer Temperatur der Arbeits­ fläche (2) eingeführt wird, bei der eine Lösung einer Haupt komponente des Reaktionsgases im Material des Substrates (1) erfolgt, und daß unter weiterer Erwärmung der Arbeitsfläche (2) bis zu einer Temperatur, bei der sich ein Phasengleichge­ wicht zwischen den Komponenten der thermostabilen Übergangs­ schicht (3) und der Zwischenschicht (4) einstellt, gleichzeitig die Zwischenschicht (4) und die thermostabile Übergangsschicht (3) formiert wird, woraufhin zur Bildung des verschleißfesten Überzuges (5) die Spannung abgesenkt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsgas bis zu einem Druck im Bereich von 6,67 mPa eingeführt wird.
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Publication Number Publication Date
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SE (1) SE448214B (de)
WO (1) WO1985001461A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH669347A5 (de) * 1986-05-28 1989-03-15 Vni Instrument Inst

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2431448A1 (de) * 1973-07-25 1975-03-06 Airco Inc Verfahren zum beschichten eines substrates
GB1392583A (en) * 1972-06-16 1975-04-30 Bunshah R F High rate deposition of carbides by activated reactive evaporation
DE3030149A1 (de) * 1979-08-09 1981-02-26 Mitsubishi Metal Corp Schneidplaettchen und verfahren zu seiner herstellung

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE330470C (sv) * 1970-02-23 1973-02-12 Sandvik Ab Hårdmetallkropp med spärrskikt och slitskikt
SE367217B (de) * 1973-09-17 1974-05-20 Sandvik Ab
FR2357321A1 (fr) * 1976-07-05 1978-02-03 Stellram Sa Revetement protecteur stratifie pour pieces d'usure et outils de coupe en metal dur
SU959345A1 (ru) * 1979-10-24 1983-05-23 Всесоюзный Научно-Исследовательский Инструментальный Институт Режущий инструмент

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1392583A (en) * 1972-06-16 1975-04-30 Bunshah R F High rate deposition of carbides by activated reactive evaporation
DE2431448A1 (de) * 1973-07-25 1975-03-06 Airco Inc Verfahren zum beschichten eines substrates
DE3030149A1 (de) * 1979-08-09 1981-02-26 Mitsubishi Metal Corp Schneidplaettchen und verfahren zu seiner herstellung

Also Published As

Publication number Publication date
ATA908783A (de) 1989-04-15
NO162546B (no) 1989-10-09
DK153926C (da) 1989-02-13
SE8502084D0 (sv) 1985-04-29
AU563115B2 (en) 1987-06-25
DK212785D0 (da) 1985-05-14
FI851957A0 (fi) 1985-05-16
SE448214B (sv) 1987-02-02
AT389259B (de) 1989-11-10
DK212785A (da) 1985-05-14
DK153926B (da) 1988-09-26
NO852147L (no) 1985-05-29
AU2122283A (en) 1985-04-23
GB2156388A (en) 1985-10-09
GB2156388B (en) 1987-08-05
NO162546C (no) 1990-01-17
FI851957L (fi) 1985-05-16
DE3390533T1 (de) 1985-10-03
SE8502084L (sv) 1985-04-29
CH667606A5 (de) 1988-10-31
WO1985001461A1 (en) 1985-04-11
NL8320322A (nl) 1985-08-01
GB8510515D0 (en) 1985-05-30
JPS61500014A (ja) 1986-01-09
BR8307752A (pt) 1985-08-13

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