DE3939809A1 - Verfahren zur herstellung eines werkzeuges fuer die holzbearbeitung und werkzeug - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines werkzeuges fuer die holzbearbeitung und werkzeug

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    • 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
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    • C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/80—After-treatment

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Werkzeuges für die Holzbearbeitung, insbesondere Bohr- und/oder Fräswerkzeug, wobei auf einem im Prin­ zip fertigen Werkzeug im Bereich seiner Oberflächen­ schicht durch Nitrierung, Carbonitrierung oder Carbo­ rierung eine gehärtete Schicht erzeugt wird und ein danach hergestelltes Werkzeug.
Werkzeuge für die Holzbearbeitung, insbesondere Bohr­ und Fräswerkzeuge, unterliegen allgemein einer hohen abrasiven Beanspruchung. Ursache hierfür sind insbe­ sondere Holzfüllstoffe, wie Sand, Korund, Leim u. dgl., welche insbesondere in Holzfaser- bzw. Holzspanplatten vorkommen.
Bekannt sind Bohrer aus einem Grundmaterial aus HSS- Stählen, Kalt- oder Warmarbeitsstählen. Die Oberflä­ chenschicht des Werkzeuges wird dabei zur Standzeit­ erhöhung gehärtet. Bekannt hierzu sind Nitrierungen, Carbonierungen oder Carborierungen in der Gasphase oder im Salzbad, Ionennitrierungen oder eine Pulsplas­ manitrierung.
Die damit erreichte erhöhte Widerstandsfähigkeit des Werkzeuges ist jedoch nicht in jedem Falle ausrei­ chend.
Bekannt ist es auch bereits, die Oberfläche eines Grundmateriales mit einer Hartstoffschicht zu verse­ hen. Bekannte Hartstoffschichten sind z. B. Titancarbid (TiC), Titannitrid (TiN), Chromnitrid (CrN) oder wei­ tere Nitride, Carbide anderer Refraktärmetalle, wie z. B. ZrN, TiHfN, HfN, WC, etc. Ebenso sind hierfür diamantähnliche Schichten bekannt, die unempfindlich bzw. hitzebeständig sind.
Ein Werkzeug mit einer derartigen Hartstoffschicht besitzt zwar eine große Härte, aber diese ist sehr dünn, so daß sie relativ leicht durchgedrückt wird, d. h. daß sie durchstoßen wird und damit deren Wirkung verlorengeht.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu­ grunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Werkzeuges für die Holzbearbeitung zu schaffen, mit dem man ein Werkzeug erhält, das einen hohen Verschleißwiderstand besitzt, d. h. das eine ausreichend dicke und harte Oberflächenschicht besitzt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zusätzlich noch die Oberflächenschicht nach der Här­ tung mit wenigstens einer, vorzugsweise einer mehrla­ gigen, Hartstoffschicht versehen wird.
In unerwarteter Weise hat man nun festgestellt, daß es möglich ist, auf eine gehärtete Oberflächenschicht zu­ sätzlich noch eine Hartstoffschicht aufzubringen.
Eine mehrlagige Schicht ist deshalb von besonderem Vorteil, weil die erste Schicht unmittelbar auf der gehärteten Schicht besser härtet, und die darauf auf­ gebrachte Schicht den wiederum besseren Verschleiß­ widerstand bietet.
Die Kombination aus den beiden gehärteten Schichten verleiht dem Werkzeug die nötige Stützung, damit bei hoher Drehzahl, z. B. von Bohr- oder Fräswerkzeugen, und/oder bei hohen Vorschubgeschwindigkeiten die Hartstoffschicht nicht durchgedrückt werden kann.
Bei einem Verschleiß der Hartstoffschicht verleiht die darunterliegende gehärtete Schicht, welche man als so­ genannte Diffusionshärtungsschicht bezeichnen kann, noch einen hohen Verschleißwiderstand im Vergleich zu einem normal gehärteten und angelassenen Stahl.
Während bisher nur Hartstoffschichten in einer Schichtdicke von ca. 1 bis 2 µm erzeugt werden konn­ ten, wird nunmehr durch den mehrlagigen Schichtaufbau eine Dicke von 10 µm erreicht.
Im Vergleich zu einer gehärteten Oberflächenschicht, wobei nur Härten von max. 1200 HV erreichbar sind, wird nunmehr eine deutlich höhere Härte von = 1700 HV erreicht.
Zusätzlich zu beiden Hartstoffschichten, die nunmehr zwischen 0,5 und 30 µm betragen können, kommt noch die darunterliegende gehärtete Schicht, die zwischen 10 µm und 50 µm betragen kann. Dies bedeutet, daß man eine deutlich größere Schichtdicke erhält als es mit be­ kannten Verfahren der Fall ist.
Durch den erfindungsgemäßen Mehrschichtenaufbau läßt sich somit eine deutlich bessere Standzeit des Werk­ zeuges erreichen.
Für die Herstellung der Hartstoffschicht sind Carbide, Nitride, Carbonitride der Refraktärmetalle oder der 6. Nebengruppe des PSE (diamantähnliche Schichten) mit und ohne Sauerstoffanteile u. dgl. verwendbar.
Die Härtung des Grundmateriales, das z. B. aus HSS- Stählen, Kalt- oder Warmarbeitsstählen bestehen kann, kann mittels konventioneller Nitrierung, Carbonitrie­ rung oder Carborierung auf der Gasphase oder im Salz­ bad, durch Ionennitrierung oder Pulsplasmanitrieren erfolgen.
Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellt.
In der Zeichnung ist ein Bohrer dargestellt, aber selbstverständlich ist das erfindungsgemäße Verfahren auch für andere Arten von Werkzeugen für die Holzbear­ beitung geeignet.
Ein Grundmaterial 1 wird in einem ersten Verfahrens­ schritt einer Aufhärtung, einer Art Einsatzhärtung, unterworfen. Grundsätzlich ist das Härtungsverfahren von bekannter Art, weshalb nachfolgend nicht näher darauf eingegangen wird. So kann z. B. eine Härtung durch ein Nitrieren, Carborieren oder Carbonitrieren erfolgen. Dies kann in einem Vakuum mit elektrischem Strom, z. B. einem Hochvakuum-Plasmaverfahren erfolgen. In das Vakuum kann z. B. Stickstoff gegeben werden, der dann auf der Oberfläche die gewünschte kristalline Veränderung ergibt, daß sich eine Aufhärtung ein­ stellt. Bei diesem Härtungsverfahren können Schicht­ dicken zwischen 10 µm und 50 µm erreicht werden.
Anschließend wird ebenfalls in einem Vakuum von z. B. 10-6 bis 10-8 bar, bei Temperaturen zwischen 200 und 400°C mit elektrischer Spannung gearbeitet. In diesem Vakuum scheiden sich dann auf der Aufhärtungsschicht 2 Hartstoffe ab und bilden damit eine erste Hartstoff­ schicht 3A als eine Art neuer Grundschicht. Anschlies­ send wird in gleicher Weise eine zweite Hartstoff­ schicht 3B auf die erste Hartstoffschicht 3A aufge­ bracht, die den eigentlichen Verschleißschutz bietet. Die Dicke der gesamten Hartstoffschicht 3A und 3B kann bis zu 10 µm betragen. Die abzuscheidenden Hartstoffe können TiC, TiN, CrN, HfC oder diamantähnliche Schich­ ten mit Anteilen von Refraktärmetallen sein. Die Re­ fraktärmetalle können folgende Zusammensetzung besit­ zen:
MeX₁X₂X₃
Me = Refraktärmetall, z. B. Titan, Vanadium, Chrom, Hafnium, Wolfram, u. a.
X₁ = Stickstoff
X₂ = Kohlenstoff
X₃ = Sauerstoff
In dieser Zusammensetzung können X1, X2, X3 entweder gemeinsam oder auch gegebenenfalls X1 oder X2 auch al­ leine enthalten sein. Dabei sind folgende Konzentra­ tionen möglich, wobei 1,0 = 100%.
Konzentration
0 ≦ X₁ ≦ 1,0
0 ≦ X₂ ≦ 1,0
0 ≦ X₃ ≦ 0,15
Statt Stickstoff kann auch durch Kohlenstoffzugabe in das Vakuum carboriert oder in Kombination mit Stick­ stoff carbonitriert werden.

Claims (13)

1. Verfahren zur Herstellung eines Werkzeuges für die Holzbearbeitung, insbesondere Bohr- und/oder Fräswerkzeug, wobei auf einem Grundmaterial im Bereich seiner Oberflächenschicht durch Nitrierung, Carbonitrierung oder Carborierung eine gehärtete Schicht erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich noch die Oberflächenschicht (2) nach der Härtung mit wenigstens einer Hartstoffschicht (3A, 3B) versehen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hartstoffschicht (3A, 3B) mehrlagig ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Hartstoffschicht (3A, 3B) Carbide verwendet werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Hartstoffschicht (3A, 3B) Nitride verwendet werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die Hartstoffschicht (3A, 3B) diamantähnliche Schichten mit und ohne Sauerstoffanteile verwendet werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Grundmaterial (1) HSS-Stähle verwendet werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Grundmaterial (1) Kalt- oder Warmarbeitsstähle verwendet werden.
8. Werkzeug für die Holzbearbeitung, insbesondere Bohr- oder Fräswerkzeug, wobei ein Grundmaterial im Bereich seiner Oberflächenschicht mit einer gehärteten Schicht durch Nitrierung, Carbonitrierung und Carbo­ rierung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich auf die gehärtete Oberflächenschicht (2) noch wenigstens eine Hartstoffschicht (3A, 3B) aufge­ bracht ist.
9. Werkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hartstoffschicht (3A, 3B) Carbide aufweist.
10. Werkzeug nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Hartstoffschicht (3A, 3B) Nitride aufweist.
11. Werkzeug nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hartstoffschicht (3A, 3B) diamantähnliche Schichten mit und ohne Sauerstoffanteile aufweist.
12. Werkzeug nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundmaterial (1) ein HSS-Stahl ist.
13. Werkzeug nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundmaterial (1) ein Kalt- oder Warmarbeitsstahl ist.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2682125A1 (fr) * 1991-10-07 1993-04-09 Nitruvid Procede de traitement pour deposer une couche de carbone en phase vapeur sur la surface d'une piece metallique et piece ainsi obtenue.
EP0696648A1 (de) * 1994-08-12 1996-02-14 Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha Wellzylinder und seine Herstellung
DE4434428A1 (de) * 1994-09-27 1996-03-28 Widia Gmbh Verbundkörper, Verwendung dieses Verbundkörpers und Verfahren zu seiner Herstellung
WO1996036465A1 (en) * 1995-05-15 1996-11-21 Sandvik Aktiebolag Corrosion and oxidation resistant pcd/pcbn grades for woodworking applications
EP0694629A3 (de) * 1994-07-27 1998-09-23 Balzers Sa Korrosions- und verschleissfester Körper, Verfahren zu dessen Herstellung sowie Vakuumbehandlungsanlage
US7998581B2 (en) 2006-01-18 2011-08-16 Mitsubishi Heavy Industires, Ltd. Solid particle erosion resistant surface treated coating and rotating machine applied therewith
US8043035B2 (en) * 2006-09-06 2011-10-25 Sandvik Intellectual Property Ab Coated drill and method of making the same

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2682125A1 (fr) * 1991-10-07 1993-04-09 Nitruvid Procede de traitement pour deposer une couche de carbone en phase vapeur sur la surface d'une piece metallique et piece ainsi obtenue.
EP0537062A1 (de) * 1991-10-07 1993-04-14 Nitruvid Verfahren zur Dampfabscheidung eine Kohlenstoffschicht auf die Oberfläche eines Metallsubstrates
US5308707A (en) * 1991-10-07 1994-05-03 Nitruvid Treatment process for depositing a layer of carbon in vapour phase on the surface of a metal article and article thus obtained
EP0694629A3 (de) * 1994-07-27 1998-09-23 Balzers Sa Korrosions- und verschleissfester Körper, Verfahren zu dessen Herstellung sowie Vakuumbehandlungsanlage
EP0696648A1 (de) * 1994-08-12 1996-02-14 Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha Wellzylinder und seine Herstellung
US5669988A (en) * 1994-08-12 1997-09-23 Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha Corrugating roll and manufacturing method thereof
DE4434428A1 (de) * 1994-09-27 1996-03-28 Widia Gmbh Verbundkörper, Verwendung dieses Verbundkörpers und Verfahren zu seiner Herstellung
WO1996036465A1 (en) * 1995-05-15 1996-11-21 Sandvik Aktiebolag Corrosion and oxidation resistant pcd/pcbn grades for woodworking applications
US7998581B2 (en) 2006-01-18 2011-08-16 Mitsubishi Heavy Industires, Ltd. Solid particle erosion resistant surface treated coating and rotating machine applied therewith
DE112006003471B4 (de) * 2006-01-18 2017-02-09 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Feststoffteilchenerosionsbeständige Beschichtung und damit behandelte rotierende Maschine
US8043035B2 (en) * 2006-09-06 2011-10-25 Sandvik Intellectual Property Ab Coated drill and method of making the same

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