PL359255A1

PL359255A1 - Powłoka zabezpieczająca przed ścieraniem dla narzędzi do obróbki wiórowej, zwłaszcza dla obrotowychnarzędzi skrawających

Info

Publication number: PL359255A1
Application number: PL03359255A
Authority: PL
Inventors: Eberhard Moll; Frank-R. Weber
Original assignee: Jorg Guhring
Priority date: 2002-03-20
Filing date: 2003-03-20
Publication date: 2003-09-22
Also published as: US20040005981A1; EP1354984B1; JP2004001188A; US7217466B2; DE10212383A1; EP1354984A2; EP1354984A3

Description

ΊΟ OK-1-80/52462

Powłoka zabezpieczająca przed ścieraniem dla narzędzi do obróbki wiórowej, zwłaszcza dla obrotowych narzędzi skrawających

Przedmiotem wynalazku jest powłoka zabezpieczająca przed ścieraniem dla narzędzi do obróbki wiórowej, zwłaszcza dla obrotowych narzędzi skrawających.

Jako narzędzia w grę wchodzą narzędzia do obróbki 5 skrawaniem, zwłaszcza obrotowe narzędzia trzpieniowe, jak wiertła, pogłębiacze, gwintowniki, rozwiertaki i inne do obróbki wiórowej metali. W przypadku powłok zabezpieczających przed ścieraniem chodzi o powłoki z materiałów twardych o grubości około 1 do 10 μπι, osadzane 10 na powierzchni narzędzia korzystnie za pomocą metody PVD (Physical Vapor Deposition - fizycznego naparowywania próżniowego). Wśród specjalistów od dłuższego czasu podejmowane są starania, zmierzające do znalezienia powłoki 15 zabezpieczającej przed ścieraniem dla obróbki metali na sucho. Pojęciem obróbki na sucho określa się tutaj skrawanie bez użycia płynu chłodząco-smarującego, ale 2 również skrawaniem z użyciem minimalnej ilości środka smarowego.

Przy opracowywaniu powłoki, zwłaszcza w zakresie doboru materiału powłoki, przyjęto założenie, że narzędzie podczas skrawania na sucho nagrzewa się do znacznie wyższych temperatur i że ten niepożądany wzrost temperatury można zredukować, jeżeli jak największa ilość ciepła będzie odprowadzana nie przez narzędzie, lecz przez wióry. Dlatego też rozważono koncepcję, polegającą na stworzeniu kombinacji materiałów, znanych albo ze swej wysokiej twardości w podwyższonych temperaturach i/lub wysokiej odporności na utlenianie i/lub niskiej przewodności cieplnej.

Najbardziej rozpowszechniona powłoka zabezpieczająca przed ścieraniem składa się ze złocistożółtego azotku tytanu TiN. Powłoki TiN mają uniwersalne zastosowanie. Powłoki z ciemnego, połyskującego niebieskoczerwonym kolorem azotku tytanowo-glinowego (Ti,Al)N są znane ze swej wysokiej twardości w podwyższonych temperaturach. Procentowy stosunek atomów tytanu do atomów glinu wynosi w nich najczęściej 50:50 (Τϊο,δΑΙο,δ) N, czasami jest przesunięty w kierunku 40:60 (Tio,4Alo,6) N. Przy ulepszaniu narzędzi znajdują one zastosowanie zarówno jako powłoka pojedyncza (patrz również na przykład Gilles i inni, Surface and Coatings Technology 94-95 (1997) 285-290), jak też jako powłoki wielowarstwowe (Ti,Al)N/TiN z warstwami pośrednimi z azotku tytanu (patrz na przykład tak zwana powłoka FIRE firmy GUhring oHG). 3

Powłoki CrN są zalecane do obróbki metali nieżelaznych (patrz na przykład Hones, Surface and Coatings Technology 94-95 (1997) 398-402).

Znane są również stopy MeCrAlY (Me = metal) do powlekania łopatek turbin. Podwyższają one odporność na utlenianie i izolację cieplną, a co za tym idzie, dopuszczalną temperaturę i sprawność silników lotniczych (patrz na przykład W. Brandl i inni, Surface and Coatings Technology 94-95 (1997) 21-26). Z nowszych rozwiązań znana jest również wielowarstwowa powłoka (multilayer) z (Ti,Al)N i CrN (patrz na przykład I. Wadsworth i inni, Surface and Coatings Technology 94-95 (1997) 315-321). Jej odporność na utlenianie była tym wyższa, im wyższy był udział Cr, w każdym jednak razie do zawartości 30% atomowych Cr. W tym samym laboratorium badano również powłoki z TiAIN o niewielkim dodatku Cr i Y (opis patentowy DE 19818782, data zgłoszenia 27 kwietnia 1998).

Celem wynalazku jest opracowanie powłoki zabezpieczającej przed ścieraniem opisanego na wstępie rodzaju, która poza prostotą wytwarzania charakteryzuje się również lepszymi parametrami ścierania, zwłaszcza w odniesieniu do tak zwanej obróbki na sucho i minimalnego smarowania.

Powłoka zabezpieczająca przed ścieraniem dla narzędzi do obróbki wiórowej, zwłaszcza dla obrotowych narzędzi skrawających, składająca się w zasadzie z azotków, ze składnikami metalowymi w postaci Cr, Ti i Al, i korzystnie 4 niewielkiego udziału pierwiastków do zmniejszania wielkości ziarna, odznacza się według wynalazku tym, że udział Cr wynosi od 30 do 65%, korzystnie od 30 do 60%, zwłaszcza od 40 do 60%, udział Al wynosi od 15 do 35%, korzystnie 17 do 25%, zaś udział Ti wynosi od 16 do 40%, korzystnie od 16 do 35%, zwłaszcza od 24 do 35%, przy czym każdy z tych udziałów odnosi się do wszystkich atomów metali w całej powłoce.

Korzystnie cała powłoka składa się z jednorodnej fazy wieloskładnikowej.

Korzystnie cała powłoka składa się z kilku, samych w sobie jednorodnych warstw, które składają się naprzemiennie z jednej strony z (TixAlyYz)N, gdzie x = 0,38 do 0,5, y = 0,48 do 0,6, i z = 0 do 0,04, z drugiej zaś strony z CrN.

Korzystnie wierzchnią warstwę powłoki zabezpieczającej przed ścieraniem stanowi warstwa CrN.

Twórcy wykonali narzędzia z HSS (high speed steel -stal szybkotnąca| i ze stopu twardego z najróżniejszymi powłokami i układami warstw z następujących składników: azotki metali w postaci chromu, glinu i tytanu oraz niewielki dodatek itru (około 1% atomowy) celem zmniejszenia wielkości ziarna. Optymalizacja zawierała następujące operacje: (1) powlekanie, (2) analizę składu powłoki, określenie faz i badanie tekstury, (3) próby wiercenia dla różnych parametrów wkładek, (4) pomiar ścierania podczas prób wiercenia, (5) obliczenia i wyniki, (6) powlekanie takich samych narzędzi powłoką o zmiennym składzie procentowym atomów metali i tak dalej. 5

Stwierdzono, że najlepszą odporność na ścieranie osiąga się za pomocą zwiększenia według wynalazku ilości Cr w łącznym udziale metali do wartości pomiędzy 30 i 65 % atomowych, korzystnie 30 do 60% atomowych, zwłaszcza 40 do 60% atomowych. Udziały Al i Ti ulegają przy tym odpowiedniemu obniżeniu do wartości pomiędzy 15 i 35% atomowych, korzystnie pomiędzy 17 i 25% atomowych względnie 16 do 40% atomowych, korzystnie 16 do 35% atomowych, zwłaszcza 24 do 35% atomowych. Jak pokazały testy porównawcze, można było osiągnąć znaczne wydłużenie czasów pracy (dokładniej: dróg borowania) w porównaniu do stanu techniki. Wynik jest zaskakujący i nieoczekiwany, wiadomo bowiem, że najbardziej odpowiednim materiałem na takie wkładki jest powłoka wielowarstwowa (Ti,Al)N/TiN, nie zaś CrN.

Kolejnym celem badań twórców było znalezienie odpowiedzi na pytanie, czy dłuższe czasy pracy zapewnia powłoka pojedyncza, czy też powłoka wielowarstwowa. Dlatego też próby wykonywano dwukrotnie, z jednej strony z użyciem pojedynczych powłok z jednorodnej fazy wieloskładnikowej, z drugiej zaś z użyciem powłok wielowarstwowych złożonych z kilku podwójnych warstw o kolejności (Ti,Al,Y)N/CrN. Wyniki badań okazały się korzystne dla powłoki pojedynczej, nawet jeżeli ta przewaga nie była zbyt wyraźna. Stwierdzono jednak, że wysoki udział Cr w całej powłoce jest ważniejszy niż struktura powłoki.

Na pytanie, czy w przypadku powłoki wielowarstwowej pierwszą warstwę na podłożu z HSS lub stopu twardego powinien stanowić korzystnie CrN, czy też (Ti,Al,Y)N, nie 6 znaleziono jednoznacznej odpowiedzi. Wyniki prób dostarczyły natomiast odpowiedzi na pytanie, czy ostatnią (wierzchnią) warstwę powinien stanowić korzystnie CrN, czy też (Ti,Al,Y)N, na korzyść CrN.

Poniżej opisane są korzystne przykłady wykonania powłoki zabezpieczającej przed ścieraniem według wynalazku, na podstawie trzech przykładów oraz porównawczego testu zastosowania. Opis zawiera sposób wytwarzania i charakterystykę, sporządzoną na podstawie analizy XPS (rentgenowskiej spektroskopii fotoelektronowej) i dyfrakcji rentgenowskiej. Przedmiot wynalazku jest bliżej objaśniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia zdjęcie z elektronowego mikroskopu skaningowego jednorodnej pojedynczej powłoki (Ti,Al,Cr,Y)N według wynalazku, zawierającej 59% atomowych Cr w łącznym udziale metali na podłożu ze stopu twardego, fig. 2 - rentgenogram dyfrakcyjny dla powłoki (Ti,Al,Cr,Y)N z fig. 1, fig. 3 -zdjęcie z elektronowego mikroskopu skaningowego jednorodnej pojedynczej powłoki (Ti,Al,Cr,Y)N według wynalazku o grubości 1,7 |xm, zawierającej 40% atomowych Cr w łącznym udziale metali na podłożu ze stopu twardego, fig. 4 -rentgenogram dyfrakcyjny dla powłoki (Ti, Al, Cr, Y)N z fig. 3, fig. 5 - zdjęcie z elektronowego mikroskopu skaningowego powłoki wielowarstwowej (Ti,Al,Y)N/CrN według wynalazku o grubości 2,1 μιη, na podłożu ze stopu twardego, fig. 6 -rentgenogram dyfrakcyjny dla powłoki wielowarstwowej z fig. 5, fig. 7 - maksymalne drogi wiercenia w GGG 40 przy użyciu wiertła pokrytego TiN, wiertła pokrytego powłoką typu FIRE, czyli (Ti,Al)N/TiN, oraz wiertła z pojedynczą powłoką 7 (Ti,Al,Cr,Y)N z fig. 1, fig. 8 - maksymalne drogi wiercenia w ST 52 przy użyciu wiertła pokrytego TiN, wiertła pokrytego (Ti,Al)N, wiertła pokrytego powłoką typu FIRE, czyli (Ti,Al)N/TiN, wiertła pokrytego powłoką wielowarstwową (Ti,Al,Y)N/CrN z fig. 5 oraz wiertła z pojedynczą powłoką (Ti, Al, Cr, Y) N z fig. 3, zaś fig. 9 -maksymalne drogi wiercenia w AISIM2 przy użyciu wiertła pokrytego TiN, wiertła pokrytego powłoką typu FIRE, czyli (Ti,Al)N/TiN, oraz wiertła z pojedynczą powłoką (Ti,Al,Cr,Y)N z fig. 1.

Przykład 1:

Za pomocą łukowej metody powlekania na narzędziach trzpieniowych z HSS i stopu twardego osadzono pojedyncze powłoki (Ti,Al,Cr,Y)N. Jako źródła par zastosowano katodę Cr i katodę (Τϊ,ΑΙ,Υ). Parametry procesu: temperatura podłoża Ts = 450°C, napięcie polaryzacji UB = -50V, całkowity strumień jonów Jj0n = 14A na powlekane podłoża próbek, strumień katodowy dla katod Cr względnie TiAlY IK = 300A, czysta plazma azotowa (ciśnienie cząstkowe azotu pN2 = 5 Pa) .

Przed procesem powlekania przeprowadzono czyszczenie podłoża za pomocą trawienia wspomaganego plazmą (bombardowanie jonami Ar z wyładowania łuku niskonapięciowego). Powlekano narzędzia z HSS, narzędzia wykonane w całości ze stopu twardego i płaskie podłoża próbek.

Zdjęcie przedstawione na fig. 1 wykonano przy użyciu elektronowego mikroskopu skaningowego (REM). Ukazuje ono w 8 10000-krotnym powiększeniu powłokę (Ti,Al,Cr,Y)N osadzoną w podanych warunkach na podłożu ze stopu twardego. Powłokę tę zbadano za pomocą rentgenowskiej spektroskopii fotoelektronowej (XPS) i dyfrakcji rentgenowskiej.

Analiza na podstawie rentgenowskiej spektroskopii fotoelektronowej (XPS):

Zastosowano spektrometr Cameca Nanoscan 50. Źródło promieniowania rentgenowskiego stanowił niemonochromatyczny Al K« 12 kV i 25 mA (moc 300 W) . Analizator miał rozdzielczość 1,5 eV i podziałkę 0,1 eV. Zbadano spektra Ti2p, A13p, Cr, Y3d i Nls. Przed analizą powierzchnię próbek zdejmowano przy użyciu strumienia jonów aż do praktycznie całkowitego usunięcia z niej tlenu (najniższy poziom piku Ols) . Stężenia atomowe w powłokach wyznaczano na podstawie współczynników czułości, które z kolei określano na podstawie wzorców dla Cr, Ti, TiN, TiAIN i Y203. Niewielki udział węgla w powłokach został pominięty i nie uwzględniano go przy wyznaczaniu stężeń. Otrzymano następujące składy powłok:

Pierwiastek Cr [%at] Ti[%at] Al[%at] Y[%at] N[%at] Stężenie 32 13 9 0, 5 45, 5

Odpowiada to następującemu składowi łącznego udziału metali: 59% Cr, 24% Ti i 17% Al-.· --- --- 9

Dyfrakcja rentgenowska:

Obecność faz w powłokach wyznaczono za pomocą dyfrakcji rentgenowskiej o geometrii Θ - 2 Θ przy użyciu promieniowania Cu Ka (20 kV). Na fig. 2 przedstawiony jest rentgenogram dyfrakcyjny dla powłoki (Ti,Al,Cr, Y)N. Chodzi tutaj o azotkową fazę wieloskładnikową złożoną z pierwiastków Ti, Al i Cr o teksturze <111>, ponieważ odbicia dyfrakcyjne dla płaszczyzn sieciowych 111 wykazują znacznie większe natężenia niż dla płaszczyzn sieciowych 200 i 220. Odbicia dyfrakcyjne płaszczyzn sieciowych <111>, <200> i <220> leżą pomiędzy odbiciami dla wzorców (Ti,Al)N i CrN.

Przykład 2:

Za pomocą tej samej łukowej metody powlekania, co w przykładzie 1, na narzędziach trzpieniowych z HSS i stopu twardego osadzono pojedyncze powłoki (Ti,Al,Cr,Y)N. Jedyna różnica w stosunku do przykładu 1 polegała na ustawieniu mocy odparowywania. Prąd wyładowania katody Cr wynosił Ικ/cr = 200 A, prąd katody (Τΐ,ΑΙ,Υ) wynosił Ik/tiaiy = 300 A.

Fig. 3 przedstawia zdjęcie z elektronowego mikroskopu skaningowego, które w 10000-krotnym powiększeniu ukazuje powłokę (Ti,Al,Cr,Y)N osadzoną w podanych warunkach na podłożu ze stopu twardego. Grubość powłoki wynosi 1,7 μιη.

Analiza na podstawie rentgenowskiej spektroskopii fotoelektronowej (XPS): Również w tym przypadku wyznaczono skład powłoki za pomocą rentgenowskiej spektroskopii fotoelektronowej (XPS). Osadzone powłoki miały następujący skład: 23% atomowe Cr, 10 20% atomowych Ti, 14% atomowych Al, 0,7% atomowych Y i 42,3% atomowe N. Całkowity udział metali w powłoce składał się zatem z 40% atomowych Cr, 35% atomowych Ti i 25% atomowych Al.

Dyfrakcja rentgenowska: Wyniki badania przy użyciu dyfrakcji rentgenowskiej są przedstawione na fig. 4. Powłoka wykazuje takie same odbicia dyfrakcyjne, jak powłoka w przykładzie 1. Jedynie natężenia są różne. Również tutaj występuje tekstura <111>, jednak nieco słabsza niż tekstura w przykładzie 1. Podobnie jak w przykładzie 1, chodzi tutaj o azotkową fazę wieloskładnikową złożoną z pierwiastków Ti, Al i Cr.

Przykład 3:

Do wytwarzania powłok zastosowano ponownie metodę łukową. Do naprzemiennego osadzania poszczególnych warstw układu wielowarstwowego (Ti,Al,Cr,Y)N/CrN użyto katody Cr i katody (Τΐ,ΑΙ,Υ). Powłoki mają grubość całkowitą równą 2,1 μια. Parametry procesu były następujące: temperatura podłoża Ts = 450°C, napięcie polaryzacji UB = -50V, prąd wyładowania dla katody Cr względnie (Τΐ,ΑΙ,Υ) w pracy naprzemiennej wynosił IK = 300A, całkowity strumień jonów na powlekane narzędzia wynosił przy osadzaniu CrN Jj0n = 9A, zaś przy osadzaniu (Τΐ,ΑΙ,Υ) N wynosił Jj0n = 7A, czysta plazma azotowa (ciśnienie cząstkowe azotu pN2 = 5 Pa) .

Przed procesem powlekania, podobnie jak w poprzednich przykładach, przeprowadzono czyszczenie podłoża za pomocą trawienia wspomaganego plazmą. Powlekano narzędzia z HSS, 11 narzędzia wykonane w całości ze stopu twardego i płaskie podłoża próbek.

Fig. 5 przedstawia zdjęcie z elektronowego mikroskopu skaningowego, które w 10000-krotnym powiększeniu ukazuje powłokę wielowarstwową (Ti,Al,Y)N/CrN osadzoną w podanych warunkach na podłożu ze stopu twardego. Powłoka wielowarstwowa składa się z naprzemiennych warstw CrN i stechiometrycznego (Tio.sAlo.sYo.oos) N. Cały układ warstw zawiera około 60% Cr w łącznym udziale metali.

Wyniki badania powłoki wielowarstwowej z użyciem dyfrakcji rentgenowskiej są przedstawione na fig. 6. Kryształy w pojedynczych warstwach są zorientowane statystycznie. Przy powiększeniu odbić dyfrakcyjnych (111) i (200) można wyraźnie stwierdzić obecność dwupikowej struktury dla fazy CrN i (Ti,Al)N.

Test porównawczy dla powłok opisanych w przykładach

Wiertło ze stopu twardego, pokryte opisanymi w przykładach 1 do 3 powłokami według wynalazku poddano testowi w próbie terenowej w odniesieniu do ich maksymalnej drogi wiercenia w różnych materiałach, a następnie porównano z innymi powlekanymi narzędziami. Maksymalna droga wiercenia wierteł ze stopów twardych jest zdefiniowana jako droga, jaką wiertło musi pokonać, aby na głównej krawędzi tnącej znacznik ścierania osiągnął określoną szerokość. Wynosi ona zazwyczaj 400 |im, w testach porównawczych jednak może być również mniejsza, jeżeli w przeciwnym razie maksymalne drogi wiercenia miałyby być nierozsądnie długie. Znaczniki ścierania są dobrze 12 widoczne, ponieważ szary odcień powłoki według wynalazku różni się wyraźnie od barwy stopu twardego lub HSS. Aby ograniczyć nakłady, wykonanie testów ograniczono do narzędzi ze stopów twardych, mniej wrażliwych na temperaturę. Poza tym testy ograniczono w dużej mierze do wiercenia, które stawia wyjątkowo wysokie wymagania w zakresie chłodzenia i smarowania. W testach porównawczych porównywano zawsze narzędzia z jednego z przykładów 1 do 3 z kilkoma narzędziami z innymi powłokami, ale jednakowym podłożem i jednakowym kształtem geometrycznym przy takiej samej obróbce wstępnej. Aby podczas badania wykluczyć ewentualne niejednorodności detalu, podczas wiercenia utrzymywano wystarczający odstęp, aby otwory porównawcze można było wykonać bezpośrednio obok. W zasadzie nie wykonywano otworów przelotowych, lecz otwory ślepe o głębokości pięciu średnic wiertła.

Wiercenie w GGG40

Powlekane wiertła z pełnego stopu twardego o średnicy 8,5 mm przetestowano w stali odlewniczej GGG40. Opisaną w przykładzie 1 powłokę zabezpieczającą przed ścieraniem według wynalazku porównywano ze sprawdzoną powłoką TiN i reprezentującą stan techniki powłoką wielowarstwową (Ti,Al)N/TiN. Stosowano przy tym następujące parametry skrawania: prędkość skrawania vc = 110 m/min, posuw f = 0,26 mm/obrót, głębokość otworu ap = 42,5 mm (5x średnica wiertła), smarowanie minimalną ilością smaru.

Przy szerokości znacznika ścierania równej 80 μιη otrzymano maksymalną drogę wiercenia przedstawioną na fig. 13 7. Narzędzia z jednorodną pojedynczą powłoką (Ti,Al,Cr,Y)N według wynalazku z 59% atomowymi Cr w łącznym udziale metalu wykazują największą maksymalną drogę wiercenia. Wynosi ona przeciętnie 185 m.

Wiercenie w ST52

Powlekane wiertła proporcjonalne z pełnego stopu twardego o średnicy 8,5 mm zastosowano do wiercenia otworu w stali konstrukcyjnej ST52. Opisane w przykładach 2 i 3 powłoki zabezpieczające przed ścieraniem według wynalazku, zawierające 40% atomowych Cr w łącznym udziale metalu, porównywano ze sprawdzoną powłoką TiN, sprawdzoną powłoką (Ti,Al)N i reprezentującą stan techniki powłoką wielowarstwową (Ti,Al)N/TiN. Stosowano przy tym następujące parametry skrawania: prędkość skrawania vc = 107 m/min, posuw f = 0,12 mm/obrót, głębokość otworu ap = 42,5 mm, smarowanie minimalną ilością smaru.

Przy szerokości znacznika ścierania równej 400 μπ\ otrzymano maksymalną drogę wiercenia przedstawioną na fig. 8. Narzędzia z powłoką według wynalazku wykazują największą maksymalną drogę wiercenia, równą 63 m dla powłoki wielowarstwowej (Ti,Al,Y)N/CrN i 65 m dla pojedynczej powłoki (Ti, Al,Cr,Y)N.

Wiercenie w AISIM2

Powlekane wiertła z pełnego stopu twardego o średnicy 8,5 mm zastosowano do wiercenia otworów w stali wysokosprawnej AISIM2. Opisaną w przykładzie 1 powłokę zabezpieczającą przed ścieraniem według wynalazku, porównywano ze sprawdzoną powłoką TiN i reprezentującą stan 14 techniki powłoką wielowarstwową (Ti,Al)N/TiN. Stosowano przy tym następujące parametry skrawania: prędkość skrawania vc = 60 m/min, posuw f = 0,25 mm/obrót, głębokość otworu ap = 42,5 mm, smarowanie minimalną ilością smaru.

Przy szerokości znacznika ścierania równej 400 μπι otrzymano maksymalną drogę wiercenia przedstawioną na fig. 9. Narzędzia z pojedynczą powłoką (Ti, Al,Cr,Y)N według wynalazku, zawierającą 59% atomowych Cr w łącznym udziale metali, wykazują największą maksymalną drogę wiercenia, wynoszącą średnio 8,2 m. W powyższych przykładach pokazano, że za pomocą powłoki zabezpieczającej przed ścieraniem według wynalazku osiąga się znakomite parametry w odniesieniu do ścierania. Charakterystyczną cechę tej powłoki stanowi to, że pojedyncza warstwa w przypadku powłoki jednowarstwowej lub poszczególne warstwy w przypadku powłoki wielowarstwowej są same w sobie jednorodne, to znaczy warstwy (TiAlY)N względnie (TiAlCrY)N stanowią jednorodne fazy wieloskładnikowe o sieci regularnej. Rozłożony w nich jednorodnie Y służy przy tym do zmniejszenia wielkości ziarna. Ponadto przy wytwarzaniu powłoki zabezpieczającej przed ścieraniem według wynalazku nie jest potrzebne ani zastosowanie warstwy nadającej przyczepność, ani późniejsza specjalna obróbka cieplna, co pozwala na proste wytwarzanie powłoki zabezpieczającej przed ścieraniem według wynalazku.

Powłokę osadza się korzystnie, przy użyciu czystego naparowywania próżniowego (powlekania łukowego) przy temperaturach podłoża wynoszących maksymalnie 450°C. 15

Całkowita grubość powłoki zabezpieczającej przed ścieraniem leży korzystnie w przedziale od 1,5 do 5 μπι. W przypadku powłoki wielowarstwowej nakłada się korzystnie od 10 do 15 pojedynczych warstw. 5 Korzystnie pojedyncze warstwy powłoki wielowarstwowej mają grubość od 100 do 500 nm, zwłaszcza od 100 do 200 nm.

Korzystnie pojedyncze warstwy powłoki wielowarstwowej mają jednakową grubość. Szczególnie korzystne jest przy tym, jeżeli wierzchnia warstwa (CrN) ma większą grubość, 10 wynoszącą do 100% grubości poszczególnych warstw. Jórg Guhring peftkeimGE:sp.zo.o. 00-613 Warszawa, ul. Chałubińskiego 8 REGON 011891370 mgr inż. Tereaa Szlagomka-Kiszko rzecznik patentowy

Claims

ΟΚ-Ι-80/52462 359255)Ą Zastrzeżenia patentowe 1. Powłoka zabezpieczająca przed ścieraniem dla narzędzi do obróbki wiórowej, zwłaszcza dla obrotowych narzędzi skrawających, składająca się w zasadzie z azotków, ze składnikami metalowymi w postaci Cr, Ti i Al, i korzystnie niewielkiego udziału pierwiastków do zmniejszania wielkości ziarna, znamienna tym, że udział Cr wynosi od 30 do 65%, korzystnie od 30 do 60%, zwłaszcza od 40 do 60%, udział Al wynosi od 15 do 35%, korzystnie 17 do 25%, zaś udział Ti wynosi od 16 do 40%, korzystnie od 16 do 35%, zwłaszcza od 24 do 35%, przy czym każdy z tych udziałów odnosi się do wszystkich atomów metali w całej powłoce.
2. Powłoka według zastrz. 1, znamienna tym, że cała powłoka składa się z jednorodnej fazy wieloskładnikowej.
3. Powłoka według zastrz. 1, znamienna tym, że cała powłoka składa się z kilku, samych w sobie jednorodnych warstw, które składają się naprzemiennie z jednej strony z (TixAlyYz)N, gdzie x = 0,38 do 0,5, y = 0,48 do 0,6, i z = 0 do 0,04, z drugiej zaś strony z CrN. 2
4. Powłoka według zastrz. 3, znamienna tym, że wierzchnią warstwę powłoki zabezpieczającej przed ścieraniem stanowi warstwa CrN. Jdrg Guhring Pełnomocnik: POLSERVICEsP.,„.o 00-613 Warszawa, ii Chałubińskiego b REGON 0I1B9JJ70 tngK im. Teresa rzecznik SzhgowMa-Kiszko patentowy