SE526481C2 - Ythärdat rostfritt stål med förbättrad nötningsbeständighet och låg statisk friktion - Google Patents
Ythärdat rostfritt stål med förbättrad nötningsbeständighet och låg statisk friktionInfo
- Publication number
- SE526481C2 SE526481C2 SE0300074A SE0300074A SE526481C2 SE 526481 C2 SE526481 C2 SE 526481C2 SE 0300074 A SE0300074 A SE 0300074A SE 0300074 A SE0300074 A SE 0300074A SE 526481 C2 SE526481 C2 SE 526481C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- max
- stainless steel
- static friction
- carbon
- low static
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/06—Surface hardening
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/42—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with copper
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/48—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with niobium or tantalum
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/50—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with titanium or zirconium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/52—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with cobalt
-
- 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
-
- 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
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
-
- 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
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
- C23C14/0605—Carbon
-
- 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
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
- C23C14/0641—Nitrides
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/30—Self-sustaining carbon mass or layer with impregnant or other layer
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Fluid-Damping Devices (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Description
20 25 30 526 481 vara sådan att detaljen utsätts för kallbearbetning till en deformationsgrad tillräcklig för att åstadkomma en martensithalt av åtminstone 50%, företrädesvis åtminstone 70%. lstället för en härdningsbehandling som påverkar stålet helt igenom och homogent, ges komponenten av rostfritt stål i många applikationer en härdad yta, ofta refererat till som "sätthärdning". Principen för sätthärdning är att omvandla ett relativt tunt lager av material vid ytan av delen genom anrikning av kol eller andra ingredienser, för att göra ytan hårdare än substratet, där substratet utgör bulkmaterialet av stålet vilket behålls opåverkat av ytmodifieringen.
Rostfria stål är ofta sätthärdade genom uppkolning. Det är en process i vilken kolatomer diffunderar i lösning in i ytan av komponenten. Kända sätthärdningsprocesser utförs vid höga temperaturer medan uppkolningsprocesser utförda vid temperaturer runt 540 °C eller något högre (för rostfria stållegeringar) kan gynna bildning av karbider i den härdade ytan.
Stålverktyg, slitdelar och delar i stort med höga krav på styrka och/eller seghet och nötningsbeständighet beläggs ofta för att öka deras livslängd och för att förbättra arbetsbetingelserna. Kända processer så som CVD eller PVD används för att belägga olika delar. De använda lagren är hårda lager som vanligtvis bildas av nitrider, karbider eller karbonitrider av titan eller hafnium eller zirkon eller deras legeringar. Mångfalden av användningsområden för i första hand belagda verktyg är nämnda i följande publikationer: Proceedings of the 13"' Plansee-Seminar", Plansee, May 1993; och “Proceedings of the 20"' International Conference on Metallurgical Coatings", San Diego, April 1993. Dessutom åstadkommer dessa hårda beläggningar också en reduktion av statisk friktion hos formningsverktyg. l många mekaniska applikationer är inte bara hårdhet utan även den statiska friktionen av stålytan, vilket indikerats ovan, ett känt problem. Även 10 15 20 25 30 526 481 om smörjning görs kan den statiska friktionen orsaka avsevärd friktionsförlust, speciellt i fall där en växelverkande rörelse förekommer. Exempel på sådana applikationer är stötdämpare för fordon, hydrauliska system inom process industrin och inre delar av förbränningsmotorer, så som ventillyftare. Vid högfrekventa rörelseändringar kan den statiska friktionen orsaka en lokal temperaturhöjning på tätande metallytor hos stötdämpare vilket leder till försämrad prestanda och risk för läckage av hydraulisk olja.
För att minska den statiska friktionen beläggs vanligtvis utsatta ytor med någon form av lager med bättre egenskaper än det underliggande stålsubstratet. Förutom att ge en minskad friktion är en önskad egenskap hos sagda lager att skydda mot mekanisk nötning. Därför ska det pålagda lagret vara så hårt som möjligt. l hydraulisk styrningskontrollutrustning inom processindustri kan en hög statisk friktion orsaka ett rörelsemotstånd vilket försämrar precisionen hos den hydrauliska komponenten.
Förbränningsmotorer utgör en annan applikation där man eftersträvar att minska den statiska friktionen. Till exempel är en kritisk komponent ventillyftare för inlopps- och utloppsventiler. Ytan på vilken ventillyftaren verkar är utsatt för en mycket hög lokal last vilken kan resultera i betydande nötningsproblem.
Ett konventionellt sätt att minska den statiska friktionen och att öka hårdheten är att bereda en mycket jämn yta och därefter att applicera hård krombeläggning på denna yta. Den därmed uppnådda hårdhetsnivån för låglegerat smidesstål uppgår till omkring 1000 Hv. För att stödja lagret görs ofta en ythärdning innan den hårda krombeläggningen. Denna process är relativt komplicerad och involverar flera positioneringar av arbetsmaterialet till följd av de dimensionsförändringar det genomgår under härdningen.
I US-A-5830531 beskrivs en metod för beläggning av verktyg med en hårdnande och friktionsreducerande ytlagerkomposition. Först beläggs verktyget i en vakuumprocess, så som en PVD-process, med en första hård 10 15 20 25 30 526 481 beläggning liggandes direkt på verktygsmaterialet, och sen med ett, ovanpå denna, yttre friktionsreducerande lager över den hårda beläggningen.
Kornstorleken hos de hårda och friktionsreducerande lagren har en linjär medelvidd av mindre än 1 um, varvid utmärkt hårdhet och långa livslängder för verktyget uppnås. Däremot, för att uppnå den önskade hårdheten måste stålet först utsättas för ett härdningsförfarande innan beläggningen. Behovet av två behandlingar gör framställningen dyrare. l US-A-5707748 beskrivs en metod som är mycket lik metoden beskriven i US-A-5830531. Innehållet i dessa två US-patent tas, i och med denna referens, i deras helhet med iföreliggande beskrivning. l WO-A-99/55929 beskrivs en metod för att öka motståndet mot nötning hos ett verktyg eller maskinkomponent. Enligt detta patentdokument är ett skiktsystem framställt vilket är speciellt designat för verktyg eller maskinkomponenter vilka verkar under förutsättningar av otillräcklig smörjning eller torrkörning. Ett behandlat arbetsstycke består av en baskropp eller substrat av stål och ett hårt materiallagersystem bredvid substratet, pålagt ett metallager och slutligen ett glidlagersystem, varvid det sistnämnda företrädesvis är gjort av karbid, speciellt wolframkarbid eller kromkarbid och dispergerat kol. Även om bra hårdhetsvärden och låg statisk friktion uppnås är ”komposit”-systemet av flera lager komplicerat, tidskrävande och dyrt att tillverka.
Vidare beskrivs i WO-A-01/79585 ett DLC-lager (Diamant-Liknande Kol) för framställning av ett skiktsystem för skydd mot nötning och förbättrade friktionsegenskaper eller liknande. Nämnda system består av ett adhesivt lager som placeras på ett substrat, ett övergångslager som placeras på det adhesiva lagret och ett yttre lager vilket är gjort av diamant-liknande kol. Det adhesiva lagret består av åtminstone ett element från gruppen bestående av 4:e, 5:e och 6:e subgruppen och kisel. Övergångslagret består av diamant- liknande kol. Skiktsystemet har en hårdhet av åtminstone 15 GPa, 10 15 20 25 30 526 481 företrädesvis av åtminstone 20 GPa, och en adhesiv styrka av åtminstone 3 HF enligt VDI 3824 blad 4. Återigen, denna bakgrundsteknik kräver flera skikt, varvid den blir tidskrävande och komplicerad.
Plasma nitriering är en alternativ sätthärdningsprocess, vilken utförs i en glimurladdning i en kvävgas-innehållande blandning vid ett tryck av 100 till 1000 Pa (1 till 10 mbar), och det är en av de använda metoderna för att behandla ytor hos rostfria stål, vilket leder till ett diffusionslager av kväve som har en hög hårdhet och utmärkt nötningsbeständighet. Nitrieringhärdning är inducerad av utskiljningen av nitrider i ytskiktet. Plasmanitrering är den senast utvecklade ythärdningsprocessen och den har redan beskrivits i bakgrundstekniken. Denna process ersätter traditionella nitreringsprocesser så som gasnitrering och uppkolningsnitrering (korttids gasnitrering, badnitrering och tenifer behandling), eftersom identiska termokemiska förhållanden kan uppnås i denna process. Plasmanitrering åstadkommer högre hårdhet och nötningsbeständighet, och orsakar mindre formförändring.
Dessutom är plasmanitrering mycket konstnadseffektivt. Detta beror på att efterföljande bearbetning, färdigbearbetning och borttagning av rester ofta inte krävs. På samma sätt behövs kanske inga ytterligare skyddande vidtaganden, så som polering, fosfatering, etc.
Plasma nitrering utförs i en vakuumugn. Behandlingstemperaturer inom intervallet 400 till 580 °C används beroende på kraven för processen ifråga.
Typiska behandlingstemperaturer ligger i intervallet 420 till 500 °C.
Behandlingstider varierar mellan 10 minuter och 70 timmar beroende på komponenten som ska behandlas och den önskade strukturen och tjockleken av det formade lagret(en). De mest använda processgaserna är ammoniak, kväve, metan och väte. Syre och koldioxid används i det korrosionsskyddande steget av post-oxidation. Utöver de typer av processgaser som används är tryck, temperatur och tid huvudparametrarna av behandlingsprocessen.
Genom att varierar dessa parametrar kan plasmanitreringsprocessen 10 15 20 25 30 526 481 finjusteras till att uppnå de exakta önskade egenskaperna i vilken behandlad komponent som helst.
Vilket järnbaserat material som helst kan utsättas för plasmanitrering.
Processen kräver inte användning av speciella typer av nitreringsstål.
Dessutom kan de uppnådda resultatet av plasmanitrering reproduceras med exakt noggrannhet. Detta är speciellt viktigt vid framställning av serieprodukter. Däremot reducerar inte plasmanitrering den statiska friktionen betydligt.
Med avseende på den ovanstående relaterade teknik är det ett primärt syfte med föreliggande uppfinning att åstadkomma en låg statisk friktion och nötningsbeständig yta av rostfritt stål.
Ett annat syfte med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en låg statisk friktion på en mycket hård och nötningsbeständig yta av rostfritt stål på ett enkelt och kostnadseffektivt sätt, med så få processteg som möjligt.
Ytterligare ett syfte med föreliggande uppfinning är att producera komponenter med avancerad geometri av rostfritt stål med en låg statisk friktion på en mycket hård och nötningsbeständig yta.
Dessa och andra syften har på ett överraskande sätt uppnåtts genom att bereda användning av ett specifikt rostfritt stål och ett specifikt rostfritt stål i sig enligt de självständiga patentkraven. Föredragna utföringsformer av uppfinningen definieras i de osjålvständiga patentkraven.
Föreliggande uppfinning avser metoder för applicering av en beläggning med låg statisk friktion på en specifik klass av rostfria stål.
Dessutom, resulterar denna beläggning med låg statisk friktion också i en mycket hård och nötningsbeständig yta. Beläggningen appliceras enligt den väl kända PVD-tekniken ("Physica| Vapour Deposition”) i enlighet med den 10 15 20 25 30 526 481 ovan refererade bakgrundstekniken. Stålet har visat sig ha den överraskande egenskapen att uppnå en betydande inre hårdhetsökning när beläggningen appliceras, varvid det nödvändiga hårda och bärande ytlagret skapas för att bära den håra och lågfriktions toppbeläggningen. Eftersom PVD-förfarandet utförs vid relativt låg temperatur bibehålls dimensionerna hos arbetsmaterialet utan några formförändringar. Användningen av PVD-tekniken på några specifika rostfria stållegeringar ger ett antal fördelar vid produktionen av, till exempel, cylindriska rör och kolvstänger för stötdämpare, kolvar för hydrauliska styrningsanordningar och ventillyftare för förbränningsmotorer.
För att illustrera, men inte i begränsande syfte, kommer nu en utföringsform av uppfinningen att beskrivas mer i detalj.
Innan några ytmodifieringar gjorts valdes en passande grupp av stål ut för föreliggande uppfinning. Den har de följande kompositionsintervallen (i vikts-%): Kol max 0,1 Kväve max 0,1 Koppar 0,5 - 4 Krom 10 - 14 Molybden 0,5 - 6 Nickel 7 - 11 Kobolt 0 - 9 Tantal max 0,1 Niob max 0,1 Vanadin max 0,1 Wolfram max 0,1 Aluminium 0,05 - 0,6 Titan 0,4 - 1,4 Kisel max 0,7 Mangan max 1,0 10 15 20 25 30 526 481 Järn resten jämte normalt förekommande ståItillverkningstillsatser samt föroreningar.
Detta rostfria stål innehåller kvasikristallina partiklar i en martensitisk mikrostruktur som en resultat av utskiljningshärdning, som beskrivits i de ovanstående nämnda referenserna till bakgrundsteknik US-A-5 632 826, WO- A-93/07303, WO-A-01/14601 och WO-A-01/36699.
För att åstadkomma en ytbehandling enligt föreliggande uppfinning valdes ett specifikt utskiljningshärdat stål (kallat “1RK91”) med följande sammansättning (i vikts-%): C + N max 0,05 Cr 12,00 Mn 0,30 Ni 9,00 Mo 4,00 Ti 0,90 Al 0,30 Si 0,15 Cu 2,00 Fe Resten På detta stål appliceras en beläggning med låg statisk friktion, sagda beläggning bestående av huvudsakligen titannitrid eller diamant-liknande kol - DLC- som appliceras med PVD-teknik. Detta inkluderar att metallbiten exponeras för temperaturer mellan 450 och 500 °C under ett par timmar. Inom samma temperaturregion, och efter bestämda intervall, sker en härdning av stålet varvid en hårdhet i storleksordningen 650 Hv uppnås. På detta sätt uppnås ett utmärkt stöd för beläggningen under samma arbetssteg. Tack vare den relativt låga behandlingstemperaturen behåller arbetsstycket sin form 10 15 20 526 481 mycket bra, vilket resulterar in en betydligt förenklad framställningsprocess.
På samma gång åstadkommas, trots ett tunnare skikt, tjockleken av vilken är i storleksordningen 6 pm, en överlägsen nötningsbeständighet i jämförelse med konventionella 25 um tjocka hårda kromlager på en härdad yta. Därmed är den stora fördelen med föreliggande uppfinning att appliceringen av den låg statisk friktions- och nötningsbeständiga beläggningen och den nödvändiga ythärdningen är frambringad i ett och samma förfarande.
En annan betydande fördel av föreliggande uppfinning är då arbetsstycket är i rörform för framställning av rörformade artiklar. Tack vare en utmärkt kallbearbetbarhet hos det rostfria stålet enligt uppfinningen, framställs enkelt rörforrniga produkter. Kostsamma långhålsbormingsförfaranden vilka annars krävs för vanligt förekommande stavformade produkter elimineras därmed.
Det ska påpekas att när extremt hårda och nötningsbeständiga ytor krävs, till exempel i vissa motorkomponenter, skulle det vara en möjlig modifiering av föreliggande uppfinning att inkludera ett plasmanitrerat lager enligt den ovanstående relaterade tekniken, vilken också beskrivs iden svenska patentansökan 0202107-9, mellan substratet och PVD-beläggningen enligt föreliggande uppfinning. Det skulle inte förorsaka några problem att utsätta det rostfria stålet för temperaturer inom intervallet 450 till 500 °C eftersom det enkelt kommer att motstå dessa temperaturer utan att visa tendenser till att mjukna.
Claims (5)
1. Process för att framställa ett rostfritt stål med en låg statisk friktion på en mycket hård och nötningsbeständig yta kännetecknat av att en PVD-teknik används för applicering av en beläggning med låg statisk friktion, på nämnda rostfria stål, i ett och samma förfarande som en ythärdning av det rostfria stålet, l där nämnda stål har följande sammansättning (i vikts-%) : Kol max 0,1 Kväve max 0,1 Koppar 0,5 - 4 Krom 10 - 14 Molybden 0,5 - 6 Nickel 7 - 1 1 Kobolt 0 - 9 Tantal max 0,1 Niob max 0,1 Vanadin max 0,1 Wolfram max 0,1 Aluminium 0,05 - 0,6 Titan 0,4 - 1 ,4 Kisel max 0,7 Mangan max 1,0 Järn resten jämte normalt förekommande ståltillverkningstillsatser samt föroreningar.
2. Process enligt krav 1 kännetecknat av att nämnda beläggning huvudsakligen består av diamant-liknande kol- DLC. 10 526 481 i I
3. Process enligt krav 1 eller 2 kännetecknat av att beläggningen huvudsakligen består av diamant-liknande kol - DLC med tillsats av wolframkarbid.
4. Process enligt krav 1 kännetecknat av att nämnda beläggning huvudsakligen består av titannitrid.
5. Process enligt krav 1 kännetecknat av att nämnda rostfria stål utsätts för en temperatur mellan 450 °C och 500 °C varvid nämnda ythärdning åstadkommas.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE0300074A SE526481C2 (sv) | 2003-01-13 | 2003-01-13 | Ythärdat rostfritt stål med förbättrad nötningsbeständighet och låg statisk friktion |
EP04701450A EP1601800A1 (en) | 2003-01-13 | 2004-01-12 | Suface hardened stainless steel with improved wear resistance and low static friction properties |
PCT/SE2004/000017 WO2004063399A1 (en) | 2003-01-13 | 2004-01-12 | Suface hardened stainless steel with improved wear resistance and low static friction properties |
CN200480002159.1A CN1735699B (zh) | 2003-01-13 | 2004-01-12 | 具有增强的耐磨性以及低的静摩擦特性的表面硬化不锈钢 |
JP2006500744A JP2006516677A (ja) | 2003-01-13 | 2004-01-12 | 耐摩耗性を改良し静摩擦を低減した表面硬化ステンレス鋼 |
US10/755,349 US7270719B2 (en) | 2003-01-13 | 2004-01-13 | Method for manufacturing surface hardened stainless steel with improved wear resistance and low static friction properties |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE0300074A SE526481C2 (sv) | 2003-01-13 | 2003-01-13 | Ythärdat rostfritt stål med förbättrad nötningsbeständighet och låg statisk friktion |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE0300074D0 SE0300074D0 (sv) | 2003-01-13 |
SE0300074L SE0300074L (sv) | 2004-07-14 |
SE526481C2 true SE526481C2 (sv) | 2005-09-20 |
Family
ID=20290114
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE0300074A SE526481C2 (sv) | 2003-01-13 | 2003-01-13 | Ythärdat rostfritt stål med förbättrad nötningsbeständighet och låg statisk friktion |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7270719B2 (sv) |
EP (1) | EP1601800A1 (sv) |
JP (1) | JP2006516677A (sv) |
CN (1) | CN1735699B (sv) |
SE (1) | SE526481C2 (sv) |
WO (1) | WO2004063399A1 (sv) |
Families Citing this family (28)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE525291C2 (sv) * | 2002-07-03 | 2005-01-25 | Sandvik Ab | Ytmodifierat rostfritt stål |
SE526501C2 (sv) * | 2003-01-13 | 2005-09-27 | Sandvik Intellectual Property | Metod för att ytmodifiera ett utskiljningshärdat rostfritt stål |
SE527180C2 (sv) * | 2003-08-12 | 2006-01-17 | Sandvik Intellectual Property | Rakel- eller schaberblad med nötningsbeständigt skikt samt metod för tillverkning därav |
US20080000348A1 (en) * | 2004-12-23 | 2008-01-03 | Bsh Bosch Und Siemens Hausgerate Gmbh | Linear Compressor |
US8961869B2 (en) * | 2005-01-24 | 2015-02-24 | Lincoln Global, Inc. | Hardfacing alloy |
US7491910B2 (en) * | 2005-01-24 | 2009-02-17 | Lincoln Global, Inc. | Hardfacing electrode |
SE531483C2 (sv) * | 2005-12-07 | 2009-04-21 | Sandvik Intellectual Property | Sträng för musikinstrument innefattande utskiljningshärdande rostfritt stål |
US7793416B2 (en) | 2006-05-15 | 2010-09-14 | Viking Pump, Inc. | Methods for hardening pump casings |
AU2007254166B2 (en) * | 2006-05-17 | 2013-06-13 | G & H Technologies Llc | Wear resistant coating |
EP2246452A4 (en) | 2008-01-21 | 2014-07-23 | Hitachi Metals Ltd | ALLOY FOR SURFACE COATING AND SLIDING ELEMENTS |
JP2010060030A (ja) * | 2008-09-03 | 2010-03-18 | Dymco:Kk | 非付着性耐熱皮膜を有する鋼製のベルトまたはスリ−ブ |
GB2467947B (en) * | 2009-02-20 | 2013-10-09 | Rcv Engines Ltd | An internal combustion engine |
CN101571173B (zh) * | 2009-06-16 | 2011-01-05 | 博深工具股份有限公司 | 一种高速列车刹车片及制备方法 |
US20110075956A1 (en) * | 2009-09-28 | 2011-03-31 | Morgan Construction Company | Sleeve for Oil Film Bearing |
CN101928911B (zh) * | 2010-08-02 | 2012-09-05 | 青岛张氏机械有限公司 | 活塞杆热处理生产线设备 |
BRPI1009955A2 (pt) * | 2010-12-27 | 2013-06-11 | Whirlpool Sa | conjunto pistço - cilindro para compressor alternativo |
RU2499900C1 (ru) * | 2012-06-05 | 2013-11-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") | Способ сборки шатунно-поршневого узла |
US9371927B1 (en) * | 2013-05-31 | 2016-06-21 | Marathon Valve LLC | Pressure relief valve |
CN104131224A (zh) * | 2014-07-25 | 2014-11-05 | 合肥市东庐机械制造有限公司 | 一种耐磨抗冲击性合金钢及其制造方法 |
CN104404400B (zh) * | 2014-12-20 | 2016-06-22 | 江阴市电工合金有限公司 | 一种耐磨钢 |
US9909582B2 (en) * | 2015-01-30 | 2018-03-06 | Caterpillar Inc. | Pump with plunger having tribological coating |
US10612123B2 (en) * | 2015-02-04 | 2020-04-07 | The University Of Akron | Duplex surface treatment for titanium alloys |
CN108085560A (zh) * | 2016-11-21 | 2018-05-29 | 江苏宇之源新能源科技有限公司 | 一种改进的机械设备的减震器用活塞材料 |
CN107717334A (zh) * | 2017-08-18 | 2018-02-23 | 南通聚星铸锻有限公司 | 一种电液锤杆材料配方及锤杆加工方法 |
US11644106B2 (en) | 2018-12-19 | 2023-05-09 | Oerlikon Metco (Us) Inc. | High-temperature low-friction cobalt-free coating system for gate valves, ball valves, stems, and seats |
CN114086055A (zh) * | 2020-08-24 | 2022-02-25 | 华为技术有限公司 | 钢、钢结构件、电子设备及钢结构件的制备方法 |
DE102020214493A1 (de) * | 2020-11-18 | 2022-05-19 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Härteverfahren für ein legiertes Werkstück sowie Vorrichtung zum Härten eines legierten Werkstücks |
CN113265597B (zh) * | 2021-05-17 | 2022-01-14 | 无锡市源通传动科技有限公司 | 一种耐磨耐腐蚀材料及其制备方法和齿轮 |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3988955A (en) | 1972-12-14 | 1976-11-02 | Engel Niels N | Coated steel product and process of producing the same |
USH1210H (en) * | 1990-04-04 | 1993-07-06 | Surface hardening of reprographic machine components by coating or treatment processes | |
US5197783A (en) | 1991-04-29 | 1993-03-30 | Esso Resources Canada Ltd. | Extendable/erectable arm assembly and method of borehole mining |
SE469986B (sv) | 1991-10-07 | 1993-10-18 | Sandvik Ab | Utskiljningshärdbart martensitiskt rostfritt stål |
DE4421144C2 (de) * | 1993-07-21 | 2003-02-13 | Unaxis Balzers Ag | Beschichtetes Werkzeug mit erhöhter Standzeit |
SE508684C2 (sv) | 1993-10-07 | 1998-10-26 | Sandvik Ab | Utskiljningshärdad järnlegering med partiklar med kvasi- kristallin struktur |
JPH0994911A (ja) | 1995-09-29 | 1997-04-08 | Ntn Corp | 硬質カーボン膜成形体 |
GB9715180D0 (en) * | 1997-07-19 | 1997-09-24 | Univ Birmingham | Process for the treatment of austenitic stainless steel articles |
DE59903546D1 (de) | 1998-04-29 | 2003-01-09 | Unaxis Trading Ag Truebbach | Werkzeug oder maschinenbauteil und verfahren zu dessen herstellung sowie vakuumbehandlungsanlage |
SE520169C2 (sv) | 1999-08-23 | 2003-06-03 | Sandvik Ab | Metod för tillverkning av stålprodukter av utskiljningshärdat martensitiskt stål, samt användning av dessa stålprodukter |
SE518600C2 (sv) * | 1999-11-17 | 2002-10-29 | Sandvik Ab | Fordonskomponent |
DE10018143C5 (de) | 2000-04-12 | 2012-09-06 | Oerlikon Trading Ag, Trübbach | DLC-Schichtsystem sowie Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines derartigen Schichtsystems |
GB2364530B (en) | 2000-06-21 | 2002-10-16 | Alstom Power Nv | Method of finish treating a steel blade for use in turbomachinery |
JP2003301888A (ja) | 2002-04-12 | 2003-10-24 | Tsubakimoto Chain Co | サイレントチェーン |
SE525291C2 (sv) | 2002-07-03 | 2005-01-25 | Sandvik Ab | Ytmodifierat rostfritt stål |
SE526501C2 (sv) | 2003-01-13 | 2005-09-27 | Sandvik Intellectual Property | Metod för att ytmodifiera ett utskiljningshärdat rostfritt stål |
-
2003
- 2003-01-13 SE SE0300074A patent/SE526481C2/sv not_active IP Right Cessation
-
2004
- 2004-01-12 WO PCT/SE2004/000017 patent/WO2004063399A1/en active Application Filing
- 2004-01-12 CN CN200480002159.1A patent/CN1735699B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2004-01-12 JP JP2006500744A patent/JP2006516677A/ja active Pending
- 2004-01-12 EP EP04701450A patent/EP1601800A1/en not_active Withdrawn
- 2004-01-13 US US10/755,349 patent/US7270719B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US7270719B2 (en) | 2007-09-18 |
JP2006516677A (ja) | 2006-07-06 |
CN1735699B (zh) | 2010-05-26 |
CN1735699A (zh) | 2006-02-15 |
US20040197581A1 (en) | 2004-10-07 |
SE0300074D0 (sv) | 2003-01-13 |
EP1601800A1 (en) | 2005-12-07 |
WO2004063399A1 (en) | 2004-07-29 |
SE0300074L (sv) | 2004-07-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SE526481C2 (sv) | Ythärdat rostfritt stål med förbättrad nötningsbeständighet och låg statisk friktion | |
KR101719696B1 (ko) | 코팅을 구비한 활주 요소, 특히 피스톤 링 | |
US7998581B2 (en) | Solid particle erosion resistant surface treated coating and rotating machine applied therewith | |
EP1905863A2 (en) | Slide member | |
SE526501C2 (sv) | Metod för att ytmodifiera ett utskiljningshärdat rostfritt stål | |
EP2162561B1 (en) | Piston ring with a sulphonitriding treatment | |
JP2007119907A (ja) | 耐摩耗性コーティングおよびその製造方法 | |
JP4771223B2 (ja) | 耐久性に優れた硬質材料被覆塑性加工用金型 | |
WO2004005572A1 (en) | Surface modified stainless steel | |
SG176613A1 (en) | Coated tooling | |
KR100732506B1 (ko) | 내마모성에 우수한 표면탄질화 스테인리스강 부품 및 그제조방법 | |
KR100987685B1 (ko) | 내구성이 우수한 경질 재료 피복 부재 | |
CN113584438B (zh) | 一种周期性多层结构涂层带锯条及其制备方法和应用 | |
KR20170118904A (ko) | 슬라이딩 부품 및 슬라이딩 구조체 | |
JP4398546B2 (ja) | 耐摩耗性皮膜被覆材料及びその製法 | |
JP2006207691A (ja) | 硬質皮膜被覆摺動部材 | |
JP4393391B2 (ja) | 摺動部材 | |
JP2017196702A (ja) | 硬質バナジウム系複合被覆治工具 | |
RU141213U1 (ru) | Износостойкое антифрикционное покрытие деталей пар трения | |
Carellos et al. | APPLICATIONS OF COATING PROCESSES | |
JP2004176157A (ja) | 摺動部材及びその製造方法 | |
Sokolov et al. | Selecting elements for diffusional metallization of tool steels | |
KR20160088888A (ko) | 마찰 쌍 부품을 위한 마모-내성 마찰 방지 코팅 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NUG | Patent has lapsed |