Optimization of Surface Morphology and tool material for tin (PVD) efficiency in a given tribo-system

• Published in: Materialwissenschaft und Werkstofftechnik 1989-05, Vol.20 (5), p.166-173
• Main Authors: Navinšek, Boris, Brguljan, J., Peternel, M.
• Format: Article
• Language: English
• ISSN: 0933-5137; 1521-4052
• DOI: 10.1002/mawe.19890200511

Introduction of hard coatings in an already optimized tribo‐system in industrial conditions represent an interdisciplinary problem. For high efficiency, tribosystem must include as many as possible well controlled parameters. Today process technology and performance experiences offers indication that for the properly chosen hard coating, one can derive for a given tribo‐system some general rules. Our own development of hard coatings and experience with TiN coatings in more than 200 factories of various production is a basis of this work in which we analyse those parameters of each tribo‐system studied, that gave us sufficient statistics to derive first general rules in this field. For our analysis we use SEM, thin film X‐ray technique, AES depth profiling, Talysurf profiler, optical microscopy, STEM with EDAX and metallography. As tool materials we studied HSS, HSS‐Co, ASP and hard metals, while coating was only TiN. The following items were investigated: stoichiometry on various tool materials; topography of tool surface and coating on it; defects on original surfaces; microhardness on tools; quality of produced surfaces and optimization of tool life; productivity and reliability of TiN coated tools in industrial conditions. All these data were compiled to other references and used as basis to derive general rules. Optimierung der Oberflächenmorphologie in Werkzeugmaterial für TiN‐Leistungsfähigkeit in gegebenem Tribo‐System Anwendung von harten Schichten in schon optimierten Tribo‐Systemen in Industriebetrieben ist ein interdisziplinäres Problem. Für hohe Leistungsfähigkeit muß ein Tribo‐System soviel wie möglich gut kontrollierbare Parameter beinhalten. Heutige technologische Prozesse und Test‐Resultate zeigen, daß wie für richtig gewählte harte Schichten bei gegebenem Tribo‐System schon einige generelle Regeln erstellen können. Unsere eigene Entwicklung von harten Schichten und Erfahrungen in mehr als 200 Betrieben mit verschiedenen Produkten ist die Basis für unsere Tätigkeit auf diesem Gebiet. Das gibt uns genügend statistische Daten zur Erstellung von ersten generellen Regeln. Für unsere Analysen verwenden wir SEM, Dünn‐Film‐X‐Ray‐Technik, AES‐Tiefen‐Profile, Talysurf, optische Mikroskopie, STEM mit EDAX und Metallographie. Als Werkzeugmaterialien haben wir HSS, HSS‐Co, ASP/PM und HM untersucht, die Beschichtung war generell nur mit TiN ausgeführt. Folgende Parameter wurden untersucht: Stöchiometrie auf verschiedenen Werkzeugmaterialien, Oberflächen