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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beschichtung von Sinterkarbiden oder Keramikmaterialien mit einem keramischen Oxyd, insbesondere Aluminiumoxyd, wobei das Substrat bei hohen Temperaturen mit einem Gas in Berührung gebracht. wird, das ein oder mehrere Halogenide des (der) die keramischen Oxyde bildenden Metalle (s) und ein Hydrolyse- und/oder Oxydationsmittel enthält.
Die zu beschichtenden Substrate können unbeschichtet sein oder Beschichtungen aufweisen, die nach andern Verfahren hergestellt wurden oder in Verfahrensschritten hergestellt wurden, die dem beschriebenen Verfahrensschritt unmittelbar vorangehen.
Es ist bekannt, dass die Verschleissfestigkeit von gepressten und gesinterten Sinterkarbidkörpern, wie z. B. den Einsätzen für spanabhebende Werkzeuge und Maschinen, durch das Aufbringen von harten Oberflächenschichten wesentlich erhöht werden kann. Insbesondere wurden Beschichtungen aus Metallkarbiden, Metallnitriden oder Metalloxyden bisher in Form von dünnen Schichten (z. B. von einer Dicke von 0, 1 bis 20 11m) auf den Sinterkarbidkern oder das Substrat aufgebracht. Es ist weiters bekannt, dass zusätzliche Vorteile in bestimmten Fällen dadurch erzielt werden können, dass eine dünne Beschichtung aufgebracht wird, die aus zwei oder mehreren verschiedenen Schichten besteht, die aufeinander aufgebracht werden, wie z.
B. bei Einsatz eines Metallkarbids oder-nitrids als Zwischenschicht unter einer keramischen Aussenschicht. Aluminiumoxyd (AlOg) und Zirkonoxyd (ZrO) sind Beispiele für derartige keramische Oberflächenschichten.
Das wichtigste Verfahren zum Aufbringen von Oberflächenbeschichtungen ist das CVD-Verfah- ren ("Chemical Vapor Deposition") also die chemische Gasphasen-Abscheidung, bei welchem die Beschichtungen auf einem heissen Substrat unter Reaktion zwischen gasförmigen Komponenten abgeschieden werden. Für die Herstellung keramischer Oxydbeschichtungen (z. B. Aluminiumoxydbeschichtungen) wurde bei dem bisher am häufigsten angewendeten chemischen Gasphasen-Abscheidungs-Ver- fahren jenes angewendet, bei dem eine Hydrolysereaktion eines Metallhalogenids (z. B. Aluminiumchlorid) zur Bildung des keramischen Oxyds vorgesehen ist, wobei das Metallhalogenid entweder direkt verdampft und durch Umsetzung des jeweiligen Metalls mit Halogen- (z. B. Chlor) oder Halogenwasserstoff (z. B.
HC1) oder durch Reaktion mit Wasserdampf gebildet wird, der entweder direkt verdampft oder durch Umsetzung von Wasserstoff mit Kohlendioxyd oder Sauerstoff gebildet wird.
Für die Bildung von Aluminiumoxydbeschichtungen wird also Aluminiumchlorid hydrolysiert.
Die Ausbildung einer Aluminiumoxydbeschichtung hängt unter anderem von der Diffusion je nach Art des Substrats und/oder der Gasphase ab. Die Verhältnisse zwischen den verschiedenen Diffusions-, Kernbildungs- und Wachstumsmechanismen, von welchen die Bildung einer Beschichtung abhängt, sind sehr kritische Parameter und oft nur schwer in die gewünschte Richtung zu lenken.
Es kann sich daher oft als sehr schwierig erweisen, verhältnismässig dicke Beschichtungen aus Aluminiumoxyd nach bekannten Verfahren herzustellen, wenn die Beschichtungen gleichmässig um den beschichteten Körper herum verteilt werden sollen. Wenn zur Herstellung solcher Beschichtungen bekannte Verfahren (z. B. SE-PS Nr. 357984, US-PS Nr. 3, 736, 107, Nr. 3, 836, 392 und SE-PS Nr. 406090) verwendet werden, sind drastische Veränderungen der Beschichtungsbedingungen erforderlich. Derartige Veränderungen führen jedoch oft zu Verfahrensbedingungen, die entweder dem Substrat abträglich sind oder eine signifikante Verringerung der Produktionsleistung verursachen.
Die Erfindung ermöglicht es nun, Sinterkarbidkörper mit keramischen Oxydbeschichtungen, insbesondere solcher von Aluminiumoxyd, welche gleichmässige Dicke rund um den einzelnen Körper aufweisen, herzustellen und unter anderem auch solche mit einer Dicke zu erzielen, die sie für Schneidanwendungen verwendbar machen. Die erfindungsgemässen Beschichtungen können auf vorher beschichtete oder unbeschichtete Sinterkarbidkörper-Substrate, wie z. B. auf Substrate, die ausser einem Binder-Metall noch mindestens ein weiteres Karbid enthalten, aufgebracht werden. Die Beschichtungen können auch Oberflächen-oder Zwischenschichten in Mehrfachbeschichtungen verschiedener Art bilden.
Die Beschichtung kann vorteilhaft auf Zwischenschichten aus verschleissfesten Karbiden, Nitriden, Karbonitriden, Oxyden, Boriden oder Kombinationen und/oder Mischungen der genannten Verbindungen abgeschieden werden, und in Form einer oder mehrerer aufeinanderfolgender Schichten aufgebracht werden. Die Erfindung kann vorteilhaft auch für die Abscheidung von Schichten auf Keramikkörpern angewendet werden. Die vorstehend genannten Karbide, Nitride, Oxyde und Boride sowie ihre Kombinationen können unter einem der Elemente Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Si und, wenn anwendbar, B, gewählt werden.
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Schichten aus Titankarbid, Nitrid und/oder Carbonitrid sind als Zwischenbeschichtungen besonders gut geeignet.
Bei der Abscheidung von Aluminiumoxydbeschichtungen wird ein Gas, das aus einem oder mehreren Aluminiumhalogenid (en) besteht und auf hohe Temperatur erhitzt ist, mit dem Substrat in Berührung gebracht.
Ein kennzeichnendes Merkmal der Erfindung besteht in der Massnahme, währen der Abscheidung dem Substrat eine kontrollierte bzw. gesteuerte Menge an Phosphor, Schwefel, Selen und/oder Tellur zuzuführen.
Dementsprechend ist das erfindungsgemässe Verfahren vor allem dadurch gekennzeichnet, dass dem Gas Phosphor, Schwefel, Selen und/oder Tellur, insbesondere in Form von Verbindungen dieser Elemente, z. B. mit Wasserstoff oder Halogen, zugegeben wird, wobei bei der Herstellung von Aluminiumoxydschichten dem Gas gegebenenfalls zusätzlich Methan zugesetzt wird.
Die zugegebene Menge an Phosphor, Schwefel, Selen und/oder Tellur beträgt vorzugsweise
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wird vorzugsweise in Mengen von etwa 0, 5 bis 90 Vol.-% des gesamten zugegebenen Gasvolumens eingesetzt.
Als Dotierstoff wird vorzugsweise Schwefel eingesetzt und das erfindungsgemässe Verfahren wird nachstehend insbesondere im Zusammenhang mit Schwefel beschrieben, obgleichhin betont werden soll, dass es in gleicher Weise auf Phosphor, Selen, Tellur und Mischungen der verschiedenen genannten Dotierstoffe anwendbar ist. Eine geeignete Form der zusätzlichen Zufuhr des Dotierstoffes ist ein Gas, dessen Moleküle die vorstehend angeführten Elemente enthalten. Schwefel wird in das Verfahren erfindungsgemäss im allgemeinen in Form einer seiner Verbindungen eingebracht.
Um die erfindungsgemäss vorgesehene Wirkung zu erzielen, ist es wichtig, dass die für die Zufuhr von Schwefel bzw. der andern erwähnten Elemente, vorgesehene Verbindung nicht nur entsprechenden Reinheitsgrad aufweist, sondern auch frei von Elementen ist, die eine nachteilige Wirkung auf das Verfahren selbst oder auf das nach dem Verfahren hergestellte Produkt ausüben können. Die schwefelhaltige (n) Komponente (n), die an dem Verfahren teilhat bzw. teilhaben, soll bzw. sollen daher eine solche Zusammensetzung aufweisen, dass sie keine Fremd-Elemente enthält bzw. enthalten, die sich nachteilig auf das Verfahren auswirkt bzw. auswirken.
Dem Fachmann auf dem Gebiet der Gasphasen-Abscheidungs-Technik ist es bekannt, dass Silizium ein solches schädliches Element ist. Andere Elemente oder Verbindungen, die ebenfalls den reibungslosen Ablauf des erfindungsgemässen Verfahrens beeinträchtigen können, sollen ebenfalls vermieden werden. Ein Beispiel für eine Verbindung, die diesen Erfordernissen entspricht und eine sorgfältig kontrollierte und optimale Einführung in das im Verfahren eingesetzte Gasgemisch zulässt, ist Schwefelwasserstoff (HS). Auch Kohlenoxydsulfid (COS) kann mit gutem Erfolg eingesetzt werden. Weiters können Phosphorchlorid (PC1) und Phosphin (PH3) verwendet werden.
Wenn Schwefel (Phosphor, Selen, Tellur oder Mischungen derselben) in das erfindungsgemässe Verfahren eingeführt wird, wird in der Wachstumsgeschwindigkeit der Aluminiumoxydbeschichtung ein überraschend starker Anstieg erzielt, so dass die Anforderungen bezüglich einer den Körper ganz umfassenden Beschichtung aus Aluminiumoxyd gleichmässiger Dicke erfüllt werden. Eine erfindungsgemäss hergestellte Beschichtung besitzt überraschenderweise mechanische, physikalische und chemische Eigenschaften, die dem beschichteten Körper ein Betriebsverhalten verleihen, das dem Betriebsverhalten von ähnlichen Produkten, die nicht unter Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens hergestellt wurden, eindeutig überlegen ist.
Wenn das erfindungsgemässe Verfahren hinsichtlich Beschichtungs-Dicke und-Verteilung so modifiziert wird, dass das fertige Produkt mehr oder weniger mit nach bekannten Verfahren hergestellten Produkten identisch ist, so ist sein Betriebsverhalten überraschenderweise dem der bekannten Produkte dennoch in keiner Weise unterlegen.
Die unerwarteten Effekte der Erfindung können leicht unter anderem auf den technologisch wichtigen Gebieten des Schneidens, Drehens und des Verschleisses beobachtet werden. In allen Fällen, in welchen erhöhte oder übermässige Beschichtungs-Dicken an Kanten und Ecken von Nachteil sind, kann durch Anwendung von Produkten, die nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellt wurden, ein wesentlich verbessertes Betriebsverhalten erzielt werden.
Der Grund für eine derart drastische Veränderung des Wachstumsmechanismus der Aluminiumoxydbeschichtung durch Anwendung
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der Erfindung ist theoretisch komplexer Natur und zur Zeit noch nicht geklärt; es kann nur soviel ausgesagt werden, dass die Wirkung des erfindungsgemässen Verfahrens bemerkenswert ähnlich jener bei einem chemischen Verfahren ist, das von der Verwendung von Katalysatoren abhängt.
Soweit bekannt ist, dürfte das erfindungsgemäss erhältliche Produkt nach keinem andern, bekannten Verfahren für die Herstellung von Aluminiumoxydbeschichtungen herstellbar sein und jedenfalls stellt das erfindungsgemässe Verfahren ganz eindeutig die einfachste zur Zeit verfügbare Herstellungsmethode dar.
Das erfindungsgemässe Verfahren bewirkt eine erhöhte Geschwindigkeit der Abscheidung im Vergleich zu Verfahren, bei welchen die Zugabe von Schwefel und ähnlichen Stoffen nicht vorgesehen ist.
Je nach der Schwefelmenge, die der Gasphase zugegeben wird, können Wachstumsraten erzielt werden, die mit etwa 4 I1m/h pro Vol.-% H S (bei einem Bereich der Konzentration von H2S von 0, 01 bis 0, 2 Vol.-%) oder mehr die für bisher übliche Beschichtungen ohne Schwefel typische Geschwindigkeit von 0, 1 (im/h übersteigen (dies geht auch deutlich aus den nachstehenden Beispielen hervor). Ausser der Steigerung der Produktionsgeschwindigkeit der Beschichtung hat die Steigerung der Geschwindigkeit der Abscheidung auch unmittelbar Vorteile für die Qualität der Beschichtung, da die gesteigerte Geschwindigkeit den Zeitraum verkürzt, während dessen Beschichtung und Substrat hohen Temperaturen ausgesetzt sind.
Dadurch wird die Wahrscheinlichkeit von nachteiligen Veränderungen und der Struktur und Zusammensetzung von Beschichtung und Substrat vermieden, die als Resultat einer lang andauernden Einwirkung von hohen Temperaturen auftreten könnte. Wie schon erwähnt, besteht das erfindungsgemässe Verfahren hauptsächlich darin, dass ein chemisches Abscheidungsverfahren aus der Gasphase (CVD-Verfahren) mit einer Zugabe von Schwefel (Phosphor, Selen und/oder Tellur) kombiniert wird. Dies trifft sowohl auf Substrate, die ausschliesslich aus Hart-Stoffen, gegebenenfalls mit einem Gehalt an einem Binde-Metall bestehen, als auch auf solche Substrate zu, die bereits eine oder mehrere Beschichtungen aufweisen.
Wenn nötig, kann das Sinterkarbid-Substrat mit einem Oberflächenbereich versehen sein, der in bezug auf die sogenannte Gamma-Phase angereichert ist. Dies trifft auf alle jene Fälle zu, bei welchen auf der erfindungsgemäss hergestellten Aluminiumoxydbeschichtung zusätzliche Schichten aufgebracht werden sollen.
Ein an der Erfindung angepasstes CVD-Verfahren kann in einem Verfahrensschritt durchgeführt werden, der getrennt von der Abscheidung der andern Schichten durchgeführt wird, vorzugsweise wird es jedoch auf einen vorherigen Schritt folgend in der gleichen Vorrichtung durchgeführt, um genau begrenzte Schichten bei jedem einzelnen Abscheidungsschritt zu erzielen.
Der für den Schritt der Beschichtung mit Al 20 3 zugeführten Gesamtmenge an Gas können 0, 5 bis etwa 90 Vol.-% Methan zugesetzt werden, so dass wenigstens ein wesentlicher Anteil, meist zumindest etwa 85%, des Al2 in Kappa-Form vorliegen. Das Methan wirkt daher auf die gleiche Weise wie der in der US-PS Nr. 4, 180, 400 beschriebene Dotierstoff und kann in Verbindung mit dem Schwefel als Dotierstoff oder allein in jenen Fällen zugegeben werden, in welchen die Kappa-Form gewünscht wird und ungleichmässig verteilte Al20 3-Schichten nicht kritisch sind.
Die Dicke der Aluminiumoxydbeschichtung beträgt typischerweise etwa 0, 1 bis 20 11m und vorzugsweise 0, 3 bis 9 11m. Die Dicken der Zwischenschichten oder der aufeinanderfolgenden Schichten oberhalb und unterhalb der erfindungsgemässen Aluminiumoxydschicht liegen üblicherweise innerhalb eines Bereiches von 0, 1 bis 20 11m, d. h. dass sie etwa die gleiche Grössenordnung aufweisen.
Wenn Zwischenbeschichtungen aus verschleissfesten Karbiden, Nitriden, Carbonitriden und Boriden oder deren Kombinationen aufgebracht sind, beträgt die Dicke der Aluminiumoxydschicht üblicherweise 0,3 bis 9 11m.
Wenn grössere Mengen Phosphor zugegeben werden, nämlich etwa 0,05 bis 1 Vol. -% PCL, wer- den Zwischenschichten unterhalb und/oder innerhalb der äusseren keramischen Oxydschicht, z. B.
Al2 03 -Schicht, erhalten. Die Zwischenschichten enthalten Phosphor und von der Bindemittelphase des Substrats eindiffundiertes Metall. Eine derartige Zwischenschicht kann aus Co P bestehen, die Dicke beträgt etwa 0, 1 bis 3 11m.
Weiters kann bei Zugabe von Phosphor die Zone der Aussenschicht mit Metall angereichert werden, das von der Bindemittelphase des Substrats eindiffundiert (wird), wie z. B. Co.
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Die bei der Herstellung der erfindungsgemässen Sinterkarbidkörper angewendeten Verfahren werden an Hand der nachstehenden Beispiele 1 bis 20 unter Hinweis auf die Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen : Fig. 1 eine Skizze einer Produktionsvorrichtung, wie sie für eine Verwendung zur Beschichtung eines Substrats mit einem geeigneten Metallkarbid,-nitrid und/oder-carbonitrid geeignet ist ; Fig. 2 die Skizze einer Vorrichtung, die für die Beschichtung eines Substrats mit Aluminiumoxyd geeignet ist und Fig. 3 ein Schaubild zur Veranschaulichung der Abhängigkeit der Ge-
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binden jeweils eine Gasquelle mit der Leitung--5--, durch welche das Gasgemisch zu einem Behäl- ter --6-- gefördert wird, in welchem ein Metallhalogenid, z. B. TiCl,, erhitzt wird, um eine ent- sprechende Menge des Dampfes zu erzeugen.
Das Gemisch aus diesen Gasen wird danach über eine gemeinsame Leitung --9-- dem Reaktionsgefäss --11-- zugeführt. Das Gasgemisch durchläuft da- durch einen Wärmeaustauscher--7--, der von einem Thermostat --8-- geregelt wird, so dass die
Menge an TiCl4 jeweils auf dem gewünschten richtigen Wert gehalten wird. Das zu beschichtende
Substrat wird in das Reaktionsgefäss --11-- eingebracht, letzteres wird mittels eines Ofens --10-- erwärmt. Das Gas wird aus dem Reaktionsgefäss über eine Leitung --12-- abgesaugt, die mit einem
Ventil und einer Kühlfalle --13-- versehen ist. Das System wird über eine Leitung --14-- mittels einer Vakuumpumpe --15-- mit einem Auslassrohr --16-- entleert.
Die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung zeigt die Verwendung eines getrennten Reaktionsgefä- sses --25-- für die Chlorierung des Aluminiums, wobei letzteres z. B. in Form von Granalien oder Spänen --26-- vorliegt. Um die Chlorierung durchzuführen, wird Wasserstoff aus der Gaszufuhr- quelle --1-- mit Chlor oder Chlorwasserstoff in Leitungen --19 und 20-- gemischt, wobei letztere von der Gasquelle --17-- herführen. Das Gemisch wird sodann über eine Leitung --21-- in den
Chlorierungsreaktor eingebracht.
Das Gasgemisch aus dem Chlorierungsreaktor-25-wird sodann weiter mit Wasserstoff sowie mit Kohlenmonoxyd und Kohlendioxyd aus den Gasquellen --18 bzw. 28-- gemischt. Das erhaltene Gasgemisch wird dann über die Leitung --27--, die mit einem Ventil versehen ist, dem Abschei- dungsreaktor --11-- zugeführt. (Die Systeme für die Reinigung der Gase sind in den Zeichnungen nicht dargestellt).
Die Abscheidung des Aluminiumoxyds kann schliesslich mittels eines Verfahrens vorgenommen werden, das in der Hydrolyse des Aluminium-Halogenids, vorzugsweise eines-Chlorids (AlClg), unter Verwendung von Wasserdampf (und/oder Sauerstoff) besteht.
Wie schon erwähnt, kann das Aluminium-Halogenid in Form eines Gases entweder durch Ver- dampfen der festen oder flüssigen Phase oder durch Umsetzung von metallischem Aluminium mit 'Chlor oder Chlorwasserstoff-Gas-26-- hergestellt werden. Der Wasserdampf kann entweder durch Verdampfen von Wasser oder vorzugsweise durch Umsetzung von Wasserstoff mit Kohlendioxyd --28-in die Gasphase übergeführt werden. Schwefel oder entsprechende Elemente bzw. Verbindungen können der Gasphase vorzugsweise durch Zugabe von Gasen oder Gasgemischen --29-- zugeführt werden, die Schwefel oder Schwefelverbindungen enthalten. Es empfiehlt sich, die Zugabe des Schwefels in Form von Schwefelwasserstoff zu bewerkstelligen, der während des gesamten Verfahrens oder eines Teiles desselben zugeführt wird.
Auf analoge Weise können Phosphor, Selen und/oder Tellur enthaltende Gase von der Gaszufuhrquelle --29-- aus zugeführt werden.
Die Reaktionspartner werden in das Reaktionsgefäss --11-- eingebracht, das die zu beschich- tenden Körper enthält. Die Körper können entweder direkt mittels Induktions-Erhitzung oder indi-
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Die Konzentrationen an Aluminiumchloriddampf im gasförmigen Gemisch der Reaktionspartner sollten vorzugsweise überstöchiometrisch in bezug auf Wasserdampf sein. Die Konzentration an schwefel-, selen- oder tellurhaltigem Gas soll innerhalb eines Bereiches von 0, 01 bis 1 Vol.-%, vorzugs-
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weise von 0, 02 bis 0, 3 Vol.-% pro Atom S, Se oder Te im Molekül des eingebrachten Gases jeweils bezogen auf das gesamte in das Reaktionsgefäss eingebrachte Gasvolumen liegen. Die Konzentration des phosphorhaltigen Gases soll entsprechend vorteilhaft im Bereich von 0, 01 bis 1 Vol.-%, vorzugsweise von 0, 02 bis 0, 3 Vol.-%, pro Atom P im Gasmolekül, liegen.
Es ist wichtig, die Konzentration des Kohlendioxyds sorgfältig zu überwachen. Die vorstehend erwähnte, empfohlene Menge schwefelhaltiges Gas bezieht sich auf den Fall annähernd stöchiometrischer Anteile an Kohlendioxyd und Aluminiumchlorid im Gas, das in das Reaktionsgefäss bei einer Temperatur von 1000 C und einem Druck von 6 kPa eingebracht wird. Der Gesamtdruck der Gasphase kann 0, 1 bis 100 kPa, soll aber vorzugsweise 1 bis 30 kPa betragen.
Es ist oft einfach, das Vorliegen von Schwefel bzw. der andern Dotierstoffe in einer Beschichtung oder in angrenzenden Teilen des Substrates einschliesslich von Zwischenschichten mittels Mikrosonden-Analyse nachzuweisen. Höher entwickelte Analyse-Verfahren der Analyse, z. B. Ionen-Mikrosonden-Analyse, Proton-induzierte Röntgenstrahl-Emission-Spektroskopie oder Auger-Analyse können dazu eingesetzt werden, selbst ausserordentlich geringe Mengen Schwefel oder durch Schwefel verursachte Effekte festzustellen.
Ausgezeichnetes Betriebsverhalten wurde in jenen Fällen beobachtet, in welchen die Beschichtung und/oder die Oberfläche des Substrats geringe Mengen, z. B. mehr als 0, 1 Gew.-%, an Schwefel, Selen, Tellur und/oder Phosphor enthält. Es wird vorausgesetzt, dass keine wesentlichen Mengen dieser Materialien vorliegen dürfen, welche die Verwendung der beschichteten Körper für bestimmte Zwecke, z. B. verschleissfeste Schneid-Einsätze, nachteilig beeinflussen können.
Nachstehend werden einige Beispiele angeführt, um die verschiedenen Bedingungen zu beschreiben, unter welchen die erfindungsgemässen Aluminiumoxydbeschichtungen hergestellt werden können.
Es werden auch die Resultate von Testversuchen angeführt, die mit erfindungsgemäss beschichteten Körpern durchgeführt wurden. Schliesslich soll hervorgehoben werden, dass der Schutzumfang der Erfindung auch Beschichtungen umfasst, die aus andern keramischen Oxyden als Aluminiumoxyd und aus andern verschleissfesten Verbindungen bestehen, die keramische Oxyde in Form von festen Lösungen od. dgl. enthalten und aus der Gasphase auf eine der vorstehend beschriebenen ähnliche Weise abgeschieden und hergestellt werden können. Ein verbessertes Betriebsverhalten auf Grund einer optimierten Zugabe von Schwefel oder andern entsprechenden Elementen konnte auch in diesen Fällen beobachtet werden.
Die Erfindung wird an Hand der nachstehenden Beispiele zusätzlich erläutert. Es wird jedoch betont, dass die Erfindung keineswegs auf die in den Beispielen angeführten Einzelheiten eingeschränkt ist.
Beispiel 1 : Die Beschichtung mit einer TiC-Zwischenschicht wird in einem Reaktor vorgenommen, dessen wesentliche Bestandteile aus Inconel-Legierung bestehen (Inconel : 80% Ni, 14% Cr, 6% Fe).
In diesem Reaktionsgefäss werden 3000 gesinterte Sinterkarbideinsätze auf 1000 C erhitzt. Die zu beschichtenden Einsätze sind nach ISO-Norm M20 hergestellt und enthalten kubische Karbideund WC.
Die Einsätze werden auf siebartige Platten aufgelegt, die einen guten Kontakt mit dem umgebenden Gas gewährleisten. Das Gas, welches aus einem auf herkömmliche Weise hergestellten Gemisch aus 10 Vol. -% Tiel4, 8 Vol. -% eH4 und 82 Vol.-% H besteht, wird in das Reaktionsgefäss über eine einzige Zuleitung zugeführt. Der Druck im Reaktionsgefäss wird durch Absaugen des Gases aus dem Reaktionsgefäss mittels einer Vakuumpumpe, die gegen korrosive Reaktionsprodukte, wie z. B. HC1, mit Hilfe einer Kühlfalle mit flüssigem Stickstoff, die in Strömungsrichtung vor der Pumpe angeordnet ist, geschützt ist, auf 2 kPa gehalten. Dadurch wird in der Charge eine lineare Gasströmungs-Geschwindigkeit von 1 m/s erhalten.
Die Einsätze werden 2 h lang so behandelt.
Als Resultat der Behandlung wird eine feinkörnige, dichte TiC-Beschichtung mit etwa 2 11m Dicke erhalten. Die Menge an versprödender n-Phase ist auf Grund der Dekarburierung (Frischung) sehr gering.
In einem getrennten, zweiten Schritt werden die 3000 Einsätze in einer Vorrichtung behandelt, die der vorstehend beschriebenen annähernd ähnlich ist, wobei jedoch das Gas-System so modifi-
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Gasströmungs-Geschwindigkeit von 5 m/s eingehalten. Nach einer Beschichtungsdauer von 3 h wird eine 3 11m dicke Schicht aus Al203 auf den mit TiC beschichteten Sinterkarbid-Einsätzen erhalten.
Die Bindung zwischen der Al -Schicht und der TiC-Schicht ist gut und es entsteht fast keine versprödende n-Phase. Einige der Sinterkarbid-Einsätze derselben Art und Qualität, die jedoch nicht mit TiC beschichtet sind, erhalten im Verlauf des gleichen Beschichtungsvorganges mit
Al203 eine 15 11m dicke, poröse und nicht gut haftende Schicht von Al2O3.
Eine Schneid-Prüfung wird in Form von kontinuierlichem Drehen von Gusseisen SIS 0125 (Zusammensetzung C = 3, 48%, Si = 1, 5%, Mn = 0, 7%, HB 220) unter folgenden Bedingungen vorgenommen :
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<tb>
<tb> Schneidgeschwindigkeit <SEP> : <SEP> 200 <SEP> m/min
<tb> Zufuhrgeschwindigkeit <SEP> : <SEP> 0,3 <SEP> mm/U
<tb> Schnittiefe <SEP> : <SEP> 2 <SEP> mm
<tb> Type <SEP> des <SEP> Einsatzes <SEP> : <SEP> SPUN <SEP> 120308
<tb>
Die Standzeit des Werkzeuges, gemessen an gängigen Normen, wird wie folgt geschätzt :
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<tb>
<tb> Qualitätsgrad <SEP> entsprechend <SEP> Standzeit <SEP> der <SEP> Einsätze <SEP> in <SEP> min
<tb> 1 <SEP> ISO <SEP> M20, <SEP> unbeschichtet <SEP> 6, <SEP> 6 <SEP> (Norm)
<tb> 2 <SEP> ISO <SEP> M20, <SEP> nur <SEP> TiC-Schicht <SEP> mit
<tb> 4 <SEP> 11m <SEP> Dicke <SEP> 20,3 <SEP> (Norm)
<tb> 3 <SEP> ISO <SEP> M20 <SEP> TiC+Al2O3-Schicht
<tb> (je <SEP> 2 <SEP> + <SEP> 2 <SEP> tun) <SEP> 30, <SEP> 3 <SEP> (ohne <SEP> H2S)
<tb> 4 <SEP> ISO <SEP> M20 <SEP> TiC <SEP> + <SEP> Al2 <SEP> Og-Schicht
<tb> mit <SEP> H2S <SEP> (2 <SEP> + <SEP> 3 <SEP> go) <SEP> 48,7 <SEP>
<tb> 5 <SEP> ISO <SEP> M20 <SEP> nur <SEP> Al203 <SEP> -Schicht <SEP> 8 <SEP> (ohne <SEP> H2S)
<tb>
Aus diesen Ergebnissen geht hervor, dass der erfindungsgemäss hergestellte Einsatz (Nr. 4 in der vorstehenden Tabelle) im Vergleich zu den übrigen Einsätzen eine überlegene Standzeit besitzt.
Beispiel 2 : Proben-Gruppe (a)
Diese Proben-Gruppe wird auf ähnliche Weise wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt, jedoch mit folgenden Unterschieden :
1. Die Titancarbid-Schicht und die Aluminiumoxyd-Schicht werden ohne Abkühlung zwischen den einzelnen Verfahrensschritten abgeschieden.
2. Eine 4 m dicke TiC-Schicht wird unter folgenden Bedingungen abgeschieden :
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<tb>
<tb> Gasströmungs-Geschwindigkeit <SEP> 1 <SEP> m/s <SEP> Gas-Zusammensetzung <SEP> : <SEP>
<tb> Temperatur <SEP> 1020 C <SEP> CH4 <SEP> 4%
<tb> Druck <SEP> 7 <SEP> kPa <SEP> TiCl4 <SEP> 4%
<tb> Zeitdauer <SEP> 7 <SEP> h <SEP> H2 <SEP> Rest
<tb>
3. Eine 1 11m dicke Al2O3-Schicht wird unter folgenden Bedingungen abgeschieden :
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<tb>
<tb> Gasströmungs-Geschwindigkeit <SEP> 3 <SEP> m/s <SEP> Gas-Zusammensetzung <SEP> : <SEP>
<tb> Temperatur <SEP> 1030 C <SEP> H2S <SEP> 0, <SEP> 07% <SEP>
<tb> Druck <SEP> 7 <SEP> kPa <SEP> CO2 <SEP> 5 <SEP> %
<tb> Zeitdauer <SEP> 3 <SEP> h <SEP> Hel <SEP> 2 <SEP> %
<tb> AlCl3 <SEP> 2 <SEP> %
<tb> H2 <SEP> Rest <SEP>
<tb>
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4.
Substrat-Zusammensetzung : WC 86 Gew.-%, kubische Karbide (TiC, TaC, NbC) 9 Gew.-%,
Rest Co.
Es werden nur geringe Mengen an n-Phase erhalten.
Proben-Gruppe (b) Die Einsätze wurden unter ähnlichen Bedingungen mit H2S, jedoch bei einer Beschichtungs-
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der Einsätze wird unter diesen Bedingungen jedoch eine Beschichtungsdicke von 2 bis 8 11m Along erhalten.
Vergleichsprüfung :
In einen vergleichenden, mit Unterbrechungen durchgeführten Fertigbearbeitungs-Vorgang [Werkstück Stahl SIS (Swedish International Standard) 2541] : Zusammensetzung : C = 0, 36,
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Breite) wird folgender Test durchgeführt :
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<tb>
<tb> Schneidgeschwindigkeit <SEP> 300 <SEP> m/min
<tb> Schnittiefe <SEP> 1,0 <SEP> mm
<tb> Zuführungsgeschwindigkeit <SEP> 0, <SEP> 15 <SEP> mm
<tb>
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Vergleich zwischen den beiden Gruppen ziehen zu können.
Die relative Standzeit für nach (a) hergestellte Einsätze wird willkürlich mit dem Wert 10 versehen.
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<tb>
<tb> Geprüfter <SEP> Substrat <SEP> Standzeit
<tb> Einsatz <SEP> (Sinterkarbid-Qualität) <SEP> (relativ) <SEP>
<tb> (a) <SEP> s. <SEP> vorstehend <SEP> (erfindungsgemäss) <SEP> 10
<tb> (b) <SEP> wie <SEP> bei <SEP> (a) <SEP> (erfindungsgemäss) <SEP> 9
<tb> (c) <SEP> wie <SEP> bei <SEP> (a) <SEP> (erfindungsgemäss) <SEP> 6
<tb> (d) <SEP> wie <SEP> bei <SEP> (a) <SEP> (erfindungsgemäss) <SEP> 8
<tb> (e) <SEP> wie <SEP> bei <SEP> (a) <SEP> (annähernd, <SEP> vgl. <SEP> Beispiel <SEP> 2,
<tb> US-PS <SEP> Nr. <SEP> 4, <SEP> 180, <SEP> 400) <SEP> 8
<tb> (f) <SEP> wie <SEP> bei <SEP> (a) <SEP> (annähernd, <SEP> vgl. <SEP> Beispiel <SEP> 2,
<tb> US-PS <SEP> Nr.
<SEP> 4, <SEP> 180, <SEP> 400) <SEP> 6
<tb> (g) <SEP> wie <SEP> bei <SEP> (a) <SEP> (aber <SEP> ohne <SEP> Beschichtung) <SEP> 3
<tb> (h) <SEP> Referenz, <SEP> wie <SEP> (a) <SEP> aber <SEP> ohne <SEP> Beschichtung
<tb>
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durchgeführt. Die Zusammensetzung des Gases ist 5% CO2, 2% AlCl3, 2% HCl, Rest H, während des Abscheidungsvorganges wird jedoch eine variable Menge HS zugesetzt. Die Wachstumsgeschwindigkeit der sich ausbildenden Alz 03 -Schicht in (im/h wird bei verschiedenen Mengen HS gemessen.
Die Ergebnisse sind in Fig. 3 dargestellt. Es ist zu beachten, dass die Wachstumsrate schon bei kleinen Mengen an zugegebenem HS stark wächst und dass die optimale Wachstumsgeschwindigkeit bei grösseren an H2S erzielt wird.
Beispiel 5 : Einsätze mit einer Oberflächenzone aus y-Phase werden nach folgendem Verfahren hergestellt :
Das Substrat wird nach Beispiel 1 gewählt.
Die Einsätze werden in einer Stickstoffatmosphäre (Druck 5 kPa) bei 1410 C 30 min lang behandelt (Graphit im Brennofen) und dann abgekühlt. In der Oberflächenzone der Einsätze wurden Körper aus y-Phase in einem kontinuierlichen Bereich von 0, 5 bis 2 um Dicke angereichert.
Diese Einsätze werden auf vier verschiedene Arten mit Alo2O3 (a) und (b) oder TiC + Al2O3 (c) und (d)] beschrieben.
(a) tmit 5 gm A'203 nach Beispiel 3 (a), wobei jedoch die Dauer der Abscheidung um etwa
70% und die Menge an HC1 auf 3,5% erhöht wird.
(b) Mit 5 11m A1203, jedoch ohne HS [Abscheidung wie in Beispiel 3 (d)], die Dauer der
Abscheidung wird um 70% und der Gehalt an HC1 auf 3,5% erhöht.
(c) Die Beschichtung mit Alzo wird gemäss (a) vorgenommen, es wird jedoch eine sehr dün- ne TiC-Schicht (0, 2 IJ. m) unmittelbar unter der Al Og-Schicht aufgebracht. Die TiC- -Schicht wird gemäss Beispiel 2 aufgebracht, die Dauer der Abscheidung wird jedoch auf 1 h erhöht.
(d) TiC-Schicht wie in (c), Al Og-Schicht wie in (b).
In den Oberflächenzonen ist keine versprödende n-Phase festzustellen. Die Einsätze werden an Gusseisen des in Beispiel 1 beschriebenen Typs geprüft. Es werden ähnliche Ergebnisse erzielt, die Standzeit nimmt jedoch in der Reihenfolge (c), (a), (d) und (b) ab.
Die Einsätze, die unter Verwendung eines Gases ohne Gehalt an H2S hergestellt wurden, wiesen verhältnismässig dickere Al2O3-Beschichtungen in den Kanten-Bereichen auf, was einen raschen Verschleiss der Freiflächen verursacht. Andererseits weisen die Einsätze nach (a) und (c) sehr gleichmässige Schichten von Alzo über die gesamte Beschichtung hin auf.
Beispiel 6 : Es wurde die in Beispiel beschriebene Vorrichtung für die Abscheidung verwendet, 800 Einsätze des Typs TNMM 120308 mit einem Substrat aus Sinterkarbid gemäss ISO-Norm M20 wur-
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den in zwei Gruppen geteilt und mit und ohne Einsatz von H2S beschichtet. In Gruppe (a) wurde H2S zugegeben, in Gruppe (b) wurden die Einsätze auf die gleiche Weise beschichtet, die Zusammensetzung des Beschichtungs-Gases wies jedoch kein H., S auf.
Nachstehend werden die Bedingungen für Gruppe (a) angeführt :
Nach Erhitzen in H2 wurden die Einsätze unter folgenden Bedingungen mit einer 5 11m dicken TiC-Schicht überzogen :
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<tb>
<tb> Temperatur <SEP> : <SEP> 1030 C <SEP> Gas-Zusammensetzung:
<tb> Druck <SEP> : <SEP> 7 <SEP> kPa <SEP> TiCl4 <SEP> 4%
<tb> Zeitdauer <SEP> : <SEP> 7h <SEP> CH <SEP> 4% <SEP>
<tb> Gasströmungs-
<tb> -Geschwindigkeit: <SEP> 1 <SEP> m/s <SEP> H2 <SEP> Rest
<tb>
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5Al20 3 -Schicht von etwa 1 11m Dicke.
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<tb>
<tb> Temperatur <SEP> : <SEP> 1030 C <SEP> Gas-Zusammensetzung:
<tb> Druck <SEP> : <SEP> 7 <SEP> kPa <SEP> All <SEP> 3 <SEP> 2% <SEP>
<tb> Zeitdauer <SEP> : <SEP> 6 <SEP> h <SEP> HC1 <SEP> 2%
<tb> Gasströmungs- <SEP> CO2 <SEP> 5%
<tb> - <SEP> Geschwindigkeit <SEP> :
<SEP> 4 <SEP> m/s <SEP> H2S <SEP> 0, <SEP> 025% <SEP>
<tb> TiCl4 <SEP> 0,025%
<tb> H2 <SEP> Rest
<tb>
Nach beendeter TiC-Ablagerung wird ein Zeitraum von 0, 5 h vergehen gelassen, bevor mit der Al2O3-Abscheidung begonnen wird.
Die Abscheidung aus Al2 03 wurde mit einem gesonderten Verfahrensschritt beendet, in dessen
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<tb>
<tb>
2 <SEP> (imTemperatur <SEP> : <SEP> 1030'C <SEP> Gas-Zusammensetzung <SEP> : <SEP>
<tb> Druck <SEP> : <SEP> 7 <SEP> kPa <SEP> TiCl4 <SEP> 4%
<tb> Zeitdauer: <SEP> 0,5 <SEP> h <SEP> N2 <SEP> 48%
<tb> Gasströmung-
<tb> - <SEP> Geschwindigkeit <SEP> : <SEP> 2 <SEP> m/s <SEP> H2 <SEP> 48%
<tb>
Eine mikroskopische Untersuchung ergab, dass die Einsätze der Gruppe (a) eine wesentlich gleichmässigere Verteilung der Al203-Schicht aufweisen als die Einsätze der Gruppe (b).
Ein kontinuierlicher Schneidevorgang wurde an einem Werkstück der Norm SFK 25 B mit der
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folgenden Bedingungen durchgeführt :
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<tb>
<tb> Schneidgeschwindigkeit <SEP> : <SEP> 220 <SEP> m/min
<tb> Zuführungsgeschwindigkeit <SEP> : <SEP> 0, <SEP> 36 <SEP> mm/U <SEP>
<tb> Schnittiefe <SEP> : <SEP> 2 <SEP> mm
<tb>
Die gemäss gegenwärtigen Normen ermittelte Standzeit (relativ) beträgt (a) 1, 3 (b) 1, 0
Beispiel 7 : Die Einsätze werden nach Beispiel 6 hergestellt, es wird jedoch nicht die 0, 2 fim dicke TiN-Schicht abgelagert. Der Unterschied zwischen den Einsätzen der Gruppe (a) und (b) ist der gleiche wie in Beispiel 6.
Die Einsätze werden an Gusseisen des in Beispiel 1 beschriebenen Typs unter folgenden Schneidbedingungen geprüft :
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<tb>
<tb> Schneidgeschwindigkeit <SEP> : <SEP> 200 <SEP> m/min
<tb> Zuführungsgeschwindigkeit <SEP> : <SEP> 0, <SEP> 3 <SEP> mmlU <SEP>
<tb> Schnittiefe <SEP> : <SEP> 2 <SEP> mm <SEP>
<tb> Typ <SEP> des <SEP> Einsatzes <SEP> : <SEP> SPUN <SEP> 120308
<tb>
Die gemäss gegenwärtig geltenden Normen ermittelte relative Standzeit beträgt : (a) 1, 7 (b) 1, 0
Beispiel 8 :
Einsätze werden nach Beispiel 2 (a) hergestellt, jedoch mit der Ausnahme, dass 0, 5 11m TiN unmittelbar nach der Beschichtung mit TiC unter den in Beispiel 6 angeführten Bedingungen abgeschieden werden.
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:0, 05% H2Se versetzt (und die Menge an H., S entsprechend verringert).
Beispiel 11 : Die folgenden Abscheidungsbedingungen werden bei einem Beschichtungsversuch in einem Steilrohrofen mit einer lichten Weite von 4 cm eingehalten :
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<tb>
<tb> Temperatur <SEP> : <SEP> 10000e <SEP>
<tb> Druck <SEP> : <SEP> 7 <SEP> kPa
<tb> Zeitdauer <SEP> : <SEP> 30 <SEP> min
<tb> CO <SEP> : <SEP> 200 <SEP> cm3 <SEP> Imin <SEP> NTP
<tb> H2 <SEP> : <SEP> 200 <SEP> cm3 <SEP> Imin <SEP> NTP
<tb> AlClg <SEP> : <SEP> 0, <SEP> 8 <SEP> cmVmin <SEP> NTP
<tb> H2S <SEP> : <SEP> 0, <SEP> 2% <SEP> (a)
<tb> H2S <SEP> : <SEP> 0, <SEP> 0% <SEP> (b)
<tb>
Das Substrat war gleich dem in Beispiel 1 beschriebenen. Es wurde keine Zwischenschicht aus TiC abgelagert.
Eine Schneidprüfung ergab ähnliche Ergebnisse in zwei Fällen, einem mit und einem ohne
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Die Verteilung der Schicht um die Einsätze herum ist gleichmässiger, wenn H, S zugegeben wird.
Beispiel 12 : Einsätze werden ähnlich wie in Beispiel 6 beschrieben beschichtet, jedoch mit der Ausnahme, dass dem Gasgemisch während der'stündigen Abscheidungsdauer von Al., 0.. kein TiCl4 zudosiert wird. Es werden Einsätze des Typs SPUN 120308 eingesetzt.
Eine ähnlich wie in Beispiel 6 beschrieben durchgeführte Schneidprüfung, bei der die Zuführungsgeschwindigkeit jedoch 0, 45 mm/U betrug, ergab folgende Resultate :
Bei den Einsätzen der Gruppe (a) betrug die relative Standzeit 1, 2 im Vergleich zu den Einsätzen der Gruppe (b), bei welcher dem Gasgemisch kein HLS zugegeben wurde und deren relative Standzeit 1, 0 betrug.
Eine mikroskopische Untersuchung ergab, dass die Einsätze der Gruppe (a) wesentlich gleichmässiger verteilte Schichten um die Einsätze aufwiesen als die Einsätze der Gruppe (b).
Beispiel 13 : Einsätze werden nach Beispiel 2 beschichtet, an Stelle der Zwischenschicht aus TiC wird jedoch nach einem bekannten Verfahren eine solche aus NbC aufgebracht. Die Einsätze werden mit NbC in einem getrennten Verfahrensschritt beschichtet und danach abgekühlt.
Beispiel 14 : Einsätze der Gruppe (c) werden ähnlich Beispiel 12 beschichtet.
Substrat : ISO Norm P 40, Einsatz-Typ TNMM 160408.
Bei einer Schneid-Dreh-Prüfung unter Einsatz eines Werkstückes aus SKF 25 B (s. Beispiel 6) wurden folgende Arbeitsbedingungen eingehalten :
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<tb>
<tb> Zuführungsgeschwindigkeit: <SEP> 0,36 <SEP> mm/U <SEP>
<tb> Schnittiefe <SEP> : <SEP> 2 <SEP> mm <SEP>
<tb> Schneidgeschwindigkeit <SEP> : <SEP> 200 <SEP> m/min
<tb>
Es wurden folgende Einsätze geprüft :
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(a) Einsätze mit TiC-Beschichtungen von etwa 5 11m Dicke GC 135 = handelsübliche Qualität der Firma Sandvik.
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Beschichtung aus TiC (vgl. (a)).
(c) Einsätze gemäss diesem Beispiel.
Erzielte Standzeiten : (a) 10 min (b) 13 min (c) 20 min
Beispiel 15 : Keramische Einsätze werden nach Beispiel 5 beschichtet. Es werden auffallend gleichmässig verteilte Schichten von Al 203 erhalten.
Beispiel 16 : Einsätze werden nach Beispiel 2 (a) beschichtet, jedoch mit der Ausnahme, dass die Strömungsgeschwindigkeit von CH nach der Abscheidung von TiC um den Faktor 4 erhöht wird, um während des Schrittes der Abscheidung von Al ein Strömungsvolumen von etwa 5% CH zu erzielen.
Nach Beispiel 2 hergestellte Einsätze ergeben einen hohen Prozentsatz Alpha-Modifikation von
Al2 03 (mehr als 90% der Oberfläche). Nach Beispiel 16 hergestellte Einsätze ergeben nur 1 bis 75% Alpha-Modifikation, Rest Kappa-Modifikation.
In einer ähnlich Beispiel 2 durchgeführten Schneidprüfung werden folgende Ergebnisse erzielt :
Relative Standzeiten : (a) 1, 0 (a) wie Beispiel 2 (b) 0, 45 (b) wie Beispiel 2 (c) 1, 2 Beispiel 16
Bei ähnlichen Prüfungen, in deren Verlauf während der Beschichtung mit Al203 gasförmiges H2 S zugegeben wurde, wurden ungleichmässig verteilte Überzugsschichten erhalten, wesentlich grö- ssere Mengen, d. h. mehr als 50%, des Al,, 03 lagen jedoch in Kappa-Form vor, was aus den in US-PS Nr. 4, 180, 400 beschriebenen Gründen von Vorteil ist.
Beispiel 17 : Einsätze werden ähnlich Beispiel 16 beschichtet, mit der Ausnahme, dass dem zugeführten Gasgemisch etwa 4% Tical, zugegeben werden.
Beispiel 18 :
Probengruppe (a)
In einem Reaktionsgefäss, dessen wesentliche Bestandteile aus Inconel-Legierung bestanden, wurde die Beschichtung mit einer Zwischenschicht aus TiC durchgeführt.
In diesem Reaktionsgefäss wurden 3000 Sinterkarbideinsätze auf 1020 C erhitzt. Die zu beschich-
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bestand und auf herkömmliche Weise hergestellt worden war, wurde in das Reaktionsgefäss durch eine einzige Leitung eingebracht. Der Druck im Reaktionsgefäss wurde durch Absaugen des Gases aus dem Reaktionsgefäss mittels einer mit Hilfe einer Kühlfalle mit flüssigem Stickstoff, die strom-
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mungsgeschwindigkeit von 1 m/s in der Charge erzielt.
Die Behandlung wurde 7 h lang vorgenommen.
Als Resultat der Behandlung wurde eine feinkörnige, dichte TiC-Schicht von etwa 4 11m Dicke erhalten. Die Menge versprödeter n-Phase ist auf Grund der Dekarburierung (Entkohlung) sehr gering.
Die 3000 Einsätze wurden in der gleichen Vorrichtung wie vorstehend beschrieben weiterbehan-
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Die Bindung zwischen der Al2 03 -Schicht und der TiC-Schicht war gut und es hatte sich fast keine versprödende n-Phase in der Grenzschicht, der Sinterkarbid-TiC-Schicht, gebildet.
Kleine Mengen an CoP unterhalb und/oder innerhalb der Al2 03 -Schicht wurden optisch und mittels Röntgenstrahl-Diffraktion identifiziert. Eine Reduktion des Gehaltes an pel3 auf nur 0, 035 Vol.-% bewirkt, dass kein Co2P gebildet wird.
Probengruppe (b)
Unter ähnlichen Bedingungen während eines Zeitraums von 8 h ohne Einsatz von PCL beschichtete Einsätze wiesen eine Al2 03 -Schicht von 1 11m Dicke auf. An den Kanten der Einsätze wurde jedoch eine Beschichtungsdicke von 2 bis 8 11m Al203 erhalten.
Vergleichsprüfung :
In einem vergleichenden, mit Unterbrechungen durchgeführten Fertigbearbeitungsvorgang mit
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wurde eine Prüfung unter folgenden Bedingungen vorgenommen :
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<tb>
<tb> Schneidgeschwindigkeit <SEP> : <SEP> 300 <SEP> m/min
<tb> Schnitttiefe <SEP> : <SEP> 1, <SEP> 0mm <SEP>
<tb> Zuführungsgeschwindigkeit <SEP> : <SEP> 0, <SEP> 15 <SEP> mm <SEP>
<tb>
Dieser Arbeitsgang wurde als paarige doppelte Vergleichsprüfung mit den erfindungsgemässen Einsätzen der Probengruppe (a) und den Einsätzen der Gruppe (b) vorgenommen und ergab folgende relative Standzeitwerte : (a) 1, 0 (b) 0, 5
Beispiel 19 : Einsätze wurden ähnlich wie in Beispiel 18 beschrieben hergestellt, mit dem einzigen Unterschied, dass an Stelle von pel3 PH 3 eingesetzt wurde.
Es wurden ähnliche Ergebnisse erzielt.
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einer Menge von 0, 1 Vol.-% PC13 wodurch eine Zwischenschicht von etwa 1 im eo 2 P unterhalb der AI. 0,-Schicht erhalten wurde.
Die Erfindung ist keineswegs auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, innerhalb des Schutzumfanges und ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen sind Änderungen und Modifizierungen möglich.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Beschichtung von Sinterkarbiden oder Keramikmaterialien mit einem kerami- schen Oxyd, insbesondere Aluminiumoxyd, wobei das Substrat bei hohen Temperaturen mit einem Gas in Berührung gebracht wird, das ein oder mehrere Halogenide des (der) die keramischen Oxyde bildenden Metalle (s) und ein Hydrolyse-und/oder Oxydations-Mittel enthält, dadurch gekennzeichnet, dass dem Gas Phosphor, Schwefel, Selen und/oder Tellur, insbesondere in Form von Verbindungen dieser Elemente, z. B. mit Wasserstoff oder Halogen, zugegeben wird, wobei bei der Herstellung von Aluminiumoxydschichten dem Gas gegebenenfalls zusätzlich Methan zugesetzt wird.