AT500171A1

AT500171A1 - METHOD FOR PRODUCING A DIAMOND-COATED COMPONENT

Info

Publication number: AT500171A1
Application number: AT0142503A
Authority: AT
Inventors: Doris Dr Steinmueller-Nethl; Detlef Dr Steinmueller; Guenter Dr Denifl
Original assignee: Physikalisches Buero Steinmuel
Priority date: 2003-09-10
Filing date: 2003-09-10
Publication date: 2005-11-15
Also published as: AT500171B8; AT500171B1

Description

•Patentanwälte• Patent attorneys

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines diamantbeschichteten Bauteils, insbesondere eines Zerspanungswerkzeuges, welches ein mit der Diamantschicht zu versehendes Hartmetallsubstrat aufweist, wobei eine Oberflächenregion der zu beschichtenden Oberfläche des Hartmetallsubstrats vor der Diamantbeschichtung vorbehandelt wird und diese Vorbehandlung einen nasschemischen Ätzprozess zur Entfernung von Bindermaterial des Hartmetallsubstrats aus der Oberflächenregion des Hartmetallsubstrats umfasst.The invention relates to a method for producing a diamond-coated component, in particular a cutting tool, which has a carbide substrate to be provided with the diamond layer, wherein a surface region of the surface to be coated of the cemented carbide substrate is pretreated before the diamond coating and this pretreatment is a wet chemical etching process for removing binder material of the Carbide substrate from the surface region of the cemented carbide substrate comprises.

In den letzten Jahren haben sich Bauteile, insbesondere Werkzeuge, mit künstlichen Diamantschichten zur spanenden bzw. spanlosen Umformung zu bearbeitender Werkstoffe in der Werkzeugindustrie zur Steigerung der Performance etabliert. Generell werden polykristalline Diamantschichten mit grob- oder nanokristalliner Struktur mittels CVD (Chemical vapour deposi-tion)-Verfahren aus der Gasphase aus atomarem Wasserstoff und einem Kohlenstoffprecursor (teilweise mit geringer Beimengung eines weiteren Gases) abgeschieden. Üblicherweise werden für die Abscheidung der CVD-Diamantschichten Heißdraht- bzw. Mikrowellenplasmaverfahren angewandt. Die Schichtdicken der CVD-Diamantdünnfilme liegen im Bereich von typischerweise 1-30 pm.In recent years, components, in particular tools, with artificial diamond layers for cutting or non-cutting forming materials to be machined in the tool industry have been established to increase performance. Generally, polycrystalline diamond films of coarse or nanocrystalline structure are deposited by CVD (Chemical vapor deposition) method from the gas phase of atomic hydrogen and a Kohlenstoffprecursor (sometimes with a small addition of another gas). Usually, hot-wire or microwave plasma processes are used for the deposition of the CVD diamond films. The layer thicknesses of the CVD diamond thin films are in the range of typically 1-30 pm.

Beispielsweise geht die Herstellung von Diamantschichten aus folgenden Veröffentlichungen hervor: EP 0 297 845 und US 5,378,285 (Plasmaverfahren), US 6,383,288 und JP 2092895 (Hot Filament-Verfahren), EP 0 297 845 A1 und US 6,200,652 (Hybrid-Verfahren). Ein Verfahren zur Herstellung von Diamantschichten geht auch aus der AT 399 726 B hervor (bei den in dieser Schrift genannten Bedingungen werden Diamantschichten gebildet, obwohl in dieser Schrift von diamantartigen Kohlenstoffschichten die Rede ist).For example, the production of diamond layers is shown in the following publications: EP 0 297 845 and US 5,378,285 (plasma process), US Pat. No. 6,383,288 and JP 2092895 (hot filament process), EP 0 297 845 A1 and US Pat. No. 6,200,652 (hybrid process). A method for the production of diamond layers is also evident from AT 399 726 B (diamond layers are formed in the conditions mentioned in this document, although in this document the term refers to diamond-like carbon layers).

Von Diamantschichten zu unterscheiden sind dagegen diamantartige Kohlenstoffschichten. Herstellung und Eigenschaften von diamantartigen Kohlenstoffschichten sind beispielsweise behandelt in: „Development and Status of Diamondlike Carbon“, Alfred Grill und Bernard S. Meyerson in „Synthetic Diamond: Emerging CVD Science and Technology“, Karl E. Spear and John P. Dismukes, John Wiley & Sons, Inc. 1994. Diamantartige Kohlenstoffschichten bestehen im Gegensatz zu polykristallinen Diamantschichten aus im wesentlichen amorphem Kohlenstoff, wobei diese Schichten eine relativ große Härte aufweisen (daher auch die Bezeichnung „diamantartig“).By contrast, diamond-like carbon layers are to be distinguished from diamond layers. Fabrication and properties of diamond-like carbon films are discussed, for example, in "Development and Status of Diamondlike Carbon," Alfred Grill and Bernard S. Meyerson in "Synthetic Diamond: Emerging CVD Science and Technology," Karl E. Spear and John P. Dismukes, John Wiley & Sons, Inc. 1994. Diamond-like carbon layers, in contrast to polycrystalline diamond layers, consist of substantially amorphous carbon, these layers having a relatively high hardness (hence the term "diamond-like").

Als Substratmaterialien, insbesondere für Hochleistungswerkzeuge zur spanenden Bearbeitung (z.B. rotierende Bohr- oder Fräswerkzeuge, Wendeschneidplatten, etc.) bzw. zur spanlosen Umformung, werden üblicherweise Hartmetallmaterialien eingesetzt, welche für eine Performancesteigerung mit einer geeigneten Vorbehandlung präpariert, und anschließend mit den oben erwähnten CVD-Verfahren mit Diamant beschichtet werden. Diese Substratmaterialien bestehen aus Karbiden (z.B. Wolframkarbid) mit Korngrößen von üblicherweise 0,3 pm (Ultrafeinstkornsorten) bis 2 pm (Grobkornsorten), welchen teilweise geringe Mengen an Zusatzkarbiden (z.B. Titankarbid, Tantalniobkarbid, Chromkarbid, Vanadiumkarbid) zugesetzt werden können und die in einer metallischen Matrix, typischerweise Kobalt und/oder Nickel- und/oder Eisen eingebettet sind. Beispielsweise werden z.B. Werkzeuge für zerspanende Bearbeitungsvorgänge aus Wolframkarbid mit 3- 15% Gewichts% Kobaltbindermaterial (WC/Co) angefertigt. Die Oberflächengüte von diversen Flächen auf Werkzeugen richtet sich nach Anwendungsfall. Meist ist die Oberfläche des Hartmetallsubstrats geschliffen, evtl, zusätzlich poliert. Manchmal wird auch die gesinterte Oberfläche (ohne Schleif- und Polierschicht) eingesetzt.As substrate materials, in particular for high-performance tools for machining (eg rotary drilling or milling tools, indexable inserts, etc.) or for non-cutting forming, carbide materials are usually used, which prepares for a performance increase with a suitable pre-treatment, and then with the above-mentioned CVD Process can be coated with diamond. These substrate materials consist of carbides (eg tungsten carbide) with grain sizes of usually 0.3 pm (ultrafine grain grades) to 2 pm (coarse grains), to which small amounts of additional carbides (eg titanium carbide, tantalum niobium carbide, chromium carbide, vanadium carbide) can be added metallic matrix, typically cobalt and / or nickel and / or iron are embedded. For example, e.g. Tungsten carbide cutting tools made with 3-15% weight% cobalt binder (WC / Co). The surface quality of various surfaces on tools depends on the application. Most of the surface of the carbide substrate is ground, possibly, additionally polished. Sometimes the sintered surface (without sanding and polishing layer) is used.

Signifikant für ein optimales Preis-Leistungsverhältnis von diamantbeschichteten Werkzeugen für die zerspanende Industrie im Vergleich zu unbeschichteten Werkzeugen ist eine ausreichende Haftung der Diamantschicht auf dem Substrat. Kommt es zu frühzeitigen Schichtabplat-zungen während des Einsatzes des beschichteten Werkzeuges, überwiegen die Kosten für die Fertigung des beschichteten Werkzeuges - höhere Maschinenrüst- und Einstellkosten, Stillstandszeiten von Maschinen und evtl. Verlust des bearbeiteten Bauteils - gegenüber dem Vorteil der prinzipiell höheren Standzeit eines diamantbeschichteten Werkzeuges.Sufficient adhesion of the diamond layer to the substrate is significant for an optimal price-performance ratio of diamond-coated tools for the cutting industry compared to uncoated tools. If there are too early Schichtabplat-tongues during use of the coated tool, outweigh the costs for the production of the coated tool - higher Maschinenrüst- and setting costs, downtime of machines and possibly loss of the machined component - over the advantage of the principle higher service life of a diamond-coated tool.

Es ist bekannt, die Oberflächenregion des zu beschichtenden Hartmetallsubstrats in mehreren Verfahrensschritten vorzubehandeln, um eine ausreichende Haftung der Diamantschicht auf dem Substrat zu erzielen. Bei dieser herkömmlichen Vorbehandlung wird in einem ersten Schritt eine Strahlung der Oberfläche mit einem Strahlmittel bzw. Strahlpulver durchgeführt, wobei hier eine Nassstrahlung, bei welcher das Strahlpulver in Wasser suspendiert ist, oder eine Trockenstrahlung durchgeführt werden. Als Strahlmittel bzw. Strahlpulver wird z.B. Edelkorund mit einer Körnung von 1 bis 50 pm eingesetzt. Eine solche Strahlung wird auch als "Mikrostrahlung" bezeichnet. Auch eine Strahlung der Oberfläche mit Wasser allein mit einem sehr hohen Strahldruck (bis zu ca. 105 MPa) wurde bereits vorgeschlagen (H.K. Tönshoff et al., Sur-face and Coating Technology 108-109 (1998) 543-550). Durch eine solche Strahlung wird die Oberfläche von Rückständen gereinigt und auch eine oberflächliche Ansammlung von Bindermaterial, beispielsweise Kobalt, zu welcher es beim Schleif- bzw. Polierprozess üblicherweise kommt, wird entfernt.It is known to pretreat the surface region of the hard metal substrate to be coated in several process steps in order to achieve sufficient adhesion of the diamond layer to the substrate. In this conventional pretreatment, in a first step, a radiation of the surface is carried out with a blasting agent or jet powder, in which case a wet radiation, in which the jet powder is suspended in water, or a dry radiation are carried out. As the blasting abrasive, e.g. Noble corundum with a grain size of 1 to 50 pm used. Such radiation is also referred to as " microradiation " designated. Also, radiation of the surface with water alone with a very high jet pressure (up to about 105 MPa) has already been proposed (H.K. Tönshoff et al., Sur-face and Coating Technology 108-109 (1998) 543-550). Such radiation cleans the surface of debris and also removes a superficial buildup of binder material, such as cobalt, which is commonly encountered in the grinding or polishing process.

Nach einer Reinigung der Werkzeuge erfolgt eine chemische Aufrauung der Oberfläche (damit wird eine Verbesserung der mechanischen Verzahnung der Diamantschicht auf den WC-After cleaning the tools, a chemical roughening of the surface occurs (thus improving the mechanical interlocking of the diamond layer on the WC).

Kristalliten erzielt) und eine nasschemische Entfernung des oberflächennahen Kobaltbindermaterials. Dieser Vorbehandlungsschritt kann durch einen ein- bzw. zweistufigen nasschemischen Ätzprozess erfolgen (siehe z.B. F. Deuerler et al., Diamond and Related Materials 5 (1996) 1478-1489).Crystallites achieved) and a wet-chemical removal of the near-surface cobalt binder material. This pretreatment step can be accomplished by a one or two step wet chemical etch process (see, e.g., F. Deuerler et al., Diamond and Related Materials 5 (1996) 1478-1489).

Es ist auch möglich, das Bindermaterial, beispielsweise Kobalt, an der Oberfläche elektrochemisch zu entfernen (Elektrolyt: z.B. 10% NaOH) und Kobalt in tiefer gelegenen Oberflächenregionen bzw. die WxCyCoz-Phasen werden durch einen zweiten nasschemischen Ätzprozess mit z.B. HCI:H202 (3%):H20 = 1:1:2 entfernt. Details hierzu gehen aus dem US-Patent US 5,650,059 A hervor.It is also possible to electrochemically remove the binder material, for example cobalt, at the surface (electrolyte: e.g., 10% NaOH) and cobalt in deeper surface regions, or the WxCyCoz phases are removed by a second wet chemical etching process with e.g. HCI: H 2 O 2 (3%): H 2O = 1: 1: 2 removed. Details of this can be found in US Pat. No. 5,650,059 A.

Durch den nasschemischen Ätzprozess und gegebenenfalls vorausgehenden elektrochemischen Ätzprozess ist die Oberflächenregion an Bindermaterial verarmt und das Gefüge aus der Hartstoffphase, beispielsweise Wolframkarbid (WC) bleibt zurück. Die typischen Werte für die Tiefe dieser Kobaltverarmungszone liegen im Bereich von 1 -15 pm und dieser Wert richtet sich primär nach verwendeten Ätzlösungen, deren Konzentrationen und der Ätzdauer. Das ver-sprödete Wolframkarbidgefüge bildet nun die Auflage für die Diamantschicht. Wichtig ist das richtige Ausmaß der Verarmung des Bindermaterials in der Oberflächenregion. Durch eine zu niedrige Verarmungszone besteht die Gefahr, dass sich im Anfangsstadium der Diamantbeschichtung ein graphitischer Interlayer bildet, welcher die Schichthaftung wesentlich reduziert. Eine zu starke Verarmung an Bindermaterial führt zu einer zu starken Versprödung des Hartmetalls in der Oberflächenregion, wodurch frühzeitige Schichtabplatzungen bzw. Hartmetallausbrüche mit weitergehenden Schichtabplatzungen hervorgerufen werden, insbesondere bei Schneidkanten.Due to the wet-chemical etching process and optionally preceding electrochemical etching process, the surface region is depleted of binder material and the structure of the hard material phase, such as tungsten carbide (WC) remains. The typical values for the depth of this cobalt depletion zone are in the range of 1-15 pm and this value depends primarily on etching solutions used, their concentrations and the etching time. The brittle tungsten carbide bond now forms the support for the diamond layer. Important is the correct extent of depletion of the binder material in the surface region. By too low depletion zone there is a risk that forms a graphitic interlayer in the initial stage of diamond coating, which significantly reduces the layer adhesion. Excessive depletion of binder material leads to excessive embrittlement of the cemented carbide in the surface region, which causes premature layer flaking or hard metal outbreaks with further layer flaking, in particular in the case of cutting edges.

Es folgt eine Bekeimung der Substratoberfläche mit Diamantpulver (typischerweise mittels einer Suspension aus Diamantpulver und einem Lösungsmittel z. B. Ethanol im Ultraschallbad). Dadurch werden extrem feine Diamantkeime auf der Oberfläche gesetzt, wodurch man ein homogenes und beschleunigtes Anfangswachstum der Diamantschicht bei der Beschichtung erhält (siehe z.B. Kasper 0. Schweitz et al., Diamond and Related Materials 5 (1996) 206-210 oder R.C. Mendes de Barros et al., Diamond and Related Materials 5 (1996) 1323-1332).This is followed by seeding of the substrate surface with diamond powder (typically by means of a suspension of diamond powder and a solvent, for example ethanol in an ultrasonic bath). As a result, extremely fine diamond nuclei are set on the surface, which gives a homogeneous and accelerated initial growth of the diamond layer in the coating (see, for example, Kasper 0. Schweitz et al., Diamond and Related Materials 5 (1996) 206-210 or RC Mendes de Barros et al., Diamond and Related Materials 5 (1996) 1323-1332).

Anschließend wird das Bauteil mit üblichen Diamantbeschichtungsverfahren (CVD-Heißdraht-bzw. Mikrowellenplasmaverfahren) mit nano- und/oder grobkörnigem Diamant beschichtet. Die Schichtdicken werden ja nach Anwendungsfall ausgewählt und bewegen sich typischenweise in der Größenordnung von 1 - 30 pm.Subsequently, the component is coated with conventional diamond coating methods (CVD hot wire or microwave plasma method) with nano- and / or coarse-grained diamond. The layer thicknesses are selected according to application and typically range in the order of 1 - 30 pm.

Obwohl durch eine solche herkömmliche Vorbehandlung, welche einen nasschemischen Ätzprozess des Hartmetallsubstrats umfasst, zu vergleichsweise gut haftenden Diamantschichten \.·\.*4..··..· : ·..· führt, wäre eine weitere Verbesserung der Haftung der Diamantschicht wünschenswert.Although such conventional pretreatment involving a wet-chemical etching process of the cemented carbide substrate results in comparatively well adhering diamond films, further improvement of the adhesion of the diamond film would be desirable ,

Daneben sind auch nicht gattungsgemäße Vorbehandlungen bekannt geworden, bei denen eine chemische Entfernung des Bindermaterials in der Oberflächenregion vermieden wird. Beispielsweise wurde die Aufbringung einer geeigneten Zwischensicht auf das Substrat vorgeschlagen, welche als Diffusionssperre für das Bindermaterial bei Beschichtungstemperaturen von ca. 700 bis 1000° Celsius fungiert (siehe z.B. US 4,707,384 A). Erhöhte Adhäsion der Diamantschicht wird auch z.B. im europäischen Patent EP 384 011 beschrieben, in der die Wolframkarbid-Kobaltoberfläche im Vorfeld der Beschichtung in Sauerstoff-(plus evtl. Wasserstoff)-Atmosphäre (Plasma) dekarbiturisiert, diese wiederum karbiturisiert und anschließend mit einer Hartstoffschicht (Diamant) beschichtet wird (siehe dazu auch US 6,268,045 A).In addition, non-generic pretreatments have become known in which a chemical removal of the binder material in the surface region is avoided. For example, it has been proposed to apply a suitable intermediate view to the substrate which acts as a diffusion barrier for the binder material at coating temperatures of about 700 to 1000 ° Celsius (see, for example, US 4,707,384 A). Increased adhesion of the diamond layer is also demonstrated e.g. in European Patent EP 384,011, in which the tungsten carbide cobalt surface in advance of the coating in oxygen (plus possibly hydrogen) atmosphere (plasma) decarbiturated, which in turn carburetted and then coated with a hard material layer (diamond) (see also US 6,268,045 A).

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass die Haftung der Diamantschicht auf dem Substrat maßgeblich erhöht wird. Erfindungsgemäß gelingt dies durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1.The object of the invention is to improve a method of the type mentioned in such a way that the adhesion of the diamond layer is significantly increased on the substrate. According to the invention, this is achieved by a method having the features of claim 1.

Durch die Strahlung der Oberfläche des Hartmetallsubstrats nach dem nasschemischen Ätzprozess zur Entfernung von Bindermaterial aus einer Oberflächenregion des Hartmetallsubstrats können durch die Ätzung gelockerte und damit ungenügend haftende Körner der Hartstoffphase (beispielsweise Wolframkarbid) von der versprödeten Oberflächenregion entfernt werden und die mechanische Verzahnung der Diamantschicht erfolgt somit auf einer stabileren Gefügeunterlage. Für die Strahlung kann ein Strahlmedium, welches ein Strahlmittel bzw. Strahlpulver, insbesondere Korund oder Siliziumkarbid, enthält, eingesetzt werden. Das Strahlmittel kann beispielsweise eine Körnung im Bereich 1 -150 pm aufweisen und der Strahldruck kann z.B. 0,5 bis 5 bar betragen. Die Strahldauer richtet sich nach der Größe der Substratoberfläche und liegt im Sekunden- bis Minutenbereich. Neben einer Nassstrahlung, bei der das Strahlpulver in einer Flüssigkeit, insbesondere Wasser suspendiert ist, kann auch eine Trockenstrahlung durchgeführt werden. Derartige Nass- oder Trockenstrahlungen mit einem Strahlpulver der angegebenen Körnung werden auch als Mikrostrahlungen bezeichnet.By the radiation of the surface of the cemented carbide substrate after the wet-chemical etching process for removing binder material from a surface region of the cemented carbide substrate, grains of the hard material phase (eg, tungsten carbide) loosened and thus insufficiently adhered by the etching can be removed from the embrittled surface region and the mechanical interlocking of the diamond layer thus occurs on a more stable structure underlay. For the radiation, a jet medium, which contains a blasting agent or jet powder, in particular corundum or silicon carbide, can be used. The blasting agent may for example have a grain size in the range 1-150 pm and the blasting pressure may e.g. 0.5 to 5 bar. The duration of the jet depends on the size of the substrate surface and lies in the second to minute range. In addition to wet radiation, in which the jet powder is suspended in a liquid, in particular water, a dry radiation can also be carried out. Such wet or dry radiation with a jet powder of the specified grain size are also referred to as microradiations.

Denkbar und möglich wäre auch eine Strahlung der geätzten Oberfläche ohne Verwendung von Strahlpulver, sondern nur mit Flüssigkeit, insbesondere Wasser, wobei der Strahldruck z.B. im Bereich zwischen 10 und 105 MPa liegt. Eine solche Strahlung ist beispielsweise aus jenem Stand der Technik bekannt, wie er in der Beschreibungseinleitung im Zusammenhang mit der Strahlung beschrieben worden ist, die als erster Vorbehandlungsschritt vor der Durchführung eines nasschemischen Ätzprozesses eingesetzt wird.Also conceivable and possible would be a radiation of the etched surface without the use of jet powder, but only with liquid, in particular water, the jet pressure being e.g. in the range between 10 and 105 MPa. Such radiation is known, for example, from the prior art described in the introduction to the description of the radiation used as the first pretreatment step prior to performing a wet chemical etching process.

Vorteilhafterweise wird nach der Strahlung, insbesondere wenn ein Strahlpulver eingesetzt worden ist, ein Reinigungsschritt, vorzugsweise mittels Ultraschall-Reinigung durchgeführt. Eine mögliche Reinigungsvariante zur Entfernung von auf der Oberfläche nach der Strahlung zurückgebliebenem Strahlmittel besteht darin, das Substrat zunächst kurzzeitig unter fließendem Wasser zu reinigen, in der Folge eine Reinigung für fünf Minuten im Ultraschallbad mit deioni-siertem Wasser, in der Folge eine Reinigung im Ultraschallbad für fünf Minuten mit Aceton und in der Folge eine Reinigung im Ultraschallbad für fünf Minuten mit Ethanol durchzuführen.Advantageously, after the radiation, in particular when a jet powder has been used, a cleaning step, preferably carried out by means of ultrasonic cleaning. A possible cleaning variant for removing blasting agents remaining on the surface after the radiation consists in first briefly cleaning the substrate under running water, subsequently cleaning with deionized water for five minutes in an ultrasonic bath, subsequently cleaning in an ultrasonic bath with acetone for five minutes followed by cleaning in an ultrasonic bath for five minutes with ethanol.

Nach der dem nasschemischen Ätzprozess folgenden Strahlung der Oberfläche und gegebenenfalls anschließenden Reinigungsschritt kann in herkömmlicher Weise eine Bekeimung der zu beschichtenden Substratoberfläche erfolgen. Typischerweise erfolgt die Bekeimung im Ultraschallbad mit einer Suspension aus Diamantpulver mit Körnungen von einigen nm bis pm und einem Lösungsmittel z. B. Ethanol. Der Bekeimungsschritt kann entsprechend dem in der Beschreibungseinleitung hierzu genanntem Stand der Technik erfolgen.After the radiation of the surface following the wet-chemical etching process and optionally subsequent purification step, nucleation of the substrate surface to be coated can take place in a conventional manner. Typically, the germination is carried out in an ultrasonic bath with a suspension of diamond powder with grain sizes of a few nm to pm and a solvent z. For example, ethanol. The seeding step can be carried out according to the state of the art mentioned in the introduction to the description.

Eine Ausführungsvariante der Erfindung besteht darin, eine Bekeimung der Oberfläche mit der dem nasschemischen Ätzprozess folgenden Strahlung zu kombinieren. Hierzu kann dem Strahlmedium Diamantpulver zugegeben werden. Es kann hierbei eine Nass- oder Trockenstrahlung (d.h. mit oder ohne Flüssigkeit) durchgeführt werden. Vorzugsweise wird das Diamantpulver dem Strahlpulver beigemengt. Die Menge des dem Strahlmedium zugegebenen Diamantpulvers richtet sich nach der Strahlungsdauer der Oberfläche. Die Parameter der Strahlung (Strahldruck und -dauer usw.) können den bereits angegebenen Werten entsprechen.An embodiment variant of the invention consists in combining a germination of the surface with the radiation following the wet-chemical etching process. For this purpose, diamond powder can be added to the blasting medium. In this case, a wet or dry radiation (i.e., with or without liquid) can be carried out. Preferably, the diamond powder is added to the jet powder. The amount of diamond powder added to the blasting medium depends on the radiation duration of the surface. The parameters of the radiation (jet pressure and duration, etc.) can correspond to the values already given.

Im Anschluss kann die gestrahlte Oberfläche wiederum gereinigt werden (z.B. analog zum bereits erwähnten Reinigungsverfahren im Anschluss an die Strahlung), um lose Diamantpartikel bzw. das Strahlpulver zu entfernen.Thereafter, the blasted surface can be cleaned again (e.g., similar to the cleaning method following the radiation already mentioned) to remove loose diamond particles or the jet powder.

Das Diamantbeschichtungsverfahren kann in der in der Beschreibungseinleitung beschriebenen Weise erfolgen.The diamond coating process can be carried out in the manner described in the introduction.

Ebenso kann der nasschemische Ätzprozess in der in der Beschreibungseinleitung bereits beschriebenen Art und Weise erfolgen, wobei der nasschemische Ätzprozess beispielsweise ein-oder zweistufig sein kann und dem nasschemischen Ätzprozess auch ein elektrochemischer Ätzprozess vorausgehen kann.Likewise, the wet-chemical etching process can take place in the manner already described in the introduction to the description, where the wet-chemical etching process can be one-stage or two-stage, for example, and the wet-chemical etching process can also be preceded by an electrochemical etching process.

Vor dem nasschemischen Ätzprozess bzw. dem evtl, vorausgehenden elektrochemischen Ätzprozess kann in herkömmlicher Weise eine erste Strahlung der Oberfläche des Hartmetallsub- ‘er strats durchgeführt werden, um die Oberfläche von Rückständen zu reinigen und/oder um Anlagerungen von Bindermitteln an der Oberfläche zu entfernen.Prior to the wet-chemical etching process or the possibly preceding electrochemical etching process, a first radiation of the surface of the cemented carbide sub strate can be carried out in a conventional manner in order to clean the surface of residues and / or to remove deposits of binding agents on the surface.

Es folgt die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand eines zu beschichtenden Bauteils, welches ein Hartmetallsubstrat der Wolframkarbid/Kobalt-Sorte aufweist: 1. Die Oberfläche des geschliffenen und evtl, auch polierten Substrats wird gestrahlt, um die Oberfläche von Rückständen zu reinigen und Kobaltansammlungen an der Oberfläche zu entfernen, welche andernfalls eine ungleichmäßige nasschemische Ätzung hervorrufen können. Die Mikrostrahlung erfolgt als Nass- oder Trockenstrahlung mit einem Strahlpulver, z.B. Edelkorund mit einer Körnung im Bereich 1 bis 50 pm. Auch die bereits beschriebene Strahlung nur mit Wasser ist denkbar und möglich. 2. Es folgt ein ein- oder zweistufiger nasschemischer Ätzprozess, um oberflächennahes Kobaltbindermaterial zu entfernen und die Oberfläche chemisch aufzurauen. Ein vorausgehender elektrochemischer Ätzprozess ist, wie bereits beschrieben, ebenfalls denkbar und möglich. 3. Es folgt eine erfindungsgemäße weitere Strahlung der geätzten Substratoberfläche mittels einer Nass- und/oder Trockenmikrostrahlung, beispielsweise mit Korund oder Siliziumkarbid. Dadurch werden durch die Ätzung gelockerte und damit ungenügend haftende Wolframkarbid-Körner von der versprödeten Oberflächenregion entfernt und eine stabilere Woframkar-bid-Gefügeunterlage erhalten. Die Strahlung kann mit den bereits genannten Parametern durchgeführt werden. Anstelle einer Mikrostrahlung unter Verwendung eines Strahlpulvers wäre auch, wie beschrieben, eine Strahlung nur mit Wasser denkbar und möglich. 4. Es folgt ein Reinigungsschritt, zur Entfernung von auf der Oberfläche nach der Strahlung zurückgebliebenem Strahlmittel, der in der bereits beschriebenen Form durchgeführt werden kann. 5. Es folgt die Bekeimung der nach den obigen Schritten präparierten Substratoberfläche mit Diamantpulver in herkömmlicher Art und Weise. Alternativ wäre auch, wie beschrieben, eine Kombination der Bekeimung mit der Strahlung gemäß Punkt 3 denkbar und möglich, wobei in der Folge wiederum ein Reinigungsschritt durchgeführt wird. 6. Anschließend wird das Substrat diamantbeschichtet.The following is a description of an embodiment of the invention with reference to a component to be coated having a tungsten carbide / cobalt grade cemented carbide substrate: 1. The surface of the ground and possibly also polished substrate is blasted to clean the surface of residues and cobalt accumulations remove the surface, which may otherwise cause an uneven wet chemical etch. The micro radiation is carried out as wet or dry radiation with a jet powder, e.g. Corundum with a grain size in the range 1 to 50 pm. The already described radiation only with water is conceivable and possible. 2. This is followed by a one- or two-stage wet-chemical etching process to remove near-surface cobalt binder material and chemically roughen the surface. A preceding electrochemical etching process is, as already described, also conceivable and possible. 3. This is followed by further radiation according to the invention of the etched substrate surface by means of wet and / or dry microradiation, for example with corundum or silicon carbide. As a result, tungsten carbide grains loosened by the etching and thus insufficiently adhered are removed from the embrittled surface region and a more stable woframkar-bid microstructure substrate is obtained. The radiation can be carried out with the parameters already mentioned. Instead of a micro-radiation using a jet powder, radiation as described would also be conceivable and possible only with water. 4. A cleaning step follows to remove any blasting agent remaining on the surface after radiation, which can be carried out in the form already described. 5. The germination of the substrate surface prepared by the above steps with diamond powder follows in a conventional manner. Alternatively, as described, a combination of the germination with the radiation according to point 3 would be conceivable and possible, with a subsequent purification step being carried out as a consequence. 6. Then the substrate is diamond coated.

Unterschiedliche Modifikationen der beschriebenen Ausführungsbeispiele sind denkbar und möglich, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.Various modifications of the described embodiments are conceivable and possible without departing from the scope of the invention.

Claims

1. A method for producing a diamond-coated component, in particular a Zerspanungswerkzeuges, which has to be provided with the diamond layer carbide substrate, wherein a surface region of the surface to be coated of the carbide substrate is pretreated before the diamond coating and this pretreatment a wet chemical etching process for removing binder material of Cemented carbide substrate from the surface region of the cemented carbide substrate, characterized in that after the wet chemical etching a radiation of the surface to be coated of the cemented carbide substrate is carried out with a blasting medium containing a liquid, preferably water, and / or a jet powder, preferably corundum or silicon carbide, or thereof is formed.

2. The method according to claim 1, characterized in that after the wet-chemical etching process following radiation of the surface to be coated of the cemented carbide substrate, a Diamantbekeimung the surface to be coated of the cemented carbide substrate is performed.

3. The method according to claim 2, characterized in that a cleaning step of the surface is carried out between the radiation following the wet-chemical etching process and the diamond nucleation, which preferably comprises an ultrasonic cleaning.

4. The method according to claim 1, characterized in that the radiation medium for the simultaneous diamond irradiation with the radiation to be coated surface of the substrate contains diamond powder.

5. The method according to any one of claims 2 to 4, characterized in that after the germination a cleaning step of the surface to be coated is carried out, which preferably comprises an ultrasonic cleaning.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that prior to the wet-chemical etching process also a radiation of the surface of the cemented carbide substrate is carried out with a blasting medium, which is a liquid, preferably

Water, and / or a jet powder, preferably corundum or silicon carbide, contains or is formed thereof.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the wet-chemical etching process is one or two stages.

8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the wet-chemical etching process precedes an electrochemical etching process.

9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the thickness of the deposited diamond layer is 1 - 30 pm.

10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the diamond layer is polycrystalline.

11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the binder material of the cemented carbide substrate is cobalt and / or iron and / or nickel or contains.

12. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the hard material phase of the cemented carbide substrate is tungsten carbide and / or titanium carbide and / or tantalum carbide or contains.

13. The method according to any one of claims 1 to 12, characterized in that the wet chemical etching process following radiation using a jet powder as wet or dry radiation with a jet pressure in the range of 0.5 to 5 bar is performed.

14. The method according to any one of claims 1 to 12, characterized in that the wet-chemical etching process following radiation is carried out only with liquid, preferably water, with a jet pressure in the range between 10 and 105 MPa.

«Patent Attorneys Dipl. ^ Rij.Ftefbeft'Hefel Mag. Ralf Hofmann 6800 Feldkirch

A method for producing a diamond-coated Bail Utens, in particular a 2. 3. 4. 5. 6. cutting tool, which has to be provided with the diamond layer carbide substrate, wherein a surface region of the surface to be coated of the cemented carbide substrate is pretreated before the diamond coating and this pretreatment wet chemical etching process for removing binder material of the cemented carbide substrate from the surface region of the cemented carbide substrate, characterized in that after the wet chemical etching process, the surface of the cemented carbide substrate to be coated is irradiated with a blasting medium comprising a liquid, preferably water, and / or a jet powder, preferably Corundum or silicon carbide, contains or is formed thereof. A method according to claim 1, characterized in that after the wet-chemical etching process following radiation of the surface to be coated of the cemented carbide substrate in a conventional manner, a diamond nucleation of the surface to be coated of the cemented carbide substrate is performed. Method according to claim 2, characterized in that between the radiation following the wet-chemical etching process and the diamond nucleation a cleaning step of the surface known per se is carried out, which preferably comprises an ultrasonic cleaning. A method according to claim 1, characterized in that the radiation medium for the simultaneous diamond irradiation with the radiation to be coated surface of the substrate contains diamond powder. Method according to one of claims 2 to 4, characterized in that after germination, a cleaning step of the surface to be coated is carried out, which preferably comprises an ultrasonic cleaning. Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that, as known per se before the wet-chemical etching process, a radiation of the surface of the cemented carbide substrate is also carried out with a blasting medium, which is a liquid, REAGENT HE 17925 33 / eb

Preferably, water, and / or si fi ce, or corundum or silicon carbide, is or is formed from this. 7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the wet-chemical etching process in a conventional manner one or two stages. 8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the wet-chemical etching process precedes an electrochemical etching process. 9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the thickness of the deposited diamond layer is 1 - 30 pm. 10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the diamond layer is polycrystalline. 11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the binder material of the cemented carbide substrate is cobalt and / or iron and / or nickel as known per se or contains. 12. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the hard material phase of the cemented carbide substrate as known per se tungsten carbide and / or titanium carbide and / or tantalum carbide or contains. 13. The method according to any one of claims 1 to 12, characterized in that the wet chemical etching process following radiation using a jet powder as wet or dry radiation with a jet pressure in the range of 0.5 to 5 bar is performed.

14. The method according to any one of claims 1 to 12, characterized in that the wet-chemical etching process following radiation is carried out only with liquid, preferably water, with a jet pressure in the range between 10 and 105 MPa. Feldkirch, Aug. 17, 2005 The representatives:

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