CH684903A5

CH684903A5 - A method for the evaluation of coatability of metals.

Info

Publication number: CH684903A5
Application number: CH2669/92A
Authority: CH
Inventors: Hans Dr Schulz; Rudolf Dr Lanzenberger
Original assignee: Balzers Hochvakuum
Priority date: 1992-08-27
Filing date: 1992-08-27
Publication date: 1995-01-31
Also published as: JPH06235708A; DE4326852A1

Description

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

CH 684 903 A5 CH 684 903 A5

Beschreibung description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beurteilung der Beschichtbarkeit von Metallen, insbesondere von Hartmetalien, mittels plasmagestützten PVD-Verfahren. The present invention relates to a method for assessing the coatability of metals, in particular hard metals, by means of plasma-assisted PVD methods.

Bei der Beschichtung von Hartmetallen beispielsweise mit Plasma-gestützten PVD-Verfahren können Haftungsprobleme auftreten, wobei deren Ursache nicht in jedem Fall feststellbar ist. Beim Abschleifen, beim Reinigen der Oberfläche mit stark sauren Reinigungsmitteln oder auch bei der Verwendung von aggressiven Kühlschmiermitteln kann sich das erwähnte Phänomen einstellen, wobei hierzu keine klar definierbaren Gesetzmässigkeiten erkennbar sind. When coating hard metals, for example with plasma-based PVD processes, liability problems can occur, the cause of which cannot be determined in every case. When sanding, cleaning the surface with strongly acidic cleaning agents or when using aggressive cooling lubricants, the mentioned phenomenon can occur, whereby no clearly definable laws can be recognized.

Schlechte Haftung hat zur Folge, dass eine unter Druckeigenspannung stehende PVD-Schicht abplatzen kann. Da die Haftung der Schicht zu den Hartstoffkörnern gut ist, platzt die Schicht jedoch nicht von der Grenzflächeschicht - Substrat - ab, sondern reisst Hartstoffkörner aus der Oberfläche heraus. Auch kann dieses Abplatzen während des Werkzeugeinsatzes, also unter Belastung, auftreten. Poor adhesion means that a PVD layer under residual compressive stress can flake off. Since the layer adheres well to the hard material grains, the layer does not chip off the interface layer - substrate - but tears hard material grains out of the surface. This chipping can also occur during tool use, i.e. under load.

Sicher ist es möglich, durch die Wahl geeigneter Kühlschmiermittel und durch einen optimalen Fertigungsablauf, wobei ebenfalls die Einwirkungszeit der Kühlschmiermittel möglichst kurz gehalten wird, eine gute Haftung zu gewährleisten. Dasselbe gilt für die Wahl von geeigneten Reinigungsmitteln. It is certainly possible to ensure good adhesion through the choice of suitable cooling lubricants and through an optimal manufacturing process, whereby the exposure time of the cooling lubricants is also kept as short as possible. The same applies to the choice of suitable cleaning agents.

Trotzdem aber wäre es von Vorteil und wünschenswert, wenn jeweils mittels einer für die Massenproduktion geeigneten Messmethode bestimmt werden könnte, ob an einem zu beschichtenden Hartmetall bei Verwendung von Plasmaverfahren Haftungsprobleme auftreten können. Nevertheless, it would be advantageous and desirable if a measurement method suitable for mass production could be used to determine whether adhesion problems could arise on a hard metal to be coated when using plasma processes.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine solche Messmethode vorzuschlagen, um eine einfache Trennung von beschichtbaren und nicht beschichtbaren Hartmetallen zu ermöglichen. It is therefore an object of the present invention to propose such a measurement method in order to enable a simple separation of coatable and non-coatable hard metals.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe mittels eines Verfahrens, vorzugsweise nach Anspruch 1 oder 3, gelöst. According to the invention, this object is achieved by means of a method, preferably according to claim 1 or 3.

Uberraschenderweise hat sich gezeigt, dass Haftungsprobleme an Hartmetalien bei der Verwendung von Plasma-gestützten PVD-Verfahren dann auftreten, wenn an der Oberfläche eine Verarmung an einem Bindemetall wie beispielsweise an Kobalt oder Nickel erfolgt, welches als Bindemittel dient. Diese Verarmung kann z.B. durch selektives Herauslösen des Bindemetalles wie speziell des Kobalts durch ein aggressives Kühlschmiermittel beim Schleifen oder durch eine Reinigung mit stark sauren Reinigungsmitteln eintreten. Durch das Herauslösen des Bindemetalls verringert sich die Festigkeit der Hartstoffkörner (Wolframkarbid, Titankarbid) untereinander. Dies hat zur Folge, dass, wie oben erwähnt, die unter Druckeigenspannung stehende Schicht abplatzen kann. Surprisingly, it has been found that adhesion problems on hard metals occur when using plasma-supported PVD processes if there is a depletion of a binding metal on the surface, such as cobalt or nickel, which serves as a binder. This impoverishment can e.g. by selectively removing the binding metal, especially the cobalt, by an aggressive cooling lubricant during grinding or by cleaning with strongly acidic cleaning agents. By removing the binding metal, the strength of the hard material grains (tungsten carbide, titanium carbide) is reduced. The result of this is that, as mentioned above, the layer under residual compressive stress can flake off.

Mit bekannten Oberfiächenanalyseverfahren wie AUGER, ESCA, Photoelektronenspektroskopie etc. können Kobalt-Verarmungen von > 30% gemessen werden und trotzdem gut haftende Schichten erreicht werden, da die Effekte nur im Randbereich der Oberfläche auftreten, wofür diese bekannten Messverfahren keine zuverlässigen Ergebnisse liefern, wie dies erfindungsgemäss gefordert wird. With known surface analysis methods such as AUGER, ESCA, photoelectron spectroscopy etc., cobalt depletion of> 30% can be measured and nonetheless well adhering layers can be achieved, since the effects only occur in the edge area of the surface, for which these known measuring methods do not provide reliable results, such as this is required according to the invention.

Insofern ist es für eine Plasma-gestützte PVD-Beschichtung von Hartmetallen wichtig, dass kein Bindemetall bzw. kein Kobalt herausgelöst wird. Als nicht-beschichtbar werden Hartmetalle bezeichnet, die in der Randzone eine gewisse Verarmung an Bindemetall aufweisen, sodass die Gefahr besteht, dass Schichtabplatzungen auftreten können. In this respect, it is important for a plasma-supported PVD coating of hard metals that no binding metal or cobalt is removed. Hard metals are referred to as non-coatable if they have a certain depletion of binding metal in the edge zone, so that there is a risk that layer flaking can occur.

Um nun die Beschichtbarkeit der metallenen Substrate bzw. der Hartmetalle mittels einer Hartstoff-schicht unter Verwendung eines Plasmaverfahrens zu ermöglichen, wird in der zu beschichtenden Oberfläche der Bindemetall- bzw. der Kobaitgehalt gemessen, wobei sich die Beschichtbarkeit durch den ermittelten Wert des Bindemetallgehaltes ergibt. In order to make it possible to coat the metal substrates or the hard metals by means of a hard material layer using a plasma process, the binder metal or cobaite content is measured in the surface to be coated, the coatability being determined by the determined value of the binder metal content.

Erfindungsgemäss wird vorgeschlagen, dass der Bindemetall- bzw. der Kobaltgehalt in der Oberfläche in einer Eindringtiefe von 3 um bis 8 um mittels Röntgenfluoreszenz gemessen wird. Dabei wird zunächst an einer Stelle des Metalles einige um des Metalles z.B. mechanisch abgetragen und eine erste Messung für die Erfassung des Bindemetallgehaltes in einer Referenzzusammensetzung des Metalles durchgeführt, und anschliessend eine zweite Messung an einer Stelle, wo die Beschichtbarkeit zu beurteilen ist. Wird an dieser Stelle, wo die zweite Messung erfolgt, mindestens ein um ca. 30% reduzierter, wie beispielsweise ein um 50% reduzierter Bindemetail- bzw. Kobaltgehalt gemessen, so ist die Bindung der Karbide an der Oberfläche für eine PVD-Beschichtung nicht mehr ausreichend. It is proposed according to the invention that the binder metal or cobalt content in the surface is measured at a penetration depth of 3 µm to 8 µm by means of X-ray fluorescence. First, some of the metal e.g. mechanically removed and carried out a first measurement for the determination of the binder metal content in a reference composition of the metal, and then a second measurement at a point where the coatability is to be assessed. If at this point, where the second measurement takes place, at least a binding metal or cobalt content reduced by approx. 30%, such as a 50% reduced, is measured, the binding of the carbides to the surface is no longer for a PVD coating sufficient.

Die heute bekannten typischen Oberflächenmessverfahren, bei denen die Anregung durch Elektro-nenbeschuss erfolgt, dringen weniger als 1 (im tief in Hartmetalle ein. Hiermit lässt sich zwar schon eine Abnahme beispielsweise der Kobaltkonzentration in sehr geringer Tiefe messen, wie sie z.B. schon bei gewöhnlicher alkalischer Reinigung auftritt. Diese Kobaltverarmung ist aber für die Haftung von PVD-Schichten nicht relevant. Durch eine grössere Eindringtiefe, als die oben erwähnten 8 (im, wird die Selektivität des Verfahrens verringert, wenn nur eine Schädigung der Randschicht vorliegt. The typical surface measurement methods known today, in which the excitation is carried out by electron bombardment, penetrate less than 1 (deep into hard metals. With this, a decrease in, for example, the cobalt concentration can be measured at a very shallow depth, such as, for example, with ordinary alkaline ones This cobalt depletion is not relevant for the adhesion of PVD layers. A greater depth of penetration than the above-mentioned 8 (im) reduces the selectivity of the process if there is only damage to the surface layer.

Für die Bestimmung des Bindemetali- bzw. des Kobalt- oder Nickelgehaltes in einer Metalloberfläche, insbesondere von Hartmetallen, haben sich Röntgenfluoreszenz-Verfahren als geeignet erwiesen, die für die Bestimmung von Schichtdicken verwendet werden. For the determination of the binder metal or cobalt or nickel content in a metal surface, in particular hard metals, X-ray fluorescence methods have been found to be suitable, which are used for the determination of layer thicknesses.

Bekanntlich ist die Austrittstiefe der angeregten Strahlung vom Material und von der verwendeten Pri-märstrahlungsquelle abhängig. Bei der Verwendung einer Wolframstrahlung ergibt sich bei typischen Hartmetallqualitäten eine Austrittstiefe von etwa 5 (im. Diese Tiefe ist für eine Beurteilung einer Kobaltverarmung wichtig. As is known, the depth of exit of the excited radiation depends on the material and on the primary radiation source used. When using tungsten radiation, typical hard metal grades result in an exit depth of about 5 (im. This depth is important for assessing cobalt depletion.

Die für die Beurteilung der Bindemetall- bzw. der Kobaltverarmung verwendeten Röntgenfluoreszenz- The X-ray fluorescence used for the assessment of binder metal or cobalt depletion

2 2nd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

CH 684 903 A5 CH 684 903 A5

geräte weisen zur quantitativen Materialanalyse vorteilhafterweise einen sehr feinen Strahl auf, beispielsweise umfassend einen Durchmesser von etwa 300 um, im Vergleich zu 30 mm x 1 mm bei konventionellen Röntgenfluoreszenzgeräten. Ein wesentlich kleinerer Durchmesser hat sich nicht bewährt, da dann die Messwerte von Wiederholmessungen an verschiedenen Punkten sehr stark schwanken. Ausser es würde eine grössere Anzahl von «Spot-Messungen» durchgeführt, welche dann statistisch ausgewertet würden. Damit besteht die Möglichkeit einer präzisen Einstellung des Auftreffpunktes. Die Bestimmung der Schichtdicke mittels Röntgenfluoreszenz erfolgt in der Regel durch Aufnahme eines Elementspektrums. Dieses Spektrum wird durch Vergleich mit den Spektren von vorhandenen Eichsubstanzen mathematisch so aufgearbeitet, dass nur noch die Linie eines Elementes aus der zu messenden Schicht verbleibt und die Linien weiterer Elemente aus dem Substrat oder der Schicht ausgeblendet werden. Man nennt diesen Vorgang numerische Filtration. Mit Hilfe von Eichkurven kann dann aus der Intensität der verbleibenden Linie die Schichtdicke bestimmt werden. Devices for quantitative material analysis advantageously have a very fine beam, for example comprising a diameter of approximately 300 μm, compared to 30 mm × 1 mm in conventional X-ray fluorescence devices. A much smaller diameter has not proven itself, since then the measured values of repeat measurements fluctuate very strongly at different points. In addition, a larger number of “spot measurements” would be carried out, which would then be statistically evaluated. This makes it possible to set the point of impact precisely. The layer thickness is usually determined by means of X-ray fluorescence by recording an element spectrum. This spectrum is processed mathematically by comparison with the spectra of existing calibration substances so that only the line of one element remains from the layer to be measured and the lines of further elements are hidden from the substrate or the layer. This process is called numerical filtration. With the help of calibration curves, the layer thickness can then be determined from the intensity of the remaining line.

Für die vorliegende Erfindung wurde das Verfahren der Röntgenfluoreszenz gewählt, da dieses eine genaue Positionierung des Strahlauftreffpunktes erlaubt. Dies ist besonders wichtig beispielsweise bei Werkzeuganwendungen, wo die Messung gezielt an den wirksamen Bereichen wie beispielsweise an Schneidflächen durchgeführt werden muss, wenn eine optimale Einstellung der Arbeitsbedingungen ermöglicht werden soll. Nach der Aufnahme eines Elektrospektrums der zu messenden Probe an der Oberfläche des Hartmetalles werden mittels numerischer Filtration, wie oben beschrieben, bis beispielsweise auf Kobalt alle Linien im Spektrum ausgeblendet. Anhand einer Eichkurve, die mit verschiedenen Hartmetallen bekannten Kobaltgehaltes aufgenommen wurde, lässt sich nun der Kobaltgehalt der der zu messenden Probe quantitativ bestimmen. Alternativ dazu ist es ggf. empfehlenswert, am Objekt mit an sich bekanntem Kobaltgehalt beispielsweise durch mechanisches Abstrahlen der Oberfläche einen Referenzbereich bzw. einen Referenzpunkt herzustellen, in welchem der an sich bekannte Kobaltgehalt gemessen wird, welche Messung für die Bestimmung des Kobaltgehaltes an der nicht behandelten Oberfläche als Eichreferenz dient. The method of X-ray fluorescence was chosen for the present invention, since this allows an exact positioning of the beam impingement point. This is particularly important, for example, in tool applications, where the measurement must be carried out in a targeted manner on the effective areas, such as on cutting surfaces, if an optimal setting of the working conditions is to be enabled. After recording an electrospectrum of the sample to be measured on the surface of the hard metal, all lines in the spectrum are masked out by means of numerical filtration, as described above, except for cobalt, for example. The cobalt content of the sample to be measured can now be determined quantitatively on the basis of a calibration curve, which was recorded with different cobalt contents of known hard metals. As an alternative to this, it may be advisable to establish a reference area or a reference point on the object with a known cobalt content, for example by mechanically blasting the surface, in which the known cobalt content is measured, which measurement for determining the cobalt content of the untreated one Surface serves as a calibration reference.

Die oben erwähnte erfindungsgemässe Methode zur Bestimmung des Bindemetall- bzw. des Kobaltoder Nickelgehaltes in Metalloberflächen ist selbstverständlich nicht auf die Beurteilung der Haftung von Schichten auf den Hartmetallen beschränkt, sondern lässt sich an irgendwelchen Metalloberflächen anwenden. Als Bindemetalle gelten alle beispielsweise in sog. Cermets vorkommenden Metalle, welche die Beschichtbarkeit dieser Cermets positiv beeinflussen. Als Beispiel hierzu dient speziell das erwähnte Kobalt. The above-mentioned method according to the invention for determining the binder metal or cobalt or nickel content in metal surfaces is of course not limited to the assessment of the adhesion of layers to the hard metals, but can be applied to any metal surfaces. All metals occurring, for example, in so-called cermets, which have a positive influence on the coatability of these cermets, are considered binding metals. The above-mentioned cobalt is used as an example.

Insofern erstreckt sich das erfindungsgemässe Verfahren auf alle Anwendungsmöglichkeiten, wo speziell der Kobaltgehalt aber auch der Nickelgehalt in einer Metalloberfläche zu bestimmen ist. In this respect, the method according to the invention extends to all possible uses, where specifically the cobalt content but also the nickel content in a metal surface is to be determined.

Auch das erfindungsgemäss definierte Fluoreszenzverfahren ist nicht ausschliesslich auf die Bestimmung von Kobalt in zu beschichtenden Hartmetalloberflächen beschränkt, sondern lässt sich selbstverständlich überall dort anwenden, wo der Kobaltgehalt gemessen werden muss, wo dessen Wert in direktem Zusammenhang steht mit möglichen Haftungsproblemen an dieser Oberfläche. The fluorescence method defined according to the invention is also not exclusively limited to the determination of cobalt in hard metal surfaces to be coated, but can of course be used wherever the cobalt content has to be measured, where its value is directly related to possible adhesion problems on this surface.

Auch für Hartmetalle, die nicht mit Kobalt sondern mit anderen Metallen gebunden sind, wie z.B. die bereits oben erwähnten Cermets, ist das erfindungsgemäss definierte Verfahren grundsätzlich geeignet. Also for hard metals that are not bound with cobalt but with other metals, e.g. the cermets already mentioned, the method defined according to the invention is fundamentally suitable.

Anschliessend wird die Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert. The invention is then explained in more detail by means of examples.

1. Beispiel: 1st example:

Zur Beschickung lagen Werkzeuge aus Hartmetall vor. Die nachfolgende Tabelle I zeigt den Kobaltgehalt der Oberfläche im Anlieferungszustand und an einem sog. Referenzpunkt. Dieser Referenzpunkt wird besipielsweise durch mechanisches Abstrahlen der Oberfläche hergestellt. Hierbei wird mit einem Strahlmedium, wie beispielsweise Aluminiumoxyd mit einer mittleren Korngrösse von 10 um, die Oberfläche soweit abgetragen, dass eine geschädigte Zone mit Sicherheit entfernt worden ist. Tools made of hard metal were available for loading. The following Table I shows the cobalt content of the surface as delivered and at a so-called reference point. This reference point is created, for example, by mechanically blasting the surface. Here, the surface is removed with a blasting medium such as aluminum oxide with an average grain size of 10 μm to such an extent that a damaged zone has been removed with certainty.

Tabelle I Table I

Werkzeug Tool

Co-Gehalt im Anlieferungszustand Co content as delivered

Co-Gehalt am Referenzpunkt Co content at the reference point

1) 1)

14.5 14.5

14.8 14.8

2) 2)

10.7 10.7

3) 3)

6.0 6.0

6.1 6.1

4) 4)

5.0 5.0

5.2 5.2

(Sämtliche gemessenen Kobaltgehalte in Gewichtsprozent) (All measured cobalt contents in percent by weight)

Wie der Vergleich der Messungen am Referenzpunkt und im Anlieferungszustand zeigt, ist der Unterschied des Kobaltgehaltes praktisch gleich Null. Bei den Messungen 1), 3) und 4) liegt eine Reduktion des Kobaltgehaltes in der Grössenordnung von 1-4% vor, was durchaus innerhalb der Messgenauigkeit As the comparison of the measurements at the reference point and in the delivery state shows, the difference in the cobalt content is practically zero. In measurements 1), 3) and 4) there is a reduction in the cobalt content of the order of 1-4%, which is definitely within the measurement accuracy

3 3rd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

CH 684 903 A5 CH 684 903 A5

liegen kann, womit keine Verarmung des Kobaltgehaltes an der Oberfläche vorliegt. In der Tat ergaben alle oben aufgeführten Proben keine Probleme bei der Beschichtung in bezug auf Haftung. may lie, with which there is no depletion of the cobalt content on the surface. In fact, all of the samples listed above did not present any coating problems in terms of adhesion.

2. Beispiel: 2nd example:

Weiterhin lagen Proben zur Beschichtung vor, bei denen, wie die nachfolgende Tabelle II zeigt, eine deutliche Abnahme des Kobaltgehaltes an der Oberfläche festgestellt worden ist. Furthermore, there were samples for coating in which, as Table II below shows, a clear decrease in the cobalt content on the surface was found.

Tabelle II Table II

Werkzeug Tool

Co-Gehalt im Anlieferungszustand Co content as delivered

Co-Gehalt am Referenzpunkt Co content at the reference point

5) 5)

8.0 8.0

3.8 3.8

6) 6)

6.1 6.1

4.6 4.6

7) 7)

6.0 6.0

3.5 3.5

8) 8th)

9.0 9.0

6.0 6.0

Der Kobaltgehalt an der Oberfläche zeigt eine deutliche Abnahme gegenüber dem am Referenzpunkt gemessenen Kobaltgehalt. Die Reduktion des Kobaltgehaltes liegt in der Grössenordnung zwischen 30 und 50%. Entsprechend konnte bei diesen Werkzeugen in der Tat keine Schichthaftung erzielt werden. Bei diesen beispielsweisen Messungen hat sich auch gezeigt, dass eine Reduktion des Kobaltgehaltes um ca. 30% als quasi-Grenzwert angesehen werden kann, d.h. bei Verarmung von < 30% ist die Haftung genügend bis gut, währenddem bei einer Verarmung > 30% die Haftung ungenügend ist. The cobalt content on the surface shows a clear decrease compared to the cobalt content measured at the reference point. The reduction in the cobalt content is in the order of magnitude between 30 and 50%. Accordingly, no layer adhesion could indeed be achieved with these tools. These exemplary measurements have also shown that a reduction in the cobalt content by approximately 30% can be regarded as a quasi-limit value, i.e. if the impoverishment is <30%, the liability is sufficient to good, whereas if the impoverishment is> 30%, the liability is insufficient.

3. Beispiel: 3rd example:

Nachdem nun bekannt war, dass bei einer Reduktion des Go-Gehalts von mehr als 30% keine Schichthaftung mehr erzielt werden kann, eine Reduktion von maximal 4% jedoch keinen Einfluss auf das Haftvermögen hat, sollte mit einem Versuch die genaue Grenze ermittelt werden. Hierzu wurden Hartmetalle mit unterschiedlichen Kobalt-Gehalten einer Reinigung mit Phosphorsäure unterzogen. Der pH-Wert wurde auf 2 eingestellt und die Temperatur des Bades wurde auf 40°C konstant gehalten. Mit Vorversuchen wurde der Zusammenhang zwischen Behandlungszeit und Reduktion des Kobalt-Gehaltes ermittelt. Now that it was known that if the Go content was reduced by more than 30%, layer adhesion could no longer be achieved, but a maximum reduction of 4% had no influence on the adhesive power, the exact limit should be determined with a test. For this purpose, hard metals with different cobalt contents were subjected to cleaning with phosphoric acid. The pH was adjusted to 2 and the temperature of the bath was kept constant at 40 ° C. The relationship between treatment time and reduction in the cobalt content was determined using preliminary tests.

Tab. 3 zeigt für die verwendeten Hartmetalle die Veränderung nach der Behandlung. Tab. 3 shows the change after the treatment for the hard metals used.

Tabelle III Table III

Hartmetallsorte Carbide grade

Co-Gehalt Anlieferung Co content delivery

Behandlung 1 Treatment 1

Behandlung 2 Treatment 2

Behandlung 3 Treatment 3

1 1

6.5 6.5

5.4 5.4

4.8 4.8

4.2 4.2

2 2nd

9.0 9.0

8.0 8.0

7.4 7.4

6.1 6.1

3 3rd

11.5 11.5

10.8 10.8

9.6 9.6

8.4 8.4

Die Behandlungszeiten wurden somit so eingestellt, dass bei Behandlung 1 eine Reduktion des Co-Gehaltes an der Oberfläche von ungefähr 10% eintrat, bei Behandlung 2 ungefähr 20% und bei Behandlung 3 ungefähr 30%. The treatment times were thus set such that a reduction in the Co content on the surface of approximately 10% occurred in treatment 1, approximately 20% in treatment 2 and approximately 30% in treatment 3.

Bei der nachfolgenden Beschichtung der Proben zeigte sich, dass auf allen Proben, die mit Behandlungsart 3 vorbereitet wurden, keine Schichthaftung erzielt werden konnte. Hingegen war die Haftung bei den Proben, die mit Behandlungsart 1 und 2 vorbereitet wurden, gut. Insofern lässt sich feststellen, dass eine Reduktion des Co-Gehaltes von 20% zur Erzielung einer guten Schichthaftung noch toleriert werden kann, während eine Reduktion von 30% zu einer fehlerhaften Beschichtung führt. The subsequent coating of the samples showed that no layer adhesion could be achieved on all samples prepared with treatment type 3. On the other hand, the adhesion for the samples prepared with treatment types 1 and 2 was good. In this respect, it can be stated that a 20% reduction in the Co content to achieve good layer adhesion can still be tolerated, while a 30% reduction leads to a defective coating.

Die in den Beispielen 1 bis 3 angeführten Messungen für Kobalt ergeben für Nickel in etwa ähnliche Werte. The measurements for cobalt given in Examples 1 to 3 give approximately similar values for nickel.

Die angeführten Beispiele für die Messung der Verarmung des Kobaltgehaltes in bzw. an der Oberfläche von Werkzeugen bzw. die daraus resultierende Auswirkung auf die Beschichtbarkeit dieser Werkzeuge lassen sich auf irgendwelche andere Bindemetalle übertragen, die für die Beschichtbarkeit von Werkzeugoberflächen bzw. Hartmetalloberflächen massgebend sind. Auch ist es durchaus möglich, dass bei anderen Bindemetallen der angegebene Grenzwert von 30% höher oder tiefer liegen kann, jedoch kann dieser Grenzwert mit Leichtigkeit durch entsprechende Messungen an den entsprechenden Werkzeugen durch unterschiedliche Verarmung an Bindemetallen ermittelt werden. The examples given for measuring the depletion of the cobalt content in or on the surface of tools and the resulting effect on the coatability of these tools can be transferred to any other binding metals which are decisive for the coatability of tool surfaces or hard metal surfaces. It is also quite possible that the specified limit value of 30% may be higher or lower for other binder metals, but this limit value can be easily determined by appropriate measurements on the corresponding tools due to different depletion of binder metals.

4 4th

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

CH 684 903 A5 CH 684 903 A5

Claims

1. Method for assessing the coatability of metals, in particular hard metals, by means of plasma-assisted PVD processes, characterized in that the content of binder metal is measured in an edge zone of the surface to be coated, the value of the binder metal content determined being a measure of the coatability .

2. The method according to claim 1, characterized in that the content of binding metal in the surface is measured by means of X-ray fluorescence.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the cobalt content is measured in the surface to be coated, the determined value of the cobalt content being a measure of the coatability and wherein the cobalt content in the surface is measured by means of X-ray fluorescence.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that some of the metal is removed at one point of the metal and a first measurement of the binder metal and cobalt content is carried out in a reference composition, and a second measurement is carried out at one point, where the coatability is to be assessed, whereby the measure of the coatability is obtained by comparing the two measurements.

5. The method according to claim 4, characterized in that the coatability of the metal, or the hard metal, is no longer sufficient if the second measurement results in at least a 30% reduced binder metal or cobalt content in the surface to be coated.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the depth of penetration in the measurement of the binder metal or cobalt content in the surface is 3 µm to 8 µm.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that an X-ray fluorescence method suitable for the determination of layer thicknesses is used.

8. The method according to claim 7, characterized in that a tungsten radiation is used.

9. The method according to any one of claims 7 or 8, characterized in that a very fine jet of about 300 microns in diameter is used.

10. The method according to any one of claims 7 to 9, characterized in that the determination of the binder metal and cobalt content is carried out by recording an element spectrum, all by comparison with spectra of existing calibration substances and by means of numerical filtration except for the binder metal like the cobalt Lines in the spectrum are hidden and finally the binding metal and the cobalt content are determined quantitatively using a calibration curve or a calibrated reference point.

5