DD267743A1 - COATED COMPOSITE BODY - Google Patents

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DD267743A1 DD30995787A DD30995787A DD267743A1 DD 267743 A1 DD267743 A1 DD 267743A1 DD 30995787 A DD30995787 A DD 30995787A DD 30995787 A DD30995787 A DD 30995787A DD 267743 A1 DD267743 A1 DD 267743A1
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layer
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Walter Flurschuetz
Klaus Voigt
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Immelborn Hartmetallwerk
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen beschichteten Verbundkoerper, insbesondere fuer die spanende Metallbearbeitung und tribologische Beanspruchung, der aus einem Grundkoerper aus Werkzeugwerkstoff, vorzugsweise Hartmetall, Keramik oder Schnellarbeitsstahl und mindestens einer Oberflaechenschicht besteht, die sich durch hohe Warm- und Korrosionsfestigkeit sowie durch erhoehten Widerstand gegen Ermuedung auszeichnet und dem Verbundkoerper gutes Verschleissverhalten verleiht. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, an den beschichteten Verbundkoerpern die Hartstoffschicht hinsichtlich ihrer Warmfestigkeit, Korosionsbestaendigkeit und ihres Widerstandes gegen thermische Wechselbeanspruchung zu verbessern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemaess dadurch geloest, dass mindestens eine der Oberflaechenschichten, insbesondere die Deckschicht, vorzugsweise im Bereich der Arbeitsflaeche die Struktur einer metallischen Glasschicht hat.The invention relates to a coated composite body, in particular for cutting metalworking and tribological stress, which consists of a Grundkörper of tool material, preferably cemented carbide, ceramic or high-speed steel and at least one surface layer, which is characterized by high resistance to heat and corrosion and increased resistance to fatigue and gives the composite body good wear behavior. The object of the invention is to improve the hard material layer on the coated composite bodies with regard to their heat resistance, corrosion resistance and their resistance to thermal cycling. This object is achieved according to the invention by virtue of the fact that at least one of the surface layers, in particular the cover layer, preferably has the structure of a metallic glass layer in the region of the working surface.

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft einen I eschichteten Verbundkörper, insbesondere für die spanende Metallbearbeitung und tribologische Beanspruchung, der aus jinem Grundkörper aus Werkzeugstoff, vorzugsweise Hartmetall, Keramik oder Schnellarbeitsstahl und mindestens einer Oberflächenschicht besteht, die sich 'lurch hohe Wann- und Korrosionsfestigkeit sowie durch erhöhten Widerstand gegen Ermüdung auszeichnet und dom Venundkörper gutes Verschleißverhalten verleih .The invention relates to an I-coated composite body, in particular for cutting metalworking and tribological stress, which consists of Jinem basic body of tool material, preferably cemented carbide, ceramic or high-speed steel and at least one surface layer, which 'lurch high Wann- and corrosion resistance and increased resistance to Fatigue characterizes and dom venous body good wear behavior lending.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Beim Zerspanungsprozeß wird die Qualität einer Schneide von deren Warm- und Korrosionsfestigkeit bzw. den tribophysikalischen und -chemischen Eigenschaften des Schneidwerkstoffes unter Spannungs- und Temperaturbelastung im Kontakt mit dem Spanwerkstoff und dem Medium bestimmt. Die maßgeblichen Parameter sind Härte, Zähigkeit, thermische und Korrosionsermüdung. Härte und Zähigkeit sind gegenläufig, wobei nur die eine auf Kosten der anderen steuerbar ist.During the cutting process, the quality of a cutting edge is determined by its hot and corrosion resistance and the tribo-physical and chemical properties of the cutting material under stress and temperature stress in contact with the chip material and the medium. The relevant parameters are hardness, toughness, thermal and corrosion fatigue. Toughness and toughness are in opposite directions, whereby only one is controllable at the expense of the other.

Um die sich aus der technischen Η-axis ergebenden Forderungen nach höheren Schnittgeschwindigkeiten zur Erzielung höherer Arbeitsproduktivitäten zu befriedigen, werden etwa seit 15 Jahren Werkzeuge aus Hartmetall, Schnellarbeitsstahl und neuerdings aus Keramik, vorzugsweise jedoch Hartmetall-Wendeschneidplatten für Schneidzwecke, zur Verbesserung der Schneideigenschafton beschichtet. Diese Schichten sind harte geschlossene Überzüge und bes'ehen vorwiegend aus einem oder mehreren meistens bindemetallfreien Hartstoffkarbiden, -nitriden oder -borid 3n der Elemunte der IV. bis Vl. Nebengruppe des periodischen Systems der Elemente, meistens aus TiC, TaC, HfC, TiN, TiB; oder AI2Oa oder anderen Hartstoffen oder deren Gemischen und sind im allgemeinen bis 20Mm stark.In order to meet the technical-Η-axis demands for higher cutting speeds to achieve higher work productivities, carbide, high speed steel, and more recently ceramic, but preferably carbide indexable inserts for cutting purposes have been coated for about 15 years to improve the cutting property. These layers are hard, closed coatings and are predominantly composed of one or more hard metal carbides, nitrides or boride, usually free from binder metal, of the Elemunte of IV. To VI. Subgroup of the periodic system of elements, mostly of TiC, TaC, HfC, TiN, TiB; or Al 2 Oa or other hard materials or mixtures thereof and are generally up to 20mm thick.

Die Beschichtung erfolgt hauptsächlich mittels chemischer Gasphasenabscheidung (CVD) bei vorwiegend höheren Temperaturen zwischen 1000... 1200T oder mittels physikalischer Gasphasenabscheidung (PVD) bei Temperaturen <600°C.The coating is carried out mainly by chemical vapor deposition (CVD) at predominantly higher temperatures between 1000 ... 1200T or by physical vapor deposition (PVD) at temperatures <600 ° C.

Die boochichteten Wendeschneidplatten haben den Vorteil, daß sie beim Zerspanen gegenüber unbeschichteten gesteigerte Standzeiten aufweisen. Die Temperaturgrenze an der Schneidenspitze liegt z. B. bei Hartmetallwerkzeugen für die Leistungszerspanung bei etwa 12000C.The boiled indexable inserts have the advantage that they have over uncoated increased service life during machining. The temperature limit at the cutting tip is z. B. in carbide tools for Leistungszerspanung at about 1200 0 C.

Es ist auch bekannt, die Standzeit durch die Herstellung bestimmter Schichtlegierungen bzw. -systeme sowie die Verbesserung der Haftfestigkeit auf dem Substrat weiter zu erhöhen.It is also known to further increase the service life by producing certain layered alloys or systems, as well as improving the adhesion on the substrate.

Nach der DE-AS 2917 348 wird vorgeschlagen, die Haftfestigkeit durch die Anbringung sehr vieler Einzelschichten von 0,02...0,1 Mm mit unterschiedlicher Stoffzusammensetzung zu verbessern.According to DE-AS 2917 348 it is proposed to improve the adhesive strength by attaching a very large number of individual layers of 0.02 to 0.1 μm with different composition of matter.

Auch Multischichten mit unterschiedlichen kristallographischen Parametern und/oder Haftzwischenschichten werden angewendet.Also multilayers with different crystallographic parameters and / or adhesive interlayers are used.

Nach der DE-OS 3234931 wird vorgeschlagen, zur Verminderung thermischer Spannungen und Erhöhung der Dichte, ein Schichtsystem aus Haftzwischenschicht und Verschleißüberzug mit unterschiedlichen Zusammensetzungen und z.T.According to DE-OS 3234931 it is proposed to reduce thermal stresses and increase the density, a layer system of adhesive intermediate layer and wear coating with different compositions and z.T.

ungeordneter Struktur übereinander aufzubringen. Dies soll mittels HF-Dioden-, HF-Magnetron- oder ähnlichen Zerstäubungsverfahren, unter Zuhilfenahme einer elektrischen Vorspannung am Substrat, bei Temperaturen § 2000C möglich sein. Solche Schichten dienen auch zur Reparatur von Werkzeugschneiden und -flächen zur Erzielung erwünschter Toleranzen.disorderly structure to apply one above the other. This should be possible by means of HF diode, RF magnetron or similar sputtering method, with the aid of an electrical bias to the substrate, at temperatures § 200 0 C. Such layers also serve to repair tool cutting edges and surfaces to achieve desired tolerances.

Aus dem Fachbuch „ABC Glas" von H.-J. JIMg, S. 107, ist bekannt geworden, daß Legierungen, nicht Reinmetalle, deren Atome bestimmte sterische und elektronische Bedingungen erfüllen, durch Abkühlgeschwindigkeiten ä 105K · s"' in eine völlig neue Struktur umgewandelt werden können, die als „metallene Glasstruktur" bezeichnet wird. Das ist eine amorphe otruktur, die gekennzeichnet ist dui'ih chemische Nahordnung mit gestörter Fernordnung mit einem relaxationsfähigen freien Volumen von ~ 1 bis 2 Vol.-% und die ι ietallische Eigenschaften besitzt.From the textbook "ABC glass" by H.-J. JIMg, p 107, it has become known that alloys, not pure metals whose atoms meet certain steric and electronic conditions, by Abkühlgeschwindigkeiten ä 10 5 K · s "'in a completely new structure can be transformed, which is called "metal glass structure" .This is an amorphous structure, which is characterized dui'ih chemical Nahordnung with disturbed distance order with a relaxation-free volume of ~ 1 to 2 vol .-% and the ι has metallic properties.

Diese Werkstoffe findp;i bereits Anwendung in der Elektro- und Videotechnik. Sie unterscheiden sich wesentlich von anderen isotropen, kristallinen oder amorphen Festkörpern, wie beispielsweise von den üblichen Hart3toffen oder von den Oxid- oder Chalkogenidgläsorn oder von den amorphen Schichten aller möglichen Atome, Moleküle sowie deren Fragmenten und auftretenden kristallinen Kontaminationen, die durch Katodenzerstäubung, plasmachemische oder andere dampfreaktive Verfahren (PVD und CVD) mit sich wenig voneinander unterscheidenden mechanischen Eigenschaften abgeschieden werden können.These materials are already being used in electrical and video technology. They differ significantly from other isotropic, crystalline or amorphous solids, such as the usual Hart3toffen or from the oxide or Chalkogenidgläsorn or from the amorphous layers of all possible atoms, molecules and their fragments and occurring crystalline contamination, by sputtering, plasma chemical or other vapor-reactive processes (PVD and CVD) can be deposited with little different mechanical properties.

Nach der DE-OS 3112460 ist ein Verfahren zur Herstellung eines mit Boriden, Karbiden, Nitriden und/oder Oxiden beschichteten Verbundkörpers bekannt, bei dem die überflächenbeschichtung in Anwesenheit eines reaktiven Gasgemisches mittels eines Laserstrahlbündels abgeschieden wird.According to DE-OS 3112460 a process for the preparation of a composite coated with borides, carbides, nitrides and / or oxides composite body is known in which the surface coating in the presence of a reactive gas mixture is deposited by means of a laser beam.

Jedoch genügen die bisher zur Anwendung gelangenden beschichteten Verbundwerkstoffe noch nicht den von der Industrie gestellten Anforderungen. Die Hartstoffschichten haben /war eine höhere Härte, aber auch eine höhere Sprödigkeit. Es können auch die mechanischen Spannungen infolge der erheblich unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen Schicht und Grundkörper nicht voll ausgeglichen werden, weil an der Schneidenspitze eines Zerspanungswerkstoffes immer hohe Temperaturen und Temperaturwechsel, die zur Ermüdung führen, auftreten, so daß letzten Endes in vielen Fällen ein vorzeitiger Ausfall eintritt.However, the coated composites hitherto used do not yet meet the requirements imposed by the industry. The hard coatings have / had a higher hardness, but also a higher brittleness. It can not fully compensate for the mechanical stresses due to the significantly different thermal expansion coefficients between the layer and body because at the cutting tip of a cutting material always high temperatures and temperature changes that lead to fatigue occur, so that in the end in many cases premature failure entry.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, die Schneidleistung von beschichteten Schneidplatten und die tribologische Verschleißfestigkeit von Verbundkörpern zu erhöhen, um dadurch die Werkzeug- und Bearbeitungstasten bzw. die Kosten für Verschleißteile zu senken.The aim of the invention is to increase the cutting performance of coated inserts and the tribological wear resistance of composites, thereby reducing the tool and machining keys or the cost of wearing parts.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, an den beschichteten Verbundkörpern aus Hartmetall, Schnellarbeitsstahl oder Keramik die Harstcrfschicht hinsichtlich ihrer Warmfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit und ihres Widerstandes gegen thermische Wechselbeanspruchung über 10000C zu verbessern sowie dio obere Temperaturgrenze ihrer thermischen Belastbarkeit zu erhöhen.The invention has for its object to improve on the coated composites of hard metal, high speed steel or ceramic Harstcrfschicht in terms of their thermal stability, corrosion resistance and resistance to thermal cycling over 1000 0 C and dio upper temperature limit to increase their thermal capacity.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß mindestons eine der Oberflächenschichten, insbesondere die Deckschicht, vorzugsweise im Bereich der Arbeitsfläche, die Struktur einer metallischen Glasschicht hat.According to the invention, this object is achieved in that at least one of the surface layers, in particular the cover layer, preferably in the region of the working surface, has the structure of a metallic glass layer.

Eine Modifikation der Erfindung ist dadurch möglich, daß die metallische Glasschicht in ihrer Bruttozusammensetzung durch Variation der Konzentration der Reagenzien auf ein in der zur Erfindungsbeschreibung gehörenden Tabelle aufgeführte j System weitergebildet ist.A modification of the invention is possible in that the metallic glass layer is further developed in its gross composition by variation of the concentration of the reagents on a j system listed in the table of description of the invention.

Eine Möglichkeit der Anpassung der Erfindung an bestimmte Anwendungsbedingungen ist dadurch gegeben, daß die metallische Glasschicht Übergangsmetalle der VII. bis VIII. Nebengruppe und/oder der II. bis Vl. Nebengruppe des periodischen Systems der Elemente enthält.One way of adapting the invention to certain conditions of use is given by the fact that the metallic glass layer transition metals VII. To VIII. Subgroup and / or the II. To VI. Subgroup of the periodic system of elements contains.

Eine weitere Möglichkeit der Anpassu..ö our Erfindung besteht darin, daß die metallische Glasschicht neben einem oder mehreren Übergangsmetallen Beryllium im molaren Verhältnis 1,3:1 bis 1,7:1 enthält.Another way of Anpassu .. ö our invention is that the metallic glass layer next to one or more transition metals beryllium in the molar ratio 1.3: 1 to 1.7: 1.

Als zweckmäßig hat es sich erwiesen, daß die metallische Glasschicht 1 bis 20Mm, vorzugsweise 1 bis 10pm dick ist.It has proved to be expedient that the metallic glass layer is 1 to 20 μm thick, preferably 1 to 10 μm thick.

Zur Erzielung der Struktur der metallischen Glasschicht nach der vorliegenden Erfindung wird eine etwa 1 bis 20μτη dicke Oberflächenschicht eines in üblicherweise ein- oder mehrfach beschichteten Verbundkörpers, deren (der Oberflächenschicht) Bruttozusammensetzung durch Variation der Konzentrationen der Reagenzien auf etwa ein in der Tabelle aufgeführtes System weitergebildet wurde, mindestens an den verschleißbeanspruchten Stellen rasterförmig durch Laser- oder Elektronenbestrahlung aufgeschmolzen und durch eine hohe Abkühlgeschwindigkeit von über 105K s1 in eine besondere Struktur, in die metallene Glasstruktur, umgewandelt wird.To obtain the structure of the metallic glass layer of the present invention, an approximately 1 to 20 μm thick surface layer of a usually mono- or multi-layered composite whose surface layer (s) is further developed by varying the concentrations of the reagents to approximately one system shown in the table Was at least at the wear-prone areas grid-shaped melted by laser or electron irradiation and is converted by a high cooling rate of about 10 5 K s 1 in a special structure in the metal glass structure.

In Frage kommen hauptsächlich binäre, ternäre und quarternäre Legierungen aus einem oder mehreren T-Metallen mit einem oder mehreren Metalloiden mit der Zusammensetzung im Formelbereich etwa zwischen T3M und T5.5M.In question are mainly binary, ternary and quaternary alloys of one or more T-metals with one or more metalloids having the composition in the formula range, for example between T 3 M and T5.5M.

Die Systeme sind nicht genau stöchiometrisch und werden als sogenannte TeoMjo-Gläser bezeichnet.The systems are not exactly stoichiometric and are referred to as so-called TeoMjo glasses.

Aber auch Legierungen zwischen TE und TL-Metallen (Te: frühe Übergangsmetalle bis zur Vl. Nebengruppe und TL: späte Übergangsmetalle ab VII. Nebengruppe des periodischen Systems der Elemente) oder zwischen T- und A-Metallen, vorzugsweise Beryllium, sind möglich.But also alloys between T E and T L metals (Te: early transition metals up to Vl. Subgroup and T L : late transition metals from VII. Subgroup of the periodic table of elements) or between T and A metals, preferably beryllium possible.

Die metallene Glasstruktur verleiht den Werkstoffen ganz neue qualitative Eigenschaften. Das bemerkenswerteste für die erfindungsgemäße Anwendung ist die Kombination von hoher Härte und Duktilität sowie höheren Widerstand gegen chemische und thermische Ermüdung. Im Verhalten spröder und duktiler Werkstoffe unter Thermoschockbeanspruchung besteht ein grundlegender Unterschied. Während bei spröden Stoffen eine Thermoschockbeanspruchung unter entsprechend hohen Wärmespannungen sofort zum Bruch führt, setzt bei duktilen Stoffen eine Rißbildung erst nach einer größeren Zahl von Thermoschocks ein, weil die Verteilung der Wärmespannungen durch plastische Verformung in Mikrc bereichen möglich ist.The metallic glass structure gives the materials completely new qualitative properties. The most notable for the application of the invention is the combination of high hardness and ductility as well as higher resistance to chemical and thermal fatigue. The behavior of brittle and ductile materials under thermal shock is fundamentally different. While in brittle materials a thermal shock stress under correspondingly high thermal stresses leads immediately to breakage, cracking of ductile materials only starts after a larger number of thermal shocks because the distribution of thermal stresses by plastic deformation in microns ranges is possible.

Dadurch besteht die Möglichkeit, Festigkeitswerte von Verschleißschutzschichten in die Höhe der theoretischen Festigkeit vergleichbarer kristalliner Werkstoffe zu bringen, um Erhöhungen der Lebensdauer bei der Anwendung in Größenordnungen zu erzielen.As a result, it is possible to bring strength values of wear protection layers into the level of the theoretical strength of comparable crystalline materials in order to achieve increases in service life in the order of magnitude.

Ein hierfür zutreffendes Strukturmodell der definierten Nahordnung mit gestörter Fernordnung für T8oM2o-Gläser, z. B. erklärt sich auf der Bildung einer dichten stochastischen Packung gleichgroßer Kugeln (dense random packing of hard spheres, DRPHS) folgendermaßen:An appropriate structural model of the defined Nahorder with disturbed long-range order for T8oM 2 o-glasses, z. B. is explained by the formation of a dense stochastic packing of hard spheres (DRPHS) as follows:

Anfangs bilden sich im flüssigen Zustand Cluster von halbregulären Polyedern aus T-Atomen mit einer Koordinationszahl von etwa 11, die sich zu größeren Aggregaten zusammenschließen, deren größte Lückenformen im Durchmesser etwa zwischen 0,6...0,9 der kugligen Wirkungssphären mit M-Atomen angefüllt sind, wodurch das System sterisch stabilisiert wird, aber statistisch gleiche Abstände übernächster Nachbarn nicht gewährleistet sind. Neben dieser sterischen Bedingung zur Einstellung der Nahordnungsbereiche wirken auch durch die Stellunn der Partner im Periodensystem vorgegebene elektronischeInitially, in the liquid state, clusters of semi-regular polyhedra of T atoms with a coordination number of about 11 are formed, which combine to form larger aggregates, whose largest gap shapes in the diameter range from 0.6 to 0.9 of the spherical spheres of influence with M atoms. Atoms are filled, whereby the system is sterically stabilized, but statistically equal distances of neighbors neighbors are not guaranteed. In addition to this steric condition for the adjustment of the areas of proximity, predefined electronic functions also have an effect in the periodic table of the partners

Bedingungen, wie die ValenzElektronen-Konzentrationon (VEC), die kurzreichweitige Wechselwirkungskräfte zwischen den Atomen erzeugt und einen wichtigen Stabilisierungsbeitrag be! der Formierung einer einheitlichen metallenen Glasphase liefert.Conditions, such as the valence electron concentration (VEC), which generates short-range interaction forces between the atoms and an important contribution to stabilization be! the formation of a uniform metal glass phase supplies.

Diese ORPHS-Struktur, die VEC und das o. g. freie Volumen sind u.a. die bestimmenden Faktoren für diez. T. extrem gesteigerten Festigkeitseigenschaften zur Erzielung der erfindungsgemäßen leistungsbestimmenden Parameter der angeführtun metallischen Glasschicht in Verbindung mit dem Verbundkörper.This ORPHS structure, the VEC and the o. G. Free volumes are u.a. the determining factors for thez. T. extremely enhanced strength properties to achieve the inventive performance-determining parameters of the quoted metallic glass layer in connection with the composite body.

Es wurde festgestellt, daß in der Oberflächenschicht bei relativ guter Verformbarkeit hohe Festigkeit und guter Widerstand gegen Ermüdung erzielbar ist. Es konnteo Härtewerte erreicht werden, die z.T. weit Jber denen der üblichen Beschichtungshartstoffe liogen, die Eindruckkegel keine bis geringfügige Einrisse und die Schicht nach mehrfacher Glühung über 500X keine mikroskopisch sichtbare Veränderung zeigen.It has been found that high strength and good resistance to fatigue can be achieved in the surface layer with relatively good ductility. It could be achieved hardness values, the z.T. far beyond those of the usual coating hard materials, the impression cones show no to slight tears and the layer after multiple annealing above 500X shows no microscopically visible change.

Ausführungsbeispieleembodiments

Die Erfindung soll nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden:The invention will be explained in more detail below with reference to two exemplary embodiments:

1. Eine Hartmetall-Wendeschneidplatte für die Gußzerspanung, die nach dem bekannten CVD-Verfahren bei etwa 10000C, z. B.1. A carbide indexable insert for Gußzerspanung, according to the known CVD method at about 1000 0 C, z. B.

a TiCI4 + b (CxHy + N, + BCI3) --i'—^cTilC.N.B) + dHCIa TiCl 4 + b (C x H y + N, + BCI 3 ) --i '- ^ cTilC.NB) + dHCl

unter Normaldruck mit einer etwa 10pm starken Ti(C, N, B)-Schicht allseitig überzogen ist, würde durch Drosselung des Stickstoffes und des Kohlenstoffträgers (die Menger wurden empirisch eingestellt) um weitere 2...δμηι mit Ti-Überschuß weiterbeschichtet. Die Zusammensetzung dieser le.zten Schicht war uneinheitlich, entsprach jedoch der BruttoformelUnder normal pressure with an approximately 10 pm thick Ti (C, N, B) layer is coated on all sides, would be by throttling the nitrogen and the carbon support (the Menger were empirically adjusted) further coated by another 2 ... δμηι with excess Ti. The composition of this lezzten layer was inconsistent, but corresponded to the gross formula

etwa Ti80 (C, B)20.about Ti 80 (C, B) 20 .

2. Einer Hartmetall-Wendeschneidplatte für die iitahlzerspanung, die ähnlich wie 1. mit 8 Stück je etwa 1 pm starken Ti2. A tungsten carbide indexable insert for iitahl machining, similar to 1. with 8 pieces of about 1 pm Ti each

(C, N)-Schichten beschichtet war, wurde ähnlich wie 1., jedoch mittels zusätzlichem TaCI5-GaS eine 2... 5(im starke Schicht mit der Bruttoformel (Ti, Ta)8O(C, B)20 aufbeschichtet.(C, N) layers, was similar to 1., but with the addition of additional TaCl 5 -GaS a 2 ... 5 (in the thick layer with the gross formula (Ti, Ta) 8 O (C, B) 20 coated ,

Beiden Wendeschneidplatten wurden im Schnoidenbereich die obersten Flächen (etwa 6 χ 4mm auf den Spanflächen und etwa 6 x 2mm auf den Freiflächen) mit Hilfe einer CO2-Laserstrahlung rasterförmig im Abstand von 0,35 mm aufgeschmolzen und die Strahlspuren durch eine Abkühlgeschwindigkeit um 109K -S-Mn eine metallene Glasstruktur analog der beschriebenen überführt.Both inserts were melted in the Schnoidenbereich the top surfaces (about 6 χ 4mm on the clamping surfaces and about 6 x 2mm on the open spaces) using a CO 2 laser radiation grid-shaped at a distance of 0.35 mm and the beam traces by a cooling rate by 10 9 K -S - Mn transferred a metal glass structure analogous to that described.

Es wurden Mikrohärten der metallischen Glesschicht von 45...52GPa im Vergleich zu den darunter liegenden TiC- bzw. Ti (C, N)-Schlchten mit 27...31 GPa gemessen.Microhardnesses of the metallic magnesia layer of 45 ... 52GPa were measured in comparison with the underlying TiC or Ti (C, N) flakes at 27 ... 31 GPa.

Zerspanungsprüfungen Drehen im glatten Schnitt der Hartmetall-Wendeschneidplatte für die Gußzerspanung mit metallisch verglaster Schneide.Machining tests Turning in the smooth section of the carbide indexable insert for cast ironing with a metal-glazed cutting edge.

Werkstoff: GGL20; HB: 1800...2000MPf1 ν = 120m · mirf' s = 0,3mm · IT1 a =2mm ' ·Material: GGL20; HB: 1800 ... 2000MPf 1 ν = 120m · mirf's = 0,3mm · IT 1 a = 2mm '·

Bei einer Verschleißmarkenbreite von 0,2 mn· wurde eine Standzeit von 25 Minuter, gegenüber 13 Minuten einer gleichen Vergleichsschneide ohne Glasschicht gemssse..With a wear mark width of 0.2 mm, a service life of 25 minutes was measured, compared with 13 minutes of an identical comparison blade without glass layer.

Hartmetall-Wendeschneidplatte für die Stahlzerspanung mit metallisch verglaster Schneide:Carbide indexable insert for steel cutting with a metallic glazed cutting edge:

Werkstoff: C60II; olB: 8200MPaMaterial: C60II; o lB : 8200MPa

ν = 120m · min"1 s = 0,4mrr · U"1 a = 3mmν = 120 m · min "1 s = 0,4mrr · U" 1 a = 3 mm

Bei einer Verschleißmarkenbreite von 0,2mm wurde eine Standzeit von 65 Minuten gegenüber 30 Minuten mit Standzeitende bei einer gleichen Vergleichsschneido ohne Glasschicht gemessen.With a wear mark width of 0.2 mm, a service life of 65 minutes was measured, compared to 30 minutes with the end of service life, with the same comparative cutting without glass layer.

Tabelle von u.a. möglichen Legierungstypen metallischer GläserTable of u.a. possible types of alloys of metallic glasses

TeoMtt-GläserTeoMtt glasses (T1, Te)4M'", M«1 Quarternär-System(T 1 , Te) 4 M '", M« 1 Quaternary system TLTE-GläserT L T E glasses AT-GläserAT-glasses TE4M Binär-SystemT E4 M binary system (Te.TL)4M Ternär-System(T e .T L ) 4 M ternary system Ni68Nb10Si10B12 Ni68Cr10Si10B12 Ni 68 Nb 10 Si 10 B 12 Ni 68 Cr 10 Si 10 B 12 Ti80 C20 Ti80B20 Ti80Si20 oder GemischeTi 80 C 20 Ti 80 B 20 Ti 80 Si 20 or mixtures Ti40Ni4OC20 Ti40Ni40B20 Ii40Ni4OSi20 Ti72Fe12Si18 Ti 40 Ni 4 OC 20 Ti 40 Ni 40 B 20 Ii 40 Ni 4 OSi 20 Ti 72 Fe 12 Si 18 Ni60Nb40 Ni 60 Nb 40 Be40Zr10Ti50 Be 40 Zr 10 Ti 50

Claims (5)

1. Beschichteter Verbundkörper, bestehend aus einem Hartmetall-, Schnellarbeitsstahl- oder Keramikgrundkörper mit einer oder mehreren einheitlich oder unterschiedlich zusammengesetzten Hartst jffschichten aus Carbiden, Nitriden oder Bonden der IV. bis Vl. Nebengruppe des perirdischen Systems der Elemente oder aus AI2O3, die durch chemische oder physikalische Abscheidung aus der Gasphase abgeschieden sind, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Oberflächenschichten, insbesondere die Deckschicht, vorzugsweise im Bereich der Arbeitsfläche die Struktur einer metallischen Glasschicht hat.1. Coated composite body, consisting of a hard metal, Schnellarbeitsstahl- or ceramic body with one or more uniformly or differently composed Hartst jffschichten of carbides, nitrides or bonding of IV. To Vl. Subgroup of the elementary system or of Al 2 O 3 deposited by chemical or physical vapor deposition, characterized in that at least one of the surface layers, in particular the cover layer, preferably in the area of the working surface has the structure of a metallic glass layer. 2. Beschichteter Verbundkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die metallische Glasschicht in ihrer Bruttozusammensetzung durch Variation der Konzentration der Reagenzien auf ein in der zur Erfindungsbeschreibung gehörenden Tabelle aufgeführtes System weitergebildet ist.2. Coated composite body according to claim 1, characterized in that the metallic glass layer is further developed in its gross composition by varying the concentration of the reagents to a listed in the table of description of the invention system. 3. Beschichteter Verbundkörper nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die metallische Glasschicht Übergangsmetallo der VII. bis V1II. Nebengruppe und/oder der II. bis Vl. Nebengruppe des periodischen Sys' ems der Element*) enthält.3. Coated composite body according to claims 1 and 2, characterized in that the metallic glass layer Übergangsmetallo VII. To V 1 II. Subgroup and / or the II. To Vl. Subgroup of the periodic sys' ems the element *) contains. 4. Beschichteter Verbundkörper nach de ι Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die metallische Glasschicht neben einuin oder mehreren Übergangsmetallen Beryllium im molaren Verhältnis 1,3:1 bis 1,7:1 enthält.4. Coated composite according to de ι claims 1 to 3, characterized in that the metallic glass layer in addition to one or more transition metals beryllium in a molar ratio 1.3: 1 to 1.7: 1 contains. 5. Beschichteter Verbundkörper nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die metallische Glasschicht 1 bis 20Mm, vorzugsweise 1 bis 10μπι dick ist.5. Coated composite body according to claims 1 to 4, characterized in that the metallic glass layer 1 to 20mm, preferably 1 to 10μπι thick.
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