DE10322871A1 - Sintered body and process for its production - Google Patents

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Walter Lengauer
Klaus Dreyer
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Sinterkörper, bestehend aus einem Hartmetall, insbesondere einem auf WC mit Co-, Ni- und/oder Fe-Binderanteilen basierenden Hartmetall, oder einem Cermet, insbesondere auf Basis einer (Ti, W)(C, N) oder (Ti, Mo)(C, N) mit Binderanteilen aus Co, Ni und/oder Fe bestehenden Zusammensetzung, und ein Verfahren zu der Herstellung eines solchen Sinterkörpers. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist der Sinterkörper während der Aufheizung, während des Sinterns oder nach erfolgter Fertigsinterung zumindest zeitweise, vorzugsweise über eine Zeitspanne von mindestens 10 min bis 100 min, vollständig oder nur partiell einer plasmaaktivierten Gasphase unter einem Druck von maximal 3 È 10·4· Pa ausgesetzt worden.The invention relates to a sintered body consisting of a hard metal, in particular a hard metal based on WC with Co, Ni and / or Fe binder fractions, or a cermet, in particular based on a (Ti, W) (C, N) or ( Ti, Mo) (C, N) with binder components composed of Co, Ni and / or Fe, and a method for producing such a sintered body. DOLLAR A According to the invention, the sintered body is at least temporarily, preferably over a period of at least 10 min to 100 min, completely or only partially of a plasma-activated gas phase under a pressure of maximum 3 10 · 4 · during heating, during sintering or after finished sintering. Pa has been suspended.

Description

Die Erfindung betrifft einen Sinterkörper, bestehend aus einem Hartmetall, insbesondere einem auf WC mit Co, Ni und/oder Fe-Binderanteilen basierenden Hartmetall, oder einem Cermet, insbesondere auf Basis einer (Ti,W)(C,N) oder (Ti,Mo)(C,N) mit Binderanteilen aus Co, Ni und/oder Fe bestehenden Zusammensetzung.The Invention relates to a sintered body consisting of a hard metal, especially one on toilet with Co, Hard metal based on Ni and / or Fe binder proportions, or a Cermet, in particular based on a (Ti, W) (C, N) or (Ti, Mo) (C, N) with binder components composed of Co, Ni and / or Fe.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Sinterkörpers.The The invention further relates to a method for producing such Sintered body.

Sinterkörper der genannten Art werden insbesondere als Schneideinsätze in Zerspanungsoperationen eingesetzt.Sintered body of mentioned type are used in particular as cutting inserts in machining operations used.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Sinterkörper anzugeben, der verbesserte Schneideigenschaften besitzt. Ferner soll ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Sinterkörpers angegeben werden, das kürzere Prozesszeiten ermöglicht und eine Gefügebeeinflussung in möglichst tiefe Eindringzonen gestattet.It It is an object of the present invention to provide a sintered body, which has improved cutting properties. A procedure is also intended be specified for the production of such a sintered body that shorter Process times enabled and a structural influence in if possible deep penetration zones allowed.

Diese Aufgabe wird durch den Sinterkörper nach Anspruch 1 bzw. durch das Verfahren nach Anspruch 6 gelöst.This Task is carried out by the sintered body Claim 1 or solved by the method according to claim 6.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.further developments the invention are described in the subclaims.

Grundsätzlich ist eine Plasma-Diffusionsbehandlung, insbesondere in Form einer Nitridierung bzw. Nitrierung oder Nitrocarburierung eine zur Veredlung von Stahloberflächen seit langem praktizierte Methode, um die Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit der Stähle zu erhöhen. In jüngerer Zeit sind auch Titanlegierungen und Stellite einer Plasma-Diffusionsbehandlung unterzogen worden, um durch Eindiffusion das Gefüge der Randzonen solcher Körper in der Weise zu verändern, dass eine Diffusionszone oder eine oder mehrere Verbindungsschichten ausgebildet wer den. Die eindiffundierten Spezies können z.B. Stickstoff oder Kohlenstoff sein, welche die kristallografische Struktur des Basiswerkstoffes nicht ändern, mit Ausnahme etwaiger Abstandsänderungen des Kristallgitters. Auf einer solchen Diffusionsschicht oder oberflächennahen Zone können sich einige oder mehrere Verbindungsschichten bilden, welche eine weitere Phase, wie z.B. eine Verbindung eines Elementes des Basiswerkstoffes mit den eindiffundierten Spezies darstellen.Basically is a plasma diffusion treatment, in particular in the form of nitriding or Nitriding or nitrocarburizing has been used to finish steel surfaces long-practiced method to ensure wear and corrosion resistance of steels to increase. Younger Time is also titanium alloy and stellite of a plasma diffusion treatment been subjected to the structure of the peripheral zones of such bodies by diffusion to change the way that a diffusion zone or one or more connection layers are formed become. The diffused species can e.g. Nitrogen or carbon which do not change the crystallographic structure of the base material, with Exception of any changes in distance of the crystal lattice. On such a diffusion layer or near the surface Zone can some or more connection layers are formed, which are one further phase, e.g. a connection of an element of the base material with the diffused species.

Aus dem Abstract unter der Publikationsnummer JP 05302140 A ist ein Cermet bekannt, das aus einer Hartphase wie TiCN und einem Bindemetall wie Co und Ni besteht und dass einer gasförmigen Stickstoff-Plasma-Atmosphäre ausgesetzt wird, wobei das Plasma durch Hochfrequenz oder Mikrowellen-Entladung erzeugt wird. Hierbei soll sich eine Nitrid-Zone von 10 bis 500 μm Dicke bilden, in der TiN-Partikel mit einer Korngröße ≤ 0,1 μm in homogener Verteilung enthalten sind. Demgegenüber sind in dem Sinterkörper der vorliegenden Erfindung in den oberflächennahen Zonen durch die plasma-aktivierte Gasphase entstandene zusätzliche Gefügebestandteile enthalten, deren Korngrößen der Größenordnung der Gefügebestandteile liegen, die die Hartstoffanteile von Hartmetallen und Cermets üblicherweise besitzen. Die in der plasma-aktivierten Gasphase enthaltenen Stoffe, die in die Oberfläche eindiffundieren, können Stickstoff, Kohlenstoff, Bor, Metalle sein, die zu einem Plasmazustand anregbar sind. Gegenüber rein thermisch-aktivierten Gasphasen besitzt der Sinterkörper, der einer plasma-aktivierten Gasphase unterzogen worden ist, eine bis in wesentlich tiefere Bereiche beeinflusste Oberflächenzone. Die plasma-aktivierte Gasphase ermöglicht je nach Gaszusammensetzung des Plasmas auch eine Reinigung und/oder Reduktion der oberflächennahen Zonen, eine Verbesserung der Oberflächenrauhigkeit im Sinne einer Glättung sowie die Entstehung von neuen Gefügebestandteilen (Phasen) und deren Anordnung. Die Zusammensetzung der oberflächennahen Randzone kann erfindungsgemäß auch die Haftung von nachfolgend aufgebrachten Schichten aus Carbiden, Nitriden, Oxiden, Boriden oder Kohlenstoff bzw. Kombinationen aus diesen Materialien verbessern. Die plasma-aktivierte Behandlung ermöglicht auch eine Beeinflussung der Binderphase, beispielsweise kann plasma-aktivierter Stickstoff zur Bildung von Cobalt-Nickel- oder Eisennitride führen, was mit thermisch-aktiviertem Stickstoff nicht möglich ist.From the abstract under the publication number JP 05302140 A a cermet is known which consists of a hard phase such as TiCN and a binding metal such as Co and Ni and which is exposed to a gaseous nitrogen-plasma atmosphere, the plasma being generated by high frequency or microwave discharge. A nitride zone with a thickness of 10 to 500 μm should form, in which TiN particles with a grain size of ≤ 0.1 μm are contained in a homogeneous distribution. In contrast, in the sintered body of the present invention in the near-surface zones by the plasma-activated gas phase additional structural components are contained, the grain sizes of which are of the order of magnitude of the structural components that the hard material parts of hard metals and cermets usually have. The substances contained in the plasma-activated gas phase that diffuse into the surface can be nitrogen, carbon, boron, metals that can be excited to a plasma state. Compared to purely thermally activated gas phases, the sintered body, which has been subjected to a plasma-activated gas phase, has a surface zone that is influenced down to much deeper areas. Depending on the gas composition of the plasma, the plasma-activated gas phase also enables cleaning and / or reduction of the zones near the surface, an improvement in the surface roughness in terms of smoothing and the formation of new structural components (phases) and their arrangement. According to the invention, the composition of the edge zone near the surface can also improve the adhesion of subsequently applied layers of carbides, nitrides, oxides, borides or carbon or combinations of these materials. The plasma-activated treatment also makes it possible to influence the binder phase, for example plasma-activated nitrogen can lead to the formation of cobalt-nickel or iron nitrides, which is not possible with thermally-activated nitrogen.

Vorzugsweise besitzt der erfindungsgemäße Sinterkörper Randzonen, in die durch Migration und/oder durch Diffusion Stoffe aus der plasma-aktivierten Gasphase oder hieraus gebildete Verbindungen enthalten sind. Die Tiefe der beeinflussten Randzonen ist über die Wahl der Verfahrensparameter Temperatur, Druck und Behandlungszeit ebenso wie die Gefügeinhomogenität dieser Randzonen bis zu 1200 μm steuerbar.Preferably the sintered body according to the invention has edge zones, into those from the plasma-activated by migration and / or by diffusion Gas phase or compounds formed therefrom are included. The Depth of the affected edge zones is determined by the choice of the process parameters temperature, Pressure and treatment time as well as the structural inhomogeneity of these Edge zones up to 1200 μm controllable.

Insbesondere sind in der Randzone durch die plasma-aktivierte Gasphase zusätzliche Nitridpartikel einer Korngröße ≥ 0,2 μm enthalten.In particular are additional in the peripheral zone due to the plasma-activated gas phase Contain nitride particles with a grain size ≥ 0.2 μm.

Zur Herstellung eines solchen Sinterkörpers wird ein Verfahren verwendet, bei dem das Hartmetall oder das Cermet pulvermetallurgisch vorbehandelt und zu einem Grünling gepresst wird, der dann während des Aufheizens zur Sintertemperatur, während des Sinterns oder nach erfolgter Fertigsinterung zumindest zeitweise, vorzugsweise über eine Zeitspanne von mindestens 10 min bis 100 min vollständig oder nur partiell einer plasma-aktivierten Gasphase unter einem Druck von maximal 3 × 104 Pa ausgesetzt worden ist. Die Plasma-Aktivierung kann durch Mikrowellen- oder durch eine Glimmentladung erzeugt werden, wobei die Glimmentladung vorzugsweise mittels eines gepulsten Verfahrens erzeugt wird, bei dem der Sinterkörper als Kathode geschaltet wird, an der eine gepulste Gleichspannung angelegt wird. Bevorzugte Gleichspannungen liegen zwischen 200 bis 900 V. Die Gleichspannung kann in den Pulspausen entweder auf 0 V oder eine Restgleichspannung abgesenkt werden, die gleich oder größer ist als das niedrigste Ionisierungspotential der beteiligten Gase, maximal jedoch 50 % des maximalen Wertes der gepulsten Gleichspannung beträgt. Soweit eine Restgleichspannung in den Pulspausen aufrechterhalten bleibt, ist deren Verhältnis zur maximalen gepulsten Gleichspannung 0,02 bis 0,5. Die Periodendauer der gepulsten Gleichspannung liegt zwischen 20 μs und 20 ms. Das Verhältnis der Pulslänge zu der Pulspause liegt zwischen 0,1 bis 0,6.To produce such a sintered body, a method is used in which the hard metal or the cermet is pretreated by powder metallurgy and pressed to form a green body, which is then heated to the sintering temperature, during sintering or after finished sintering has taken place has been exposed at least temporarily, preferably over a period of at least 10 min to 100 min, completely or only partially to a plasma-activated gas phase under a pressure of at most 3 × 10 4 Pa. The plasma activation can be generated by microwave or by a glow discharge, the glow discharge preferably being generated by means of a pulsed method in which the sintered body is switched as a cathode to which a pulsed direct voltage is applied. Preferred DC voltages are between 200 to 900 V. In the pulse pauses, the DC voltage can either be reduced to 0 V or a residual DC voltage which is equal to or greater than the lowest ionization potential of the gases involved, but a maximum of 50% of the maximum value of the pulsed DC voltage. If a residual DC voltage is maintained in the pulse pauses, its ratio to the maximum pulsed DC voltage is 0.02 to 0.5. The period of the pulsed DC voltage is between 20 μs and 20 ms. The ratio of the pulse length to the pulse pause is between 0.1 to 0.6.

Wie bereits erwähnt, sollen in der plasma-aktivierten Gasphase Stickstoff, Kohlenstoff, Bor oder auch plasma-aktivierbare Metalle, Verbindungen oder Gemische der vorgenannten Stoffe oder auch Precursoren enthalten sein.How already mentioned, In the plasma-activated gas phase, nitrogen, carbon, Boron or plasma-activatable metals, compounds or mixtures the aforementioned substances or precursors may be included.

Nach einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vor Einlass eines reaktiven Gases oder einer reaktiven Gasmischung der Behandlungskörper einer Inertgasatmosphäre, insbesondere aus einem Edelgas und/oder einem chemischen Reduktionsmittel, vorzugsweise Wasserstoff, ausgesetzt. Chemisch nicht reaktive Stoffe, wie beispielsweise Argon, dienen der Reinigung der Oberfläche, wonach in einem weiteren Verfahrensschritt die plasma-aktivierte Gasphase eingelassen wird, durch die gezielt Migrations- und Diffusionsprozesse in die oberflächennahen Schichten ausgelöst werden. In der Gasphase enthaltener Wasserstoff dient zu der Anregung von Reduktionsprozessen an der Oberfläche, insbesondere zum Abbau von Oxideinlagerungen.To A development of the method according to the invention is made before admission a reactive gas or a reactive gas mixture of the treatment body inert gas atmosphere, in particular from a noble gas and / or a chemical reducing agent, preferably exposed to hydrogen. Chemically non-reactive substances, such as argon, serve to clean the surface after which in a further process step, the plasma-activated gas phase through the targeted migration and diffusion processes in the near-surface Layers triggered become. Hydrogen contained in the gas phase is used for excitation reduction processes on the surface, especially for degradation of oxide deposits.

Für die Behandlung des Sinterkörpers in der plasma-aktivierten Gasphase werden vorzugsweise Temperaturen oberhalb von 900°C bis 1350°C gewählt.For the treatment of the sintered body Temperatures are preferably in the plasma-activated gas phase above 900 ° C up to 1350 ° C selected.

Weitere Vorteile der Erfindung werden anhand der nachfolgend erörterten Ausführungsbeispiele sowie der Zeichnungen erläutert. Es zeigenFurther Advantages of the invention will be apparent from those discussed below embodiments and the drawings explained. Show it

1 bis 4 jeweils Schliffbilder von Sinterkörpern, die einer plasma-aktivierten Gasphase unterzogen worden sind (jeweils a) im Gegensatz zu Vergleichsproben (jeweils b). 1 to 4 in each case micrographs of sintered bodies which have been subjected to a plasma-activated gas phase (in each case a) in contrast to comparative samples (in each case b).

Ausführungsbeispiel 1:Example 1:

Zunächst sind zwei gesinterte Hartmetallkörper des Typs WC-Ti(C,N)-Co mit identischer chemischer Zusammensetzung (jeweils 40 Massen% W, 25,5 Massen% Ti, 9 Massen% Ta, 0,5 Massen% Nb, 7 Massen% C, 3 Massen% N und 15 Massen% Co) bei einer übereutektischen Temperatur von 1350°C bei 300 mbar 20 min in einer Stickstoffatmosphäre behandelt worden, wobei der erste Hartmetallkörper mit Plasma beaufschlagt worden ist, der zweite jedoch nicht. Bei beiden Proben bildete sich eine sogenannte gradierte Schicht aus, welche eine Anreicherung von Titancarbonitriden bei gleichzeitiger Verdrängung von WC-Anteilen in das Probeninnere zeigt. Wie aus 1a im Gegensatz zu 1b ersichtlich ist, ist jedoch die durch Stickstoff beeinflusste Zone bei der Stickstoff-Plasma beaufschlagten Probe (1a) deutlich größer als die Zone der Probe, die einer lediglich thermisch, aber nicht plasma-aktivierten Gasphase ausgesetzt war.First, there are two sintered hard metal bodies of the type WC-Ti (C, N) -Co with identical chemical composition (40 mass% W, 25.5 mass% Ti, 9 mass% Ta, 0.5 mass% Nb, 7 mass% C, 3 mass% N and 15 mass% Co) were treated at a hypereutectic temperature of 1350 ° C at 300 mbar for 20 min in a nitrogen atmosphere, the first hard metal body having been exposed to plasma, but not the second. In both samples, a so-called graded layer was formed, which shows an accumulation of titanium carbonitrides with simultaneous displacement of WC components into the interior of the sample. How out 1a in contrast to 1b can be seen, however, is the zone influenced by nitrogen in the nitrogen plasma sample ( 1a ) significantly larger than the zone of the sample that was exposed to a gas phase that was only thermally activated but not plasma-activated.

Ausführungsbeispiel 2:Example 2:

Ein gesinterter WC-Ti(C,N)-Co-Hartmetallkörper der Zusammensetzung 60,5 Massen% W, 16 Massen% Ti, 5 Massen% Ta, 0,3 Massen% Nb, 7 Massen% C und 1,2 Massen% N sowie 10 Massen% Co wurde bei einer Temperatur von 1350°C bei 300 mbar an den Seitenflächen und der Oberseite einem Stickstoffplasma ausgesetzt, wohingegen die Unterseite diesem Plasma nicht ausgesetzt war. Der 2a, die ein Schliffbild der Hartmetallkörperoberseite zeigt, ist zu entnehmen, dass eine etwa 25 μm dicke Ti(C,N)-reiche Schicht ohne WC-Partikel, die im Bild hell erscheinen, ausgebildet wurde, während das Schliffbild der Unterseite nach 2b praktisch keinerlei Einfluss des hier nur thermisch-aktivierten, angreifenden Stickstoffes zeigt.A sintered WC-Ti (C, N) -co hard metal body with the composition 60.5 mass% W, 16 mass% Ti, 5 mass% Ta, 0.3 mass% Nb, 7 mass% C and 1.2 mass% N and 10% by mass of Co were exposed to a nitrogen plasma at a temperature of 1350 ° C. at 300 mbar on the side surfaces and the top, whereas the underside was not exposed to this plasma. The 2a , which shows a micrograph of the top of the hard metal body, it can be seen that an approximately 25 μm thick Ti (C, N) -rich layer without WC particles, which appear bright in the image, was formed, while the micrograph follows the bottom 2 B shows practically no influence of the only thermally activated attacking nitrogen.

Ausführungsbeispiel 3:Example 3:

Zwei gesinterte Hartmetallkörper der Zusammensetzung 40 Massen% W, 25,5 Massen% Ti, 9 Massen% Ta, 0,5 Massen% Nb, 7 Massen% C, 3 Massen% N und 15 Massen% Co wurden bei untereutektischen Temperatur von 1250°C bei 150 mbar N2 für 60 min geglüht, wobei der erste Hartmetallkörper dem plasma-aktivierten Stickstoff und der zweite nur thermisch-aktiviertem Stickstoff in der Gasatmosphäre unterzogen worden ist. Die mit Plasma beaufschlagte Probe zeigt in 3a eine deutliche Verdrängung des WC bis in eine Tiefe von 1200 μm. Bis zu einer Tiefe von ca. 20 μm ist eine Ti(C,N)-Anreicherung in 3a zu erkennen. Der lediglich einer thermischen Stickstoffatmosphäre ausgesetzte Hartmetallkörper zeigt nachTwo sintered hard metal bodies of the composition 40% by mass W, 25.5% by mass Ti, 9% by mass Ta, 0.5% by mass Nb, 7% by mass C, 3% by mass N and 15% by mass Co were produced at a hypereutectic temperature of 1250 ° C annealed at 150 mbar N 2 for 60 min, the first hard metal body having been subjected to the plasma-activated nitrogen and the second only thermally-activated nitrogen in the gas atmosphere. The sample exposed to plasma shows in 3a a clear displacement of the toilet down to a depth of 1200 μm. A Ti (C, N) enrichment is in to a depth of approx. 20 μm 3a to recognize. The hard metal body, which is only exposed to a thermal nitrogen atmosphere, shows

3b hingegen lediglich eine nur bis 5 μm tiefe Randzonenbeeinflussung. 3b on the other hand, only an edge zone influence of up to 5 μm deep.

Ausführungsbeispiel 4:Example 4:

Zwei gesinterte Hartmetallkörper der Zusammensetzung 60,5 Massen% W, 16 Massen% Ti, 5 Massen% Ta, 0,3 Massen% Nb, 7 Massen% C und 1,2 Massen% N und 10 Massen% Co wurden bei einer untereutektischen Temperatur von 1250°C bei 150 mbar N2 für 60 min geglüht, wobei wiederum der erste Körper in einer plasma-aktivierter Gasphase geglüht wurde, der zweite unter einer nur rein thermisch-aktivierten Gasphase. Während die plasmabeaufschlagte Probe eine Nitridschicht mit einer Dicke von 50 μm und eine darunter etwa 40 μm dicke Zone mit verringerten WC-Anteilen (siehe 4a) zeigt, sind bei dem Körper, der lediglich einer thermisch-aktivierten Stickstoffgasphase ausgesetzt worden ist, lediglich eine 5 μm dicke Nitridschicht und eine weniger als 5 μm dicke darunter liegende Zone zu entnehmen.Two sintered hard metal bodies of the composition 60.5 mass% W, 16 mass% Ti, 5 mass% Ta, 0.3 mass% Nb, 7 mass% C and 1.2 mass% N and 10 mass% Co were at a hypoeutectic temperature annealed from 1250 ° C at 150 mbar N 2 for 60 min, again the first body being annealed in a plasma-activated gas phase, the second under a purely thermally activated gas phase. While the plasma-exposed sample has a nitride layer with a thickness of 50 μm and a zone below it with a thickness of around 40 μm with reduced WC content (see 4a ) shows, the body, which has only been exposed to a thermally activated nitrogen gas phase, only has a 5 μm thick nitride layer and a zone below it that is less than 5 μm thick.

Die vorstehenden Ausführungsbeispiele zeigen, dass durch Behandlung des Sinterkörpers in einer plasma-aktivierten Gasphase eine gezielte Gefügeinhomogenität eingestellt und/oder eine Verbindungsschicht erzeugt werden kann, die die Gebrauchseigenschaften des Körpers, wie dessen Schneidhaltigkeit, Standzeit und vermindertes Reaktionsverhalten gegenüber anderen Körpern bei Zerspanungsprozessen verbessern. Vorzugsweise wird die Plasma-Aktivierung durch eine Glimmentladung erzeugt, insbesondere mittels eines gepulsten Verfahrens, welches die Entstehung von Lichtbögen vermeidet. Die Plasma-Aktivierung muss nicht über den gesamten Behandlungszeitraum aufrechterhalten bleiben. Der Gasdruck wird in einem Bereich bis 300 mbar gehalten, in dem der Plasmazustand erreichbar ist, d.h., das Plasma gezündet und aufrechterhalten werden kann. Durch Wahl der Behandlungstemperatur bzw. deren Begrenzung kann erreicht werden, dass weiter im Körperinneren liegende Bereiche keinem erkennbaren Wärmeeinfluss unterliegen, so dass das Gefüge im Körperinneren in der ursprünglichen Form erhalten bleibt und lediglich die oberflächennahen Zonen beeinflusst werden. Durch teilweises Abdecken von Oberflächen des Sinterkörpers oder deren gegenseitige Anlage bzw. Auflage kann erreicht werden, dass dort kein Plasma angreifen kann bzw. sich der sogenannte Plasmasaum nicht ausbildet. Etwaige Gefügemodifikationen werden an diesen Stellen lediglich durch die Gasatmosphäre und die eingestellten Verfahrensparameter beeinflusst, nicht jedoch durch das Plasma, das in den oberflächennahen Randbereichen eine demgegenüber unterschiedliche Gefügemodifikation erhalten wird.The above embodiments show that by treating the sintered body in a plasma-activated A targeted structural inhomogeneity is set in the gas phase and / or a connection layer can be generated, which has the properties of use of the body, such as its edge retention, service life and reduced reaction behavior across from other bodies improve in machining processes. Plasma activation is preferred generated by a glow discharge, in particular by means of a pulsed Process that avoids arcing. The plasma activation doesn't have to be maintained throughout the treatment period. The gas pressure is kept in a range up to 300 mbar, in which the plasma state is achievable, i.e. the plasma is ignited and maintained can. By choosing the treatment temperature or its limitation can be achieved that areas lying further inside the body no noticeable influence of heat subject to the structure inside the body in the original Shape is preserved and only affects the areas near the surface become. By partially covering surfaces of the sintered body or their mutual investment or circulation can be achieved that no plasma can attack there or the so-called plasma seam does not train. Any structural modifications are only at these points by the gas atmosphere and the set process parameters influenced, but not by the plasma that is near the surface Areas on the other hand different structural modification is obtained.

Falls erforderlich oder gewünscht, kann der Behandlung unter einer plasma-aktivierten Gasphase eine Glühbehandlung vorgeschaltet werden, mit der die Oberfläche gereinigt wird. Alternativ oder zusätzlich kann auch vor der plasma-aktivierten Gasphasenbehandlung eine Behandlung in einer aus einem chemischen Reduktionsmittel bestehenden Gasphase vorgenommen werden.If required or desired treatment under a plasma-activated gas phase annealing upstream, with which the surface is cleaned. alternative or additionally treatment before plasma-activated gas phase treatment in a gas phase consisting of a chemical reducing agent be made.

Durch den Einfluss des Plasmas können in den oberflächennahen Randzonen neue Phase erzeugt werden, die sich ohne Plasma-Aktivierung nicht ausbilden können. Somit ist mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sowohl eine geänderte Phasenzusammensetzung in den oberflächennahen Randschichten als auch eine tiefere Eindringzone der Gefügebeeinflussung und durch Wahl der Verfahrensparameter eine gewünschte Gefügeinhomogenität einstellbar. Dieses wie auch die gleichermaßen erzeugte Glättung oder Aufrauhung der Oberfläche, letzteres im Hinblick auf etwa gewünschte Beschichtungen, schaffen gegenüber vergleichbaren Sinterkörpern, die nach dem Stand der Technik bekannt sind, deutliche Vorteile.By the influence of the plasma in the near surface Edge zones new phase are generated, which can not be done without plasma activation can train. Thus with the method according to the invention both a changed Phase composition in the near-surface boundary layers as also a deeper penetration zone of the structural influence and by choice the process parameter is a desired one Structure homogeneity adjustable. This as well as the same smoothing generated or roughening the surface, the latter with regard to any desired Coatings, create opposite comparable sintered bodies, which are known from the prior art, clear advantages.

Claims (10)

Sinterkörper, bestehend aus einem Hartmetall, insbesondere einem auf WC mit Co, Ni und/oder Fe-Binderanteilen basierenden Hartmetall, oder einem Cermet, insbesondere auf Basis einer (Ti,W)(C,N) oder (Ti,Mo)(C,N) mit Binderanteilen aus Co, Ni und/oder Fe bestehenden Zusammensetzung, dadurch gekennzeichnet, dass der Sinterkörper während der Aufheizung, während des Sinterns oder nach erfolgter Fertigsinterung zumindest zeitweise, vorzugsweise über eine Zeitspanne von mindestens 10 min bis 100 min vollständig oder nur partiell einer plasma-aktivierten Gasphase unter einem Druck von maximal 3 × 104 Pa ausgesetzt worden ist.Sintered body, consisting of a hard metal, in particular a hard metal based on WC with Co, Ni and / or Fe binder components, or a cermet, in particular based on a (Ti, W) (C, N) or (Ti, Mo) (C , N) with binder components composed of Co, Ni and / or Fe, characterized in that the sintered body at least temporarily, preferably over a period of at least 10 min to 100 min, or only during heating, during sintering or after finished sintering partially exposed to a plasma-activated gas phase under a pressure of maximum 3 × 10 4 Pa. Sinterkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in den oberflächennahen Randzonen durch Migration und/oder Diffusion Stoffe aus der plasma-aktivierten Gasphase oder hieraus gebildete Verbindungen enthalten sind.sintered body according to claim 1, characterized in that in the near-surface Border zones through migration and / or diffusion substances from the plasma activated Gas phase or compounds formed therefrom are included. Sinterkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sinterkörper in einer plasma-aktivierten Gasphase behandelt worden ist, die Stickstoff, Kohlenstoff, Bor, Metalle, Verbindungen oder Gemische hiervon oder entsprechende Precursoren enthalten hat.sintered body according to claim 1 or 2, characterized in that the sintered body in a plasma-activated gas phase that has been treated with nitrogen, Carbon, boron, metals, compounds or mixtures thereof or has contained corresponding precursors. Sinterkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in den oberflächennahen Zonen des Sinterkörpers Nitridpartikel einer Korngröße ≥ 0,2 μm enthalten sind.sintered body according to one of the claims 1 to 3, characterized in that in the near-surface Zones of the sintered body Contain nitride particles with a grain size ≥ 0.2 μm are. Sinterkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen Gefügegradienten des Sinterkörpers von der Oberfläche zum Körperinneren.Sintered body according to one of claims 1 to 4, characterized by a structural gradient of the sintered body from the surface to the inside of the body. Verfahren zur Herstellung eines Sinterkörpers aus einem Hartmetall oder einem Cermet nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der auf pulvermetallurgischem Weg vorbehandelte und zu einem Grünling gepresste Körper während des Aufheizens zur Sintertemperatur, während des Sinters oder nach erfolgter Fertigsinterung zumindest zeitweise, vorzugsweise über eine Zeitspanne von mindestens 10 min bis 100 min vollständig oder nur partiell einer plasma-aktivierten Gasphase unter einem Druck von maximal 3 × 104 Pa ausgesetzt worden ist, vorzugsweise bei Temperaturen zwischen 900°C bis 1350°C.A method for producing a sintered body made of a hard metal or a cermet according to one of claims 1 to 5, characterized in that the body pretreated by powder metallurgy and pressed into a green body during the heating to the sintering temperature, during the sintering or after finished sintering has been carried out, at least temporarily, preferably over a period of at least 10 min to 100 min has been completely or only partially exposed to a plasma-activated gas phase under a pressure of at most 3 × 10 4 Pa, preferably at temperatures between 900 ° C. to 1350 ° C. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Plasma-Aktivierung durch Mikrowellen oder durch eine Glimmentladung erzeugt wird, vorzugsweise mittels eines gepulsten Verfahrens, bei dem der Sinterkörper als Kathode geschaltet wird, an der eine gepulste Gleichspannung angelegt wird.A method according to claim 6, characterized in that the plasma activation by microwaves or by a glow discharge is generated, preferably by means of a pulsed method in which the sintered body is switched as a cathode on which a pulsed DC voltage is created. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der plasma-aktivierten Gasphase Stickstoff, Kohlenstoff, Bor, Metalle, Verbindungen oder Gemische hiervon enthalten sind.A method according to claim 6 or 7, characterized in that that in the plasma-activated gas phase nitrogen, carbon, Boron, metals, compounds or mixtures thereof are contained. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass vor Einlass eines reaktiven Gases oder einer reaktiven Gasmischung die Gasphase aus einem Inertgas, insbesondere einem Edelgas, besteht und/oder ein chemisches Reduktionsmittel, vorzugsweise Wasserstoff, enthält.Method according to one of claims 6 to 8, characterized in that that before admission of a reactive gas or a reactive gas mixture the gas phase consists of an inert gas, in particular an inert gas and / or a chemical reducing agent, preferably hydrogen, contains. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass während der Behandlung in der plasma-aktivierten Gasphase Teile der Oberfläche des Substratkörpers abgedeckt sind.Method according to one of claims 6 to 9, characterized in that that while the treatment in the plasma-activated gas phase parts of the surface of the substrate body are covered.
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