DE112006003841B4

DE112006003841B4 - Verfahren zur Entfernung eines Hartbeschichtungsfilms

Info

Publication number: DE112006003841B4
Application number: DE112006003841.9T
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Hanyu; Yasuo Fukui
Original assignee: OSG Corp
Current assignee: OSG Corp
Priority date: 2006-04-10
Filing date: 2006-04-10
Publication date: 2015-02-05
Anticipated expiration: 2026-04-11
Also published as: CN101426946A; US20090255805A1; DE112006003841T5; JP4652446B2; KR101073414B1; CN101426946B; WO2007116523A1; KR20080102432A; JPWO2007116523A1

Abstract

Verfahren zur Entfernung eines Hartbeschichtungsfilms (30) von einem Hauptkörper (20) eines Hartbeschichtungsfilm-beschichteten Elements (12), wobei eine Oberfläche des Hauptkörpers mit dem Hartbeschichtungsfilm beschichtet ist, der aus einem Metallcarbid, einem Metallnitrid oder einem Metallcarbonitrid aus Gruppe IIIb, IVa, Va oder VIa des Periodensystems der Elemente oder aus einer festen Lösung dieser Verbindungen besteht, der Hartbeschichtungsfilm von dem Hauptkörper durch Strahlen eines Ionenstrahls auf den Hartbeschichtungsfilm entfernt wird, um den Hartbeschichtungsfilm zu ätzen, dadurch gekennzeichnet, dass: das Ätzen durch Strahlen des unter Verwendung eines Inertgases als ein Betriebsgas erzeugten Ionenstrahls auf den Hartbeschichtungsfilm (30) durchgeführt wird, das Ätzen Schritte umfassend: einen ersten Ätzschritt des Ätzens des Hartbeschichtungsfilms (30) durch Strahlen des unter Verwendung eines ersten Inertgases als ein Betriebsgas erzeugten Ionenstrahls auf den Hartbeschichtungsfilm; und einen zweiten Ätzschritt des Ätzens des Hartbeschichtungsfilms (30) durch Strahlen des Ionenstrahls, der nach Wechseln des Betriebsgases von dem ersten Inertgas zu einem zweiten Inertgas, dessen Atomgewicht kleiner als das des ersten Inertgases ist, erzeugt wird, auf den Hartbeschichtungsfilm.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Entfernung eines zum Beispiel aus TiAlN oder TiCN hergestellten Hartbeschichtungsfilms und spezieller auf ein Verfahren zur Entfernung eines Hartbeschichtungsfilms mit nahezu keiner Beschädigung eines Hauptkörpers.
Hartbeschichtungsfilm-beschichtete Elemente sind bekannt, bei welchen eine Oberfläche eines Hauptkörpers mit einem Hartbeschichtungsfilm beschichtet oder bedeckt ist. Der Hartbeschichtungsfilm besteht aus einem Metallcarbid, einem Metallnitrid oder einem Metallcarbonitrid aus Gruppe IIIb, IVa, Va oder VIa des Periodensystems der Elemente oder besteht aus einer festen Lösung dieser Verbindungen. Das Hartbeschichtungsfilm-beschichtete Arbeitswerkzeug, wie beispielsweise ein Schaftfräser, ein Gewindeschneider, ein Bohrmeißel oder eine Bohrerspitze, das durch Beschichten der Oberfläche eines aus einer superharten Legierung hergestellten Werkzeuggrundmaterials (Hauptkörper) mit dem vorher genannten Hartbeschichtungsfilm erzeugt wird, wurde zum Beispiel in der Patentliteratur 1 vorgeschlagen. Wenigstens ein Verschleißteil der Arbeitswerkzeugoberfläche, an welcher eine Schneideklinge oder dergleichen bereitgestellt ist, ist beschichtet. Ein PVD („physical vapor deposition”) Verfahren, wie beispielsweise ein Ionenplattierungsverfahren, wird zum Beschichten des Hartbeschichtungsfilms angewendet.
Bei dem so strukturierten Hartbeschichtungsfilmbeschichteten Element kann der Hartbeschichtungsfilm verschlissen oder beschädigt sein, oder defekte Artikel können, zum Beispiel durch schlechtes Beschichten bei einem Produktionsverfahren, erzeugt oder hervorgebracht werden. Es ist vorstellbar, den Hartbeschichtungsfilm zu entfernen, um dadurch den Hauptkörper, wie zum Beispiel das Werkzeuggrundmaterial, wiederzuverwenden. Das heißt, der Hartbeschichtungsfilm wird mit einem Nassverfahren durch eine Wasserstoffperoxidlösung oder dergleichen chemisch aufgelost, um von dem Hauptkörper entfernt zu werden.

[Patentliteratur 1] Japanische Patentveröffentlichung Nr. JP 2005 007 555 A

Allerdings, wenn der Hartbeschichtungsfilm wie vorher genannt unter Verwendung der chemischen Reaktion entfernt wird, kann der Hauptkörper vorhergehend, d. h. im Voraus, teilweise exponiert sein, auf Grund der Nichteinheitlichkeit der Dicke des Hartbeschichtungsfilms oder auf Grund eines Unterschieds in der Geschwindigkeit der Beschichtungsfilmentfernung, damit nachfolgende Probleme verursachend. Da in diesem Fall die exponierte Oberfläche des Hauptkörpers beim vollständigen Entfernen des Hartbeschichtungsfilms durch die Behandlungsflüssigkeit auch beschädigt wird, wird die Oberfläche des Hauptkörpers teilweise aufgeraut oder geschwächt. Zum Beispiel, wenn der Hauptkörper aus einer superharten Legierung hergestellt ist, werden WC Teilchen in einer Oberflächenschicht erodiert, so dass die Oberfläche geschwächt werden kann und eine Veränderung in der Form des Hauptkörpers, wie beispielsweise eine Rundheit oder Durchmesserverringerung der Kante der Schneideklinge, auftreten kann. Wenn der so formveränderte Hauptkörper mit dem Hartbeschichtungsfilm wiederbeschichtet wird, können adhäsive Eigenschaften resultierend von der Oberflächenschwäche beeinträchtigt werden, so dass die ursprüngliche Beschichtungsleistung (Beständigkeit oder Abnutzungswiderstand) nicht erhalten werden kann oder die Kante der Klinge abgerundet werden kann, dadurch die Schneideleistung verringernd.
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts dieser Gegebenheiten gemacht und hat die Aufgabe, einen Hartbeschichtungsfilm mit nahezu keiner Beschädigung eines Hauptkörpers eines Hartbeschichtungsfilm-beschichteten Elements zu entfernen.
Um diese Aufgabe zu erfüllen, bezieht sich ein erster Aspekt der Erfindung auf ein Verfahren zur Entfernung eines Hartbeschichtungsfilms von einem Hauptkörper eines Hartbeschichtungsfilm-beschichteten Elements, wobei eine Oberfläche des Hauptkörpers mit dem Hartbeschichtungsfilm beschichtet ist, der aus einem Metallcarbid, einem Metallnitrid oder einem Metallcarbonitrid aus Gruppe IIIb, IVa, Va oder VIa des Periodensystems der Elemente oder aus einer festen Lösung dieser Verbindungen besteht.
Das Verfahren zur Hartbeschichtungsfilmentfernung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Hartbeschichtungsfilm von dem Hauptkörper durch Strahlen eines Ionenstrahls auf den Hartbeschichtungsfilm und Ätzen des Hartbeschichtungsfilms entfernt wird.
Bei einem zweiten Aspekt der Erfindung wird das Ätzen durch Strahlen des unter Verwendung eines Inertgases als ein Betriebsgas erzeugten Ionenstrahls auf den Hartbeschichtungsfilm durchgeführt.
Bei einem dritten Aspekt der Erfindung umfasst das Verfahren zur Beschichtungsfilmentfernung einen ersten Ätzschritt des Ätzens des Hartbeschichtungsfilms durch Strahlen des unter Verwendung eines ersten Inertgases als ein Betriebsgas erzeugten Ionenstrahls auf den Hartbeschichtungsfilm; und einen zweiten Ätzschritt des Ätzens des Hartbeschichtungsfilms durch Strahlen des Ionenstrahls, der nach dem Wechseln des Betriebsgases von dem ersten Inertgas zu einem zweiten Inertgas, dessen Atomgewicht geringer als das des ersten Betriebsgases ist, erzeugt wird, auf den Hartbeschichtungsfilm.
Bei einem vierten Aspekt der Erfindung verwendet der erste Ätzschritt eines aus Radon, Xenon und Krypton als das Betriebsgas und der zweite Ätzschritt verwendet Argongas als das Betriebsgas.
Bei dem fünften Aspekt der Erfindung ist der Hauptkörper aus einer superharten Legierung hergestellt.
Bei dem sechsten Aspekt der Erfindung ist das Hartbeschichtungsfilm-beschichtete Element ein Hartbeschichtungsfilm-beschichtetes Arbeitswerkzeug, bei welchem wenigstens ein Verschleißteil mit dem Hartbeschichtungsfilm beschichtet ist.
Gemäß dem Verfahren zur Entfernung des Hartbeschichtungsfilms des ersten Aspekts der Erfindung wird der Hartbeschichtungsfilm, d. h. die Hartbeschichtungsschicht, von dem Hauptkörper hauptsächlich durch das Sputtern, d. h. Sputterphänomene, durch Strahlen des Ionenstrahls entfernt. Daher, selbst wenn die Oberfläche des Hauptkörpers vorhergehend teilweise exponiert ist, können auf Grund der Dicke-Uneinheitlichkeit des Hartbeschichtungsfilms oder wegen des Unterschieds der Geschwindigkeit der Beschichtungsfilmentfernung die nachfolgenden Effekte erbracht werden. Die Oberflächenschwäche des Hauptkörpers durch chemische Erosion kann unterdrückt werden. Dank des geringen Einflusses des Entfernens des Beschichtungsfilms auf den Hauptkörper werden die Veränderungen in der Form und der Abmessung des Hauptkörpers kleiner, verglichen mit einem Fall, bei welchem der Hartbeschichtungsfilm hauptsächlich unter Verwendung der chemischen Reaktion entfernt wird.
Als ein Ergebnis kann der Hauptkörper ohne Modifikationen oder mit nur einer geringen Modifikation davon wiederverwendet werden. Daher kann nicht nur durch Wiederbeschichten mit dem Hartbeschichtungsfilm das Hartbeschichtungsfilm-beschichtete Element mit geringen Kosten wiederhergestellt werden, sondern auch die Adhäsionsstärke des Hartbeschichtungsfilms zu dem Hauptkörper erhöht werden. Daher kann die ursprüngliche Beschichtungsleistung (Beständigkeit, Abnutzungswiderstand, etc.) erbracht werden, welche die Gleiche wie bei einem neuen Artikel ist.
Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung wird der Hartbeschichtungsfilm durch Strahlen des unter Verwendung des Inertgases als das Betriebsgas erzeugten Ionenstrahls geätzt, so dass der Hartbeschichtungsfilm mechanisch entfernt wird, hauptsachlich durch Sputtern unter Verwendung der Ionenstrahlen. Daher, obwohl die Entfernungsgeschwindigkeit geringer wird, kann vollständig verhindert werden, dass die Hauptkörperoberfläche durch chemische Erosion geschwächt wird, selbst wenn die Oberfläche exponiert ist. Als ein Ergebnis wird die Adhäsionsstärke des Hartbeschichtungsfilms zu dem Hauptkörper beim Wiederbeschichten weiter erhöht.
Gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung wird bei dem ersten Ätzschritt das Ätzen unter Verwendung des ersten Inertgases mit vergleichsweise hohem Molekulargewicht durchgeführt, so dass der Hartbeschichtungsfilm effizient unter Verwendung des Sputterns von Ionen mit der großen Masse entfernt wird. Bei dem zweiten Ätzschritt wird das Ätzen unter Verwendung des zweiten Inertgases mit vergleichsweise kleinem Atomgewicht durchgeführt, so dass der Hartbeschichtungsfilm schrittweise unter Verwendung des Sputterns von Ionen mit der kleinen Masse entfernt wird. Geeignetes Einstellen der Verfahrenszeitdauer des ersten und zweiten Schritts kann die Zeitdauer verkürzen, die für den Vorgang zur Hartbeschichtungsfilmentfernung mit Unterdrücken des Einflusses davon auf den Hauptkörper (Veränderungen in Form und Abmessung) auf ein Minimum benötigt wird. Grundsätzlich wird das Betriebsgas hinreichend zwischen dem ersten und zweiten Ätzschritt gewechselt, so dass beide Schritte kontinuierlich durchgeführt werden können, mit Halten des Hartbeschichtungsfilm-beschichteten Elements in einem vorherbestimmten Ätzbehandlungsbehälter.
Gemäß dem fünften Aspekt der Erfindung, wenn der Hartbeschichtungsfilm von dem aus superharter Legierung hergestellten Hauptkörper unter Verwendung der chemischen Reaktion durch die Wasserstoffperoxidlösung entfernt wird, werden WC Teilchen auf der Oberflächenschicht chemisch erodiert, was zu einer geschwächten Oberfläche führt. Allerdings werden beim Entfernen des Hartbeschichtungsfilms hauptsächlich unter Verwendung des Sputterns mit dem Ionenstrahl der Erfindung die vorher genannten vorteilhaften Effekte bemerkenswerter erreicht. Zum Beispiel wird Schwäche der Hauptkörperoberfläche verhindert und die Adhäsionsstärke des Hartbeschichtungsfilms nach dem Wiederbeschichten erhöht.
1 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel einer Vorrichtung zur Hartbeschichtungsfilmentfernung zeigt, die vorteilhaft zum Ausführen des Entfernungsverfahrens der Erfindung verwendet wird.
2A und 2B veranschaulichen ein Beispiel eines Hartbeschichtungsfilm-beschichteten Arbeitswerkzeugs, das durch die Vorrichtung zur Hartbeschichtungsfilmentfernung von 1 entfernt ist, von welchen 2A eine Frontansicht und 2B eine vergrößerte Schnittdarstellung eines Oberflächenteils einer mit einem Hartbeschichtungsfilm beschichteten Klinge ist.
3 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren erklärt, das zum Entfernen des Hartbeschichtungsfilms unter Verwendung der Vorrichtung zur Hartbeschichtungsfilmentfernung von 1 durchgeführt wird.
4 zeigt ein Messergebnis, das durch Prüfen der Haltbarkeit des Hartbeschichtungsfilm-beschichteten Arbeitswerkzeugs erhalten ist. Bei dem Arbeitswerkzeug wird der Hartbeschichtungsfilm zuerst von dem Werkzeuggrundmaterial gemäß dem Entfernungsverfahren der Erfindung entfernt und dann wird das Werkzeuggrundmaterial mit einem anderen Hartbeschichtungsfilm wiederbeschichtet. Zum Vergleich werden wiederhergestellte Artikel, die durch Entfernen des Hartbeschichtungsfilms gemäß herkömmlicher chemischer Behandlung (herkömmliches Verfahren 1, herkömmliches Verfahren 2) hergestellt sind, und ein neuer Artikel gezeigt.
Bezugszeichenliste

12: Hartbeschichtungsfilm-beschichtetes Arbeitswerkzeug (Hartbeschichtungsfilmbeschichtetes Element)
20: Werkzeuggrundmaterial (Hauptkörper)
24: Schneideteil (Verschleißteil)
30: Hartbeschichtungsfilm
Schritt S2: erster Ätzschritt
Schritt S3: zweiter Ätzschritt

Die Erfindung wird vorteilhaft auf Hartbeschichtungsfilmbeschichtete Arbeitswerkzeuge wie beispielsweise Schneidewerkzeuge, beinhaltend einen Schaftfräser, einen Gewindeschneider, einen Bohrmeißel oder eine Bohrerspitze, angewendet. Außerdem kann die Erfindung auf das Entfernen des Hartbeschichtungsfilms von verschiedenen Hartbeschichtungsfilm-beschichteten Elementen, wie beispielsweise ein Hartbeschichtungsfilm-beschichtetes Halbleiterbauteil, angewendet werden.
Eine superharte Legierung wird geeigneterweise als das mit dem Hartbeschichtungsfilm zu beschichtende Grundmaterial verwendet, aber andere Werkzeuggrundmaterialien, wie beispielsweise Schnelldrähte, können verwendet werden. Zum Erhöhen der Adhäsionseigenschaften kann für den Hauptkörper eine vorherbestimmte Vorbehandlung durchgeführt werden, wie zum Beispiel eine Oberflächen-Aufrauung auf der Oberfläche des Werkzeuggrundmaterials oder eine andere Beschichtung, wie beispielsweise eine Grundbeschichtung. Bei dem Hartbeschichtungsfilm-beschichteten Halbleiterbauteil kann dieses Verfahren auf die gleiche Weise durchgeführt werden.
Das Hartbeschichtungsfilm-beschichtete Element ist hinreichend mit dem Hartbeschichtungsfilm beschichtet, der aus wenigstens einem Metallcarbid, einem Metallnitrid oder einem Metallcarbonitrid aus Gruppe IIIb, IVa, Va oder VIa des Periodensystems der Elemente oder aus einer festen Lösung dieser Elemente besteht. Der Hartbeschichtungsfilm beinhaltet zum Beispiel TiAlN, TiCN, TiCrN oder TiN. Eine andere Beschichtung, wie beispielsweise eine Diamant- oder DLC Beschichtung („Diamond-like Carbon”; Diamant-ähnlicher Kohlenstoff) kann auf oder unter dem Hartbeschichtungsfilm bereitgestellt werden. Wenn die Grundschicht aus beispielsweise der Diamantbeschichtung bereitgestellt wird, kann nur der Hartbeschichtungsfilm, wie beispielsweise eine TiAlN Beschichtung, durch das Ionenstrahlätzen entfernt werden, um die Grundschicht zurückzulassen.
Der Hartbeschichtungsfilm wird geeigneterweise gemäß einem PVD Verfahren, wie beispielsweise einem Lichtbogen-Ionenplattierverfahren oder Sputterverfahren, bereitgestellt, aber ein anderes Beschichtungsverfahren, wie beispielsweise ein Plasma CVD Verfahren, kann angewendet werden. Die Dicke des Hartbeschichtungsfilms ist, abhängig von zum Beispiel seiner Art, passend eingestellt. Zum Beispiel beträgt eine wünschenswerte Dicke des Hartbeschichtungsfilms ungefähr 1 μm bis 5 μm. Ein mehrschichtiger Hartbeschichtungsfilm kann angewendet werden, bei welchem zwei oder mehr Arten von Hartbeschichtungsfilmen alternierend aufeinander gestapelt sind. Daher konnen verschiedene Arten angewendet werden.
Bevorzugt wird das Ionenstrahlätzen, wenn notwendig, mit Bewegen der die Ionenstrahlen emittierenden Ionenstrahlkanone relativ zu dem Hartbeschichtungsfilmbeschichteten Element durchgeführt, so dass der Ionenstrahl gleichmäßig auf den Hartbeschichtungsfilm gestrahlt werden kann. Andere Teile oder Bereiche als der beschichtete Teil des zu ätzenden Hartbeschichtungsfilms sind bevorzugt mit einem Maskierungsmittel, wie beispielsweise einem Fotoresist, maskiert.
Das Betriebsgas ist die Ionenquelle zum Erzeugen des Ionenstrahls und wird ionisiert, um auf den Hartbeschichtungsfilm gestrahlt zu werden. Das Inertgas wird als das Betriebsgas in einem zweiten Aspekt der Erfindung verwendet, aber das Ionenstrahlätzen kann mit anderen Gasen als dem Inertgas in dem ersten Aspekt der Erfindung durchgeführt werden. Wenn Gas verwendet wird, welches mit dem Hartbeschichtungsfilm chemisch aktiv ist, wird der Hartbeschichtungsfilm durch die chemische Reaktion zusätzlich zu dem Sputtern entfernt. Somit wird effektiver unterdrückt, dass der Hauptkörper beschädigt wird, verglichen mit einem herkömmlichen Beispiel, bei welchem der Hartbeschichtungsfilm auf Grundlage des Nassverfahrens hauptsächlich unter Verwendung einer chemischen Reaktion entfernt wird.
Obwohl der Hartbeschichtungsfilm lediglich durch das Ionenstrahlätzen entfernt werden kann, kann eine andere Technik zur Beschichtungsfilmentfernung zusammen mit diesem verwendet werden. Im Detail wird zum Unterdrücken einer Beschädigung des Hauptkörpers, wie beispielsweise ein Werkzeuggrundmaterial oder desgleichen, das Ionenstrahlätzen bevorzugt wenigstens in dem letzten Schritt des Verfahrens zur Beschichtungsfilmentfernung angewendet. Der Hartbeschichtungsfilm wird effizient durch eine anderen Technik zur Beschichtungsfilmentfernung vor dem Ionenstrahlätzen aufgeraut und dann wird er schrittweise durch das Ionenstrahlätzen unter Verwendung des Betriebsgases, wie beispielsweise dem Inertgas, entfernt. Somit kann die Entfernung des Hartbeschichtungsfilms nach verschiedenen Arten durchgeführt werden.
Bei dem vierten Aspekt der Erfindung wird eines aus Radon, Xenon und Krypton in dem ersten Atzschritt verwendet und das Argongas wird in dem zweiten Ätzschritt verwendet. Da das Atomgewichtsverhältnis zwischen diesen Gasen als Radon > Xenon > Krypton > Argon ausgedrückt werden kann, können diese Gase auf verschiedene Arten verwendet werden. Bei dem dritten Aspekt der Erfindung wird zum Beispiel Xenongas in dem ersten Ätzschritt verwendet und das Kryptongas wird in dem zweiten Ätzschritt verwendet. Es ist zu beachten, dass in dem Inertgas beinhaltetes Neon und Helium, aufgrund ihrer geringen Masse, ungeeignet zur Verwendung zum Ätzen bei der Erfindung sind.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird hiernach im Detail unter Bezugnahme der angefügten Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine schematische Ansicht einer Vorrichtung (10) zur Hartbeschichtungsfilmentfernung, welche den Hartbeschichtungsfilm gemäß dem Verfahren zur Entfernung des Beschichtungsfilms der Erfindung unter Verwendung einer Ionenstrahlätzvorrichtung entfernt. Ein Hartbeschichtungsfilm-beschichtetes Arbeitswerkzeug 12 ist auf einem Drehtisch 18 innerhalb eines Ätzbehandlungsbehälters 16 konzentrisch mit der Mittelachse S des Tisches 18 durch die Spannvorrichtung 14 angeordnet. Das Hartbeschichtungsfilm-beschichtete Arbeitswerkzeug 12, das dem beanspruchten Hartbeschichtungsfilm-beschichteten Element entspricht, stellt in 1 einen Schaftfräser dar.
Wie in den 2A und 2B gezeigt, ist ein aus superharter Legierung, d. h. Hartmetall, hergestelltes Werkzeuggrundmaterial 20 als Ganzes mit einem Schaft 22 und einem Schneideteil 24 bereitgestellt. Das Schneideteil 24 weist eine äußere Schneidekante 26 und eine Endschneidekante 28 auf, die jeweils als ein Teil der Schneideklinge dienen. Eine Oberfläche des Schneideteils 24 ist mit einem Hartbeschichtungsfilm 30 durch die ein PVD Verfahren, wie beispielsweise ein Lichtbogen-Ionenplattierverfahren, beinhaltende Beschichtungstechnik beschichtet.
Der Hartbeschichtungsfilm 30 besteht aus dem Metallcarbid, dem Metallnitrid oder dem Metallcarbonitrid aus Gruppe IIIb, IVa, Va oder VIa des Periodensystems der Elemente oder aus einer festen Lösung dieser Verbindungen. Bei dieser Ausführungsform ist TiAlN in der Form einer Einzelschicht bereitgestellt, welche die Dicke von ungefähr 3 μm innerhalb des Bereichs von 1 μm bis 5 μm aufweist.
2A ist eine Frontansicht des Hartbeschichtungsfilmbeschichteten Arbeitswerkzeugs 12, betrachtet von einer Richtung senkrecht zu seiner Achse, und 2B ist eine vergrößerte Schnittansicht der Oberfläche des Schneideteils 24, das mit dem Hartbeschichtungsfilm 30 beschichtet ist. Der schraffierte Bereich in 2A zeigt den Hartbeschichtungsfilm 30 und das Hartbeschichtungsfilmbeschichtete Arbeitswerkzeug 12 ist auf dem Drehtisch 18 angeordnet, mit dem mit dem Hartbeschichtungsfilm 30 beschichteten Schneideteil 24 aufwärts gerichtet. Das Arbeitswerkzeug 12 ist ein gebrauchter Artikel, von welchem ein Hartbeschichtungsfilm 30 verschlissen oder durch wiederholtes Verwenden beschädigt ist, oder ist ein defekter Artikel, der zum Beispiel durch einen schlechten Beschichtungsvorgang des Hartbeschichtungsfilms 30 während des Herstellungsverfahrens hergestellt ist. Hierbei ist nur ein Hartbeschichtungsfilm-beschichtetes Arbeitswerkzeug 12 konzentrisch zu dem Drehtisch 18 in 1 angeordnet, aber eine Vielzahl von Hartbeschichtungsfilm-beschichteten Arbeitswerkzeugen 12 können parallel zu der Mittelachse S angeordnet werden, um das Verfahren zur Beschichtungsentfernung gleichzeitig durchzuführen. Das Werkzeuggrundmaterial 20 entspricht einem beanspruchten Hauptkörper und das Schneideteil 24 entspricht einem beanspruchten Verschleißteil.
Die Vorrichtung 10 zur Hartbeschichtungsfilmentfernung in 1 ätzt den Hartbeschichtungsfilm 30 durch den Ionenstrahl, der von einem Paar von Ionenstrahlkanonen 32a und 32b unter Verwendung einer Ionenerzeugungsquelle zum Entfernen des Hartbeschichtungsfilms 30 emittiert wird. Eine Betriebsgasversorgungseinheit 40 führt ein als eine Ionenquelle eines Ionenstrahls dienendes Betriebsgas den Ionenstrahlkanonen 32a und 32b zu. Bei dieser Ausführungsform können das Kryptongas und das Argongas, welches in dem Atomgewicht kleiner als das Kryptongas ist, gewechselt werden, um selektiv zugeführt zu werden. Die Ionenstrahlkanonen 32a und 32b bestrahlen selektiv mit dem Kryptonionenstrahl und dem Argonionenstrahl, abhängig von der Art des Betriebsgases.
Der Innendruck des Ätzbehandlungsbehälters 16 ist durch eine Vakuumpumpe 42 verringert. Bei dieser Ausführungsform wird der Druck auf 0.1 Pa und die Ionenbeschleunigungsspannung auf 3.0 kV eingestellt. Der Abstand von den Ionenstrahlenkanonen 32a und 32b zu dem Hartbeschichtungsfilm-beschichteten Arbeitswerkzeug 12 beträgt ungefähr 200 mm. Eine Vorspannung von 50 kHz und 500 V wird durch die Vorspannungsstromquelle 44 an das mit dem Hartbeschichtungsfilm beschichtete Hartbeschichtungsfilm-beschichtete Arbeitswerkzeug 12 angelegt. Die Ionenquellen-Stromstärke beträgt 500 mA.
Der Drehtisch 18 wird durch eine Rotationssteuerungseinheit 46 mit einem elektrischen Motor und einem Verzögerer mit einer vorherbestimmten Rotationsgeschwindigkeit rotierend um die Mittelachse S angetrieben, so dass das Hartbeschichtungsfilm-beschichtete Arbeitswerkzeug 12 zusammen mit dem Drehtisch 18 um seine Achse rotiert (gedreht) wird. Somit wird der Ionenstrahl im Wesentlichen gleichmäßig auf den gesamten äußeren Umfang des Schneideteils 24 gestrahlt. Eine aufwärts-abwärts bewegbare Basis 48 ist über dem Drehtisch 18 angeordnet. Demgemäß sind die Ionenstrahlkanonen 32a und 32b über biaxial-Bestrahlungswinkel-Einstellvorrichtungen 34a und 34b angeordnet, um entsprechend in der Haltung, d. h. dem Strahlenbestrahlungswinkel davon, bezüglich des Hartbeschichtungsfilm-beschichteten Arbeitswerkzeugs 12 eingestellt zu werden. Die aufwärts-abwarts bewegbare Basis 48 ist zusätzlich mit einer Annaherungs-Entfernungs-Vorrichtung ausgestattet, die ermöglicht, dass die Ionenstrahlkanonen 32a und 32b zusammen mit den Bestrahlungswinkel-Einstellvorrichtungen 34a und 34b entsprechend, zum Beispiel, dem Durchmesser des Hartbeschichtungsfilm-beschichteten Arbeitswerkzeugs vorangebracht, d. h. angenähert an oder zurückgewichen, d. h. entfernt von dem Hartbeschichtungsfilm-beschichteten Arbeitswerkzeug 12 werden können.
Die aufwärts-abwärts bewegbare Basis 48 wird durch eine axial-Bewegungsvorrichtung 50 linear aufwärts und abwärts bewegt, d. h. in Richtung parallel zu der Achse (Mittelachse S) des an dem Drehtisch 18 befestigten Hartbeschichtungsfilm-beschichteten Arbeitswerkzeugs 12. Zum Beispiel weist die axial-Bewegungsvorrichtung 50 eine Förderschnecke auf, die in beiden Richtungen vorwärts und rückwärts durch einen elektrischen Motor rotierend gesteuert wird. Eine elektronische Kontrollvorrichtung 52 mit einem Mikrocomputer reguliert die Rotationssteuereinheit 46 und die axial-Bewegungsvorrichtung 50, um das Hartbeschichtungsfilmbeschichtete Arbeitswerkzeug 12 rotierend um seine Achse herum zu steuern, um dabei die Ionenstrahlkanonen 32a und 32b aufwärts und abwärts zu bewegen. Somit wird der Ionenstrahl auf den gesamten äußeren Umfang und die gesamte Länge des mit dem Hartbeschichtungsfilm 30 beschichteten Schneideteils 24 gestrahlt.
Die Bestrahlungszeitdauer des Ionenstrahls ist, abhängig von der Länge des Schneideteils 24 oder der Dicke des Hartbeschichtungsfilms 30, geeignet eingestellt. Ein Maskierungsmittel, wie beispielsweise ein Fotoresist, wird auf einem Teil, d. h. einem anderen Bereich als dem beschichteten Teil, d. h. Bereich des Hartbeschichtungsfilms 30, das heißt, bei dem Schaft 22, wenn notwendig, bereitgestellt, um zu verhindern, dass der Schaft 22 durch den Ionenstrahl geätzt wird.
Als nächstes wird, unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm von 3, ein Verfahren zur Entfernung des Hartbeschichtungsfilms 30 unter Verwendung der Vorrichtung 10 zur Entfernung des Hartbeschichtungsfilms erklärt. In Schritt S1 von 3 wird, nachdem das Hartbeschichtungsfilm-beschichtete Arbeitswerkzeug 12 auf dem Drehtisch 18 angeordnet ist, der Innendruck des Ätzbehandlungsbehälters 16 durch eine Vakuumpumpe 42 bis hinunter auf ungefähr 0.1 Pa verringert. In Schritt 2 werden, mit gesteuertem Rotieren des Hartbeschichtungsfilmbeschichteten Arbeitswerkzeugs 12 um seine Achse, die Ionenstrahlkanonen 32a und 32b durch die Rotationssteuereinheit 46 und die axial-Bewegungsvorrichtung 50 aufwärts und abwärts bewegt.
Gleichzeitig wird das als Betriebsgas dienende Kryptongas von der Betriebsgasversorgungsvorrichtung 40 den Ionenkanonen 32a und 32b zugeführt, so dass der Krypton-Ionenstrahl auf den Hartbeschichtungsfilm 30 gestrahlt wird, um ihn zu ätzen. Hierbei reagiert das Kryptongas, welches das Inertgas ist, nicht chemisch mit dem aus TiAlN hergestellten Hartbeschichtungsfilm 30. Daher wird der Hartbeschichtungsfilm 30 mechanisch entfernt, hauptsächlich auf der Grundlage des Sputterns durch Bestrahlen mit den Krypton-Ionen. Dank des vergleichsweise hohen Atomgewichts von 83.80 von Krypton, können die gestrahlten Kryptonionen mit der großen Masse den Hartbeschichtungsfilm 30 effizient durch das Sputtern entfernen.
Die Ätzbehandlung unter Verwendung des Krypton-Ionenstrahls wird an einem Teil (Dicke: 3 μm), der korrekt mit dem Hartbeschichtungsfilm 30 beschichtet ist, nur während einer vorherbestimmten Zeit (z. B. ungefähr 20 h) durchgeführt. Die vorherbestimmte Zeitdauer ist so bestimmt, dass das Ätzen vollendet ist, bevor die Oberfläche des Werkzeuggrundmaterials 20 resultierend von dem vollständigen Entfernen des Hartbeschichtungsfilms 30 exponiert ist. Allerdings ist bei einem tatsächlichen Schritt S2 die Oberfläche des Werkzeuggrundmaterials 20, abhängig von dem Zustand des Hartbeschichtungsfilms 30, teilweise exponiert. Schritt S2 entspricht einem beanspruchten ersten Ätzschritt.
Danach wird Schritt S3 durchgeführt, um das Betriebsgas von dem Kryptongas zu dem Argongas zu wechseln, das den Ionenstrahlkanonen 32a und 32b von der Betriebsgasversorgungsvorrichtung 40 zugeführt wird. Somit wird der Hartbeschichtungsfilm 30 mit dem Argon-Ionenstrahl bestrahlt, um ihn zu ätzen. Das Argongas, welches das Inertgas ist, reagiert nicht chemisch mit dem aus TiAlN hergestellten Hartbeschichtungsfilm 30, ähnlich zum vorher genannten Schritt S2. Daher wird der Hartbeschichtungsfilm 30 mechanisch entfernt, hauptsächlich unter Verwendung des Sputterns durch Bestrahlen mit den Argon-Ionen.
Hier wird, durch das vergleichsweise kleine Atomgewicht von 39.95 von Argon, der Hartbeschichtungsfilm 30 vergleichsweise langsam unter Verwendung des Sputterns durch Strahlung der Argon-Ionen mit der geringen Masse entfernt. Die Ätzbehandlung unter Verwendung des Argonionenstrahls wird nur während einer vorherbestimmten Zeitdauer (z. B. ungefahr 10 Stunden) durchgeführt, um den Hartbeschichtungsfilm 30 vollständig zu entfernen. Schritt S3 entspricht einem beanspruchten zweiten Ätzschritt.
Die Abfolge von Ätzschritten wird auf diese Weise vervollständigt. Dann wird das Werkzeuggrundmaterial 20, von welchem der Hartbeschichtungsfilm 30 entfernt wurde, aus dem Ätzbehandlungsbehälter 16 herausgenommen. Die äußere Schneidekante 26 und die Endschneidekante 28 werden, falls notwendig, zurückgeschliffen. Danach wird das Schneideteil 24 mit dem aus TiAlN hergestellten Hartbeschichtungsfilm 30 unter Verwendung der Beschichtungstechnik, wie beispielsweise dem Lichtbogen-Ionenplattierverfahren, beschichtet. Auf diese Weise wird das Hartbeschichtungsfilm-beschichtete Arbeitswerkzeug 12 wiederhergestellt.
Bei dieser Ausführungsform kann Ätzen durch Strahlen des Ionenstrahls auf den Hartbeschichtungsfilm 30 den Hartbeschichtungsfilm 30 von dem Werkzeuggrundmaterial 20 unter Verwendung hauptsächlich des Sputterns entfernen. Daher, selbst wenn die Oberfläche des Werkzeuggrundmaterials 20 vorhergehend teilweise exponiert ist, kann die Erfindung auf Grund der Dickeneinheitlichkeit des Hartbeschichtungsfilms 30 oder auf Grund des Unterschieds der Geschwindigkeit der Beschichtungsfilmentfernung folgende exzellente Vorteile erbringen, verglichen mit einem Fall, bei welchem der Hartbeschichtungsfilm hauptsächlich durch die chemische Reaktion entfernt wird. Der erste Vorteil besteht darin, dass die Oberflächenschwäche durch die chemische Erosion verhindert werden kann. Der zweite Vorteil besteht darin, dass der Einfluss der Entfernung des Beschichtungsfilms auf das Werkzeuggrundmaterial 20 geringer wird, so dass die Veränderungen in der Form und der Abmessung des Werkzeuggrundmaterials 20 verringert werden können.
Daher kann das Werkzeuggrundmaterial 20 ohne Modifikationen oder mit nur geringer Modifikation wiederverwendet werden. Das Hartbeschichtungsfilmbeschichtete Element 12 kann mit geringen Kosten durch Wiederbeschichten des Hartbeschichtungsfilms 30 auf das Werkzeuggrundmaterial 20 wiederhergestellt werden. Als ein Ergebnis, ist die Adhasionsstärke des Hartbeschichtungsfilms 30 zu dem Werkzeuggrundmaterial 20 erhöht, so dass die ursprüngliche Beschichtungsleistung (Haltbarkeit, Abriebsbeständigkeit, etc.) ähnlich zu der eines neuen Artikels erhalten werden kann.
Insbesondere verwendet diese Ausführungsform das Kryptongas und das Argongas, die beide das Inertgas darstellen, als das den Ionenstrahl erzeugende Betriebsgas. Daher wird der Hartbeschichtungsfilm 30 mechanisch entfernt, hauptsächlich durch das Sputtern mit der Ionenstrahlung ohne die chemische Reaktion des Gases mit dem Hartbeschichtungsfilm 30. Daher wird die Oberfläche des Werkzeuggrundmaterials 20, selbst wenn sie exponiert ist, nicht durch chemische Erosion geschwächt, obwohl die Geschwindigkeit der Beschichtungsentfernung geringer wird. Als ein Ergebnis, kann die Adhäsionsstärke des wiederbeschichteten Hartbeschichtungsfilms 30 weiter erhöht werden.
Es ist zu beachten, dass, wenn der Hartbeschichtungsfilm von dem aus der superharten Legierung hergestellten Werkzeuggrundmaterial 20 durch die chemische Reaktion unter Verwendung der Wasserstoffperoxidlösung entfernt wird, dann können WC Teilchen in der Oberflächenschicht chemisch erodiert werden, um die Oberfläche des Werkzeuggrundmaterials 20 zu schwächen. Allerdings wird bei der Erfindung der Hartbeschichtungsfilm durch das Sputtern mit dem Ionenstrahl unter Verwendung des als das Betriebsgas dienenden Inertgases entfernt. Als ein Ergebnis, werden die vorher genannten vorteilhaften Effekte bemerkenswerter erreicht, welche Vermeidung der geschwächten Oberfläche des Werkzeugmaterials 20 und Erhöhen der Adhäsionsstärke des Hartbeschichtungsfilms 30 nach dem Wiederbeschichten beinhalten.
Zusätzlich führt in dieser Ausführungsform Schritt S2 das Ätzen durch das Kryptongas durch. Daher kann das Sputtern der Krypton-Ionen mit der vergleichsweise großen Masse schrittweise den Hartbeschichtungsfilm 30 effizient entfernen. Zusätzlich führt Schritt S3 das Ätzen unter Verwendung des Argongases durch. Daher kann das Sputtern der Argon-Ionen mit der kleinen Masse schrittweise den Hartbeschichtungsfilm 30 entfernen. Die zur Entfernung des Hartbeschichtungsfilms benötigte Zeitdauer kann durch geeignetes Einstellen der Verfahrenszeit der ersten und zweiten Schritte mit unterdrückendem Einfluss des Entfernens des Beschichtungsfilms auf das Werkzeuggrundmaterial 20 (Veränderungen in Form und Abmessung) auf ein Minimum verkürzt werden.
Zum Beispiel wird in Schritt S2 die Verfahrenszeit auf das Maximum eingestellt, so lange wie das Werkzeuggrundmaterial 20 nicht an dem beschichteten Teil, d. h. korrekt mit dem Hartbeschichtungsfilm 30 beschichteten Bereich (Hartbeschichtungsfilmdicke: 3 μm), exponiert ist. In Schritt S3 wird die Verfahrenszeit auf ein Minimum eingestellt, so lange wie die in Schritt S2 übrig gebliebenen, verbleibenden Teile des Hartbeschichtungsfilms 30 vollständig entfernt sind.
Was zwischen Schritten S2 und S3 notwendig ist, ist das Wechseln des Betriebsgases. Folglich können die Schritte S2 und S3 kontinuierlich mit dem Halten des Hartbeschichtungsfilm-beschichteten Arbeitswerkzeugs 12 in dem Ätzbehandlungsbehälter 16 durchgeführt werden.
Vier Teststücke für zwei-Rillen Schaftfräser wurden insgesamt angefertigt, jedes mit einem Werkzeugdurchmesser D von 10 mm. Bei diesen Teststücken ist das Schneideteil 24 des aus superharter Legierung hergestellten Werkzeuggrundmaterials 20 mit dem aus TiAlN mit einer Dichte von 3 μm hergestellten Hartbeschichtungsfilm 30 beschichtet. Schneidevorgänge wurden unter den folgenden Verfahrensbedingungen durchgeführt. Die vier Teststücke oder Artikel beinhalten ein erfindungsgemäßes Teststück, das gemäß dem Verfahren zur Beschichtungsfilmentfernung der Erfindung wiederhergestellt ist, ein herkömmliches Teststück 1 und ein herkömmliches Teststück 2 gemäß den herkommlichen Verfahren zur Beschichtungsfilmentfernung, und einen neuen Artikel. Nach dem Schneiden wurde die Oberflächenverschleißbreite VB bestimmt, um ein in 4 gezeigtes Test- oder Messergebnis zu erhalten.
Das Teststück gemäß dem Verfahren zur Filmbeschichtungsfilmentfernung der Erfindung wurde unter Verwendung des Werkzeuggrundmaterials 20 ohne Modifikationen beim Wiederbeschichten des Hartbeschichtungsfilms 30 darauf angefertigt. Dabei ist die Verfahrenszeitdauer in Schritt S2 auf 20 Stunden und die Verfahrenszeitdauer in Schritt S3 auf 10 Stunden eingestellt. Die herkömmlichen Teststücke 1 und 2 wurden durch Wiederbeschichten mit dem Hartbeschichtungsfilm 30 auf das Werkzeuggrundmaterial 20 angefertigt, auf welchem der Beschichtungsfilm durch chemische Behandlung unter Verwendung der Wasserstoffperoxidlösung entfernt wurde.
Verfahrensbedingungen

– Werkzeug: zwei-Rillen superharter Schaftfräser, ϕ 10
– Schneidegeschwindigkeit: 34.5 m/Minute
– Zuführungsgeschwindigkeit: 0.03 mm/Klinge
– Schneiden: Axiale Richtung aa = 15 mm Radiale Richtung ar = 0.5 mm
– Kühlmedium: Blasluft
– Verfahrensart: Seitenansicht (unten)
– Zu schneidendes Material: SKD61 (40HRC)

Wie aus dem Messergebnis in 4 ersichtlich ist, kann das Verfahren zur Entfernung des Beschichtungsfilms der Erfindung, welches die gleiche exzellente Abriebbeständigkeit wie die des neuen Artikels erbringt, die Oberflächenverschleißbreite VB auf die Hälfte der herkömmlichen Artikel 1 oder 2 verringern. Mutmaßliche Ursache ist, dass die Adhäsionsstärke des Hartbeschichtungsfilms 30 zu dem Werkzeuggrundmaterial 20 äquivalent zu dem des neuen Artikels ist und die Schneideklingenform der äußeren Schneidekante 26 aquivalent zu der des neuen Artikels ist, was zu der exzellenteren Schneideleistung führt. Die Ausführungsform der Erfindung wurde wie oben im Detail unter Bezugnahme der angefügten Zeichnungen beschrieben. Allerdings sollte beachtet werden, dass es lediglich eine Ausführungsform darstellt. Die Erfindung kann auf verschieden modifizierte und verbesserte Arten gemäß dem Wissen des Fachmanns ausgeführt werden.
Gemäß dem Verfahren zur Entfernung des Hartbeschichtungsfilms der Erfindung kann Ätzen durch Strahlen des Ionenstrahls auf den Hartbeschichtungsfilm den Hartbeschichtungsfilm von dem Hauptkörper hauptsächlich durch das Sputtern entfernen. Aus diesem Grund, verglichen mit dem Fall, bei welchem der Hartbeschichtungsfilm hauptsächlich durch die chemische Reaktion entfernt wird, ist die Oberflächenschwäche durch die chemische Erosion unterdrückt und der Einfluss der Entfernung des Beschichtungsfilms auf den Hauptkörper wird geringer. Veränderungen in der Form und der Abmessung des Hauptkörpers werden geringer. Als ein Ergebnis, kann der Hauptkörper ohne Modifikation oder mit nur der geringen Modifikation wiederverwendet werden. Daher kann das Wiederbeschichten mit dem Hartbeschichtungsfilm das Hartbeschichtungsfilmbeschichtete Element mit geringen Kosten wiederherstellen, und kann die Adhäsionsstärke des Hartbeschichtungsfilms erhöhen, so dass die ursprüngliche Schneideleistung, welche die Gleiche wie die des neuen Artikels ist, erbracht werden kann. Das heißt, die Erfindung wird vorteilhaft verwendet, wenn der Hartbeschichtungsfilm des Hartbeschichtungsfilmbeschichteten Elements, wie beispielsweise einem Schaftfräser, einem Gewindeschneider oder einem Bohrmeißel, entfernt wird und der Hauptkörper, wie beispielsweise das Werkzeuggrundmaterial, wiederverwendet wird, um dadurch das Hartbeschichtungsfilm-beschichtete Element wiederherzustellen.

Claims

Verfahren zur Entfernung eines Hartbeschichtungsfilms (30) von einem Hauptkörper (20) eines Hartbeschichtungsfilm-beschichteten Elements (12), wobei eine Oberfläche des Hauptkörpers mit dem Hartbeschichtungsfilm beschichtet ist, der aus einem Metallcarbid, einem Metallnitrid oder einem Metallcarbonitrid aus Gruppe IIIb, IVa, Va oder VIa des Periodensystems der Elemente oder aus einer festen Lösung dieser Verbindungen besteht, der Hartbeschichtungsfilm von dem Hauptkörper durch Strahlen eines Ionenstrahls auf den Hartbeschichtungsfilm entfernt wird, um den Hartbeschichtungsfilm zu ätzen, dadurch gekennzeichnet, dass: das Ätzen durch Strahlen des unter Verwendung eines Inertgases als ein Betriebsgas erzeugten Ionenstrahls auf den Hartbeschichtungsfilm (30) durchgeführt wird, das Ätzen Schritte umfassend: einen ersten Ätzschritt des Ätzens des Hartbeschichtungsfilms (30) durch Strahlen des unter Verwendung eines ersten Inertgases als ein Betriebsgas erzeugten Ionenstrahls auf den Hartbeschichtungsfilm; und einen zweiten Ätzschritt des Ätzens des Hartbeschichtungsfilms (30) durch Strahlen des Ionenstrahls, der nach Wechseln des Betriebsgases von dem ersten Inertgas zu einem zweiten Inertgas, dessen Atomgewicht kleiner als das des ersten Inertgases ist, erzeugt wird, auf den Hartbeschichtungsfilm.
Verfahren zur Entfernung eines Hartbeschichtungsfilms nach Anspruch 1, wobei der erste Ätzschritt eines aus Radon, Xenon und Krypton als das Betriebsgas verwendet und der zweite Ätzschritt ein Argongas als das Betriebsgas verwendet.
Verfahren zur Entfernung eines Hartbeschichtungsfilms nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei der Hauptkörper (20) aus einer superharten Legierung hergestellt ist.
Verfahren zur Entfernung eines Hartbeschichtungsfilms nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Hartbeschichtungsfilm-beschichtete Element (12) ein Hartbeschichtungsfilm-beschichtetes Arbeitswerkzeug darstellt, bei welchem wenigstens ein Verschleißteil (24) mit dem Hartbeschichtungsfilm (30) beschichtet ist.
Verfahren zur Entfernung eines Hartbeschichtungsfilms nach Anspruch 1, wobei während des Ätzens durch den Ionenstrahl ein emittierendes Element (32a, 32b) des Ionenstrahls und das Hartbeschichtungsfilmbeschichtete Element (12) relativ zueinander bewegt werden.
Verfahren zur Entfernung eines Hartbeschichtungsfilms nach Anspruch 1, wobei das Ätzen durch den Ionenstrahl bei einem letzten Schritt der Entfernung des Hartbeschichtungsfilms durchgeführt wird.
Verfahren zur Entfernung eines Hartbeschichtungsfilms nach Anspruch 1, wobei der Hartbeschichtungsfilm (30) eine Dicke von 1 μm bis 5 μm aufweist.
Verfahren zur Entfernung eines Hartbeschichtungsfilms nach Anspruch 1, wobei der erste Ätzschritt das Xenongas verwendet und der zweite Ätzschritt das Kryptongas verwendet.
Verfahren zur Entfernung eines Hartbeschichtungsfilms nach Anspruch 3, wobei die Oberfläche des Hauptkörpers (20) aufgeraut wird und/oder mit einer Grundbeschichtung gebildet wird.