DE19530517A1 - Verbundkörper und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Verbundkörper, bestehend aus einem Hartmetall-, Cermet-, Stahl- oder Keramik-Substratkörper und mindestens einer Metallcarbonitrid-Hartstoffschicht.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung von Multikomponenten-, insbesondere quaternären Hartstoffschichten mit mindestens zwei Metallen aus der Gruppe Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo und W.

Mit Hartstoff beschichtete Substratkörper sind nach dem Stand der Technik bekannt. Durch die jeweils aufgetragene Hartstoff­ beschichtung, ggf. als Mehrlagenbeschichtung, kann eine ver­ schleißbeständige Oberflächenschicht mit zähen, mechanisch hochbelasteten Grundkörpern kombiniert werden. Grundsätzlich werden zum Auftragen der Hartstoffschichten zwei verschiedene Verfahren, die sogenannte Chemical-Vapour-Deposition (CVD) oder die Physical-Vapour-Deposition (PVD) angewendet. Insbesondere sind bei Schneidwerkzeugen zur spanenden Bearbeitung von Werkstücken solche Beschichtungen zur Verlängerung der Gebrauchsdauer der Schneidwerkzeuge bekannt. Übliche Schutz­ schichten bestehen beispielsweise aus TiC, TiN und/oder Alumi­ niumoxid. Es sind auch bereits Mehrlagenbeschichtungen mit der Schichtfolge TiN, Ti(C,N), Ti(C,N), TiN auf einem Substratkör­ per mit beliebigen C:N-Mischungsverhältnissen vorgeschlagen worden.

Zur Herstellung von Verschleißschutzschichten für spanende Werkzeuge aus Schnellarbeitsstählen werden hauptsächlich PVD-Verfahren angewendet, während man für Werkzeuge aus Hartme­ tallen vorzugsweise CVD-Verfahren benutzt. Beide Verfahren haben Vor- und Nachteile. Während man PVD-Beschichtungen bereits ab ca. 400°C herstellen kann, benötigt man bei den CVD-Verfahren weitaus höhere Temperaturen, die in der Regel um ca. 1000°C liegen. Hieraus folgt, daß temperaturempfindliche, zu beschichtende Substrate mittels des PVD-Verfahrens beschich­ tet werden, allerdings ist bei dieser Beschichtungsvariante eine gleichmäßige Rundumbeschichtung von kompliziert geformten Körpern schwierig und aufwendig.

In "Surface and Coatings Technology", 33, (1987) Seite 91 bis 103, werden Eigenschaften von ternären Nitriden und Carbonitri­ den der Metalle Titan, Zirkon, Hafnium, Vanadium, Niob, Chrom und Aluminium, hergestellt durch Kathodenzerstäubung (Sputtern) untersucht. Bei Beschichtungen aus (Zr,Ti)(C,N), (Zr,Ti)(C,N), (Nb,Ti)(C,N) sowie (Hf,Ti)C und (Hf,Ti)C konnten große Mikrohärten erreicht werden.

Darüber hinaus ist aus der DE-A1-25 05 009 ein Verfahren zum Beschichten von anorganischen Substraten mit Carbiden, Nitriden und/oder Carbonitriden des Eisens, Bors, Siliciums oder der Übergangsmetalle der Nebengruppen IVa bis VIa des Periodischen Systemes durch direkte thermische Reaktion von den Metallen oder Derivaten davon mit Kohlenstoff und Stickstoff liefernden Substanzen, ggf. in Gegenwart weiterer Zusätze bekannt, bei dem als Kohlenstoff- und Stickstofflieferanten u. a. Verbindungen verwendet werden sollen, die Cyan-Gruppen mit einer Dreifach­ bindung zwischen dem Kohlenstoff und dem Stickstoff enthalten. Als eine dieser Verbindungen wird Acetonitril genannt. Die Beschichtung soll mittels CVD erfolgen. Die beschriebenen Ver­ bindungen sind ausschließlich Monometall-Carbide, -nitride oder Carbonitride, wobei sich beim Versuch einer Nacharbeitung der in dieser Schrift gegebenen Lehre ergeben hat, daß das Zr(C,N) nach diesem Verfahren nicht herstellbar ist. In allen Fällen liegen die Abscheideraten pro Zeiteinheit sehr niedrig.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Verbindungskörper der eingangs genannten Art zu schaffen, deren Beschichtung ein möglichst glatte Schichtoberfläche aufweist, insbesondere zur Herstellung von vorgeformten gesinterten Werk­ zeugen, deren Außenkonturen durch die Beschichtung möglich unverändert bleiben sollen.

Ferner ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren anzugeben, mit dem Multikomponenten-Hartstoffschichten mit min­ destens zwei Metallen der IVa- bis VIa-Gruppen als Carbonitrid­ schichten herstellbar sind. Angestrebt wird ein hohes Schicht­ wachstum, um die Beschichtungszeit entsprechend zu minimieren.

Die auf den Verbundkörper bezogene Aufgabe wird durch die Merk­ malskombination nach Anspruch 1 gelöst.

Der neue Verbundkörper besteht aus einem Hartmetall-, Cermet-, Stahl- oder Keramik-Substratkörper und mindestens einer sauer­ stofffreien Metallcarbonitrid Hartstoffschicht, wobei das Metall aus zwei oder mehreren Elementen der IVa- bis VIa-Gruppe besteht. Die Carbonitrid-Hartstoffschicht soll mittels CVD-Ver­ fahren unter Bildung einer einphasigen Schicht mit einheitli­ cher Struktur und Gitterkonstanten abgeschieden worden sein. Vorzugsweise soll die Metallcarbonitridschicht als quaternäre Schicht der allgemeinen Formel (M₁, M₂)(C,N) ausgebildet sein, wobei M₁ und M₂ unterschiedliche Metalle der genannten IVa- bis VIa-Gruppe sind, vorzugsweise der IVa- und/oder Va-Gruppe.

Nach einer konkreten Ausgestaltung der Erfindung besitzt die abgeschiedene Schicht die in Anspruch 3 oder 4 beschriebene Zusammensetzung.

Beispielsweise Hartstoffschichten aus dem Stoffsystem Ti-Zr-C-N haben Eigenschaftswerte, die die Eigenschaften der einfachen binären Verbindungen TiC, ZrC, TiN und ZrN beträchtlich über­ treffen. Wie bereits in der eingangs zitierten Literaturstelle "Surface and Coatings Technology", 33 (1987), Seiten 91 bis 103, ausgeführt, weisen bereits die ternären Mischcarbide (Ti,Zr)C höhere Härtewerte als die binären Carbide TiC und ZrC auf. Mischcarbide der Art (Ti,Zr)C bestehen aus einer einheit­ lichen Phase und haben die gleiche kubische Kristallstruktur wie ihre binären Komponenten. Das Titan und das Zirkonium ver­ teilt sich in statistischer Weise auf die Plätze des Untergit­ ters der Metallatome. Ähnlich verhält es sich mit dem Mischni­ triden der Art (Ti,Zr)N, wobei besonders harte Schichten bei einem Verhältnis der Ti- und Zr-Atome von etwa 70 : 30 Atom-% erhalten werden. Noch höhere Härten wurden beobachtet, wenn das Metalloid Stickstoff gleichzeitig noch teilweise durch Kohlen­ stoff substituiert wurde, wobei ebenfalls einphasige Hartstoffe der Art (Ti,Zr)(C,N) gefunden wurden, deren Metallatome stati­ stisch auf einem Untergitter und deren Metalloide C und N eben­ falls ungeordnet auf dem anderen Untergitter verteilt sind. Analoge Beobachtungen konnten in dem Stoffsystem Ti-Hf-C-N gemacht werden, in dem das Zirkonium durch das Element Hafnium ersetzt wurde. Auch hier wurden Härtewerte beobachtet, die jene der binären Carbide und Nitride beträchtlich übertreffen. Allerdings konnten diese genannten Hartstoffschichten nur durch das PVD-Verfahren als dünnlagige Schichten mit großen Aufwand hergestellt werden. Überraschenderweise hat sich ergeben, daß eine Abscheidung der im Anspruch 1 bezeichneten Multikomponen­ ten-Hartstoffschichten auch mittels des CVD-Verfahrens möglich ist und daß die abgeschiedenen Multikomponenten-Schichten eine besonders niedrige Oberflächenrauhigkeit aufwiesen. Insbeson­ dere sollen Verbundkörper angesprochen sein, die einen Hartme­ tall-Substratkörper aufweisen, auf dem eine oder mehrere Lagen mittels CVD aufgetragen werden sollen, wovon mindestens eine eine Multimetall-Carbonitrid-Hartstoffschicht ist. Im Unter­ schied zu Schnellarbeitsstählen können Hartmetalle ohne Schädi­ gung der vorhandenen Gefügestruktur höheren Temperaturen ausge­ setzt werden.

Das CVD-Verfahren ist grundsätzlich in der Literatur beschrie­ ben worden. Um beispielsweise eine TiC-Schicht zu erzeugen, ist es nach dem Stand der Technik bekannt, ein Gasgemisch aus TiCl₄, CH₄ und H₂ (als Transportgas) bei etwa 1000°C über die zu beschichtenden Substrate zu leiten. Entsprechendes gilt für die Erzeugung von TiN-Schichten, bei denen anstelle des CH₄ N₂ verwendet wird. Leitet man gleichzeitig CH₄ und N₂ in die Gas­ phase ein, so entsteht Ti(C,N). Bei allen in der Literatur beschriebenen Carbid-, Nitrid- und Carbonitrid-Schichten han­ delt es sich jedoch um Verbindungen mit nur einem einzigen Metall. Dies ist dadurch zu erklären, daß die gleichzeitige Einleitung von TiCl₄, ZrCl₄, CH₄, N₂ und H₂ in die Gasphase des Reaktionsraumes nicht zu den gewünschten quaternären Verbindun­ gen (Ti,Zr)(C,N) führt. Dies ist dadurch zu erklären, daß das chemische Gleichgewicht der Reaktion durch die Energiebilanz AG bestimmt wird, die man die freie Reaktionsenthalpie (oder Gibbs′sche Energie) nennt. Fig. 1 zeigt solche AG-Werte in Abhängigkeit von der Temperatur für CVD-Reaktionen, bei denen die Feststoffe TiC, TiN, ZrC und ZrN entstehen. Das chemische Gleichgewicht der jeweils dargestellten Reaktionen liegt um so mehr auf der rechten Seite, je niedriger die betreffenden AG-Werte sind. Bei Temperaturen von 1300 K sind diese Größen bei den Reaktionen für TiC und TiN viel niedriger als in den Fällen von ZrC und ZrN. Bei Einleitung des sowohl Titantetrachlorid als auch Zirkontetrachlorid enthaltenen Gasgemisches in den Reaktionsraum entstehen zwangsläufig TiC- und TiN-Schichten sowie durch Festkörperreaktion Ti(C,N), jedoch keine Carbide oder Nitride des Zirkon oder Titan-Zirkon- Carbonitride. Wie überraschend herausgefunden wurde, sind insbesondere quaternäre Carbonitrid-Schichten dennoch bei Einhaltung spezieller Versuchsbedingungen mittels CVD darstellbar.

Die vorliegende Erfindung umfaßt auch Verbundkörper mit mehre­ ren Lagen aus Carbiden, Nitriden und/oder Carbonitriden des Ti, Cr, Hf, insbesondere TiC, Ti(C,N), TiN, und/oder Al₂O₃ und min­ destens einer Multimetallcarbonitridschicht. Vorzugsweise wer­ den erfindungsgemäße Verbundkörper als Werkzeuge, insbesondere Schneidwerkzeuge zur spanenden Bearbeitung verwendet.

Die das Verfahren betreffende Aufgabenstellung wird durch die Merkmalskombination des Anspruches 7 gelöst.

Erfindungsgemäß werden die Multikomponenten-Hartstoffschichten mittels CVD aufgetragen, wobei die Gasphase bei einer Reakti­ onstemperatur zwischen 700°C und 1100°C und vorzugsweise bei Drücken zwischen 5 kPa und 100 kPa neben H₂ und/oder Ar (als Transportgas) sowie Metallchloriden auch Kohlenstoff- und Stickstoffdonatoren enthält, die eine C-N-Molekülgruppe auf­ weisen. Diese C-N-Molekülgruppe ist vorzugsweise eine Cyanid- Gruppe mit einer Dreifachbindung zwischen dem Kohlenstoff und dem Stickstoff, deren Abstand bei Raumtemperatur zwischen 0,114 und 0,118 nm liegt. Als solcher Kohlenstoff- und Stickstoffdo­ nator bietet sich vorzugsweise Acetonitril an. Die Gasmischung kann jedoch auch CN-Molekülgruppen mit einer einfachen C-N-Bindung enthalten. In die betreffende Gasmischung, aus der sich der Carbonitridhartstoff abscheidet, können beliebige Verbindungen eingegeben werden, die eine Cyanid-Gruppe enthal­ ten. Verbindungen dieser Art sind im Prinzip nach dem Stand der Technik bekannt und werden beispielsweise in der DE-A1-25 05 009 beschrieben. Es können auch andere gasförmige Medien in das Reaktionsgefäß eingeschleust werden, die in der Lage sind, betreffende Cyangruppen-CN bei Reaktionstemperatur zu bilden. Unter Einhaltung dieser Verfahrensvorschrift ist es entgegen dem nach dem Stand der Technik bestehenden Vorurteil, bei gleichzeitigem Einleiten von zwei oder mehreren Metallchlo­ riden nur dasjenige mit den günstigeren thermochemischen Daten bei der Schichtbildung zur Reaktionsabscheidung zu bringen, auch möglich, beide Metalle in die Hartstoffschicht unter Bil­ dung entsprechender einphasiger Carbonitride einzubringen. Überraschenderweise ergaben sich bei gleichzeitiger Anwesenheit von beispielsweise ZrCl₄ und TiCl₄ Abscheideraten, die um ein Vielfaches höher lagen als die Abscheideraten, die sich bei Anwesenheit nur eines Metallchlorids in der Gasphase bei der CVD ergaben. Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise zur Abscheidung einer Hartstoffschicht (Ti,Zr)(C,N) benutzt.

Es kann jedoch ebenso erfolgreich auf das quaternäre System (Ti,Hf)(C,N) angewendet werden. In entsprechender Weise muß anstelle des Zirkoniumtetrachlorid Hafniumtetrachlorid in die Gasphase eingeschleust werden. Ebenso ist es möglich, andere Chloride der Elemente Vanadium, Niob, Tantal und Chrom zu ver­ wenden. Besonders geeignete Stoffe, die bei der Reaktionstempe­ ratur Cyanradikale -CN freisetzen können, sind organische Ver­ bindungen wie Cyanwasserstoff CHN, Cyanamid H₂N-CN, Cyanogen NC-CN, Cyanoazethylen HC-C-CN und das bereits erwähnte Acetoni­ tril CH₃-CN. Die Bindungslängen der -CN-Gruppen liegen zwischen 0,114 und 0,118 nm.

Es konnten auch quaternäre Hartstoffschichten der Art (Ti,Zr)(C,N) mit Stoffen hergestellt werden, deren Moleküle einfache C-N-Bindungen aufweisen. Hierzu gehören Verbindungen wie Methylamin H₃C-NH₂ und Ethylendiamin NH₂-CH₂-CH₂-NH₂. In solchen Gasgemischen wird jedoch das vorhandene Zirkoniumte­ trachlorid nicht vollständig umgesetzt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung, auch im Vergleich zu Abscheidungen, die nach dem Stand der Technik bekannt sind, werden im folgenden beschrieben.

Für die Versuche wurde eine CVD-Apparatur mit einem Reaktions­ gefäß aus einer hitzebeständigen Stahllegierung verwendet, in dem etwa 600 Wendeschneidplatten (Abmessungen 12,4 × 12,4 × 4 mm) gleichzeitig beschichtet werden können. Die Temperatur kann auf Werte bis zu 1100°C und der Innendruck zwi­ schen 500 und 100 kPa eingestellt werden. Durch eine Gasmi­ scheinrichtung können Mischungen aus unterschiedlichen Gasen genau dosiert in das Reaktionsgefäß eingeleitet werden. Der Hauptbestandteil der zugeführten Gase ist Wasserstoff. Gasför­ miges Titantetrachlorid wird durch Verdampfen von flüssigem Titantetrachlorid gewonnen. Gasförmiges Zirkoniumchlorid wurde durch Überleiten von HCl-Gas über Späne aus metallischem Zirko­ nium gewonnen. Das Aufheizen der Proben bis zur Beschich­ tungstemperatur erfolgt jeweils in einer Inertgasatmosphäre, z. B. aus Argon. Die Abkühlung nach erfolgter Beschichtung wird unter einer Wasserstoffatmosphäre durchgeführt.

Versuch 1 (Stand der Technik)

Bei einer Temperatur von 1010°C und einem Druck von 30 kPa wurde ein Gasgemisch aus 1,5% TiCl₄, 1,2% ZrCl₄, 3% CH₄, 15% N₂, Rest H₂ für eine Zeitdauer von 180 Minuten in das Reaktionsgefäß eingeleitet. Nach der Abkühlung wurden die Pro­ ben entnommen und analysiert. Die auf den in dem Reaktionsgefäß angeordneten Hartmetallsubstraten abgeschiedenen Schichten waren abhängig von der Position im Reaktionsgefäß zwischen 7 und 10 µm dick. Durch eine Röntgenbeugungsuntersuchung und Ana­ lysen mit einer Elektronenstrahlmikrosonde konnte festgestellt werden, daß die abgeschiedenen Schichten aus Ti(C,N) bestanden. Der Zirkoniumgehalt in dieser Schicht war kleiner als 1%. Dagegen fanden sich in den kalten Abgasrohren feste Ablagerun­ gen von Zirkoniumchlorid. Die Herstellung von quaternären Car­ bonitriden ist auf diese Weise nicht möglich. Die Härte der abgeschiedenen Titancarbonitridschicht wurde mit einem Mikro­ härtetestgerät bestimmt und ergab 2350 HV05 (Vickers-Härte bei 50 g Belastung).

Versuch 2

Im Unterschied zu Versuch 1 wurde anstelle von CH₄ und N₂ gas­ förmiges Acetonitril CH₃-CN in einer Menge von 3,5% einspeist. Der Druck betrug 8 kPa. Nach dreistündiger Beschichtung hatten sich auf den Substraten zwischen 9 und 12 µm dicke, metallisch graue Schichten gebildet. Durch Röntgenbildung wurde festge­ stellt, daß der abgeschiedene Schichtstoff aus einer einheitli­ chen kubisch flächenzentrierten Phase mit einer Gitterkonstan­ ten von 0,4365 nm besteht. Durch Elektronenstrahlmikroanalysen wurde gefunden, daß die Schichten eine formelmäßige Zusammen­ setzung von (Ti_0.64Zr_0.36)(C_0.62N_0.38) haben. Außerdem wurden noch unvermeidliche Kontaminationen an Sauerstoff (unter 0,3%) und an Cobalt (0,6% nahe der Grenzfläche zwischen dem Hartme­ tallsubstrat und der aufgetragenen Schicht) festgestellt. Im Unterschied zu dem vorbeschriebenen Erstversuch fanden sich keine Ablagerungen von Zirkonchlorid im Abgasrohr, so daß von einer nahezu vollständigen Reaktion des zugeführten ZrCl₄ aus­ gegangen werden kann. Die an verschiedenen Wendeschneidplatten gemessenen Mikrohärten lagen zwischen 2800 und 3400 HV05, also erheblich über den Mikrohärten, die die nach dem Stand der Technik herstellbaren Ti(C,N)-Schichten haben. Die durch CVD hergestellte quaternäre Schicht besaß eine hohe Oberflächen­ güte, d. h., eine relativ glatte Oberfläche mit geringer Rauh­ tiefe.

Versuch 3

Anstelle des in Versuch 2 verwendeten Zirkonchlorids ZrCl₄ wurde Hafniumchlorid HfCl₄ in derselben Menge eingespeist. Auf den Hartmetallsubstraten bildeten sich 9 bis 13 µm dicke Hart­ stoffschichten, die ebenfalls aus einer einheitlichen, kubisch flächenzentrierten Phase mit einer Gitterkonstanten von 0,4401 nm bestanden. Die Analyse ergab eine formelmäßige Zusam­ mensetzung von (Ti_0.67Hf_0.33)(C_0.58N_0.42). Es wurden Mikrohär­ ten zwischen 2920 bis 3550 HV05 gemessen.

Versuch 4

Entsprechend den in Versuch 2 beschriebenen Bedingungen wurde anstelle von Acetonitril ein Gas mit einer einfachen C-N-Bindung verwendet, nämlich Methyamin. Die hergestellten quaternären Hartstoffschichten besaßen eine kubisch flächenzen­ trierte Struktur. Die der Formel (Ti_0.86Zr_0.14)(C_0.72N_0.18) entsprechende Zusammensetzung wies jedoch im Vergleich der Beschichtung, die nach Versuch 2 erhalten wurde, einen geringe­ ren Zirkoniumgehalt auf, obwohl gleiche Ausgangsmengen ZrCl₄ verwendet worden sind.

Versuch 5

Auf Wendeschneidplatten wurde zunächst eine ca. 1 µm dicke Schicht aus Titannitrid aus einem Gasgemisch von 1,5% TiCl₄, 25% N₂, Rest H₂ abgeschieden. Hierauf wurde eine 8 µm dicke Schicht aus einem Hartstoff (Ti,Zr)(C,N) entsprechend der Ver­ suchsbeschreibung zu Versuch 2 abgeschieden. Die abschließende letzte Schicht wurde aus einer Gasmischung aus 2% AlCl₃, 5% CO₂ und 93% H₂-Gasphase abgeschieden, jeweils in Dicken zwi­ schen 1 bis 5 µm. Die Schichtfolge lautete somit TiN-(Ti, Zr) (C,N)-Al₂O₃; der Substratkörper war ein Hartmetall (WC-Co). Die so hergestellten Wendeschneidplatten wurden für vergleichende Schneidhaltigkeitsuntersuchungen verwendet.

Auf einer Drehmaschine wurden die in den verschiedenen Versu­ chen erhaltenen beschichteten Wendeschneidplatten erprobt. Dabei wurde ein sich abrasiv verhaltender Gußstahl mit einer Härte von 320 HB bearbeitet. Die Wendeschneidplatten hatten die Bezeichnung CNMG 120412. Bei Versuchen wurde mit folgenden Ein­ stellungen der Drehmaschine gearbeitet:

Schnittgeschwindigkeit 100 m/min,
Schnittiefe 1,5 mm,
Vorschub 0,28 mm/Umdrehung.

Für diese vergleichenden Tests wurden Wendeschneidplatten mit annähernd gleicher Schichtdicke von 10 µm ausgewählt. Es wurde die Standzeit bis zum Erreichen einer Verschleißmarkenbreite von 0,3 mm bestimmt. Die Resultate sind im folgenden aufge­ führt:

Die vorstehende Tabelle zeigt, daß die erfindungsgemäßen Beschichtungen entsprechend Versuchen 2 bis 4 erheblich verbes­ serte Standzeiten aufweisen.

In einem weiteren Versuch ist eine Reihe von Wendeschneidplat­ ten hergestellt worden, die einen Hartmetallsubstratkörper und eine Mehrlagenbeschichtung aufwiesen. Die mehrlagigen Schichten hatten die in Versuch 5 beschriebene Schichtfolge, die Proben­ körper waren Wendeschneidplatten der Geometrie CNMG 120412. Die betreffenden Versuche unter denselben Versuchsbedingungen, wie vorbeschrieben, erbrachten folgende Resultate:

Beschichtung
Standzeit (min)
TiN+Ti(C,N)+Al₂O₃ (Stand der Technik)
42
TiN+(Ti0.64Zr0.36) (C0.62N0.38)+Al₂O₃ (erfindungsgemäß)	51

Auch bei mehrlagigen beschichteten Wendeschneidplatten, von denen eine Schicht eine Multikomponentenschicht - hier (Ti,Zr)(C,N) - war, erhält man somit weitaus bessere Verschleiß­ eigenschaften bei spanabhebenden Werkzeugen.

Claims (10)

1. Verbundkörper, bestehend aus einem Hartmetall-, Cermet-, Stahl- oder Keramik-Substratkörper und mindestens einer Metallcarbonitrid-Hartstoffschicht, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall der Metallcarbonitridschicht zwei oder meh­ rere Elemente der Gruppe Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo und W enthält und daß das Metallcarbonitrid durch ein CVD-Ver­ fahren unter Bildung einer einphasigen Schicht abgeschie­ den worden ist.

2. Verbundkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Metallcarbonitridschicht als quaternäre Schicht (M₁, M₂)(C,N) ausgebildet ist, wobei M₁ und M₂ unterschiedliche Metalle sind, vorzugsweise aus der Gruppe Ti, Zr, Hf, V, Nb und Ta.

3. Verbundkörper nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die abgeschiedene Schicht die Zusammensetzung (Ti_xZr_1-x) (C_yN_1-y) mit 0,4 < x < 0,95 und 0,2 < y < 0,9 mit einer kubisch flächenzentrierten Gitterstruktur aufweist, deren Gitterkonstante im Bereich zwischen 0,430 und 0,455 liegt.

4. Verbundkörper nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die abgeschiedene Schicht die Zusam­ mensetzung (Ti_xHf_1-x)(C_yN_1-y) mit 0,4 < x < 0,95 und 0,2 < y < 0,9 mit einer kubisch flächenzentrierten Gitterstruktur auf­ weist, deren Gitterkonstante im Bereich zwischen 0,430 und 0,450 liegt.

5. Verbundkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Substratkörper mit mehreren Schichten aus Carbiden, Nitriden und/oder Carbonitriden des Ti, Zr, Hf, insbesondere TiC, Ti(C,N), TiN, und/oder AI₂O₃ und mindestens einer Multimetallcarbonitridschicht überzogen ist.

6. Verbundkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dieser als Werkzeug, insbesondere Schneidwerkzeug zur spanenden Bearbeitung ausgebildet ist.

7. Verfahren zur Herstellung von Multikomponenten-, insbe­ sondere quaternären Carbonitrid-Hartstoffschichten mit mindestens zwei Metallen aus der Gruppe Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo und W, dadurch gekennzeichnet, daß die Hart­ stoffschichten mittels CVD aufgetragen werden, wobei die Gasphase bei einer Reaktionstemperatur zwischen 700°C und 1100°C und vorzugsweise bei Drücken zwischen 5 kPa und 100 kPa, neben H₂ und/oder Ar sowie Chloriden der obenge­ nannten Metalle auch Kohlenstoff- und Stickstoff-Donatoren enthält, die eine C-N-Molekülgruppe aufweisen.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die C-N-Molekülgruppe eine Cyanidgruppe-CN mit einer Drei­ fachbindung zwischen dem Kohlenstoff und dem Stickstoff enthält, deren Abstand bei Raumtemperatur zwischen 0,114 und 0,118 nm beträgt, vorzugsweise unter Verwendung von Acetonitril.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die CN-Molekülgruppe Molekülgruppen mit einer einfa­ chen Bindung zwischen dem Kohlenstoff und dem Stickstoff enthält.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Hartstoffschicht aus (Ti,Zr)(C,N) oder (Ti,Hf)(C,N) besteht.