DE29818029U1 - Verschleißfestes Werkstück - Google Patents
Verschleißfestes WerkstückInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft den Verschleissschutz von Werkstücken, wie insbesondere Werkstücke aus Hartmetall oder
Stahl, dabei insbesondere Werkzeuge, insbesondere Schneidwerkzeuge mit gegen Verschleiss widerstandsfähigen und damit gegen
Verschleiss schützenden Schichtsystemen. 10
Definitionen:
· Mit einem "Schichtsystem", wie in der vorliegenden Beschreibung und in den Ansprüchen verwendet, ist eine beliebige Anzahl
Schichten gemeint, welche aufeinander abgelagert werden, wobei auch eine Einzelschicht als Schichtsystem betrachtet wird.
• Unter "Hartmetall" verstehen wir ein Sinterkarbid oder 20 Sinterhartmetall.
• Wenn wir den Begriff "vorwiegend aus einem Material bestehend"
verwenden, so bedeutet das, dass der Anteil dieses Materials mindestens 50 Atom%, insbesondere mindestens 90 Atom% beträgt.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Werkstück, das einen Werkstückskörper und ein gegen Verschleiss beständiges
Schichtsystem auf mindestens einem Teil der Oberfläche des genannten Werkstückskörpers enthält, wobei das verschleissfeste
Werkstück eine ausgezeichnete Verschleissbeständigkeit bezüglich
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Abrieb, Oxidationbeständigkeit und Haftung des Schichtsystems aufweist. Daher betrifft das Werkstück in der bevorzugten
Ausführungsform ein Werkzeug, insbesondere ein Schneidwerkzeug wie
zum Beispiel einen Stirnfräser.
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Verschleissbeständige Schichtsysteme mit mindestens einer Titannitrid- (TiN) oder Titancarbonitrid-Schicht (TiCN) oder einer
ähnlichen Schicht auf der Oberfläche des Werkstückskörpers wurden bisher weit verbreitet und im allgemeinen für Werkzeuge benützt.
10 Es wurden jedoch kürzlich Untersuchungen über den Einbau von Aluminium in die harte Schicht gemacht, um die
Verschleissfestigkeit zu erhöhen, indem die Abriebfestigkeit und die Oxidationsbeständigkeit erhöht wurden. So gibt es mehrere
Fälle, in denen der Einfluss von Aluminiumzusätzen zum oben
15 erwähnten harten Material ausgenützt wurde, wie das in der
japanischen Patent-Veröffentlichung Nr. 53,652/1992 und in der
japanischen Patent-Veröffentlichung No. 67,705/1993 gezeigt wird.
In diesen Fällen wurde jedoch durch den Zusatz von Aluminium nur eine Verbesserung der Verschleissfestigkeit der Schicht selber
bezüglich Oxidationsbeständigkeit und Abriebfestigkeit erreicht. Die Verschleissbeständigkeit umfasst jedoch mehr, nämlich auch die
Haftung der Verschleissschutzschicht, d.h deren Widerstand gegen das Ablösen vom Grundkörper.
25
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Mit dem neuerdings starken Trend, die Effizienz des Schneidens zu erhöhen, geht die Tendenz zur Erhöhung der Schneidgeschwindigkeit
und der Vorschubgeschwindigkeit einher. In diesen Fällen wird die Haftung der Hartstoffschicht, bzw. deren Widerstand gegen das
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Ablösen oder Abplatzen, ausserordentlich wichtig und mehr und mehr
zum dominanten Faktor für die Standzeit des Werkzeugs. Dieser Faktor ist sogar wichtiger als die blosse Abriebfestigkeit und
Oxidationswiderstand der Schicht selber. Die oben erwähnten bekannten Hartstoffschichten, welche Aluminium enthalten, besitzen
in der Regel eine so hohe restliche Druckspannung, dass die Haftung unbefriedigend ist, sodass allzu oft während des
Hochleistungszerspanens die Schicht abplatzt. Das beeinträchtigt natürlich die Lebensdauer und Zuverlässigkeit eines Werkzeugs in
erheblichem Masse.
Es ist offensichtlich, dass wir zwar über Probleme mit
Schneidwerkzeugen sprechen, aber die gleichen Probleme treten im allgemeinen bei Werkzeugen und sogar noch allgemeiner gesagt bei
Werkstücken auf, welche einer solchen Belastung als Schneidwerkzeuge ausgesetzt sind. Wenn wir also auf Probleme und
deren Lösung bei Schneidwerkzeugen Bezug nehmen, so gilt das auch für andere Werkzeuge oder allgemeiner formuliert für andere
Werkstücke, welche einer ähnlichen mechanischen, thermischen oder chemischen Beanspruchung unterworfen werden.
Um auch beim Hochleistungszerspanen eine hohe Standzeit und stabile Schnittbedingungen eines Werkzeugs zu erreichen, muss die
Haftung der Verschleissschutzschicht weiter verbessert werden. 25
Untersuchungen zur Verminderung der restlichen Druckspannungen innerhalb der Hartstoffschicht - als hauptsächliche Ursache für
die Verschlechterung der Haftung - mit dem Ziel, dadurch die Haftung zu verbessern , wurden durchgeführt.
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Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, ein verschleissbeständiges Werkstück zur Verfügung zu stellen, mit
• einem Werkstückskörper
• einem verschleissbeständigen Schichtsystem auf mindestens einem
Teil dieses Körpers und mit mindestens einer Hartstoffschicht,
welche direkt auf diesem Körper aufgebracht wird, · wobei die genannte Hartstoffschicht mindestens vorwiegend aus
einem Material besteht, das aus der folgenden Gruppe ausgewählt wird:
Nitride, Carbonitride, Nitroboride und Carbonitroboride wie
auch Carbooxinitride von mindestens Titan und Aluminium. 15
Dieses Werkstück besitzt eine verbesserte Verschleissbeständigkeit
bezüglich Abriebfestigkeit, Oxidationsbeständigkeit und insbesondere bezüglich der Haftung des verschleissbeständigen
Schichtsystems, d.h. die Hartstoffschicht besitzt eine verbesserte
Haftung.
Dieses Ziel wird erfindungsgemäss erreicht, indem eine
Zwischenschicht zwischen dem Körper und der Hartstoffschicht aufgebracht wird, wobei diese Zwischenschicht vorwiegend aus
mindestens einem der Materialien besteht, die aus der folgenden Gruppe ausgewählt werden:
Nitroboride, Carbonitriboride, Carbooxinitride von mindestens einem Metall aus der Gruppe von Chrom, Tantal,
Zirkon, Titan
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Nitride, Carbonitride von mindestens einem Metall aus der Gruppe von Chrom, Tantal, Zirkon
Als Resultat einer intensiven Forschung mit dem Ziel, die Haftung der Hartmetallschicht auf dem Werkstückskörper zu verbessern,
haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung herausgefunden, dass die relativ weiche Zwischenschicht unter der aluminiumhaltigen
Hartstoffschicht, die eine hohe Druckspannung aufweist, die hohe
Druckspannung der Hartstoffschicht aufnimmt und dadurch entspannt.
Dadurch wird die Haftung der Hartstoffschicht merklich verbessert.
Das lässt vermuten, dass die hohe Druckspannung, wenn sie in der Hartstoffschicht vorhanden ist, eine hohe Scherbeanspruchung in
der Berührungszone zwischen Hartmetallschicht und Werkstückskörper
entwickelt, wenn keine Zwischenschicht vorhanden ist. Diese Scherbeanspruchung setzt die Haftung der Hartstoffschicht herab.
Die erfindungsgemäss erreichte Entspannung durch die erfindungsgemässe Zwischenschicht vermindert die
Scherbeanspruchung an der Berührungsfläche und verbessert dadurch die Haftung der Hartmetallschicht. Mit anderen Worten: Man ist der
Meinung, dass die erfindungsgemäss angebrachte Zwischenschicht als
relativ weiche Schicht, eingebracht zwischen der Hartstoffschicht und dem Werkstückskörper, die vorher, wenn die Hartstoffschicht
direkt auf dem Werkstückskörper abgelagert wurde, an der Berührungsfläche entwickelte Scherbeanspruchung aufnimmt und
entspannt. Daraus wird ersichtlich, dass die Zwischenschicht grundsätzlich "zwischen" dem Körper und der Hartstoffschicht
angebracht werden muss, ohne Rücksicht darauf, wie viele und aus welchen Materialien bestehende Schichten zusätzlich zwischen dem
Körper und der Zwischenschicht einerseits und zwischen der
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Zwischenschicht und der Hartstoffschicht andererseits aufgebracht
werden. Nichtsdestotrotz wird die Zwischenschicht mit der einen Ausnahme der weiter unten besprochenen Metallschicht bevorzugt
direkt zwischen dem Körper und der Hartstoffschicht angebracht. Das Ziel, die Verschleissbeständigkeit des erfindungsgemässen
verschleissbeständigen Werkstücks noch weiter zu verbessern, wird mit der vorliegenden Erfindung dadurch erreicht, dass die
Zwischenschicht und/oder die Hartstoffschicht aus mindestens einem
der Materialien, ausgewählt aus den Nitroboriden oder Carbonitroboriden, besteht.
Bezüglich der erforderlichen Voraussetzungen (Bedingungen) der Zwischenschicht wurde erkannt, dass nicht nur die Weichheit,
sondern auch verhältnismässig grobe Kristallkörner (Kristallite) vorteilhaft für die Verminderung des Drucks günstig sind. Eine
rauhere Oberfläche der Zwischenschicht wirkt sich günstig auf die Verbesserung der Haftung aus. Obwohl für die Aufklärung von andern
Faktoren, welche zu weiteren Verbesserungen führen, zusätzliche Studien erforderlich sind, hat man herausgefunden, dass die besten
Resultate mit den oben erwähnten Materialien als Zwischenschichten erhalten wurden.
Es wurde ebenfalls bestätigt, dass der Zusatz von Bor zur Hartstoff- und/oder Zwischenschicht und insbesondere zu letzterer,
zu weiteren bemerkenswerten Verbesserungen bezüglich der Oberflächenrauhigkeit führt und sogar günstigere Ergebnisse
bezüglich der Haftung der Hartmetallschicht liefert. Die Aufklärung dieses Phänomens würde zusätzliche Studien erfordern.
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Während in konventionellen Beispielen von Zwischenschichten als Zwischenschichtmaterial vorwiegend Titannitrid (TiN),
Titancarbonitrid (TiCN) oder Titancarbid* (TiC) benützt werden,
haben die vorliegenden Untersuchungen der Erfinder der vorliegenden Erfindung gezeigt, dass die gut bekannten Materialien
zunächst einmal die Bildung einer Schicht mit einer rauhen Oberfläche und kleinen Kristallkörnern (Kristalliten)
voraussetzen. Aber diese Schichtmaterialien sind nicht sehr wirkungsvoll im Aufnehmen und Vermindern von Scherspannungen, weil
sie nicht genügend weich sind. Sie haben eine merklich geringere Wirkung, die Haftung zu verbessern im Vergleich zu den
Zwischenschichten der erfindungsgemäss vorgeschlagenen Materialien.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Werkstück eine
Hartstoffschicht aus Titanaluminiumnitrid (TiAlN) und eine Zwischenschicht aus Titannitroborid (TiBN) oder
Titancarbonitroborid (TiCBN), des weiteren vorzugsweise direkt zwischen dem Körper und der Hartstoffschicht aufgebracht oder mit
einer zusätzlichen Metallschicht versehen wie unten beschrieben. Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht nämlich
darin, die Verschleissbeständingkeit des Werkstückes mit der erfindungsgemässen Zwischenschicht zusätzlich zu verbessern.
Dies wird dadurch erreicht, dass das Werkstück zusätzlich eine Metallschicht enthält, welche zwischen dem Werkstückskörper und
der Zwischenschicht eingesetzt wird. Dabei besteht die Metallschicht in der am meisten bevorzugten Ausführungsform
mindestens aus einer Schicht von Chrom, Tantal, Titan oder Zirkon
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und weiter bevorzugt, besteht diese Metallschicht aus dem gleichen
Metall, das als Komponente in der erfindungsgemässen Zwischenschicht enthalten ist.
Damit haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung erkannt, dass die Scherbeanspruchung des erfindungsgemässen Werkstücks
zusätzlich durch eine weiche Metallschicht unter der Zwischenschicht vermindert werden kann. Das geht darauf zurück,
dass eine Metallschicht eine hohe Absorptionsenergie und einen kleinen Elastizitätsmodul aufweist, Versetzungen sich leicht
verschieben lassen und dass sie dadurch zusätzlich Spannungsenergie wirksam aufnehmen kann. Dabei umfasst das
Werkstück in einer bevorzugten Ausführungsform eine
Hartstoffschicht aus TiAlN und eine Zwischenschicht aus Titannitroborid oder Titancarbonitroborid, und des weiteren eine
Metallschicht, die zwischen dem Körper und der Zwischenschicht eingefügt wird und die mindestens vorwiegend aus einem der Metalle
aus der Gruppe Chrom, Tantal, Zirkon oder Titan besteht, des weiteren vorzugsweise aus Chrom und/oder Titan, bevorzugt aus
Chrom oder Titan. Es wird dabei bevorzugt die Metallschicht direkt zwischen dem Körper und der Zwischenschicht aufgebracht, wobei die
Zwischenschicht gerade neben der Hartstoffschicht liegt.
Daraus ergibt sich, dass das Abplatzen der Hartstoffschicht
erfindungsgemäss, auch bei der Hochleistungszerspanung im unterbrochenen Schnitt, mit einem Vorschub von mehr als 0.4
mm/Werkzeugeingriff (Schneide) unterdrückt wird, und dadurch gleichbleibende Bearbeitungsbedingungen ermöglicht werden. Wie
oben erwähnt, besitzt das erfindungsgemässe Werkstück in allen
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seinen Ausführungsformen vorzugsweise einen Werkstückskörper aus
Hartmetall oder Stahl, wie z.B. einem Hochgeschwindigkeitsstahl. Dadurch ist es vorzugsweise als Werkzeug und insbesondere als
Schneidwerkzeug verwirklicht. Für die Dicke der Zwischenschicht, d, gilt vorzugsweise
0.05 &mgr;&pgr;&igr; < d < 5&mgr;&igr;&eegr;
Die Begründung dafür lautet wie folgt:
Wenn die Dicke der erfindungsgemässen Zwischenschicht nicht
mindestens 0.05 &mgr;&idiagr;&eegr; beträgt, kann sie für die Reduktion der
Spannung wirkungslos sein, d.h. für die Verbesserung der Haftung der Hartstoffschicht. Andrerseits , wenn die Dicke d der
Zwischenschicht 5 &mgr;&pgr;&igr; übersteigt, dann kann der Abriebwiderstand
der Hartstoffschicht zerstört werden.
15 In Bezug auf die Metallschicht, die - in einer bevorzugten
Ausführungsform - am erfindungsgemässen Werkstück angebracht wird,
beträgt die Dicke dm einer solchen Metallschicht vorzugsweise
5 nm < dra <50 0 nm.
20 Die Begründung dafür lautet wie folgt:
Wenn einerseits die Dicke der Metallschicht zwischen der Zwischenschicht und dem Werkstückskörper nicht mindestens 5 nm
beträgt, dann ist sie in dieser Art wirkungslos, um die Spannung weiter zu vermindern, d.h. um die Haftung der Hartmetallschicht zu
verbessern. Andrerseits, wenn sie 500 nm übersteigt, dann kann sich in dieser Metallschicht während des Schneidens plastische
Verformung entwickeln, was zur Zerstörung der Haftung der Hartmetallschicht führt.
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Ein weiteres Ziel der gegenwärtigen Erfindung besteht darin, ein Verfahren anzubieten, um ein verschleissfestes Werkstück
herzustellen, welches ein Werkstück mit wesentlich verbesserter Verschleissfestigkeit ergibt. Dieser Verfahren enthält die
Schritte, auf der Oberfläche des Werkstückskörpers eine Zwischenschicht abzulagern, welche vorwiegend aus mindestens einem
Material aus der folgenden Gruppe besteht:
Nitroboride, Carbonitriboride, Carbooxinitride von mindestens einem Metall aus der Gruppe von Chrom, Tantal
10 Titan oder Zirkon,
Nitride, Carbonitride von mindestens einem der Metalle aus der Gruppe von Chrom, Tantal oder Zirkon.
Dabei kann zusätzlich eine metallische Schicht bestehend aus zumindest einem der Metalle Cr, Ta, Ti oder Zr vor Abscheidung der
15 Zwischenschicht direkt auf dem Substrat aufgebracht werden.
Dann wird auf der genannten Zwischenschicht ein verschleissfestes Schichtsystem bestehend aus einer oder mehreren
Hartmetallschichten, die vorwiegend mindestens ein Material aus der Gruppe
der Nitride, Carbonitride, Carbooxinitride, Nitroboride und Carbonitroboride des Titans und des Aluminiums enthält,
abgelagert. Dabei werden sowohl die Zwischenschicht(en) als auch die Hartstoffschicht(en) in einem Vakuumbeschichtungsprozess
abgeschieden.
Die Erfindung wird nun zusätzlich anhand von Figuren und
Beispielen beschrieben. In den Figuren wird folgendes gezeigt:
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Fig.l Eine schematische Darstellung eines verschleissfesten Teils
eines erfindungsgemässen Werkstücks in einer ersten Aus führungs form;
Fig.2 Eine zweite Ausführungsform des verschleissfesten Teils
eines erfindungsgemässen Werkstücks in einer weiter verbesserten Ausführungsform.
Entsprechend Fig. 1 enthält das erfindungsgemässe Werkstück einen
Körper 1, der vorzugsweise aus Hartmetall oder aus Stahl wie z.B. einem Hochgeschwindigkeits(HSS)-Stahl gefertigt ist. Über und
vorzugsweise auf mindestens einem ausgewählten Oberflächenabschnitt des Körper 1 wird durch ein
Vakuumbeschichtungsverfahren eine Zwischenschicht 3 gebracht,
vorzugsweise mit einer Dicke d, für welche gilt 15 0.05 &mgr;&pgr;&igr;
< d < 5 &mgr;&pgr;\
Diese Zwischenschicht besteht aus mindestens einem der oben im
einzelnen bezeichneten Materialien.
Dabei besteht die Zwischenschicht mindestens vorwiegend, vorzugsweise praktisch ausschliesslich aus einem der folgenden
Materialien: Nitroboride, Carbonitroboride von mindestens einem der folgenden Materialien: Chrom, Tantal, Zirkon oder Titan,
Nitride, Carbonitride von mindestens einem der Materialien Chrom, Tantal, Zirkon. In einer bevorzugten Ausführungsform besteht die
Zwischenschicht 3 vorwiegend aus mindestens einem der folgenden Materialien: Nitroboride, Carbonitride von mindestens einem
Material, vorzugsweise einem Material aus der Gruppe von Chrom, Tantal, Zirkon oder Titan, dabei vorzugsweise Titan.
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Über, vorzugsweise auf der Oberfläche der Zwischenschicht 3 wird,
wiederum vorzugsweise durch ein Vakuumbeschichtungsverfahren, ein
verschleissbeständiges Schichtsystem 5 abgeschieden, das aus einer einzelnen Schicht oder mehreren Schichten bestehen kann.
Unabhängig davon, ob das System 5 aus einer oder mehr als einer Schicht besteht, wird als unterste Schicht eine Hartstoffschicht
5a vorgesehen, welche aus einem oben im einzelnen bezeichneten Material besteht.
Die Dicke des verschleissfesten Schichtsystems 5, sei es als
Einzel- oder als Mehrfachschicht, ist beträchtlich grosser als die
Dicke der Zwischenschicht 3.
In Fig. 2 wird eine verbesserte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung gezeigt, die sich von der in Fig.l gezeigten Ausführungsform unterscheidet. Für die gleichen Teile, die schon
in Fig.l beschrieben wurden, werden die gleichen Bezugszeichen verwendet. Der Unterschied gegenüber der Ausführungsform von Fig.l
besteht darin, dass - wiederum vorzugsweise durch einen Vakuumbeschichtungsschritt - eine Metallschicht 7 zwischen der
Oberfläche des Grundkörpers 1 und der Zwischenschicht 3 aufgebracht wird, vorzugsweise direkt dazwischen wie in Fig.2
gezeigt. Dabei ist die Dicke dm der Metallschicht 7 grundsätzlich
etwa zehnmal kleiner als die Dicke der Zwischenschicht 3. So wird dra vorzugsweise in folgendem Bereich liegen:
5 nm < dm < 50 0 nm
Das Metall der metallischen Schicht 7 wird wie oben im einzelnen ausgeführt gewählt. Dabei wird in einer bevorzugten
Ausführungsform für die Metallschicht 7 das gleiche Metall gewählt
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wie für die Zwischenschicht 3. So wird, wenn z.B. die Zwischenschicht 3 aus einer Verbindung wie spezifiziert mit Chrom
besteht, vorzugsweise auch Chrom als Metall für die Metallschicht 7 gewählt. In einer weiter bevorzugten Ausführungsform wird Chrom
oder Titan als Metall der Metallschicht 7 gewählt.
1. Experimente mit Werkzeugen die entsprechend der Ausführungsform
von Fiq.l konzipiert sind
10 1.1.1 bis 1.1.4, Stirnfräser
Hartmetall Stirnfräser wurden versuchsweise entsprechend der Ausführungsform von Fig.l vorbereitet. Für die Abscheidung der
Zwischenschicht und der Hartstoffschicht wurde eine kleine Bogen-Entladungs
Ion Plating Anlage benützt. In einigen Beispielen wurde
15 Bor entweder zur Zwischenschicht oder zur Hartstoffschicht
beigefügt, indem ein Bor-haltiges Target verwendet wurde. Um in einigen Beispielen Kohlenstoff zur Zwischenschicht beizufügen,
wurde Acetylengas als Reaktivgas beim Ion Plating verwendet. Die Dicke der Hartstoff schicht wurde bei 2 &mgr;&tgr;&eegr; gewählt.
In den folgenden Tabellen 1.1.1 bis 1.1.4 wird als "erste Schicht"
(first layer) die Zwischenschicht definiert und die "zweite Schicht" (second layer) bedeutet die Hartstoffschicht. Unter
"Beschichtungsbedingungen" (Coating conditions) zeigen diese
25 Tabellen die Beschichtungsbedingungen insbesondere für die Zwischenschicht.
Pfeile in den entsprechenden Feldern der Tabelle bedeuten, dass die Angaben im nächsten darüber liegenden Feld gültig sind.
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Die Beispiele Nr. 1 bis Nr. 8 sind Beispiele entsprechend der vorliegenden Erfindung und entsprechend der Ausführungsform von
Fig.l, während die Beispiele Nr.9 bis Nr.12 zum Vergleich
5 Beispiele aus dem Stand der Technik darstellen. Die Tabellen 1.1.1 bis 1.1.4 zeigen:
Tab. 1.1.1: Zirkon als Metall der Verbindung der
Zwischenschicht
Tab. 1.1.2: Tantal als Metall der Verbindung der Zwischenschicht Tab. 1.1.3: Chrom als Metall der Verbindung der -
Zwischenschicht
Tab. 1.1.4: Titan als Metall der Verbindung der Zwischenschicht
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VO OO H
Tabelle 1.1.1
| 1 | Beschichtungsbedingungen | Vakuumzustand (mbar) , |
Film | erste Schicht | TiN &Ogr;.&idiagr;&mgr; | zweite Schicht | Dauer des Fräsens zum Zeitpunkt des Abplatzens (Minuten) |
||
| Probe Nr. | 2 | Bias Spannung (V) |
IxIO"2 | ZrN &Ogr;.&idiagr;&mgr; | TiN &Igr;.&Ogr;&mgr; | Ti0-5Al0-5N | 15.2 | ||
| Vorliegende Erfindung |
3 | 70 | T | ZrN &Igr;.&Ogr;&mgr; | &iacgr; | 20 m ohne Abplatzen |
|||
| Vergleichs beispiele |
4 | T | T | ZrN 4.0&mgr; | T | 0.4 | |||
| 5 | T | T | ZrD01N09LOp | T | 10.5 | ||||
| 6 | T | T | 7^C01D01N0 .„&Igr;.&Ogr;&mgr; | T | # 14.7 |
||||
| 7 | T | T | ZrD0 4&Ngr;&ogr;61.0&mgr; | T | 12.0 | ||||
| O | T | T | ZrN &Igr;.&Ogr;&mgr; | Ti05Al05D01N0-9 | 16.0 | ||||
| 9 | T | T | ZrN &Igr;.&Ogr;&mgr; | TV5AlO.5Do.3No.7 | 12.4 | ||||
| 10 | T | T | Ti0-5Al0-5B011N0-9 | 1.0 | |||||
| 11 | T | T | Ti0-5Al0-5N | 0.5 | |||||
| 12 | T | T | T | 4.4 | |||||
| T | T | Ti05Al0-5D01N0-9 | 3.7 | ||||||
| I |
•ti vo
Tabelle 1.1.2
VD VO CD
| 1 | Beschichtungsbedingungen | Vakuumzustand (mbar) |
Film | erste Schicht | zweite Schicht | Dauer des Fräsens zum Zeitpunkt des Abplatzens (Minuten) |
|
| Probe Nr. | 2 | Bias Spannung (V) |
IxIO"2 | TaN &Ogr;.&idiagr;&mgr; | Ti05Al0-5N | 12.1 | |
| Vorliegende Erfindung |
3 | 70 | T | TaN &Igr;.&Ogr;&mgr; | T | 14.3 | |
| Vergleichs beispiele |
4 | T | T | TaN 4.0&mgr; | T | 7.0 | |
| 5 | T | T | TaD0. ,N0-9I. &Ogr;&mgr; | T | 13.2 | ||
| 6 | &iacgr; | T | TaC0-1D0-, N0. „&Igr;.&Ogr;&mgr; | T | 12.7 | ||
| 7 | T | T | TaD0 „&Ngr;0-(.1.0&mgr; | T | • 10.3 |
||
| 8 | T | T | TaN &Igr;.&Ogr;&mgr; | 1^10. 5^·*-0. 5^0.1 ^O, 9 | 11.1 | ||
| 9 | T | T | TaN &Igr;.&Ogr;&mgr; | ^"-"-0.5^^-0.5^0. 3^0.7 | 9.4 | ||
| 10 | T | &tgr;" | — — | &Tgr;·*·0.5^0. 5^0.1^0. 9 | 1.8 | ||
| 11 | T | T | — — | Ti05Al05N | 0.5 | ||
| 12 | T | T | TiN &Ogr;.&idiagr;&mgr; | T | 4.4 | ||
| T | T | TiN &Igr;.&Ogr;&mgr; | Ti0-5Al0-5D0-,N0-9 | 3.7 | |||
| T |
Tabelle 1.1.3
| Probe Nr. | 1 | Beschichtungsbedingungen | Vakuumzustand (mbar) |
Film | erste Schicht | zweite Schicht | Dauer des Fräsens zum Zeitpunkt des Abplatzens (Minuten) |
| Vor!legende Erfindung |
2 | Bias Spannung (V) |
lxlO"2 | CrN &Ogr;.&idiagr;&mgr; | Ti0-5Al0-5N | 16.0 | |
| Vergleichs beispiele |
3 | 70 | T | CrN 1.&Ogr;&mgr; | T | 20 m .. ohne Abplatzen |
|
| 4 | T | T | CrN 4.&Ogr;&mgr; | T | 9.5 | ||
| 5 | T | T | CrD0-1N0,, &Igr;.&Ogr;&mgr; | T · | 20 m ohne Abplatzen |
||
| 6 | T | T | CrC0- ,D0. ,N0-0I. &Ogr;&mgr; | T | 15.7 · | ||
| 7 | T | T | CrD0-4N0-6 &Igr;.&Ogr;&mgr; | T | 13.2 | ||
| 8 | T | T | CrN 1.&Ogr;&mgr; | Tio.5*l0.,Bo.tN0.9 | 10.2 .. | ||
| 9 | T | T | CrN &Igr;.&Ogr;&mgr; | 1 J-0.5rt-1-0.5u0.3IN0.7 | 14.6 | ||
| 10 | T | T | — | Ti0-5Al0-5D0-1N0-9 | 1.0 | ||
| 11 | T | T | — | 0.5 | |||
| 12 | T | T | TiN &Ogr;.&idiagr;&mgr; | &tgr; | 4.4 | ||
| T | &tgr; · | TiN &Igr;.&Ogr;&mgr; | Ti0-5Al0-5D0-1N0-9 | 3.7 | |||
| T |
•&ogr; pa VD OO
Tabelle 1.1.4
VD VD CO
| 1 | Beschichtungsbedingungen | Vakuumzustand (mbar) |
Film | erste Schicht | zweite Schicht | Dauer des Fräsens zum Zeitpunkt des Abplatzens (Minuten) . |
|
| Probe Nr. | 2 | Bias Spannung. (V) |
lxlO-2 | TiBo.o5Nn.95 0.1&mgr; | Ti0-5Al0-5N | 10.9 | |
| Vorliegende Erfindung |
3 | 70 | T | TiBc1N0., 1.0&mgr; | T | 20 in ohne Abplatzen |
|
| Vergleichs beispiele |
4 | T | T | TiB01N0-9 4.0&mgr; | T | 16.0 | |
| 5 | T | T | TiB0.2N0>0 &Igr;.&Ogr;&mgr; | T | 20 m ohne Abplatzen |
||
| 6 | T | T | TiCV1Bc1N0.,, &Igr;.&Ogr;&mgr; | T | 20 m ohne Abplatzen |
||
| 7 | T | T | TiB04N0-6 &Igr;.&Ogr;&mgr; | T | 16.9 | ||
| 0 | T | T | TiB0>1N0., &Igr;.&Ogr;&mgr; | Tio.5Alo.5Bo.iNo.9 | O m ohne Abplatzen |
||
| 9 | • . T | T .· | TiB01N0, &Igr;.&Ogr;&mgr; | Tio.5Alo.5Bo.3Nc7 | 10.7 | ||
| 10 | T | T | — | Tio. 5^0.5^0. lNo.9 | 1.8 | ||
| 11 | T | T | — | Ti0-5Al0.5N | 0.5 | ||
| 12 | T | T | TiN &Ogr;.&idiagr;&mgr; | T | 4.4 | ||
| T | T | TiN &Igr;.&Ogr;&mgr; | Ti0 5A10-5B0-IN0,9 | 3.7 | |||
| T |
Die folgenden Fräser-Tests wurden unter Benützung von erfindungsgemässen und von gewöhnlichen Stirnfräsern, die in den
Tabellen 1.1.1. bis 1.1.4 aufgeführt sind, durchgeführt: - Stirnfräser: Durchmesser 8 mm mit 6 Schneiden
- gefrästes Material: SKDIl HRC60
- Fräs-Geschwindigkeit: 4 0 m/Minute
- Vorschub: 0.05 mm/Schneide
- Schnittiefe 12 mm
10 - Schneid-Öl Trocken Fräsen
Das Fräsen wurde so lange durchgeführt, bis Abplatzungen festgestellt wurden. Die Fräsdauer bis zum Auftreten einer
mindestens 0.05 mm breiten Abplatzung auf der Frei- oder
Stirnfläche wird in den entsprechenden Tabellen 1.1.1 bis 1.1.4 ebenfalls gezeigt. Wie es aus allen Tabellen 1.1.1. bis 1.1.4
ersichtlich ist, zeigen Stirnfräser mit Zwischenschichten auf Nitrid- oder Bornitrid-Basis eine gute Haftung der
Hartstoffschicht, und erlauben gleichbleibende Bearbeitungsbedingungen selbst wenn sehr harter Stahl gefräst
wird, wie der erwähnte HRC60-Stahl. Zudem kann durch Zusatz von Bor entweder zur Zwischenschicht oder zur Hartstoffschicht die
Fräsdauer (Einsatzdauer des Fräsers) zusätzlich erhöht werden, wie aus den Experimenten entsprechend den Tabellen 1.1.1 bis 1.1.3
ersichtlich ist. Besonders vorteilhaft wirkt sich der Zusatz von Bor bei Titan und Stickstoff enthaltenden Zwischenschichten
entsprechend Tabelle 1.1.4 aus.
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1.2.1 bis 1.2.4. Einsätze (Inserts)
Hartmetalleinsätze entsprechend JIS P40 wurden gemäss der Ausführungsform von Fig.l auf einer kleinen Bogenentladungs Ion
Plating Anlage beschichtet. Der Zusatz von Bor erfolgte wie unter 1.1.1 bis 1.1.4 ausgeführt.
Die Dicke der Hartstoffschicht wurde zu 3 &mgr;&tgr;&eegr; gewählt. Die
folgenden Tabellen 1.2.1 bis 1.2.4 entsprechen in ihrem Aufbau den Tabellen 1.1.1 bis 1.1.4.
10
Beispiele Nr. 13 bis 20 entsprechen der vorliegenden Erfindung, Beispiele Nr. 21 bis 24 sind wiederum zum Vergleich Beispiele
entsprechend dem Stand der Technik.
Die Tabellen bezeichnen:
Tab. 1.2.1: Zwischenschicht mit Zirkon als Metall der
Verbindung Tab. 1.2.2: Zwischenschicht mit Tantal als Metall der
Verbindung Tab. 1.2.3: Zwischenschicht mit Titan als Metall der
Verbindung
Tab. 1.2.4: Zwischenschicht mit Chrom als Metall der Verbindung
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Tabelle 1.2.1
VD VD 00
| 13 | Beschichtungsbedingungen | Vakuumzu stand (mbar) |
Film | erste Schicht | -- | TiN &Ogr;.&idiagr;&mgr; | zweite Schicht | Fräsdauer (Minuten) |
|
| Probe Nr. | 14 | Bias Spannung (V) |
IxIO-2 | ZrN &Ogr;.&idiagr;&mgr; | — | TiN &Igr;.&Ogr;&mgr; | Ti05Al0-5N | 4.23 | |
| 15 | 50 | T | ZrN &Igr;.&Ogr;&mgr; | T | 5.10 | ||||
| • | 16 | T | T | ZrN 4.5&mgr; | T | 3.01 | |||
| 17 | T | t | ZrD0.,N09I. &Ogr;&mgr; | T | 6.11 | ||||
| Vorliegende | 18 | T | T | ZrCo.-,&Bgr;&ogr;.,&Ngr;&ogr;.,,&Igr;.&Ogr;&mgr; | T | 5.45 | |||
| Erfindung | 19 | T | T | ZrB0.3Np.7l. &Ogr;&mgr; | T | 3.70 | |||
| 20 | T | T | ZrN &Igr;.&Ogr;&mgr; | (Ti03Al0-7) (B01N09) | 7 &ngr; 02 | ||||
| 21 | T | T | ZrN &Igr;.&Ogr;&mgr; | (Ti0.3Al07) (B0 ,N07) | 4.21 | ||||
| 22 | T | T | Ti05Al0-5N | 0.56 | |||||
| 23 | T | T | (Ti0 3Al07)(B0 ,N0 ,) | 0.69 | |||||
| Vergleichs | 24 | T | T | Ti0-5Al0-5N | 1.21 | ||||
| beispiele · | T | T | T | 1.87 | |||||
| T | |||||||||
Tabelle 1.2.2
| 13 | Beschichtungsbedingungen | Vakuumzustand (mbar) |
erste Schicht | — | TiN 0.1&mgr; | Film | Frä'sdauer (Minuten) |
|
| Probe Nr. | 14 | Bias Spannung (V) |
lxicr* | TaN O. I)J | — | TiN 1.0&mgr; | zweite Schicht | 4.02 |
| 15 | 5O | T | TaN 1.0&mgr; | Tl0 ,Al0 5&Ngr; | 5.20 | |||
| 16 | T | T | TaN 4.5&mgr; | T | 3.11 | |||
| 17 | T | T | TaD0. ,N0-7I. &Ogr;&mgr; | T | 6.43 | |||
| Vorliegende Erfindung |
10 | T | T | TaC0-1D0-1N0-0I-Op | T | 4.90 | ||
| 19 | T | T | TaD0.,N0-7I. &Ogr;&mgr; | • T | 3.-9 9 | |||
| 20 | T | T | TaN 1.0&mgr; | T | '5.97 | |||
| 21 | T | T | TaN 1.0&mgr; | (Ti0-3Al07)(D0 ,N0-7) | 3.79 | |||
| Vergleichs beispiele |
22 | T | T | (Tl0 .,Al07)(D0 ,N0-7) | 0.56 | |||
| 23 | T | T | Ti0-5Al05N | 0.69 | ||||
| 24 | T | T | (Ti0-3Al0-7)(D0,,N0-7) | 1.21 | ||||
| T | T | Ti0-5Al0-5N | 1.07 | |||||
| T | T |
CD h-1 Ul
Tabelle 1.2.3
| Probe Nr. | 13 | Beschi chtungsbedi ngungen | Vakuumzustand (mbar) |
Film | erste Schicht | zweite Schicht | Fräsdauer (Minuten) |
| Vorliegende Erfindung |
14 | Bias Spannung (V) |
IxIO"2 | TiB01N0, &Ogr;.&idiagr;&mgr; | Ti0--5A10.5N | 5.32 | |
| Vergleichs beispiele |
15 | 50 | T | TiD01N09 &Igr;.&Ogr;&mgr; | T | 7.11 | |
| 16 | T | T | TiD01N0, 4.5&mgr; | T | 5.11 | ||
| 17 | T | T | TiD01N09 &Igr;.&Ogr;&mgr; | T | 6.55 | ||
| 10 | T | • T | TiC0-1D0-1N0-0 &Igr;.&Ogr;&mgr; | T | 8. 87 | ||
| 19 | T | T | TiD01N06 &Igr;.&Ogr;&mgr; | T | 4.56 | ||
| 20 | T | T | TiD0-1N0-9 &Igr;.&Ogr;&mgr; | (Ti0-3Al0-7)(D0-1N09) | 10;0&idiagr; | ||
| 21 | T | T | TiD02N0n &Igr;.&Ogr;&mgr; | (Ti0-3Aln-7)(D0-3N07) | 5.69 | ||
| 22 | T | T | — | Ti0-5Al0-5N | 0.56 | ||
| 23 | T | T | — | (Ti0-3Al0-7)(D0 ,N0-9) | 0.69 | ||
| 24 | T | T | TiN 0.1&mgr; | Ti05Al05N | 1.21 | ||
| T | T | TiN 1.&Ogr;&mgr; | T | 1.07 | |||
| T |
VO VD CD
Tabelle 1.2.4
| 13 | Beschichtungsbedingungen · | Vakuumzustand (mbar) |
Film | erste Schicht | zweite Schicht | Fräsdauer (Minuten) |
····
y · • · |
|
| Probe Nr. | 14 | Bias Spannung (V) |
lxlO-2 | CrN &Ogr;.&idiagr;&mgr; | Ti0-5Al0-5N | 4.56 |
····
• ■ · |
|
| 15 | 50 | T | CrN 1. &Ogr;&mgr; | T | 5.73 | • | ||
| • | 16 | T | T | CrN 4. 5&mgr; | T | 3.96 |
• *
• |
|
| 17 | T | T | CrD0-1N0-9 &Igr;.&Ogr;&mgr; | T | 7.41 | |||
| Vorllegende | 10 | T | T | CrC0-1D0-1N00 &Igr;.&Ogr;&mgr; | T | 6.77 | ||
| Erfindung | 19 | T | T | CrD0-3N0-7 &Igr;.&Ogr;&mgr; | &tgr; · | 4.. 06 | ||
| 20 | T | T | CrN &Igr;.&Ogr;&mgr; | (Ti0-3Al0-7)(B0-1N0-9) | .7.21 | |||
| 21 | T | &tgr; | CrN &Igr;.&Ogr;&mgr; | (Ti0-3Al0-7)(B0-3N0-7) | 4.33 | |||
| 22 | T | T | — | Ti0-5Al0-5N | 0.56 | |||
| 23 | T | T | — | (Ti0-3Al0-7)(D01N0-9) | 0.69 | |||
| Vergleichs | 24 | T | T | TiN &Ogr;.&idiagr;&mgr; | Ti0-5Al0-5N | 1.21 | ||
| beispiele | &iacgr; | T | TiN &Igr;.&Ogr;&mgr; | T | 1.87 | |||
| T | ||||||||
Der folgende Fräser Test wurde mit Mustern gemäss den Tabellen
1.2.1 bis 1.2.4 durchgeführt um die Fräsdauer bis zum Zeitpunkt des Abplatzens der Hartstoffschicht zu ermitteln:
- Einsatz: SEE42TN entsprechend JIS P40
- gefrästes Material: SKD61 HRC42
- Fräsgeschwindigkeit: 160 m/Minute
- Vorschub: 0.1 mm/Schneide
- Schnittiefe 2 mm
10 - Schmierung Trockenfräsen
Wie es aus allen Tabellen 1.2.1 bis 1.2.4 offensichtlich ist,
führten alle Zwischenschichten auf Nitrid- oder Bornitrid-Basis zu einer guten Fräser-Standzeit und daher zu einer guten Haftung der
Hartstoffschicht, sodass auch wenn ein Stahl hoher Härte wie HRC42
gefräst wurde, langfristig gleichbleibende Bearbeitungsbedingungen eingehalten werden konnten. Der Einsatz wurde entfernt, sobald die
Hartstoffschicht abschälte oder abplatzte. Damit wurden grosse Unterschiede in der Standzeit von konventionellen und
20 erfindungsgemäss beschichteten Einsätzen nachgewiesen.
Auch hier erhöhte der Zusatz von Bor entweder zur Zwischenschicht oder zur Hartstoffschicht nochmals die Standzeit.
2. Experimente mit Werkzeugen, die gemäss der Ausführungsform von
Fig.2 konzipiert wurden. 2.1 bis 2.4
Hartmetall Werkzeuge entsprechend JIS P40 wurden erfindungsgemäss
mit einer Metallschicht (erste Schicht) gemäss der Ausführungsform
PR9815.0DE/GM 01.10.1998
von Fig. 2 beschichtet, dann mit einer Zwischenschicht (zweite
Schicht) und schliesslich mit einer Hartstoffschicht (dritte
Schicht). Die versuchsweise Beschichtung wurde wiederum in einer kleinen Bogen-Entladungs Ion plating Anlage durchgeführt, wobei Bor und Kohlenstoff in einigen Beispielen als Zusätze verwendet wurden, wie das im Zusammenhang mit den Tabellen 1.1.1 bis 1.1.4 erläutert wurde.
Schicht) und schliesslich mit einer Hartstoffschicht (dritte
Schicht). Die versuchsweise Beschichtung wurde wiederum in einer kleinen Bogen-Entladungs Ion plating Anlage durchgeführt, wobei Bor und Kohlenstoff in einigen Beispielen als Zusätze verwendet wurden, wie das im Zusammenhang mit den Tabellen 1.1.1 bis 1.1.4 erläutert wurde.
Die Dicke der Hartstoffschicht wurde wieder zu 3 &mgr;&tgr;&agr; gewählt. Die
folgenden Tabellen 2.1 bis 2.4 sind wiederum wie die vorherigen strukturiert.
Die Metallschicht gemäss Fig.2 wurde vom entsprechenden
Metalltarget ohne Reaktivgas abgeschieden. 15
In den entsprechenden Tabellen ist wiederum die Fräsdauer bis zum Zeitpunkt des Abschälens oder Abplatzens der Hartstoffschicht als
Standzeit des entsprechenden Werkzeugs angegeben. Die Tabellen bezeichnen:
Tab. 2.1: Metallschicht und Verbindung der Zwischenschicht
Tab. 2.1: Metallschicht und Verbindung der Zwischenschicht
auf der Basis von Zirkon
Tab. 2.2: Metallschicht und Verbindung der Zwischenschicht
Tab. 2.2: Metallschicht und Verbindung der Zwischenschicht
auf der Basis von Tantal
Tab. 2.3: Metallschicht und Verbindung der Zwischenschicht auf der Basis von Titan
Tab. 2.4: Metallschicht und Verbindung der Zwischenschicht auf der Basis von Chrom
PR9815.0DE/GM 01.10.1998
| Probe Nr. | 25 | Schichten | erste Schicht | zweite Schicht | dritte Schicht | Fräsdauer bis zum Absplittern (Minuten) |
| Vorliegende Erfindung |
26 | Zr 5nm | ZrN &Igr;.&Ogr;&mgr; | &Tgr;1&Ogr;5&Lgr;1&Ogr;5&Ngr; | 12.3 | |
| Vergleichs beispiele |
27 | Zr 50nm | ZrN &Igr;.&Ogr;&mgr; | T | 11.5 | |
| 28 | Zr 200nm | ZrN &Igr;.&Ogr;&mgr; | T | 9.6 | ||
| 29 | Zr 400nm | ZrN 1. &Ogr;&mgr; | T | 8.7 | ||
| 30 | Zr 50nm | ZrB01N09 &Igr;.&Ogr;&mgr; | T | 13.4 | ||
| 31 | — | — | T | 0.83 | ||
| 32 | — | TiN &Igr;.&Ogr;&mgr; | T | 1.21 | ||
| — | TiN 0.3&mgr; | T | • 2.45 |
OO &Mgr; LH
VD VD 00
| Probe Nr. | 25 | Schichten | erste Schicht | zweite Schicht | dritte Schicht | Fräsdauer bis zum Absplittern (Minuten) |
| Vorliegende Erfindung |
26 | Ta 5nm | TaN &Igr;.&Ogr;&mgr; | Ti05Al05N | 12.3 | |
| Vergleichs beispiele |
27 | Ta 50nm | TaN &Igr;.&Ogr;&mgr; | T | 10.1 | |
| 20 | Ta 200mn | TaN 1.&Ogr;&mgr; | T | 0.9 | ||
| 29 | Ta 400nm | TaN &Igr;.&Ogr;&mgr; | T | 7.7 | ||
| 30 | Ta 50nm | TaD01N0., &Igr;.&Ogr;&mgr; | T | 12.9 | ||
| 31 | — | — | T | 0.03 | ||
| 32 | — | TiN &Igr;.&Ogr;&mgr; | T | 1.21 | ||
| — | TiN 0.3&mgr; | T | 2.45 |
VO 00
(Jl O
&sgr; Dd
VD
VO
03
| Probe Nr. | 25 | Schichten | erste Schicht | zweite Schicht | dritte Schicht | Fräsdauer bis zum Absplittern (Minuten) |
| Vorliegende Erfindung |
26 | Ti 5nm | TiD01N0., &Igr;.&Ogr;&mgr; | Ti0-5Al0-5N | 16.2 | |
| Vergleichs beispiele |
27 | Ti 50nin | TiD0-1N0-9 &Igr;.&Ogr;&mgr; | T | 13.0 | |
| 20 | Ti 200nm | TiD01N0-9 &Igr;.&Ogr;&mgr; | &idiagr; | 13.3 | ||
| 29 | Ti 400nm | TiD0-1N0-9 &Igr;.&Ogr;&mgr; | T | 11.4 | ||
| 30 | Ti 50nm | TiD0-1N0-9 &Igr;.&Ogr;&mgr; | T | 19.2 | ||
| 31 | — | — | T | 0.83 " ' | ||
| 32 | — | TiN &Igr;.&Ogr;&mgr; | T | 1.21 | ||
| — | TiN O.3&mgr; | T | 2.45 |
VO
VD OO &EEgr;1 Ul
VD VO 00
| Probe Nr. | 25 | Schichten | erste Schicht | zweite Schicht | dritte Schicht | Fräsdauer bis zum Absplittern (Minuten) |
| Vorliegende Erfindung |
26 | Cr 5nm | CrN 1.&Ogr;&mgr; | Ti05Al05N | 14.3 | |
| Vergleichs beispiele |
27 | Cr 50mn | CrN 1.&Ogr;&mgr; | T | 12.6 | |
| 20 | Cr 200mn | CrN 1.&Ogr;&mgr; | T | 10.9 | ||
| 29 | Cr 400nm | CrN 1.&Ogr;&mgr; | T | 9.8 | ||
| 30 | Cr 50nm | CrD01N09 &Igr;.&Ogr;&mgr; | T | 15.4 | ||
| 31 | — | — | T | 0.83 | ||
| 32 | — | TiN 1.&Ogr;&mgr; | T | 1.21 | ||
| — | TiN 0.3&mgr; | T | 2.45 |
Aus allen Tabellen 2.1 bis 2.4 ist ersichtlich, dass durch den Einbau einer.entsprechenden Metallschicht die Standzeit des
entsprechenden Werkzeugs merklich verbessert wird.
Für die Beschichtungsbedingungen, die in den Tabellen 2.1 bis 2.4 nicht definiert sind, gelten die Definitionen in den
entsprechenden Tabellen 1.2.1 bis 1.2.4.
Gemäss der vorliegenden Erfindung wurde somit ein besonders für
die Hochleistungsbearbeitung geeignetes Schneidwerkzeug zur Verfügung gestellt, das eine lange Standzeit ermöglicht. Dabei ist
vermutlich eine Verminderung der restlichen Druckspannung der Grund für die verminderte Tendenz des Abschälens oder Abplatzens
des verschleissbeständigen HartstoffSchichtsystems, welches an sich den Schutz des Werkzeuges gegen Abrieb und Oxidation
gewährleistet.
PR9815.0DE/GM 01.10.1998
Claims (13)
- Ansprüche:• einem verschleissfesten Schichtsystem auf mindestens einem Teil des genannten Körpers und mit mindestens einer Hartstoffschicht• wobei die genannte Hartmetallschicht mindestens vorwiegend aus mindestens einem Material besteht, das aus der folgenden Gruppe ausgewählt wird:10 Nitride, Carbonitride, Carbooxinitride, Nitroboride und Carbonitroboride von Titan und Aluminiumwobei· eine Zwischenschicht zwischen dem genannten Körper und der Hartmetallschicht vorgesehen ist, und die genannte Zwischenschicht mindestens vorwiegend aus mindestens einem Material besteht, das aus der folgenden Gruppe ausgewählt wird: Nitroboride, Carbonitroboride, Carbooxinitride von mindestens einem Material aus der Gruppe von Chrom, Tantal, Zirkon oder Titan,Nitride, Carbonitride von mindestens einem Material aus der Gruppe von Chrom, Tantal oder Zirkon.
- 2.Das Werkstück nach Anspruch 1, wobei mindestens eine der genannten Hartstoffschichten oder der genannten Zwischenschichten mindestens vorzugsweise aus mindestens einem Material aus der Gruppe der Nitroboride und Carbonitroboride besteht.PR9815.0DE/GM 01.10.1998
- 3.Das Werkstück nach Anspruch 1 oder 2, wobei der genannte Körper aus Hartmetall oder Stahl, wie HSS Stahl, besteht.
- 5 4.Das Werkstück nach Anspruch 1 bis 3 ist ein Werkzeug
- 5.Das Werkstück nach Anspruch 1 bis 4 ist ein Schneidwerkzeug.
- 6.Das Werkstück nach Anspruch 1 bis 5, wobei die Dicke d der genannten Zwischenschicht wie folgt ausgewählt wird: 0.05 &mgr;&tgr;&eegr; < d < 5 &mgr;&pgr;&igr;.
- 7.Das Werkstück nach Anspruch 1 bis 6, weiter eine Metallschicht enthaltend, eingesetzt zwischen dem genannten Grundkörper und der genannten Zwischenschicht.
- 8.Das Werkstück nach Anspruch 7, wobei das genannte Metallmindestens aus einem Material der Gruppe von Chrom, Tantal,Titan oder Zirkon besteht.
20 - 9.Das Werkstück nach Anspruch 7 oder 8, wobei das genannte Metallaus dem gleichen Metall besteht, das in der genannten Zwischenschicht verwendet wird.25 10. Das Werkstück nach Anspruch 7 bis 9, wobei die genannteMetallschicht eine Dicke dm besitzt, die wie folgt ausgewähltwird:5 nm < dm < 500 nm.PR9815.0DE/GM 01.
- 10.1998
- 11. Das Werkstück nach Anspruch 1 bis 10, wobei die genannte Hartstoffschicht mindestens vorwiegend aus TiAlN und die genannte Zwischenschicht aus Nitroborid oder Carbonitroborid von Titan besteht.
- 12. Das Werkstück nach Anspruch 11, zusätzlich eine Metallschicht enthaltend, die zwischen dem genannten Basiskörper und der genannten Zwischenschicht eingefügt wird, wobei diese Schicht mindestens vorwiegend aus mindestens einem der folgenden10 Materialien besteht: Chrom, Tantal, Zirkon oder Titan.
- 13. Das Werkstück nach Anspruch 12, wobei die genannte Metallschicht aus Chrom oder Titan besteht.PR9815.0DE/GM 01.10.1998
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29818029U DE29818029U1 (de) | 1998-10-09 | 1998-10-09 | Verschleißfestes Werkstück |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29818029U DE29818029U1 (de) | 1998-10-09 | 1998-10-09 | Verschleißfestes Werkstück |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE29818029U1 true DE29818029U1 (de) | 1999-03-25 |
Family
ID=8063693
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE29818029U Expired - Lifetime DE29818029U1 (de) | 1998-10-09 | 1998-10-09 | Verschleißfestes Werkstück |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE29818029U1 (de) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003033758A1 (en) * | 2001-10-16 | 2003-04-24 | The Chinese University Of Hong Kong | Decorative hard coating and method for manufacture |
| WO2004055235A1 (de) * | 2002-12-13 | 2004-07-01 | Walter Ag | CVD-BESCHICHTUNGSVERFAHREN FÜR ZRBxCyNz-SCHICHTEN (x+y+z=1) SOWIE BESCHICHTETES SCHNEIDWERKZEUG |
| DE102004024411A1 (de) * | 2004-05-14 | 2005-12-22 | Cfs Kempten Gmbh | Werkzeug, insbesondere zur Extrusion von Kunststoffen, Verwendung des Werkzeugs und Verfahren zur Wiederaufbereitung des Werkzeugs |
| US7820308B2 (en) * | 2004-06-30 | 2010-10-26 | Korloy Inc. | Surface-coated hard material for cutting tools or wear-resistant tools |
-
1998
- 1998-10-09 DE DE29818029U patent/DE29818029U1/de not_active Expired - Lifetime
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