DE3401008A1

DE3401008A1 - Superwarmfeste metallkeramik, daraus hergestellte schneidplaettchen fuer schneidwerkzeuge und verfahren zur herstellung einer solchen metallkeramik

Info

Publication number: DE3401008A1
Application number: DE19843401008
Authority: DE
Inventors: Katsunori Omiya Saitama Anzai; Naohisa Tokyo Ito; Kenichi Nishigaki; Hironori Yoshimura
Original assignee: Mitsubishi Kinzoku Tokio/tokyo KK; Mitsubishi Metal Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1983-01-13
Filing date: 1984-01-13
Publication date: 1984-07-19
Also published as: JPS59129751A; JPS6117899B2

Description

Superwarmfeste Metallkeramik, daraus hergestellte
Schneidplättchen für Schneidwerkzeuge und Verfahren zur Herstellung einer solchen Metallkeramik Die Erfindung bezieht sich auf eine superwarmfeste Metallkeramik, die Wolfram als Bindemittel enthält, und auf ein Verfahren zu ihrer Herstellung. Die erfindungsgemäße superwarmfeste Metallkeramik verfügt über hervorragende Eigenschaften hinsichtlich ihrer plastischen Verformungsbeständigkeit, Verschleißfestigkeit und Schlagfestigkeit in Kombination mit einer hohen Festigkeit und Härte. Sie zeigt daher überall dort ein ausgezeichnetes Verhalten, wo Eigenschaften der erwähnten Art gebraucht werden, beispielsweise bei Hochgeschwindigkeits-Schneidwerkzeugen, bei unter hohem Vorschub pro Umdrehung und großer Schneidtiefe betriebenen Grobschneidwerkzeugen oder bei Heißbearbeitungswerkzeugen, wie Heißreduktionswalzen, Heißdrahtzieh-Walzen, Heißpreßwerkzeugen, Heißschmiedewerkzeugen und Heißextrusionsstempeln.
Die Leistungsfähigkeit entsprechender Maschinen und Werkzeuge der obigen Art ist nun jedoch unter anderem dadurch begrenzt, daß die bekannten Schneidwerkzeuge nicht bei ausreichend hoher Geschwindigkeit und entsprechend hohem Vorschub betrieben werden können. Je höher Schneidgeschwindigkeit und Vorschub sind, um so höher ist nämlich auch die Temperatur der Schneidplättchen entsprechender Schneidwerkzeuge. Die Lebensdauer der Schneidwerkzeuge wird daher wesentlich stärker durch die bei hoher Temperatur auftretende plastische Verformung verkürzt als durch den Verschleiß der Schneidplättchen.
Zu den derzeit für Schneidwerkzeuge verwendeten Legierungen gehören auch Legierungen auf Basis von zementiertem Wolframcarbid mit einer harten Phase, die aus einem größeren Anteil Wolframcarbid, das im folgenden als WC bezeichnet wird, zusammengesetzt ist und Metallkeramiken auf Basis von Titancarbid mit eine harten Phase, die aus einem größeren Anteil von Titancarbid, ds im folgenden als TiC bezeichnet wird, zusammengesetzt ist, wobei beide diese Legierungen Bindemittelphasen aufweisen, die Metalle aus der Eisengruppe enthalten, wie Cobalt und Nickel, welche über niedrige Schmelzpunkte verfügen. Aus diesen Legierungen hergestellte Plättchen und Einsätze für Schneidwerkzeuge erweichen daher rasch, wenn die Temperatur ihrer Schneidkanten 10000C üiersteigt. Schneidplättchen, die aus diesen Legierungen hergestellt sind, und auch Schneidplättchen, die mit harten Oberflächenschichten versehen sind, können daher nur begrenzt eingesetzt werden, weil die Temperatur ihrer Schneidkanten weniger als etwd 1000°C betragen soil.
Es gibt auch bereits Metallkeramiken (Cermets) aus einer harten Phase aus einem Carbonitrid von Titan und Wolfram, das im folgenden als (Ti,W)CN bezeichnet wird,und einer aus W zusammengesetzten Bindemittelphase mit hohem Schmelzpunkt. Bei diesen bekannten Metallkeramiken kommt es jedoch zu einem Kristallwachstum oder Kornwachstum von (Ti,W)CN und W, was zu einer Verschlechterung der Schlagfestigkeit und Oxidationsbeständigkeit führt. Diese Metallkeramik auf Basis von Wolfram wird nun gemäß DE-OS 33 46 873 so verbessert, daß sich daraus Schneidwerkzeuge herstellen lassen, die besonders zum Hochgeschwindigkeitsschnei den und Grobschneiden geeignet sind. Die darin beschriebene Metallkeramik besteht aus etwa 10 bis etwa 50 Gewichtsprozent eines Carbonitrids von Titan und Wolfram, etwa 0,5 bis etwa 10 Gewichtsprozent Aluminiumoxid und Wolfram als Bindemittel. Daraus hergestellte Schneidwerkzeuge verfügen über eine hervorragende Beständigkeit gegenüber einer plastischen Verformung und eine ausgezeichnete Oxidationsbeständigkeit. Leider hat diese Metallkeramik aufiBasis von Wolfram nun jedoch den Nachteil, daß sich während des zu ihrer Herstellung erforderlichen Sinterns durch Umsetzung eines Teils des im pulverförmigen (Ti,W)CN vogrhandenen Kohlenstoffes mit einem Teil des als Bindemittel vorhandenen Wolframs sprödes W2C bildet. Die aus einer solchen Metallkeramk hergestellten Schneidwerkzeuge sind daher hinsichtlich ihrer Schlagfestigkeit beim Hochgeschwindigkeitsschneiden und Grobsdhneiden immer noch nicht als optimal anzusehen.
Ausgehend von obiger Metallkeramik auf Basis von Wolfram wurde nun überraschenderweise'eine neue superwarmfeste Metallkeramik gefunden, die sich bei Schneidwerkzeugc verwenden läßt und die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie aus etwa 10 bis etwa 65 Gewichtsprozent eines Carbonitrids von Titan und Wolfram, etwa 0,01 bis etwa 1,0 Gewichtsprozent Magnesiumoxid und Wolfram als Bindemittel besteht.
Diese Metallkeramik'zeichnet sich durch eine hervorragende Schlagfestigkeit, Beständigkeit gegenüber einer plastischen Verformung und Verschelßfestigkeit aus, und daraus hergestellte Schneidplättchen ergeben eine hervorragende Schneidleistung beim Hochgieschwindigkeitsschneiden upd Grob- bzw. Tiefschneiden.
Die erfindungsgemäse superwarmfeste Metallkeramik wird nach folgenden Verfahren hergestellt. Durch Vermischen von etwa 10 bis etwa 65 Gewichtsprozent pulverförmigem Carbonitrid von Titan und Wolfram, etwa 0,5 bis etwa 10,0 Gewichtsprozent pulverförmigem Magnesiumoxid und pulverförmigem Wolfram wird ein Gemisch hergestellt. Das GemischS wird dann zu Formkörpern verpreßt, die man anschließend unterkwakuum oder in einer Stickstoffatmosphäre oder einer sonstigen Ineirtgasatmosphäre innerhalb eines Temperaturbereiches von etwa 1a00 bis 27000C unter Decarburierung des Carbonitrids und Verdampfung des Magnesiumoxids sintert, wodurch sich eine superwarmfest Metallkeramik ergibt. Beim Sintern wird die Konzentration an Kdhlenstoff im pulverförmigen (Ti,W)CN durch Umsetzung des Kohlenstoffes mit MgO erniedrigt, wodurch der Sintervorgang beschleunit und nur wenig sprödes W2C gebildet wird. Auf diese Weise entsteht eine superwarmfeste Metallkeramik (Cermet) mit hervorragender,Schlagfestigkeit, Verschleißfestigkeit und Beständigkeit gegenüber einer plastischen Verformung.
Als überwiegender Bestandteil der harten Phase braucht man bei der fertigen erfindungsgemäßen Metallkeramik etwa 10 bis etwa 65 Gewichtsprozent (Ti,W)CN. Dieser Bestandteil sorgt dafür, daß die Metallkeramik über eine ausgezeichnete Verschleißfestigkeit und Beständigkeit gegenüber einer plastischen Verformung verfügt.
Macht der Bestandteil (Ti,W)CN weniger als etwa 10 Gewichtsprozent aus, dann ist die Phase aus (Ti,W)CN in der Matrix aus Wolfram ohne Bildung irgendeines Gerüstes*verteilt, so daß sich die gewünschte ausgezeichnete Verschleißfestigkeit und Beständigkeit gegenüber einer plastischen Verformung nicht ergibt. Ist der Bestandteil (Ti,W)CN dagegen in einer Menge von mehr als etwa 65 Gewichtsprozent vorhanden, dann wird die Matrix aus Wolfram nur in einem äußerst geringen Ausmaß gebildet, was zu einem Fertigprodukt mit ungenügender Zähigkeit führt. Beste Ergebnisse erhält man durch Verwendung von etwa 25 bis etwa 55 Gewichtsprozent an (Ti,W)CN.
Die Menge an Magnesiumoxid muß in der fertigen erfindungsgemäßen Metallkeramik im Bereich von etwa 0,01 bis etwa 1,0 Gewichtsprozent liegen, und sie soll vorzugsweise etwa 0,03 bis etwa 0,2 Gewichtsprozent ausmachen. Das im durch Verpressen hergestellten Formkörper enthaltene Magnesiumoxid erniedrigt den Kohlenstoffgehalt in der Metallkeramik durch Umsetzung des Großteils des Magnesiumoxids mit dem Kohlenstoff im (Ti,W)CN während des Sinterns und fördert und verbessert den Sintervorgang. Eine in der erfindungsgemäßen Metalikeramik vorhandene Spur an MgO führt zu einer starken Verbesserung der Schlagfestigkeit. Enthält das jeweilige Ausgangsgemisch jedoch weniger als etwa 0,5 Gewichtsprozent an Magnesiumoxid, dann läßt sich das gewünschte Ergebnis beim Sintern nicht erreichen. Durch Sintern eines solchen Gemisches ergibt sich nämlich eine Metallkeramik, die weniger als etwa 0,01 Gewichtsprozent Magnesiumoxid enthält, und eine solche Metallkeramik verfügt über keine ausreichende Schlagfestigkeit. Der untere Grenzwert der Menge an Magnesiumoxid soll bei der fertigen erfindungsgemäßen Metallkeramik daher etwa 0,01 Gewichtsprozent betragen. Enthält das zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Metall-* homogen keramik zu verwendende Gemisch mehr als etwa 10 Gewichtsprozent Magnesiumoxid, dann ergibt sich beim Sintern bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen eine Metallkeramik, die mehr als 4,0 Gewichtsprozent Magnesiumoxid enthält, und eine solche fertige Metallkeramik verfügt über eine schlechte Beständigkeit gegenüber einer plastischen Verformung und ist gerne porös, so daß sie auch eine ungenügende Schlagfestigkeit aufweist. Bei der erfindungsgemäßen Metallkeramik ist zwar ein Teil des in ihr enthaltenen Wolframs in der harten Phase gelöst, doch ist der größere Teil des Wolframs als Bindemittelphase vorhanden und fest an die harte Phase gebunden, was für die hervorragende Zähigkeit und Schlagfestigkeit einer solchen Metallkeramik sorgt.
Die Temperatur beim Sintern muß erfindungsgemäß im 8ereich von etwa 1800 bis etwa 27000C liegen. Bei niedrigeren Sintertemperaturen wird das Magnesiumoxid nicht genügend verdampft und somit der Gehalt an Kohlenstoff in der erhaltenen Metallkeramik nicht ausreichend erniedrigt, so daß sich die für die Metallkeramik gewünschten Eigenschaften nicht erzielen lassen. Bei Sintertemperaturen von über etwa 27000C wird während des Sinterns in der Metallkeramik dagegen eine flüssige Phase gebildet, so daß sich die Form des keramischen Körpers verändert.
Das Carbonitrid kann erfindungsgemäß weiter auch ein Metall aus der Gruppe Va des Periodensystems enthalten, nämlich Vanadium, Niob oder Tantal. Ein Carbonitrid, das Titan, Wolfram und ein Metall aus der Gruppe Va enthält, wird im folgenden als (Ti,W,M)CN bezeichnet.
Die folgende Tabelle I zeigt sowohl die zulässigen als auch die besten Mengenbereiche der einzelnen Bestandteile in Gewichtsprozent für die fertige erfindungsgemäße Metallkeramik.
TABELLE I Gewichtsprozent Bestandteile Zulässiger Bereich Bester Bereich (Ti,W)CN oder (Ti,W,M)CN etwa 10 bis 65 etwa 25 bis 55 MgO etwa 0,01 bis 1,0 etwa 0,03 bis 0,2 W Rest Rest (etwa 34 bis 89,99) (etwa 44,8 bis 74,97) Die erfindungsgemäße Metallkeramik kann ferner auch Aluminiumoxid und/oder Yttriumoxid in einer Menge von etwa 0,5 bis etwa 10 Gewichtsprozent enthalten, wobei die bevorzugte Menge im Bereich von etwa 2 bis etwa 6 Gewichtsprozent liegt. Yttriumoxid und Aluminiumoxid sind in der Matrix aus Wolfram homogen verteilt, und hierdurch kommt es zu einer Verbesserung der Oxidationsbeständigkeit der erfindungsgemäßen Metallkeramik. Aluminiumoxid und Yttriumoxid sollen im Gemisch und der daraus hergestellten Metallkeramik in einer Menge von wenigstens etwa 0,5 Gewichtsprozent vorhanden sein, da darunterliegende Mengen die gewünschte Eigenschaftsverbesserung nicht ergeben. Mengen an Aluminiumoxid und Yttriumoxid von über etwa 10 Gewichtsprozent im Gemisch und der daraus hergestellten Metallkeramik führen dagegen zu einer Verschlechterung der Schlagfestigkeit und der Beständigkeit gegenüber einer plastischen Verformung der Metallkeramik.
Die folgende Tabelle II zeigt sowohl die zulässigen als auch die besten Mengenbereiche der einzelnen Bestandteile in Gewichtsprozent für die*erfindungsgemäße Metalikeramik bei Verwendung von Yttriumoxid und/oder Aluminiumoxid.
*fertige TABELLE II Gewichtsprozent Bestandteile Zulässiger Bereich Bester Bereich (Ti,W)CN oder (Ti,W,M)CN etwa 10 bis 65 etwa 25 bis 55 MgO etwa 0,01 bis 1,0 etwa 0,03 bis 0,2 Y203 und/oder Al203 etwa 0,5 bis 10 etwa 2 bis 6 W Rest Rest (etwa 24 bis 89,49) (etwa 38,8 bis 72,97) Die erfindungsgemäße Metallkeramik darf nicht mehr als etwa ein Gewichtsprozent an unvermeidbaren Verunreinigungen enthalten, wie Mo, Cr, Fe, Ni, Co und Re. Solche in einer Menge von nicht mehr als etwa ein Gewichtsprozent vorhandene Verunreinigungen führen zu keiner Beeinträchtigung der Eigenschaften der erfindungsgemäßen Metallkeramik.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Metallkeramik vermischt man die Bestandteile (Ti,W)CN und/oder (Ti,W,M)CN, (Ti,W,M)C, Nitride* aus den Gruppen IVa und Va des Periodensystems, Magnesiumoxid und Wolfram und erforderlichenfalls Aluminiumoxid und/oder Yttriumoxid in den jeweiligen Mengenanteilen innerhalb der oben angegebenen Bereiche jeweils in Pulverform miteinander, unterzieht das Ganze dann einer Naßvermischung und trocknet die erhaltene Paste schließlich in üblicher Weise. Hierauf preßt man dieses M-aterial zu einem rohen Formkörper, den man dann innerhalb eines Temperaturbereiches von etwa 1800 bis etwa 27000C unter Vakuum oder in einer Stickstoffatmosphäre oder einer sonstigen Inertgasatmosphäre sintert, wodurch man zu einer Metallkeramik (Cermet) mit den gewünschten Eigenschaften gelangt.
Die in obiger Weise hergestellte Metallkeramik wird dann zu Spitzen oder Einsatzplättchen verarbeitet, die in üblicher Weise mit einer *von Metallen Oberflächenschicht versehen sein können, wie einem durch chemische oder physikalische Bedampfung aufgebrachten Oberflächenbelag. Diese Oberflächenschicht kann entweder aus einer Schicht bestehen, die zusammengesetzt ist aus einem Carbid, Nitrid, Carbonitrid oder Oxycarbonitrid von Titan, Zirconium oder Hafnium, oder sie kann auch aus mehr als einer solchen Schicht bestehen, die aus wenigstens zwei dieser Substanzen zusammengesetzt ist. Die Oberflächenschicht kann auch aus einer Schicht aus einem Oxid und Oxynitrid von Aluminium oder aus mehr als nur einer solchen Schicht aus diesen Substanzen bestehen. Spitzen oder Schneidplättchen (Einsätze) mit einer solchen Oberflächenschicht verfügen über eine noch bessere Verschleißfestigkeit, wenn man sie in Schneidwerkzeugen zum Hochgeschwindigkeitsschneiden und Grobschneiden (Schwerschneiden) von Stahl oder Gußeisen verwendet, da die jeweiligen Schneidkanten bei den beim Schneiden auftretenden hohen Temperaturen nicht plastisch verformt werden. Sie verfügen daher über eine hohe Härte und ausgezeichnete Chemikalienbeständigkeit, und diese Eigenschaften werden durch die fest auf den Träger gebundenen Oberflächenschichten noch weiter verbessert. Die mittlere Dicke der Oberflächenschicht liegt vorzugsweise im Bereich von etwa 0,5 bis etwa 20 um. Eine Oberflächenschicht mit einer Dicke von weniger als etwa 0,5 um ergibt eine ungenügende Verschleißfestigkeit, während eine Oberflächenschicht mit einer Dicke von über etwa 20 um zu einer Verschlechterung der Zähigkeit des beschichteten Werkzeuges führt.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Beispielen weiter erläutert. Die speziellen Carbonitride auf Basis von Metallen M', und M"' aus der Gruppe Va des Periodensystems sind darin durch die Summenformel (Tia, Wb, MI cs d e x e)(CxNy) bezeichnet, worin a, b, c, d, e, x und y die jeweiligen Atomverhältnisse sind, wobei a + b + c + d + e für 1 steht und x + y ebenfalls t ist.
Beispiel 1 Man vermischt eine pulverförmige vollständige feste Lösung von (Tio,BsWo,5)(Co,70No,30) mit einer mittleren Teilchengröße von 1,5 um, pulverförmiges MgO mit einer mittleren Teilchengröße von 0,4 um, pulverförmiges A1203 mit einer mittleren Teilchengröße von 0,5 um, pulverförmiges Y203 mit einer mittleren Teilchengröße von 0,4 um und pulverförmiges Wolfram mit einer mittleren Teilchengröße von 0,8 um in den aus der später folgenden Tabelle III hervorgehenden einzelnen Zusammensetzungen in einer Naßkugelmühle während 72 Stunden miteinander. Nach entsprechender Trocknung bildet man aus jeder Mischung durch Pressen bei einem Druck von etwa 1500 bar einen rohen Formkörper, den man jeweils in einer Atmosphäre aus Stickstoff bei einem Druck von etwa 1 bar und bei den in der Tabelle III angegebenen Temperaturen über eine Zeitdauer von zwei Stunden sintert. Auf diese Weise werden jeweils legierungsartige Zusammensetzungen gebildet, wie sie ebenfalls in Tabelle III beschrieben sind, worin gleichzeitig auch die jeweilige Kohlenstoff-Konzentration der fertigen Metallkeramik angegeben ist.
Die erhaltenen Metallkeramiken werden bezüglich ihrer Rockwell-A-Härte und ihrer Transversalruchfestigkeit (TBF) untersucht und zu Schneidplättchen für Schneidwerkzeuge geformt, die der Standardform SNG 433 entsprechen. Die Schneidplättchen werden jeweils in einem Halter befestigt und dann einem kontinuierlichen Hochgeschwindigkeits-Schneidversuch und einem intermittierenden Schneidversuch unter den in der später folgenden Tabelle IV angegebenen Bedingungen unterzogen. Beim kontinuierlichen Hochgeschwindigkeits-Schneidversuch mißt man jeweils die Breite des Flankenverschleißes und die Tiefe der Kraterbildung des jeweiligen Schneidplättchens. Beim intermittierenden Schneidversuch bestimmt man jeweils die Anzahl an stark ausgebrochenen Schneidplättchen von jeweils 10 Schneidplättchen der gleichen Zusammensetzung. Die dabei erhaltenen Ergebnisse gehen aus der später folgenden Tabelle V hervor. Zu Vergleichszwecken unterzieht man auch Schneidplättchen auf Basis einer Legierung aus zementiertem Wolframcarbid mit der Typenbezeichnung ISO P10 (im folgenden als herkömmliche Schneidplättchen 1 bezeichnet) und Schneidplättchen, die aus einer Metallkeramik auf Basis von TiC, 10 Gewichtsprozent Mo und 15 Gewichtsprozent Ni (im folgenden als herkömmliche Schneidplättchen 2 bezeichnet) hergestellt sind, unter den gleichen Bedingungen den oben erwähnten Schneidversuchen. Die dabei erhaltenen Ergebnisse gehen ebenfalls aus der später folgenden Tabelle V hervor.
Die Tabelle V zeigt, daß die erfindungsgemäß hergestellten Metallkeramiken (Cermets) 1 bis 24 über eine ausgezeichnete Härte und Zähigkeit verfügen und weiter auch eine hervorragende Verschleißfestigkeit und Schlagfestigkeit bei beiden Schneidversuchen aufweisen. Im Gegensatz dazu zeigt die Vergleichsmetallkeramik 1, die kein MgO enthält, beim intermittierenden Schneidversuch ein starkes Ausbrechen bei allen untersuchten Schneidplättchen infolge einer schlechteren Sinterung und Schlagfestigkeit. Die Vergleichs-Metallkeramiken (Legierungen) 2 und 3, die eine höhere Menge an (Ti,W)CN als die erfindungsgemäße Metallkeramik enthalten, ergeben zwar Schneidplättchen mit hervorragender Verschleißfestigkeit, führen* infolge ihrer schlechteren Zähigkeit und Schlagfestigkeit beim intermittierenden Schneidversuch beim Großteil dieser Schneidplättchen zu einem starken Ausbrechen. Ferner sind beide herkömmlichen Schneidplättchen 1 und 2 den Schneidplättchen auf Basis einer erfindungsgemäßen Metallkeramik sowohl in der Verschleißfestigkeit als auch der Schlagfestigkeit unterlegen.
Beispiel 2 Zusätzlich zu den in Beispiel 1 verwendeten Pulvern stellt man auch ein Pulver mit der Zusammensetzung (Ti0,75WO,25)(r ,80N0,20 mit einer mittleren Teilchengröße von 1,5 um, ein Pulver mit der Zusammensetzung (Ti0,70Wg,3o)(C, 70NO, 30) mit einer mittleren Teilchengröße von 1,8 um und ein Pulver mit der Zusammensetzung *jedoch (Tio 80WO SO)(Co 60N0 40) mit einer mittleren Teilchengroße von 2,0 um her, wobei all diese Carbonitride eine vollständige feste Lösung sind, und vermischt diese Pulver unter den gleichen Bedingungen wie bei Beispiel 1 mit anderen Bestandteilen zu Mischungen, wie sie aus der später folgenden Tabelle VI hervorgehen. Hierauf werden die Mischungen zu rohen Formkörpern verpreßt, die man jeweils in der aus Tabelle VI hervorgehenden Atmosphäre bei einer Temperatur von 20000C während zwei Stunden sintert, wodurch man die erfindungsgemäßen Metallkeramiken 25 bis 46 erhält, die wie in Tabelle VI angegeben zusammengesetzt sind.
Die so erhaltenen Metallkeramiken werden dann jeweils bezüglich ihrer Rockwell-A-Härte und ihrer Transversalbruchfestigkeit (TBF) untersucht und zu Schneidplättchen für Schneidwerkzeuge geformt, die der Standardform SNG 433 entsprechen. Die Schneidplättchen werden jeweils in einem Halter befestigt und dann einem kontinuierlichen Schneidversuch 2 unter hohem Vorschub pro Umdrehung und einem intermittierenden Schneidversuch 2 unter den in der später folgenden Tabelle VII angegebenen Bedingungen unterzogen. Die Ergebnisse gehen aus der später folgenden Tabelle VIII hervor. Weiter unterzieht man auch Schneidplättchen aus zementiertem Wolframcarbid mit der Typenbezeichnung ISO P30 (herkömmliches Schneidplättchen 3) den gleichen Schneidversuchen, und die dabei erhaltenen Ergebnisse gehen ebenfalls aus Tabelle VIII hervor.
Die Tabelle VIII zeigt, daß alle erfindungsgemäßen Metallkeramiken über eine hohe Härte und Zähigkeit verfügen und ein ausgezeichnetes Schneidverhalten sowohl beim kontinuierlichen Schneidversuch 2 unter hohem Vorschub als auch beim intermittierenden Schneidversuch 2 zeigen. Das herkömmliche Schneidplättchen 3 läßt sich beim kontinuierlichen Schneidversuch 2 dagegen nicht länger als 3 Minuten verwenden, da es über eine schlechte Beständigkeit gegenüber einer plastischen Verformung verfügt.
Beispiel 3 Zusätzlich zu dem in Beispiel 1 verwendeten pulverförmigen MgO, pulverförmigen Y203, pulverförmigen Al203 und pulverförmigen Wolfram stellt man auch ein Pulver aus einer vollständigen festen Lösung mit der Zusammensetzung (Ti 80W0,20 )(c0,70N0,30 ) mit einer mittleren Teilchengröße von 1,5 pm, ein Pulver aus Molybdän mit einer mittleren Teilchengröße von 0,8 um, ein Pulver aus Nickel mit einer mittleren Teilchengröße von 2,5 um, ein Pulver aus Kobalt mit einer mittleren Teilchengröße von 1,2 tjm und ein Pulver aus Rhenium mit einer mittleren Teilchengröße von 3,0 um her. Diese Pulver vermischt man zu den aus der später folgenden Tabelle IX hervorgehenden Zusammensetzungen, worauf man die Mischungen trocknet und wie bei Beispiel 1 angegeben zu rohen Formkörpern verpreßt, die man jeweils unter einer Atmosphäre aus Stickstoff von etwa 400 mbar bei der aus Tabelle IX hervorgehenden Temperatur während zwei Stunden sintert, wodurch man die erfindungsgemäßen Metallkeramiken 47 bis 67 und die Vergleichs-Metallkeramiken 4 bis 11 herstellt.
Diese Metallkeramiken unterzieht man den gleichen Versuchen wie bei Beispiel 2, wobei man beim kontinuierlichen Schneidversuch und beim intermittierenden Schneidversuch jedoch unter den aus der später folgenden Tabelle X hervorgehenden Bedingungen arbeitet. Die hierbei erhaltenen Ergebnisse gehen aus der später folgenden Tabelle XI hervor.
Zu Vergleichszwecken werden auch herkömmliche Schneidplättchen 4 aus einer Legierung aus zementiertem Wolframcarbid mit der Typenbezeichnung ISO P40 hergestellt und den gleichen Schneidversuchen wie bei Beispiel 3 unterzogen, und die hierbei erhaltenen Ergebnisse gehen ebenfalls aus der später folgenden Tabelle XI hervor.
Die Tabelle XI zeigt, daß die erfindungsgemäßen Metallkeramiken 47 bis 67 über eine hervorragende Härte und Zähigkeit verfügen und auch ein ausgezeichnetes Schneidverhalten sowohl beim kontinuierlichen Schneidversuch als auch beim intermittierenden Schneidversuch aufweisen. Weiter ist den Metallkeramiken 54 bis 57 und 63 bis 66 zu entnehmen, daß jede nicht über etwa 1 Gewichtsprozent hinausgehende Menge an Verunreinigungen, wie an Mo, Ni, Co und Re, zu keiner Beeinträchtigung der Eigenschaften der erfindungsgemäßen Metallkeramiken führt. Die Verglelchs-Metalikeramiken 4 und 5, welche MgO in einer über dem in den Ansprüchen angegebenen Grenzwert liegenden Menge enthalten, die Vergleichs-Metalikeramiken 6 und 7, welche (Ti,W)CN in einer unter dem in den Ansprüchen angegebenen Grenzwert liegenden Menge enthalten, die Vergleichs-Metallkeramiken 8 und 9, welche als Verunreinigung mehr als etwa 1 Gewichtsprozent Nickel enthalten, und die Vergleichs-Metallkeramiken 10 und 11, welche bei Temperaturen gesintert worden sind, die unter dem in den Ansprüchen angegebenen unteren Grenzwert liegen, zeigen dagegen ein schlechtes Schneidverhalten und keine ausreichende Zähigkeit. Mit den herkömmlichen Schneidplättchen 4 läßt sich beim kontinuierlichen Schneidversuch das Werkstück nicht innerhalb von 1 min schneiden, da sie eine schlechte Beständigkeit gegenüber einer plastischen Verformung aufweisen, obwohl sie bezüglich ihrer Zähigkeit und Schlagfestigkeit gleich sind wie die erfindungsgemäßen Metallkeramiken 46 bis 67.
Beispiel 4 Es werden die gleichen Pulver wie bei Beispiel 1 hergestellt, wobei anstelle des Pulvers mit der Zusammensetzung (Ti0,85W0>15) (C0,70N0>30) hier jedoch ein Pulver aus einer vollständigen festen Lösung mit der Zusammensetzung (Ti0,75W0,1 Tag,10 Cg,70N0,30) mit einer mittleren Teilchengröße von 1,5 pm verwendet wird. Diese Pulver werden wie in Beispiel 1 beschrieben zu Mischungen- verarbeitet, deren Zusammensetzung aus der später folgenden Tabelle XII hervorgeht und hierdurch werden die erfindungsgemäßen Metallkeramiken 101 bis 124 und die Vergleichs-Metallkeramiken 11 bis 13 hergestellt.
In der Tabelle XII sind auch die Zusammensetzungen der fertigen Metallkeramiken angegeben.
Die erfindungsgemäßen Metallkeramiken 101 bis 124 und die Vergleichs-Metallkeramiken 11 bis 13 werden wie in Beispiel 1 angegeben bezüglich ihrer Rockwell-A-Härte und ihrer Transversal-Bruchfestigkeit (TBF) untersucht und zu Schneidplättchen für Schneidwerkzeuge geformt, die der Standardform SNG 433 entsprechen. Sie werden dann dem in der Tabelle IV angegebenen kontinuierlichen Hochgeschwindigkeits-Schneidversuch 1 und dem intermittierenden Schneidversuch 1 unterzogen. Die Versuchsergebnisse gehen aus der später folgenden Tabelle XIII hervor.
Zu Vergleichszwecken unterzieht man auch die in Beispiel 1 angegebenen herkömmlichen Schneidplättchen 1 und herkömmlichen Schneidplättchen 2 den oben beschriebenen Schneidversuchen, und die dabei erhaltenen Ergebnisse gehen ebenfalls aus der später folgenden Tabelle XIII hervor.
Die Tabelle XIII zeigt, daß die erfindungsgemäßen Metallkeramiken 101 bis 124 über eine ausgezeichnete Härte und Zähigkeit verfügen und bei beiden Schneidversuchen eine hervorragende Verschleißfestigkeit und Schlagfestigkeit aufweisen. Bei den aus den Vergleichs-Metallkeramiken 11, die kein MgO enthalten, hergestellten Schneidplättchen kommt es dagegen infolge der sich beim Sintern ergebenden schlechteren Eigenschaften und der schlechteren Schlagfestigkeit zu einem starken Ausbrechen an den Kanten. Bei den Vergleichs-Metallkeramiken 12 und 13, welche (Tl,W,Ta)CN in einer Menge enthalten, die über dem erfindungsgemäß vorgeschriebenen oberen Grenzwert liegen, kommt es beim intermittierenden Schneidversuch beim Großteil der Schneidplättchen dagegen zu einem starken Ausbrechen, weil diese Schneidplättchen über eine ungenügende Zähigkeit verfügen, obwohl sie eine ausgezeichnete Verschleißfestigkeit aufweisen. Die herkömmlichen Schneidplättchen 1 und 2 verfügen über eine ungenügende Verschleißfestigkeit und Schlagfestigkeit, und sie zeigen ein schlechtes Schneidverhalten.
Beispiel 5 Zusätzlich zu den in Beispiel 4 verwendeten Pulvern stellt man auch pulverförmiges Tun mit einer mittleren Teilchengröße von 1,2 um, pulverförmiges VN mit einer mittleren Teilchengröße von 1,6 um, pulverförmiges NbN mit einer mittleren Teilchengröße von 1,8 um, pulverförmiges TaN mit einer mittleren Teilchengröße von 1,5 um, pulverförmiges (Ti0>65W0,25Ta0,10)(C0,80N0,20) mit einer mittleren Teilchengröße von 1,5 um, pulverförmiges (Tio 75W0 15Vo 10) (C0,70N0>30) mit einer mittleren Teilchengröße von 1,8 um, pulverförmiges (T0,75W0,15Nb0,10) (C0,70N0,30) mit einer mittleren Teilchengröße von 1,5 um und pulverförmiges (Ti0,75W0.15Ta0.10)C1,0 mit einer mittleren Teilchengröße von 2,Oum her, und bei all diesen Carbonitriden handelt es sich um eine vollständige feste Lösung. Diese Pulver werden dann zu den aus der später folgenden Tabelle XIV hervorgehenden Zusammensetzungen vermischt und wie in Beispiel 1 beschrieben zu Formkörpern verpreßt, die man jeweils in der aus Tabelle XIV hervorgehenden Atmosphäre zwei Stunden bei 2000°C sintert, wodurch man die erfindungsgemäßen Metallkeramiken 125 bis 142 herstellt, die die aus der später folgenden Tabelle XV hervorgehenden Zusammensetzungen haben.
Die aus den erfindungsgemäßen Metallkeramiken 125 bis 142 erhaltenen Schneidplättchen und die in Beispiel 2 beschriebenen herkömmlichen Schneidplättchen 3 unterzieht man dann unter Anwendung der gleichen Bedingungen den in Beispiel 2 angegebenen Schneidversuchen.
Die Ergebnisse dieser Versuche gehen aus der später folgenden Tabelle XVI hervor. Sie zeigen, daß die erfindungsgemäßen Metallkeramiken 125 bis 142 über eine ausgezeichnete Härte und Zähigkeit verfügen und sowohl beim kontinuierlichen Schneidversuch als auch beim intermittierenden Schneidversuch ein hervorragendes Schneidverhalten ergeben. Mit den herkömmlichen Schneidplättchen 3 läßt sich beim kontinuierlichen Schneidversuch das Werkstück dagegen nicht innerhalb von 3 min schneiden, da diese herkömmlichen Schneidplättchen eine schlechte Beständigkeit gegenüber einer plastischen Verformung aufweisen.
Beispiel 6 Zusätzlich zu dem pulverförmigen MgO, dem pulverförmigen Al203, dem pulverförmigen Y203 und dem pulverförmigen W gemäß Beispiel 1 stellt man auch eine vollständige feste Lösung von pulverförmigem (Ti0,70W0,15Ta0,10Nb0 ,05)(C0,7ON0.30) mit einer mittleren Teilchengröße von 1,5 um, ein pulverförmiges Mo mit einer mittleren Teilchengröße von 0,8 ijm, ein pulverförmiges Ni mit einer mittleren Teilchengröße von 2,5 um, ein pulverförmiges Co mit einer mittleren Teilchengröße von 1,2 um und ein pulverförmiges Re mit einer mittleren Teilchengröße von 3,0 um her. Diese Pulver werden zu den aus der später folgenden Tabelle XVII hervorgehenden Zusammensetzungen vermischt und unter den in Beispiel 1 angegebenen Bedingungen zu Formkörpern verpreßt, die*dann jeweils in einer Atmosphäre aus Stickstoffgas von etwa 400 mbar bei den aus Tabelle XVII hervorgehenden Temperaturen während zwei Stunden sintert.
Auf diese Weise gelangt man zu den erfindungsgemäßen Metallkeramiken 143 bis 162 und den Vergleichsmetallkeramiken 14 bis 21, deren Zusammensetzungen jeweils aus Tabelle XVII hervorgehen. Die so hergestellten erfindungsgemäßen Metallkeramiken 143 bis 162 und die Vergleichs-Metalikeramiken 14 bi-s 21 werden bezüglich ihrer Rockwell-A-Härte und ihrer Transversalbruchfestigkeit (TBF) wie in Beispiel 1 beschrieben untersucht und zu Schneidplättchen für Schneidwerkzeuge geformt, die der Standardform SNG 433 entsprechen. Sodann unterzieht man diese Schneidplättchen einem kontinuierlichen Schneidversuch und einem intermittierenden Schneidversuch unter den in Tabelle X angegebenen Bedingungen. Den gleichen Schneidversuchen unterzieht man auch die in Beispiel 3 angegebenen herkömmlichen Schneidplättchen 4. Die bei diesen Versuchen erhaltenen Ergebniss gehen aus der später folgenden Tabelle XVI II hervor.
*man Diese Tabelle XVI II zeigt, daß alle erfindungsgemäßen Metallkeramiken über eine hervorragende Härte und Zähigkeit verfügen und auch ein ausgezeichnetes Schneidverhalten sowohl beim kontinuierlichen Schneidversuch als auch beim intermittierenden Schneidversuch aufweisen. Weiter ist den mit den erfindungsgemäßen Metallkeramiken 150 bis 153 und 159 bis 162 erhaltenen Versuchsergebnissen zu entnehmen, daß jede nicht über etwa 1 Gewichtsprozent hinausgehende Menge an Verunreinigungen, wie Mo, Ni, Co oder Re, zu keiner Beeinträchtigung der Eigenschaften dieser legierungsartigen Metallkeramiken führt. Die VergleichtMetalikeramiken 14 und 15, welche MgO in einer über dem in den Ansprüchen angegebenen Grenzwert liegenden Menge enthalten, die Vergleichs-Metallkeramiken 16 und 17, welche Carbonitride in einer unter dem in den Ansprüchen angegebenen Grenzwert liegenden Menge enthalten, die Vergleichs-Metalikeramikn 18 und 19, welche als Verunreinigung mehr als etwa 1 Gewichtsprozent Nickel enthalten, und die Vergleichs-Metallkeramiken 20 und 21, welche bei Temperaturen gesintert worden sind, die unter dem in den Ansprüchen angegebenen unteren Grenzwert liegen, zeigen dagegen ein schlechtes Schneidverhalten und kein ausreichende Zähigkeit. Mit den herkömmlichen Schneidplättchen 4 läßt sich beim kontinuierlichen Schneidversuch das Werkstück nicht innerhalb von 0,9 min schneiden, da sie eine schlechte Beständigkeit gegenüber einer plastischen Verformung aufweisen, obwohl sie bezüglich ihrer Zähigkeit und Schlagfestigkeit gleich sind wie die erfindungsgemäßen Metallkeramiken.
Beispiel 7 Durch Verarbeitung der erfindungsgemäßen Metallkeramiken 4, 16, 17, 104, 114 und 115 zur Standardform SNG 433 werden Schneidplättchen für Schneidwerkzeuge hergestellt, die man durch herkömmliche chemische Bedampfung mit solchen Oberflächenschichten versieht, daß sich eirn oder mehr Oberflächenschichten ergeben und die beschichteten Schneidplättchen 1 bis 18 gebildet werden. Die Zusammensetzungen und mittleren Dicken der Oberflächenschichten gehen aus der später folgenden Tabelle XIX hervor. Diese Schneidplättchen unterzieht man dann Schneidversuchen unter Anwendung der in Beispiel 1 beschriebenen Bedingungen. Die hierbei erhaltenen Ergebnisse gehen ebenfalls aus Tabelle XIX hervor. Ihnen ist zu entnehmen, daß alle unter Verwendung erfindungsgemäßer Metallkeramiken hergestellten Schneidplättchen bei beiden Schneidversuchen eine ausgezeichnete Verschleißfestigkeit zeigen.

Beispiel 8 Durch Verarbeitung der erfindungsgemäßen Metallkeramiken 26, 58 und 134 zur Standardform SNG 433 werden Schneidplättchen für Schneidwerkzeuge hergestellt, die man durch herkömmliche physikalische Bedampfung mit solchen Oberflächenschichten versieht, daß sich eine oder mehr Oberflächenschichten ergeben und die beschichteten Schneidplättchen 19 bis 27 gebildet werden. Die Zusammensetzungen und mittleren Dicken der Oberflächenschichten gehen aus der später folgenden Tabelle XX hervor. Diese Schneidplättchen unterzieht man dann Schneidversuchen unter Anwendung der in Beispiel 2 beschriebenen Bedingungen. Die hierbei erhaltenen Ergebnisse gehen ebenfalls aus Tabelle XX hervor. Ihnen ist zu entnehmen, daß alle unter Verwendung erfindungsgemäßer Metallkeramiken hergestellten Schneidplättchen 19 bis 27 bei beiden Schneidversuchen eine ausgezeichnete Verschleißfestigkeit zeigen. TABELLE III

Kohlen- Kohlen-
Zusammensetzung der Mischung stoff- Tempera- stoffgehalt
in Gewichtsprozent gehalt der tur beim Zusammensetzung der fertigen der Metall-
Mischung in Sintern Metallkeramik in Gewichtsprozent keramik in
(Ti, W). MgO Al2O3 Y2O3 W Gewichts- in °C (Ti, W). Mgo Al2O2 Y2O3 W Gewichts-
CN prozent CN prozent
1 40,0 0,5 - - 59,5 4,11 2400 40,2 0,01 - - 59,76 3,61
Er- 2 42,5 1,0 - - 56,5 4,36 2300 43,0 0,03 - - 56,97 3,62
fin- 3 45,0 1,5 - - 53,5 4,62 2200 45,7 0,05 - - 54,25 3,75
dungs- 4 47,5 2,0 - - 50,5 4,88 48,5 0,07 - - 51,43 3,87
Metall- 5 50,0 2,5 - - 47,5 5,13 51,3 0,08 - - 48,62 3,96
kera- 6 50,0 3,0 - - 47,0 5,13 2100 51,6 0,09 - - 48,31 3,80
mken 7 52,5 3,5 - - 44,0 5,39 54,3 0,10 - - 45,60 3,91
8 55,0 4,0 - - 41,0 5,65 2000 57,3 0,11 - - 42,59 3,98
9 57,5 4,5 - - 38,0 5,90 60,1 0,12 - - 39,78 4,06
10 60,0 5,0 - - 35,0 6,16 63,0 0,14 - - 36,86 4,18
11 40,0 0,5 1,0 - 58,5 4,11 2300 40,3 0,01 0,92 - 58,77 3,15
12 42,5 1,0 1,0 - 55,5 4,36 2200 43,1 0.03 0,91 - 55,96 3,11
13 45,0 1,0 2,0 - 52,0 4,62 45,5 0,03 1,85 - 52,62 3,28
14 45,0 1,0 3,0 - 51,0 4,62 2100 45,7 0,03 2,80 - 51,47 3,17

TABLE III - Fortsetzung

Kohlen- Kohlen-

Zusammensetzung der Mischung stoff- Tempera- stoffgehalt

in Gewichtsprozent gehalt der tur beim Zusammensetzung der fertigen der Metall-

Mischung in Sintern Metallkeramik in Gewichtsprozent keramik in

(Ti, W). MgO Al2O3 Y2O3 W Gewichts- in °C (Ti, W). Mgo Al2O2 Y2O3 W Gewichts-

CN prozent CN prozent

Er- 15 45,0 1,0 1,5 1,5 51,0 4,62 2100 45,6 0,03 1,37 1,33 51,67 3,18

fin- 16 47,5 1,5 2,0 1,0 48,0 4,88 48,4 0,05 1,84 0,89 48,82 3,10

dungs- 17 52,5 2,0 3,0 - 42,5 5,39 53,8 0,06 2,86 - 43,28 3,55

gemäße 18 55,0 3,0 3,0 - 39,0 5,65 2000 57,0 0,08 2,87 - 40,05 3,41

19 57,5 4,0 3,0 - 35,5 5,90 60,1 0,10 2,87 - 36,93 3,39

20 60,0 5,0 3,0 - 32,0 6,16 63,4 0,13 2,89 - 33,58 3,36

21 50,0 2,0 - 1,0 47,0 5,13 51,1 0,07 - 0,91 47,92 3,73

22 50,0 2,0 - 2,0 46,0 5,13 51,1 0,07 - 1,83 47,00 3,66

23 50,0 2,0 - 3,0 45,0 5,13 2100 51,2 0,07 - 2,80 45,93 3,53

24 50,0 3,0 - 3,0 44,0 5,13 51,7 0.08 - 2,80 45,42 3,21

Ver- 1 40,0 -*1 - - 60,0 4,11 2400 39,6 *1 - - 60,4 4,04

gleichs- *1 +1 -

Metall- 2 65,0 5,0 - - 30,0 6,72 68,4 - - 31,47 4,88

kera- *1 2000 *1 0,13

miken 3 65,0 5,0 3,0 - 27,0 6,72 68,7 0,13 2,86 - 28,29 3,53

*1 : Nicht erfindungsgemäß

TABELLE IV Kontinuierlicher Hoch- Intermittierender geschwindigkeits- - Schneidversuch 1 Schneidversuch 1 Werkstück AISI 4130 AISI 4130 Brinell-Härte Brinell-Härte HB: 240 Hg: 270 Schneidgeschwindigkeit 200 m/min 120 m/min Vorschub 0,3 mm/U 0,4 mm/U Schneidtiefe 2 mm 3 mm Schneidzeit 10 min 3 min TABELLE V

Kontinuierlicher Hochge- Intermittierender

schwindiqkeits-Schneid- Schneidversuch

versuch Anzahl weitgehend aus-

Breite des Tiefe der Krater- gebrochener pro Anzahl

Härte TBF Flankenver- bildung untersuchter Schneid-

(HR A) (N/mm²) schleißes (mm) (µm) plättchen

Erfin- 1 91.0 941 0.16 80 3/10

dungs- 2 91.0 1049 0.18 80 2/10

gemäße 3 91.0 1127 0.20 80 1/10

Metall- 4 90.9 1206 0.21 80 0/10

keramiken 5 90.9 1225 0.21 75 0/10

6 90.7 1255 0.23 80 0/10

7 90.7 1186 0.23 80 1/lo

8 90.7 1176 0.23 75 0/10

9 90.6 1127 0.24 80 1/10

10 90.6 1069 0.24 80 1/10

11 91.3 922 0.16 80 3/10 ~~~

12 91.2 1010 0.16 70 2/10 ~~~~

13 91.2 1118 0.14 40 ~ 2/10

14 91.1 1147 0.13 30 2/10

15 91.1 1108 0.16 40 1/10

16 91.0 1137 0.19 35 1/10

17 91.0 1235 0.14 30 0/10

18 90.8 1176 0.16 30 0/10

19 90.8 1137 0.18 40 0/10

20 90.7 1178 0.20 50 0/10

21 90.9 1127 0.18 75 2/10

22 90.8 1167 0.17 50 l/lo

23 90.7 1167 0.16 45 l/lO

24 90.6 1176 0.20 45 l/lo

Vergleichs- 1 89.8 559 0.35 130 10/10

Metallkera- 2 89.5 706 0.30 80 8/10

2 @@.@ @@@ @@@@ 50 @@@@

miken 3 89.0 667 0.30 50 9/10

Herkömmliche

Schneid-

1 - - 0.55 155 9/10

plättchen 2 - - 0.43 95 10/10

*2: TBF bedeutet die Transversalbruchfestigkeit TABELLE VI

Zusammensetaung der Mischung in Gew. - % Kohlen *3 Zusammensetzung der fertigen Metallkeramik Kohlenstoff-

stoff- DAS in Gewichtsprozent gehalt der

gehalt (Ti, W) CN (Atomverhältis) Metallkeramik

der Mi- in Gewichts-

T1: T1: T1: T1: schung Ti: Ti: Ti: pozent

0.75 0.85 0.70 0.80 in Ge- Ti:0.75 0.85 0.70 0.80

W:0.25 W:0.15 W:0.30 W:0.20 MgO Al2O3 W wichts- W:0.25 W:0.15 W:0.30 W:0.20

C:0.80 C:0.70 C:0.70 C:0.60 pro- C:0.80 C:0.70 C:0.70 C:0.60 MgO Al2O3 W

N:0.20 N:0.30 N:0.30 N:0.40 zent mbar N:.20 N:0.30 N:0.30 N:0.40

Erfin- 25 40.0 - - - 3.0 - 57.0 4.07 400 41.2 - - - 0.09 - 58.71 2.75

dungs- 26 - 35.0 - - 3.0 - 62.0 3.59 530 - 36.1 - - 0.09 - 63.81 2.27

gemäße 27 - - 40.0 - 3.0 - 57.0 3.29 665 - - 41.1 - 0.09 - 58.81 1.97

Metall- 28 - - - 35.0 2.0 - 63.0 2.87 800 - - - 35.7 0.07 - 64.23 1.88

kerami- 29 20.0 - - 17.5 3.0 - 59.5 3.47 20.6 - - 18.0 0.09 - 61.31 2.15

ken 30 - 17.5 20.0 - 3.0 - 69.5 3.44 530 - 18.0 20.6 - 0.09 - 61.31 2.11

31 35.0 - - - 2.5 - 62.5 3.56 530 35.9 - - - 0.08 - 64.02 2.40

32 - 30.0 - - 2.5 - 67.5 3.08 (Ar- - 30.8 - - 0.08 - 69.12 1.92

33 - - 35.0 - 2.5 - 62.5 2.88 gon) - - 35.9 - 0.08 - 64.02 1.72

34 - - - 30.0 2.0 - 68.0 2.46 - - - 30.6 0.07 - 69.33 1.46

35 17.5 - - 15.0 2.5 - 65.0 3.01 10-2 17.9 - - 15.4 0.08 - 66.62 1.85

(Va-

<uum)

*3: DAS bedeutet den Druck der Atmosphäre beim Sintern. Als Atmosphäre wird Stickstoff verwendet.

falls nichts anderes angegeben ist.

TABELLE VI - Fortsetzung

Kohlen-

Zusammensetzung der Mischung in stoff- Zusammensetzung der fertigen metallkeramik

Gewichtsprozent gehalt- *3 in gewichtsprozent

der Mi- DAS (Tia, Wb) CxNy (Atomverhält- Kohlenstoff-

(Tia, Wb) CxNy (Atomverhältnis) schung nis) gehalt der

a:0.75 a:0.85 a:0.70 a:0.80 in Ge- a:0.75 a:0.85 a:0.70 a:0.80 Metallkera-

b:0.25 b:0.15 b:0.30 b:0.20 wichts- b:0.25 b:0.15 b:0.30 b:0.20 mik in Ge-

x:0.80 x:0.70 x:0.70 x:0.60 MgO Al2O3 W pro- x:0.80 x:0.70 x:0.70 x:0.60 MgO Al2O3 W wichtsprozent

y:0.20 Y:0.30 Y:0.30 y:0.40 zent mbar y:0.20 Y:0.30 Y:0.30 y:0.40

Erfin- 36 37.5 - - - 3.0 3.0 56.5 3.82 400 38.8 - - - 0.09 2.82 58.29 1.70

dungs-

gemäße 37 - 30.0 - - 2.0 3.0 65.0 3.08 530 - 30.7 - - 0.07 2.85 66.38 1.28

Metall-

keramiken 38 - - 37.5 - 2.0 3.0 57.5 3.08 665 - - 38.4 - 0.07 2.82 58.71 1.27

39 - - - 35.0 1.5 3.0 60.5 2.87 800 - - - 35.6 0.05 2.83 61.52 1.22

40 20.0 - - 15.0 2.0 3.0 60.0 3.27 20.5 - - 15.3 0.07 2.83 61.3 1l45

41 - 15.0 20.0 - 1.0 3.0 61.0 3.18 530 - 15.2 20.3 - 0.03 2.83 61.64 1.63

42 32.5 - - - 2.0 3.0 62.5 3.31 33.2 - - - 0.07 2.85 63.88 1.56

43 - 27.5 - - 2.0 2.0 68.5 2.82 530 - 28.1 - - 0.07 1.87 69.96 1.20

44 - - 32.5 - 1.5 3.0 63.0 2.67 Ar- - - 33.1 - 0.05 2.86 63.99 1.10

gon)

45 - - - 30.0 1.0 3.5 65.5 2.46 - - - 30.5 0.03 3.31 66.16 1.01

46 17.5 - 15.0 - 1.5 3.5 62.5 3.01 10-2 17.9 - 15.3 - 0.05 3.31 63.44 1.44

(Va-

<uum)

*3 DAS bedeutet den Druck der Atmosphäre beim Sintern. Als Atmosphäre wird Stickstoff verwendet, falls nichts anderes angegeben ist.

TABELLE VII Kontinuierlicher Hoch- Intermittierender geschwindigkeits- Schneidversuch 2 Schneidversuch 2 Werkstück AISI 4130 AISI 4130 Brinell-Härte Brinell-Härte Hg: 260 HB: 270 Schneidgeschwindigkeit 100 m/min 100 m/min Vorschub 0,8 mm/U 0,45 mm/U Schneidtiefe 4 mm 3 mm Schneidzeit 10 min 3 min TABELLE VIII

Kontinuterlicher Hochge-Intermittierender

schwindigkeits-Schneid- chneidversuch

Härte TBF *2 versuch Anzahl weitgehend aus-

Breite des Tiefe der @@@mchener nm Anzahl

(HRA) (N/mm2) Flankenver- Kraterbildg. @ntersuchter Schneid-

Schl. (mm) (µm)

Erfin- 25 89.5 1265 0.19 65 2/10

dungs- 26 89.4 1275 0.17 55 0/10

gemäße

Metall- 27 ##.@ 1284 0.20 55 0/10

keramiken 28 89.1 1225 0.24 40 l/lO

29 89.3 1245 0.22 50 l/10

30 89.3 1275 0.18 55 0/10

31 89.6 1255 0.18 65 2/10

32 89.5 1265 0.17 60 0/0

33 89.4 1275 0.18 55 O/lO

34 89.2 1196 0.20 45 l/lO

35 89.5 1225 0.20 55 l/lO

36 90.0 1225 0.16 30 2/10

37 89.9 1265 0.15 20 0/10

38 89.8 1275 0.17 25 0/10

39 89.6 1206 0.19 20 1/10

40 89.8 1216 0.18 25 1/10

41 89.8 1265 0.16 25 2/10

42 90.0 1206 0.16 35 2/10

43 89.6 1275 0.17 30 0/10

44 89.7 1235 0.18 35 1/10

45 89.6 1176 0.19 30 2/10

46 89.8 1225 0.17 35 1/10

Herkömm-

.liche 3 - - Plastische Verformung

Schneid- innerhalb von 3 Minuten 3/10

plättchen

*2: TBF bedeutet die Transversalbruchfestigkeit TABELLE IX

Zusammensetzung der Mischung Kohlenstoff- Kohlenstoff-

in Gewichtsprozent gehalt der Temperatur gehalt der

Mischts- beim Sin- Zusammensetzung der fertigen Metallkeramik

Gewichts- tern in Metallkeramik in Gewichtsprozent in Gewichts-

prozent °C prozent

(Ti, W). verun- (Ti, W) Vrun-

CN MgO Al2O3 W reini- CN MgO Al2O3 W reini-

gung gung

Er- 47 40.0 9.0 - 51.0 - 3.84 43.9 0.25 - 55.85 - 0.46

fin-

dungs- 48 35.0 7.0 - 58.0 - 3.36 37.6 0.19 - 62.21 - 0.73

ge-

mäße 49 30.0 5.0 - 65.0 - 2.88 2000 31.4 0.15 - 68.45 - 1.00

Me-

tall- 50 25.0 3.0 - 72.0 - 2.40 25.7 0.10 - 74.2 - 1.08

kera-

miken 51 20.0 2.0 - 78.0 - 1.92 20.4 0.07 - 79.53 - 0.92

52 15.0 2.0 - 83.0 - 1.44 2200 15.3 0.08 - 84.62 - 0.49

53 10.0 2.0 - 88.0 - 0.96 10.2 0.08 - 89.72 - 0.40

54 25.0 3.0 - 71.0 Mo:1.0 2.40 25.8 0.10 - 73.1 No:1.0 1.09

55 25.0 3.0 - 71.0 Ni:1.0 2.40 25.8 0.10 - 73.5 Ni:0.6 1.08

56 25.0 3.0 - 71.0 Co:1.0 2.40 2000 25.8 0.10 - 73.6 Co:0.5 1.08

57 25,0 3.0 - 71.0 Re:1.0 2.40 25.8 0.10 - 73.1 Re:1.0 1.07

58 30.0 2.0 5.0 63.0 - 2.88 30.7 0.07 4.72 64.51 - 0.88

59 25.0 2.0 5.0 68.0 - 2.40 25.6 0.07 4.74 69.59 - 0.47

60 20.0 1.0 7.0 72.0 - 1.92 2200 20.3 0.04 6.65 73.01 - 0.30

TABELLE IX - Fortsetzung

Zusammensetzung der Mischung in kohlen- Kohlenstoff-

Gewichtsprozent stoffge- *5 Zusammensetzung der fertigen Me- gehalt der

Verun- halt der TS tallkeramik in Gewichtsprozent Metallkera-

(Ti, W). MgO Al2O3 W reini- Mischung °C (Ti, W). MgO Al2O3 W Verun- mik in

CN gung in Gew. - % CN reiningg Gew. - %

Erfin- 61 15.0 1.0 7.0 77.0 - 1,44 2200 15.2 0.04 6.70 78.06 - 0.28

dungs-

gemäße 62 1.0 1.0 9.0 80.0 - 0.96 10.2 0.04 8.51 81.25 - 0.25

Metall-

kerami- 63 25.0 2.0 5.0 67.0 Mo:1.0 2.40 25.6 0.07 4.73 68.7 Mo:0.9 0.48

ken 64 25.0 2.0 5.0 67.0 N:1.0 2.40 2000 25.6 0.07 4.70 69.13 Ni:0.5 0.46

65 25.0 2.0 5.0 67.0 Co:1.0 2.40 25.6 0.07 4.70 69.23 Co:0.4 0.46

66 25.0 2.0 5.0 67.0 Re:1.0 2.40 25.6 0.07 4.73 68.6 Re:1.0 0.48

67 40.0 10. 3.0 47.0 - 3.84 1800 44.0 0.92 2.87 52.1 - 1.25

Ver- 4 40.0 11.0*4 - 49.0 - 3.84 2000 44.8 0.39 - 54.81 - 0.12

gleichs

Metall-

kerami- 5 30.0 15.0*4 5.0 50.0 - 2.88 2200 35.3 1.05*4 4.82 58.83 - 0.35

ken 6 7.0*d 2.0 - 91.0 - 0.67 2200 7.1*4 0.08 - 92.82 - 0.35

7 7.0*4 2.0 7.0 84.0 - 0.67 7.1*4 0.08 6.83 85.99 - 0.22

8 25.0 3.0 - 69.0 Ni:3.0*4 2.40 1800 25.8 0.10 - 71.6 Ni:2.5*4 1.28

9 25.0 2.0 5.0 55.0 Ni:3.0*4 2.40 25.6 0.07 4.70 57.13 Ni:2.5*4 0.79

10 30.0 5.0 - 65.0 - 2.88 1700*4 31.3 1.08*4 - 67.62 - 2.18

11 25.0 5.0 2.0 68.0 - 2.40 26.1 1.10*4 1.93 70.87 - 1.69

*4: Nicht erfindungsgemäß *5: TS bedeutet die Temeratur beim Sintern TABELLE X Kontinuierlicher Hoch- Intermittierender geschwindigkeits- Schneidversuch 3 Schneidversuch 3 Werkstück AISI 4130 AISI 4130 Brinell-Härte Brinell-Härte H8: 260 HB: 270 Schneidgeschwindigkeit 60 m/min 80 m/min Vorschub 0,7 mm/U 0,5 mm/U Schneidtiefe 10 mm 3 mm Schneidzeit 3 min 3 min TABELLE XI

Kontinuierlicher Hochge- Intermittierender

schwindigkeits-Schneidversuch Schneidversuch

Breite des Tiefe der Kra- Anzahl weitgehed aus-

*2 Flankenver- terbildung gebrochener pro Anzahl

Härte TBF schleißes untersuchter Schneid-

(HRA) (N/mm²) (mm) (µM) plättchen

47 87.5 1000 0.25 60 3/10

Erfindungs- 48 87.9 1127 0.23 55 2/10

gemäße 49 88.2 1157 0.22 55 1/10

Metall- 50 88.5 1304 0.20 55 0/10

keramiken 51 88.0 1275 0.23 60 0/10

52 87.5 1176 0.25 65 1/10

53 87.0 1118 0.29 80 2/10

54 88.0 1235 0.24 60 1/10

55 88.7 1216 0.26 70 1/10

56 87.6 1196 0.28 70 1/10

57 87.0 1225 0.24 65 1/10

58 88.7 1186 0.15 30 1/10

59 88.5 1176 0.17 30 1/10

60 88.4 1137 0.18 30 2/10

61 88.2 1010 0.20 30 2/10

62 87.7 @@ 961 @@@ 0.25 35 3/10

63 88.4 1078 0.20 45 2/10

64 88.1 1098 0.21 50 2 10

65 88.1 1n9R 0.21 # 50 2/10

66 88.3 1127 0.19 40 2/10

67 87.2 853 0.31 80 4/10

Vergleichs- 4 86.7 725 Plastische Verfonung inner- 6/10

Metall- @ @@@ @@@ halb von 1,5 Minuten @/@@

keramiken 5 86.7 539 Plastische Verformung inner- 9/10

halb von 1,1 Minuten

6 86.2 559 Plastische Verfonmung inner- 7/10

halb von 0,7 Minuten

7 86.9 608 Plastische Verformung inner- 8/10

halb von 0,8 Minuten

8 86.8 637 Plastische Verformung inner- 8/10

Halb von 0,8 Minuten

9 9 86.9 490 Plastische Verformung inner- 10/10

450 halb von 0,7 Minuten

10 86.0 431 Plastische Verformung inner- 10/10

halb von 0,4 Minuten

11 86.0 422 Weitgehendes Ausbrechen inner- 10/10

halb von 0,5 Minuten

Kerkomml.

Schnieid- Plastische Verformung inner- 2/10

plättchen 4 - - halb von 1,0 Minuten

*2: TBF bedeutet die Transversalbruchfestigkeit TABELLE XII

Kohlen- Temperatur Kohlenstoff-
stoffge- beim Zusammensetzung der fertigen gehalt der
Zusammensetzung der Mischung halt der Sintern in Metallkeramik in Gewichtsprozent Metallkera-
in Gewichtsprozent Mischung °C mik in Ge-
(Ti, W, MgO Al2O3 Y2O3 W in Gewichts- (Ti, W, wichtsprozent
Ta) CN proent Ta) CN MgO Al2O3 Y2O3 W
Erfin- 101 40.0 0.5 - - 59.5 3.61 2400 40.2 0.01 - - 59.79 3.11
dungs- 102 42.5 1.0 - - 56.5 3.83 2300 43.0 0.03 - - 56.97 3.08
gemäße 103 45.0 1.5 - - 53.5 4.06 2200 45.7 0.05 - - 54.25 3.19
Metall- 104 47.5 2.0 - - 50.5 4.28 48.4 0.07 - - 51.53 3.28
kera- 105 50.0 2.5 - - 47.5 4.51 2100 51.3 0.08 - - 48.62 3.33
miken 106 52.5 3.0 - - 44.5 4.74 54.2 0.09 - - 45.71 3.40
107 55.0 3.5 - - 41.5 4.96 57.2 0.00 - - 42.7 3.54
108 57.5 4.0 - - 38.5 5.19 2000 60.0 0.01 - - 39.89 3.58
109 60.0 4.5 - - 35.5 5.41 62.9 0.03 - - 36.97 3.65
110 40.0 0.5 - - 58.5 3.61 2300 40.3 0.03 0.93 - 58.76 2.81
111 42.5 1.0 1.0 - 55.5 3.83 2200 43.1 0.03 0.92 - 55.95 2.78
112 45.0 1.0 2.0 - 52.0 4.06 45.8 0.03 1.86 - 52.31 2.91
113 45.0 1.0 3.0 - 51.0 4.06 2100 45.9 0.03 2.82 - 51.25 2.81
114 45.0 1.0 1.5 1.5 51.0 4.06 45.9 0.03 1.38 1.35 51.34 2.85

TABELLE XII - Fortsetzung

Kohlen- Temperatur Kohlenstoff-

stoffgehalt beim Zusammensetzung der fertigen gehalt der

Zusammensetzung der Mischung der Mi- Sintern in Metallkeramik in Gewichtsprozent Metallkeramik

in Gewichtsprozent schung in °C in Gewichts-

(Ti, W, MgO Al2O3 Y2O3 W Gewichts- (Ti, W, prozent

Ta) CN proent Ta) CN MgO Al2O3 Y2O3 W

Erfin- 115 47.5 1.5 2.5 - 48.5 4.28 2100 48.5 0.05 2.36 - 49.09 2.96

dungs-

gemäße 116 50.0 2.0 2.5 - 45.5 4.51 51.4 0.07 2.36 - 46.17 3.06

Metall-

Keramiken 117 52.5 2.5 2.5 - 42.5 4.74 54.3 0.08 2.36 - 43.26 3.13

118 55.0 3.0 3.0 - 39.0 4.96 57.3 0.09 2.82 - 39.79 3.14

119 57.5 3.5 3.0 - 36.0 5.19 60.1 0.10 2.82 - 36.98 3.28

120 60.0 4.0 3.0 - 33.0 5.41 2000 63.0 0.11 2.83 - 34.06 3.31

121 50.0 2.0 - 1.5 46.5 4.51 51.5 0.07 - 1.36 47.07 3.21

122 50.0 2.0 - 2.0 46.0 4.51 51.5 0.07 - 1.85 46.58 3.20

123 50.0 2.0 - 2.5 45.5 4.51 51.5 0.07 - 2.33 46.1 3.16

124 50.0 2.0 - 3.0 45.0 4.51 51.5 0.07 - 2.80 45.63 3.11

Vergleichs- *5

Metall- 11 40.0 - - - 60.0 3.61 2400 39.8 - - - 60.2 3.54

keramiken *5 *5

12 65.5 4.5 - - 30.0 5.86 68.2 - - - 31.8 4.12

*5 *5

13 65.5 4.5 3.0 - 27.0 5.86 68.6 0.09 2.83 - 28.48 3.76

*5: Nicht erfindungsgemäß TABELLE XIII

Kontinuierlicher Hochgeschwin- Intermittierender

digkeits-Schneidversuch Schneidversuch

#² Breite des Tiefe der Anzahl weitgehend aus-

Flankenver- kraterbildung gebrochener pro An-

Härte TBF schleißes zahl untersuchter

(HRA) (N/mm²) (mm) (µm) Schneidplättchen

Erfindungs- 101 90.9 971 0.15 80 3/10

gemäße 102 90.9 1059 0.17 80 2/10

Metall- 103 90.9 1147 0.19 75 0/10

keramiken 104 90.8 1125 0.20 75 0/10

105 90.8 1245 0.20 75 0/10

106 90.7 1275 0.21 75 0/10

107 90.6 1216 0.22 75 0/10

108 90.6 1137 0.23 80 1/10

109 90.6 1029 0.23 80 1/10

110 91.0 931 0.15 70 3/10

111 91.0 1020 0.16 60 2/10

112 91.0 1108 0.14 40 1/10

113 90.9 1127 0.13 30 2/10

114 90.8 1137 0.15 40 1/10

115 90.9 1157 0.14 35 0/10

116 90.9 1176 0.15 35 0/10

117 90.8 1196 0.15 35 0/10

118 90.7 1167 0.14 30 1/10

119 90.7 1078 0.15 30 1/10

120 90.7 1000 0.17 30 2/10

121 90.9 1147 0.18 65 1/10

122 90.9 1167 0.17 55 0/10

123 90.8 1186 0.17 45 1/10

124 90.7 1157 0.16 40 2/10

Vergleichs- 11 89.7 569 0.36 135 10/10

Metall-

Keramiken 12 89.5 686 0.31 85 8/10

13 89.1 667 0.30 55 9/10

Herkömmliche 1 - - 0.56 160 9/10

Schneid-

plättchen 2 - - 0.45 100 10/10

*2: TBF bedeutet Transversalbruchfestigkeit TABELLE XIV

Kohlen-

Zusammensetzung der Mischung in Gewichtsprozent stoff- druck der *3

(Ti, W, Metall aus der Gruppe Va) CN (Atomverhält- gehalt Atmosphäre peim

nis) der Sintern

Ti:0.65 Ti:0.75 Ti:0.75 Ti:0.75 Ti:0.75 Mischung

W:0.25 W:0.15 W:0.15 W:0.15 W:0.15 Nitrid MgO Al2O3 W in Ge-

Ta:0.10 V:0.10 Nb:0.10 Ta:0.10 Ta:0.10 wichts- (mbar)

C:0.80 C:0.70 C;0.70 C:0.70 C:1.0 prozent

N:0.20 N:0.30 N:0.30 N:0.30 N:-

Erfin- 125 40.0 - - - - - 2.0 - 58.0 3.60 400

dungs-

gemäße 126 - 37.5 - - - - 2.0 - 60.5 3.92 530

Metali- 127 - - 37.5 - - - 2.0 - 60.5 3.65

kera-

miken 128 - - - 37.5 - - 1.5 - 61.0 2.54 665

129 20.0 - - 17.5 - - 1.5 - 61.0 3.07 10-2 (Vakuum)

130 - - - - 35.0 TiN:5.0 2.5 - 57.5 3.85

131 - - - - 35.0 VN:5.0 2.5 - 57.5 3.85

132 - - - - 35.0 NbN:5.0 2.5 - 57.5 3.85 530 (Argon)

133 - - - - 35.0 TaN:5.0 2.5 - 57.5 3.85

134 37.5 - - - - - 2.0 2.5 58.0 3.37 400

135 - 35.0 - - - - 2.0 2.5 60.5 3.66 530

136 - - 35.0 - - - 2.0 2.5 60.5 3.40

137 - - - 32.5 - - 1.5 2.5 63.5 2.36 665

138 - 17.5 17.5 - - - 2.0 2.5 60.5 3.53 10-2 (Vakuum)

139 - - - - 30.0 Tin:4.5 2.5 2.5 60.5 3.53

140 - - - - 30.0 VN:4.5 2.5 2.5 60.5 3.53 630 (Argon)

141 - - - - 30.0 NbN:4.5 2.5 2.5 60.5 3.53

142 - - - - 30.0 TaN:4.5 2.5 2.5 60.5 3.53

TABELLE XV

kohlenstoff-
Zusammensetzung der fertigen Metallkeramik in Gewichtsprozent gehalt der
(Ti, W, Metall aus der Gruppe Va) CN Metallkera-
Ti:0.65 Ti:0.75 Ti:0.75 Ti:0.75 Ti:0.80 Ti:0.80 Ti:0.65 Ti:0.70 mik in Ge-
W:0.25 W:0.15 W:0.15 W:0.15 W:0.12 W:0.12 W:0.13 W:0.13 Wichtsprozent
Ta:0.10 V:0.10 Nb:0.10 Ta:0.10 Ta:0.08 Ta:o.08 Ta:0.09 Ta:0.17 MgO Al2O3 W
C:0.80 C:0.70 C:0.70 C:0.70 C:0.80 C:0.80 Nb:0.13 C:0.90
N:0.20 N:0.30 N:0.30 N:0.30 N:0.20 N:0.20 C:0.85 N:0.10
N:0.15
Erfin- 125 40.8 - - - - - - - 0.07 - 59.13 2.60
dungs- 126 - 38.3 - - - - - - 0.07 - 61.63 2.91
gemäße 127 - - 38.4 - - - - - 0.07 - 61.53 2.64
Metall- 128 - - - 38.4 - - - - 0.05 - 61.55 1.78
kera- 129 20.3 - - 17.7 - - - - 0.05 - 61.95 2.20
miken 130 - - - - 40.9 - - - 0.08 - 59.02 2.69
131 - - - - - 40.8 - - 0.08 - 59.12 2.69
132 - - - - - - 40.9 - 0.08 - 59.02 2.69
133 - - - - - - - 40.8 0.08 - 59.12 2.69
134 38.3 - - - - - - - 0.07 2.35 59.28 2.37
135 - 35.7 - - - - - - 0.07 2.37 61.86 2.63
136 - - 35.8 - - - - - 0.07 2.37 61.76 2.40
137 - - - 33.0. - - - - 0.05 2.38 64.57 1.53
138 - 17.7 17.8 - - - - - 0.07 2.37 62.06 2.52
139 - - - - 28.2 - - - 0.08 2.36 69.36 2.37
140 - - - - - 28.1 - - 0.08 2.36 69.46 2.37
141 - - - - - - 28.2 - 0.08 2.36 69.36 2.37
142 - - - - - - - 28.1 0.08 2.36 69.46 2.37

TABELLE XVI

kontinuierlicher Hochgeschwin- intermittierender

Digkeits-Schneidversuch Schneidversuch

Breite des Anzahl weitgehend aus-

TBF *2 Flankenver- Tiefe der gebrochener pro An-

Härte schleißes Kraterbildung zahl untersuchter

(HRA) (N/mm²) (mm) (µm) Schneidplättchen

Erfin- 125 89.7 1294 0.18 60 0/10

dungs- 126 90.0 1225 0.15 50 1/10

Metall- 127 89.8 1324 0.16 50 0/10

keramiken 128 89.3 1255 0.19 40 1/10

129 89.5 1275 0.18 50 1/10

130 89.8 1304 0.17 60 0/10

131 90.0 1206 0.15 55 2/10

132 89.8 1255 0.17 65 1/10

133 89.9 1235 0.18 70 2/10

134 89.9 1255 0.14 35 1/10

135 90.2 1176 0.13 30 1/10

136 90.0 1284 0.14 30 0/10

137 89.6 1225 0.16 35 1/10

138 90.1 1235 0.14 20 1/10

139 89.9 1275 0.15 35 0/10

140 90.1 1176 0.13 35 2/10

141 89.9 1196 0.15 40 1/10

142 90.0 1196 0.16 45 2/10

Herkdmmliche Plastische Verformung inner-

Schnie- 3 - - halb von 3 Minuten 3/10

plättch

*2: TBF bedeutet die Transversalbruchfestigkeit TABELLE XVII

kohlen- Tempe- kohlen-

stoff- ratur stoff-

gehalt beim gehalt

der Sintern der

Zusammensetzung der Mischung in Mi- in Zusammensetzung der erhaltenen Metallkeramik Metall-

Gewichtsprozent schung °C- in Gewichtsprozent keramik

Ver- in Ver- in Ge-

(Ti,W,Ta,Nb)CN MgO Al2O3 Y2O3 W un- Ge- (Ti,W,Ta,Nb)CN MgO Al2O3 Y2O3 W un- wichts-

reini- wichts- reini- prozent

gung prozent gung

Erfin- 143 40.0 9.0 - - 51.0 - 3.99 43.9 0.26 - - 55.84 - 0.62

dungs 144 35.0 7.0 - - 58.0 - 3.49 2000 47.7 0.20 - - 62.1 - 0.85

ge- 145 30.0 5.0 - - 65.0 - 2.99 31.4 0.16 - - 68.44 - 1.10

mäße 146 25.0 3.0 - - 72.0 - 2.50 25.8 0.10 - - 74.1 - 1.18

Me- 147 20.0 2.0 - - 78.0 - 2.00 20.5 0.07 - - 79.43 - 1.00

tall- 148 15.0 2.0 - - 83.0 - 1.50 2200 15.3 0.07 - - 84.63 - 0.60

kera- 149 10.0 2.0 - - 88.0 - 1.00 10.2 0.07 - - 89.73 - 0.54

miken 150 25.0 3.0 - - 71.0 Mo:1.0 2.50 25.8 0.09 - - 73.21 Mo:0.9 1.19

151 25.0 3.0 - - 71.0 Ni:1.0 2.50 25.8 0.09 - - 73.51 Ni:0.6 1.17

152 25.0 3.0 - - 71.0 Co:1.0 2.50 2000 25.8 0.09 - - 73.61 Co:0.5 1.17

153 25.0 3.0 - - 71.0 Re:1.0 2.50 25.8 0.09 - - 73.11 Be:1.0 1.18

154 30.0 2.0 3.0 - 65.0 - 2.99 30.7 0.07 2.82 - 66.41 - 0.95

155 25.0 2.0 5.0 - 68.0 - 2.50 25.7 0.07 4.80 - 69.43 - 0.57

156 20.0 1.0 7.0 - 72.0 - 2.00 2200 20.4 0.07 6.79 - 72.74 - 0.43

TABELLE XVII - Fortsetzung

kohlen- Tempe- kohlen-

stoff- ratur stoff-

gehalt beim gehalt

der Sintern der

Zusammensetzung der Mischung Mi- in Zusammensetzung der erhaltenen Metallkeramik Metall-

in Gewichtsprozent schung °C- in Gewichtsprozent keramik

Ver- in Ge Ver- in Ge-

(Ti,W,Ta,Nb) MgO Al2O3 Y2O3 W un- wichts- (Ti,W, MgO Al2O3 Y2O3 W un- wichts-

CN reini- prozent Ta, Nb). reini- prozent

gung CN gung

Erfin- 157 15.0 1.0 3.5 3.5 77.0 - 1.50 2200 15.2 0.03 3.35 3.33 78.09 - 0.38

dungs-

gemäße 158 10.0 1.0 9.0 - 80.0 - 1.00 10.2 0.03 8.72 - 81.05 - 0.32

Metall- 159 25.0 2.0 2.5 2.5 67.0 Mo:1.0 2.50 25.7 0.07 2.40 #### 68.55 Mo:0.9 ####

kera-

miken 160 25.0 2.0 2.5 2.5 67.0 Ni:1.0 2.50 25.7 0.07 2.40 2.38 68.95 Ni:0.5 0.64

161 25.0 2.0 2.5 2.5 67.0 Co:1.0 2.50 2000 25.7 0.07 2.40 2.38 69.05 Co:0.4 ####

162 25.0 2.0 2.5 2.5 67.0 Re:1.0 2.50 25.7 0.07 2.40 2.38 ##### ###### 0.65

*6

Ver- 14 40.0 11.0 - - 49.0 - 3.99 44.9 0.42 - - 54.68 - 0.30

*6

gleichs- 15 30.0 15.0 5.0 - 50.0 - 2.99 1800 35.4 1.08 4.83 - 58.69 - 0.55

*6 *6

Metall- 16 7.0 2.0 - - 91.0 - 0.70 7.1 0.08 - - 92.82 - 0.37

*6 *6

kera- 17 7.0 1.0 9.0 - 83.0 - 0.70 2200 7.1 0.03 8.70 - 84.17 - 0.31

*6 *6

miken 18 25.0 3.0 - - 69.0 Ni:3.0 2.50 25.8 0.09 - - 71.61 Ni:2.5 1.37

*6 *6

19 25.0 2.0 5.0 - 65.0 Ni:3.0 2.50 1800 25.7 0.08 4.81 - 66.91 Ni:2.5 1.10

*6

20 30.0 5.0 - - 65.0 - 2.50 31.4 1.15 - - 67.45 - 2.19

*6 *6

21 25.0 5.0 5.0 - 65.0 - 2.50 1700 26.0 1.08 4.83 - 68.09 - 1.88

*6: Nicht erfindungsgemäß TABELLE XVIII

kontinuierlicher Hochge- Intermittierender

Schneidversuch-Schneidversuch Schneidversuch

Breite des Anzahl weitgehend aus-

TBF *2 Flankenver- Tiefe der gebrochener pro Anzahl

Härte schleißes Kraterbildung untersuchter Schneid-

(HRA) (N/mm²) (mm) (µm) plättchen

Erfin- 143 87.8 1010 0.23 55 2/10

dungs- 144 88.2 1157 0.22 55 1/10

gemäße 145 88.5 1265 0.20 55 0/10

Metall- 146 88.6 1314 0.20 55 0/10

keramiken 147 88.3 1255 0.22 60 0/10

148 87.7 1176 0.24 65 1/10

149 87.3 1127 0.28 80 2/10

150 88.3 1225 0.25 60 1/10

151 88.0 1196 0.26 65 1/10

152 88.0 1206 0.26 65 1/10

153 88.5 1275 0.21 55 0/10

154 88.7 1196 0.15 35 1/10

155 88.7 1157 0.17 30 1/10

156 88.4 1059 0.19 20 2/10

157 88.0 1049 0.21 25 2/10

158 87.6 961 0.23 20 3/10

159 88.4 1088 0.20 35 2/10

160 88.3 1039 0.24 40 2/10

161 88.3 1029 0.24 40 2/10

162 88.4 1078 0.19 30 1/10

Vergleichs- 14 86.8 716 Plastische Verformung inner- 7/10

Metall- halb von 1,2 Minuten

Keramiken 15 86.7 529 Plastische Verformung inner- 10/10

halb von 1,0 Minuten

16 86.1 539 Plastische Verformung inner- 8/10

halb von 0,7 Minuten

17 86.5 490 Plastische Verformung inner- 9/10

halb von 0,8 Minuten

18 86.9 608 Plastische Verformung inner- 9/10

halb von 0,8 Minuten

19 86.8 608 Plastische Verformung inner- 9/10

halb von 0,7 Minuten

20 86.1 422 Plastische Verformung inner- 10/10

halb von 0,5 Minuten

21 86.0 392 Plastische Verformung inner- 10/10

halb von 0,5 Minuten

Herkömml.

Schneid- 4 - - Plastische Verformung inner-

plättchen halb von 0,9 Minuten 2/10

*2: TBF bedeutet die Transversalbruchfestigkeit TABELLE XIX

Be- Zusammensetzung der Zusammensetzung 7* Kontinuierlicher Hoch- Intermittierender

schich- Träger der Schneid- der Oberflächen- MD geschwindigkeits- Schneidversuch

tete plättchen in Gewichts- schicht (µm) Schneidversuch Anzahl weitgehend

Schneid- prozent Breite des Tiefe d. ausgebrocherner pro

plätt- Flankenver- Krater- Anzahl untersuchter

chen schl. (mm) bld. (µm) Schneidplättchen

1 (Ti0.85W0.15) C0.7N0.3 6 0.13 35 1/10

(C0.7N0.3):48.5

MgO:0.07

W: 51.43

2 O:Al2O3 2 0.11 20 2/10

U:TiC0.5N0.5 4

3*8 O:Al2O3 1

M:TiC0.7O0.3 1 0.12 25 1/10

U:TiC0.8N0.2 4

4 (Ti0.85W0.15) O:AlO0.7N0.3 2 0.10 20 3/10

(C0.7N0.3):48.4 U:HfN 4

5 MgO:0.05 O:HfC 1 0.09 20 3/10

Al2O3: 1.84 M:Al2O3 2

Y2O3:0.89 U:TiC0.7N0.3 4

6 W: 48.82 TiC0.6N0.4 6 O.11 25 2/10

7 (Ti0.85W0.15) TiN 7 0.11 20 1/10

(C0.7N0.3) :53.8

8 MgO: 0.06 A1203 3 0.08 10 3/10

Al2O3:2.86 @@@

9 W:43.28 O:ZrC0.6N0.4 2 0.09 15 2/10

U:TiC0.6N0.4 5

10 (Ti0.75W0.15. TiC 7 0.12 35 1/10

Ta0.10) (C0.7N0.3)

: 48.

MgO:.07

W: 51.53

11 0: A1203 2 0.10 15 1/10

U:TiC0.7N0.3 4

12 # 0: A1203 1

I M: TiC0.4 1 0.10 15 1/10

N0.4O0.2

U :TiC 4

TABELLE XIX - Fortsetzung

tete plättchen in Gewichts- schicht (µm) Schneidversuch Anzahl weitgehend

Schneid- prozent Breite des Tiefe d. ausgebrocherner pro

plätt- Flankenver- Krater- Anzahl untersuchter

chen schl. (mm) bld. (µm) Schneidplättchen

13 (Ti0.75W0.15Ta.10) O:ZrC 2 0.09 25 3/10

(C0.7N0.3): 45.9 U:TiC 5

14 MgO: 0.03 O:AlO0.6N0.4 2 0.08 15 3/10

Al2O3: 1.38 U:TiN 4

15 Y203: 1.35 O:HfC0.2N0.8 2 0.09 20 2/10

W: 51.34 U :TiC 4

16 (Ti0.75W0.15 O:TiN 3 0.09 15 1/10

Ta0.10) (C0.7N0.3) U:TiC 4

: 48.5

MgO: 0.05

17 Al2O3:2.36 TiC0.8N0.2 7 0.09 15 2/10

18 W: 49.09 O:Al2O3 2 0.08 10 3/10

U U :TiC 4

*7: MD bedeutet die mittlere Dicke einer jeden Oberflächenschicht.

*8: Der Träger des oberflächenbeschichteten Schneidplättchens Nr. 3 besteht aus 48,5 Gewichtsprozent (Ti0,85W0,15) (C0,7N0,3), 0,07 Gewichtsprozent MgO und 51,43 Gewichtsprozent W,und trägt als Oberflächenschicht eine Oberschicht (0) aus A1203 mit einer mittleren Dicke von 1 um, eine Mittelschicht (M) aus TiC0,7O0 3 mit einer mittleren'Dicke von 1 um und eine Unterschicht (U) aus TiC0,8N0,2 mit einer mittleren Dicke von 4 µm.

TABELLE XX

tete plättchen in Gewichts- schicht (µm) Schneidversuch Anzahl weitgehend

Schneid- prozent Breite des Tiefe d. ausgebrocherner pro

plätt- Flankenver- Krater- Anzahl untersuchter

chen schl. (mm) bld. (µm) Schneidplättchen

19 (Ti0.85W0.15). TiN 4 0.11 20 1/10

20 (C0.7N0.3):36.1 TiC 3 0.10 25 2/10

21 MgO:0.09 TiC0.5N0.5 4 0.10 20 1/10

W: 63.81

22 (Ti0.80W0.20). O:TiC 2 0.09 10 2/10

(C0.7N0.3):30.7 U:TiN 2

23 MgO:0.07 O:TiN 1

Al2O3:4.72 M:TiC 1 0.10 10 2/10

W: 64.51 U:TiN 2

24 TiN 4 0.11 15 2/10

25 (Ti0.65W0.25Ta0.10) TiN 3 0.09 15 2/10

26 (C0.8N0.2):38.3 TiC 3 0.08 20 3/10

MgO:0.07

27 Al2O3:2.35 O:TiC0.5N0.5 1 0.08 15 2/10

W: 59.28 U:TiN 2

*7: MD bedeutet die mittlere Dicke einer jeden Oberflächenschicht.

Claims

Superwarmfeste Metallkeramik, daraus hergestellte Schneidplättchen für Schneidwerkzeuge und Verfahren zur Herstellung einer solchen Metallkeramik PATENTANSPRÜCHE 1. Superwarmfeste Metallkeramik, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß sie aus etwa 10 bis etwa 65 Gewichtsprozent einer festen Lösung eines Carbonitrids von Titan und Wolfram, etwa 0,01 bis 1,0 Gewichtsprozent Magnesiumoxid und Wolfram besteht.
2. Metallkeramik nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß sie etwa 25 bis etwa 55 Gewichtsprozent Carbonitrid und etwa 0,03 bis etwa 0,2 Gewichtsprozent Magnesiumoxid enthält.
3. Metallkeramik nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß sie ferner etwa 0,5 bis etwa 10 Gewichtsprozent Yttriumoxid und/oder Aluminiumoxid enthält.
4. Metallkeramik nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß sie etwa 2 bis etwa 6 Gewichtsprozent Yttriumoxid und/oder Aluminiumoxid enthält.
5. Metallkeramik nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Carbonitrid ferner wenigstens ein Metall aus der Gruppe Va des Periodensystems enthält.
6. Metallkeramik nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß sie etwa 0,5 bis etwa 10 Gewichtsprozent Yttriumoxid und/oder Aluminiumoxid enthält.
7. Metallkeramik nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Carbonitrid ferner wen-igstens ein Metall aus der Gruppe Va des Periodensystems enthält.
8. Metallkeramik nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Carbonitrid ferner wenigstens ein Metall aus der Gruppe Va des Periodensystems enthält.
9. Schneidplättchen für Schneidwerkzeuge, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß es aus einer Metallkeramik nach einem der Ansprüche 1 bis 8 hergestellt worden ist und wenigstens eine Oberflächenschicht aufweist, die jeweils zusammengesetzt ist aus einem Oxid und Oxynitrid von Aluminium, einem Carbid, Nitrid, Carbonitrid und Oxycarbonitrid von Titan, einem Carbid, Nitrid, Carbonitrid und Oxycarbonitrid von Zirconium und/oder einem Carbid, Nitrid, Carbonitrid und Oxycarbonitrid von Hafnium.
10. Verfahren zur Herstellung einer superwarmfesten Metallkeramik, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß man a) etwa 10 bis etwa 65 Gewichtsprozent pulverförmiges Carbonitrid von Titan und Wolfram, etwa 0,5 bis etwa 10,0 Gewichtsprozent pulverförmiges Magnesiumoxid und pulverförmiges Wolfram miteinander vermischt, b) das Gemisch zu einem Formkörper verpreßt, c) den Formkörper unter Vakuum, einer Stickstoffatmosphäre oder einer sonstigen Inertgasatmosphäre innerhalb eines Temperaturbereiches von etwa 1800"C bis etwa 27000C unter Decarburierung des Carbonitrids und Verdampfung des Magnesiumoxids sintert und d) hierdurch eine Metallkeramik herstellt, die etwa 10 bis etwa 65 Gewichtsprozent Carbonitrid von Titan und Wolfram, etwa 0,01 bis etwa 1,0 Gewichtsprozent Magnesiumoxid und Wolfram enthält.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß man ein Carbonitrid von Titan und Wolfram verwendet, das ferner wenigstens ein Metall aus der Gruppe Va des Periodensystems enthält.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß man in der Stufe (a) pulverförmiges Aluminiumoxid und/oder pulverförmiges Yttriumoxid in einer Menge von etwa 0,5 bis etwa 10 Gewichtsprozent des Gemisches mit dem pulverförmigen Carbonitrid von Titan und Wolfram, dem pulverförmigen Magnesiumoxid und dem pulverförmigen Wolfram vermischt und so eine Metallkeramik herstellt, die etwa die gleiche Menge an Aluminiumoxid und/oder Yttriumoxid wie das Gemisch enthält.