EP3294922A1 - Machining tool - Google Patents

Machining tool

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Publication number
EP3294922A1
EP3294922A1 EP16747721.5A EP16747721A EP3294922A1 EP 3294922 A1 EP3294922 A1 EP 3294922A1 EP 16747721 A EP16747721 A EP 16747721A EP 3294922 A1 EP3294922 A1 EP 3294922A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
carbide
tool
substrate surface
tool according
cobalt
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP16747721.5A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Stefan Sattel
Immo Garrn
Manfred Schwenck
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guehring KG
Original Assignee
Guehring KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guehring KG filed Critical Guehring KG
Publication of EP3294922A1 publication Critical patent/EP3294922A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B51/00Tools for drilling machines
    • B23B51/02Twist drills
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/02Pretreatment of the material to be coated
    • C23C16/0254Physical treatment to alter the texture of the surface, e.g. scratching or polishing
    • C23C16/0263Irradiation with laser or particle beam
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/26Deposition of carbon only
    • C23C16/27Diamond only
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B2226/00Materials of tools or workpieces not comprising a metal
    • B23B2226/31Diamond
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B2228/00Properties of materials of tools or workpieces, materials of tools or workpieces applied in a specific manner
    • B23B2228/04Properties of materials of tools or workpieces, materials of tools or workpieces applied in a specific manner applied by chemical vapour deposition [CVD]
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B2228/00Properties of materials of tools or workpieces, materials of tools or workpieces applied in a specific manner
    • B23B2228/10Coatings

Definitions

  • the present invention relates to a cutting tool according to the preamble of claim 1.
  • Tools for machining with a tool head, a tool shank and with a clamping section for receiving in one
  • Tool holder are known in a variety of forms from the prior art.
  • Such tools have in their cutting part area on functional areas, which are adapted to the specific requirements of the materials to be processed.
  • the tools mentioned are, in particular, those which are designed as drilling, milling, countersinking, turning, threading, contouring or reaming tools, which can have cutting bodies or guide strips as a functional area, the cutting bodies being used, for example, as alternating or indexable inserts may be formed and the guide rails may be formed, for example, as a support strips.
  • such tool heads have functional areas that give the tool a high wear resistance in the machining of highly abrasive materials.
  • Tool heads consist of a hard material with at least one functional layer comprising a superhard material such as cubic boron nitride (CBN) or polycrystalline diamond (PCD).
  • CBN cubic boron nitride
  • PCD polycrystalline diamond
  • Diamond deposition can be prepared by a number of methods according to US 5,082,359, for example by laser evaporation and chemical etching or plasma etching using a correspondingly patterned one
  • Photoresists or by removal by means of a focused ion beam or by removal by means of a focused ion beam (focused ion beam milling).
  • Focusing the Ga + ion beam can be produced to a diameter of less than 0.1 ⁇ crater with a distance of less than 1 pm, so quasi nanotubes can be performed in a workpiece.
  • substrates in the US 5,082,359 typical materials used in the semiconductor industry are called, such as germanium, silicon, gallium arsenide and polished wafers of monocrystalline silicon, and other useful substrates are titanium, molybdenum, nickel, copper, tungsten, tantalum, steel, ceramics,
  • CVD is performed by reacting methane and hydrogen under vacuum on a hot tungsten wire to deposit the carbon generated in high vacuum on the crater-like irregularities produced on the substrate surface in its diamond modification.
  • Such a diamond coating process is described, for example, in WO 98/35071 A1.
  • the deposition of a polycrystalline diamond film on a cemented carbide substrate of tungsten carbide embedded in a cobalt matrix is described in WO 2004/031437 A1.
  • a hard metal typically includes sintered materials of hard material particles and bonding material, such as tungsten carbide grains, wherein the tungsten carbide grains form the hard materials and the cobalt-containing binder matrix acts as a binder to the WC grains and gives the layer the toughness required for the tool.
  • the semiconductors may be the usual elemental semiconductors Si and Ge in monocrystalline, polycrystalline or amorphous form as well as semiconductor compounds such as silicon carbide, gallium arsenide, gallium phosphide, indium phosphide, indium arsenide and indium antimonide.
  • alloyed semiconductor systems such as SiGe, GaAsP, AllnAs, AIGaAs, GalnAs, GalnP or GalnAsP can also be surface-treated.
  • nanodimensional cluster ions are generated from highly reactive gases which are the desired ones to be planarized
  • the etching gases NF 3, CF 4 , C x F y or C m H n F 0 or else halides, such as HBr, HF, SF 6 or also CI 2 are used as cluster ion-forming gases. These react in ionized form, in particular with the Si in the cover layers and volatilize this as volatile fluorides such as S1F4, whereby the irradiated layer is etched off, with a large for the
  • Topography training required planarity can be achieved.
  • auxiliary etching gases such as O 2, N 2 or NH 3 can be added if necessary.
  • doping gases which make possible the doping implantations required in the desired semiconductor.
  • doping gases are, for example B2H6, PH3, ASH3 or GeH4 into consideration.
  • the treatment of diamond-coated cutting tools with cluster gas ion beams for the purpose of smoothing the diamond layer is described in Japanese Patent Application JP 2010 036 297.
  • a cluster gas consisting of pure argon or an Ar-02 mixture with 34% O 2 content is ionized and blasted onto a CVD diamond layer to obtain a homogeneous surface roughness and idiomorphic diamond layers.
  • the average cluster size is about 1000 atomic or molecular subunits.
  • the acceleration voltages are 20 to 30 KV.
  • the Reservoir is sprayed from a nozzle at supersonic velocity into a chamber and adiabatically expanded to form (electrically neutral) molecular clusters.
  • the clusters are then bombarded with electrons in an ionizer to form ion clusters, which are then accelerated by electric fields and focused by magnetic fields.
  • the CO2 gas cluster ion beam can be used for ultraprecise grinding of solid surfaces.
  • the present invention relates to a cutting tool having a substrate surface made of a hard metal or a ceramic material, the substrate surface containing carbide and / or nitride-based and / or oxide-based hard particles embedded in a cobalt-containing binder matrix are, wherein the substrate surface is smoothed, wherein a
  • Substrate surface smoothing of the cutting tool by means of a treatment with an ion beam of monomeric ions of at least one cation species is available, wherein the cation species is singly or multiply charged and wherein the cation species is selected from the group consisting of: cations of the main group elements lithium, boron, aluminum, gallium , Carbon, silicon, germanium, nitrogen, phosphorus and oxygen; such as
  • transition metals titanium, zirconium, vanadium, niobium, tantalum, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, iron, cobalt, nickel and copper.
  • Machining tools can be achieved.
  • a preferred embodiment of the present invention is a tool in which the hard material particles are selected from the group consisting of: the carbides, carbonitrides and nitrides of the non-radioactive metals of IV., V., VI. and VII. Subgroup of the Periodic Table of the Elements and boron nitride, in particular cubic boron nitride; as well as oxidic hard materials, in particular aluminum oxide and chromium oxide; and in particular titanium carbide, titanium nitride, titanium carbonitride;
  • the binder matrix may additionally contain aluminum, chromium, molybdenum and / or nickel, whereby a fine adjustment of the toughness is provided.
  • a likewise preferred embodiment of the present invention is a cutting tool in which the ceramic material is a sintered material of the above-listed hard material particles in a binding matrix, which in addition to cobalt additionally aluminum, chromium, molybdenum and / or nickel.
  • a sintered carbide or carbonitride carbide is used as the ceramic material.
  • the tools according to the invention can be designed as a rotating or standing tool, in particular as a drilling, milling, countersinking, turning, threading, contouring or reaming tool.
  • a rotating or standing tool in particular as a drilling, milling, countersinking, turning, threading, contouring or reaming tool.
  • the tools according to the invention can be monolithic or modular.
  • Typical tools may be on a support body at least one
  • Cutting body in particular a cutting plate, preferably a removable or indexable insert and / or at least one guide bar, in particular a support strip having.
  • the tool is formed from a high-speed steel, in particular a steel with the DIN steel key 1.3343, 1.3243, .3344 or .3247. As a result, the user has a large offer
  • Functional area e.g. Having a drill, which can be realized, for example, much more accurate and uniform drill holes in the workpiece.
  • twist drills Applicant in the diameter range from 0.38 mm to 120.00 mm with one
  • Tools are manufactured with a manufacturing accuracy of ISO h7. This means, for example, for a 50 mm twist drill if he has a
  • Manufacturing accuracy of ISO h8 has that the diameter deviation is ⁇ 39 pm, while the inventive 50 mm twist drills a
  • Carbide boring tools made of a 10M% Co carbide with a mean WC grain size of 0.6 pm were used for 1.5 h
  • Nitrogen ions were irradiated, the ion current having a voltage of 30 kV at 3 mA plasma current at a nitrogen pressure of 1 x 10 "5 mbar was generated.
  • Generation of the ion beam a commercial ion generator was used (ion generator "Hardion” from the company Quertech, Caen).
  • the tool in the exemplary case a twist drill with a diameter of 6.00 mm with rotation about the longitudinal axis with an angle of incidence of 0 °, thus exposed from the drill bit in the longitudinal direction of the nitrogen ion beam.
  • the twist drill Prior to treatment, the twist drill met the manufacturing accuracy ISO h8.
  • the measurements according to DIN ISO 286, Part 2 yielded a production accuracy of ISO h7 and in some cases better.

Abstract

The present invention relates to a machining tool having a substrate surface made of a hard metal or a ceramic material, said substrate surface containing hard material particles on the basis of carbide and/or nitride and/or oxide that are embedded in a cobalt-containing binder matrix, and the substrate surface being smoothened. The substrate surface of the machining tool can be smoothened by way of a treatment with an ion beam that consists of monomer ions of at least one cation species, the cation species being mono- or poly-charged and being selected from the group consisting of: cations of the main group elements lithium, boron, aluminum, gallium, carbon, silicon, germanium, nitrogen, phosphorus and oxygen; and cations of the transition metals titanium, zirconium, vanadium, niobium, tantalum, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, iron, cobalt, nickel and copper.

Description

Beschreibung  description
Spanabhebendes Werkzeug Machining tool
Die vorliegende Erfindung betrifft ein spanabhebendes Werkzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The present invention relates to a cutting tool according to the preamble of claim 1.
Werkzeuge zur spanabhebenden Bearbeitung mit einem Werkzeugkopf, einem Werkzeugschaft und mit einem Einspannabschnitt zur Aufnahme in einer Tools for machining with a tool head, a tool shank and with a clamping section for receiving in one
Werkzeugaufnahme sind in vielfältigster Form aus dem Stand der Technik bekannt. Tool holder are known in a variety of forms from the prior art.
Derartige Werkzeuge weisen in ihrem Schneidteilbereich Funktionsbereiche auf, welche an die spezifischen Anforderungen der zu bearbeitenden Materialien angepasst sind. Such tools have in their cutting part area on functional areas, which are adapted to the specific requirements of the materials to be processed.
Bei den genannten Werkzeugen handelt es sich insbesondere um solche, die als Bohr-, Fräs- Senk-, Dreh-, Gewinde-, Konturier- oder Reibwerkzeuge ausgebildet sind, welche als Funktionsbereich Schneidkörper oder Führungsleisten aufweisen können, wobei die Schneidkörper beispielsweise als Wechsel- oder Wendeschneidplatten ausgebildet sein können und die Führungsleisten zum Beispiel als Stützleisten ausgebildet sein können. The tools mentioned are, in particular, those which are designed as drilling, milling, countersinking, turning, threading, contouring or reaming tools, which can have cutting bodies or guide strips as a functional area, the cutting bodies being used, for example, as alternating or indexable inserts may be formed and the guide rails may be formed, for example, as a support strips.
Typischerweise weisen derartige Werkzeugköpfe Funktionsbereiche auf, welche dem Werkzeug eine hohe Verschleißfestigkeit bei der Bearbeitung von hochabrasiven Materialien verleihen. Typically, such tool heads have functional areas that give the tool a high wear resistance in the machining of highly abrasive materials.
In der DE 20 2005 021 817 111 der vorliegenden Anmelderin werden In DE 20 2005 021 817 111 of the present applicant
Werkzeugköpfe beschrieben, welche aus einem Hartmaterial mit zumindest einer Funktionsschicht bestehen, die einen Superhartstoff wie kubisches Bornitrid (CBN) oder polykristallinen Diamant (PKD) umfasst. Tool heads are described, which consist of a hard material with at least one functional layer comprising a superhard material such as cubic boron nitride (CBN) or polycrystalline diamond (PCD).
BESTÄTIGUNGSKOPIE Mit einem derartigen Werkzeug können hohe Standzeiten der Werkzeuge im Hinblick auf mechanische bzw. thermische Anforderungen zum Bohren, Fräsen bzw. Reiben erzielt werden. CONFIRMATION COPY With such a tool, long service lives of the tools with regard to mechanical or thermal requirements for drilling, milling or rubbing can be achieved.
Verfahren zum Aufbringen eines polykristallinen Films, insbesondere eines solchen aus Diamantmaterial, auf Nichtdiamant-Substraten sind ebenfalls seit Langem bekannt. So beschreibt beispielsweise die US 5,082,359 das Aufbringen eines polykristallinen Diamantfilms mittels chemischer Dampfphasenabscheidung (chemical vapour deposition, CVD). Methods of applying a polycrystalline film, particularly diamond material, to non-diamond substrates have also been known for a long time. For example, US 5,082,359 describes the deposition of a polycrystalline diamond film by chemical vapor deposition (CVD).
Bei dem in diesem Dokument des Standes der Technik beschriebenen Verfahren werden auf der Oberfläche des zu beschichtenden Verfahrens eine Reihe diskreter Nukleationsstellen erzeugt, welche typischerweise die Form von Kratern aufweisen. In the process described in this prior art document, a series of discrete nucleation sites, typically in the form of craters, are formed on the surface of the process to be coated.
Diese Krater, welche als Keimzellen für die später zu erfolgende These craters, which are used as germ cells for later
Diamantabscheidung dienen, können gemäß US 5,082,359 durch eine Reihe von Verfahren hergestellt werden, beispielsweise durch Laserverdampfen und chemisches Ätzen oder Plasmaätzen unter Verwendung eines entsprechend gemusterten Diamond deposition, can be prepared by a number of methods according to US 5,082,359, for example by laser evaporation and chemical etching or plasma etching using a correspondingly patterned one
Fotoresists oder auch durch Abtragung mittels eines fokussierten lonenstrahls (focused ion beam milling). Photoresists or by removal by means of a focused ion beam (focused ion beam milling).
In der US 5,082,359 wird offenbart, dass mittels eines fokussierten lonenstrahls von Ga+ bei einer kinetischen Energie von 25 KeV in den Substraten durch In US 5,082,359 it is disclosed that by means of a focused ion beam of Ga + at a kinetic energy of 25 KeV in the substrates
Fokussierung des Ga+-lonenstrahls auf einen Durchmesser von kleiner als 0,1 μιη Krater mit einem Abstand von weniger als 1 pm erzeugt werden können, also quasi Nanobohrungen in einem Werkstück durchgeführt werden können. Focusing the Ga + ion beam can be produced to a diameter of less than 0.1 μιη crater with a distance of less than 1 pm, so quasi nanotubes can be performed in a workpiece.
Als Substrate werden in der US 5,082,359 typische in der Halbleiterindustrie verwendete Materialien genannt, wie Germanium, Silicium, Galliumarsenid sowie polierte Wafer aus monokristallinem Silicium, und als weitere nützliche Substrate werden Titan, Molybdän, Nickel, Kupfer, Wolfram, Tantal, Stahl, Keramik, As substrates in the US 5,082,359 typical materials used in the semiconductor industry are called, such as germanium, silicon, gallium arsenide and polished wafers of monocrystalline silicon, and other useful substrates are titanium, molybdenum, nickel, copper, tungsten, tantalum, steel, ceramics,
Siliciumcarbid, Siliciumnitrid, Siliciumaluminiumoxynitrid, Bornitrid, Aluminiumoxid, Zinksulfid, Zinkselenid, Wolframcarbid, Graphit, Quarzglas, Glas und Saphir genannt. Schlussendlich wird die CVD durch Reaktion von Methan und Wasserstoff im Vakuum an einem heißen Wolframdraht durchgeführt, um den im Hochvakuum erzeugten Kohlenstoff auf den auf der Substratoberfläche erzeugten kraterförmigen Unregelmäßigkeiten in seiner Diamantmodifikation abzuscheiden. Silicon carbide, silicon nitride, silicon aluminum oxynitride, boron nitride, aluminum oxide, zinc sulfide, zinc selenide, tungsten carbide, graphite, quartz glass, glass and sapphire. Finally, CVD is performed by reacting methane and hydrogen under vacuum on a hot tungsten wire to deposit the carbon generated in high vacuum on the crater-like irregularities produced on the substrate surface in its diamond modification.
Ferner ist es für Werkzeuge bekannt, Funktionsflächen mit einer Diamantschicht zu versehen, wobei ebenfalls ein CVD-Verfahren verwendet wird. Furthermore, it is known for tools to provide functional surfaces with a diamond layer, whereby a CVD method is also used.
Ein solches Diamantbeschichtungsverfahren ist beispielsweise in WO 98/35071 A1 beschrieben. Insbesondere die Abscheidung eines polykristallinen Diamantfilms auf einem Hartmetallsubstrat aus in eine Cobaltmatrix eingebettetem Wolframcarbid ist in WO 2004/031437 A1 beschrieben. Such a diamond coating process is described, for example, in WO 98/35071 A1. In particular, the deposition of a polycrystalline diamond film on a cemented carbide substrate of tungsten carbide embedded in a cobalt matrix is described in WO 2004/031437 A1.
Typischerweise enthält ein Hartmetall Sintermaterialien aus Hartstoffpartikeln und Bindematerial, beispielsweise Wolframcarbid-Körner, wobei die Wolframcarbid-Körner die harten Materialien bilden und die cobalthaltige Bindematrix den WC-Körnern als Bindemittel dient und der Schicht die für das Werkzeug erforderliche Zähigkeit verleiht. Typically, a hard metal includes sintered materials of hard material particles and bonding material, such as tungsten carbide grains, wherein the tungsten carbide grains form the hard materials and the cobalt-containing binder matrix acts as a binder to the WC grains and gives the layer the toughness required for the tool.
Diamantbeschichtete Hartmetall- bzw. Cermet-Werkzeuge wirken sich Diamond-coated carbide or cermet tools are effective
naturgemäß positiv auf den Verschleißschutz des Werkzeugs sowie auf dessen naturally positive for the wear protection of the tool as well as on its
Standzeit im Dauereinsatz aus. Service life in continuous use.
Zum Glätten der Oberflächen von Hartmetall- oder Cermetwerkzeugen sind aus dem Stand der Technik unterschiedliche Verfahren bekannt. Einerseits das klassische Anschleifen der Oberflächen mit beispielsweise Korund- oder Diamantschleifmitteln und andererseits chemisch-mechanische Polierverfahren (CMP), bei welchen zusätzliche Ätz- und/oder Polierschleifmittel zum Einsatz gelangen. Ein derartiges CMP-Verfahren ist zur Herstellung exakter Planarität für Halbleiteroberflächen beispielsweise in der US 2012/0217587 A1 beschrieben. Darüber hinaus gibt es ebenfalls im Halbleiterbereich Elektropolierverfahren, bei welchen mittels Stromfluss und geeigneten Elektrolyten eine Oberflächenglättung erzielt wird. Derartige Verfahren sind beispielsweise in der WO 97/07264 A1 beschrieben. For smoothing the surfaces of cemented carbide or cermet tools, different methods are known from the prior art. On the one hand, the conventional grinding of the surfaces with, for example, corundum or diamond abrasives and, on the other hand, chemical-mechanical polishing processes (CMP) in which additional etching and / or polishing abrasives are used. Such a CMP process is described for producing exact planarity for semiconductor surfaces, for example in US 2012/0217587 A1. In addition, there are also in the semiconductor field electropolishing, in which by means of current flow and suitable electrolytes a surface smoothing is achieved. Such methods are described, for example, in WO 97/07264 A1.
Weitere Verfahren zur Erzeugung möglichst perfekter Planarität zur Vorbereitung der Erstellung von IC-Topographien von Halbleiteroberflächen sind ebenfalls in der US 2012/0217587 A1 beschrieben. Die Halbleiter können gemäß US 2012/0217587 A1 die üblichen elementaren Halbleiter Si und Ge in monokristalliner, polykristalliner oder amorpher Form sowie Halbleiterverbindungen sein, wie beispielsweise Siliciumcarbid, Galliumarsenid, Galliumphosphid, Indiumphosphid, Indiumarsenid und Indiumantimonid. Darüber hinaus können auch legierte Halbleitersysteme wie SiGe, GaAsP, AllnAs, AIGaAs, GalnAs, GalnP oder GalnAsP oberflächenbehandelt werden. Further methods for producing as perfect a planarity as possible in preparation for the production of IC topographies of semiconductor surfaces are also described in US 2012/0217587 A1. According to US 2012/0217587 A1, the semiconductors may be the usual elemental semiconductors Si and Ge in monocrystalline, polycrystalline or amorphous form as well as semiconductor compounds such as silicon carbide, gallium arsenide, gallium phosphide, indium phosphide, indium arsenide and indium antimonide. In addition, alloyed semiconductor systems such as SiGe, GaAsP, AllnAs, AIGaAs, GalnAs, GalnP or GalnAsP can also be surface-treated.
Die Erzeugung maximaler Planarität erfolgt gemäß US 2012/0217587 A1 nach Vorbereitung durch unterschiedliche Verfüllung von Vertiefungen und Beschichtungen mit Abdeckschichten mit den zur Topographieerstellung erforderlichen Mustern bei Bedarf an den gewünschten Stellen zunächst durch chemisch-mechanische The production of maximum planarity is carried out according to US 2012/0217587 A1 after preparation by different backfilling of depressions and coatings with cover layers with the patterns required for the topography when required at the desired locations, first by chemical-mechanical
Polierverfahren und danach durch Bestrahlung mit Clusterionen mit kinetischen Polishing method and then by irradiation with cluster ions with kinetic
Energien zwischen 1 und 90 KeV. Hierbei werden nanodimensionale Clusterionen aus hochreaktiven Gasen erzeugt, welche die gewünschte zu planarisierende Energies between 1 and 90 KeV. Here, nanodimensional cluster ions are generated from highly reactive gases which are the desired ones to be planarized
Oberflächenschicht durch Ätzen entfernt und hierdurch werden hochplanare Surface layer removed by etching and thereby become highly planar
Oberflächen erzeugt. Als clusterionenbildende Gase kommen gemäß US 2012/0217587 A1 die Ätzgase NF3, CF4, CxFy oder CmHnF0 oder auch Halogenide, wie z.B. HBr, HF, SF6 oder auch CI2 zum Einsatz. Diese reagieren in ionisierter Form insbesondere mit dem Si in den Abdeckschichten und verflüchtigen dieses als volatile Fluoride wie z.B. S1F4 , wodurch die bestrahlte Schicht abgeätzt wird, wobei eine große für die Generated surfaces. According to US 2012/0217587 A1, the etching gases NF 3, CF 4 , C x F y or C m H n F 0 or else halides, such as HBr, HF, SF 6 or also CI 2 are used as cluster ion-forming gases. These react in ionized form, in particular with the Si in the cover layers and volatilize this as volatile fluorides such as S1F4, whereby the irradiated layer is etched off, with a large for the
Topographieausbildung erforderliche Planarität erreicht werden kann. Zusätzlich können gemäß US 2012/0217587 A1 noch Ätzhilfsgase wie O2, N2 oder NH3 bei Bedarf zugemischt werden. Darüber hinaus kann auch mit Dotierungsgasen gearbeitet werden, welche die im gewünschten Halbleiter erforderlichen Dotierungsimplantationen ermöglichen. Als Dotierungsgase kommen beispielsweise B2H6, PH3, ASH3 oder GeH4 in Betracht. Die Behandlung von diamantbeschichteten Schneidwerkzeugen mit Clustergas- lonenstrahlen zum Zwecke der Glättung der Diamantschicht wird in der japanischen Patentanmeldung JP 2010 036 297 beschrieben. Dort wird ein Clustergas, bestehend aus reinem Argon oder einer Ar-02-Mischung mit 34% 02-Anteil ionisiert und auf eine CVD-Diamantschicht gestrahlt, um eine homogene Oberflächenrauheit und idiomorphe Diamantschichten zu erhalten. Die durchschnittliche Clustergröße beträgt ca. 1000 atomare oder molekulare Untereinheiten. Die Beschleunigungsspannungen betragen 20 bis 30 KV. Topography training required planarity can be achieved. In addition, according to US 2012/0217587 A1, auxiliary etching gases such as O 2, N 2 or NH 3 can be added if necessary. In addition, it is also possible to work with doping gases which make possible the doping implantations required in the desired semiconductor. As doping gases are, for example B2H6, PH3, ASH3 or GeH4 into consideration. The treatment of diamond-coated cutting tools with cluster gas ion beams for the purpose of smoothing the diamond layer is described in Japanese Patent Application JP 2010 036 297. There, a cluster gas consisting of pure argon or an Ar-02 mixture with 34% O 2 content is ionized and blasted onto a CVD diamond layer to obtain a homogeneous surface roughness and idiomorphic diamond layers. The average cluster size is about 1000 atomic or molecular subunits. The acceleration voltages are 20 to 30 KV.
Vorrichtungen zur Erzeugung von Gasclustern, z. B. aus CO2, und lonenstrahlen daraus werden beispielsweise in der JPH08120470 (A) beschrieben. Gemäß dieser Druckschrift wird beispielsweise CO2-Gas aus einem unter Druck stehenden Devices for generating gas clusters, eg. For example, from CO2, and ion beams thereof are described, for example, in JPH08120470 (A). According to this document, for example, CO2 gas from a pressurized
Vorratsbehälter aus einer Düse mit Überschallgeschwindigkeit in eine Kammer eingedüst und adiabatisch expandiert, um (elektrisch neutrale) Molekülcluster zu bilden. Die Cluster werden anschließend in einem Ionisator mit Elektronen beschossen, wodurch lonencluster entstehen, die dann mittels elektrischer Felder beschleunigt und mittels magnetischer Felder fokussiert werden. Gemäß JPH08120470 (A) kann der CO2-Gascluster-lonenstrahl zum ultrapräzisen Schleifen von Festkörperoberflächen eingesetzt werden. Reservoir is sprayed from a nozzle at supersonic velocity into a chamber and adiabatically expanded to form (electrically neutral) molecular clusters. The clusters are then bombarded with electrons in an ionizer to form ion clusters, which are then accelerated by electric fields and focused by magnetic fields. According to JPH08120470 (A), the CO2 gas cluster ion beam can be used for ultraprecise grinding of solid surfaces.
Schlussendlich beschreiben YAMADA et al. in Nucl. Instr. And Meth. in Phys. Res. B 206 (2003) 820-829:„Cluster Ion Beam Process Technology", Prozesstechnologien mit Clusterionenstrahlen und beleuchten den theoretischen und praktischen Finally, YAMADA et al. in Nucl. Instr. And Meth. In Phys. Res. B 206 (2003) 820-829: "Cluster Ion Beam Process Technology", process technologies with cluster ion beams and illuminate the theoretical and practical
Hintergrund. Insbesondere vergleichen YAMADA et al. die Wirkungen der von Background. In particular, YAMADA et al. the effects of
Gasclusterionenstrahlen mit denjenigen von monomeren lonenstrahlen. Dem Gas cluster ion beams with those of monomeric ion beams. the
Übersichtsartikel von YAMADA et al. zufolge lässt sich die Bombardierung eines Objektes mit Clusterionenstrahlen am ehesten mit dem Einschlag eines metallischen Asteroiden mit einem Durchmesser von ca.30 m auf die Erdoberfläche vergleichen, wie dies beispielsweise vor ungefähr 50.000 Jahren im nördlichen Teil Arizonas geschah: Durch den Aufprall dieses Meteoriten entstand ein Krater mit einem Durchmesser von 1,2 km mit dem typischen hochgezogenen Kraterrand aus ausgeworfenem Material. Im mikroskopischen Bereich werden durch Einschläge von Teilchen hoher Energie oder schweren Ionen ähnliche Krater auf Festkörperoberflächen erzeugt. So betrachten YAMADA et al. das Auftreffen eines Ar-Clusterions auf eine Goldoberfläche: Dort entsteht ein Mikrokrater mit etwa 30 nm Durchmesser, also in etwa 4 x 1010 mal kleiner als der oben erwähnte Meteoritenkrater. Review article by YAMADA et al. The bombardment of an object with cluster ion beams is most likely to be compared with the impact of a metallic asteroid with a diameter of about 30 m on the Earth's surface, as happened, for example, about 50,000 years ago in the northern part of Arizona: the impact of this meteorite 1.2 km diameter crater with the typical raised crater rim of ejected material. At the microscopic level, collisions of particles of high energy or heavy ions produce similar craters on solid surfaces. So consider YAMADA et al. the impact of an Ar cluster ion on a gold surface: This is where a microcrater with a diameter of about 30 nm is formed, which is about 4 x 10 10 times smaller than the above-mentioned meteorite crater.
Schätzungen zufolge treten durch derartige Clusterionenstrahlen kurzzeitig It is estimated that such cluster ion beams are momentary
Temperaturen von mehreren zehntausend Grad und Drücke im Gigapasealbereich in der Zielregion auf. Temperatures of tens of thousands of degrees and pressures in the gigapaseal region in the target region.
Im Gegensatz zu den Gasclusterionenbestrahlungen treten gemäß YAMADA et al. derartige Effekte bei der Bestrahlung von Oberflächen mit monomeren Ionen nicht auf. In contrast to gas cluster ion irradiations, according to YAMADA et al. such effects in the irradiation of surfaces with monomeric ions not on.
Somit ist festzuhalten, dass die Bombardierung von Festkörperoberflächen mit Clusterionen beträchtliche Schäden in dem Gefüge des bestrahlten Substrates anrichtet und eine Oberflächenfeinpolitur mittels Clusterionen mit einer Vielzahl von Mikrokratern in der behandelten Substratoberfläche einhergehen muss. Thus, it should be noted that the bombardment of solid-state surfaces with cluster ions causes considerable damage in the structure of the irradiated substrate and a surface refinement by means of cluster ions must be accompanied by a multiplicity of microcraters in the treated substrate surface.
Bei der Fertigung von Hochleistungsschneidwerkzeugen ist jedoch eine drastische Gefügeänderung - wie bei der Bestrahlung mit Clusterionen zu erwarten - bei der Glättung der bereits hinsichtlich chemischer Zusammensetzung und Kristallgitter fertig ausgebildeten Werkzeugsubstratoberfläche unerwünscht. In the production of high-performance cutting tools, however, a drastic structural change-as expected in the case of irradiation with cluster ions-is undesirable in the smoothing of the tool substrate surface already finished with regard to chemical composition and crystal lattice.
Ausgehend vom Stand der Technik des Übersichtsartikels von YAMADA et al. war es daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, hochgeglättete Werkzeugoberflächen zur Verfügung zu stellen, welche die nachteiligen Gefügeänderungen des Standes der Technik wenigstens weitgehend vermeiden. Based on the prior art of the review article by YAMADA et al. It was therefore an object of the present invention to provide highly smoothed tool surfaces, which at least largely avoid the disadvantageous structure changes of the prior art.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1. The solution of this problem is achieved by the characterizing features of claim 1.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein spanabhebendes Werkzeug mit einer Substratoberfläche aus einem Hartmetall oder einem keramischem Material, wobei die Substratoberfläche Hartstoffpartikel auf Carbid- und/oder Nitridbasis und/oder Oxidbasis enthält, welche in eine cobalthaltige Bindematrix eingebettet sind, wobei die Substratoberfläche geglättet ist, wobei eine In particular, the present invention relates to a cutting tool having a substrate surface made of a hard metal or a ceramic material, the substrate surface containing carbide and / or nitride-based and / or oxide-based hard particles embedded in a cobalt-containing binder matrix are, wherein the substrate surface is smoothed, wherein a
Substratoberflächenglättung des spanabhebenden Werkzeugs mittels einer Behandlung mit einem lonenstrahl aus monomeren Ionen wenigstens einer Kationenspezies erhältlich ist, wobei die Kationenspezies einfach oder mehrfach geladen ist und wobei die Kationenspezies ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus: Kationen der Hauptgruppenelemente Lithium, Bor, Aluminium, Gallium, Kohlenstoff, Silicium, Germanium, Stickstoff, Phosphor und Sauerstoff; sowie  Substrate surface smoothing of the cutting tool by means of a treatment with an ion beam of monomeric ions of at least one cation species is available, wherein the cation species is singly or multiply charged and wherein the cation species is selected from the group consisting of: cations of the main group elements lithium, boron, aluminum, gallium , Carbon, silicon, germanium, nitrogen, phosphorus and oxygen; such as
aus Kationen der Übergansmetalle Titan, Zirconium, Vanadium, Niob, Tantal, Chrom, Molybdän, Wolfram, Mangan, Eisen, Cobalt, Nickel und Kupfer.  from cations of the transition metals titanium, zirconium, vanadium, niobium, tantalum, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, iron, cobalt, nickel and copper.
Im Lichte des Standes der Technik des eingangs diskutierten Übersichtsartikels von YAMADA et al. ist es überraschend, dass - im Gegensatz zu der bekannten Clusterionenstrahlbehandlung von Oberflächen - mittels eines lonenstrahls aus monomeren Ionen gemäß der vorliegenden Erfindung eine gefügeerhaltende In the light of the prior art of the reviewed article by YAMADA et al. It is surprising that - in contrast to the known cluster ion beam treatment of surfaces - by means of an ion beam of monomeric ions according to the present invention, a structure-preserving
Ultrafeinpolierung und damit eine Glättung der Oberflächenrauhigkeit auf Ultrafine polishing and thus a smoothing of the surface roughness
spanabhebenden Werkzeugen erreicht werden kann. Machining tools can be achieved.
Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Werkzeug bei welchem die Hartstoffpartikel ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus: den Carbiden, Carbonitriden und Nitriden der nicht radioaktiven Metalle der IV., V., VI. und VII. Nebengruppe des Periodensystems der Elemente und Bornitrid, insbesondere kubisches Bornitrid; sowie oxidische Hartstoffe, insbesondere Aluminiumoxid und Chromoxid; sowie insbesondere Titancarbid, Titannitrid, Titancarbonitrid; A preferred embodiment of the present invention is a tool in which the hard material particles are selected from the group consisting of: the carbides, carbonitrides and nitrides of the non-radioactive metals of IV., V., VI. and VII. Subgroup of the Periodic Table of the Elements and boron nitride, in particular cubic boron nitride; as well as oxidic hard materials, in particular aluminum oxide and chromium oxide; and in particular titanium carbide, titanium nitride, titanium carbonitride;
Vanadiumcarbid, Niobcarbid, Tantalcarbid; Chromcarbid, Molybdäncarbid, Vanadium carbide, niobium carbide, tantalum carbide; Chromium carbide, molybdenum carbide,
Wolframcarbid; Mangancarbid, Rheniumcarbid; sowie Mischungen und Mischphasen davon. tungsten carbide; Manganese carbide, rhenium carbide; and mixtures and mixed phases thereof.
Vorteilhaft kann die Bindematrix neben Cobalt zusätzlich Aluminium, Chrom, Molybdän und/oder Nickel enthalten, wodurch eine Feineinstellung der Zähigkeit gegeben ist. Eine ebenfalls bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein spanabhebendes Werkzeug bei dem das keramische Material ein Sinterwerkstoff aus den oben aufgelisteten Hartstoffpartikeln in einer Bindematrix, welche neben Cobalt zusätzlich Aluminium, Chrom, Molybdän und/oder Nickel enthält, ist. Advantageously, in addition to cobalt, the binder matrix may additionally contain aluminum, chromium, molybdenum and / or nickel, whereby a fine adjustment of the toughness is provided. A likewise preferred embodiment of the present invention is a cutting tool in which the ceramic material is a sintered material of the above-listed hard material particles in a binding matrix, which in addition to cobalt additionally aluminum, chromium, molybdenum and / or nickel.
Es ist bevorzugt, dass als keramisches Material ein gesintertes Carbid- oder Carbonitridhartmetall eingesetzt wird. It is preferred that a sintered carbide or carbonitride carbide is used as the ceramic material.
Die erfindungsgemäßen Werkzeuge können als rotierendes oder als stehendes Werkzeug, insbesondere als Bohr-, Fräs-, Senk-, Dreh-, Gewinde-, Konturier- oder Reibwerkzeug ausgebildet sein. Hierdurch steht dem Anwender die vollständige Palette von Werkzeugen mit den erfindungsgemäßen Oberflächeneigenschaften zur The tools according to the invention can be designed as a rotating or standing tool, in particular as a drilling, milling, countersinking, turning, threading, contouring or reaming tool. As a result, the user has the full range of tools with the surface properties of the invention
Verfügung. Available.
In üblicher Bauart können die erfindungsgemäßen Werkzeuge monolithisch oder modular aufgebaut sein. In a conventional design, the tools according to the invention can be monolithic or modular.
Typische Werkzeuge können auf einem Trägerkörper wenigstens ein Typical tools may be on a support body at least one
Schneidkörper, insbesondere eine Schneidplatte, vorzugsweise eine Wechsel- oder Wendeplatte und/oder wenigstens eine Führungsleiste, insbesondere eine Stützleiste, aufweisen. Cutting body, in particular a cutting plate, preferably a removable or indexable insert and / or at least one guide bar, in particular a support strip having.
Besonders vorteilhaft ist, dass das Werkzeug aus einem Schnellarbeitsstahl gebildet ist, insbesondere einem Stahl mit dem DIN-Stahlschlüssel 1.3343, 1.3243, .3344 oder .3247. Hierdurch steht dem Anwender eine großes Angebot an It is particularly advantageous that the tool is formed from a high-speed steel, in particular a steel with the DIN steel key 1.3343, 1.3243, .3344 or .3247. As a result, the user has a large offer
hochwertigen Werkzeugen mit hochfein polierten Oberflächen zur Verfügung. High quality tools with highly polished surfaces available.
Selbst spanabhebende Werkzeuge, welche wenigstens einen Funktionsbereich aufweisen, der diamantbeschichtet ist, insbesondere CVD-diamantbeschichtet, können mit den monomeren lonenstrahlen derart bearbeitet werden, dass eine gleichmäßige idiomorphe Diamantschicht vorliegt. Somit sind kristallographisch durch das Even cutting tools which have at least one functional area that is diamond-coated, in particular CVD diamond-coated, can be processed with the monomeric ion beams in such a way that a uniform idiomorphic diamond layer is present. Thus are crystallographically by the
Aufwachsen der kubischen Diamantkristalle in unterschiedliche Vorzugsrichtungen, z.B. Growing the cubic diamond crystals in different preferred directions, e.g.
[111] oder [001] bedingte Dickenschwankungen (cf. JP 2010 036 247) der Diamantschicht durch die lonenstrahlbehandlung im Wesentlichen behoben, so dass die erfindungsgemäßen Werkzeuge mit einer Herstellungsgenauigkeit von bis zu ± 1000 nm beispielsweise für Sprialbohrer mit Durchmessern von bis zu 6 mm technisch realisiert werden können. Unabhängig vom Ort wird das erfindungsgemäße [111] or [001] conditional variations in thickness (cf JP 2010 036 247) Diamond layer substantially eliminated by the ion beam treatment, so that the tools according to the invention can be technically realized with a manufacturing accuracy of up to ± 1000 nm, for example for Sprialbohrer with diameters of up to 6 mm. Regardless of the location is the invention
spanabhebende Werkzeug somit auch dieselbe Dicke über den gesamten cutting tool thus also the same thickness over the entire
Funktionsbereich z.B. eines Bohrers aufweisen, wodurch sich beispielsweise deutlich exaktere und gleichmäßigere Bohrlöcher im Werkstück realisieren lassen. Functional area e.g. Having a drill, which can be realized, for example, much more accurate and uniform drill holes in the workpiece.
In jedem Falle erzielen beispielsweise Bohrwerkzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung, eine höhere Klassifikation, also engere Maßtoleranzen, bei der Spiralbohrer- Herstellungsgenauigkeit nach DIN ISO 286, Teil 2. Typischerweise werden Spiralbohrer der Anmelderin im Durchmesserbereich von 0,38 mm bis 120,00 mm mit einer In any case, for example, achieve drilling tools according to the present invention, a higher classification, so tighter tolerances in the Bohralbohrer- manufacturing accuracy according to DIN ISO 286, Part 2. Typically, twist drills Applicant in the diameter range from 0.38 mm to 120.00 mm with one
Herstellungsgenauigkeit von ISO h8 hergestellt. Werden die Werkzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung mittels lonenstrahlen behandelt, so können dieselben Manufacturing accuracy of ISO h8 manufactured. If the tools are treated according to the present invention by means of ion beams, so can the same
Werkzeuge mit einer Herstellungsgenauigkeit von ISO h7 hergestellt werden. Dies bedeutet beispielsweise für einen 50 mm Spiralbohrer, wenn er eine Tools are manufactured with a manufacturing accuracy of ISO h7. This means, for example, for a 50 mm twist drill if he has a
Herstellungsgenauigkeit von ISO h8 aufweist, dass die Durchmesserabweichung ±39 pm beträgt, während die erfindungsgemäßen 50 mm Spiralbohrer eine Manufacturing accuracy of ISO h8 has that the diameter deviation is ± 39 pm, while the inventive 50 mm twist drills a
Herstellungsgenauigkeit von ISO h7 aufweisen, womit die Durchmesserabweichung der erfindungsgemäßen Bohrwerkzeuge lediglich ±25 μιη beträgt. Have manufacturing accuracy of ISO h7, whereby the diameter deviation of the drilling tools according to the invention is only ± 25 μιη.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen. Further advantages and features of the present invention will become apparent from the description of exemplary embodiments.
Beispiel example
Hartmetallbohrwerkzeuge aus einem 10M%Co-Hartmetall mit einer mittleren WC- Korngröße von 0,6 pm (Gühring-Handelsname DK460UF) wurden für 1 ,5 h Carbide boring tools made of a 10M% Co carbide with a mean WC grain size of 0.6 pm (Guhring trade name DK460UF) were used for 1.5 h
erfindungsgemäß mit einem lonenstrom aus im Wesentlichen monomeren According to the invention with an ionic stream of substantially monomeric
Stickstoffionen bestrahlt, wobei der lonenstrom mit einer Spannung von 30 kV bei 3 mA Plasmastrom bei einem Stickstoffdruck von 1 x 10"5 mbar erzeugt wurde. Zum Erzeugen des lonenstrahls kam ein handelsüblicher lonengenerator zum Einsatz (lonengenerator„Hardion" der Firma Quertech, Caen). Nitrogen ions were irradiated, the ion current having a voltage of 30 kV at 3 mA plasma current at a nitrogen pressure of 1 x 10 "5 mbar was generated Generation of the ion beam, a commercial ion generator was used (ion generator "Hardion" from the company Quertech, Caen).
Während der lonenstrahlbehandlung wurde das Werkzeug, im Beispielsfalle ein Spiralbohrer mit einem Durchmesser von 6,00 mm unter Rotation um die Längsachse mit einem Einfallwinkel von 0°, also von der Bohrerspitze in Längsrichtung dem Stickstoffionenstrahl ausgesetzt. Vor der Behandlung erfüllte der Spiralbohrer die Herstellungsgenauigkeit ISO h8. Nach der Behandlung ergaben die Messungen nach DIN ISO 286, Teil 2 eine Herstellungsgenauigkeit von ISO h7 und zum Teil besser. During the ion beam treatment, the tool, in the exemplary case a twist drill with a diameter of 6.00 mm with rotation about the longitudinal axis with an angle of incidence of 0 °, thus exposed from the drill bit in the longitudinal direction of the nitrogen ion beam. Prior to treatment, the twist drill met the manufacturing accuracy ISO h8. After the treatment, the measurements according to DIN ISO 286, Part 2 yielded a production accuracy of ISO h7 and in some cases better.

Claims

Ansprüche claims
1. Spanabhebendes Werkzeug mit einer Substratoberfläche aus einem Hartmetall oder einem keramischem Material, wobei die Substratoberfläche Hartstoffpartikel auf Carbid- und/oder Nitridbasis und/oder Oxidbasis enthält, welche in eine cobalthaltige Bindematrix eingebettet sind, wobei die Substratoberfläche geglättet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Substratoberfiächengiättung des spanabhebenden Werkzeugs mittels einer Behandlung mit einem lonenstrahl aus monomeren Ionen wenigstens einer Kationenspezies erhältlich ist, wobei die Kationenspezies einfach oder mehrfach geladen ist und wobei die Kationenspezies ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus: Kationen der Hauptgruppenelemente Lithium, Bor, Aluminium, Gallium, Kohlenstoff, Silicium, Germanium, Stickstoff, Phosphor und Sauerstoff; sowie A chip removing tool having a substrate surface made of a cemented carbide or a ceramic material, the substrate surface containing carbide and / or nitride based and / or oxide based hard particles embedded in a cobalt containing binder matrix, the substrate surface being smoothed, characterized in that a substrate surface finishing of the cutting tool is obtainable by treatment with an ion beam of monomeric ions of at least one cation species, the cation species being singly or multiply charged, and wherein the cation species is selected from the group consisting of: cations of the main group elements lithium, boron, aluminum, Gallium, carbon, silicon, germanium, nitrogen, phosphorus and oxygen; such as
aus Kationen der Übergansmetalle Titan, Zirconium, Vanadium, Niob, Tantal, Chrom, Molybdän, Wolfram, Mangan, Eisen, Cobalt, Nickel und Kupfer.  from cations of the transition metals titanium, zirconium, vanadium, niobium, tantalum, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, iron, cobalt, nickel and copper.
2. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die 2. Tool according to claim 1 or 2, characterized in that the
Hartstoffpartikel ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus: den Carbiden, Carbonitriden und Nitriden der nicht radioaktiven Metalle der IV., V., VI. und VII. Nebengruppe des Periodensystems der Elemente und Bornitrid, insbesondere kubisches Bornitrid; sowie oxidische Hartstoffe, insbesondere Aluminiumoxid und Chromoxid; sowie insbesondere Titancarbid, Titannitrid, Titancarbonitrid;  Hard material particles are selected from the group consisting of: the carbides, carbonitrides and nitrides of the non-radioactive metals of IV., V., VI. and VII. Subgroup of the Periodic Table of the Elements and boron nitride, in particular cubic boron nitride; as well as oxidic hard materials, in particular aluminum oxide and chromium oxide; and in particular titanium carbide, titanium nitride, titanium carbonitride;
Vanadiumcarbid, Niobcarbid, Tantalcarbid; Chromcarbid, Molybdäncarbid, Wolframcarbid; Mangancarbid, Rheniumcarbid sowie Mischungen und  Vanadium carbide, niobium carbide, tantalum carbide; Chromium carbide, molybdenum carbide, tungsten carbide; Manganese carbide, rhenium carbide and mixtures and
Mischphasen davon.  Mixed phases of it.
3. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch 3. Tool according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass die Bindematrix neben Cobalt zusätzlich Aluminium, Chrom, Molybdän und/oder Nickel enthält. in that the binding matrix additionally contains aluminum, chromium, molybdenum and / or nickel in addition to cobalt.
4. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das keramische Material ein Sinterwerkstoff aus 4. Tool according to one of the preceding claims, characterized in that the ceramic material is a sintered material
Hartstoffpartikeln gemäß Anspruch 2 in einer Bindematrix gemäß Anspruch 3 ist.  Hard material particles according to claim 2 in a binding matrix according to claim 3.
5. Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das keramische Material ein gesintertes Carbid- oder Carbonitridhartmetall ist. 5. Tool according to claim 4, characterized in that the ceramic material is a sintered carbide or carbonitride hard metal.
6. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch 6. Tool according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass es als rotierendes oder als stehendes Werkzeug, insbesondere als Bohr-, Fräs-, Senk-, Dreh-, Gewinde-, Konturier- oder  in that it can be used as a rotating or standing tool, in particular as a drilling, milling, countersinking, turning, threading, contouring or
Reibwerkzeug ausgebildet ist.  Friction tool is formed.
7. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch 7. Tool according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass das Werkzeug monolithisch oder modular aufgebaut ist.  characterized in that the tool is monolithic or modular.
8. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch 8. Tool according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass auf einem Trägerkörper wenigstens ein Schneidkörper, insbesondere eine Schneidplatte, vorzugsweise eine Wechsel- oder  in that on a carrier body at least one cutting body, in particular a cutting plate, preferably a change or
Wendeplatte, vorgesehen ist und/oder wenigstens eine Führungsleiste, insbesondere eine Stützleiste, vorgesehen ist.  Turning, is provided and / or at least one guide bar, in particular a support bar, is provided.
9. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch 9. Tool according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass das Substrat ein Schnellarbeitsstahl ist, insbesondere ein Stahl mit dem DIN-Stahlschlüssel 1.3343, 1.3243, 1.3344 oder 1.3247 ist.  in that the substrate is a high-speed steel, in particular a steel with the DIN steel key 1.3343, 1.3243, 1.3344 or 1.3247.
10. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch 10. Tool according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass das es wenigstens einen Funktionsbereich aufweist, der diamantbeschichtet ist, insbesondere CVD-diamantbeschichtet.  in that it has at least one functional area which is diamond-coated, in particular CVD diamond-coated.
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