WO2003020997A1 - Beschichter mehrphasiger körper - Google Patents

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Stefan Feistritzer
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Böhlerit Ges.M.B.H. & Co.Kg
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    • C23—COATING 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
    • C23C—COATING 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
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/02—Pretreatment of the material to be coated
    • C23C16/0272—Deposition of sub-layers, e.g. to promote the adhesion of the main coating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING 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
    • C23C—COATING 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
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical 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
    • C23C16/26—Deposition of carbon only
    • C23C16/27—Diamond only
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy

Definitions

  • the invention relates to a coated multi-phase body which is formed as a composite material from metallic hard material particles or from non-oxide ceramic particles of elements of groups 4 and / or 5 and / or 6 of the periodic system, a binding metal and production-related impurities by sintering, in particular hard metal, which body at least partially carries a diamond coating, for example diamond-coated cutting tool part.
  • metallic hard materials primarily comprise high-melting carbides, borides, nitrides and suicides of the 4a to 6a group of the periodic table.
  • ceramic materials are inorganic non-metallic materials with atomic and ionic bonding and can be classified according to the chemical composition
  • Non-oxide ceramic materials are so-called hard materials: carbides, nitrides, borides, silicides and generally have a high proportion of covalent bonds, which give them high melting temperatures, moduli of elasticity, strength and hardness.
  • Cutting tool parts made of hard metal can show disadvantageous wear in the cutting edge area when machining materials, for example Al-Si alloys, despite high hardness, abrasion resistance and temperature resistance.
  • single crystal and sintered diamond tools are known, which, however, cause particularly high tool costs.
  • diamond-coated hard metal cutting tools in order to achieve particularly favorable cutting properties and service lives when machining non-ferrous metals and their alloys, for example made of Al, Si, Cu, and in the machining of fiber-reinforced plastics and ceramic parts as well as wood and the like.
  • the coating surface When coating metal-bonded metallic hard materials or similar non-oxide ceramic substrates with diamond, the coating surface must be free of binding metal such as Co, the diamond layer, according to the current view of experts, essentially adhering positively to the metallic hard material particles.
  • the hard material particles near the surface with a size of 0.5 to 10 ⁇ m should have sufficiently good anchoring in the substrate.
  • EP 0549801 A1 in order to increase the adhesive strength of the diamond coating, the proposal was made to form a surface layer with a thickness of greater than 3 ⁇ m to 30 ⁇ m and more, and to provide a continuous concentration profile of the components therein. Furthermore, an improved adhesion due to the porosity of the layer should be 40 to 80%.
  • the invention is based on the object of avoiding the disadvantages of the embodiments of the surface layer of hard metals to be assigned to the prior art and of specifying a layer formation which brings about a high adhesive strength of a diamond layer, with which improved performance properties of cutting tool parts can be achieved.
  • This object is achieved according to the invention in the case of a coated multiphase body of the type mentioned at the outset in that the sintered body particles of one or more metallic hard material or. non-oxide ceramic compound (s) with elements of group 6 and at least one element of group 5 of the periodic table, and binding metal with a content of at most Has 29.8 vol% and the diamond layer is applied to a binder-metal-free surface layer with a layer thickness of less than 3 ⁇ m.
  • the completely binding metal-free surface layer has a layer thickness of less than 3 ⁇ m, so that anchoring of the near-surface hard material particles in a sintered community without the presence of binding metal is extremely stable and has toughness.
  • the particles of the metallic hard materials or of the non-oxide ceramic compound (s) consist of elements from group 6 and at least one element from group 5 of the periodic table, concentrations of the elements from group 6 and especially those which decrease disproportionately towards the surface are formed of the binding metal in the material, on the other hand, the contents of elements of group 5 increase disproportionately.
  • the meatllic hard material particles or the non-oxide ceramic particles contain elements from groups 4, 5 and 6 of the periodic table with the proviso that in each case in% of the If the proportion of elements of group 4 broken by the proportion of elements of group 5 results in a value of less than 2, a layer with high adhesive strength, especially for a diamond coating, can be created
  • the coating conditions for a adhesive diamond coating improved.
  • the adhesion of the diamond layer to the hard metal can be further increased if the surface layer free of binding metal is formed as a compact, dense layer of primary and / or secondary grains consisting of metallic hard materials or non-oxide ceramic grains.
  • the non-oxide ceramic grains can grow together or cake together, if necessary, when elements are picked up and / or released.
  • the surface layer of the multiphase body, on which the diamond layer is applied is completely free of binding metal.
  • the repulsive forces for the binder metal must be particularly effective. If it has been found that the concentration of the elements (s) of group 4 and / or 5 of the periodic system in At% is at least 1/5 of the binder metal content in a percentage of less than or equal to 9 at% binder metal, one can be extreme thin but dense and compact surface layer with high binding forces. On the other hand, it is favorable if the concentration of the elements (s) of group 4 and / or 5 of the periodic system in At% is at least 1/3 of the binder metal content in a proportion greater than 9 at%.
  • the zone under the surface layer is enriched with binding metal.
  • the elements of groups 4 and / or 5 are enriched in the surface layer towards the surface and the elements of group 6 are depleted, then this surface layer with reduced layer thickness has improved toughness.
  • the stability of the diamond layer itself can be promoted if it has a substantially flat surface and a thickness of greater than 1.5 / .mu.m, but less than 50 .mu.m, and is applied by means of the CVD process.
  • the hard metal 1 shows a multiphase body 1 or a hard metal tool which carries a diamond layer 3.
  • the hard metal 1 has metallic hard material particles 11 with a diameter of 0.8 to 6 ⁇ m and cobalt as dark binding metal 12 with a proportion of over 6% by weight.
  • the metallic hard material particles 11 consist of carbides and mixed carbides with an average of 92 at% W, 1.2 at% Ti, 0.8 at% Zr, 0.6 at% Hf, 3.6 at% Nb and 1.8 at% Ta
  • the concentration factor of the elements of groups 4/5 of the periodic table is approximately 0.48, the sum factor of groups 4 and 5 is 8.0 at%.
  • a surface layer 2 with a layer thickness of essentially 2.4 ⁇ m is formed toward the surface.
  • this surface layer 2 which according to the invention has so-called adhesive teeth, there are no dark-looking binder metal phases 12.
  • This surface layer 2 consists of primary and, in particular, secondary mixed carbides of elements from groups 4, 5 and 6 of the periodic table, the tungsten content at the transition surface to the diamond coating 3 being reduced to below 50 at% and the concentrations of the metals from groups 4 and 5 being enriched accordingly ,
  • the binding metal 12 in the hard metal body 1 is completely pushed back in the surface area and the thin surface layer 2 is made dense or non-porous as well as compact and configured for a positive connection for a diamond layer 3.
  • the diamond layer 3 which essentially has a flat outer surface, is pore-free or largely without binding defects in the transition area to the surface layer 2 of the hard metal body 1.
  • the tool according to the invention has achieved a service life that was only about 22% lower than that of sintered diamond.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen diamantbeschichteten mehrphasigen Körper, der als Verbundwerkstoff aus metallischen Hartstoffteilchen bzw. aus Nichtoxidkeramikteilchen von Elementen der Gruppen 4 und/oder 5 und/oder 6 des periodischen Systems und einem Bindemetall durch Sinterung gebildet ist. Um eine hohe Stabilität der Haftung der Diamantschicht zu erreichen, ist erfindungsgemäss vorgesehen, dass der Sinterkörper Teilchen einer oder mehrerer metallischen Hartstoffverbindung(en) bzw. nichtoxidkeramischer Verbindung(en) mit Elementen der Gruppe 6 und mindestens einem Element der Gruppe 5 des Periodensystens sowie Bindemtall mit einem Gehalt von höchstens 29,8 Vol% aufweist und die Diamantschicht auf einer bindemetallfreien Oberflächenschicht mit einer Schichtstärke von weniger als 3 mu m aufgebraucht ist.

Description

Beschichteter mehrphasiger Körper
Die Erfindung bezieht sich auf einen beschichteten mehrphasigen Körper, der als Verbundwerkstoff aus metallischen Hartstoffteilchen bzw. aus Nichtoxidkeramikteilchen von Elementen der Gruppen 4 und/oder 5 und/oder 6 des periodischen Systems, einem Bindemetall und herstellungsbedingten Verunreinigungen durch Sinterung gebildet ist, insbesondere Hartmetall, welcher Körper zumindest teilweise eine Diamantbeschichtung trägt, zum Beispiel diamantbeschichteter Schneidwerkzeugteil.
Gemäß dem Fachbuch "Hartstoffe von R. Kieffer und F. Benesovsky 1963" umfassen metallische Hartstoffe vornehmlich hochschmelzende Karbide, Boride, Nitride und Suizide der 4a bis 6a Gruppe des Periodensystems.
Nach "HÜTTE-Grundlagen der Ingenieurwissenschaften, 30. Auflage, H. Czichos 1995 " sind keramische Werkstoffe anorganisch-nichtmetallische Materialien mit Atom-und lonenbindung und können nach der chemischen Zusammensetzung in
- Silikatkeramik
- Oxidkeramik
- Nichtoxidkeramik
eingeteilt werden.
Nichtoxidkeramische Werkstoffe sind sogenannte Hartstoffe: Carbide, Nitride, Boride, Silicide und besitzen im allgemeinen einen hohen Anteil an kovalenter Bindung, die ihnen hohe Schmelztemperaturen, Elastizitätsmodule, Festigkeit und Härte verleihen.
Werden nun metallische Hartstoffteilchen bzw. Nichtoxidkeramikteilchen in Metalle eingelagert, wobei Kobalt und/oder Nickel und/oder Eisen bevorzugt sind, so erhält man die sogenannten Hartmetalle. Diese werden durch Sintern hergestellt und finden im wesentlichen als Schneidteile und hochfeste Verschleißteile Anwendung.
Schneidwerkzeugteile aus Hartmetall können bei einer spanabhebenden Bearbeitung von Werkstoffen, zum Beispiel Al-Si-Legierungen trotz hoher Härte, Abriebfestigkeit und Temperaturbelastbarkeit einen nachteiligen Verschleiß im Schneidkantenbereich zeigen. Zur Überwindung dieses Nachteiles sind Einkristall- und gesinterte Diamantwerkzeuge bekannt, die allerdings insbesondere hohe Werkzeugkosten bewirken. Aus diesen Gründen wurde schon vorgeschlagen und im praktischen Betrieb erprobt, diamantbeschichtete Hartmetallschneidwerkzeuge einzusetzen, um besonders günstige Schneideigenschaften und Standzeiten derselben bei einer Bearbeitung von Nichteisenmetallen sowie deren Legierungen, zum Beispiel aus AI, Si, Cu, und bei der Zerspanung von faserverstärkten Kunststoffen, Keramikteilen sowie Holz und dergleichen, zu erreichen.
Bei einer Beschichtung von metallgebundenen metallischen Hartstoffen bzw. dergleichen nichtoxidkeramischen Substraten mit Diamant muß die Beschichtungsfläche frei von Bindemetall wie Co sein, wobei sich die Diamantschicht, nach derzeitiger Ansicht der Fachwelt, im wesentlichen formschlüssig an die metallischen Hartstoffteilchen anlagert. Allerdings sollten dabei die oberflächennahen Hartstoff-Teilchen mit einer Größe von 0,5 bis 10 υm ausreichend gute Verankerung im Substrat aufweisen.
Es wurde schon eine Vielzahl von Anregungen gegeben, die Oberflächenschicht von Hartmetallen derart zu gestalten, daß eine Diamantbeschichtung mit hoher Haftfestigkeit auf dem Substrat vorliegt.
Zur Steigerung der Haftfestigkeit der Diamantauflage erfolgte gemäß EP 0549801 A1 der Vorschlag, eine Oberflächenschicht mit einer Dicke von größer als 3jum bis 30 um und mehr auszubilden und in dieser einen kontinuierlichen Konzentrationsverlauf der Komponenten vorzusehen. Weiters soll einer verbesserten Haftung wegen die Porosität der Schicht 40 bis 80% betragen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der dem Stand der Technik zuzuordnenden Ausführungsformen der Oberflächenschicht von Hartmetallen zu vermeiden und eine Schichtausbildung anzugeben, die eine hohe Haftfestigkeit einer Diamantschicht bewirkt, womit verbesserte Gebrauchseigenschaften von Schneidwerkzeugteilen erreicht werden können.
Diese Aufgabe wird bei einem beschichteten mehrphasigen Körper der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Sinterkörper Teilchen einer oder mehrerer metallischen Hartstoff-bzw. nichtoxidkeramischen Verbindung(en) mit Elementen der Gruppe 6 und mindestens einem Element der Gruppe 5 der Periodensystems sowie Bindemetall mit einem Gehalt von höchstens 29,8 Vol% aufweist und die Diamantschicht auf einer bindemetallfreien Oberflächenschicht mit einer Schichtstärke von weniger als 3iUm aufgebracht ist.
Die mit der Erfindung erreichten Vorteile liegen insbesondere darin, daß die vollkommen bindemetallfreie Oberflächenschicht eine Schichtstärke von weniger als 3um aufweist, dadurch eine Verankerung der oberflächennahen Hartstoffteilchen in Sintergemeinschaft ohne Anwesenheit von Bindemetall äußerst stabil ausgebildet ist und Zähfestigkeit besitzt. Wenn, wie gefunden wurde, die Teilchen der metallischen Hartstoffe bzw. der nichtoxidkeramischen Verbindung(en) aus Elementen der Gruppe 6 und mindestens ein Element der Gruppe 5 des Periodensystems bestehen, bilden sich zur Oberfläche hin überproportional abfallende Konzentrationen der Elemente der Gruppe 6 und insbesondere des Bindemetalles im Material aus, hingegen steigen die Gehalte an Elementen der Gruppe 5 überproportional an. Diese Gegebenheiten ermöglichen die Ausformung einer Basis für eine außerordentlich fest haftende Diamantschicht.
Wenn, wie bei Anwesenheit von mehreren Elementen der Gruppe 4,5 und 6 erfindungsgemäß vorgesehen ist, die meatllischen Hartstoffteilchen bzw. die nichtoxidkeramischen Teilchen in Summe Elemente der Gruppe 4, 5 und 6 des Periodensystems mit der Maßgabe enthalten, daß jeweils in At% der Anteil der Elemente der Gruppe 4 gebrochen durch den Anteil der Elemente der Gruppe 5 einen Wert von geringer als 2 ergibt, kann eine, besonders für eine Diamantauflage dichte Schicht mit hoher Haftfestigkeit erstellt sein
Im Hinblick auf einen Verbund mit hoher Haftung der aufgebrachten Diamantschicht kann es von Vorteil sein, wenn zumindest ein Teil der metallischen Hartstoffe- bzw. der nichtoxidkeramischen Teilchen als Mischverbindung von Elementen der Gruppe 6 und/oder 5 und/oder 4 gebildet ist. Dadurch kann, wie sich zeigte, eine vorteilhafte Oberflächenausbildungsform und damit die Basis für eine besonders gleichmäßige, festhaftende Diamantschicht bei kurzen Behandlungszeiten des Substrates geschaffen werden.
Gute Gebrauchseigenschaften des Hartmetalls können in günstiger Weise erhalten bleiben, wenn die metallischen Hartstoffteilchen bzw. die nichtoxidkeramischen Teilchen in Summe mindestens 1 At%, höchstens 25 At%, Elemente der Gruppe 5 und 4 aufweisen. Gleichzeitig werden dabei die Beschichtungsbedingungen für eine festhaftende Diamantauflage verbessert.
Die Haftung der Diamantschicht am Hartmetall kann weiters verstärkt werden, wenn die bindemetallfreie Oberflächenschicht als kompaktierte dichte Schicht von primären und/oder sekundären aus metallischen Hartstoffen bestehenden bzw. nichtoxidkeramischen Körnern gebildet ist. Durch Diffusionsvorgänge bei den hohen Sintertemperaturen und durch eine Löslichtkeitsverminderung bei sinkender Temperatur kann dabei ein Zusammenwachsen oder Zusammenbacken der Nichtoxidkeramikkörner gegebenenfalls bei Aufnahme und/oder Abgabe von Elementen erfolgen.
Wie eingangs erwähnt, ist es wichtig, daß die Oberflächenschicht des mehrphasigen Körpers, auf welcher die Diamantschicht aufgebracht wird, vollkommen bindemetallfrei vorliegt. Zur Erstellung dieser erfindungsgemäß dünnen bindemetallfreien Oberflächenschicht müssen die Rückdrängkräfte für das Bindemetall besonders wirkungsvoll sein. Wenn, wie gefunden wurde, bei einem Anteil von kleiner/gleich 9At% Bindemetall die Konzentration der(des) Elemente(s) der Gruppe 4 und/oder 5 des periodischen Systems in At% mindestens 1/5 des Bindemetallanteiles beträgt, kann eine äußerst dünne, jedoch dichte und kompakte Oberflächenschicht mit hohen Bindekräften erstellt sein. Hingegen ist es günstig, wenn bei einem Anteil von größer 9At% Bindemetall die Konzentration der(des) Elemente(s) der Gruppe 4 und/oder 5 des periodischen Systems in At% mindestens 1/3 des Bindemetallanteiles beträgt.
Sowohl für einen wirtschaftlichen Beschichtungsvorgang bei geringer Materialbelastung als auch für die Ausbildung einer besonders fest haftenden Diamentschicht hat es sich als vorteilhaft erwiesen, Wenn die die Diamantschicht tragende kompakte Oberflächenschicht des Sinterkörpers frei von Porosität ausgebildet ist und in dieser Schicht der Gehalt an Bindemetall , nachgewiesen mittels SNMS- oder SIMS-Analysentechnik, beim Übergang vom Sinterkörper zur Oberflächenschicht sprunghaft unter die Nachweisgrenze gemäß EDX Analysentechnik ( nach "Vakuumbeschichtung 3 Anlagenautomatisierung-Meß-und Analysentechnik", VDI Verlag Düsseldorf 1994) in Richtung zur Diamantbeschichtung hin abgereichert ist.
Um eine hohe Stabilität des oberflächennahen Bereiches des Hartmetalles zu erzielen, kann es günstig sein, wenn die Zone unter der Oberflächenschicht mit Bindemetall angereichert ist.
Wenn, wie weiters erfindungsgemäß vorgesehen sein kann, in der Oberflächenschicht zur Oberfläche hin die Elemente der Gruppen 4 und/oder 5 angereichert und die Elemente der Gruppe 6 abgereichert sind, so besitzt diese Oberflächenschicht mit geringerer Schichtstärke verbesserte Zähigkeit.
Die Stabilität der Diamantschicht selbst kann gefördert werden, wenn diese eine im wesentlichen ebenflächige Oberfläche und eine Dicke von größer als 1 ,5 /um, jedoch kleiner als 50 um, aufweist und mittels des CVD-Verfahrens aufgebracht ist.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines metallographischen Schliffbildes quer zur Beschichtungsfläche näher erläutert.
Fig. 1 zeigt einen mehrphasigen Körper 1 bzw. ein Hartmetallwerkzeug, welcher bzw. welches eine Diamantschicht 3 trägt. Das Hartmetall 1 weist metallische Hartstoffteilchen 11 mit einem Durchmesser von 0,8 bis 6 um und dunkel erscheinend Kobalt als Bindemetall 12 mit einem Anteil von über 6 Gew.-% auf. Die metallischen Hartstoffteilchen 11 bestehen aus Karbiden und Mischkarbiden mit durchschnittlich 92 At% W, 1 ,2 At% Ti, 0,8 At% Zr, 0,6 At% Hf, 3,6 At% Nb und 1 ,8 At% Ta. Der Konzentrationsfaktor der Elemente der Gruppen 4/5 des Periodensystems beträgt ca. 0,48, der Summenfaktor der Gruppe 4 und 5 8,0 At%.
Zur Oberfläche hin ist eine Oberflächenschicht 2 mit einer Schichtstärke von im wesentlichen 2,4 um gebildet. In dieser Oberflächenschicht 2, die erfindungsgemäß eine sogenannte Haftverzahnung aufweist, liegen keinerlei dunkel erscheinende Bindemetallphasen 12 vor. Diese Oberflächenschicht 2 besteht aus primären und insbesondere sekundären Mischkarbiden von Elementen der Gruppe 4,5 und 6 des Periodensystems, wobei der Wolframgehalt an der Übergangsfläche zur Diamantbeschichtung 3 hin auf unter 50At% abgereichert und die Konzentrationen der Metalle der Gruppe 4 und 5 entsprechend angereichert sind. Das Bindemetall 12 im Hartmetallkörper 1 ist im Oberflächenbereich vollkommen rückgedrängt und die dünne Oberflächenschicht 2 dicht bzw. porenfrei sowie kompaktiert erstellt und für eine formschlüssige Verbindung für eine Diamantschicht 3 konfiguriert. Mit einer Beschichtungsstärke von durchschnittlich 9 ^ιm ist die, im wesentlichen eine ebenflächige Außenoberfläche aufweisende Diamantschicht 3 porenfrei bzw. weitgehend ohne Bindungsfehler im Übergangsbereich zur Oberflächenschicht 2 des Hartmetallkörpers 1 ausgebildet.
Im praktischen Betrieb und zwar bei einer spanabhebenden Bearbeitung einer al-Si-Legierung wurden mit dem erfindungsgemäßen Werkzeug Standzeiten erreicht, die lediglich um ca. 22% unter denjenigen von Sinterdiamant lagen.
Beim Drehen von glas-und kohlefaserverstärkten Kunststoffen ( GFK, CFK) erreichte die Standzeit der nach der vorliegenden Erfindung gefertigten Werkzeuge mehr als das Doppelte gegenüber jener von PKD-Werkzeugen (Sinterdiamant).

Claims

Patentansprüche
1. Beschichteter, mehrphasiger Körper, der als Verbundwerkstoff aus metallischen Hartstoffteilchen bzw. aus Nichtoxidkeramikteilchen von Elementen der Gruppen 4 und/oder 5 und/oder 6 des periodischen Systems, eine Bindemetall und herstellungsbedingten Verunreinigungen durch Sintern gebildet ist, insbesondere Hartmetall, welcher Körper zumindest teilweise eine Diamantbeschichtung trägt, zum Beispiel diamantbeschichteter Schneidwerkstoffteil, dadurch gekennzeichnet, daß der Sinterkörper Teilchen einer oder mehrerer metallischer Hartstoff- bzw. nichtoxidkeramischen Verbindung(en) mit Elementen der Gruppe 6 und mindestens einem Element der Gruppe 5 des Periodensystems sowie Bindemetall mit einem Gehalt von höchstens 29,8 Vol.-% aufweist und die Diamantschicht auf einer bindemetallfreien Oberflächenschicht mit einer Schichtstärke von weniger als 3um aufgebracht ist.
2. Mehrphasiger Körper nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die metallischen Hartstoffteilchen bzw. nichtoxidkeramischen Teilchen in Summe Elemente der Gruppen 4,5 und 6 des Periodensystems mit der Maßgabe enthalten, daß jeweils in At.% der Anteil der Elemente der Gruppe 4 gebrochen durch den Anteil der Elemente der Gruppe 5 einen Wert von geringer als 2 ergibt.
At% Ti + At%Zr + At% Hf At% V + At% Nb + At % Ta < 2>
3. Mehrphasiger Körper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der metallischen Hartstoffteilchen bzw. der nichtoxidkeramischen Teilchen als Mischverbindung von Elementen der Gruppe 6 und/oder 5 und/oder 4 gebildet ist.
4. Mehrphasiger Körper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die metallischen Hartstoffteilchen bzw. nichtoxidkeramischen Teilchen in Summe mindestens 1 At%, höchstens 25 At% Elemente der Gruppe 5 und 4 aufweisen.
5. Mehrphasiger Körper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die bindemetallfreie Oberflächenschicht als kompaktierte dichte Schicht von primären und/oder sekundären aus metallischen Hartstoffen bestehenden bzw. nichtoxidkeramischen Körnern gebildet ist.
6. Mehrphasiger Körper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Anteil von kleiner/gleich 9 At% Bindemetall die Konzentration des(der) Elemente(s) der Gruppe 4 und/oder 5 des periodischen Systems in At% mindestens 1/5 des Bindemetallanteiles beträgt.
7. Mehrphasiger Körper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Anteil von größer 9 At% Bindemetall die Konzentration des(der) Elemente(s) der Gruppe 4 und/oder 5 des periodischen Systems in At% mindestens 1/3 des Bindemetallanteiles beträgt.
8. Mehrphasiger Körper nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die die Diamantschicht tragende kompakte Oberflächenschicht des Sinterkörpers frei von Porosität ausgebildet ist und im Übergang dieser Schicht der Gehalt an Bindemetall, nachgewiesen mittels SNMS- oder SIMS-Analysentechnik, sprunghaft unter die Nachweisgrenze gemäß EDX Analysentechnik in Richtung Diamantbeschichtung hin abgereichert ist.
9. Mehrphasiger Körper nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zone unter der Oberflächenschicht gegebenenfalls mit Bindemetall angereichert ist.
10. Mehrphasiger Körper nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in der Oberflächenschicht die Elemente der Gruppen 4 und/oder 5 angereichert und die Elemente der Gruppe 6 abgereichert sind.
11. Mehrphasiger Körper nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Diamantschicht eine im wesentlichen ebenflächige Oberfläche und eine Dicke von größer als 1 ,5 μm, jedoch kleiner als 50 um aufweist und mittels des CVD-Verfahrens aufgebracht ist.
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