DE60128699T2

DE60128699T2 - Körper aus chromhaltigem zementiertem karbid mit binderangereicherter oberflächenzone

Info

Publication number: DE60128699T2
Application number: DE60128699T
Authority: DE
Inventors: George P. Greensburg GRAB; Mark S. Greensburg GREENFIELD; Anakkavur T. Monroeville SANTHANAM
Original assignee: Kennametal Inc
Current assignee: Kennametal Inc
Priority date: 2000-08-11
Filing date: 2001-07-03
Publication date: 2008-01-31
Anticipated expiration: 2021-07-04
Also published as: ATE363551T1; IL154316A; DE60128699D1; WO2002014568A3; KR100846519B1; JP2004510589A; WO2002014568A2; US20030161695A1; KR20030019916A; DE1309733T1; IL154316A0; US6866921B2; EP1309733A2; US6554548B1; EP1309733B1

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf einen chromhaltigen Sinterhartmetallkörper (z.B. einen beschichteten Sinter-Wolframcarbid-Schneideinsatz mit einer Kobalt-Chrom-Binderlegierung) mit einer Oberflächenzone mit Binderlegierungsanreichung.
Hintergrund der Erfindung
Beschichtete Sinterhartmetall-Schneideinsätze (z. B. aus Sinter-(Kobalt)-Wolframcarbid), die eine Oberflächenzone mit Binderanreicherung aufweisen, werden in der spanabhebenden Metallbearbeitung eingesetzt. Die Oberflächenzone mit Binderanreicherung kann wie in dem Artikel „The Microstructural Features and Cutting Performance of the High Edge Strength Kennametal Grade KC850", Protokoll des 10. Plansee-Seminars, Reutte, Tirol, Österreich, Metallwerke Plansee AG (1981), S. 613-627 dargestellt geschichtet sein. Die Oberflächenzone mit Binderanreicherung kann wie in dem erneut erteilten US-Patent Nr. 34,180 von Nemeth et al. oder dem US-Patent Nr. 5,955,186 von Grab dargestellt nicht-geschichtet sein.
Aktuelle beschichtete Sinterhartmetall-Schneideinsätze, die eine Oberflächenzone mit Binderanreicherung aufweisen, haben akzeptable Leistungskennwerte. Dennoch wäre es wünschenswert, einen beschichteten Sinterhartmetall-Schneideinsatz mit verbesserten Leistungskennwerten bereitzustellen.
Zusammenfassung der Erfindung
In einer Form ist die Erfindung ein Schneideinsatz gemäß Anspruch 1.
Außerdem enthält das Substrat als Folge des Mechanismus zur Gewinnung der Binderanreicherung vorzugsweise Stickstoff.
Vorzugsweise besitzt die auf Wolframcarbid basierende Massezusammensetzung bis zu 10 Gew.-% Tantal, bis zu 6 Gew.-% Niob und bis zu 10 Gew.-% Titan.
Vorzugsweise liegen Tantal, Niob und Titan in einer Menge von insgesamt mindestens 1 Gew.-%, noch bevorzugter mindestens 2 Gew.-% vor.
Vorzugsweise liegt das Gewichtsprozentverhältnis von Chrom zu Kobalt zwischen 0,05 und 0,10.
Vorzugsweise bleibt das Gewichtsprozentverhältnis von Chrom zu Kobalt zwischen der Oberflächenzone mit Binderlegierungsanreicherung und der Massezusammensetzung in etwa konstant.
Vorzugsweise besitzt der erfindungsgemäße Schneideinsatz eine Substratzusammensetzung wie zuvor beschrieben mit einer darauf befindlichen harten Beschichtung aus einer oder mehreren Schichten. Vorzugsweise enthält die innerste Schicht Chrom, das während der chemischen Dampfabscheidung der Beschichtung auf dem Substrat von dem Substrat in die Schicht diffundiert und vorzugsweise eine chromhaltige Schicht aus einer festen Lösung (z.B. einem Titan-Chrom-Carbonitrid oder einem Titan-Wolfram-Chrom-Carbonitrid) bildet.
Diese und weitere Aspekte der Erfindung werden bei Durchsicht der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen noch deutlicher.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend werden die Zeichnungen, die Teil dieser Patentanmeldung sind, kurz beschrieben:
1 ist eine isometrische Ansicht einer spezifischen Ausführungsform eines Schneideinsatzes;
2 ist ein Querschnitt des Schneideinsatzes von 1 entlang der Querschnittslinie 2-2, der ein Beschichtungsschema aus drei Schichten und ein Substrat mit einer Oberflächenzone mit Binderanreicherung, die sich von der Spanfläche und der Freifläche nach innen erstreckt, darstellt;
3 ist eine isometrische Ansicht einer weiteren spezifischen Ausführungsform eines Schneideinsatzes; und
4 ist ein Querschnitt des Schneideinsatzes von 3 entlang der Querschnittslinie 3-3, der ein Beschichtungsschema aus drei Schichten und ein Substrat mit einer Oberflächenzone mit Binderanreicherung, die sich von der Spanfläche nach innen erstreckt, darstellt.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Mit Bezug auf die Zeichnungen zeigen die 1 und 2 einen allgemein mit 10 bezeichneten beschichteten Schneideinsatz vom CNMG-Typ. Der beschichtete Schneideinsatz 10 besitzt eine Schneidkante 12 am Zusammentreffen einer Spanfläche 14 und einer Freifläche 16. Der Schneideinsatz 10 enthält ein Loch 17.
Der beschichtete Schneideinsatz 10 umfasst weiterhin ein allgemein mit 18 bezeichnetes Substrat (siehe 2). Das Substrat 18 besitzt eine Masseregion 20 und eine Oberflächenzone mit Binderlegierungsanreicherung 22, deren maximaler Binderlegierungsgehalt größer ist als der der Masseregion 20 des Substrats. Das Substrat 18 besitzt eine Spanfläche 24 und eine Freifläche 26. In dieser speziellen Ausführungsform erstreckt sich die Oberflächenzone mit Binderlegierungsanreicherung 22 von der Spanfläche 24 und der Freifläche 26 des Substrats 18 nahe der Schneidkante 12 nach innen. Die Oberflächenzone mit Binderlegierungsanreicherung wird durch Abschleifen von den anderen Flächen des Schneideinsatzes entfernt.
Das Substrat 18 umfasst ein Sinterhartmetallmaterial. Ein beispielhaftes Substrat ist ein Sinter-(Kobalt-Chrom-Binderlegierung)-Wolframcarbid, das ein oder mehrere carbidbildende Elemente wie z.B. Titan, Tantal, Niob, Zirconium und Hafnium enthält. Zwar kann das Material auch Vanadium enthalten, doch das Vanadium muss zusammen mit einem oder mehreren der zuvor genannten carbidbildenden Elementen, also Titan, Tantal, Niob, Zirconium und Hafnium vorliegen. Das Substrat enthält außerdem Chrom, wobei der Großteil des Chroms, wenn auch nicht das gesamte Chrom, mit dem Kobalt zu einer Kobalt-Chrom-Binderlegierung legiert ist. Wahlweise können auch andere Elemente eine Komponente der Binderlegierung sein, wobei diese Elemente Wolfram, Eisen, Nickel, Ruthenium und Rhenium einschließen. In einigen Fällen können bis zu 20 Gew.-% der Binderlegierung aus Wolfram bestehen.
Im Falle eines Sinter-(Kobalt-Chrom-Binderlegierung)-Wolframcarbids weist die Oberflächenzone mit Binderlegierungsanreicherung typischerweise eine Binderlegierungsanreicherung vom nicht-geschichteten Typ auf. Die Porosität des Massesubstrats ist typischerweise eine Porosität vom Typ A oder Typ B gemäß ASTM-Bezeichnung B276-91 (1996 erneut bestätigt). Die Anmelder erwägen, dass der Umfang der vorliegenden Erfindung auch ein Substrat mit einer Oberflächenzone mit nicht-geschichteter Binderlegierungsanreicherung umfasst, bei dem das Massesubstrat eine Porosität vom Typ C gemäß ASTM-Bezeichnung B276-91 (1996 erneut bestätigt) aufweist. Das erneut erteilte US-Patent Nr. 34,180 vom Nemeth et al. offenbart Sinter-Wolframcarbid-Schneideinsätze mit einer Binderanreicherung vom nicht-geschichteten Typ. Die anhängige US-Patentanmeldung, Seriennummer 09/534,710 , eingereicht am 24. März 2000, mit dem Titel „Cemented Carbide Tool and Method of Making" von Liu et al. offenbart ein Substrat mit einer Porosität gemäß ASTM-Bezeichnung B276-91 (1996 erneut bestätigt) von mehr als C00 und einer Oberflächenzone mit nicht-geschichteter Binderanreicherung.
Darüber hinaus erwägen die Anmelder, dass der Umfang der Erfindung ein Substrat mit einer Oberflächenzone mit geschichteter Binderlegierungsanreicherung umfasst. Das typische Substrat mit einer Oberflächenzone mit geschichteter Binderlegierungsanreicherung besitzt ein Massesubstrat mit einer Porosität vom Typ C gemäß ASTM-Bezeichnung B276-91 (1996 erneut bestätigt). Ein Beispiel für ein Substrat mit einer Porosität vom Typ C und einer Oberflächenzone mit geschichteter Binderlegierungsanreicherung findet sich in dem zuvor genannten Artikel mit dem Titel „The Microstructural Features and Cutting Performance of the High Edge Strength Kennametal Grade KC850". Die Anmelder erwägen jedoch, dass der Umfang der Erfindung ein Substrat mit einer Oberflächenzone mit geschichteter Binderanreicherung umfassen kann, das über ein Massesubstrat einer Porosität vom Typ A und/oder Typ B gemäß ASTM-Bezeichnung B276-91 (1996 erneut bestätigt) verfügt. Der Artikel von Kobori et al. mit dem Titel „Binder Enriched Layer Formed Near the Surface of Cemented Carbide", Funtai Oyobi Funtai Yakin, Band 34, Nr. 1, Seiten 129-132 (1987) beschreibt die Binderanreicherung vom geschichteten Typ.
Die Komponenten eines beispielhaften Substrats aus Sinter-(Kobalt-Chrom-Binderlegierung)-Wolframcarbid, d.h. eines Materials auf Wolframcarbidbasis, liegen im Bereich von 3 bis 12 Gew.-% Kobalt, bis zu 10 Gew.-% Tantal, bis zu 6 Gew.-% Niob, bis zu 10 Gew.-% Titan, mehr als 70 Gew.-% Wolfram und Kohlenstoff und mindestens 0,09 Gew.-% Chrom. Die Obergrenze des Chromgehalts ist durch die Menge festgelegt, bei der Zähigkeitsprobleme im Zusammenhang mit dem zur Debatte stehenden speziellen Anwendungszweck bei dem Substrat noch vermieden werden können. Die Obergrenze für Chrom beträgt 15% des Kobaltgehalts (z.B. 1,8 Gew.-% Chrom bei 12 Gew.-% Kobalt, 0,45 Gew.-% Chrom bei 3 Gew.-% Kobalt) oder noch bevorzugter 10% des Kobaltgehalts (z.B. 1,2 Gew.-% Chrom bei 12 Gew.-% Kobalt, 0,3 Gew.-% Chrom bei 3 Gew.-% Kobalt). Die Untergrenze des Chromgehalts hängt ebenfalls vom Kobaltgehalt ab und sollte mindestens 3% des Kobaltgehaltes (z.B. 0,09 Gew.-% Chrom bei 3 Gew.-% Kobalt, 0,36 Gew.-% Chrom bei 12 Gew.-% Kobalt) und noch bevorzugter mindestens 5 Gew.-% des Kobaltgehalts (z.B. 0,15 Gew.-% Chrom bei 3 Gew.-% Kobalt, 0,6 Gew.-% Chrom bei 12 Gew.-% Kobalt) betragen.
Die Komponenten eines beispielhaften Substrats aus Sinter-(Kobalt-Chrom-Binderlegierung)-Wolframcarbid liegen weiterhin im Bereich von 5-6 Gew.-% Kobalt, 3-4 Gew.-% Tantal, 1-2,5 Gew.-% Titan, 0,2-0,6 Gew.-% Niob, 0,2-0,4 Gew.-% Chrom und mindestens 70 Gew.-% Wolfram und Kohlenstoff.
Die Anmelder erwägen, dass sich die Oberflächenzone mit Binderlegierungsanreicherung in einem beispielhaften Substrat von der peripheren Oberfläche des Substrats bis in eine Tiefe von bis zu etwa 50 Mikrometer nach innen erstrecken kann. In einem anderen beispielhaften Substrat liegt der Bereich für die Tiefe der Binderlegierungsanreicherung zwischen etwa 20 und etwa 30 Mikrometer.
In einem beispielhaften Substrat liegt der maximale Binderlegierungsgehalt in der Oberflächenzone mit Binderlegierungsanreicherung zwischen 125 und 300 Gew.-% des Bindergehalts in dem Massesubstrat. In einem weiteren beispielhaften Substrat liegt der maximale Binderlegierungsgehalt in der Oberflächenzone mit Binderlegierungsanreicherung zwischen 150 und 300 Gew.-% des Binderlegierungsgehalts in dem Massesubstrat. In wieder einem anderen beispielhaften Substrat liegt der maximale Binderlegierungsgehalt in der Oberflächenzone mit Binderlegierungsanreicherung zwischen 200 und 300 Gew.-% des Binderlegierungsgehalts in dem Massesubstrat. In einem weiteren beispielhaften Substrat liegt der Binderlegierungsgehalt in der Oberflächenzone mit Binderlegierungsanreicherung zwischen 150 und 250 Gew.-% des Binderlegierungsgehalts in dem Massesubstrat.
In einem beispielhaften Substrat aus Sinter-(Kobalt-Chrom-Binderlegierung)-Wolframcarbid umfasst der spezifische Bereich für die physikalischen Eigenschaften eine Härte von etwa 89 bis etwa 93 Rockwell A, eine Koerzitivkraft (H_C) von 115 bis 350 Oerstedt und eine magnetische Sättigung von 128 (162 Mikrotesla-Kubikmeter pro Kilogramm Kobalt (μT-m³/kg)) bis 160 Gauß-Kubikzentimetern pro Gramm Kobalt (Gauß-cm³/g) (202 Mikrotesla-Kubikmeter pro Kilogramm Kobalt (μT-m³/kg)). In einem anderen beispielhaften Substrat aus Sinter-(Kobalt)-Wolframcarbid umfasst der spezifische Bereich für die physikalischen Eigenschaften eine Massehärte von 91,5 bis 92,5 Rockwell A, eine Koerzitivkraft (H_c) von 155 bis 195 Oerstedt und eine magnetische Sättigung von 128 Gauß-Kubikzentimetern (162 Mikrotesla-Kubikmeter pro Kilogramm Kobalt (μT-m³/kg)) bis 160 Gauß-Kubikzentimetern pro Gramm Kobalt (Gauß-cm³/g) (202 Mikrotesla-Kubikmeter pro Kilogramm Kobalt (μT-m³/kg)).
Wie in den 1 und 2 dargestellt, besitzt der Schneideinsatz 10 ein allgemein mit ⎬ 29 bezeichnetes Beschichtungsschema, das haftend an das Substrat gebunden ist. Das Beschichtungsschema 29 umfasst eine Grundschicht 30 direkt auf dem Substrat 18, eine Zwischenschicht 32 direkt auf der Grundschicht 30 und eine Außenschicht 34 direkt auf der Zwischenschicht 32. Zwar stellt diese spezielle Ausführungsform drei Schichten dar, doch die Anmelder erwägen, dass das Beschichtungsschema eine oder mehrere Schichten umfassen kann.
Bei den beispielhaften Beschichtungsmaterialien kann die Grundschicht ein oder mehrere Materialien ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem oder mehreren Carbiden, Nitriden, Carbonitriden und Oxiden von Titan umfassen.
Die Zwischenschicht kann ein oder mehrere Materialien ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Titancarbonitrid, Titannitrid, Titancarbid, Aluminiumoxid, Titanaluminiumnitrid, Zirconiumnitrid, Zirconiumcarbid, Hafniumnitrid und Hafniumcarbid umfassen.
Die Außenschicht kann ein oder mehrere Materialien ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Titancarbonitrid, Titannitrid, Titancarbid, Aluminiumoxid, Titanaluminiumnitrid, Titandiborid, Chromnitrid, Hafniumnitrid und Hafniumcarbid umfassen.
Allgemein ausgedrückt werden eine oder mehrere Beschichtungsschichten des Beschichtungsschemas mittels chemischer Dampfabscheidung (CVD) und chemischer Dampfabscheidung bei mäßiger Temperatur (MTCVD) aufgebracht. Die Anmelder erwägen jedoch auch, dass eine oder mehrere Schichten eines Beschichtungsschemas mittels physikalischer Dampfabscheidung (PVD) aufgebracht werden können.
Das Substrat kann eine Eta-Phasen-Schicht zwischen der Grundschicht der Beschichtung und dem Substrat enthalten. Die Eta-Phasen-Schicht ist nicht dicker als 2 bis 3 Mikrometer.
Ein typischerweise für Drehanwendungszwecke verwendeter Schneideinsatz besitzt im Allgemeinen eine Oberflächenzone mit Binderlegierungsanreicherung, die sich von der Spanfläche und der Freifläche des Substrats nach innen erstreckt. Dies ist bei dem in den 1 und 2 dargestellten Schneideinsatz der Fall; 2 zeigt dabei, wie zuvor erwähnt, dass sich die Oberflächenzone mit Binderlegierungsanreicherung von der Spanfläche und der Freifläche des Substrats nach innen erstreckt.
Es gibt jedoch bestimmte Schneideinsätze für bestimmte Anwendungszwecke, bei denen sich die Oberflächenzone mit Binderlegierungsanreicherung nur von der Spanfläche des Substrats nach innen erstreckt und sich auf den anderen Flächen des Substrats keine Binderlegierungsanreicherung findet. Bei dieser Art Schneideinsätzen wird die Freifläche des gesinterten Substrats typischerweise abgeschliffen, um die Oberflächenzone mit Binderlegierungsanreicherung, die sich von der Freifläche erstreckt, zu entfernen, so dass die Oberflächenzone mit Binderlegierungsanreicherung, die sich von der Spanfläche erstreckt, übrig bleibt.
Die 3 und 4 stellen einen beschichteten Schneideinsatz 40 vom SNG-Typ mit einer Mikrostruktur, bei der die Oberflächenzone mit Binderlegierungsanreicherung nur unter der Spanfläche vorliegt, dar. Diesbezüglich besitzt der Schneideinsatz 40 vier Freiflächen 42, die die gegenüber liegenden Spanflächen 44 kreuzen und acht Schneidkanten 48 bilden.
Der Schneideinsatz 40 besitzt ein allgemein mit 49 bezeichnetes Substrat (siehe 4) mit einer peripheren Spanfläche 52 und einer peripheren Freifläche 54. Das Substrat 49 besitzt eine Masseregion 50, die einen Großteil des Substrats 49 ausmacht, und eine Oberflächenzone mit Binderlegierungsan reicherung 56, die sich von der peripheren Spanfläche 52 nach innen erstreckt. Auf dem Substrat 49 liegt keine Oberflächenzone mit Binderlegierungsanreicherung in der Nähe der peripheren Freiflächen vor. Typischerweise wird die Oberflächenzone mit Binderlegierungsanreicherung durch Abschleifen von den Freiflächen entfernt.
Das Substrat 49 des Schneideinsatzes 40 kann im Wesentlichen dieselbe Zusammensetzung und dieselbe Menge Binderanreicherung aufweisen wie das Substrat 18 des Schneideinsatzes 10. Der Schneideinsatz 40 besitzt ein mit ⎬ 59 bezeichnetes Beschichtungsschema, das dasselbe sein kann wie das Beschichtungsschema 29 des Schneideinsatzes 10. Diesbezüglich umfasst das Beschichtungsschema 59 eine Grundschicht 60, eine Zwischenschicht 62 auf der Grundschicht 60 und eine Außenschicht 64 auf der Zwischenschicht 62. Eine weitere Beschreibung des Substrats 49 und des Beschichtungsschemas 59 ist nicht erforderlich.
Beschichtete Schneideinsätze aus Substrat Nr. 1 (wie nachfolgend beschrieben) und dem nachfolgend beschriebenen Beschichtungsschema wurden mittels Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) analysiert. Dieses Beschichtungsschema umfasste eine Grundschicht aus Titannitrid, die mittels CVD in einer Dicke von 0,5 Mikrometern auf das Substrat aufgetragen wurde, eine erste Zwischenschicht aus Titancarbonitrid, die mittels MTCVD in einer Dicke von 4 Mikrometern auf die Grundschicht aufgetragen wurde, eine zweite Zwischenschicht aus Aluminiumoxid, die mittels CVD in einer Dicke von 1,5 Mikrometern auf die erste Zwischenschicht aufgetragen wurde, und eine Außenschicht aus Titannitrid, die mittels CVD in einer Dicke von 0,5 Mikrometern auf die zweite Zwischenschicht aufgetragen wurde.
Diese TEM-Analyse zeigte, dass das Gewichtsprozentverhältnis von Chrom zu Kobalt (Gew.-% Chrom/Gew.-% Kobalt) in der Oberflächenzone mit Kobaltanreicherung und dem Massesubstrat gleichmäßig war. Die Zusammensetzung der Kobalt- oder Binderlegierungsphase in der Oberflächenzone mit Anreicherung entsprach 4,5 Gew.-% Chrom und 95,5 Gew.-% Kobalt (oder 5 Atomprozent Chrom und 95 Atomprozent Kobalt). Da das Gewichtsprozentverhältnis des Chrom-Ausgangsgehalts zum Kobalt-Ausgangsgehalt 0,3 bis 5,75 betrug, was etwa 5% entspricht, schien es, dass der Großteil des Chroms oder sogar das gesamte Chrom in dem Kobaltbinder vorlag. Die Anmelder erwarten außerdem, dass ein Teil des Wolframs in der Binderlegierung vorliegt, so dass bis zu 20 Gew.-% der Binderlegierung aus Wolfram bestehen können.
Zwar umfasst die Grundschicht aufgrund der höheren Temperatur (d.h. 900 bis 1000°C), bei der die Grundschicht aufgetragen wird, Titannitrid oder Titancarbonitrid, doch man glaubt, dass es zu einer gewissen Diffusion des Kohlenstoffs aus dem Substrat in die Grundschicht kommt, so dass sich das Titannitrid in Titancarbonitrid umwandelt bzw. der Kohlenstoffgehalt des Titancarbonitrids zunimmt. Es wurde überraschenderweise festgestellt, dass ein Teil des Chroms in dem Substrat in die Grundschicht diffundiert, so dass die Grundschicht, so glaubt man, eine feste Lösung aus Titan-Chrom-Carbonitrid oder Titan-Wolfram-Chrom-Carbonitrid umfasst.
Eine dünne Folie wurde mittels eines Philips CM200 Field Emission Gun TEM mit Emi SPEC-Interface zum EDS-System bezüglich ihrer chemischen Eigenschaften TEM-analysiert. Die Ergebnisse dieser Analyse für die Metalle in der Grundschicht der Beschichtung sind nachfolgend dargestellt:

Gewichtsprozent Atomprozent

Ti 86,48 93,29

Cr 1,91 1,90

Co 2,60 2,28

W 9,0 2,53
Die Anmelder glauben, dass die Diffusion des Chroms in die Grundschicht des Beschichtungsschemas die Haftung der Beschichtung an dem Substrat und die Verschleißfestigkeit der Beschichtung und damit das Leistungsvermögen des Schneideinsatzes verbessert. Die TEM-Analyse der Grundschicht der Beschichtung direkt auf dem Substrat ergab, dass das Verhältnis von Chrom zu Kobalt in der Grundschicht der Beschichtung etwa 1,9/2,3 auf Atomprozentbasis beträgt, wobei das Chrom in der Grundschicht etwa 1,9 Atomprozent ausmacht. Dies ist überraschenderweise ein signifikant höheres Chrom/Kobalt-Verhältnis (0,83) als im Substrat (etwa 0,05). Die Erfinder glauben, dass das Verhältnis des Cr/Co-Verhältnisses in der Beschichtung zu dem Cr/Co-Verhältnis in dem Substrat zur maximalen Verstärkung von Haftung und Verschleißfestigkeit vorzugsweise größer 5, noch bevorzugter größer 10 und am bevorzugtesten größer 15 sein sollte.
Es wurden beschichtete Schneideinsätze hergestellt und in Dreh- und Schlitzstangentests geprüft. Nachfolgend werden diese Schneideinsätze und die Testergebnisse beschrieben.
Die nachfolgende Tabelle 1 stellt die Zusammensetzung der Elemente, aus denen die Substrate bestehen, in Gew.-% dar. In den Ausgangspulvermischungen zur Herstellung der Substrate Nr. 1 und 2 liegt Stickstoff in Form von Titannitrid vor. In der Ausgangspulvermischung zur Herstellung der Substrate Nr.

3 und 4 liegt Stickstoff in Form von Titancarbonitrid vor, wobei das Kohlenstoff/-Stickstoff-Verhältnis 1:1 beträgt. In den Ausgangspulvermischungen zur Herstellung der Substrate Nr. 1 bis 4 liegt Chrom in Form von Chromcarbid vor. Tabelle 1 Ausgangszusammensetzung (Gew.-%) der Substrate

Substrat	Kobalt	Tantal	Titan	Niob	Chrom	Wolfram, Kohlenstoff & Stickstoff
Nr. 1	5,75	3,3	1,80	0,40	0,30	88,45
Nr. 2	5,75	3,3	1,80	0,40	Kein	88,75
Nr. 3	5,75	3,3	1,80	0,40	Kein	88,75
Nr. 4	5,75	3,3	1,80	0,40	0,30	88,45

Die obigen Substrate wurden mittels herkömmlicher pulvermetallurgischer Sintertechniken wie z.B. Kugelmahlen, Verpressen der Pulver zu Grünlingen (d.h. einer verfestigten Masse der Ausgangspulver), Entfetten (oder Entwachsen) des Grünlings und Vakuumsintern hergestellt. Bei diesen Substraten erfolgte das Vakuumsintern bei einer Temperatur von etwa 2700°F (1482°C) über einen Zeitraum von etwa 45 bis etwa 90 Minuten. Die nachfolgende Tabelle 2 stellt einige der physikalischen Eigenschaften der gesinterten Substrate dar. Tabelle 2 Physikalische Eigenschaften der gesinterten Substrate

Substrat	Koerzitivkraft H_c(Oe)	MS (Gauß-cm³/g Co)	CEZ-Dicke (μm)	Härte (R_A)	Porosität
Nr. 1	179	131	31	91,6	A02-B00-C00
Nr. 2	163	137	20	91,2	A02-B00-C00
Nr. 3	160	140	41	91,9	A02-B00-C00
Nr. 4	165	143	40	92,2	A02-B00-C00

Tabelle 2 stellt die Koerzitivkraft (H_c) in Oersted (Oe), die magnetische Sättigung (MS) in Gauß-Kubikzentimeter pro Gramm Kobalt, die Dicke der Oberflächenzone mit Binder-(Kobalt)-Anreicherung (CEZ) in Mikrometer, die Härte des Massesubstrats in Rockwell A und die Porosität des Massesubstrats gemäß ASTM-Bezeichnung B276-91 mit dem Titel „Standard Test Method for Apparent Porosity in Cemented Carbides" (1996 erneut bestätigt) dar.
Die Substrate Nr. 1 und 2 wurden oben und unten abgeschliffen und gehont und anschließend gemäß dem folgenden Beschichtungsschema (Beschichtungsschema A) beschichtet: einer Grundschicht aus Titannitrid, die mittels chemischer Dampfabscheidung (CVD) in einer Dicke von 0,5 Mikrometern aufgetragen wurde, einer ersten Zwischenschicht aus Titancarbonitrid, die mittels chemischer Dampfabscheidung bei gemäßigter Temperatur (MTCVD) in einer Dicke von 3,5 Mikrometern auf die Grundschicht aufgetragen wurde, einer zweiten Zwischenschicht aus Titancarbonitrid, die mittels CVD in einer Dicke von 0,5 Mikrometern auf die erste Zwischenschicht aufgetragen wurde, einer dritten Zwischenschicht aus Aluminiumoxid (Kappa-Phase), die mittels CVD in einer Dicke von 2,0 Mikrometern auf die zweite Zwischenschicht aufgetragen wurde, und einer Außenschicht aus Titannitrid, die mittels CVD in einer Dicke von 0,5 Mikrometern auf die dritte Zwischenschicht aufgetragen wurde.
Die nachfolgende Tabelle 3 stellt die Standzeitergebnisse von viermal wiederholten Drehtests in Minuten bei folgenden Parametern dar: Drehzahl von 590 Oberflächenfuß pro Minute (180 Oberflächenmeter pro Minute), Vorschub von 0,010 Inch pro Umdrehung (ipr) (0,25 Millimeter pro Umdrehung), Schnitttiefe von 0,080 Inch (2 Millimeter) und Flutkühlungsmittel. Das Material des Werkstücks war eine rostfreie 316-Ti-Stahlstange (deutsche DIN 1.4571). Der Schneideinsatz war vom CNMG432-Typ mit positiv geneigter Spanfläche (6°). Tabelle 3 Standzeitergebnisse beim Drehtest (rostfreier 316-Ti-Stahl)

Beispiel (Substrat/Beschichtung) (Vorliegen von Cr) Test 1 Test 2 Test 3 Test 4 Durchschnitt (Minuten)

Nr. 1/A (Cr) 11,7 46,6 33,1 31,9 30,8

Nr. 2/A (kein Cr) 12,0 21,9 – – 17,0
Der Fehlermodus für die einzelnen Schneideinsätze in den Drehtests von Tabelle 3 war die Schnittkerbentiefe. Standzeitkriterien für die Standzeitergebnisse beim Drehtest von Tabelle 3: gleichmäßiger Freiflächenverschleiß von 0,015 Inch (0,38 Millimeter), maximaler Freiflächenverschleiß von 0,030 Inch (0,76 Millimeter), Schneidstahlspitzenverschleiß von 0,03 Inch (0,76 Millimeter), Schnittkerbentiefe von 0,020 Inch (0,51 Millimeter), Kolkverschleiß von 0,004 Inch (0,10 Millimeter) und Hinterkantenverschleiß von 0,030 Inch (0,76 Millimeter).
Die Substrate Nr. 3 und 4 wurden gemäß dem folgenden Schema (Beschichtungsschema B) beschichtet: einer Grundschicht aus Titannitrid, die mittels CVD in einer Dicke von 0,5 Mikrometern auf das Substrat aufgetragen wurde, einer ersten Zwischenschicht aus Titancarbonitrid, die mittels MTCVD in einer Dicke von 3,5 Mikrometern auf die Grundschicht aufgetragen wurde, einer zweiten Zwischenschicht aus Titancarbonitrid, die mittels CVD in einer Dicke von 0,5 Mikrometern auf die erste Zwischenschicht aufgetragen wurde, einer dritten Zwischenschicht aus Aluminiumoxid (Kappa-Phase), die mittels CVD in einer Dicke von 2,5 Mikrometern auf die zweite Zwischenschicht aufgetragen wurde, und einer Außenschicht aus Titannitrid, die mittels CVD in einer Dicke von 0,5 Mikrometern auf die dritte Zwischenschicht aufgetragen wurde. Wie zuvor beschrieben, erwarten die Anmelder, dass Kohlenstoff und Chrom aufgrund der Temperatur (d.h. 900 bis 1000°C), bei der die Grundschicht aufgetragen wurde, in die Grundschicht des Beschichtungsschemas diffundieren, so dass die Grundschicht eine feste Lösung aus Titan-Chrom-Carbonitrid umfasst, wobei Kohlenstoff und Chrom von dem Substrat stammen.
Die nachfolgende Tabelle 4 stellt die Standzeitergebnisse des Schlitzstangentests in Minuten bei folgenden Parametern dar: Drehzahl von 500 Oberflächenfuß pro Minute (sfm) (152 Oberflächenmeter pro Minute), Vorschub von 0,006 Inch pro Umdrehung (ipr) (1,5 Millimeter pro Umdrehung), Schnitttiefe von 0,100 Inch (2,5 Millimeter) und Flutkühlungsmittel. Das Material des Werkstücks war eine rostfreie 304-Stahlstange (deutsche DIN 1.4301). Der Schneideinsatz war vom CNMG432-Typ mit positiv geneigter Spanfläche (6°). Tabelle 4 Standzeit (in Minuten) beim Schlitzstangentest

Beispiel (Substrat/Beschichtung) Test 1 Test 2 Test 3 Test 4 Test 5 Durchschnitt (Minuten)

Nr. 3/B (kein Cr) 0,7 1 2,8 2,6 0,6 1,5

Nr. 4/B (Cr) 3,7 2,7 1,4 4,2 2,6 2,9
Die Schlitzstange besaß zwei diametral gegenüber liegende, maximal 0,75 Inch (1,91 cm) große radiale Schlitze auf einer Stange eines Durchmessers von 6 Inch. Bei den für die Schlitzstangentests von Tabelle 4 verwendeten Schneideinsätzen war der Fehlermodus ein Abplatzen oder Bruch des Schneideinsatzes.
Die Substrate Nr. 3 und 4 wurden gemäß dem folgenden Beschichtungsschema (Beschichtungsschema C) beschichtet: einer Grundschicht aus Titancarbonitrid, die mittels CVD in einer Dicke von 2 Mikrometern auf das Substrat aufgetragen wurde, einer Zwischenschicht aus Titancarbid, die mittels CVD in einer Dicke von 4 Mikrometern auf die Grundschicht aufgetragen wurde, und einer Außenschicht aus Aluminiumoxid, die mittels CVD in einer Dicke von 1,5 Mikrometern auf die Zwischenschicht aufgetragen wurde. Anschließend wurden diese beschichteten Schneideinsätze beim Drehen von rostfreiem 316-Ti-Stahl unter folgenden Betriebsparametern getestet: Drehzahl von 590 sfm (180 Oberflächenmeter pro Minute), Vorschub von 0,010 ipr (0,25 mm pro Umdrehung), Schnitttiefe von 0,080 Inch (2,0 mm). Tabelle 5 stellt die Testergebnisse als Standzeit in Minuten dar. Der Schneideinsatz war vom CNMG432-Typ mit positiv geneigter Spanfläche (6°). Tabelle 5 Standzeit (in Minuten) der beschichteten Substrate TC1342 und TC1343

Beispiel (Substrat/Beschichtung) Test 1 Test 2 Test 3 Durchschnitt (Minuten)

Nr. 3/C (kein Cr) 14 8 11 11

Nr. 4/C (Cr) 24 14 14 17,3
Bei den für die Drehtests von Tabelle 5 verwendeten Schneideinsätzen war der Fehlermodus die Schnittkerbentiefe. Standzeitkriterien für die Standzeitergebnisse beim Drehtest von Tabelle 5: gleichmäßiger Freiflächenverschleiß von 0,015 Inch (0,38 Millimeter), maximaler Freiflächenverschleiß von 0,030 Inch (0,76 Millimeter), Schneidkantenspitzenverschleiß von 0,03 Inch (0,76 Millimeter), Schnittkerbentiefe von 0,020 Inch (0,51 Millimeter), Kolkverschleiß von 0,004 Inch (0,10 Millimeter) und Hinterkantenverschleiß von 0,030 Inch (0,76 Millimeter).
Die Schneideinsätze (Typ CNMG432 mit positiv geneigter Spanfläche (6°)) wurden auch in einem Schlitzstangentest bei folgenden Parametern getestet: Drehzahl von 500 Oberflächenfuß pro Minute (sfm) (152 Oberflächenmeter pro Minute), Vorschub von 0,006 Inch pro Umdrehung (ipr) (0,15 Millimeter pro Umdrehung) und Schnitttiefe von 0,100 Inch (2,5 Millimeter). Das Material des Werkstücks war rostfreier 304-Stahl. Tabelle 6 stellt die Testergebnisse als Standzeit in Minuten dar. Tabelle 6 Ergebnisse des Schlitzstangentests beschichteter Schneideinsätze

Beispiel (Substrat/Beschichtung) Test 1 Test 2 Test 3 Test 4 Test 5 Durchschnitt (Minuten)

Nr. 3/C (kein Cr) 2 4 2 3 4 3,0

Nr. 4/C (Cr) 4 4 3 6 6 4,6
Bei den für die Schlitzstangentests von Tabelle 6 verwendeten Schneideinsätzen war der Fehlermodus das Brechen des Schneideinsatzes.
Diese Testergebnisse zeigen, dass die beschichteten Schneideinsätze mit Chrom in ihrem Substrat insgesamt beim Drehen von rostfreiem 316-Ti-Stahl eine um 181 bzw. 157 Prozent längere Standzeit aufwiesen. Insbesondere besaß der Schneideinsatz mit dem chromhaltigen Substrat bei den beschichteten Schneideinsätzen mit dem Beschichtungsschema A (Substrate Nr. 1 und 2) eine um 181 Prozent längere Standzeit als der Schneideinsatz mit dem nicht chromhaltigen Substrat. Bei den beschichteten Schneideinsätzen mit dem Beschichtungsschema C (Substrate Nr. 3 und 4) besaß der Schneideinsatz mit dem chromhaltigen Substrat eine um 157 Prozent längere Standzeit als der Schneideinsatz mit dem nicht chromhaltigen Substrat.
Diese Testergebnisse zeigen auch, dass die beschichteten Schneideinsätze mit Chrom in ihrem Substrat beim Schlitzstangentest eine um 193 bzw. 153 Prozent längere Standzeit aufwiesen. Insbesondere besaß der Schneideinsatz mit dem chromhaltigen Substrat bei den beschichteten Schneideinsätzen mit dem Beschichtungsschema B (Substrate Nr. 3 und 4) eine um 193 Prozent längere Standzeit als der Schneideinsatz mit dem nicht chromhaltigen Substrat. Bei den beschichteten Schneideinsätzen mit dem Beschichtungsschema C (Substrate Nr. 3 und 4) besaß der Schneideinsatz mit dem chromhaltigen Substrat eine um 153 Prozent längere Standzeit als der Schneideinsatz mit dem nicht chromhaltigen Substrat.
Die Anmelder glauben, dass die Verbesserung des Leistungsvermögens chromhaltiger Schneideinsätze eine Folge der besseren Haftung der Beschichtung an dem Substrat ist. Die Anmelder glauben, dass die bessere Haftung hauptsächlich eine Folge der Diffusion des Chroms in die Grundschicht während des Beschichtungsprozesses ist. Das Vorliegen des Chroms in der Grundschicht stimmt mit der Verbesserung der Schnittkerbentiefe überein.

Claims

Schneideinsatz (10; 40) mit: einem Substrat (18; 49), wobei das Substrat (18; 49) eine Zusammensetzung aufweist, die ein Material auf Wolframcarbidbasis umfasst, das eine Massezusammensetzung von mindestens 70 Gew.-% Wolfram und Kohlenstoff, 3 Gew.-% bis 12 Gew.-% Kobalt und mindestens 0,09 Gew.-% Chrom umfasst, bei dem das Verhältnis der Gewichtsprozente von Chrom zu Kobalt zwischen 0,03 und 0,15 liegt, wobei Kobalt und Chrom eine Binderlegierung bilden, und wobei der Binderlegierungsgehalt in einer Oberflächenzone einer Binderlegierungsanreicherung (22; 56) angereichert ist, die in der Nähe der peripheren Oberfläche (24, 26; 52, 54) des Substrats (18; 49) beginnt und sich von dort nach innen erstreckt.
Schneideinsatz (10; 40) nach Anspruch 1, bei dem die Massezusammensetzung des Substrats (18; 49) 0,2 bis 0,4 Gew.-% Chrom umfasst.
Schneideinsatz (10; 40) nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Massezusammensetzung des Substrats (18; 49) ferner Titan und/oder Tantal und/oder Niob und/oder Zirconium und/oder Hafnium umfasst.
Schneideinsatz (10; 40) nach Anspruch 3, bei dem die Massezusammensetzung des Substrats (18; 49) Tantal in einer Menge von bis zu 10 Gew.-%, Niob in einer Menge von bis zu 6 Gew.-% und Titan in einer Menge von bis zu etwa 10 Gew.-% umfasst.
Schneideinsatz (10; 40) nach Anspruch 3 oder 4, bei dem die Massezusammensetzung des Substrats (18; 49) ferner Vanadium umfasst.
Schneideinsatz (10; 40) nach Anspruch 3, bei dem die Massezusammensetzung des Substrats (18; 49) 5 bis 6 Gew.-% Kobalt, 3 bis 4 Gew.-% Tantal, 1 bis 2,5 Gew.-% Titan und 0,2 bis 0,6 Gew.-% Niob umfasst.
Schneideinsatz (10; 40) nach Anspruch 1, bei dem die Massezusammensetzung des Substrats (18; 49) 5,7 Gew.-% Kobalt, 3,3 Gew.-% Tantal, 1,8 Gew.-% Titan, 0,4 Gew.-% Niob, 0,3 Gew.-% Chrom und 88,5 Gew.-% Wolfram und Kohlenstoff umfasst.
Schneideinsatz (10; 40) nach Anspruch 1, bei dem die Massezusammensetzung des Substrats (18; 49) 0,2 bis 0,4 Gew.-% Chrom sowie Titan und/oder Tantal und/oder Niob in einer Gesamtmenge von 4 bis 7 Gew.-% und Wolfram und Kohlenstoff in einer Gesamtmenge von 85 bis 95 Gew.-% umfasst.
Schneideinsatz (10; 40) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die Binderlegierung ferner Wolfram und/oder Eisen und/oder Nickel und/oder Ruthenium und/oder Rhenium einschließt.
Schneideinsatz (10; 40) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem das Verhältnis der Gewichtsprozente von Chrom zu Kobalt zwischen 0,05 und 0,10 liegt.
Schneideinsatz (10; 40) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem das Verhältnis der Gewichtsprozente von Chrom zu Kobalt zwischen der Oberflächenzone der Binderlegierungsanreicherung (22; 56) und dem Massesubstrat etwa konstant bleibt.
Schneideinsatz (10; 40) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem die Oberflächenzone der Binderlegierungsanreicherung (22; 56) einen maximalen Binderlegierungsgehalt von 125 bis 300 Prozent des Binderlegierungsgehalts in dem Massesubstrat aufweist.
Schneideinsatz (10; 40) nach Anspruch 12, bei dem die Oberflächenzone der Binderlegierungsanreicherung (22; 56) einen maximalen Binderlegierungsgehalt von 200 bis 300 Prozent des Binderlegierungsgehalts in dem Massesubstrat aufweist.
Schneideinsatz (10; 40) nach Anspruch 12, bei dem die Oberflächenzone der Binderlegierungsanreicherung (22; 56) einen maximalen Binderlegierungsgehalt von 150 Prozent bis 250 Prozent des Binderlegierungsgehalts in dem Massesubstrat aufweist.
Schneideinsatz (10; 40) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem sich die Oberflächenzone der Binderlegierungsanreicherung (22; 56) bis in eine Tiefe von bis zu 50 Mikrometer von der peripheren Oberfläche (24, 26; 52, 54) des Substrats (18; 49) aus erstreckt.
Schneideinsatz (10; 40) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, bei dem die Oberflächenzone der Binderlegierungsanreicherung (22; 56) eine nicht geschichtete Anreicherungsart aufweist.
Schneideinsatz (10; 40) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, bei dem die Oberflächenzone der Binderlegierungsanreicherung (22; 56) eine geschichtete Anreicherungsart aufweist.
Schneideinsatz (10; 40) nach Anspruch 16 oder 17, bei dem das Massesubstrat Poren von bis zu 10 Mikrometer enthält und so eine scheinbare Porosität vom Typ A gemäß ASTM-Bezeichnung B276-91 (1996 erneut bestätigt) aufweist.
Schneideinsatz (10; 40) nach Anspruch 16 oder 17, bei dem das Massesubstrat Poren im Bereich von 10 Mikrometer bis 25 Mikrometer enthält und so eine scheinbare Porosität vom Typ B gemäß ASTM-Bezeichnung B276-91 (1996 erneut bestätigt) aufweist.
Schneideinsatz (10; 40) nach Anspruch 16 oder 17, bei dem das Massesubstrat ungebundenen Kohlenstoff enthält und so eine scheinbare Porosität vom Typ C gemäß ASTM-Bezeichnung B276-91 (1996 erneut bestätigt) aufweist.
Schneideinsatz (10; 40) nach den Ansprüchen 1 bis 20, der ferner eine haftend an das Substrat (18; 49) gebundene Beschichtung (29; 59) einschließt.
Schneideinsatz (10; 40) nach Anspruch 21, bei dem die Beschichtung (29; 59) eine Grundschicht (30; 60) direkt auf dem Substrat (18; 49) einschließt und die Grundschicht (30; 60) Chrom enthält.
Schneideinsatz (10; 40) nach Anspruch 22, bei dem das Chrom in der Grundschicht (30; 60) während des Aufbringens der Beschichtung (29; 59) aus dem Substrat (18; 49) diffundiert wird.
Schneideinsatz (10; 40) nach Anspruch 22 oder 23, bei dem die Komponenten der auf das Substrat (18; 49) aufgebrachten Grundschicht (30; 60) Titan und Stickstoff umfassen.
Schneideinsatz (10; 40) nach Anspruch 24, bei dem die Grundschicht (30; 60) eine Titan, Chrom und Stickstoff enthaltende feste Lösung einschließt.
Schneideinsatz (10; 40) nach Anspruch 25, bei dem die Komponenten der auf das Substrat (18; 49) aufgebrachten Grundschicht (30; 60) ferner Kohlenstoff umfassen.
Schneideinsatz (10; 40) nach Anspruch 25, bei dem die Grundschicht (30; 60) ferner Kohlenstoff umfaßt und eine feste Lösung aus Titan, Chrom, Kohlenstoff und Stickstoff einschließt.
Schneideinsatz (10; 40) nach Anspruch 27, bei dem der Kohlenstoff in der Grundschicht (30; 60) während des Aufbringens der Beschichtung (29; 59) aus dem Substrat (18; 49) diffundiert wird.
Schneideinsatz (10; 40) nach Anspruch 22 oder 23, bei dem die Grundschicht (30; 60) Titan und eines oder mehrere aus der aus Kohlenstoff, Stickstoff und Sauerstoff bestehenden Gruppe ausgewählte Elemente umfasst.
Schneideinsatz (10; 40) nach einem der Ansprüche 22 bis 29, bei dem die Beschichtung (29; 59) ferner eine weitere auf die Oberfläche der Grundschicht (30; 60) aufgebrachte Schicht (32; 62) einschließt.
Schneideinsatz (10; 40) nach einem der Ansprüche 1 bis 30, bei dem das Massesubstrat eine Härte von 89 bis 93 Rockwell A, eine Koerzitivkraft (H_c) von 115 bis 350 Oersted und eine magnetische Sättigung von 128 bis 160 Gauß-Kubikzentimeter pro Gramm Kobalt aufweist.
Schneideinsatz (10; 40) nach einem der Ansprüche 22 bis 31, bei dem die Beschichtung (29; 59) ferner eine auf die Grundschicht (30; 60) aufgebrachte Zwischenschicht (32; 62) einschließt und die Zwischenschicht aus der aus Titancarbonitrid, Titannitrid, Titancarbid, Aluminiumoxid, Titanaluminiumnitrid, Hafniumcarbid, Hafniumnitrid, Zirconiumcarbid und Zirconiumnitrid bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
Schneideinsatz (10; 40) nach Anspruch 32, bei dem die Beschichtung (29; 59) ferner eine Außenschicht (34; 64) einschließt und die Außenschicht eines oder mehrere der aus der aus Titancarbonitrid, Titannitrid, Titancarbid, Aluminiumoxid, Titanaluminiumnitrid, Titandiborid, Chromnitrid, Hafniumnitrid und Hafniumcarbid bestehenden Gruppe ausgewählten Materialien umfasst.
Schneideinsatz (10; 40) nach einem der Ansprüche 21 bis 33, bei dem die Beschichtung (29; 59) eine oder mehrere mittels physikalischer Dampfabscheidung und/oder chemischer Dampfabscheidung und/oder chemischer Dampfabscheidung bei mäßiger Temperatur aufgebrachte Schichten umfasst.
Schneideinsatz (10; 40) nach Anspruch 22, bei dem die Grundschicht (30; 60) mittels chemischer Dampfabscheidung auf das Substrat (18; 49) aufgebrachtes Titannitrid umfasst und die Beschichtung (29; 59) ferner eine erste Schicht aus Titancarbonitrid, die mittels chemischer Dampfabscheidung bei mäßiger Temperatur auf die Grundschicht (30; 60) aufgebracht wird, eine zweite Zwischenschicht aus Titancarbonitrid, die mittels chemischer Dampfabscheidung auf die erste Zwischenschicht aufgebracht wird, eine dritte Zwischenschicht aus Aluminiumoxid, die mittels chemischer Dampfabscheidung auf die zweite Zwischenschicht aufgebracht wird, und eine Außenschicht aus Titannitrid, die mittels chemischer Dampfabscheidung auf die dritte Zwischenschicht aufgebracht wird, einschließt.
Schneideinsatz (10; 40) nach Anspruch 22, bei dem die Grundschicht (30; 60) mittels chemischer Dampfabscheidung auf das Substrat (18; 49) aufgebrachtes Titancarbonitrid umfasst und die Beschichtung (29; 59) ferner eine Zwischenschicht aus Titancarbid, die mittels chemischer Dampfabscheidung auf die Grundschicht (30; 60) aufgebracht wird, und eine Außenschicht aus Aluminiumoxid, die mittels chemischer Dampfabscheidung auf die Zwischenschicht aufgebracht wird, einschließt.
Schneideinsatz (10; 40) nach Anspruch 22, bei dem die Grundschicht (30; 60) mittels chemischer Dampfabscheidung auf das Substrat (18; 49) aufgebrachtes Titancarbonitrid umfasst und die Beschichtung (29; 59) ferner eine erste Zwischenschicht aus Titancarbonitrid, die mittels chemischer Dampfabscheidung bei mäßiger Temperatur auf die Grundschicht (30; 60) aufgebracht wird, eine zweite Zwischenschicht aus Aluminiumoxid, die mittels chemischer Dampfab scheidung auf die erste Zwischenschicht aufgebracht wird, und eine Außenschicht aus Titannitrid, die mittels chemischer Dampfabscheidung auf die zweite Zwischenschicht aufgebracht wird, einschließt.
Schneideinsatz (10; 40) nach einem der Ansprüche 22 bis 37, bei dem das Verhältnis der Gewichtsprozente von Chrom zu Kobalt größer als 0,03 ist.
Schneideinsatz (10; 40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit einer Spanfläche (14; 44), einer Freifläche (16; 42) und einer Schneidkante (12; 48) am Zusammentreffen der Spanfläche und der Freifläche.