WO1995012009A1 - Beschichteter körper, verfahren zu dessen herstellung sowie dessen verwendung - Google Patents

Beschichteter körper, verfahren zu dessen herstellung sowie dessen verwendung Download PDF

Info

Publication number
WO1995012009A1
WO1995012009A1 PCT/EP1994/003562 EP9403562W WO9512009A1 WO 1995012009 A1 WO1995012009 A1 WO 1995012009A1 EP 9403562 W EP9403562 W EP 9403562W WO 9512009 A1 WO9512009 A1 WO 9512009A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
enrichment
diamond
concentration
base body
interphase
Prior art date
Application number
PCT/EP1994/003562
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Johann Karner
Erich Bergmann
Mauro Pedrazzini
Ingrid Reineck
Mats E. SJÖSTRAND
Original Assignee
Balzers Aktiengesellschaft
Sandvik Aktiebolag
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 Balzers Aktiengesellschaft, Sandvik Aktiebolag filed Critical Balzers Aktiengesellschaft
Priority to EP95900095A priority Critical patent/EP0730670B1/de
Priority to AU81052/94A priority patent/AU8105294A/en
Priority to DE59408289T priority patent/DE59408289D1/de
Priority to US08/424,325 priority patent/US5897942A/en
Priority to BR9407924A priority patent/BR9407924A/pt
Publication of WO1995012009A1 publication Critical patent/WO1995012009A1/de

Links

Classifications

    • 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
    • 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
    • C23C16/02—Pretreatment of the material to be coated
    • C23C16/0272—Deposition of sub-layers, e.g. to promote the adhesion of the main coating
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T407/00—Cutters, for shaping
    • Y10T407/27—Cutters, for shaping comprising tool of specific chemical composition
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24942—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including components having same physical characteristic in differing degree
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24942—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including components having same physical characteristic in differing degree
    • Y10T428/2495—Thickness [relative or absolute]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/26—Web or sheet containing structurally defined element or component, the element or component having a specified physical dimension
    • Y10T428/263—Coating layer not in excess of 5 mils thick or equivalent
    • Y10T428/264—Up to 3 mils
    • Y10T428/265—1 mil or less
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/30—Self-sustaining carbon mass or layer with impregnant or other layer
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31678—Of metal

Definitions

  • the present invention relates to an at least partially coated body, comprising a base body made of a multiphase material and at least one diamond layer. It further relates to a process for its production and uses of the body mentioned.
  • Body made of multiphase material is a body made of multiphase material
  • a multi-phase material is a material that is composed of several phases, which either belong to the same connection or different connections. In the case of different connections, the connections may or may not have elements in common. This includes, for example, hardened steels, cermets and especially hard metals.
  • interphase which can be a few ⁇ m wide, but also narrower, has material portions of the body material as well as the diamond coating, with portions changing in the direction perpendicular to the coated body surface. This corresponds to the material composition in the interphase neither that of the base body nor that of the diamond layer.
  • Metalloids are understood to mean the following elements: non-metals and semi-metals, in particular B, Si, Ge, S and P.
  • EP-A-0 166 708 proposes, in order to increase the adhesive strength of the diamond layer, to install an intermediate adhesive layer before applying it.
  • a material different from the material of the base body and the diamond layer such as required by definition for an intermediate layer.
  • a metal from group IVb to VIb of the periodic system is used as the interlayer material, preferably Ti, or a carbide, nitride, carbonitride, oxyarbide, oxide or boride of one of said metals or a noble metal.
  • intermediate layers have proven itself to achieve good adhesion. For good wear resistance, not only good adhesion is required, but also other properties, such as high toughness and high shear strength. Both the diamond layer and the base body are usually optimized so that they meet these mechanical requirements. However, if an intermediate layer is additionally applied, this leads to far more complicated optimization problems in this regard.
  • Providing a metallic intermediate layer leads, for example, to a zone with greatly reduced shear resistance, so that when bodies coated in this way are used as tools, in particular cutting tools, layer loss occurs rapidly in the highly stressed areas, such as on cutting edges, when stressed .
  • the same also applies to the provision of metalloid intermediate layers.
  • the mentioned documents treat the diamond coating of single- and multi-phase basic bodies equally and do not aim at increasing the wear resistance, which, for example in the case of diamond-coated silicon bodies, scarcely of It is of essential importance because, in the above-mentioned sense, silicon as a single-phase material can hardly be described as a basic body material that is itself optimized in terms of wear behavior.
  • the body mentioned at the outset is characterized in that an element enrichment in the interphase tion is introduced, with a concentration which is higher than the concentration of this element on an identical diamond-coated same base body without an enrichment with the element.
  • the element concentration introduced according to the invention is by definition higher than on a base body with the same diamond coating. If the enrichment element is already present in the base body material or in the diamond coating material, the enrichment inserted according to the invention is obtained by comparison with the course of the concentration of the element under consideration on an identical base body which has been diamond coated without any enrichment measures, but otherwise the same.
  • the wear behavior i.e. Combination, in particular of the adhesion, shear resistance and toughness behavior of the diamond-coated body made of multiphase material, is significantly improved by introducing an element enrichment in the interphase with a concentration that is higher than the element concentration in at least one point in the interphase ⁇ tion, if the same base body is coated with the same diamond, but without specifically introduced element enrichment.
  • the thickness of the diamond layer is chosen to be less than 50 ⁇ m, preferably 2 ⁇ m to 30 ⁇ m, both limits included.
  • the body coated according to the invention is characterized in one variant in that the nucleation density of the diamond layer is essentially the same, unaffected by the element enrichment, as on an identical base body which is coated with the same diamond as mentioned, without being enriched with the element. as a basis for comparison.
  • the thickness of the interphase is preferably a few ⁇ m, preferably not more than 15 ⁇ m, more preferably not more than 10 ⁇ m.
  • the concentration profile of the element enrichment can be at least substantially constant in a substantial area of the interphase, can be kept at the concentration value that it also has in the base body material if the proportion of this element in the base body material does not disappear, especially when the proportion of this element in the base body disappears, first increase and then be kept essentially constant along a substantial area of the interphase.
  • at least one maximum point of the element enrichment concentration is preferably present in the interphase.
  • the effect sought according to the invention namely increasing the wear resistance of a diamond-coated base body made of a multi-phase material, is achieved particularly well if, according to the wording of claim 6, the element enrichment has at least one concentration which by 0.01at%, preferably by 0.05at%, particularly preferably by 0.5at%, particularly by lat% is higher than the concentration of the same element with the same diamond coating of the same basic body without enrichment.
  • an optimized wear behavior is also achieved in that, in the sense of a maximum limit, the element concentration in the area of the interphase is at most 50at%, but preferably 2 to 20at%, including both limits, higher than the element concentration in the Interphase on an identical diamond-coated base body without element enrichment.
  • the metals Mg, Al, Cu, but in particular Al, or the metalloids B, Si, Ge, S, P have proven to be the enrichment element, in each case as a component of the enrichment element or as that Enrichment element itself proven.
  • the main body can preferably comprise, as an essential constituent, one or more carbides and cobalt in a uniformly distributed mixture.
  • the zone near the surface in the base body can additionally be cobalt-depleted, preferably combined with a Co-enriched zone adjoining the zone on the body side.
  • the element enrichment takes place at least partially at the same time as the diamond deposition.
  • the element enrichment can either begin immediately before the diamond deposition and be continuously transferred to the diamond deposition without interrupting the process, or the diamond deposition takes place simultaneously with the element enrichment.
  • the element enrichment is carried out immediately before and at the beginning or only at the beginning of the diamond deposition.
  • the element enrichment or the structure of the interphase can be controlled relatively easily by the element enrichment being carried out from the gas phase, preferably from an organometallic or metalloid-organic gas phase.
  • known vacuum coating processes such as CVD processes, PVD processes or PECVD processes (plasma enhanced chemical vapor deposition), are suitable for element enrichment.
  • the element enrichment is carried out by means of a PVD process, preferably by means of evaporation, e.g. with the use of electron beam evaporation, realized or by a plasma chemical reaction with a solid, a ceramic being used particularly simply as a solid, at least one element of which is released in gaseous form into the process atmosphere by a plasma chemical reaction.
  • plasma-chemical reaction processes around the enrichment element are also particularly suitable bring in.
  • the plasma chemical reaction can take place, for example, by decomposing organometallic or metalloid organic gases, but also by reacting the reactive atomic hydrogen present in conventional diamond deposition processes with a ceramic solid.
  • an embodiment variant of the method according to the invention is that a body is used, the material of which comprises one or more carbides and Co, in a further embodiment the surface area of the base body by sintering or by a chemical etching process the diamond coating is co-depleted when the enrichment element is installed.
  • the co-depletion on the surface of the base body can be achieved by a metallurgical sintering process, the depth of the depleted zone in the base body being in the range from 5 to 50 ⁇ m, preferably in the range from 10 to 20 ⁇ m, lies.
  • the cobalt-depleted zone is located in the base body and not in the interphase.
  • the base body has a co-depletion zone of 5 to 50 ⁇ m thick (both boundaries included), preferably from 10 to 20 ⁇ m, in combination with a Co-enriched zone which adjoins the depletion zone on the body side and is 50 to 500 ⁇ m thick is preferably 50 to 150 ⁇ m thick (all limit values included).
  • the Co content is higher than in the binder phase of the original, unmodified basic body material.
  • the depleted zone is preferably thinner than 10 ⁇ m, preferably thinner than 5 ⁇ m. This in turn viewed without interphase.
  • EP-A-0 478 909 which forms part of the present description as Appendix A.
  • the element enrichment in the interphase is preferably realized in that the enrichment element is evaporated, at least partially during the diamond coating, and its concentration in the process atmosphere is controlled open loop or closed loop by the evaporation power of an evaporation source, e.g. of an electron beam evaporator for the element, is set in the control loop as an actuator or used as a control element.
  • an evaporation source e.g. of an electron beam evaporator for the element
  • the enrichment element is introduced, at least partially during the diamond coating, by a plasma-chemical reaction with a solid in the process atmosphere and its concentration in the atmosphere is controlled by open loop controls or closed loop rules by the power of the plasma discharge and / or the gas composition of the coating atmosphere are set.
  • the concentration of the enrichment element in the coating atmosphere can be measured by emission spectroscopy, as the measured actual value in a control circuit for guiding the element concentration in the process atmosphere or as a control variable for a concentration open-loop control.
  • the body according to the invention is particularly suitable as a tool, in particular as a cutting tool, such as for turning, milling or drilling.
  • these bodies are for machining non-ferrous metals, such as aluminum alloys or non-ferrous metals, and for machining processing of non-metals, such as plastic, wood or composite materials.
  • the bodies according to the invention are particularly suitable as components with high wear resistance, in particular abrasion-resistant.
  • the method according to the invention is particularly suitable for the production of wear-resistant bodies.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of the base body, interphase and diamond layer to explain the interphase concept
  • Fig. 3 is a schematic representation to define the Beam width in the EPMA measurement according to FIGS. 2a and 2b;
  • FIG. 4b shows a scanning electron microscopic image of the cross section according to FIG. 4a over the base body, interphase and diamond layer at an enlargement of 2000;
  • FIG. 6 shows a schematic illustration to explain the tests carried out on bodies according to the invention and not according to the invention for determining and comparing their wear resistance.
  • FIG. 1 shows schematically the conditions on a diamond-coated, multi-phase base body, as they exist both in the case of de-enrichment according to the invention and in the case of conventional coating.
  • the base body material M GK essentially does not change, proceeding outwards in the direction x in the direction x, which is indicated in FIG. 1 by dM GK / dx ⁇ 0.
  • the material composition fundamentally changes from that of the base body to that of the diamond layer, which, progressing in said direction, in the interphase, as indicated in FIG. 1, is both dM Gk / dx ⁇ 0, as well as dM DS / dx ist 0.
  • these conditions do not need to be fulfilled simultaneously at each location x; it is sufficient if one of the two conditions is met.
  • the proportion of the base body material M GK or at least one essential component of this material will decrease and within the interphase the content of the diamond layer material M DS , progressing in said direction, to increase.
  • hard metal indexable inserts were essentially diamond-coated from tungsten carbide and cobalt, with element enrichment according to the invention in the interphase, in which case aluminum was used as the enrichment element.
  • the element enrichment can be installed, for example, by action of the atomic hydrogen in the process atmosphere take place with a ceramic solid in the reactor, as a result of which the enrichment element is converted into gas and is installed in the interphase parallel to the diamond deposition process.
  • the element is released into the process atmosphere in particular immediately before and / or during the initial phase of the diamond deposition process.
  • any other PVD method such as thermal evaporation, electron beam evaporation, arc evaporation or cathode sputtering, can just as well be used to install the enrichment element.
  • the enrichment element can also be introduced by plasma-chemical reaction with gaseous compounds of the respective enrichment element, such as, for example, with organometallic or organometallic compounds.
  • the emission spectroscopic measurement of the concentration of the concentration element in this gas phase has proven to be particularly suitable for controlling the concentration of the concentration element in the gas phase, at least partially simultaneously with the build-up of the diamond layer, the measurement result being a measured IS value in a control circuit for said con ⁇ concentration is used, the release rate of the enrichment element into the process atmosphere, depending on the method used, being used as a manipulated variable.
  • Fig. 5 shows the controlled or controlled Concentration curve of the enrichment element, for example of aluminum, over time in comparison to the concentration of hydrogen. It can be seen that in the element enrichment shown here according to the invention, for example, this essentially takes place in the first hour, with a total diamond coating time of ten hours.
  • ERS ⁇ TZBL ⁇ T (RULE 26)
  • the basic bodies are indexable inserts. According to experiments Nos. DiD 73, 163, 169 and EID 92a) -92c) and all indexable inserts EID 66 and DID 53 coated according to known diamond coating methods, without using the element enrichment according to the invention, the same milling tests were subjected to the same milling tests.
  • FIG. 2a shows the qualitative aluminum enrichment measured by EPMA when the element enrichment is carried out according to the invention for a commercially available hard metal base body without cobalt depletion, that is to say, for example, according to experiment EID 92a, 92b, while FIG. 2b, analogously, shows aluminum Enrichment on a Co-depleted body - additionally with a Co-enrichment zone - for example according to the examples DID 73, 163, 169 shows.
  • a maximum of the aluminum concentration in the area of the interphase can be clearly seen.
  • the further course of the concentration of the enrichment element outside the interphase i.e. both into the base body and into the diamond layer, for which it is not essential to achieve the high wear resistance according to the invention.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of the measurement procedure for the measurement according to FIG. 2.
  • 1 means the diamond layer, 2 the interphase and 3 the base body.
  • the rectangle represents the analysis surface, the analysis beam, with a width w in the y direction of 250 ⁇ m, being scanned in the x direction.
  • FIG. 4a shows the aluminum distribution measured using EPMA using a cross section in the diamond layer, interphase and basic body, for example according to the concentration distribution according to FIG. 2b.
  • the enrichment of the enrichment element, namely aluminum, can be clearly seen in the interphase.
  • 4b shows the associated scanning electron micrograph of the cross section over the base body, interphase and diamond layer.

Abstract

Zur Erhöhung der Verschleissfestigkeit - Haftverhalten, Zähigkeits- und Scherfestigkeitsverhalten mitumfassend - an einem diamantbeschichteten mehrphasigen Körper wird in der Interphase von Grundkörper und Diamantschicht eine Elementanreicherung gezielt eingebaut.

Description

Beschichteter Körper, Verfahren zu dessen Herstellung sowie dessen Verwendung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen mindestens teilweise beschichteten Körper, umfassend einen Grundkörper aus einem mehrphasigen Werkstoff sowie mindestens eine Diamantschicht. Sie betrifft im weiteren ein Verfahren zu dessen Herstellung sowie Verwendungen des genannten Körpers.
Es gehört zur Beschreibung Anhang A.
Definitionen:
1. Körper aus mehrphasigem Werkstoff:
Ein mehrphasiger Werkstoff ist ein Werkstoff, der sich aus mehreren Phasen zusammensetzt, die entweder der glei¬ chen Verbindung angehören oder aber verschiedenen Verbindungen. Im Falle verschiedener Verbindungen können die Verbindungen Elemente gemeinsam haben oder auch nicht. Es fallen somit zum Beispiel gehärtete Stähle, Cermets und insbesondere Hartmetalle darunter.
2. Interphase:
ird auf einen Körper aus mehrphasigem Werkstoff eine Diamantbeschichtung aufgebracht, so ergibt sich kein schrittartiger Uebergang vom Grundkörpermaterial in das Diamantbeschichtungsmaterial, sondern ein Uebergang über die sogenannte "Interphase". Diese Interphase, die einige μm breit sein kann, aber auch schmäler, weist Material- anteile des Körperwerkstoffes wie auch der Diamantbe¬ schichtung auf, mit in Richtung senkrecht zur beschichte¬ ten Körperoberfläche ändernden Anteilen. Dabei entspricht die Materialzusammensetzung in der Interphase weder der¬ jenigen des Grundkörpers noch derjenigen der Diamantschicht.
Im Unterschied dazu wird unter einer
3. Zwischenschicht
eine Schicht verstanden, die weder Grundkörpermaterial noch Diamantbeschichtungsmaterial umfasst.
4. Metalloid:
Unter Metalloiden werden folgende Elemente verstanden: Nichtmetalle und Halbmetalle, insbesondere B, Si, Ge, S und P.
Zurzeit sind nur wenig Methoden bekannt, Diamantschichten auf Grundkörpern aus mehrphasigen Werkstoffen haftfest abzuschei¬ den.
Bezüglich der damit einhergehenden Probleme sei verwiesen bei¬ spielsweise auf J.D. de Stefani, "Tooling and Production", July 1993, S. 27 ff.
Es ist, um die DiamantSchichthaftung zu verbessern, versucht worden, eine einphasige, geschlossene Zwischenschicht, d.h. mindestens einige Atomlagen, aus einem bestimmten Material auf die Oberfläche des Grundkörpers aufzubringen, bevor die Dia- mantbeschichtung vorgenommen wird. So schlägt beispielsweise die EP-A-0 166 708 zur Erhöhung der Haftfestigkeit der Dia¬ mantschicht vor, vor deren Aufbringen eine Haftvermittlungs- Zwischenschicht einzubauen. Dabei wird ein vom Material des Grundkörpers und der Diamantschicht abweichendes Material, wie für eine Zwischenschicht definitionsmässig gefordert, gewählt. Als Zwischenschichtmaterial wird ein Metall der Gruppe IVb bis VIb des periodischen Systems eingesetzt, dabei vorzugsweise Ti, oder ein Carbid, Nitrid, Carbonitrid, Oxicarbid, Oxid oder Borid eines der besagten Metalle oder ein Edelmetall.
Im weiteren wird auf die EP-A-0 384 011 hingewiesen.
Das Aufbringen von Zwischenschichten hat sich für das Erzielen einer guten Haftung bewährt. Für eine gute Verschleissfestig¬ keit ist aber nicht nur eine gute Haftung gefordert, sondern auch andere Eigenschaften, wie hohe Zähigkeit und hohe Scher¬ festigkeit. Sowohl die Diamantschicht wie auch der Grundkörper sind üblicherweise so optimiert, dass sie diesen mechanischen Anforderungen genügen. Wird aber zusätzlich eine Zwischen¬ schicht aufgebracht, führt dies zu weit komplizierteren dies¬ bezüglichen Optimierungsproblemen.
Vorsehen einer metallischen Zwischenschicht führt beispiels¬ weise zu einer Zone mit stark vermindertem Scherwiderstand, so dass bei Einsatz so beschichteter Körper als Werkzeuge, insbe¬ sondere Schneidewerkzeuge, in den hoch beanspruchten Berei¬ chen, wie an Schneidkanten, bei Beanspruchung rasch Schicht- verlust auftritt. Auch für Vorsehen metalloidischer Zwischen¬ schichten gilt ähnliches.
Aus der japanischen Kokai Nr. 5-65646 ist es weiter bekannt, eine bis lOOμ starke makroskopische Zwischenschicht zwischen Grundkörpermaterial und Diamantschicht vorzusehen, aus einer intermetallischen Verbindung. Dabei kann die Zwischenschicht als Oberflächenschicht im Grundkδrper ausgebildet sein oder auf der Grundkörperoberfläche. Durch eine solche Zwischen¬ schicht werde wiederum die Haftung der Diamantschicht ver¬ bessert. Im weiteren ist es aus den japanischen Kokai 62-61109 bzw. 62- 61108 bekannt, die Nukleation einer Diamantschicht von den Oberflächeneigenschaften des Grundkorpers, wie dessen Rauheit oder Reinheit, dadurch unabhängiger zu machen, dass dem Pro¬ zessgas geringe Mengen A1C13 oder TiC14 beigemischt wird. Da¬ mit werden Diamantschichten auf Grundkörpern erzeugt, die sich ohne die erwähnten Zusätze nicht bilden würden. Die erwähnten Schriften behandeln, mit Blick auf die dort zu lösenden Nukle- ationsprobleme an unterschiedlich gearteten Grundkörperober¬ flächen, naheliegenderweise die Diamantbeschichtung ein- und mehrphasiger Grundkörper gleichgewichtig und zielen nicht auf die Erhöhung des Verschleisswiderstandes ab, welcher bei¬ spielsweise bei diamantbeschichteten Siliciumkörpern kaum von wesentlicher Bedeutung ist, weil, im oben erwähnten Sinne, Si- licium als einphasiges Material kaum als im Sinne des Ver- schleissverhaltens an sich optimiertes Grundkörpermaterial be¬ zeichnet werden kann.
Im weiteren ist es bekannt, zum Beispiel aus der EP-0 519 587, die Grundkörperoberfläche vor dem Diamantbeschichten chemisch zu ätzen. Nachteilig daran ist insbesondere die Versprödung der Grundkörperoberfläche und die schwierige Beherrschbarkeit des Aetzvorganges. Auch ist es bekannt, bei Grundkörpern mit wesentlichem Co-Gehalt, so zum Beispiel aus der US-4 843 039, die Grundkörperoberfläche vor dem Diamantbeschichten an Co zu verarmen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Körper ein¬ gangs erwähnter Art vorzuschlagen, dessen Verschleissverhal- ten, d.h., kombiniert, insbesondere Haftungs-, Scherwider¬ stands- und Zähigkeitsverhalten, wesentlich verbessert ist.
Um dies zu erreichen, zeichnet sich der eingangs erwähnte Kör¬ per dadurch aus, dass in der Interphase eine Elementanreiche- rung eingebracht ist, mit einer Konzentration, die höher ist als die Konzentration dieses Elementes an einem gleich dia¬ mantbeschichteten gleichen Grundkörper ohne eine Anreicherung mit dem Element. Ist das erwähnte Element weder Element des Grundkörpermaterials noch der Diamantschicht, so ist die er- findungsgemäss eingebrachte Elementenkonzentration per defini- tionem höher als an einem gleich diamantbeschichteten Grund- körper. Dann, wenn das Anreicherungselement bereits im Grund¬ körpermaterial oder im Diamantbeschichtungsmaterial vorliegt, ergibt sich die erfindungsgemäss eingefügte Anreicherung durch Vergleich mit dem Konzentrationsverlauf des betrachteten Ele¬ mentes an einem gleichen Grundkorper, der ohne jegliche Anrei- cherungsmassnahmen, aber sonst gleich diamantbeschichtet wurde.
Demnach wurde erkannt, dass das Verschleissverhalten, d.h. Kombination insbesondere von Haftungs-, Scherwiderstands- und Zähigkeitsverhalten des erwähnten diamantbeschichteten Körpers aus mehrphasigem Werkstoff dadurch massgeblich verbessert wird, dass in der Interphase eine Elementanreicherung einge¬ bracht wird, mit einer Konzentration, die an mindestens einer Stelle in der Interphase höher ist als die Elementenkonzentra¬ tion, wenn der gleiche Grundkörper gleich diamantbeschichtet wird, aber ohne spezifisch eingebrachte Elementanreicherung.
Es kann vermutet werden, dass, weil, im Unterschied zu bekann¬ ten Ansätzen, keine Zwischenschicht zwischen Grundkörper und Diamantschicht eingesetzt wird, sondern die Interphase gezielt modifiziert wird, nicht nur die Hafteigenschaften, sondern zu¬ sätzlich auch die das Verschleissverhalten massgeblich mitbe¬ stimmenden Scherwiderstands- und Zähigkeitseigenschaften posi¬ tiv beeinflusst werden oder mindestens nicht negativ beein- flusst werden. In einer bevorzugten Ausführungsvariante wird die Dicke der Diamantschicht zu weniger als 50μm, vorzugsweise zu 2μm bis 30μm, gewählt, beide Grenzen eingeschlossen.
Im weiteren zeichnet sich der erfindungsgemäss beschichtete Körper in einer Variante dadurch aus, dass die Nukleations- dichte der Diamantschicht im wesentlichen von der Elementan¬ reicherung unbeeinflusst gleich ist wie an einem wie erwähnt gleich diamantbeschichteten, gleichen Grundkörper, ohne Anrei¬ cherung mit dem Element, als Vergleichsbasis.
Bevorzugterweise beträgt weiter die Dicke der Interphase eini¬ ge μm, beträgt vorzugsweise höchstens 15μm, dabei weiter vor¬ zugsweise höchstens lOμm.
Es kann der Konzentrationsverlauf der Elementanreicherung in einem wesentlichen Bereich der Interphase mindestens im we¬ sentlichen konstant sein, kann dabei bei nicht verschwindendem Anteil dieses Elementes im Grundkörpermaterial auf dem Konzen¬ trationswert gehalten werden, den er auch im Grundkörper auf¬ weist, oder kann, insbesondere wenn der Anteil dieses Elemen¬ tes im Grundkörper verschwindend ist, erst ansteigen und dann entlang einem wesentlichen Bereich der Interphase im wesentli¬ chen konstant gehalten sein. Bevorzugterweise liegt aber in der Interphase mindestens eine Maximalstelle der Elementanrei¬ cherungskonzentration vor.
Im weiteren hat es sich gezeigt, dass die erfindungsgemäss an¬ gestrebte Wirkung, nämlich Erhöhung der Verschleissfestigkeit eines diamantbeschichteten Grundkörpers aus einem mehrphasigen Werkstoff, besonders gut erreicht wird, wenn, gemäss Wortlaut von Anspruch 6, die Elementanreicherung mindestens eine Kon¬ zentration aufweist, die um 0,01at%, vorzugsweise um 0,05at%, insbesondere bevorzugterweise um 0,5at%, dabei besonders um lat% höher ist als die Konzentration desselben Elementes bei der gleichen Diamantbeschichtung des gleichen Grundkorpers ohne Anreicherung.
Es wird auch ein optimiertes Verschleissverhalten dadurch er¬ reicht, dass, im Sinne einer Maximalgrenze, die Elementkonzen¬ tration im Bereich der Interphase höchstens 50at%, vorzugswei¬ se aber 2 bis 20at%, beide Grenzen eingeschlossen, höher ist als die Elementkonzentration in der Interphase an einem gleich diamantbeschichteten gleichen Grundkörper ohne Elementanrei¬ cherung.
Dabei haben sich bis heute als Anreicherungselement insbeson¬ dere die Metalle Mg, AI, Cu, dabei aber insbesondere AI, bzw. die Metalloide B, Si, Ge, S, P, und zwar jeweils als eine Kom¬ ponente des Anreicherungselementes oder als das Anreicherungs- element selbst bewährt.
Im weiteren kann bevorzugt der Grundkörper als wesentlichen Bestandteil ein oder mehrere Carbide und Cobalt in einer gleichmässig verteilten Mischung umfassen. Dabei kann weiter bevorzugterweise, und in Kombination mit der erfindungsgem s- sen Elementanreicherung in der Interphase, zusätzlich die oberflächennahe Zone im Grundkörper Cobalt-verarmt werden, da¬ bei bevorzugterweise kombiniert mit einer korperseitig an die Zone anschliessenden Co-angereicherten Zone.
Die Elementanreicherung erfolgt mindestens teilweise gleich¬ zeitig mit der Diamantabscheidung.
Damit lässt sich im gleichen Beschichtungsreaktor die Element- anreicherung entweder unmittelbar vor der Diamantabscheidung beginnen und ohne Prozessunterbrechung kontinuierlich in die Diamantabscheidung hinüberführen, oder die Diamantabscheidung erfolgt gleichzeitig mit der Elementanreicherung.
Es wird in einer bevorzugten Art und Weise die Elementanrei¬ cherung unmittelbar vor und zu Beginn oder nur zu Beginn der Diamantabscheidung vorgenommen.
An dieser Stelle sei betont, dass sich grundsätzlich alle be¬ kannten Verfahren für die Diamantbeschichtung einsetzen las¬ sen, wie sie zum Beispiel aus "Development of CVD-Diamond Synthesis Techniques", S. Matsumoto, S. 50-58; Proceeding of First International Symposium on Diamond and Diamond-like Films, Proc.Vol. 89-12; The Electrochemical Society, 1989, edit. by J.P. Dismukes, beschrieben sind.
Insbesondere ergibt sich eine relativ einfache Beherrschbar- keit der Elementanreicherung bzw. des Aufbaus der Interphase dadurch, dass die Elementanreicherung aus der Gasphase vorge¬ nommen wird, vorzugsweise aus einer metallorganischen oder me¬ talloidorganischen Gasphase. Im Prinzip eignen sich aber bekannte Vakuumbeschichtungsverfahren, wie CVD-Verfahren, PVD- Verfahren oder PECVD-Verfahren (plasma enhanced chemical vapor deposition) , für die Elementanreicherung.
In einer bevorzugten Art und Weise wird die Elementanreiche¬ rung mittels eines PVD-Verfahrens, vorzugsweise mittels Ver¬ dampfens, z.B. mit Einsatz von Elektronenstrahlverdampfen, realisiert oder durch eine plasmachemische Reaktion mit einem Festkörper, wobei besonders einfach als Festkörper eine Kera¬ mik eingesetzt wird, wovon mindestens ein Element durch plas¬ machemische Reaktion in die Prozessatmosphäre gasförmig frei¬ gesetzt wird.
Neben PVD-Verfahren eignen sich nämlich auch vorzüglich plas¬ machemische Reaktionsverfahren, um das Anreicherungselement einzubringen. Dabei kann die plasmachemische Reaktion zum Bei¬ spiel durch Zersetzung von metallorganischen oder metalloidor¬ ganischen Gasen erfolgen, aber auch durch Reaktion des bei üb¬ lichen Diamantabscheidungsverfahren vorhandenen reaktiven ato¬ maren Wasserstoffes mit einem keramischen Festkörper.
im weiteren besteht eine Ausführungsvariante des erfindungsge- mässen Verfahrens darin, dass ein Körper verwendet wird, des¬ sen Material ein oder mehrere Carbide und Co umfasst, wobei in einer weiteren Ausführungsform der Grundkörper-Oberflächenbe- reich durch Sintern oder durch einen chemischen Aetzprozess, vor der Diamantbeschichtung mit Einbau des Anreicherungsele¬ mentes, Co-verarmt wird. Die Co-Verarmung an der Oberfläche des Grundkörpers kann, wie erwähnt, durch ein metallurgisches Sinterverfahren realisiert werden, wobei die Tiefe der verarm¬ ten Zone im Grundkörper im Bereich von 5 bis 50μm, in bevor¬ zugter Weise im Bereich von 10 bis 20μm, liegt. Dabei ist die Cobalt-verarmte Zone im Grundkörper und nicht in der Inter¬ phase angesiedelt.
Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel weist der Grundkörper eine Co-Verarmungszone von 5 bis 50μm Dicke (beide Grenzen eingeschlossen) auf, vorzugsweise von 10 bis 20μm, in Kombination mit einer Co-angereicherten, korperseitig an die Verarmungszone anschliessenden Zone, die 50 bis 500μm dick ist, vorzugsweise 50 bis 150μm dick ist (alle Grenzwerte ein¬ geschlossen) . In der Anreicherungszone ist der Co-Gehalt höher als in der Binder-Phase des ursprünglichen, unmodifizierten Grundkörpermaterials.
Bei Realisation der Co-Verarmung durch ein chemisches Aetzver- fahren ist die verarmte Zone vorzugsweise dünner als lOμm, be¬ vorzugterweise dünner als 5μm. Dies wiederum betrachtet ohne Interphase. Bezüglich eines besonders geeigneten Diamantabscheidungsver- fahrens kann im weiteren auf die EP-A-0 478 909 verwiesen wer¬ den, die als Anhang A Teil der vorliegenden Beschreibung bil¬ det.
Die Elementanreicherung in der Interphase wird bevorzugterwei¬ se dadurch realisiert, dass, mindestens teilweise während der DiamantbeSchichtung, das Anreicherungselement verdampft wird und dessen Konzentration in der Prozessatmosphäre open loop gesteuert oder closed loop geregelt wird, indem die Verdamp¬ fungsleistung einer Verdampfungsquelle, wie z.B. eines Elek- tronenstrahlverdampfers für das Element, im Regelkreis als Stellglied gestellt bzw. als Steuerglied eingesetzt wird.
Bei einer weiteren Ausführungsvariante des erfindungsgemässen Herstellverfahrens wird, mindestens teilweise während der Dia- mantbeschichtung, das Anreicherungselement durch plasmachemi¬ sche Reaktion mit einem Festkörper in der Prozessatmosphäre eingebracht und dessen Konzentration in der Atmosphäre durch open loop-Steuern oder closed loop-Regeln geführt, indem die Leistung der Plasmaentladung und/oder die Gaszusammensetzung der Beschichtungsatmosphäre gestellt werden.
Dabei kann die Konzentration des Anreicherungselementes in der Beschichtungsatmosphäre emissionsspektroskopisch gemessen wer¬ den, als gemessene IST-Grösse in einem Regelkreis zur Führung der Elementenkonzentration in der Prozessatmosphäre oder als Kontrollgrösse für eine Konzentrations-open-loop-Steuerung.
Der erfindungsgemässe Körper eignet sich insbesondere als Werkzeug, dabei insbesondere als spanabhebendes Werkzeug, wie zum Beispiel zum Drehen, Fräsen oder Bohren. Insbesondere sind diese Körper zur Bearbeitung von Nichteisenmetallen, wie z.B. von Aluminiumlegierungen oder von Buntmetallen, und zur Bear- beitung von Nichtmetallen, wie z.B. Plastik, Holz oder Ver¬ bundwerkstoffe, geeignet. Ebenso sind die erfindungsgemässen Körper als Bauteile mit hohem Verschleisswiderstand, im beson¬ deren abrasionsfest, vorzüglich geeignet.
Analog eignet sich das erfindungsgemässe Verfahren insbesonde¬ re zur Herstellung verschleissresistenter Körper.
Die Erfindung wird anschliessend, zusätzlich zu ihrer Be¬ schreibung im Zusammenhang mit ihren wesentlichsten Aspekten, wie sie auch in den Ansprüchen spezifiziert sind, anhand von Figuren und Beispielen erläutert.
Die Figuren zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung von Grundkörper, In¬ terphase und Diamantschicht zur Erläuterung des In- terphasenbegriffes;
Fig. 2a an einem handelsüblichen, mehrphasigen Grundkörper mit erfindungsgemässer AI-Anreicherung in der Inter¬ phase, die mittels EPMA (electron probe micro analy- sis) gemessenen qualitativen Konzentrationsverläufe des Anreicherungselementes AI in der Interphase und der Grundkörper- bzw. DiamantSchichtelemente Co, W und C;
Fig. 2b Messresultate analog zu Fig. 2a, an einem handelsüb¬ lichen Grundkörper, aber mit Co-verarmter und Co-an- gereicherter Grundkörperzone, erfindungsgemäss dia¬ mantbeschichtet unter AI-Anreicherung in der Inter¬ phase;
Fig. 3 eine schematische Darstellung zur Definition der Strahlbreite bei der EPMA-Messung gemäss den Fig. 2a und 2b;
Fig. 4a an einem erfindungsgemäss beschichteten Grundkörper mit AI-Elementanreicherung in der Interphase, der auch der Messung gemäss Fig. 2a zugrundeliegt, die mittels EPMA gemessene qualitative AI-Konzentra¬ tionsverteilung an einem Querschliff über Diamant- schicht, Interphase und Grundkörper;
Fig. 4b eine Rasterelektronen-mikroskopische Aufnahme des Querschliffs gemäss Fig. 4a über Grundkörper, Inter¬ phase und Diamantschicht bei einer Vergrösserung von 2000;
Fig. 5 den zeitlichen Verlauf der relativen AI-Dampfkonzen- tration während der ersten drei Stunden in der Pro¬ zessatmosphäre bei einer Gesamtbeschichtungszeit von 10 Stunden. Die Kurve zeigt dabei die relative Emis¬ sionsintensität der Aluminiumlinie und, als Refe¬ renzsignal, eine Wasserstofflinie;
Fig. 6 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der durchgeführten Tests an erfindungsgemässen und nichterfindungsgemässen Körpern zur Bestimmung und zum Vergleich ihres Verschleisswiderstandes.
Fig. 1 zeigt schematisch die Verhältnisse an einem diamantbe¬ schichteten, mehrphasigen Grundkörper, wie sie sowohl bei er- findungsgemässer Elernentanreicherung wie auch bei konventio¬ neller Beschichtung vorliegen. Im Grundkörperbereich ändert, vom Grundkörperinnern nach aussen in Richtung x fortschrei¬ tend, das Grundkörpermaterial MGK im wesentlichen nicht, was in Fig. 1 mit dMGK / dx ~ 0 angedeutet ist. Desgleichen ändert im Diamantschichtbereich, in besagter Richtung fortschreitend, die Materialzusammensetzung im wesentlichen nicht, was in Fig. 1 mit dMGS / dx ~ 0 angedeutet ist.
In der dazwischenliegenden Interphase geht grundsätzlich die Materialzusammensetzung von derjenigen des Grundkörpers stetig in diejenige der Diamantschicht über, womit, in besagter Rich¬ tung fortschreitend, in der Interphase, wie in Fig. 1 angege¬ ben, sowohl dMGk / dx ≠ 0 ist, wie auch dMDS / dx ≠ 0 ist. Da¬ bei brauchen in der Interphase diese Bedingungen nicht an je¬ dem Ort x gleichzeitig erfüllt zu sein; es genügt, wenn eine der beiden Bedingungen erfüllt ist. Generell wird, in x-Rich¬ tung fortschreitend, innerhalb der Interphase, wie in Fig. 1 in Klammern angegeben, der Anteil des Grundkörpermaterials MGK bzw. mindestens einer wesentlichen Komponente dieses Materials abnehmen und innerhalb der Interphase der Gehalt des Diamant- Schichtmaterials MDS, in besagter Richtung fortschreitend, zu¬ nehmen.
Somit ergibt sich im allgemeinen, und wie in Fig. 1 gestri¬ chelt dargestellt, ein grundkörperseitiger Interphasenbereich, worin das Grundkörpermaterial noch überwiegt, und ein diamant- schichtseitiger Interphasenbereich, worin das Diamantschicht- material bereits überwiegt.
Mittels eines Verfahrens und einer Anlage, wie sie in der EP- A-478 909 offenbart sind, welche als Teil der vorliegenden Be¬ schreibung in Form von Anhang A beigefügt ist, wurden Hart¬ metall-Wendeschneidplatten im wesentlichen aus Wolframcarbid und Cobalt diamantbeschichtet, mit erfindungsgemässer Element- anreicherung in der Interphase, wobei in diesem Falle als An¬ reicherungselement Aluminium eingesetzt wurde.
Der Einbau der Elementanreicherung kann zum Beispiel durch Re- aktion des atomaren Wasserstoffes in der Prozessatmosphäre mit einem Keramikfestkörper im Reaktor erfolgen, wodurch das An¬ reicherungselement in Gasform übergeführt wird und parallel zum Diamantabscheidungsprozess in die Interphase eingebaut wird. Hierzu wird das Element insbesondere unmittelbar vor und/oder während der Anfangsphase des Diamantabscheidungspro- zesses in die Prozessatmosphäre freigesetzt.
Anstelle des Einsatzes der erwähnten Aetzreaktion von Keramik- festkörpern im Reaktor kann zum Einbau des Anreicherungsele¬ mentes ebenso gut jedes andere PVD-Verfahren, wie zum Beispiel thermisches Verdampfen, Elektronenstrahlverdampfen, Lichtbo¬ genverdampfen oder Kathodenzerstäuben, eingesetzt werden. Es kann aber auch durch plasmachemische Reaktion mit gasförmigen Verbindungen des jeweiligen Anreicherungselementes, wie zum Beispiel mit metallorganischen oder metalloidorganischen Ver¬ bindungen, das Einbringen des Anreicherungselementes erfolgen.
Als besonders geeignet zur Beherrschung der Anreicherungsele- mentkonzentration in der Gasphase, mindestens teilweise gleichzeitig mit dem Aufbau der Diamantschicht, hat sich die emissionsspektroskopische Messung der Anreicherungselementkon¬ zentration in dieser Gasphase bewährt, wobei das Messresultat als gemessener IS -Wert in einem Regelkreis für besagte Kon¬ zentration eingesetzt wird, dabei die je nach eingesetztem Verfahren realisierte Freisetzungsrate des Anreicherungsele¬ mentes in die Prozessatmosphäre als Stellgrösse eingesetzt wird. Dabei ist es aber durchaus möglich, die emissionsspek¬ troskopische Messung der momentanen Anreicherungskonzentration im Sinne einer Steuerungsführungsgrösse zur open-loop-Führung der erwähnten Konzentration nach einem SOLL-Profil einzu¬ setzen.
Fig. 5 zeigt den regelungstechnisch oder gesteuert geführten Konzentrationsverlauf des Anreicherungselementes, beispiels¬ weise von Aluminium, über der Zeit im Vergleich zur Konzentra¬ tion von Wasserstoff. Dabei ist zu erkennen, dass bei der er- findungsgemäss hier beispielsweise gezeigten Elementanreiche¬ rung diese im wesentlichen in der ersten Stunde erfolgt, bei einer gesamten Diamantbeschichtungszeit von zehn Stunden.
Mit dem Diamantabscheidungsverfahren, wie in Anhang A be¬ schrieben, wurden verschiedene Grundkörper diamantbeschichtet, unter Einhalt folgender Prozessparameter:
Gesamtdruck: lOOPa
Gesamtstrom der Entladung: 700A Gasmischung: Ar/H2/CH4 = 1 : 1 0.005 Körpertemperatur: 810°C
In der nachfolgenden Tabelle sind die verschiedenen Grundkör¬ per, gegebenenfalls ihre Vorbehandlung, Realisation oder Nichtrealisation der erfindungsgemässen Elementanreicherung und das resultierende Verschleissverhalten zusammengestellt.
versuch Substrat Vorbehandlung Modifikation Verschl. -
Nr. verhalten
DiD 73 C-Co 6% Co-Verarmung AI-Eindampfen 170 Sintern
DiD 163 C-Co 6% Co-Verarmung AI-Eindampfen 170 Sintern
EID 66 C-Co 6% Co-Verarmung keine 10 Sintern
DiD 53 WC-Co 3% ehem.geätzt keine 0
DiD 169 C-CO 3% ehem.geätzt AI-Eindampfen 170
EID 92a) C-CO 3% keine AI-Eindampfen 170
EID 92b) WC-CO 6% keine AI-Eindampfen 170
EID 92c) WC-Co 6% sandstrahlen AI-Eindampfen 170
ERSÄTZBLÄΓT(REGEL 26) Die Grundkörper sind Wendeschneidplatten. Gemäss den Versuchen Nr. DiD 73, 163, 169 sowie EID 92a) -92c) und alle nach bekann¬ ten Diamantbeschichtungsverfahren, ohne Anwendung der erfin¬ dungsgemässen Elementanreicherung beschichteten Wendeschneid¬ platten EID 66 und DID 53, wurden denselben Frästests unterzo¬ gen.
Die Verhältnisse beim durchgeführten Frästest, welcher beson¬ ders gut geeignet ist, das Verschleissverhalten des Werkzeuges zu bestimmen, sind in Fig. 6 dargestellt, mit dem Fräskopf 68 und dem bearbeiteten Werkstück 70. Beim vorgenommenen Frästest gelten folgende Parameter:
Werkstoff des Werkstückes 70 AI-4% CU 0,8% Si Werkstückform: Zylinder mit Durchmesser
200mm
Schnittgeschwindigkeit: 1500m/min Schnittiefe: lmm Vorschub: 0,1 bis 0,5mm/min
eingespannt jeweils eine Wendeschneidplatte.
Als in obiger Tabelle aufgelistete Zahl unter der Rubrik "Ver¬ schleissverhalten" erscheint die Anzahl Durchgänge einmaligen, vollständigen Planfräsens des Zylinders. Der Test wurde bei guten Wendeschneidplatten nach 170 Durchgängen abgebrochen. Für eine genauere Beschreibung des Frästests sei auf "CVD-Dia- mantbeschichtete Zerspanwerkzeuge", I. Reineck, S. Söderberg und M.E. Sjöstrand, VDI-Gesellschaft Produktionstechnik, Neu¬ entwicklungen in der Zerspanungstechnik, S. 55-70, Düsseldorf, 22.-24.9.93, verwiesen.
Die Resultate des Verschleissverhaltens-Tests in Anzahl Durch¬ gängen gehen deutlich aus obiger Tabelle hervor. Während ohne Anwendung der beschriebenen erfindungsgemässen Elementanrei¬ cherung, gemäss den Beispielen EID 66 und EID 53, bereits nach null bzw. zehn Durchgängen ein Abplatzen der Diamantschicht erfolgte, halten die entsprechend der Erfindung beschichteten Wendeschneidplatten 170 Durchgänge bis zum Abbruch des Tests stand. Dies nicht nur bei Grundkörpern mit durch Aetzen (EID 169) oder durch Sintern (EID163) Cobalt-verarmter Oberfläche, sondern auch bei nicht vorbehandelten (EID92a, b) oder sandge¬ strahlten (EID92c) Grundkörperoberflächen.
Fig. 2a zeigt die mittels EPMA gemessene qualitative Alumi¬ niumanreicherung bei erfindungsgemässer Ausführung der Ele¬ mentanreicherung für einen handelsüblichen Hartmetall-Grund- körper ohne Cobaltverarmung, also beispielsweise gemäss dem Versuch EID 92a, 92b, während Fig. 2b, analog, die Aluminium¬ anreicherung an einem Co-verarmten Grundkörper - zusätzlich mit Co-Anreicherungszone - beispielsweise gemäss den Beispie¬ len DID 73, 163, 169 zeigt. In beiden Fällen ist deutlich ein Maximum der Aluminiumkonzentration im Bereich der Interphase zu erkennen. Es muss auch an dieser Stelle betont werden, dass der weitere Konzentrationsverlauf des Anreicherungselementes ausserhalb der Interphase, d.h. sowohl in den Grundkörper hin¬ ein wie auch in die Diamantschicht hinein, für das Erzielen des erfindungsgemäss hohen Verschleisswiderstandes nicht we¬ sentlich ist.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung des Messvorgehens für die Messung gemäss den Fig. 2. Dabei bedeuten 1 die Dia¬ mantschicht, 2 die Interphase und 3 den Grundkörper. Das Rechteck stellt die Analysefläche dar, wobei der Analyse- strahl, mit einer Breite w in y-Richtung von 250μm, in x- Richtung gescanned wird.
Fig. 4a zeigt die mittels EPMA gemessene Aluminiumverteilung anhand eines Querschliffs in Diamantschicht, Interphase und Grundkorper, beispielsweise gemäss der Konzentrationsvertei¬ lung gemäss Fig. 2b. Die Anreicherung des Anreicherungselemen- tes, nämlich Aluminiums, in der Interphase ist deutlich zu er¬ kennen.
Fig. 4b zeigt die zugehörige Rasterelektronen-mikroskopische Aufnahme des Querschliffs über Grundkörper, Interphase und Diamantschicht.

Claims

Patentansprüche:
1. Mindestens teilweise beschichteter Körper, umfassend ei¬ nen Grundkörper aus einem mehrphasigen Werkstoff sowie minde¬ stens eine Diamantschicht, dadurch gekennzeichnet, dass in der Interphase zwischen Grundkörper und Diamantschicht eine Elementanreicherung eingebracht ist mit einer Konzentration, die höher ist als die Konzentration desselben Elementes an einem gleich diamantbeschichteten gleichen Grundkörper ohne eine Anreicherung mit dem Element.
2. Beschichteter Körper nach Anspruch 1, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass die Dicke der Diamantschicht weniger als 50μm beträgt, vorzugsweise 2μm bis 30μm beträgt, beide Grenzen eingeschlossen.
3. Beschichteter Körper nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichte der Diamantschicht im wesentlichen gleich ist wie die Dichte der Diamantschicht am erwähnten gleich diamantbeschichteten Grundkörper ohne Anrei¬ cherung mit dem Element.
4. Beschichteter Körper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Interphase einige μm beträgt, vorzugsweise < 15μm ist, dabei vorzugsweise < lOμm.
5. Beschichteter Körper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Konzentrationsverlauf der Elementanreicherung in einem wesentlichen Bereich der Inter¬ phase mindestens im wesentlichen konstant ist oder vorzugs¬ weise im Bereich der Interphase mindestens eine Maximalstelle aufweist.
6. Beschichteter Körper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Elementanreicherung minde¬ stens eine Konzentration aufweist, die um 0,01at%, vorzugs¬ weise um 0,05at%, vorzugsweise um 0,5at%, insbesondere bevor¬ zugterweise um lat% höher ist als die Konzentration desselben Elementes bei der gleichen Diamantbeschichtung des Grundkör¬ pers ohne Anreicherung.
7. Beschichteter Körper nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Elementkonzentration im Be¬ reich der Interphase um höchstens 50at%, vorzugsweise um 2 bis 20at% (beide Grenzen eingeschlossen) höher ist als die Elementkonzentration in der Interphase des gleich diamantbe¬ schichteten Grundkörpers ohne Elementanreicherung.
8. Beschichteter Körper nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Anreicherungselernent minde¬ stens eines der Metalle Mg, AI, Cu, dabei insbesondere AI um- fasst oder durch ein solches gebildet ist oder mindestens ei¬ nes der Metalloide B, Si, Ge, S, P umfasst oder durch ein solches gebildet ist.
9. Beschichteter Körper nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper als wesentlichen Bestandteil ein oder mehrere Carbide und Cobalt in einer gleichmässig verteilten Mischung umfasst und vorzugsweise eine oberflächennahe Zone im Grundkörper Cobalt-verarmt ist, dabei weiter bevorzugterweise eine korperseitig an die Verar¬ mungszone anschliessende Zone Co-angereichert ist.
10. Beschichteter Körper nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der Interphase eine AlCoχCy- Verbindung vorhanden ist, vorzugsweise zu überwiegendem An¬ teil.
11. Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Körpers nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Elementanreicherung mindestens teilweise gleichzei¬ tig mit der Diamantabscheidung vorgenommen wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Elementanreicherung nur unmittelbar vor und zu Beginn oder nur zu Beginn der Diamantabscheidung vorgenommen wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Elementanreicherung aus der Gasphase vorgenommen wird, wobei vorzugsweise ein metallorganisches oder metalloidorganisches Gas verwendet wird.
1 . Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Elementanreicherung mittels eines PVD-Verfahrens, vorzugsweise mit Einsatz von Verdampfen, wie von Elektronenstrahlverdampfen, realisiert wird oder durch plasmachemisc-he Reaktion mit einem Pestkörper, wobei vorzugs¬ weise als Pestkörper eine Keramik eingesetzt wird, wovon min¬ destens ein Element durch plasmachemische Reaktion in die Prαzessat osphäre gasförmig freigesetzt wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass als Grundkόrpeππaterial ein oder mehrere Carbide und Cobalt eingesetzt wird und der Grundkorper-Ober- flächenbereich, vorzugsweise durch Sintern oder durch einen chemischen Aetzprozess, vor der Diamantbeschichtung Co-ver- armt wird und vorzugsweise korperseitig an den Co-Verarmungs- bereich anschliessend ein Co-angereicherter Bereich reali¬ siert wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass, mindestens teilweise während der Dia- mantbeschichtung, das Anreicherungselement verdampft wird und dessen Konzentration in der Prozessatmosphäre durch Stellen der Verdampfungsleistung einer Verdampfungsquelle für das Element gesteuert oder geregelt wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass, mindestens teilweise während der Dia- mantbeschichtung, das Anreicherungselement durch plasmachemi¬ sche Reaktion mit einem Festkörper in die Prozessatmosphäre eingebracht wird und dessen Konzentration durch Steuern oder Regeln geführt wird durch Stellen der Leistung der Plasmaent¬ ladung und/oder der Gaszusammensetzung der Beschichtungsatmo¬ sphäre.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Konzentration des Anreicherungsele¬ mentes in der Beschichtungsatmosphäre emissionsspektrosko¬ pisch gemessen wird, als Messung der IS -Grosse in einem Re¬ gelkreis zur Führung der Elementenkonzentration in der Pro¬ zessatmosphäre oder als Kontrollgrösse für eine Konzentra¬ tionssteuerung.
19. Verwendung des beschichteten Körpers nach einem der An¬ sprüche 1 bis 10 als verschleissresistentes Bauteil oder als Werkzeug, dabei insbesondere als spanabhebendes Werkzeug.
20. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 11 bis 18 zur Herstellung verschleissfester Körper, insbesondere Werkzeugkörper.
PCT/EP1994/003562 1993-10-29 1994-10-28 Beschichteter körper, verfahren zu dessen herstellung sowie dessen verwendung WO1995012009A1 (de)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP95900095A EP0730670B1 (de) 1993-10-29 1994-10-28 Beschichteter körper, verfahren zu dessen herstellung sowie dessen verwendung
AU81052/94A AU8105294A (en) 1993-10-29 1994-10-28 Coated body, its method of production and its use
DE59408289T DE59408289D1 (de) 1993-10-29 1994-10-28 Beschichteter körper, verfahren zu dessen herstellung sowie dessen verwendung
US08/424,325 US5897942A (en) 1993-10-29 1994-10-28 Coated body, method for its manufacturing as well as its use
BR9407924A BR9407924A (pt) 1993-10-29 1994-10-28 Corpo revestido processo para sua fabricaçao assim como emprego do mesmo

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH3268/93 1993-10-29
CH3267/93 1993-10-29
CH326793 1993-10-29
CH326893 1993-10-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1995012009A1 true WO1995012009A1 (de) 1995-05-04

Family

ID=25692615

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP1994/003562 WO1995012009A1 (de) 1993-10-29 1994-10-28 Beschichteter körper, verfahren zu dessen herstellung sowie dessen verwendung

Country Status (11)

Country Link
US (1) US5897942A (de)
EP (1) EP0730670B1 (de)
JP (1) JP3166919B2 (de)
KR (1) KR100374975B1 (de)
CN (1) CN1152979C (de)
AT (1) ATE180288T1 (de)
AU (1) AU8105294A (de)
BR (1) BR9407924A (de)
DE (1) DE59408289D1 (de)
PL (1) PL314108A1 (de)
WO (1) WO1995012009A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5772366A (en) * 1994-03-18 1998-06-30 Sandvik Ab Diamond coated body
WO1999031292A1 (en) * 1997-12-18 1999-06-24 Sandvik Ab (Publ) Coated cemented carbide cutting tool and method of coating it with diamond

Families Citing this family (50)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH694699A5 (de) * 1999-04-29 2005-06-15 Balzers Hochvakuum Verfahren zur Herstellung von Silizium.
US6592985B2 (en) 2000-09-20 2003-07-15 Camco International (Uk) Limited Polycrystalline diamond partially depleted of catalyzing material
US7866343B2 (en) 2002-12-18 2011-01-11 Masco Corporation Of Indiana Faucet
US8555921B2 (en) 2002-12-18 2013-10-15 Vapor Technologies Inc. Faucet component with coating
US7866342B2 (en) 2002-12-18 2011-01-11 Vapor Technologies, Inc. Valve component for faucet
US8220489B2 (en) 2002-12-18 2012-07-17 Vapor Technologies Inc. Faucet with wear-resistant valve component
CA2489187C (en) 2003-12-05 2012-08-28 Smith International, Inc. Thermally-stable polycrystalline diamond materials and compacts
US7647993B2 (en) * 2004-05-06 2010-01-19 Smith International, Inc. Thermally stable diamond bonded materials and compacts
US7754333B2 (en) * 2004-09-21 2010-07-13 Smith International, Inc. Thermally stable diamond polycrystalline diamond constructions
US7608333B2 (en) * 2004-09-21 2009-10-27 Smith International, Inc. Thermally stable diamond polycrystalline diamond constructions
US7681669B2 (en) 2005-01-17 2010-03-23 Us Synthetic Corporation Polycrystalline diamond insert, drill bit including same, and method of operation
US7350601B2 (en) 2005-01-25 2008-04-01 Smith International, Inc. Cutting elements formed from ultra hard materials having an enhanced construction
US8197936B2 (en) 2005-01-27 2012-06-12 Smith International, Inc. Cutting structures
US7377341B2 (en) 2005-05-26 2008-05-27 Smith International, Inc. Thermally stable ultra-hard material compact construction
US7493973B2 (en) 2005-05-26 2009-02-24 Smith International, Inc. Polycrystalline diamond materials having improved abrasion resistance, thermal stability and impact resistance
US8020643B2 (en) * 2005-09-13 2011-09-20 Smith International, Inc. Ultra-hard constructions with enhanced second phase
US7726421B2 (en) * 2005-10-12 2010-06-01 Smith International, Inc. Diamond-bonded bodies and compacts with improved thermal stability and mechanical strength
US7628234B2 (en) 2006-02-09 2009-12-08 Smith International, Inc. Thermally stable ultra-hard polycrystalline materials and compacts
US8066087B2 (en) 2006-05-09 2011-11-29 Smith International, Inc. Thermally stable ultra-hard material compact constructions
US8028771B2 (en) 2007-02-06 2011-10-04 Smith International, Inc. Polycrystalline diamond constructions having improved thermal stability
US7942219B2 (en) 2007-03-21 2011-05-17 Smith International, Inc. Polycrystalline diamond constructions having improved thermal stability
US8499861B2 (en) 2007-09-18 2013-08-06 Smith International, Inc. Ultra-hard composite constructions comprising high-density diamond surface
US8627904B2 (en) * 2007-10-04 2014-01-14 Smith International, Inc. Thermally stable polycrystalline diamond material with gradient structure
US7980334B2 (en) * 2007-10-04 2011-07-19 Smith International, Inc. Diamond-bonded constructions with improved thermal and mechanical properties
US9297211B2 (en) 2007-12-17 2016-03-29 Smith International, Inc. Polycrystalline diamond construction with controlled gradient metal content
US8083012B2 (en) 2008-10-03 2011-12-27 Smith International, Inc. Diamond bonded construction with thermally stable region
US7972395B1 (en) 2009-04-06 2011-07-05 Us Synthetic Corporation Superabrasive articles and methods for removing interstitial materials from superabrasive materials
US8951317B1 (en) 2009-04-27 2015-02-10 Us Synthetic Corporation Superabrasive elements including ceramic coatings and methods of leaching catalysts from superabrasive elements
GB2480219B (en) * 2009-05-06 2014-02-12 Smith International Cutting elements with re-processed thermally stable polycrystalline diamond cutting layers,bits incorporating the same,and methods of making the same
US8771389B2 (en) * 2009-05-06 2014-07-08 Smith International, Inc. Methods of making and attaching TSP material for forming cutting elements, cutting elements having such TSP material and bits incorporating such cutting elements
WO2010148313A2 (en) * 2009-06-18 2010-12-23 Smith International, Inc. Polycrystalline diamond cutting elements with engineered porosity and method for manufacturing such cutting elements
US9352447B2 (en) 2009-09-08 2016-05-31 Us Synthetic Corporation Superabrasive elements and methods for processing and manufacturing the same using protective layers
JP5433897B2 (ja) * 2009-10-22 2014-03-05 好孝 光田 ダイヤモンドライクカーボン皮膜形成部材及びその製造方法
JP5282911B2 (ja) * 2010-03-26 2013-09-04 三菱マテリアル株式会社 ダイヤモンド被覆切削工具
US8858665B2 (en) 2011-04-28 2014-10-14 Robert Frushour Method for making fine diamond PDC
US8741010B2 (en) 2011-04-28 2014-06-03 Robert Frushour Method for making low stress PDC
US8974559B2 (en) 2011-05-12 2015-03-10 Robert Frushour PDC made with low melting point catalyst
US9061264B2 (en) 2011-05-19 2015-06-23 Robert H. Frushour High abrasion low stress PDC
US8828110B2 (en) 2011-05-20 2014-09-09 Robert Frushour ADNR composite
CN102240992A (zh) * 2011-06-14 2011-11-16 北京华特科园超硬材料有限公司 一种磨削玻璃金刚石磨轮及其制备方法
US9144886B1 (en) 2011-08-15 2015-09-29 Us Synthetic Corporation Protective leaching cups, leaching trays, and methods for processing superabrasive elements using protective leaching cups and leaching trays
RU2014122863A (ru) 2012-06-13 2015-12-10 Варел Интернэшнл Инд., Л.П. Поликристаллические алмазные резцы повышенной прочности и термостойкости
US9550276B1 (en) 2013-06-18 2017-01-24 Us Synthetic Corporation Leaching assemblies, systems, and methods for processing superabrasive elements
US9789587B1 (en) 2013-12-16 2017-10-17 Us Synthetic Corporation Leaching assemblies, systems, and methods for processing superabrasive elements
US10807913B1 (en) 2014-02-11 2020-10-20 Us Synthetic Corporation Leached superabrasive elements and leaching systems methods and assemblies for processing superabrasive elements
US9908215B1 (en) 2014-08-12 2018-03-06 Us Synthetic Corporation Systems, methods and assemblies for processing superabrasive materials
US11766761B1 (en) 2014-10-10 2023-09-26 Us Synthetic Corporation Group II metal salts in electrolytic leaching of superabrasive materials
US10011000B1 (en) 2014-10-10 2018-07-03 Us Synthetic Corporation Leached superabrasive elements and systems, methods and assemblies for processing superabrasive materials
US10723626B1 (en) 2015-05-31 2020-07-28 Us Synthetic Corporation Leached superabrasive elements and systems, methods and assemblies for processing superabrasive materials
US10900291B2 (en) 2017-09-18 2021-01-26 Us Synthetic Corporation Polycrystalline diamond elements and systems and methods for fabricating the same

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60114571A (ja) * 1983-11-25 1985-06-21 Mitsubishi Metal Corp 超硬質被覆層の形成方法
JPS60121271A (ja) * 1983-12-01 1985-06-28 Mitsubishi Metal Corp 超硬質被覆層の形成方法
JPS61251158A (ja) * 1985-04-30 1986-11-08 Sumitomo Electric Ind Ltd 放熱基板
JPS63166970A (ja) * 1986-12-26 1988-07-11 Seiko Instr & Electronics Ltd 炭素膜の合成方法
EP0299752A2 (de) * 1987-07-15 1989-01-18 The BOC Group, Inc. Kontrolle eines Verfahrens zur Abscheidung eines dünnen Filmes mittels Plasma
EP0402039A1 (de) * 1989-06-05 1990-12-12 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Verfahren zur Ablagerung von Diamant und Vorrichtung aus Diamant zur Lichtemission
JPH0394062A (ja) * 1989-09-06 1991-04-18 Sumitomo Electric Ind Ltd ダイヤモンド被覆超硬合金
JPH03142104A (ja) * 1988-04-15 1991-06-17 Asahi Daiyamondo Kogyo Kk ダイヤモンド膜工具類並びにその製造法
EP0469204A1 (de) * 1990-08-03 1992-02-05 Fujitsu Limited Verfahren zur Abscheidung aus der Gasphase eines Diamantfilmes
EP0470531A1 (de) * 1990-08-07 1992-02-12 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Verfahren zur Diamantenherstellung
EP0481722A1 (de) * 1990-10-17 1992-04-22 Fujitsu Limited Verfahren und Anlage zur Herstellung eines Beschichtungsfilms
EP0491521A2 (de) * 1990-12-15 1992-06-24 Fujitsu Limited Verfahren zur Herstellung eines Diamant-Überzuges
JPH0592305A (ja) * 1991-09-27 1993-04-16 Mitsubishi Materials Corp 表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具
EP0567124A2 (de) * 1992-04-23 1993-10-27 Sumitomo Electric Industries, Limited Verbindungswerkzeug mit Diamantkopf und dessen Herstellungsverfahren

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3909895A (en) * 1974-03-13 1975-10-07 Minnesota Mining & Mfg Coated laminated carbide cutting tool
US4150195A (en) * 1976-06-18 1979-04-17 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Surface-coated cemented carbide article and a process for the production thereof
JPS5487719A (en) * 1977-12-23 1979-07-12 Sumitomo Electric Industries Super hard alloy and method of making same
US4610931A (en) * 1981-03-27 1986-09-09 Kennametal Inc. Preferentially binder enriched cemented carbide bodies and method of manufacture
US4497874A (en) * 1983-04-28 1985-02-05 General Electric Company Coated carbide cutting tool insert
DE3574738D1 (de) * 1984-11-13 1990-01-18 Santrade Ltd Gesinterte hartmetallegierung zum gesteinsbohren und zum schneiden von mineralien.
US4708037A (en) * 1985-11-18 1987-11-24 Gte Laboratories Incorporated Coated cemented carbide tool for steel roughing applications and methods for machining
SE453202B (sv) * 1986-05-12 1988-01-18 Sandvik Ab Sinterkropp for skerande bearbetning
SE456428B (sv) * 1986-05-12 1988-10-03 Santrade Ltd Hardmetallkropp for bergborrning med bindefasgradient och sett att framstella densamma
JPS63169356A (ja) * 1987-01-05 1988-07-13 Toshiba Tungaloy Co Ltd 表面調質焼結合金及びその製造方法
US4925701A (en) * 1988-05-27 1990-05-15 Xerox Corporation Processes for the preparation of polycrystalline diamond films
JP2684721B2 (ja) * 1988-10-31 1997-12-03 三菱マテリアル株式会社 表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具およびその製造法
US4988421A (en) * 1989-01-12 1991-01-29 Ford Motor Company Method of toughening diamond coated tools
US5082359A (en) * 1989-11-28 1992-01-21 Epion Corporation Diamond films and method of growing diamond films on nondiamond substrates
US5154245A (en) * 1990-04-19 1992-10-13 Sandvik Ab Diamond rock tools for percussive and rotary crushing rock drilling
SE9002135D0 (sv) * 1990-06-15 1990-06-15 Sandvik Ab Improved tools for percussive and rotary crusching rock drilling provided with a diamond layer
US5124179A (en) * 1990-09-13 1992-06-23 Diamonex, Incorporated Interrupted method for producing multilayered polycrystalline diamond films
US5236740A (en) * 1991-04-26 1993-08-17 National Center For Manufacturing Sciences Methods for coating adherent diamond films on cemented tungsten carbide substrates
US5372873A (en) * 1992-10-22 1994-12-13 Mitsubishi Materials Corporation Multilayer coated hard alloy cutting tool

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60114571A (ja) * 1983-11-25 1985-06-21 Mitsubishi Metal Corp 超硬質被覆層の形成方法
JPS60121271A (ja) * 1983-12-01 1985-06-28 Mitsubishi Metal Corp 超硬質被覆層の形成方法
JPS61251158A (ja) * 1985-04-30 1986-11-08 Sumitomo Electric Ind Ltd 放熱基板
JPS63166970A (ja) * 1986-12-26 1988-07-11 Seiko Instr & Electronics Ltd 炭素膜の合成方法
EP0299752A2 (de) * 1987-07-15 1989-01-18 The BOC Group, Inc. Kontrolle eines Verfahrens zur Abscheidung eines dünnen Filmes mittels Plasma
JPH03142104A (ja) * 1988-04-15 1991-06-17 Asahi Daiyamondo Kogyo Kk ダイヤモンド膜工具類並びにその製造法
EP0402039A1 (de) * 1989-06-05 1990-12-12 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Verfahren zur Ablagerung von Diamant und Vorrichtung aus Diamant zur Lichtemission
JPH0394062A (ja) * 1989-09-06 1991-04-18 Sumitomo Electric Ind Ltd ダイヤモンド被覆超硬合金
EP0469204A1 (de) * 1990-08-03 1992-02-05 Fujitsu Limited Verfahren zur Abscheidung aus der Gasphase eines Diamantfilmes
EP0470531A1 (de) * 1990-08-07 1992-02-12 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Verfahren zur Diamantenherstellung
EP0481722A1 (de) * 1990-10-17 1992-04-22 Fujitsu Limited Verfahren und Anlage zur Herstellung eines Beschichtungsfilms
EP0491521A2 (de) * 1990-12-15 1992-06-24 Fujitsu Limited Verfahren zur Herstellung eines Diamant-Überzuges
JPH0592305A (ja) * 1991-09-27 1993-04-16 Mitsubishi Materials Corp 表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具
EP0567124A2 (de) * 1992-04-23 1993-10-27 Sumitomo Electric Industries, Limited Verbindungswerkzeug mit Diamantkopf und dessen Herstellungsverfahren

Non-Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DATABASE WPI Section Ch Week 8651, Derwent World Patents Index; Class L03, AN 86-335590 *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 009, no. 267 (C - 310) 24 October 1985 (1985-10-24) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 012, no. 444 (C - 545) 22 November 1988 (1988-11-22) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 015, no. 362 (M - 1157) 12 September 1991 (1991-09-12) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 15, no. 275 (C - 849) 12 July 1991 (1991-07-12) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 17, no. 427 (M - 1459) 9 August 1993 (1993-08-09) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 9, no. 271 (C - 311)<1994> 29 October 1985 (1985-10-29) *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5772366A (en) * 1994-03-18 1998-06-30 Sandvik Ab Diamond coated body
WO1999031292A1 (en) * 1997-12-18 1999-06-24 Sandvik Ab (Publ) Coated cemented carbide cutting tool and method of coating it with diamond
US6447912B1 (en) 1997-12-18 2002-09-10 Sandvik Ab Coated cemented carbide cutting tool and method of coating it with diamond

Also Published As

Publication number Publication date
CN1139958A (zh) 1997-01-08
CN1152979C (zh) 2004-06-09
PL314108A1 (en) 1996-08-19
US5897942A (en) 1999-04-27
AU8105294A (en) 1995-05-22
EP0730670B1 (de) 1999-05-19
EP0730670A1 (de) 1996-09-11
KR100374975B1 (ko) 2003-07-22
ATE180288T1 (de) 1999-06-15
BR9407924A (pt) 1996-11-26
JP3166919B2 (ja) 2001-05-14
DE59408289D1 (de) 1999-06-24
JPH09504261A (ja) 1997-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO1995012009A1 (de) Beschichteter körper, verfahren zu dessen herstellung sowie dessen verwendung
DE60124061T2 (de) Hartstoffschicht für Schneidwerkzeuge
DE69334012T2 (de) Zementiertes karbid mit binderphase angereicherter oberflächenzone
DE60133705T3 (de) Werkzeug aus einem gesinterten Bornitrid Körper mit beschichteter Oberfläche
DE3117299C3 (de) Verfahren zur Herstellung eines mit einem Hartstoff beschichteten Gegenstandes
DE2435989C2 (de) Verfahren zur Herstellung eines verschleißfesten, beschichteten Hartmetallkörpers für Zerspanungszwecke
DE19518781C1 (de) Vakuumbeschichteter Verbundkörper und Verfahren zu seiner Herstellung
DE19980940B4 (de) Beschichtetes Hartmetall-Schneidwerkzeug
EP2209929B1 (de) Beschichtetes werkzeug
EP1161572A1 (de) Werkzeug mit einer molybdänsulfid enthaltenden beschichtung und verfahren zu dessen herstellung
EP0352545B1 (de) PVD-Beschichtung sowie Verfahren zu deren Aufbringung
EP3380645A1 (de) Beschichtung eines körpers mit diamantschicht und hartstoffschicht
DE19957671A1 (de) Werkzeug mit einer Molybdänsulfid enthaltenden Beschichtung und Verfahren zu dessen Herstellung
EP0303161B1 (de) Verfahren zum Aufbringen von Überzügen auf Gegenstände mittels magnetfeldunterstützter Kathodenzerstäubung im Vakuum
AT5008U1 (de) Hartmetallverschleissteil mit mischoxidschicht
EP0783596B1 (de) Verbundkörper, verwendung dieses verbundkörpers und verfahren zu seiner herstellung
DE69823495T2 (de) Beschichtung eines karbidverbundkörpers oder eines karbidenthaltenden cermets mit hartem material
DE19825572A1 (de) Werkzeug aus einem Grundkörper und mindestens einer hierauf abgeschiedenen Schicht sowie Verfahren zur Herstellung einer Molybdänsulfidschicht auf einem Substratkörper
EP0918043B1 (de) Mit mindestens einer MgO-Schicht beschichtetes Substrat
WO2011113927A1 (de) Beschichtung auf nial2o4 basis in spinellstruktur
EP0599869B1 (de) Herstellung von werkzeug mit verschleissfester diamantschneide
DE10320652A1 (de) Werkzeug, insbesondere Schneidwerkzeug und Verfahren zur CVD-Abscheidung einer zweiphasigen Schicht auf einem Substratkörper
DE19815677A1 (de) Verbundkörper und Verfahren zu dessen Herstellung
EP0149449A1 (de) Hartmetallkörper, insbesondere Hartmetall-Schneidwerkzeug
EP1136585A1 (de) Hartstoffschicht mit selbstschmierenden Eigenschaften

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 94194739.4

Country of ref document: CN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 08424325

Country of ref document: US

AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AM AT AU BB BG BR BY CA CH CN CZ DE DK EE ES FI GB GE HU JP KE KG KP KR KZ LK LR LT LU LV MD MG MN MW NL NO NZ PL PT RO RU SD SE SI SK TJ TT UA US VN

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE BF BJ CF CG CI CM GA GN ML MR NE SN TD TG

DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1995900095

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1019960702160

Country of ref document: KR

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1995900095

Country of ref document: EP

REG Reference to national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: 8642

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: CA

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 1995900095

Country of ref document: EP