DE69631484T2

DE69631484T2 - Ankeroxidbeschichtungen auf hartmetallschneidwerkzeugen

Info

Publication number: DE69631484T2
Application number: DE69631484T
Authority: DE
Inventors: V. Roy LEVERENZ; John Bost
Original assignee: TDY Industries LLC
Current assignee: TDY Industries LLC
Priority date: 1995-10-27
Filing date: 1996-10-23
Publication date: 2004-12-16
Anticipated expiration: 2016-10-24
Also published as: WO1997015411A1; EP0857095A4; HK1016524A1; CA2235807A1; TW429181B; DE69631484D1; CN1101287C; ZA968986B; USRE43387E1; ES2215198T3; US5958569A; CN1202845A; EP0857095B1; DK0857095T3; EP0857095A1; ATE258834T1; BR9611817A; PT857095E; CA2235807C

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet von Schneidwerkzeugen und insbesondere Beschichtungen für keramikbeschichtete Hartmetallschneidwerkzeugeinsätzen, die zum Schneiden, Fräsen, Bohren und für andere Anwendungen, wie Ausbohren, Kerbenbohren, Gewindeschneiden und Auskehlen, verwendet werden.
Hintergrund der Erfindung
Beschichtungen verbessern die Leistung von Schneidwerkzeugen, insbesondere Keramik- oder Oxidbeschichtungen auf Carbid- oder Hartmetallschneidwerkzeugen. Da Carbidschneidwerkzeugeinsätze seit jeher mit beispielsweise Aluminiumoxid (Al₂O₃) keramikbeschichtet wurden, wurden kontinuierlich Anstrengungen unternommen, die Haftung der Beschichtung an dem Substrat zu verbessern. Wenn die erste Aluminiumoxidbeschichtung direkt auf ein Substrat des Carbid- oder Hartmetalltyps appliziert wurde, reagierte der Sauerstoff in dem Aluminiumoxid mit dem Substrat, was die Haftung verringerte.
Es ist bekannt, die Eigenschaften von Werkzeugeinsätzen, die aus einem Sinterhartmetallsubstrat bestehen (mit einem Bindemittelmetall gebundenes Metallcarbid), durch die Applikation einer verschleißfesten Carbidschicht zu verbessern. Siehe die GB-Patente Nr. 1 291 387 und 1 291 388, die Verfahren der Applikation einer Carbidbeschichtung mit verbesserter Haftung; insbesondere die Steuerung der Zusammensetzung des zur Ablagerung des Carbids verwendeten Gases derart, dass in dem Sinterhartmetall an der Grenzfläche mit dem verschleißfesten Carbid eine decarbonisierte Zone gebildet wurde, offenbaren. Die decarbonisierte Zone, die als η-Schicht bekannt ist, neigt je doch dazu, hart und spröde zu sein, was zu einem Brechen führt. Es ist auch bekannt, eine verschleißfeste Keramik- oder Oxidbeschichtung (üblicherweise Aluminiumoxid) auf das Sintermetallsubstrat zu applizieren. Jedoch kann, wie bereits er klärt wurde, eine Oxidschicht direkt auf dem Sintermetallkörper die Sintermetallmorphologie und -bindungsfähigkeit zerstören. Eine Zahl von Patenten offenbarte die Verwendung einer Zwischenschicht von Carbiden, Carbonitriden und/oder Nitriden. Siehe die US-Patente Nr. 4 399 168 und 4 619 866. Eine Titancarbid(TiC)zwischenschicht verbesserte die Zähigkeit, doch war eine η-Schicht immer noch vorhanden, was die Anwendung der beschichteten Werkzeugeinsätzen für Zurichtungsschneidvorgänge beschränkte. Eine vor der TiC-Schicht applizierte Schicht von Titannitrid (TiN) beseitigte die η-Schicht, doch war die Zähigkeit immer noch geringer als erforderlich. Siehe US-Patent Nr. 4 497 874. Zwischenschichten von Titancarbonitrid (TiCN) anstelle der TiC-Zwischenschicht wurden vorgeschlagen. Siehe die US-Patente Nr. 4 619 866 und 4 399 168. Eine dünne oberflächenoxidierte Bindeschicht, die ein Carbid oder Oxycarbid von mindestens einem der Elemente Tantal, Niob und Vanadium umfasste, zwischen dem Hartmetallsubstrat und der äußeren Oxidabriebschicht wurde vorgeschlagen. Siehe US-Patent Nr. 4 490 191.
Die Keramikbeschichtung (Al₂O₃) haftet nicht fest genug an den TiC- und vielen TiCN-Zwischenbeschichtungen, wenn sie zur Verstärkung der Haftung der Beschichtung an dem oberflächengehärteten Carbidsubstrat verwendet werden. Aufgrund von Unterschieden der thermischen Ausdehnung besteht eine Tendenz zur Delamination. Mit der durch den Unterschied der thermischen Ausdehnung verursachten Spannung besteht die Tendenz zur inkonsistenten Ausbildung von Beschichtungen. Diese Zwischenbeschichtungen sind meist durch eine geradlinige Grenzfläche zwischen der Zwischenbeschichtung und der Oxidbeschichtung, wie in 1 angegeben, gekennzeichnet. Dies führt zu einer schwachen Bindung. Die Haftung kann durch Aufrauhen des Substrats etwas erhöht werden, doch sind die durch das Aufrauhen gebildeten Vorsprünge zu weit von einander entfernt, um diese konsistent auszubilden.
Die EP-A-0678594 beschreibt CVD-beschichtete oberflächengehärtete Carbidwerkzeuge, die zur spanbildenden mechanischen Bearbeitung verwendet werden. Sie betrifft eine Beschichtung, die aus einer an das Substrat angrenzenden ersten Schicht aus MetC_xN_1-x und einer anschließenden Zwischenschicht aus MetC_xO_yN_z und einer ferner anschließenden abriebfesten Schicht aus MetC_xN_1-x besteht, wobei das Metall Met aus Ti, Zr, Hf, V, Nb und Ta ausgewählt ist. Die Zwischenschicht wirkt als Diffusionssperrschicht, wodurch die Beschichtungsstruktur und die Beschichtungshaftung der folgenden Schicht beeinflusst werden.
Die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 52-096911 offenbart eine extra harte Legierungsschneidspitze mit einer Beschichtung, die Aluminiumoxid und Titancarbid und -nitrid enthält, zur Verbesserung der Verschleißfestigkeit. Die Legierungsschneidspitze ist mit einer 1,0–10,0 μm dicken Titancarbonitridschicht, die Ti(C_0,1N_0,9)-Ti(C_0,9-N_0,1) enthält, beschichtet und eine 0,1–0,5 μm dicke Aluminiumoxidschicht wird zur Verbesserung der Verschleißfestigkeit der Schränkungsoberfläche und des Vorderschneidkantengrenzteils der Spitze verwendet.
Mit den Beschichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung werden eine erhöhte Verschleißfestigkeit sowie Haftfestigkeit bei Keramikbeschichtungen auf Hartmetallschneidwerkzeugen bereitgestellt.
Durch die Erfindung erfolgt die Bereitstellung eines Schneidwerkzeugeinsatzes gemäß Anspruch 1 der beigefügten Ansprüche. Durch die Erfindung erfolgt ferner die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines Schneidwerkzeugeinsatzes gemäß Anspruch 10 der beigefügten Ansprüche.
Zusammenfassung der Erfindung
Kurz gesagt erfolgt gemäß der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung eines Schneidwerkzeugeinsatzes, das ein Hartmetallsubstrat mit verschleißfesten Beschichtungen umfasst. Eine der Beschichtungen ist eine Keramikbeschichtung. Eine Zwischenbeschichtung unter der Keramikbeschichtung besteht aus Carbonitrid mit einem Atomverhältnis von Stickstoff zu Kohlenstoff plus Stickstoff zwischen etwa 0,7 und etwa 0,95, wodurch die Carbonitridbeschichtung in die Keramikbeschichtung greifende Finger bildet, wodurch die Haftung und Dauerfestigkeitder Keramikbeschichtung verbessert werden. Vorzugsweise liegt das Atomverhältnis von Stickstoff zu Kohlenstoff plus Stickstoff in der Carbonitridbeschichtung zwischen etwa 0,75 und 0,95, was durch Röntgenbeugung bestimmt wurde.
Gemäß der Erfindung hat der Hartmetallschneidwerkzeugeinsatz zwei Zwischenbeschichtungen zwischen dem Hartmetallsubstrat und der Aluminiumoxidoberflächenbeschichtung. Die an das Substrat angrenzende Beschichtung ist eine 1 bis 4 μm dicke Schicht aus Titannitrid. Die Beschichtung über der Titannitridschicht ist eine 2 bis 4 μm dicke Titancarbonitridschicht und die Aluminiumoxidbeschichtung ist eine 1–10 μm dicke Schicht.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Hartmetallsubstrat des Schneidwerkzeugeinsatzes die folgenden vier Beschichtungen auf: eine 2 μm dicke Titannitridinnenbeschichtung, eine 3 μm dicke Titancarbonitridzwischenbeschichtung, eine 6 μm dicke Aluminiumoxidzwischenbeschichtung und eine 2 μm dicke Ti(C,N)-, d. h. TiC-, TiN-, Ti_xN_y-Außenbeschichtung.
Titan ist nicht das einzige zur Verwendung in der Carbonitridbeschichtung geeignete Metall. Das Metall kann außer Titan aus Zirconium, Hafnium, Vanadium, Niob, Tantal, Chrom, Molybdän und Wolfram bestehen.
Das Schneidwerkzeugeinsatzsubstrat gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst typischerweise 3–30 Gew.-% eines Bindemittelmetalls aus der Eisengruppe, das außer Eisen Nickel und Cobalt und Gemische derselben umfasst und zwischen 70 und 97 Gew.-% eines Carbids, das aus der Gruppe von Wolframcarbid, Titancarbid, Tantalcarbid, Niobcarbid, Molybdäncarbid, Zirconiumcarbid und Hafniumcarbid ausgewählt ist. Außer Carbiden kann das Schneidwerkzeugeinsatzsubstrat auch Nitride umfassen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Schneidwerkzeugeinsatzsubstrat eine an einer Bindemittelphase angereicherte Oberflächenschicht, d. h. eine mit einem höheren Prozentsatz von Cobalt oder einem anderen Bindemittelmetall angereicherte Oberflächenschicht, auf.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Merkmale und andere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung, die unter Bezug auf die Zeichnungen erfolgt, klar, wobei
1 eine Mikrophotographie eines polierten Schnitts eines Hartmetallschneidwerkzeugeinsatzes mit einer Oxidbeschichtung und einer Zwischenbeschichtung gemäß dem Stand der Technik ist;
2–4 Mikrophotographien von polierten Schnitten von Hartmetallschneidwerkzeugeinsätzen gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer Zwischenbeschichtung und einer Oxidbeschichtung sind.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Gemäß der vorliegenden Erfindung weisen Hartmetallschneidwerkzeuge mit einer verschleißfesten Keramik- oder Oxidbeschichtung eine neue verstärkende Zwischenbeschichtung auf. Das Hartmetallsubstrat besitzt eine dünne Metallnitridbeschichtung, die mit einer Titancarbonitridbeschichtung überlagert wurde. Die verschleißfeste Keramikbeschichtung liegt über der Metallcarbonitridbeschichtung. Die Metallcarbonitridzwischenschicht wird mit einem Atomverhältnis von Stickstoff zu Kohlenstoff plus Stickstoff bereitgestellt, das zu einer hervorragenden Haftung der Oxidbeschichtung aufgrund der Entwicklung von zwischen der Oxidbeschichtung und der Metallcarbonitridbeschichtung ineinandergreifenden Fingern führt.
Ein Test wurde zur quantitativen Bewertung der Leistung von keramikbeschichteten Hartmetallschneidwerkzeugeinsätzen ersonnen. Der Test wird auf einer Drehmaschine durchgeführt. Das Ausgangsmaterial ist ein zylindrischer Stab mit einem Durchmesser von größer als etwa 10,2 cm (4 inch). Der Stab hat vier axiale Schlitze einer Breite von 1,9 cm (3/4 inch) und einer Tiefe von 3,8 cm (1½ inch), die sich längs des Stabes erstrecken. Der Stab ist ein Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt AISI-SAE 1045 mit einer Härte von 25–30 HRC. Die zu testenden Werkzeuge wurden zur Verringerung des Durchmessers des Ausgangsmaterials wie folgt verwendet:
Es ist klar, dass der Schneidwerkzeugeinsatz 4-mal pro Umdrehung des Ausgangsmaterials an den Rand eines Schlitzes stößt. Der Schneidwerkzeugeinsatz wird betrieben, bis die Beschichtung durchbrochen oder ein anderer Fehler beobachtet wird. Die Fehler wurden in dem im Folgenden beschriebenen Test beobachtet und sie waren vom Fraßtyp, der ein Vorläufer des Fehlertyps einer größeren Abnutzung und Abtrennung ist.
In den folgenden Beispielen wurde das Atomverhältnis von Stickstoff zu Kohlenstoff plus Stickstoff in der Titancarbonitridzwischenschicht oder -beschichtung unter Verwendung von Röntgenbeugung bestimmt, wobei zunächst der Netzebenenabstand der Carbonitridschicht erfasst und dann das Atomverhältnis von Stickstoff zu Kohlenstoff oder der Atomprozentanteil von Stickstoff, bezogen auf Stickstoff und Sauerstoff berechnet wurde. Der Netzebenenabstand von Titancarbid ist bekanntlich 1,53 Å und der Netzebenenabstand für Titannitrid ist bekanntlich 1,5 Å. Der Bereich oder Unterschied beträgt 0,03 Å. Daher liegt eine Titancarbonitridschicht, für die ein Netzebenenabstand von 1,5073 Å ermittelt wurde, 0,0227 Å zwischen dem Abstand für Titannitrid und Titancarbid. Daher beträgt das Atomverhältnis von Stickstoff zu Kohlenstoff plus Stickstoff 0,0227 dividiert durch 0,03 oder 75,7% Stickstoff, bezogen auf den gesamten Kohlenstoff und Stickstoff in der Carbonitridschicht.
BEISPIEL I
Vergleichsbeispiel
Ein Substrat auf Wolframcarbidbasis (94% Wolframcarbid, 6% Cobalt) eines K20-Materials (K20 ist eine Bezeichnung für die Art eines Hartschneidematerials zur spanabhebenden Bearbeitung gemäß ISO-Standard ISO513:1991(E), das nach den Materialien und Arbeitsbedingungen, für die das Hartmetallschneidematerial in geeigneter Weise verwendet werden kann, klassifiziert wird) wurde gemäß bekannten Verfahren in einem Bernex-Programmat 250-Beschichtungsofen beschichtet. Ein als chemische Dampfphasenbeschichtung (CVD) bekanntes Beschichtungsverfahren wurde verwendet, wobei Gase und (in Gas umgewandelte) Flüssigkeiten bei 800°C bis 1100°C und einem verringerten Druck von 50–900 mbar zur Beschichtung über Substrate geführt werden. Die zum Beschichten des Hartmetallsubstrats verwendeten Reaktionen waren die folgenden:
CVD von TiN – Verwendung von H₂ + N₂ + Titantetrachlorid (TiCl₄)
CVD von TiCN – Verwendung von H₂ + N₂ + TiCl₄ + Acetonitril (CH₃CN) oder CH₄
CVD von Al₂O₃ – Verwendung von H₂ + HCl + Aluminiumchlorid (AlCl₃) + CO₂ + H₂S
Die zur Applikation der Titannitridschicht, der Titancarbonitridschicht und der Oxidschicht verwendeten essentiellen Beschichtungszeiträume und Atmosphären sind in den folgenden Tabellen I, II und III angegeben. Die gasförmigen Reaktionsteilnehmer, das Produkt des AlCl₃-Reaktors und die flüssigen Reaktionsgemische werden in den Ofen gegeben.
Tabelle I
Tabelle II
Tabelle III
Die Röntgenanalyse der Titancarbonitridschicht zeigte einen Netzebenenabstand von 1,516 Å, was auf der Basis der im Vorhergehenden erläuterten Analyse ein Atomverhältnis von Stickstoff zu Kohlenstoff plus Stickstoff von 14 : 30 oder einen Stickstoffgehalt von 46,7%, bezogen auf den gesamten Kohlenstoff und Stickstoff in der Carbonitridschicht bedeutet. Das beschichtete Werkzeug gemäß dieses Beispiels wurde dem im Vorhergehenden beschriebenen Test der spanenden Bearbeitung unterworfen. Nach nur 14,5 s zeigte sich ein Fressen.
1 ist eine Mikrophotographie eines polierten Schnitts, der die Schichten oder Beschichtungen über dem Substrat zeigt. Es ist anzumerken, dass die Zwischenfläche zwischen dem Titancarbonitrid und der Oxidschicht fast eine gerade Linie ist, d. h. keine eingreifenden Finger vorhanden sind.
BEISPIEL II
Eine Beschichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wurde auf einem Substrat auf Wolframcarbidbasis in dem im Vorhergehenden beschriebenen Beschichtungsofen mit den in den Tabellen IV, V und VI beschriebenen Beschichtungszeiträumen und Atmosphären hergestellt.
Tabelle IV
Tabelle V
Tabelle VI
Die Tabellen IV, V und VI zeigen außer den Betriebszeiten, den Reaktionsdrücken und Temperaturen die Rate der gasförmigen Reaktionsteilnehmer, die Aluminiumchloridgeneratorreaktionsteilnehmer und die flüssigen Reaktionsteilnehmer. Die in den Aluminiumchloridgenerator eingeführten gasförmigen Reaktionsteilnehmer strömen über Aluminiummetallchips, die eine Aluminiumchloridmenge ergeben, die in den Beschichtungsofen geleitet wird.
Die Röntgenanalyse der Titancarbonitridschicht zeigte einen Netzebenenabstand von 1,5073, der auf der Basis der im Vorhergehenden erläuterten Analyse ein Verhältnis von Stickstoff zu Kohlenstoff plus Stickstoff von 23 : 30 oder einen Stickstoffgehalt von 75,7%, bezogen auf den gesamten Kohlenstoff und Stickstoff in der Carbonitridschicht bedeutet.
Die beschichtete Werkzeugschneidplatte wurde dem im Vorhergehenden beschriebenen Test der spanenden Bearbeitung unterzogen. Der Schneidetest zeigte bei 180 s kein Fressen. 2 ist eine Mikrophotographie eines polierten Schnitts, der die Beschichtungsschichten über dem Substrat zeigt. Die Mikrophotographie erläutert, dass Finger oder Verankerungen der Titancarbonitridschicht in die Oxidschicht eindringen und sie an Ort und Stelle verankern.
BEISPIEL III
Beispiel III wurde gemäß Beispiel II hergestellt, wobei jedoch der Stickstoff während der Ablagerung der Carbonitridschicht in dem Beschichtungsofen geringer war. Der Netzebenenabstand in der Titancarbonitridschicht wurde als 1,509 ermittelt, was ein Atomverhältnis von Stickstoff zu Kohlenstoff plus Stickstoff von 21 : 30 oder einen Stickstoffgehalt von 70 At.-% bedeutet.
Bei dem Test der spanenden Bearbeitung zeigte sich ein Fressen erst nach einer Schnittlänge von 12,7 cm (5 inch) (geschätzte 40 bis 50 s). Die Verankerungen der in 3 gezeigten Mikrostruktur von Beispiel II zwischen dem Oxid und den Titancarbonitridschichten zeigten sich, sind jedoch sehr gering.
BEISPIEL IV
Beispiel IV wurde gemäß Beispiel II hergestellt, wobei jedoch der Stickstoffstrom verstärkt war. Der Netzebenenabstand der Titancarbonitridschicht betrug 1,503 Å, was ein Atomverhältnis von Stickstoff zu Kohlenstoff plus Stickstoff von 27 : 30 oder 90% Stickstoff bedeutet.
Bei dem Test der spanenden Bearbeitung zeigte der Werkzeugeinsatz nach 120 s kein Fressen. Die Mikrostruktur von Beispiel IV ist in 4 angegeben und sie erläutert, dass sich auffallende Finger oder Verankerungen zwischen der Carbonitridschicht und der Oxidschicht erstrecken.
BEISPIEL V
In dem folgenden Beispiel wurden gemäß der vorliegenden Erfindung beschichtete Werkzeugeinsätze mit den folgenden Schneidebedingungen spanabhebend getestet. Das Ausgangsmaterial war 3000 Graugusseisen 200 BHN. Die getesteten Werkzeuge wurden zum Verringern des Durchmessers des Ausgangsmaterials wie folgt verwendet.
Zwei Stahleinsätze gemäß der vorliegenden Erfindung liefen pro Kante 108 Teile. Im Vergleich dazu lief ein C-5-aluminiumoxidbeschichteter Werkzeugeinsatz pro Kante 50 Teile. Die Werkzeugeinsätze gemäß der vorliegenden Erfindung waren eine Verbesserung um 100%.
BEISPIEL VI
In dem folgenden Beispiel war das Ausgangsmaterial für den Test der spanenden Bearbeitung ARMA-Stahl 250 BHN. Die Bedingungen der spanenden Bearbeitung waren die folgenden:
Unter Verwendung der Werkzeugeinsätze gemäß der vorliegenden Erfindung wurden pro Kante 170 Teile bearbeitet. Im Vergleich dazu wurden mit mit C-5-Aluminiumoxid beschichteten Werkzeugeinsätzen pro Kante 85 Teile bearbeitet. Die Werkzeugschneidplatten gemäß der vorliegenden Erfindung waren eine Verbesserung um 100%.
Nach der Beschreibung unserer Erfindung im Detail und insbesondere nach den Erfordernissen der Patentgesetze ist der gewünschte Schutzumfang des Patents in den folgenden Ansprüchen angegeben.

Claims

Schneidwerkzeugeinsatz, der ein Hartmetallsubstrat mit einer auf dem Substrat abgelagerten Beschichtung aus einem Metallnitrid, einer auf dem Metallnitrid abgelagerten Metallcarbonitridbeschichtung und einer auf der Metallcarbonitridbeschichtung abgelagerten Keramikoxidaußenbeschichtung und optional einer Deckbeschichtung aus Ti(C,N) umfasst, wobei die Metallcarbonitridbeschichtung ein Atomverhältnis von Stickstoff zu Kohlenstoff plus Stickstoff zwischen 0,7 und 0,95 aufweist, wobei das Verhältnis derart gewählt ist, dass die Bildung von Vorsprüngen des Metallcarbonitrids in die Keramikoxidbeschichtung hinein bewirkt wird, wodurch die Haftung und Dauerfestigkeit der Keramikoxidbeschichtung verbessert werden.
Schneidwerkzeugeinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallcarbonitrid einen Stickstoffgehalt von zwischen 70 und 90 At.-%, bezogen auf den gesamten Stickstoff- und Kohlenstoffgehalt der Metallcarbonitridschicht, aufweist.
Schneidwerkzeugeinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallcarbonitrid ein Atomverhältnis von Stickstoff zu Kohlenstoff plus Stickstoff zwischen 0,75 und 0,95, das durch Röntgenbeugung bestimmt wurde, aufweist.
Schneidwerkzeugeinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallnitridbeschichtung eine 1 bis 4 µm dicke Titannitridbeschichtung, die Metallcarbonitridbeschichtung eine 2 bis 4 µm dicke Titancarbonitridbeschichtung und die Keramikoxidbeschichtung eine 1 bis 10 µm dicke Aluminiumoxidbeschichtung umfasst.
Schneidwerkzeugeinsatz nach Anspruch 3, die eine 2 µm dicke Titannitridbeschichtung, eine 3 µm dicke Titancarbonitridbeschichtung und eine 6 µm dicke Aluminiumoxidbeschichtung mit einer 2 µm dicken Deckbeschichtung aus Ti(C,N) aufweist.
Schneidwerkzeugeinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall in der Metallcarbonitridbeschichtung aus einer der Gruppen IVB, VB und VIB im Periodensystem der Elemente ausgewählt ist.
Schneidwerkzeugeinsatz nach Anspruch 1, der ferner ein Substrat, das aus 3 bis 30 Gew.-% eines Bindemittelmetalls aus der Eisengruppe und zwischen 70 und etwa 97 Gew.-% eines Carbids, das aus der Gruppe von Wolframcarbid, Titancarbid, Tantalcarbid, Niobcarbid, Molybdäncarbid, Zirconiumcarbid und Hafniumcarbid ausgewählt ist, besteht, umfasst.
Schneidwerkzeugeinsatz nach Anspruch 7, der dadurch gekennzeichnet ist, dass in dem Substrat Nitride einen Teil der Carbide ersetzen.
Schneidwerkzeugeinsatz nach Anspruch 6, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die Oberflächenschicht des Substrats an dem Bindemittelmetall angereichert ist.
Verfahren zur Herstellung eines Schneidwerkzeugeinsatzes, der ein Hartmetallsubstrat umfasst, das die Stufen in der Abfolge der Applikation einer Metallnitridbeschichtung auf das Substrat, einer Metallcarbonitridbeschichtung auf die Metallnitridbeschichtung und einer Keramikoxidaußenbeschichtung auf die Metallcarbonitridbeschichtung und optional einer Deckbeschichtung aus Ti(C,N), die alle durch chemische Dampfphasenabscheidung erfolgen, umfasst, wobei die Reaktionsteilnehmer während der chemischen Dampfphasenabscheidung für die Carbonitridschicht derart gesteuert werden, dass ein Atomverhältnis von Stickstoff zu Kohlenstoff plus Stickstoff zwischen 0,75 und 0,95 bereitgestellt wird, und wobei eine Keramikoxidbeschichtung darüber derart abgelagert wird, dass die Carbonitridschicht Finger aufweist, die sich in die Keramikoxidbeschichtung erstrecken, was die Beschichtungshaftung erhöht.
Verfahren zur Herstellung eines Schneidwerkzeugeinsatzes nach Anspruch 10, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Metallcarbonitridbeschichtung eine Titancarbonitridbeschichtung umfasst.
Verfahren zur Herstellung eines Schneidwerkzeugeinsatzes nach Anspruch 11, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Ablagerung der Titancarbonitridschicht bei einem Reaktordruck von 80 mbar und einer Temperatur von 1005°C während eines Zeitraums von 240 min durchgeführt wird.
Verfahren zur Herstellung eines Schneidwerkzeugeinsatzes nach Anspruch 12, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Strömungsgeschwindigkeit von Wasserstoff im Beschichtungsofen 14 l pro min und die Strömungsrate von Stickstoff etwa 9 l pro min beträgt, wobei die Strömungsrate von Stickstoff zur Steuerung des Verhältnisses von Stickstoff zu Stickstoff plus Kohlenstoff der Titancarbonitridschicht eingestellt ist.