AT528228A1 - Beschichteter Schneideinsatz mit einer Beschichtungslage umfassend Aluminiumoxid und Titancarbonitrid - Google Patents

Beschichteter Schneideinsatz mit einer Beschichtungslage umfassend Aluminiumoxid und Titancarbonitrid

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AT528228A1
AT528228A1 ATA50827/2024A AT508272024A AT528228A1 AT 528228 A1 AT528228 A1 AT 528228A1 AT 508272024 A AT508272024 A AT 508272024A AT 528228 A1 AT528228 A1 AT 528228A1
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titanium carbonitride
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ATA50827/2024A
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Boehlerit Gmbh & Co Kg
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen beschichteten Schneideinsatz, insbesondere für die Schwerzerspanung, mit einem Grundkörper und einer Beschichtung, wobei die Beschichtung zumindest eine Beschichtungslage aus α-Al2O3 umfasst, welche mit einem CVD-Verfahren abgeschieden ist und welche ein Röntgendiffraktogramm gemessen mit Cu-Kα-Strahlung und mit einem theta-2theta-Scan ergibt, wobei Texturkoeffizienten (TC) entsprechend der Harris-Formel berechnet werden, wobei I(hkl) für eine gemessene Intensität eines (hkl)-Reflexes steht, I0(hkl) für eine Standardbeugungsintensität für eine Ebene (hkl) entsprechend der JCPDS- Karte Nr. 00-046-1212 steht, n für eine Anzahl der in der Berechnung verwendeten Reflexe steht, wobei n = 8 ist und die Reflexe (0 1 2), (1 0 4), (1 1 0), (0 0 6), (1 1 3), (1 1 6), (2 1 4) und (3 0 0) für die Berechnung verwendet werden. Um eine hochbeanspruchbare Beschichtung zu erhalten, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass TC(0 0 6) > 4,0 ist und dass unterhalb der Beschichtungslage aus α-Al2O3 zumindest eine Beschichtungslage aus Titancarbonitrid abgeschieden ist, welche verästelte Kristallite aufweist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Schneideinsatzes.

Description

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Beschichteter Schneideinsatz mit einer Beschichtungslage umfassend
Aluminiumoxid und Titancarbonitrid
Die Erfindung betrifft einen beschichteten Schneideinsatz, insbesondere für die Schwerzerspanung, mit einem Grundkörper und einer Beschichtung, wobei die Beschichtung zumindest eine Beschichtungslage aus a-Al,O3 umfasst, welche mit einem CVD-Verfahren abgeschieden ist und welche ein Röntgendiffraktogramm gemessen mit Cu-Ka-Strahlung und mit einem theta-2theta-Scan ergibt, wobei Texturkoeffizienten (TC)
entsprechend der Harris-Formel
_ IChkl) IChkD) TCChkI) = IChkl) In : > Ja]
berechnet werden, wobei
I(hkl) für eine gemessene Intensität eines (hkl)-Reflexes steht, lo(hkl) für eine Standardbeugungsintensität für eine Ebene (hkl) entsprechend der JCPDSKarte Nr. 00-046-1212 steht,
n für eine Anzahl der in der Berechnung verwendeten Reflexe steht,
wobein = 8 ist und die Reflexe (0 1 2), (1 0 4), (1 10), (0 06), (1 13), (1 1 6), (2 1 4) und
(3 0 0) für die Berechnung verwendet werden.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Schneideinsatzes, wobei auf einem Grundkörper eine Beschichtung mit zumindest einer
Beschichtungslage aus a-AlzO3 in einem CVD-Verfahren abgeschieden wird.
Beschichtete Schneideinsätze für spanende Operationen werden häufig mit mindestens einer Beschichtungslage aus a-Al;O3 beschichtet. Entsprechende Beschichtungssysteme können sich insbesondere in einer Texturierung der Beschichtungslage aus a-Al2O3 unterscheiden. Eine Texturierung dieser Beschichtungslage aus a-Al;-O3 lässt sich in der Regel über Abscheidebedingungen sowie einen Unterbau, also darunterliegende Beschichtungslagen sowie gegebenenfalls deren Behandlung einstellen. Dabei hat sich
gezeigt, dass verschiedene Texturierungen für diverse spanabhebende Operationen
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günstig sind. Durch stetige Weiterentwicklung entsprechender Beschichtungslagen aus aAl2Os3 stehen für viele spanabhebende Operationen geeignete Beschichtungssysteme zur
Verfügung.
Ein besonders anspruchsvolles Feld der spanenden Bearbeitung stellt die sogenannte Schwerzerspanung dar, welche beispielsweise Kurbelwellen von Schiffen oder dergleichen betrifft. Hohe Schnittgeschwindigkeiten, ein großes Spanabnahmevolumen und hohe Temperaturen bei der Bearbeitung setzen einem Schneideinsatz zu und können
zu einem unerwünscht raschen Verschleiß bzw. kurzer Standzeit führen.
Hier setzt die Erfindung an. Aufgabe der Erfindung ist es, einen beschichteten Schneideinsatz der eingangs genannten Art anzugeben, der sich in besonders guter
Weise für eine Schwerzerspanung eignet.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art
anzugeben, welches die Herstellung eines derartigen Schneideinsatzes ermöglicht.
Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst, wenn bei einem beschichteten Schneideinsatz der eingangs genannten Art der Texturkoeffizient TC(0 0 6) > 4,0 ist und wenn unterhalb der Beschichtungslage aus a-Alz2O3 zumindest eine Beschichtungslage aus Titancarbonitrid
abgeschieden ist, welche verästelte Kristallite aufweist.
Mit einem derartigen beschichteten Schneideinsatz wird ein Schneideinsatz bereitgestellt, welcher sich vorzüglich für eine Schwerzerspanung eignet, da lange Standzeiten erreicht werden können. Dabei besteht das erfindungsgemäße Konzept darin, dass ein Unterbau, also eine oder mehrere Beschichtungslagen, die auf dem Grundkörper, aber unterhalb der Beschichtungslage aus a-Al;O3 abgeschieden sind, offenbar dazu führt, dass die Beschichtungslage aus a-Al2O3 einen außerordentlich hohen Texturkoeffizienten
TC(0 0 6) aufweisen kann. Die Beschichtungslage aus Titancarbonitrid weist dabei verästelte Kristallite auf. Eine derartige Beschichtungslage ist insbesondere aus der
WO 2007/056785 A1 bekannt geworden und hat als solche als Anbindungsschicht für Beschichtungslagen aus «-Alz2O3 gedient. Nun wurde völlig überraschend gefunden, dass eine derartige Beschichtungslage aus Titancarbonitrid mit verästelten Kristalliten bei
Abscheidung von a-Al,Os3 in einer Beschichtungslage darüber zu einem sehr hohen
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Texturkoeffizienten TC(0 0 6) führt und sich daraus ein Schneideinsatz ergibt, welcher sich exzellent für eine Schwerzerspanung von beispielsweise Schiffskurbelwellen oder dergleichen eignet. Dabei können zwischen der Beschichtungslage aus Titancarbonitrid mit verästelten Kristalliten und der Beschichtungslage aus a-Al;O3 Anbindungsschichten für das a-Al2O3 vorgesehen sein, ohne dass sich dies negativ auf die starke Texturierung der Ebene (0 0 6) auswirkt. Die Steuerung der Texturierung der Beschichtungslage aus aAl2Os3 kann nicht nur bloß über eine Gaszusammensetzung während eines Abscheidens dieser Beschichtungslage (in der Regel unter Präsenz von H2S) erfolgen, sondern gegebenenfalls auch durch Auswahl und Gestaltung darunterliegender Beschichtungslagen, wie beispielsweise für spezielle Beschichtungskombinationen in einer kürzlichen Publikation dargelegt, wonach Substratbehandlungen sowie Mikrostrukturen darunterliegender Beschichtungslagen eine Textur einer a-Al2OsBeschichtungslage beeinflussen können (Christiane Wächtler et al., Surface & Coatings Technology 477 (2024) 130296).
Die Beschichtungslage aus Titancarbonitrid mit verästelten Kristalliten weist in der Regel Kristallite mit inhomogener Elementverteilung der Elemente Kohlenstoff und Stickstoff im Nanometer-Bereichen auf. Dabei kann diese Beschichtungslage neben nadelförmigen Kristalliten aus Titancarbonitrid auch plättchenförmige Kristallite aus Titancarbonitrid aufweisen, wie dies in der WO 2007/056785 A1 offenbart ist. Diese Beschichtungslage lässt sich erstellen, wenn in einem Verfahren mit chemischer Dampfabscheidung (Chemical Vapor Deposition, kurz CVD) ein Reaktionsgas enthaltend Methan, Stickstoff und Titantetrachlorid als reaktive Gase sowie gegebenenfalls zusätzlich Trägergase in einem molaren Verhältnis von 1:(8 bis 11):(15 bis 25) und 1 bis 8 Volumenprozent Titantetrachlorid abgeschieden wird. Die Zusammensetzung einer derartigen Beschichtungslage lässt sich als TiC,Ny angeben, wobei x gleich 0,15 bis 0,25 und y gleich 0,75 bis 0,85 ist. Bei einer derartigen Kombination von Titancarbonitrid und a-Al2Os sorgt das Titancarbonitrid in der Regel für eine hohe Härte und damit Verschleißfestigkeit, wohingegen das a-Al;O3 die weniger temperaturresistente Beschichtungslage aus Titancarbonitrid schützt, da a-Al2O3 deutlich weniger oxidationsempfindlich ist. Die Beschichtungslage aus Titancarbonitrid weist darüber hinaus im Nanometerbereich, also auf einer Skala von weniger als 100 nm, Kristallite mit Entmischungen auf, da einzelne Kristallite eine inhomogene Elementverteilung in Bezug auf Kohlenstoff und Stickstoff aufweisen, wie dies in der WO 2007/056785 A1 beschrieben ist, deren Inhalt hiermit
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vollumfänglich in Bezug auf die Eigenschaften und Herstellung der Beschichtungslage
aus Titancarbonitrid eingeschlossen wird.
Die Beschichtungslage aus a-Al2O3 kann eine ausgesprochen hohe Texturierung aufweisen. Bevorzugt ist der TC(0 0 6) > 5,5, vorzugsweise > 6,0, insbesondere > 6,5. Dementsprechend ist die Summe aus TC(0 12), TC(1 04), TC(1 10), TC(1 13),
TC(1 16), TC(2 1 4) und TC(3 0 0) üblicherweise < 3,0, vorzugsweise < 2,25, insbesondere < 2,0, beispielsweise < 1,5 wie < 1,0. Somit ist eine außerordentlich starke Texturierung der Beschichtungslage aus a-Al,O; gegeben, die nach heutigem Wissensstand auf die spezielle Beschichtungslage aus Titancarbonitrid in Kombination mit
den Abscheidungsparametern zurückzuführen sein dürfte.
Üblicherweise weist die Beschichtung eine am Grundkörper abgeschiedene Anbindungslage aus Titannitrid auf. Die Beschichtungslage aus Titannitrid ist direkt am Grundkörper abgeschieden, welcher bei Bedarf vorbehandelt sein kann, was aber nicht zwingend ist. Üblicherweise weist die Beschichtungslage aus Titannitrid eine Dicke von weniger als 1 um, üblicherweise etwa eine Dicke von 250 nm bis 750 nm auf. Die Beschichtungslage aus Titannitrid dient insbesondere dazu, eine gute Anbindung der darüberliegenden Beschichtungslagen zu ermöglichen, zumal Titannitrid einen ähnlichen Wärmeausdehnungskoeffizient wie der Grundkörper hat. Der Grundkörper ist üblicherweise ein Hartmetall. Das Hartmetall des Grundkörpers kann als Hartstoff insbesondere Wolframcarbid und/oder Titancarbid umfassen. Grundsätzlich beträgt ein Gehalt an Wolframcarbid im Hartmetall 75 Gewichtsprozent (in der Folge kurz: Gew.-%) bis 95 Gew.-%. Sind Titancarbid und gegebenenfalls weitere Carbide wie Niobcarbid, Tantalcarbid, Chromcarbid oder andere Carbide neben Wolframcarbid präsent, beträgt deren Anteil vorteilhafterweise nicht mehr als 20 Gew.-%, beispielsweise 5 Gew.-% bis 15 Gew.-%; den Rest des Hartstoffes bildet Wolframcarbid. Insbesondere für beschichtete Schneideinsätze für die Schwerzerspanung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn Tantalcarbid und Niobcarbid gesamt mit einem (Summen-)Anteil von 1,5 Gew.-% bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 1,8 Gew.-% bis 8 Gew.-%, anwesend sind. Daneben kann auch Titancarbid in einem Anteil von bis zu 7,5 Gew.-% anwesend sein, beispielsweise mit einem Anteil von > 0 Gew.-% bis 6 Gew.-%, vorzugsweise > 0 Gew.-% bis 4 Gew.-%. Chrombarbid in Form von Cr:C2 kann dabei präsent sein, beträgt aber bevorzugt weniger
als 2 Gew.-%, beispielsweise weniger als 1 Gew.-%. Neben den Carbiden als Hartstoffen
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ist zumindest ein Bindemetall vorgesehen, welches aus der Gruppe bestehend aus Cobalt, Nickel und Eisen gebildet ist. Üblicherweise kommt nur Cobalt als Bindemetall zum Einsatz. Soweit eine Größe der Hartstoffe betroffen ist, kann eine durchschnittliche Partikelgröße der Carbide im Bereich von 0,75 um bis 3,0 um liegen. Eine durchschnittliche Partikelgröße wird dabei gemessen nach DIN ISO 513:2014.
Die Beschichtung kann des Weiteren zumindest eine Beschichtungslage aus Mitteltemperatur- Titancarbonitrid umfassen. Bevorzugt ist diese Beschichtungslage aus Mitteltemperatur- Titancarbonitrid auf der Beschichtungslage aus Titannitrid abgeschieden. Die Beschichtungslage aus Titancarbonitrid kann beispielsweise eine Schichtdicke von
2,0 um bis 5,0 um aufweisen.
Auf der Beschichtungslage aus Mitteltemperatur- Titancarbid kann die Beschichtungslage aus Titancarbonitrid mit verästelten Kristalliten abgeschieden sein. Aufgrund derselben Elemente (Titan, Kohlenstoff, Stickstoff) kann eine gute Anbindung erreicht werden, auch wenn die Mikrostrukturen der beiden Beschichtungslagen deutlich voneinander verschieden sind. Von Vorteil ist auch, dass die entsprechenden Beschichtungslagen etwa bei gleicher Temperatur abgeschieden werden können, was eine Verfahrensführung
vereinfacht.
Auf der Beschichtungslage aus Titancarbonitrid mit verästelten Kristalliten kann wiederum eine Beschichtungslage aus Titanoxycarbonitrid abgeschieden sein. Mit dieser Beschichtungslage wird ein Übergang zu einer weiteren Beschichtungslage aus Titancarbonitrid geschaffen, die außenseitig, also zum Ende der entsprechenden Abscheidung der Beschichtungslage auch mit Aluminium dotiert sein kann. Dies wiederum führt zu einer nächsten Beschichtungslage aus Aluminiumoxynitrid, welche als
Anbindungsschicht für letztlich a-AlzO3 dient.
Grundsätzlich können auch weitere Beschichtungslagen bis zum Aufbau des a-AlzO3 vorgesehen sein. Mit der vorstehend im Detail erläuterten Abfolge ist aber vom Grundkörper bis hin zur Beschichtungslage aus a-Al2O3 eine Abfolge gegeben, die sowohl die Eigenschaften des Grundkörpers und eine geeignete Anbindung hieran berücksichtigt als auch den Übergang zwischen einzelnen Beschichtungslagen beginnend vom Titannitrid bis hin zum a-Al2O3. Das a-Al2O3 kann dabei eine äußerste Beschichtungslage
darstellen, es ist aber auch möglich, funktionale oder dekorative Schichten auf der
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Beschichtungslage aus a-Al2O3 abzuscheiden, beispielsweise eine weitere
Beschichtungslage aus Titannitrid.
Die Beschichtungslage aus a-Al2O3 wird mit geeigneten Vorläufermolekülen in einem CVD-Verfahren abgeschieden. Grundsätzlich können alle Beschichtungslagen mit einem CVD-Verfahren abgeschieden werden, was eine Verfahrensführung vereinfacht. Dabei kann insbesondere auch vorgesehen sein, dass eine Temperatur während der Abscheidung einzelner Beschichtungslagen nicht erhöht wird. Mit anderen Worten wird bei einer bestimmten Temperatur begonnen und die weiteren Beschichtungslagen werden bei gleicher oder erniedrigter Temperatur abgeschieden. Dadurch ist es nicht erforderlich, dass während der Abscheidung aller Beschichtungslagen in einem CVD-Verfahren bzw. mit einem CVD-Reaktor die Temperaturen erhöht werden müssen. Dies ist insbesondere dadurch möglich, da es sich gezeigt hat, dass das a-Al;O3 auf dem entsprechend vorbereiteten Unterbau bereits bei sehr moderaten Temperaturen von weniger als 900 °C, beispielsweise in einem Temperaturfenster von 850 °C bis 900 °C abgeschieden werden
kann.
Das weitere Ziel der Erfindung wird erreicht, wenn bei einem Verfahren der eingangs genannten Art unterhalb der Beschichtungslage aus a-Al2O3 eine Beschichtungslage aus
Titancarbonitrid mit verästelten Kristalliten abgeschieden wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren kommt insbesondere bei der Herstellung eines beschichteten Schneideinsatzes gemäß der Erfindung zum Einsatz, wie dies vorstehend erläutert wurde. Ein Vorteil liegt darin, dass ein beschichteter Schneideinsatz bereitgestellt werden kann, welcher sich vorzüglich im Bereich der Schwerzerspanung, beispielsweise bei der Herstellung von Kurbelwellen aus Stahl für Schiffe oder dergleichen durch Fräsen, bewährt. Die Beschichtungslage aus Titancarbonitrid führt dabei zu einer besonderen Texturierung der Beschichtungslage aus a-Al,O3, was in der Folge nach Beobachtungen zu einer langen Standzeit führt. Neben der auch über Zwischenlagen erreichbaren guten Anbindung dürfte somit insbesondere die markante Texturierung für eine lange Standzeit
entsprechender Schneideinsätze verantwortlich sein.
Verfahrensmäßig kann, wie bereits erläutert, vorgesehen sein, dass am Grundkörper eine
Anbindungsschicht aus Titannitrid abgeschieden wird. Auf dieser Beschichtungslage aus
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Titannitrid kann eine Beschichtungslage aus Mitteltemperatur-Titancarbonitrid abgeschieden werden. Hierauf kann gegebenenfalls eine Beschichtungslage aus Titancarbonitrid mit verästelten Kristalliten abgeschieden werden. Gleichwohl ist es auch möglich, dass vor der Abscheidung der Beschichtungslage aus Titancarbonitrid noch weitere (Zwischen-)Beschichtungslagen vorgesehen sind. Zweckmäßig ist es jedoch, auf möglichst kurzem Weg einen geeigneten Übergang vom Grundkörper zu einer Beschichtungslage aus a-Al2O3 zu schaffen. Hierfür kann aus der erwähnten weiteren Beschichtungslage aus Mitteltemperatur-Titancarbonitrid zunächst eine, relativ dünne, weitere Beschichtungslage aus Titancarbonitrid, jedoch dotiert mit Aluminium abgeschieden werden, ehe eine Beschichtungslage aus Aluminiumoxynitrid folgt, welche für die Abscheidung von a-Al,O; als Anbindungsschicht dient. Die Beschichtungslage aus a-Al2Os stellt in der Regel eine äußerste Beschichtungslage dar, es kann aber auch vorgesehen sein, dass auf dieser Beschichtungslage weitere Beschichtungslagen abgeschieden sind, die eine Funktionalität aufweisen und beispielsweise zu einer weiteren Standzeiterhöhung beitragen oder gegebenenfalls bloß dekorativen Zwecken
dienen wie Titannitrid.
Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass alle Beschichtungslagen bei weniger als
920 °C, vorzugsweise in einem Temperaturbereich von 850 °C bis 920 °C, insbesondere 860 °C bis 910 °C abgeschieden werden. Dies erlaubt eine effiziente Verfahrensführung, da alle Beschichtungslagen, beginnend von der Anbindungsschicht bis hin zur äußersten Beschichtungslage in einem sehr engen Temperaturfenster abgeschieden werden können. Dies ermöglicht eine exakte Verfahrensführung und insbesondere eine Absenkung der Reaktionstemperaturen in aufeinanderfolgenden Beschichtungsschritten, zumindest aber von der Anbindungsschichtlage bis hin zu einer äußersten
Beschichtungslage.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus dem nachfolgend dargestellten Ausführungsbeispiel. In der einzigen Zeichnung, auf welche
dabei Bezug genommen wird, zeigt Fig. 1 ein Röntgendiffraktogramm. Ein beschichteter Schneideinsatz gemäß der Erfindung wurde entsprechend den
Reaktionsparametern in der nachstehenden Tabelle 1 erstellt. Dabei beziehen sich
Angaben für die einzelnen Gase in LPM (Liter pro Minute) auf gasförmig bereitgestellte
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Substanzen und mLPM (ml pro Minute) auf Substanzen, die flüssig vorliegen und aus der Flüssigkeit heraus in die Gasphase gebracht werden. Die Beschichtung wurde in einem
CVD-Reaktor des Unternehmens IHI Bernex AG hergestellt.
Tabelle 1: Reaktionsparameter zur Herstellung einer Beschichtung auf einem
Grundkörper N = Temperatur | Druck Hz Nz CHa4 CO | CO2 H2S HCI TiCh CH3CN {| AICIs 0 © N °C mbar | LPM | LPM | LPM | LPM | LPM | mLPM | LPM | mLPM mMLPM LPM TIN 60 900 160 35 23 4 MT-TICN 100 880 90 45 10 6 1 Nanolock 75 880 300 41 21 2 5 TICN 15 880 500 41 33 2 5 TIC,N)CO 4 880 500 41 33 2 0,8 4 TIC,N)CO 5 880 500 35 8 2 0,6 3 TICNO 10 880 100 35 5 2 0,6 3 TICN+AI 15 880 100 40 5 1 0,8 3 0,6 AION 10 880 150 46 3,5 1,3 350 0,9 1 Al2O3 150 880 150 46 0,2 1,5 320 1,3 1
Der Grundkörper bestand aus einer Schneidplatte aus einem Hartmetall umfassend etwa 90 Gew.-% Wolframcarbid und 10 Gew.-% Cobalt als Bindemetall. Die einzelnen Beschichtungslagen wurden gemäß vorstehender Tabelle 1 abgeschieden, um eine
Beschichtung auf dem Grundkörper zu bilden.
Anschließend wurde der beschichtete Schneideinsatz einerseits in Bezug auf eine Ausbildung der Beschichtungslage aus a-Al2O3 in Bezug auf eine mögliche Texturierung untersucht. Dabei zeigt es sich, dass eine Texturierung gemäß der nachfolgenden Tabelle
2 gegeben war.
Tabelle 2: Texturkoeffizienten einer a-Al;O3-Beschichtungslage, abgeschieden gemäß Tabelle 1
Peak 1012 1104 |110 |006 |113 1116 |214 |300 TC 0,17 0,37 0,13 7,12 0,09 0,03 0,09 0
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Die Texturkoeffizienten wurden aus einem Röntgendiffraktogramm abgeleitet, wie dieses in Fig. 1 dargestellt ist. Hierfür wurde die Harris-Formel eingesetzt wie diese vorstehend
sowie im Anspruch 1 definiert ist.
Im Anschluss wurden entsprechend hergestellte beschichtete Schneidplatten im Fräsen eingesetzt. Es zeigte sich, dass die gemäß Tabelle 1 beschichteten Schneidplatten im Vergleich mit Schneidplatten mit einer äußeren Beschichtungslage aus a-Al2O3, aber einen davon differenzierten Unterbau eine Standzeitverlängerung von bis zu etwa 30 %
im trockenen Schnitt erbrachten (siehe Tabelle 3).
Die Schnittparameter lauteten wie folgt:
ve = 180 m/min
n = 909 U/min ap = 42 mm ae=2 mm
f; = 0,25 mm/Z V: = 227 mm/min K = 45°
Kühlung: nein D=63
Zz=1
Prüfkriterium: Bei 500 cm? Vbmax = 0,15 mm
Tabelle 3: Ergebnisse Fräsversuche
Sorte Verschleiß Standzeit Vb bei cm} 250 500 750 1000 |1250 | 1500 | 1750 Referenz* 0,133 | 0,165 750 0,155 750 Erfindung 0,114 0,156 1000 Erfindung 0,085 0,159 1000 Erfindung 0,102 0,157 1000
Referenzschneidplatte mit dem gleichen Schichtaufbau, aber K-Al2O3.

Claims (17)

15 20 25 30 11 Patentansprüche
1. Beschichteter Schneideinsatz, insbesondere für die Schwerzerspanung, mit einem Grundkörper und einer Beschichtung, wobei die Beschichtung zumindest eine
Beschichtungslage aus a-Alz2O3 umfasst, welche mit einem CVD-Verfahren abgeschieden ist und welche ein Röntgendiffraktogramm gemessen mit Cu-Ka-Strahlung und mit einem
theta-2theta-Scan ergibt, wobei Texturkoeffizienten (TC) entsprechend der Harris-Formel
n -1 _ IChkl) [1 — IChkD) TCChkI) = ToChkD) : 2. Sal
berechnet werden, wobei
I(hkl) für eine gemessene Intensität eines (hkl)-Reflexes steht, lo(hkl) für eine Standardbeugungsintensität für eine Ebene (hkl) entsprechend der JCPDSKarte Nr. 00-046-1212 steht,
n für eine Anzahl der in der Berechnung verwendeten Reflexe steht,
wobein = 8 ist und die Reflexe (0 1 2), (1 0 4), (1 1 0), (0 0 6), (1 1 3), (1 1 6), (2 1 4) und
(3 0 0) für die Berechnung verwendet werden,
wobei TC(0 06) > 4,0 ist
und wobei unterhalb der Beschichtungslage aus a-Al2O3 zumindest eine Beschichtungslage aus Titancarbonitrid abgeschieden ist, welche verästelte Kristallite aufweist.
2. Schneideinsatz nach Anspruch 1, wobei die Beschichtungslage aus Titancarbonitrid mit verästelten Kristalliten Kristallite mit inhomogener Elementverteilung
der Elemente Kohlenstoff und Stickstoff im Nanometer-Bereich aufweist.
3. Schneideinsatz nach Anspruch 1 oder 2, wobei TC(0 06) > 5,5, vorzugsweise >
6,0, insbesondere > 6,5, ist.
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12
4. Schneideinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Summe aus TC(0 12), TC(1 04), TC(1 10), TC(1 13), TC(1 16), TC(2 14) und TC(3 00) < 3,0,
vorzugsweise < 2,25, insbesondere < 2,0, beispielsweise < 1,5 wie < 1,0, ist.
5. Schneideinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Beschichtung eine
am Grundkörper abgeschiedene Anbindungslage aus Titannitrid umfasst.
6. Schneideinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Beschichtung
zumindest eine Beschichtungslage aus Mitteltemperatur- Titancarbonitrid umfasst.
7. Schneideinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Beschichtungslage aus Titancarbonitrid mit verästelten Kristalliten auf einer Beschichtungslage aus
Mitteltemperatur- Titancarbonitrid abgeschieden ist.
8. Schneideinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei auf der Beschichtungslage aus Titancarbonitrid mit verästelten Kristalliten eine
Beschichtungslage aus Titanoxycarbonitrid abgeschieden ist.
9. Schneideinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei auf der Beschichtungslage aus Titanoxycarbonitrid eine weitere Beschichtungslage aus
Titancarbonitrid abgeschieden ist.
10. Schneideinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Beschichtungslage
aus a-Al,O; eine äußerste Beschichtungslage ist.
11. Schneideinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei alle
Beschichtungslagen mit einem CVD-Verfahren abgeschieden sind.
12. Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Schneideinsatzes, insbesondere eines Schneideinsatzes nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei auf einem Grundkörper eine Beschichtung mit zumindest einer Beschichtungslage aus a-Al2O3 in einem CVD-Verfahren abgeschieden wird, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der Beschichtungslage aus a-Al2O3 eine Beschichtungslage aus Titancarbonitrid mit
verästelten Kristalliten abgeschieden wird.
15
13
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass am Grundkörper eine
Anbindungsschicht aus Titannitrid abgeschieden wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Beschichtungslage aus Titannitrid eine Beschichtungslage aus Mitteltemperatur-
Titancarbonitrid abgeschieden wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungslage aus Titancarbonitrid mit verästelten Kristalliten auf einer
Beschichtungslage aus Mitteltemperatur-Titancarbonitrid abgeschieden wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass
alle Beschichtungslagen in einem CVD-Verfahren abgeschieden werden.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass alle Beschichtungslagen bei weniger als 920 °C, vorzugsweise in einem Temperaturbereich von 850 °C bis 920 °C, insbesondere 860 °C bis 910 °C,
abgeschieden werden.
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