Untersuchungen über Herstellung und Eigenschaften von Hartstoffschichten die durch reaktives Aufdampfen abgeschieden werden

Kurzfassung

Die Standzeit von Hartmetallschneidplatten zur Zerspanung von Eisenwerkstoffen kann durch das Aufbrigen einer etwa 10 µm dicken Harststoffschicht wesentlich erhöht werden. Solche Hartstoff schichten aus TiC, TiN, Al₂O₃ u.a. werden industriell durch chemische Gasphasenabscheidung (Chemical Vapour Deposition, CVD) bei relativ hohen Temperaturen (1000 bis 1100°C) hergestellt. Die vorliegende Untersuchung befaßt sich mit der Herstellung und den Eigenschaften von Hartstoffschichten, die durch reaktive Aufdampfverfahren abgeschieden werden. Diese sog. PVD-Verfahren (Physical Vapour Deposition) bieten gegenüber CVD-Verfahren den Vorteil der geringeren Substrattemperatur und der höheren Beschichtungsraten. Am Beispiel der Abscheidung von Titannitrid wurden verschiedene Herstellmethoden zur Erzeugung von haftfesten und verschleißbeständigen Schichten auf Hartmetallsubstraten nach PVD-Verfahren erprobt. Die Hartstoffschichten wurden hinsichtlich ihrer Zusammensetzung, Härte, Phasenreinheit, Gefüge und Verschleißverhalten mit verschiedenen Methoden untersucht. Es gelang, bei Substrattemperaturen von 600°C Schichten zu erzeugen, die sich in ihrem Verschleißverhalten als ebenbürtig zu CVD-beschichteten Proben erwiesen. Ähnlich günstige Ergebnisse wurden auch mit TiC, HfN- und HfC-Schichten sowie mit Schichten aus den Doppelnitriden Ti-Cr-N und V-Ti-N erzielt.