涂覆硬质合金或金属陶资基材型体的方法和经涂覆的硬质合金或金属陶瓷型体技术

本发明专利技术涉及一种借助ＰＶＤ涂覆硬质合金或金属陶瓷基材型体的方法，在该方法中最终烧结的基材型体不进行进一步中间处理，在ＰＶＤ－涂覆前，应用颗粒状的喷丸剂进行喷丸处理这样长的时间，直至基材型体表面附近的区域具有的内应力至少基本上与处于唯一或第一涂覆的ＰＶＤ层中的内应力同样大。此外，本发明专利技术还涉及这种经涂覆的硬质合金或金属陶瓷型体，特别是以切削工具的形式。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种借助物理气相沉积(PVD )涂覆硬质合金或金属陶 瓷基材型体的方法。此外，本专利技术还涉及一种经涂覆的硬质合金或金属陶瓷型体。
技术介绍
具有不同组成的硬质合金或金属陶瓷型体已经被提出用于各种各 样的应用目的。在此，使基材型体组成与应用目的相适应，在此例如 高的硬度、温度交替稳定性或耐磨性，后者特别对用于切削操作的工 具是很重要的。在特定的情况下，也已经证明涂覆的基材型体是适用 的，它的涂层由一层或多层构成。涂层材料是元素周期表中第IVa至 Via族的金属的碳化物、氮化物、碳氮化物、氧碳氮化物、氧氮化物 或氧化物，或铝化合物如Al203和TiAlN。特别是应用物理或化学气相 沉积法来涂覆基材型体。在通常的情况下物理沉积法(PVD法)具有 优点，即可以在较低的温度下涂覆涂层。根据现有技术，基材型体在 PVD涂覆前进行打磨。保持未经打磨的基材表面(也就是处于烧结状 态)的基材几乎不具有压力内应力或拉力内应力。通过打磨过程在基 材型体表面处产生压力内应力，该压力内应力对于硬质合金可能为 -200至-1200 Mpa。 PVD层由于方法方式在形成层的成分(离子)以高 的能量引入层中后总是具有压力内应力，该压力内应力为约-1800至 -4000 Mpa。由此，对于经打磨的基材，在涂层和基材之间的压力内应力的差 小于对于保持处于烧结状态的基材。在基材型体和涂层之间的内应力 差引起剪切应力，其对层的粘附性有不利的损害。出于这个原因，未经打磨的由PVD涂覆的基材显示出较差的切削效率。
技术实现思路
本专利技术的目的是，改进PVD涂覆的基材型体的耐用度。 为实现该目的，提出根据权利要求1的方法或根据权利要求9的 基材型体。本专利技术的进一步改进在从属权利要求2-8和10中描述。本专利技术的核心构思在于，最终烧结的由硬质合金或金属陶瓷构成 的基材型体不经过进一步中间处理，在PVD涂覆前应用颗粒状的喷丸 剂(Strahlmittel)进行喷丸处理这样长的时间，直至基材型体表面 附近的区域具有内应力，该内应力至少基本上与处于唯一的或第一涂 覆的PVD层中的内应力同样大。令人惊奇地发现，在基材型体表面附近的区域中基材型体的内应 力对PVD层的已知的压力内应力的适应导致耐用度的显著改进。采用 在原理上已知的喷丸方法而压实表面附近的区域，这伴随压力内应力 的提高。通过这种压力内应力对已知的第一涂覆的或唯一涂覆的PVD 层的压力内应力的适应，可能改进切削效率。优选，使用具有颗粒的喷丸剂，该颗粒具有600 nm的最大直径， 优选最大150 jjm和特别是15-100 jum。基材型体，其根据本专利技术的进 一步改进以干法喷丸法处理，优选采用至少基本上是球形的喷丸剂或 具有圆形颗粒形状的这样的喷丸剂进行喷丸处理。作为喷丸剂特别适 用的是压力喷雾(druckverdiister)的钢、铸4失颗粒、重金属粉末或 由此制备成的合金、玻璃、刚玉、硬质合金颗粒和/或不易破碎的陶瓷。另外优选，所述一种或多种喷丸剂借助压缩空气在至少l.Ox 105-10 x 105Pa，优选为1. 5 x 105-3. 5 x l05Pa的压力下对准基材型体。特别有利的是，釆用垂直于基材型体的表面对准的喷丸剂颗粒喷 丸处理所述基材型体。上述种类的喷丸处理已经证明与后续的PVD涂层结合时特别适 用，该PVD涂层由元素周期表中第IVa至VIa族的元素的碳化物、氮化物、碳氮化物、氧化物或氧碳氮化物，或由Al203、 AlTiN或AlN构 成。在总厚度(在多层涂层的情况下)最大为20pm的情况下，单个 层的厚度优选为0. 1-10 Mm。以相应的方式，本专利技术的目的通过根据权利要求9的经涂覆的硬 质合金或金属陶瓷型体而实现，如上所述相应的优点适应于所述涂覆 的硬质合金或金属陶瓷型体。一种这样的经涂覆的硬质合金或金属陶瓷型体特别地作为用于钻 孔、铣削或旋转的切削工具的形式形成。在一个具体的实施例中，转位式刀片涂覆有AlTiN涂层，其借助 PVD在350-600。(涂覆温度)下涂覆。虽然在烧结后不进行进一步处 理或只在打磨处理后已经涂覆的工具在较短的时间后就已经由磨损决 定而必须更换，但是具有相同设计的相应工具的耐用度可以得到显著 改进，所述工具在烧结后已经经历根据本专利技术的方法，也即进行10-60 秒的喷丸处理。这原因在于，PVD层，其具有根据SIN2-V-方法测量 的以-1.5至-3. 5GPa的数量级的压力内应力，与其相对的是，在基材 型体的表面附近的边缘区域中的拉力内应力或非常小的压力内应力为 绝对最大值是100MPa。假如与此相比通过喷丸处理，特别是用50-100 pm的圆形颗粒的干法喷丸法中，基材型体的表面附近区域的压力内 应力提高至与涂层材料以及PVD参数相关的压力内应力(直至提高至 +/-10%)，这种压力内应力的提高导致工具的更好得多的耐磨性。权利要求1、一种借助物理气相沉积(PVD)涂覆硬质合金或金属陶瓷基材型体的方法，其特征在于，最终烧结的基材型体不进行进一步中间处理，在PVD涂覆前应用颗粒状的喷丸剂进行喷丸处理这样长的时间，直至基材型体表面附近的区域具有的内应力至少基本上与处于唯一或第一涂覆的PVD层中的内应力同样大。2、 根据权利要求l的方法，其特征在于，喷丸剂具有600 Mm的 最大直径，优选最大为150jum和更优选为最大100nm。3、 根据权利要求1或2的方法，其特征在于，基材型体以干法喷 丸法处理。4、 根据权利要求l-3之一的方法，其特征在于，喷丸剂具有至少 基本上是圆形的颗粒形状。5、 根据权利要求1-4之一的方法，其特征在于，作为喷丸剂应用的是压力喷雾的钢、铸铁颗粒、重金属粉末或由此制备的合金、玻璃、 刚玉、硬质合金颗粒和/或不易破碎的陶瓷。6、 根据权利要求1-5之一的方法，其特征在于，所述喷丸剂借助 压缩空气在至少1. 0 x 105-10 x l05Pa，优选1. 5 x 105-3. 5 x 105Pa的压力下对准基材型体。7、 根据权利要求l-6之一的方法，其特征在于，喷丸剂垂直对准基材型体表面。8、 根据权利要求1-7之一的方法，其特征在于，在喷丸处理后的 基材型体采用一层或多层由元素周期表中第IVa至Via族的元素的碳 化物、氮化物、碳氮化物、氧化物或氧碳氮化物构成的层，或采用A1203、 AlTiN或AlN涂覆，在此每单个层的厚度为0. l-10pm，并且总厚度最 大为20 pm。9、 具有涂层的硬质合金或金属陶瓷型体，其特征在于，基材型体 表面附近的区域具有的内应力至少基本上与所迷唯一的或在多层时与 第一涂覆的PVD层的内应力同样大。10、根据权利要求9的具有涂层的硬质合金或金属陶瓷型体，其 特征在于，所述型体作为切削工具形式形成。全文摘要本专利技术涉及一种借助PVD涂覆硬质合金或金属陶瓷基材型体的方法，在该方法中最终烧结的基材型体不进行进一步中间处理，在PVD-涂覆前，应用颗粒状的喷丸剂进行喷丸处理这样长的时间，直至基材型体表面附近的区域具有的内应力至少基本上与处于唯一或第一涂覆的PVD层中的内应力同样大。此外，本专利技术还涉及这种经涂覆的硬质合金或金属陶瓷型体，特别是以切削工具的形式。文档编号B23B27/14GK10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种借助物理气相沉积（ＰＶＤ）涂覆硬质合金或金属陶瓷基材型体的方法，其特征在于，最终烧结的基材型体不进行进一步中间处理，在ＰＶＤ涂覆前应用颗粒状的喷丸剂进行喷丸处理这样长的时间，直至基材型体表面附近的区域具有的内应力至少基本上与处于唯一或第一涂覆的ＰＶＤ层中的内应力同样大。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：H韦斯特法尔，H范登伯格，
申请(专利权)人：钴碳化钨硬质合金维迪亚产品有限公司及两合公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]