Die Erfindung betrifft ein Verschleissteil, insbesondere einen Hartmetall-Schneideinsatz zur spanabhebenden Bearbeitung, mit einem mehrschichtigen Hartstoff-Überzug, wobei mindestens eine Schicht als Oxidschicht ausgeführt ist.

Aus der DE-AS 2253745 ist ein derartiges Verschleissteil bekannt, dessen dem Hartmetall-Grundkörper zunächst liegende innere Schicht aus einem oder mehreren Karbiden und/oder Nitriden der Elemente Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Si und/oder B besteht und dessen äussere Schicht aus einer oder mehreren extrem verschleissfesten Ablagerungen aus Aluminium-Oxid und/oder Zirkon-Oxid besteht.

Nachteilig bei diesem Verschleissteil ist, dass es in den reinen Oxid-Decksichten zu Rissen kommen kann und dass die Oxid-Schichten in vielen Fällen eine ungenügende Haftfestigkeit aufweisen und abplatzen. Die Sprödigkeit der Oxidschicht nimmt mit wachsender Schichtdicke rasch zu. Dabei verändert sich das Gefüge sehr nachteilig, so dass man bei derartigen Verschleissteilen in der Praxis auf die Verwendung einer vergleichsweise sehr dünnen Schicht von wenigen Mikrometern Dicke beschränkt ist bzw. eine dickere Schicht keine zusätzlichen Vorteile bringt. Dieser Umstand beschränkt wiederum die Standzeit von Verschleissteilen, z.B. von Wendeschneidplatten zur spanabhebenden Bearbeitung, entscheidend.

In der DE-OS 2317447, die eine Zusatzanmeldung zur eigangs erwähnten D E-AS 2253745 darstellt, ist ein Verschleissteil beschrieben, dessen äussere Deckschicht aus einer oder mehreren Ablagerungen keramischer Oxide besteht, wobei neben den im Hauptpatent genannten Oxiden insbesondere die Oxide der Elemente Si, B, Ca, Mg, Ti und/oder Hf aufgezählt sind und auch die Ausbildung von Mischoxiden in der Anmeldung allgemein mit eingeschlossen ist. Einzelne Mischoxide sind nicht besonders hervorgehoben.

Soweit zu einzelnen Ausgestaltungsmöglichkeiten praktische Erfahrungen vorliegen, ist auch in diesen Fällen das Auftreten von Rissen und die Haftfestigkeit der Oxid-Deckschichten nicht zufriedenstellend.

Aus der DE-AS 2851584 ist ein Verbundkörper, vorzugsweise mit einem Hartmetall-Grundkörper bekannt, bei dem auf dem Grundkörper eine oder mehrere Schichten aus einem oder mehreren Karbiden und/oder Nitriden der Elemente Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Si, B und auf dieser Schicht bzw. Schichten eine oder mehrere Schichten aus einem Gemenge von mindestens einem Oxid und mindestens einem Nitrid und/oder aus mindestens einem Oxinitrid der der Elemente Cr, Al, Ca, Mg, Th, Sc, Y, La, Ti, Hf, V, Nb, Ta angeordnet sind, wobei der Stickstoff-Gehalt der äussersten Schicht 0,1 bis 30 Atom %, vorzugsweise 0,2 bis 15 Atom % beträgt. Das einzige Beispiel beschreibt folgenden Schichtaufbau auf Hartmetall: TiC, 4 _Jlm + Al₂O_2.8N_0.2, 2-3 Jlm.

In der Praxis wurden vor allem Hartmetall-Verschleissteile bekannt, bei denen die äussere Schicht aus sehr vielen Lagen von abwechselnd Ti(C,N) und AI₂(O,N) besteht, wobei diese Ausführung zusätzlich in den Schutzumfang der DE-AS 2917348 fällt.

Auch bei diesem Verbundkörper sind die erzielbaren Verschleissfestigkeiten für viele Anwendungsfälle nicht befriedigend. Zudem ist eine zu grosse Anzahl von einzelnen Lagen - das einzige Beispiel der DE-AS 2917348 beschreibt 38 Einzellagen - in der Fertigung nicht mehr wirtschaftlich.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe liegt nun darin, ein Verschleissteil, insbesondere einen Hartmetall-Schneideinsatz zur spanabhebenden Bearbeitung mit einem mehrschichtigen Hartstoff-Überzug, wobei mindestens eine Schicht als Oxidschicht ausgeführt ist, zu schaffen, das gegenüber bekannten Verschleissteilen eine verbesserte Verschleissfestigkeit und eine verbesserte Haftfestigkeit der Hartstoff-Beschichtung aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der unmittelbar oder über eine Unterlagsschicht auf dem Grundkörper aufgebrachte Überzug aus je einer oder mehreren Schichten von Oxikarbiden und/oder Oxikarbonitriden und/oder Oxinitriden und/oder Oxiboriden und/oder Oxibornitrieden und/oder Oxiborkarbonitriden der Elemente Ti, Zr, Hf, B, Si, AI mit einem Sauerstoff - gehalt von 0,1 bis 5 Gew.-% jeweils im Wechsel mit einer oder mehreren Schichten von Aluminium-Bor-Mischoxiden mit Bor-Gehalten von 0,01 bis 1 Gew.-% besteht.

Das erfindungsgemässe Verschleissteil weist gegenüber bekannten mehrlagig beschichteten Verschleissteilen eine wesentlich erhöhte Verschleissfestigkeit sowie eine ausgezeichnete Haftfestigkeit der Hartstoff-Beschichtung auf, so dass sich erheblich vergrösserte Standzeiten des Verschleissteiles ergeben. Diese unerwartet guten Eigenschaften werden durch den Einbau von Bor in die Aluminiumoxid-Schichten bei gleichzeitigem Einbau von Sauerstoff-Anteilen in die Oxikarbid-, Oxikarbonitrid-, Oxinitrid-, Oxiborid-, Oxibornitrid- und Oxiborkarbonitrid-Zwischenschichten erreicht. Es war insbesondere völlig überraschend - wie nachfolgend an Hand der Beispiele belegt wird - dass lediglich der gleichzeitige Einbau der Sauerstoff-Anteile in den Zwischenschichten und des Bors in den Aluminiumoxid-Schichten eine wesentliche Steigerung der Verschleissfestigkeit bewirkte.

Es ist dabei wichtig, dass die Sauerstoff- und Bor-Gehalte der einzelnen Schichten innerhalb der angegebenen Grenzen liegen. Unterhalb 0,1 Gew.-% ist der Einfluss des Sauerstoffs praktisch nicht mehr feststellbar. Bei höheren Sauerstoff-Gehalten als in dem angegebenen Bereich fällt die Härte derZwischenschichten sehr rasch ab und bewirkt keine Verschleissfestigkeitssteigerung des erfindungsgemässen Schichtaufbaues.

Desgleichen führt auch lediglich ein Bor-Gehalt innerhalb der erfindungsgemässen Grenzen im Aluminiumoxid zu einer sprunghaften Verschleissfestigkeitssteigerung. Es war im Gegenteil sogar nicht zu erwarten, dass es bei der Zugabe zu Aluminiumoxid überhaupt zu einer Verschleissfestigkeitssteigerung kommen, da reines Boroxid sehr weich und als Verschleisschutzschicht völlig ungeeignet ist. Zusätzlich bewirkt der Bor-Gehalt in den angegebenen Grenzen bei der Abscheidung der Aluminium-Bor-Mischoxid-Schicht eine geringere Staubentwicklung in der Beschichtungskammer und damit auch auf der Oberfläche des Beschichtungsgutes. Dadurch fallen weniger Schichtfehler an und es ergeben gleichmässigere Schichten.

In gewissen Anwendungsfällen ist es zweckmässig, eine Unterlagsschicht zwischen dem Grundkörper und dem erfindungsgemässen Überzug anzuordnen. Diese Unterlagsschicht weist vorzugsweise einen ein- oder mehrlagigen Schichtaufbau aus einem oder mehreren Karbiden, Nitriden, Karbonitriden, Boriden oder Bornitriden der Elemente der IV. bis VI. Gruppe des Periodensystems auf.

Weiters ist es in gewissen Anwendungsfällen vorteilhaft, unmittelbar auf einem Grundkörper aus Hartmetall oder über eine Unterlagsschicht eine einzige Schicht aus Titanoxikarbonitrid und/oder Titanoxinitrid mit einer Schichtdicke von 0,05 bis 1 µm und anschliessend daran eine einzige Aluminium-Bor-Mischoxidschicht mit einer Schichtdikke von 2 bis 10 µm aufzubringen.

Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass unmittelbar auf einem Grundkörper aus Hartmetall oder über eine Unterlagsschicht eines Überzugs, bestehend aus einer Schicht aus Titanoxikarbonitrid und/oder Titanoxinitrid mit einer Schichtdicke von 0,1 bis 1 µm und anschliessend daran aus 2 bis 8 Aluminium-Bor-Mischoxidschichten mit Schichtdicken von 0,3 bis 2 µm jeweils im Wechsel mit 1 bis 7 Schichten aus Titanoxikarbonitrid und/oder Titanoxinitrid der Schichtdicken 0,05 bis 0,5 _Jlm aufgebracht sind. Die Titanoxikarbonitrid- und/oder Titanoxinitrid-Schichten weisen dabei vorzugsweise einen Sauerstoff-Gehalt von 0,5 bis 3 Gew.- % auf, während die Aluminium-Bor-Mischoxidschichten vorzugsweise einen Bor-Gehalt von 0,04-0,4 Gew.-% aufweisen.

Insbesondere durch diesen mehrschichtigen erfindungsgemässen Schichtaufbau kommt es gegenüber einem erfindungsgemässen Schichtaufbau, der nur eine Aluminium-Bor-Mischoxid- Schicht enthält, zu einer weiteren Steigerung der Zähigkeit des Überzuges bei gleichzeitig ausgezeichneter Haftfestigkeit der einzelnen Schichten und damit zu einer unerwarteten Steigerung der Verschleissfestigkeit unter Schlagbeanspruchung des Verschleissteiles.

Eine besonders bevorzugte Unterlagsschicht weist von einem Grundkörper aus Hartmetall ausgehend die Schichtfolge Titankarbid und/oder Titankarbonitrid und/oder Titannitrid mit einer Gesamtschichtdicke von 1 bis 8 _Jlm auf.

Weiters kann es vorteilhaft sein, wenn die Aluminium-Bor-Mischoxide teilweise Titan, Zirkonium, Hafnium, Niob, Chrom- und/oder Magnesium-Oxide enthalten. Daneben können die Mischoxide auch einen Stickstoff-Gehalt von 0,14-2,76 Gew.-% (0,2 bis 4 Atom-%) aufweisen.

Die Hartstoff-Beschichtung des erfindungsgemässen Verschleissteiles erfolgt vorzugsweise nach dem CVD-Verfahren, wobei die chemische Zusammensetzung der einzelnen Schichten durch entsprechende Mischungsverhältnisse der Reaktionsgase festgelegt wird.

Ein weiteres bevorzugtes Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemässen Verschleissteiles besteht darin, dass die Herstellung der einzelnen Schichten entsprechender chemischer Zusammensetzung sowohl über die Abscheidung nach dem CVD-Verfahren als auch durch Interdiffusion zwischen angrenzenden Schichten erfolgt.

Insbesondere kann die Einbringung der Sauerstoff-Anteile in die Oxikarbid-, Oxikarbonitrid-, Oxinitrid-, Oxiborid-, Oxibornitrid- und/oder Oxiborkarbonitrid-Schichten sowohl über eine entsprechende Gasmischungszusammensetzung, die z.B. CO₂ H_zO-Dampf, Luft, O₂ oder andere oxidierende Gase enthalten kann, als auch durch Interdiffusion aus den angrenzenden Aluminium-Bor-Mischoxid-Schichten erfolgen. Diese Interdiffusion kann z.B. durch eine Temperaturbehandlung zwischen oder nach den einzelnen Beschichtungsfahrten bei einer Temperatur, die über der Beschichtungstemperatur liegt, oder während der Beschichtungsfahrt der Aluminium-Bor-Mischoxid-Schichten durch ein erhöhtes Sauerstoff-Angebot der Gasmischung durchgeführt werden.

Der Gegenstand der Erfindung wird nachfolgend an Hand von Beispielen näher erläutert.

Auf Wendeschneidplatten aus Hartmetall der Sorte UIOT/Zusammensetzung 6% Co, 5%TiC, 5% (TaC + NbC), 84% WC, entspricht der USO-Anwendungsgruppe MIO/ und der Form SPGN 120308 EN wurden Überzüge in 5 verschiedenen Schichtaufbau-Varianten entsprechend nachstehender Tabelle aufgebracht. Die Wendeschneidplatten wurden dazu gereinigt, in die Beschichtungskammer einer Prototypenanlage des Anmelders eingebaut, unter Schutzgas auf die Beschichtungstemperatur aufgeheizt und unter den nachfolgenden Beschichtungsbedingungen beschichtet.

Die Varianten 4 und 5 sind mit einem Schichtaufbau entsprechend der Erfindung versehen. Diese Varianten werden mit den Varianten 1 bis 3, die einen von der Erfindung abweichenden, in einem Fall vorbekannten Schichtaufbau aufweisen, in einem Zerspanungstest verglichen.

Bei allen Varianten liegt eine Unterlagsschicht bestehend aus 2 um Titankarbid gefolgt von 2 µm Titankarbonitrid (mit ca. 40% TiC- und 60% TiN-Anteil) vor. Bei den Varianten 1 bis 4 wurde Stickstoff als Trägergas verwendet, die Aluminiumoxid- bzw. die Aluminium-Bor-Mischoxidschicht enthält daher ca. 3 Atom-% N. Bei Variante 5 ist die Aluminium-Bor-Mischoxidschicht frei von Stickstoff.

Gasdruck in allen Fällen: Atmosphärendruck (ca. 1 bar absolut) Al₂O₃-Schicht bzw. AI-B-Mischoxidschicht:

• Variante 2, 4 u. 5 - 0,15 Vol.-% BCl₃
• Variante 1 u. 3 - 0 Vol.-% BCI₃ u. 13,4 Vol.-% H₂
• Dauer: 160 min
• Temperatur: 1060° C

Mit den beschichteten Wendeschneidplatten wurden unter Verwendung eines Werkzeuges HDP 7225 Drehversuche auf 2 Wellen aus unterschiedlichen Materialien mit unterschiedlichen Schnittbedingungen durchgeführt:

• 1. Werkstoff: Baustahl ― Werkstoffnummer 1.1231
  • Zusammensetzung: 0,72% C
    • 0,28% Si
    • 0,79% Mn
    • 0,015% P
    • 0,011% S, Rest Fe;
    • vergütet auf 1000 N/mm²
  • Schnittgeschwindigkeit: v = 180 m/min
  • Vorschub: s = 0,42 mm/U
  • Spantiefe: a = 2 mm
• 2. Werkstoff: Grauguss
  • Richtwerte der Zusammensetzung:
    • 3-3,5% C
    • 0,4-0,8% Si
    • 0,2-0,5% Mn, Rest Fe
  • Härte: 215 H B
  • Schnittgeschwindigkeit: v = 80 m/min
  • Vorschub: s = 0,28 mm/U
  • Spantiefe: a = 2 mm

Die Verschleissmarkenbreite v_B des Freiflächenverschleisses wurde jeweils nach einer Drehzeit von 5 min gemessen.

Das Standzeitende war bei allen Varianten durch Kolkverschleiss gegeben.

Ein Vergleich der Verschleissergebnisse zeigt, dass lediglich durch den erfindungsgemässen Schichtaufbau entsprechend den Varianten 4 und 5, wo gleichzeitig ein Bor-Anteil in der Aluminiumoxidschicht und ein Sauerstoff-Anteil in der Ti(C,N)-Schicht vorhanden sind, eine merkliche Verschleissfestigkeitssteigerung der Variante 1, die in etwa einen zur Zeit auf dem Markt befindlichen Schichtaufbau aufweist, erzielt wird. Der alternative Einbau von Bor in der Aluminiumoxidschicht (Variante 2) oder von Sauerstoff in der (Ti(C,N)-Schicht (Variante 3) ergibt hingegen keine wesentlichen Verschleissfestigkeitssteigerungen gegenüber der Variante 1.

Aus dem Vergleich der Varianten 4 und 5 ist zu ersehen, dass ein gewisser Stickstoff-Anteil in der Aluminium-Bor-Mischoxidschicht, der z.B. durch die Verwendung von Stickstoff als Trägergas beim Beschichtungsvorgang zustande kommt, nur einen unwesentlichen Einfluss auf die Verschleissfestigkeitswerte hat.

Zum Unterschied von Beispiel 1 wird die einlagige Al₂O₃- bzw. Aluminium-Bor-Mischoxid- schicht durch 4 Schichten ersetzt, die durch 3 Ti(C,N)- bzw. 3 Ti(C,N,0)-Zwischenschichten verbunden sind.

Bei den Varianten 1 bis 4 wurde Argon als Trägergas verwendet, die Aluminium-Bor-Mischoxidschicht ist daher frei von Stickstoff.

Bei der Variante 5 sind in der Mischoxidschicht 3 Atom-% Stickstoff enthalten, da N₂ als Trägergas verwendet wurde.

Gasdruck in allen Fällen: Atmosphärendruck (ca. 1 bar absolut) Al₂O₃-Schichten bzw. Aluminium-B-Mischoxidschichten: Variante 2, 4 u. 5 - 0,15 Vol.-% BCI₃

• Variante 1 u. 3 - 0 Vol.-% BCl₃ u. 13,4 Vol.-% H₂
• Dauer: 40 min/Schicht
• Temperatur: 1060° C

Beschichtungstemperatur und Gaszusammensetzung wie bei 2. Ti(C,N)-Schicht.

Ti(C,N,O)-Zwischenschichten Beschichtungstemperatur und Gaszusammensetzung wie oben.

Zerspanungstest:

• Mit den beschichteten Wendeschneidplatten wurden Drehversuche auf der gleichen Welle aus Baustahl unter den gleichen Schnittbedingungen wie beim Beispiel 1 durchgeführt.

Das Standzeitende war jeweils durch die Grenze des noch tolerierbaren Kolkverschleisses bedingt.

Aus dem Vergleich der Beispiele 1 und 2 lässt sich erkennen, dass sich unter den gegebenen Zerspanungsbedingungen bei insgesamt etwa gleicher Gesamtschichtstärke bei dem mehrschichtigen Aufbau der Aluminiumoxid- bzw. Aluminium-Bor-Mischoxidschicht entsprechend Beispiel 2 gegenüber dem einschichtigen Aufbau gemäss Beispiel 1 eine weitere Verchleissfestigkeitssteigerung erreichen lässt. Die Verschleissfestigkeitssteigerung beim erfindungsgemässen Schichtaufbau (Varianten 4 und 5) ist wesentlich grösser als bei dem Schichtaufbau gemäss der Varianten 1 bis 3.

Auf Wendeschneidplatten der gleichen Art wie in Beispiel 1 wurde als Unterlagsschicht eine Ti(C_0,6,N_0,4)-Schicht und darauf eine TiN-Schicht abgeschieden. Der weitere Schichtaufbau erfolgte in 2 Varianten, wobei die Variante 2 einen erfindungsgemässen Schichtaufbau darstellt. Zum Unterschied zu den vorangegangenen Beispielen wurde die Beschichtung bei Unterdruck durchgeführt. Die Verschleissfestigkeit der einzelnen Varianten wurde wiederum in einem Zerspanungstest miteinander verglichen.

• Variante 1: 2 µm Ti (C_0.6,N_0,4)
  • 1,5 µm TiN
  • 1,5 µm Al₂O₃
  • 0,5 µm TiN
  • 1,5 µm AI₂0₃
• Variante 2: 2 µm Ti(C_0,6,N_0,4)
  • 1 µm TiN
  • ca. 0,5 µm Ti(N,B,O)
  • 1,5 µm Aluminium-Bor-Mischoxid
  • 0,5 µm Ti(N,B,O)
  • 1,5 µm Aluminium-Bor-Mischoxid

• Ti(_0,6,N_0,4)-Schicht: Temperatur: 1020° C Druck: 5 k Pa
• Gasgemisch: 83 Vol.-% H₂
  • 8 Vol.-% N₂
  • 4 Vol.-% CH₄
  • 5 Vol.-°/ TiCl₄
• Dauer: 130 min
• TiN-Schicht: Temperatur: 1020° C
  • Druck: 6 k Pa
• Gasgemisch: 65 Vol.-% H₂
  • 32 Vol.-% N₂
  • 7 Vol.-% TiCl₄
• Dauer: Variante 1 : 93 min
  • Variante 2: 62 min
• Ti(N,B,O)-Schichten: Temperatur: 1020° C
  • Druck: 4 k Pa
• Gasgemisch: 60,8 Vol.-% H₂
  • 27 Vol.-% N₂
  • 5 Vol.-% BCI₃
  • 7 Vol.-°/ TiCl₄
  • 0,2 Vol.-% CO₂
• Dauer: 35 min
• Al₂O₃-Schichten: Temperatur: 1020° C
  • Druck: 4 k Pa
• Gasgemisch: 76,8 Vol.-% H₂
  • 4,0 Vol.-% CO₂
  • 16 Vol.-% CO
  • 3,2 Vol.-% AICI₃
• Dauer: 180 min/Schicht
• Aluminium-Bor-Mischoxidschichten:
  • Temperatur: 1020° C
  • Druck: 4 k Pa
• Gasgemisch: 76,5 Vol.-% H₂
  • 4,0 Vol.-% CO₂
  • 16 Vol.-% CO
  • 3,2 Vol.-% AICI₃
  • 0,3 Vol.-% BCI₃
• Dauer: 180 min/Schicht

Mit den beschichteten Platten wurden Drehversuche auf Baustahl unter den in Beispiel 1 genannten Schnittbedingungen und Drehversuche auf Grauguss mit folgenden Schnittbedingungen durchgeführt:

• Werkstoff: Grauguss-Zusammensetzung wie bei Beispiel 1
• Härte: 205 HB
• Schnittgeschwindigkeit: v = 80 m/min
• Vorschub: s = 0,28 mm/U
• Spantiefe: a = 2 mm

Ein Vergleich der Beispiele 1 und 2 mit 3 zeigt, dass kein nenneswerter Unterschied in der Qualität der Verschleissteile mit den jeweiligen Überzügen besteht, je nachdem ob bei Atmosphärendruck oder im Unterdruckbereich beschichtet wurde.

Auf Wendeschneidplatten der gleichen Art wie in den vorhergehenden Beispielen wurde wiederum bei Unterdruck ein erfindungsgemässerviellagiger Schichtaufbau ohne Unterlagsschicht direkt auf dem Hartmetall aufgebracht (Variante 2). Dieser Schichtaufbau wird wiederum mit einem von der Erfindung abweichenden viellagigen Schichtaufbau, der ebenfalls ohne Unterlagsschicht aufgebracht ist (Variante 1), verglichen.

• Variante 1: 0,5 µm Ti(C_0,6,N_0,4)
  • 0,8 µm Al₂O₃
  • 0,3 µm Ti(C,N)
  • 0,8 µm Al₂O₃
  • 0,3 µm Ti(C,N)
  • 0,8 µm Al₂O₃
  • 0,3 µm Ti(C,N)
  • 0,8 µm Al₂O₃
  • 0,3 µm Ti(C,N)
  • 0,8 µm Al₂O₃
• Variante 2: 0,5 µm Ti (C,N,0)
  • 0,8 µm Aluminium-Bor-Mischoxid
  • 0,2 µm Ti(C,N,O)
  • 0,8 µm Aluminium-Bor-Mischoxid
  • 0,2 µm Ti(C,N,O)
  • 0,8 µm Aluminium-Bor-Mischoxid
  • 0,2 µm Ti(C,N,O)
  • 0,8 µm Aluminium-Bor-Mischoxid
  • 0,2 µm Ti(C,N,O)
  • 0,8 µm Aluminium-Bor-Mischoxid

Sauerstoff-Gehalt der Ti(C,N,O)-Schichten ca. 2 Gew.-%.

• Ti(C_0,6,N_0,4)-Schichten
• Gasgemisch: 83 Vol.-% H₂
  • 8 Vol.-% N₂
  • 4 Vol.-% CH₄
  • 5 Vol.-% TiCl₄
• Temperatur: 1020° C
• Druck: 5 k Pa
• Dauer: Unterlagsschicht: 32 min
  • Zwischenschichten: 20 min/Schicht
• Ti(C,N,0)-Schichten
• Gasgemisch: 82,9 Vol.-% H₂
  • 8 Vol.-% N₂
  • 4 Vol.-% CH₄
  • 5 Vol.-% TiCl₄
  • 0,1 Vol.-% CO₂
• Temperatur: 1020° C
• Druck: 1 k Pa
• Dauer: Unterlagsschicht: 45 min
  • Zwischenschichten: 18 min/Schicht
• Al₂O₃-Schichten
• Gasgemisch: 25 Vol.-% H₂
  • 6 Vol.-% CO₂
  • 66 Vol.-% Ar
  • 3 Vol.-% AICI₃
• Temperatur: 1020° C
• Druck: 4 k Pa
• Dauer: 65 min/Schicht

• Gasgemisch: 25 Vol.-% H₂
  • 6 Vol.-% CO2
  • 65,6 Vol.-% Ar 3 Vol.-% AICI3
  • 0,4 Vol.-% BCI₃
• Temperatur: 1020° C
• Druck: 4 k Pa
• Dauer: 65 min/Schicht

Auf einer Baustahlwelle (0,6% C, Festigkeit 750 N/mm²) wurden Drehversuche unter folgenden Schnittbedingungen durchgeführt: Schnittgeschwindigkeit: v = 200 m/min Vorschub: s = 0,41 mm/U Spantiefe: a = 2 mm

Das Standzeitende war bei beiden Varianten durch Kolkverschleiss gegeben. Das Standzeitende betrug bei Variante 1 32 min, bei der erfindungsgemässen Variante 2 41 min.

In den Beispielen wurde Hartmetall als Grundkörper verwendet. Die Erfindung ist jedoch nicht auf Hartmetall-Grundkörper beschränkt. Dererfindungsgemässe Schichtaufbau führt ebenso bei anderen Grundkörpermaterialien wie z.B. bei Schnellstahl, Stellit oder anderen warmfesten Legierungen zu einer unerwartet grossen Steigerung der Verschleissfestigkeit. Desgleichen ist die Erfindung nicht auf Werkzeuge für die spanabhebende Bearbeitung beschränkt. Sie erstreckt sich vielmehr auch auf Werkzeuge für die spanlose Bearbeitung wie Ziehmatrizen und dgl. sowie auf Werkzeuge, die hauptsächlich erodierendem Verschleiss ausgesetzt sind, wie z. B. Gesteinsbohrern.