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DE19722728A1 - Composite body consisting of a hard metal, cermet, or ceramic substrate body and method for its production - Google Patents

Composite body consisting of a hard metal, cermet, or ceramic substrate body and method for its production

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Publication number
DE19722728A1
DE19722728A1 DE19722728A DE19722728A DE19722728A1 DE 19722728 A1 DE19722728 A1 DE 19722728A1 DE 19722728 A DE19722728 A DE 19722728A DE 19722728 A DE19722728 A DE 19722728A DE 19722728 A1 DE19722728 A1 DE 19722728A1
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DE
Germany
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layer
substrate body
layers
temperature
green compact
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Withdrawn
Application number
DE19722728A
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German (de)
Inventor
Klaus Dr Roediger
Hartmut Dr Westphal
Klaus Dr Dreyer
Thorsten Dr Gerdes
Monika Dr Willert-Porada
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Widia GmbH
Original Assignee
Widia GmbH
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Publication date
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Priority to PCT/DE1997/002774 priority patent/WO1998028462A1/en
Priority to DE59707574T priority patent/DE59707574D1/en
Priority to EP97949963A priority patent/EP0960219B1/en
Priority to US09/319,443 priority patent/US6248434B1/en
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

The invention concerns a composite body consisting of a hard metal, cermet or ceramic substrate body and at least one layer of a mechanically resistant material, a ceramic substance, a diamond-like layer, amorphous carbon and/or hexagonal boron nitride. The invention also concerns a method of producing this composite body, wherein, when the green compact has been dewaxed, with its pores still open and whilst it continues to be heated as from a temperature of between 600 DEG C and 1100 DEG C, it is acted upon by sublimable solids and/or reaction gases which are necessary for coating purposes. The temperature of the green compact is then further increased and the latter is fully compressed by sintering, before one or more layers of the above-mentioned type is/are applied.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von beschichteten Cermet-, Hartmetall- oder Keramiksubstratkörpern, bei dem aus einer Ausgangspulvermischung ein Grünling vorge­ preßt, entwachst und anschließend in einem Mikrowellenfeld gesintert und mit einer Hartstoffbeschichtung bzw. einer Korro­ sionsschutz- oder Verschleißschutzbeschichtung aus einer oder mehreren Lagen überzogen wird.The invention relates to a method for producing coated cermet, hard metal or ceramic substrate bodies, in which a green body is pre-selected from a starting powder mixture presses, waxed and then in a microwave field sintered and with a hard material coating or a corro sion protection or wear protection coating from one or is coated in several layers.

Die Erfindung betrifft ferner einen Verbundkörper aus einem Substratkörper der genannten Art und mindestens einer Schicht aus einem Hartstoff.The invention further relates to a composite body from a Substrate body of the type mentioned and at least one layer from a hard material.

Verbundwerkstoffe der genannten Art werden insbesondere als Schneidplatten zur zerspanenden Bearbeitung oder als Hochtempe­ raturwerkstoffe eingesetzt. Betreffende Verbundwerkstoffe wer­ den in der Regel nach dem Stand der Technik durch Sintern von Presskörpern, die aus den entsprechenden Gemischen von Hart­ stoffen und Metallpulvern (Bindern) bestehen, hergestellt. Die Sinterung erfolgt in Öfen, die beispielsweise mit Graphitheiz­ elementen ausgerüstet sind, wobei die Erwärmung der Proben indirekt mittels der von den Heizelementen emittierten Strahlung sowie durch Konvektion bzw. Wärmeleitung erfolgt. Der Nachteil dieser Verfahrenstechnik liegt darin, daß die Wahl der Ofen­ atmosphäre durch die chemischen Eigenschaften der Heizelemente stark eingeschränkt ist. Darüber hinaus erfolgt die Erwärmung der Hartmetalle, Cermets oder Keramiken von außen nach innen und wird im wesentlichen durch die Wärmeleitfähigkeit und die Emissivität der Proben kontrolliert. Je nach Wärmeleitfähigkeit der Proben ist die Variationsbreite der Aufheiz- und Abkühlraten stark eingeschränkt, weshalb zum Teil aufwendige Maßnahmen, wie ein hoher apparativer und prozeßtechnischer Aufwand erforderlich sind, um beispielsweise Ultrafein- Hartmetalle zufriedenstellend sintern zu können.Composites of the type mentioned are in particular as Inserts for machining or as a high temperature materials used. Composites concerned who which, as a rule, according to the prior art by sintering Compacts made from the corresponding mixtures of Hart substances and metal powders (binders) are made. The Sintering takes place in furnaces, for example with graphite heating elements are equipped, whereby the heating of the samples indirectly by means of the radiation emitted by the heating elements as well as by convection or heat conduction. The disadvantage This process engineering is that the choice of furnace atmosphere due to the chemical properties of the heating elements is severely restricted. In addition, the heating takes place of hard metals, cermets or ceramics from the outside in and is essentially due to the thermal conductivity and Controlled emissivity of the samples. Depending on the thermal conductivity of the samples is the range of variation of the heating and Cooling rates are severely limited, which is why they are sometimes complex  Measures such as a high level of equipment and process engineering Effort is required, for example, to Sintering hard metals satisfactorily.

Zur Beseitigung dieses Nachteils wird in der WO 96/33830 vorge­ schlagen, vorgepreßte Grünlinge aus einem Cermet oder einem Hartmetall in einem Mikrowellenfeld zu sintern. Der vorgepreßte Grünling kann hierbei bereits während des Aufheizens kontinu­ ierlich oder gepulst mit Mikrowellen bestrahlt werden, wobei während der Aufheizung Plastifizierer, wie Wachs, ausgetrieben werden.To eliminate this disadvantage, is proposed in WO 96/33830 beat, pre-pressed green compacts from a cermet or a Sinter carbide in a microwave field. The pre-pressed Green body can already continuously during the heating be irradiated or pulsed with microwaves, whereby plasticizers, such as wax, are expelled during heating will.

Gegebenenfalls kann der fertig gesinterte Körper anschließend noch mittels PVD, CVD und/oder einer plasmaaktivierten CVD mit einer oder mehreren Hartstofflagen beschichtet werden.If necessary, the finished sintered body can then using PVD, CVD and / or a plasma-activated CVD one or more hard material layers are coated.

Geeignete Mikrowellen-Sinteröfen und Sinter-Verfahren mittels Mikrowellenstrahlung werden beispielsweise in der DE 195 15 342 beschrieben.Suitable microwave sintering furnaces and sintering processes Microwave radiation is described, for example, in DE 195 15 342 described.

Neben der Wahl des Materials für die Substratbeschichtung, bei der insbesondere Karbide, Nitride und/oder Karbonitride der Elemente der IVa- bis VIa-Gruppe, diamantähnliche Stoffe, kera­ mische Stoffe wie Al2O3 und/oder ZrO2 sowie Bornitrid in Frage kommen, ist die Haftung der Beschichtung auf dem Sinterkörper als Substratkörper von entscheidender Bedeutung.In addition to the choice of material for the substrate coating, in particular carbides, nitrides and / or carbonitrides of the elements of the IVa to VIa group, diamond-like substances, ceramic substances such as Al 2 O 3 and / or ZrO 2 and boron nitride come into question , the adhesion of the coating on the sintered body as a substrate body is of crucial importance.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren sowie einen beschichteten Substratkörper der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem gezielt die Haftung der einzigen oder ersten Schicht auf dem Substratkörper verbessert werden kann. Das Ver­ fahren soll ohne großen technischen Aufwand leicht handhabbar und energiesparend durchführbar sein.It is an object of the present invention, a method as well a coated substrate body of the type mentioned specify where specifically the liability of the only or first Layer on the substrate body can be improved. The Ver Driving should be easy to handle without great technical effort and be energy-saving.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren nach Anspruch 1 gelöst, das erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß nach dem Entwachsen des Grünlings bei noch offener Porosität bei Tempe­ raturen zwischen 600°C und 1100°C, vorzugsweise zwischen 800°C und 1100°C, der Grünling mit für die Hartstoffbeschichtung not­ wendigen Reaktionsgasen und/oder sublimierbaren Feststoffen beaufschlagt wird, dann die Temperatur des Grünlings weiter erhöht und dieser durch Sintern vollständig verdichtet wird, wonach abschließend eine oder mehrere Schichten aus Hartstoff, Keramik, diamantähnliche Schichten, Bornitrid oder ähnliches aufgetragen werden. Der Kerngedanke der Erfindung besteht darin, daß bei noch nicht geschlossenen äußeren Poren die Substratkörperoberfläche relativ rauh ist. Wird nun in dieser Phase bereits mit der CVI (chemical vapour infiltration), CVD- oder PCVD-Beschichtung begonnen, kann das Beschichtungsmaterial die vorhandenen offenen Poren teilweise auffüllen, so daß sich beim Fertigsintern ein inniger Verbund des Beschichtungs­ materials mit dem Substratkörpermaterial ergibt, der zudem einen Gradienten-Übergang vom Substratwerkstoff zum Schicht­ werkstoff ermöglicht. Die gewünschte erste oder einzige Schicht braucht während der Aufheizphase nicht bis zur gewünschten Dicke aufgetragen werden, es reicht bereits aus, wenn die Substratoberfläche mit dem betreffenden Beschichtungsmaterial dünnlagig benetzt wird. Im Unterschied zum konventionellen Sintern in einem mit Heizelementen beheizten Ofen, in dem die Sinterkörper von außen nach innen erwärmt werden, durchdringt die Mikrowellenstrahlung den Substratkörper bereits bei geringen Temperaturen. Da in einem Mikrowellenfeld befindliche Substratkörper bzw. die daraus gebildete Charge heißer sind als die Cavität, ist der bzw. sind die Substratkörper im Inneren wärmer als außen; in entsprechender Weise läuft der Sinterprozeß von innen nach außen ab. Die in der Aufheizphase aufgetragene Schicht oder Schichten, falls die Gasphasen­ zusammensetzung geändert wird, beeinflussen oder stören somit den Sinterprozeß nicht. Insgesamt kann das Sintern und Beschichten auch in dem Maße verkürzt werden wie bereits in der Aufwärmphase eine erste Beschichtung auf dem Substratkörper abgeschieden worden ist, auf der dann nach dem Fertigsintern ggf. weitere Schichten nach vorheriger Abkühlung auf übliche CVD-, Plasma-CVD-Temperatur "in einer Hitze" aufgetragen werden können.This object is achieved by the method according to claim 1, which is characterized according to the invention in that after  Dewaxing of the green body with still open porosity at Tempe temperatures between 600 ° C and 1100 ° C, preferably between 800 ° C and 1100 ° C, the green compact not for hard material coating agile reaction gases and / or sublimable solids then the temperature of the green body continues increased and this is completely compressed by sintering, after which one or more layers of hard material, Ceramics, diamond-like layers, boron nitride or the like be applied. The main idea of the invention is in that the outer pores are not yet closed Substrate body surface is relatively rough. Will now be in this Phase with the CVI (chemical vapor infiltration), CVD or PCVD coating started, the coating material partially fill the existing open pores so that an intimate bond of the coating during final sintering materials with the substrate body material, which also a gradient transition from the substrate material to the layer material. The desired first or only layer does not need up to the desired one during the heating phase Thickness can be applied, it is sufficient if the Substrate surface with the relevant coating material is wetted in thin layers. In contrast to the conventional Sintering in an oven heated with heating elements, in which the Sintered bodies are heated from the outside to the inside the microwave radiation already contributes to the substrate body low temperatures. Because in a microwave field Substrate body or the batch formed therefrom are hotter than the cavity is the substrate body (s) inside warmer than outside; in a corresponding manner Sintering process from the inside out. The one in the heating phase applied layer or layers if the gas phases composition is changed, thus affect or disrupt not the sintering process. Overall, the sintering and Coating can also be shortened to the same extent as in the Warm-up phase a first coating on the substrate body has been deposited on the after sintering  if necessary, add more layers after cooling to the usual CVD, plasma CVD temperature can be applied "in one heat" can.

Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen beschrieben.Further developments of the method according to the invention are in the Subclaims described.

Bei Hartmetallen wird vorzugsweise mit dem Einlassen der Gase, die zur reaktiven Abscheidung der genannten Stoffe erforderlich sind, dann begonnen, wenn der Volumenanteil der offenen Poren am Gesamtvolumen des Hartmetallgrundkörpers < 10%, vorzugs­ weise 35 bis 60% beträgt.In the case of hard metals, preference is given to letting in the gases, required for the reactive separation of the substances mentioned are then started when the volume fraction of the open pores of the total volume of the hard metal base body <10%, preferably is 35 to 60%.

Für Keramiken und Cermets gilt hinsichtlich der offenen Poren Entsprechendes, vorzugsweise sollen bei Keramiken 35 bis 70% bzw. 50 bis 60% und bei Cermets 35 bis 60%, vorzugsweise 40 bis 60% bereichsweise eingehalten werden.The same applies to ceramics and cermets with regard to the open pores Corresponding, preferably in the case of ceramics, 35 to 70% or 50 to 60% and in the case of cermets 35 to 60%, preferably 40 up to 60% are adhered to in certain areas.

Je nach gewünschter Eindringtiefe der Infiltration kann es ins­ besondere bei Keramiken vorteilhaft sein, zunächst den Grünling bei höheren Temperaturen vorzuverdichten, bevor nach erfolgter Abkühlung auf 600°C bis 1100°C der Grünling mit für die Hart­ stoffbeschichtung notwendigen Reaktionsgasen und/oder subli­ mierbaren Feststoffen beaufschlagt wird. Alternativ hierzu kann, insbesondere bei Hartmetallen und Cermets die genannte Beaufschlagung während des Erwärmens des Grünlings nach dem Entwachsen (Entbindern) erfolgen.Depending on the desired penetration depth of the infiltration, it can get into the be particularly advantageous for ceramics, first the green body pre-compress at higher temperatures before after Cooling of the green compact to 600 ° C to 1100 ° C for the hard necessary reaction gases and / or subli miable solids is applied. Alternatively can, especially in the case of hard metals and cermets Application during the heating of the green body after the Dewaxing (debinding) take place.

Vorzugsweise wird bereits mit dem Beginn des Beaufschlagens mit Reaktionsgasen und/oder sublimierbaren Feststoffen (unter Verwendung von Trägergasen (Argon etc.) die Temperatur über einen Zeitraum von bis zu einer Stunde konstant gehalten oder die Aufheizgeschwindigkeit zu maximal 200°C/h bis zum Erreichen von mindestens 1000 bis 1100°C verlangsamt. Diese Maßnahme dient dazu, in einem für die CVI bzw. CVD-Abscheidung geeigneten Temperaturintervall genügend Zeit zur Abscheidung einer ersten dünnlagigen Schicht zu geben. Wie bereits erwähnt, werden die weiteren Schichten aus Hartstoff, Keramik, Diamant, Bornitrid oder ähnlichen Stoffen unmittelbar in der Abkühlphase mittels CVD oder PCVD aufgetragen.It is preferred to start with the application of Reaction gases and / or sublimable solids (under Use of carrier gases (argon etc.) the temperature above kept constant for up to one hour or the heating rate up to a maximum of 200 ° C / h until reached slowed down by at least 1000 to 1100 ° C. This  Measure is used in one for CVI or CVD deposition suitable temperature interval enough time for separation to give a first thin layer. As already mentioned, the other layers of hard material, ceramic, diamond, Boron nitride or similar substances immediately in the cooling phase applied by CVD or PCVD.

Für die abschließende CVD/PCVD-Beschichtung kommt ein wesentli­ cher Vorteil des Mikrowellensinterns zum Tragen, nämlich die Möglichkeit bis hin zu hohen Dichten einen Teil der Porosität offen zu halten. Damit ist eine gute Verankerung der in der Abkühlphase bei Gesamtporositäten von < 10% aufgetragenen CVD/PVD-Schichten gewährleistet. Die Vorbehandlung der Ober­ flächen, wie sie bei konventioneller CVD/PCVD häufig erforder­ lich ist, entfällt.For the final CVD / PCVD coating an essential comes cher advantage of microwave sintering to bear, namely the Possibility up to high densities a part of the porosity to keep open. This is a good anchoring of the in the Cooling phase with total porosity of <10% applied CVD / PVD layers guaranteed. Pretreatment of the waiter areas that are often required with conventional CVD / PCVD is not applicable.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht darüber hinaus, durch eine gezielte Einstellung des (Partial-)Druckes und der Tempe­ raturwahl, die Auffüllung der randnahen Poren des Substratkör­ pers mit den aus den Reaktionsgasen und/oder sublimierbaren Feststoffen gebildeten Stoffen (Beschichtungsmaterial), wobei im Substratkörper von außen nach innen bis zu einer maximalen Eindringtiefe von 200 µm ein nach innen abnehmender Gradient dieser Stoffe entsteht. Anders als bei der nach dem Stand Tech­ nik grundsätzlich bekannten vollständigen Infiltration von Keramikwerkstoffen durch aus der Gasphase kommenden oder ent­ stehenden Verbindungen, die sich im wesentlichen homogen über den infiltrierten Körper erstrecken, werden mit dem erfindungs­ gemäßen Verfahren nur die randnahen, während der Aufheizphase noch nicht verschlossenen Poren in nach innen abnehmendem Maße durch die sich aus der Gasphase bildenden Stoffe aufgefüllt, bevor der Substratkörper während des Sinterns abschließend ver­ dichtet wird. The method according to the invention also enables through a targeted adjustment of the (partial) pressure and the temperature raturwahl, the filling of the near-edge pores of the substrate body pers with those from the reaction gases and / or sublimable Solids formed substances (coating material), whereby in the substrate body from the outside in to a maximum Penetration depth of 200 µm an inwardly decreasing gradient these substances are created. Unlike the state of the art nik basically known complete infiltration of Ceramic materials by coming out of the gas phase or ent standing connections, which are essentially homogeneous extend the infiltrated body with the invention According to the method, only those close to the edge during the heating phase pores not yet closed to an inwardly decreasing extent filled up by the substances forming from the gas phase, before the substrate body finally ver during sintering is sealed.  

Je nach Chargengröße liegt die vorzugsweise verwendete Mikro­ wellenleistung zwischen 10 W bis 100 kW. Der eingestellte Druck während der genannten Aufheizphase, der aus an der Reaktionsabscheidung beteiligten Gasen, Trägergasen und sonstigen Prozeßbegleitern gebildet wird, liegt bei der Abscheidung während der Aufheizphase zwischen 0,1 kPa und 100 kPa. Je nach Druck kann die Eindringtiefe des Beschich­ tungsmaterials in randnahe Poren des Substratkörpers variiert werden. Als Reaktionsgase kann auf alle im Rahmen von CVI- und CVD-Abscheidungen bekannte Gase zurückgegriffen werden, insbe­ sondere auf Metallhalogenide, Methan, Stickstoff, Gase mit Cyanid-Anteil, bei denen zwischen Kohlenstoff und Stickstoff eine Dreifachbindung besteht, wie beispielsweise beim Aceto­ nitril, Alkoholate, β-Diketonate und Carbonate. In Frage kommen aber auch molekulare Prekursoren, die Elemente zur gewünschten Reaktionsabscheidung oder Porenauffüllung liefern, wozu insbe­ sondere metallorganische Verbindungen gehören.Depending on the batch size, the preferred micro is used shaft power between 10 W and 100 kW. The set pressure during the said heating phase, which off at the Reaction separation gases, carrier gases and other process attendants is formed by Separation during the heating phase between 0.1 kPa and 100 kPa. The depth of penetration of the coating can vary depending on the pressure tion material in the near-edge pores of the substrate body varies will. Reaction gases can be used in all CVI and CVD deposits known gases are used, esp special with metal halides, methane, nitrogen, gases with Cyanide content, where between carbon and nitrogen there is a triple bond, such as with the Aceto nitrile, alcoholates, β-diketonates and carbonates. Come into question but also molecular precursors, the elements to the desired Provide reaction separation or pore filling, for which purpose include special organometallic compounds.

Bevorzugte Werkstoffe, die auf dem Substratkörper in einer oder mehreren Lagen abgeschieden werden, sind insbesondere Karbide, Nitride oder Karbonitride der Metalle der IVa bis VIa-Gruppe des Periodensystems, Al2O3, ZrO21 Kohlenstoff als diamantähnli­ che Schicht, amorpher Kohlenstoff und/oder kubisches bzw. hexa­ gonales Bornitrid.Preferred materials which are deposited on the substrate body in one or more layers are in particular carbides, nitrides or carbonitrides of the metals of the IVa to VIa group of the periodic table, Al 2 O 3 , ZrO 21 carbon as a diamond-like layer, amorphous carbon and / or cubic or hexagonal boron nitride.

Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist es möglich, auf keramischen Substratkörpern aus Al2O3 eine keramische Schicht mit infiltriertem ZrO2 und/oder eine oder mehrere wei­ tere Lagen, insbesondere TiC abzuscheiden. In entsprechender Weise können jedoch auch ein- oder mehrphasige Schichtlagen, die aus Hartstoffen, Cermet, Keramiken und/oder Metallen gebil­ det werden, unmittelbar auf den Substratkörper als Zwischenlage oder als äußere Schicht aufgetragen werden. According to a further embodiment of the invention, it is possible to deposit a ceramic layer with infiltrated ZrO 2 and / or one or more further layers, in particular TiC, on ceramic substrate bodies made of Al 2 O 3 . In a corresponding manner, however, single or multi-phase layer layers, which are formed from hard materials, cermet, ceramics and / or metals, can also be applied directly to the substrate body as an intermediate layer or as an outer layer.

Wird während der Aufheizphase eine erste dünnlagige Schicht von 0,1 µm bis 10 µm, vorzugsweise 1 µm aufgetragen, so wird nach einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung nach dem Fer­ tigsintern des dünnlagig beschichteten Substratkörpers durch entsprechendes Einlassen derselben Reaktionsgase wie in der Aufheizphase die "angefangene" Beschichtung bis zum Erreichen der gewünschten Dicke dieser einzigen oder ersten Schicht fort­ gesetzt.If a first thin layer of 0.1 µm to 10 µm, preferably 1 µm, is applied after a preferred further development of the invention after Fer sintering through the thin-layer coated substrate body corresponding admission of the same reaction gases as in the Heating phase the "started" coating until it is reached the desired thickness of this single or first layer set.

Die Erfindung betrifft ferner den im Anspruch 13 beschriebenen Verbundkörper, der aus einem Hartmetall-Cermet, oder Kera­ miksubstratkörper und mindestens einer Schicht aus einem Hart­ stoff, einem Keramikstoff, einer Diamantschicht, amorphem Koh­ lenstoff und/oder Bornitrid besteht und der erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß in der an die Beschichtung angrenzenden Zone des Substratkörpers mit nach innen abnehmen dem Gradienten im Substratkörper Hartstoffe der selben Art wie die erste Hartstoffschicht eingelagert sind, vorzugsweise bis zu einer Eindringtiefe von maximal 200 µm und/oder die Grenze zwischen der Substratkörperoberfläche und der ersten Schicht eine Rauhigkeit aufweist, die etwa der Oberflächenrauhigkeit eines teilverdichteten Grünlings mit einer offenen Porosität bei 600°C bis 800°C vor dem Sintern entspricht. Hinsichtlich der Vorteile dieses Verbundkörpers und der speziellen Ausfüh­ rungsformen gilt entsprechendes wie oben ausgeführt.The invention further relates to that described in claim 13 Composite body made of a hard metal cermet, or Kera micro substrate body and at least one layer of a hard fabric, a ceramic, a diamond layer, amorphous Koh lenstoff and / or boron nitride and the invention is characterized in that in the coating Remove the adjacent zone of the substrate body with the inside the gradient in the substrate body hard materials of the same type as the first hard material layer is embedded, preferably until to a penetration depth of maximum 200 µm and / or the limit between the substrate body surface and the first layer has a roughness that roughly corresponds to the surface roughness of a partially compacted green body with an open porosity at 600 ° C to 800 ° C before sintering. Regarding the advantages of this composite body and the special design The same applies as described above.

In einem konkreten Ausführungsbeispiel sind sechs Wendeschneid­ platten bei Normaldruck beschichtet und gesintert worden.In a specific embodiment, there are six indexable inserts plates have been coated at normal pressure and sintered.

Die paraffinierten WC-CO-Grünkörper (Kobaltgehalt 6 Massen-%) werden in einem ersten Teilschritt im 2,45 Ghz Multi-Moden- Applikator unter Ar-Atmosphäre bei geringer Mikrowellenleistung von weniger als 250 W ca. 20 Minuten entwachst, wobei die Grün­ linge zur thermischen Isolierung in einer Isolierbox aus mikro­ wellen-transparenten Al2O3-Faserplatten angeordnet sind. Nach dem Entwachsen werden die Grünkörper weiter auf 850°C aufge­ heizt. Bei dieser Temperatur wird aus der Gasphase ein TiC-Pre­ kursor 20 Minuten lang auf den Proben abgeschieden. Die Proben haben bei dieser Temperatur eine offene Porosität von 45% der theoretischen Dichte. Als TiC-Prekursor dient Titan(Diisopropoxid)BiS(Pentandionat) (TDP). Die Beladung der Atmosphäre mit TDP erfolgt mit Hilfe eines Argonstroms von 1 l/min, der durch eine auf 100°C vorgewärmten TDP-Vorlage geleitet wird. Der mit TDP beladene Gasstrom wird durch Kera­ mikröhrchen direkt in die Mikrowellen-transparente Isolierbox geleitet. In dieser ersten Beschichtungsstufe, bei der die Tem­ peratur von 850°C gehalten wird, werden in den randnahen Zonen, die durch die offene Porosität zugänglichen inneren Oberflächen nur partiell beschichtet, während die Randzone vollständig beschichtet wird. Nach Beendigung der Haltezeit wird der Grün­ körper durch Erhöhung der Mikrowellenleistung in 30 Minuten auf die Sintertemperatur von 1400°C erwärmt. Die Sintertemperatur wird 15 Minuten gehalten, wonach die vollständig verdichteten Sinterkörper (Wendeschneidplatten) auf 850°C abgekühlt und bei dieser Temperatur erneut 20 Minuten unter den oben beschriebe­ nen Bedingungen mit TiC beschichtet werden.The paraffinized WC-CO green bodies (cobalt content 6% by mass) are waxed in a first sub-step in a 2.45 Ghz multi-mode applicator under an Ar atmosphere with a low microwave power of less than 250 W for about 20 minutes, the green linge for thermal insulation in an insulating box made of micro-wave-transparent Al 2 O 3 fiber plates are arranged. After dewaxing, the green bodies are further heated to 850 ° C. At this temperature, a TiC precursor is deposited on the samples from the gas phase for 20 minutes. At this temperature, the samples have an open porosity of 45% of the theoretical density. Titanium (diisopropoxide) BiS (pentanedionate) (TDP) serves as the TiC precursor. The atmosphere is loaded with TDP using an argon flow of 1 l / min which is passed through a TDP receiver preheated to 100 ° C. The gas stream loaded with TDP is fed through ceramic microtubes directly into the microwave-transparent insulation box. In this first coating stage, in which the temperature is kept at 850 ° C., the inner surfaces accessible through the open porosity are only partially coated in the zones near the edge, while the edge zone is completely coated. After the holding time has ended, the green body is heated to the sintering temperature of 1400 ° C. in 30 minutes by increasing the microwave power. The sintering temperature is held for 15 minutes, after which the fully compacted sintered bodies (indexable inserts) are cooled to 850 ° C. and coated again with TiC at this temperature for 20 minutes under the conditions described above.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel werden sechs Wende­ schneidplatten derselben Zusammensetzung wie oben beschrieben in Mikrowellenplasma beschichtet und gesintert. Im Unterschied zum vorbeschriebenen Verfahren wird nach Erreichen von 850°C in der Aufwärmphase mit der Einleitung des Ar-TDP-Gemisches begon­ nen und zugleich der Druck so weit abgesenkt, daß innerhalb der Isolierbox bei der gegebenen Mikrowellenfeldstärke Plasmabedin­ gungen erreicht werden. Der eingestellte Druck liegt zwischen 5 kPa und 30 kPa in dem eingestellten Mikrowellenplasma wird die Beschichtung 20 Minuten durchgeführt und anschließend der Druck wieder auf 100 kPa erhöht, um die Wendeschneidplatten wie im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben, im Mikrowellenfeld zu sintern. In der Abkühlphase wird bei 850°C erneut der Druck unter Einleitung des Ar-TDP-Gemisches bis zum Erreichen der Plasmabedingungen abgesenkt, um in 20 Minuten eine geschlossene TiC-Schicht aufzubringen.In another embodiment, six turns inserts of the same composition as described above coated in microwave plasma and sintered. The difference to the above-described method, after reaching 850 ° C. in the warm-up phase began with the introduction of the Ar-TDP mixture NEN and at the same time the pressure lowered so far that within the Isolation box at the given microwave field strength plasma bed conditions can be achieved. The set pressure is between 5 kPa and 30 kPa in the set microwave plasma  Coating carried out for 20 minutes and then the printing again increased to 100 kPa to the indexable inserts as in first embodiment described in the microwave field sinter. In the cooling phase, the pressure is again at 850 ° C while introducing the Ar-TDP mixture until the Plasma conditions lowered to a closed in 20 minutes Apply TiC layer.

In einem dritten Ausführungsbeispiel wurde wie nach den ersten beiden geschilderten Varianten verfahren, zusätzlich sind durch Wechsel der Gasatmosphäre bzw. des Prekursors auf der ersten TiC-Schicht eine oder mehrere weitere Schichten aufgetragen, nämlich als zweite Schicht TiCN oder TiN bzw. die Schichtfolge TiCN und TiN. Alternativ hierzu ist als zweite Schicht ein Kar­ bid und/oder Nitrid des Zr sowie ZrO2, Al2O3 bzw. Kombinationen hieraus abgeschieden worden.In a third exemplary embodiment, the procedure was as for the first two variants described, in addition, one or more further layers are applied to the first TiC layer by changing the gas atmosphere or the precursor, namely as a second layer TiCN or TiN or the layer sequence TiCN and TiN. As an alternative to this, a carbide and / or nitride of Zr and ZrO 2 , Al 2 O 3 or combinations thereof have been deposited as the second layer.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel wurden Al2O3-Grünkörper in einem ersten Teilschritt in einem 2,45 GHz Multi-Moden- Applikator unter Normaldruck bei geringer MW-Leistung von 300 W ca. 30 min entbindert. Zur thermischen Isolierung wurden die Grünlinge in einer Isolierbox aus MW-transparenten Al2O3-Faser­ platten angeordnet. Nach den Entbindern wurden die Grünkörper auf 800°C aufgeheizt. Bei dieser Temperatur wird aus der Gas­ phase ein ZrO2-Prekursor 30 min lang auf den Proben abge­ schieden. Als Prekursor dient Zirkontetrapropylat (ZTP). Die Beladung der Atmosphäre mit ZTP erfolgt mit Hilfe eines Argon­ stromes von 1 l/min, der durch eine auf ca. 200°C vorgewärmten ZTP-Vorlage geleitet wird. Der mit ZTP beladene Gasstrom wird durch Keramikröhrchen direkt in die MW-transparente Isolierbox geleitet. Nach Beendigung der Beschichtung werden die Grün­ körper durch Erhöhung der MW-Leistung in 50 min auf die Sinter­ temperatur von 1600°C erwärmt. Nach einer Haltezeit von 30 min werden die verdichteten Al2O3-Körper abgekühlt. In a further exemplary embodiment, Al 2 O 3 green bodies were debinded in a first partial step in a 2.45 GHz multi-mode applicator under normal pressure at a low MW output of 300 W for about 30 minutes. For thermal insulation, the green compacts were arranged in an insulating box made of MW-transparent Al 2 O 3 fiber plates. After the debinding, the green bodies were heated to 800 ° C. At this temperature, a ZrO 2 precursor is deposited on the samples for 30 min from the gas phase. Zirconium tetrapropylate (ZTP) serves as a precursor. The atmosphere is loaded with ZTP with the aid of an argon flow of 1 l / min, which is passed through a ZTP receiver preheated to about 200 ° C. The gas stream loaded with ZTP is fed through ceramic tubes directly into the MW-transparent insulation box. After coating, the green bodies are heated to the sintering temperature of 1600 ° C in 50 min by increasing the MW output. After a holding time of 30 minutes, the compressed Al 2 O 3 bodies are cooled.

In der vorbeschriebenen Anordnung wurden in einem weiteren Aus­ führungsbeispiel die Al2O3-Grünkörper zunächst entbindert und in 90 min auf eine Sintertemperatur von 1400°C aufgeheizt. Nach einer Haltezeit von 20 min werden die noch nicht vollständig verdichteten Körper auf 800°C abgekühlt und in der zuvor beschriebenen Weise 30 min mit ZrO2 beschichtet. Nach dieser auf den oberflächennahen Bereich beschränkten Beschichtung werden die Proben auf 1600°C aufgeheizt und nach einer Halte­ zeit von 30 min wieder auf Raumtemperatur abgekühlt.In the arrangement described above, the Al 2 O 3 green bodies were initially debinded and heated to a sintering temperature of 1400 ° C. in 90 minutes. After a holding time of 20 minutes, the bodies which have not yet been completely compressed are cooled to 800 ° C. and coated with ZrO 2 in the manner described above for 30 minutes. After this coating, which is limited to the area near the surface, the samples are heated to 1600 ° C. and, after a holding time of 30 minutes, cooled back to room temperature.

Claims (14)

1. Verfahren zur Herstellung von beschichteten Cermet-, Hartmetall- oder Keramiksubstratkörpern, bei dem aus einer Ausgangspulvermischung ein Grünling vorgepreßt, entwachst und anschließend in einem Mikrowellenfeld gesintert und mit einer Beschichtung aus einer oder mehreren Lagen über­ zogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß nach Entwachsen des Grünlings bei noch offener Porosi­ tät bei Temperaturen zwischen 600°C und 1100°C, vorzugs­ weise zwischen 800°C und 1100°C, der Grünling mit für die Beschichtung notwendigen Reaktionsgasen und/oder subli­ mierbaren Feststoffen beaufschlagt wird, dann die Tempera­ tur des Grünlings weiter erhöht und dieser durch Sintern vollständig verdichtet wird und anschließend eine oder weitere Schichten aus Hartstoffen, Keramik, diamantähnli­ che Schichten, hexagonalem Bornitrid und/oder amorphem Kohlenstoff aufgetragen werden.1. A process for the production of coated cermet, hard metal or ceramic substrate bodies, in which a green compact is pre-pressed from a starting powder mixture, waxed and then sintered in a microwave field and coated with a coating of one or more layers, characterized in that after waxing of the green compact with still open porosity at temperatures between 600 ° C and 1100 ° C, preferably between 800 ° C and 1100 ° C, the green compact is charged with the reaction gases and / or sublimable solids necessary for the coating, then the temperature the green compact is further increased and this is completely compressed by sintering and then one or more layers of hard materials, ceramic, diamond-like layers, hexagonal boron nitride and / or amorphous carbon are applied. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Grünling erst dann mit Reaktionsgasen und/oder subli­ mierbaren Feststoffen beaufschlagt wird, wenn der Volumen­ anteil der offenen Poren am Gesamtvolumen des Substrat­ körpers < 10%, vorzugsweise 40 bis 60% der theoretischen Dichte (bei Hartmetallen) oder < 10%, vorzugsweise 35 bis 70% oder 50 bis 60% (bei Keramiken) oder < 10%, vor­ zugsweise 35 bis 60% oder 40 bis 60% (bei Cermets) beträgt.2. The method according to claim 1, characterized in that the green body only then with reaction gases and / or subli miable solids is applied when the volume proportion of open pores in the total volume of the substrate body <10%, preferably 40 to 60% of theoretical Density (for hard metals) or <10%, preferably 35 to 70% or 50 to 60% (for ceramics) or <10% preferably 35 to 60% or 40 to 60% (for cermets) is. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Beginn des Beaufschlagens mit Reaktionsgasen und/oder sublimierbaren Feststoffen die Temperatur über einen Zeitraum von bis zu einer Stunde konstant gehalten oder die Aufheizgeschwindigkeit zu maximal 200°C/h bis zum Erreichen von mindestens 1000 bis 1100°C verlangsamt wird. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that with the start of the exposure to reaction gases and / or sublimable solids the temperature above kept constant for up to one hour or the heating rate up to a maximum of 200 ° C / h Reaching at least 1000 to 1100 ° C is slowed down.   4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach Entwachsen des Grünlings bei noch offener Porosität während des weiteren Erwärmens des Grünlings ab einer Temperatur, die zwischen 600°C und 1100°C, vorzugsweise zwischen 800°C und 1100°C liegt, der Grünling mit für die Beschichtung notwendigen Reaktions­ gasen und/oder sublimierbaren Feststoffen beaufschlagt wird, dann die Temperatur des Grünlings weiter erhöht und dieser durch Sintern vollständig verdichtet wird und anschließend eine oder weitere Schichten aus Hartstoffen, Keramik, diamantähnliche Schichten, hexagonalem Bornitrid und/oder amorphem Kohlenstoff aufgetragen werden.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized characterized that after dewaxing the green body at still open porosity during the further heating of the Grünlings above a temperature between 600 ° C and 1100 ° C, preferably between 800 ° C and 1100 ° C, the Green compact with the reaction necessary for the coating gases and / or sublimable solids then the temperature of the green body is further increased and this is completely compressed by sintering and then one or more layers of hard materials, Ceramics, diamond-like layers, hexagonal boron nitride and / or amorphous carbon are applied. 5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Grünling, insbesondere der Keramik-Grünling, zunächst bei einer höheren Temperatur vorverdichtet, anschließend auf eine Temperatur zwischen 600 C bis 1100°C, vorzugsweise zwischen 800°C und 1100°C abgekühlt und dann mit für die Beschichtung notwendigen Reaktions­ gasen und/oder sublimierbaren Feststoffen beaufschlagt wird, bevor die Temperatur des Grünlings weiter erhöht und dieser durch Sintern vollständig verdichtet wird und abschließend eine oder weitere Schichten aus Hartstoffen, Keramik, diamantähnliche Schichten, hexagonalem Bornitrid und/oder amorphem Kohlenstoff aufgetragen werden.5. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the green compact, especially the ceramic green compact, first pre-compressed at a higher temperature, then to a temperature between 600 C to 1100 ° C, preferably between 800 ° C and 1100 ° C cooled and then with the reaction necessary for the coating gases and / or sublimable solids is increased before the temperature of the green body and this is completely compressed by sintering and finally one or more layers of hard materials, Ceramics, diamond-like layers, hexagonal boron nitride and / or amorphous carbon are applied. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Schichten aus Hart­ stoffen, Keramik, Diamant, hexagonalem Bornitrid oder amorphem Kohlenstoff unmittelbar in der Abkühlphase mittels CVD oder PCVD aufgetragen werden. 6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized characterized in that the other layers of hard fabrics, ceramics, diamond, hexagonal boron nitride or amorphous carbon immediately in the cooling phase can be applied using CVD or PCVD.   7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß durch gezielte Einstellung eines (Partial)Druckes und Temperaturwahl die randnahen Poren des Substratkörpers mit aus den Reaktionsgasen und/oder sublimierbaren Feststoffen gebildeten Stoffen aufgefüllt werden, wobei im Substratkörper von außen nach Innen bis zu einer maximalen Eindringtiefe von 200 µm ein nach innen abnehmender Gradient dieser Stoffe entsteht.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized characterized in that by targeted adjustment of a (Partial) pressure and temperature selection the pores near the edge of the substrate body with from the reaction gases and / or sublimable solids formed be, in the substrate body from the outside in to to a maximum penetration depth of 200 µm inwards decreasing gradient of these substances arises. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mikrowellen-Leistung zwischen 10 W bis 100 kW eingestellt wird.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized characterized in that a microwave power between 10 W to 100 kW is set. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der eingestellte Druck aus Reaktions­ gasen und Trägergasen nach Erreichen der Temperatur von mindestens 600°C, vorzugsweise 800°C, zwischen 0,1 kPa und 100 kPa liegt.9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized characterized in that the set pressure from reaction gases and carrier gases after reaching the temperature of at least 600 ° C, preferably 800 ° C, between 0.1 kPa and 100 kPa. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Reaktionsgase Metallhologenide, Methan, Stickstoff, Gase mit C-N-Gruppen (Cyaniden), ins­ besondere Acetonitril, Alkoholate, β-Diketonate, Carbonate oder molekulare Prekursoren, die Elemente zur gewünschten Reaktionsabscheidung oder Porenauffüllung liefern, insbe­ sondere metallorganische Verbindungen, verwendet werden.10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized characterized in that the reaction gases are metal holognides, Methane, nitrogen, gases with C-N groups (cyanides), ins special acetonitrile, alcoholates, β-diketonates, carbonates or molecular precursors, the elements to the desired Deliver reaction separation or pore filling, esp special organometallic compounds can be used. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Substratkörper Karbide, Nitride oder Karbonitride der Metalle der IVa bis VIa- Gruppe des Periodensystems, Al2O3, ZrO2, Kohlenstoff als diamantähnliche Schicht, amorpher Kohlenstoff und/oder hexagonales Bornitrid abgeschieden werden. 11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that on the substrate body carbides, nitrides or carbonitrides of the metals of the IVa to VIa group of the periodic table, Al 2 O 3 , ZrO 2 , carbon as a diamond-like layer, amorphous carbon and / or deposit hexagonal boron nitride. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Substratkörperkörper aus Al2O3 eine Schicht mit infiltrierten ZrO2 und/oder eine oder mehrere weitere Lagen, insbesondere TiC abgeschieden wer­ den.12. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that on the substrate body made of Al 2 O 3, a layer with infiltrated ZrO 2 and / or one or more other layers, in particular TiC who deposited. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß während der Aufheiz- oder Haltephase zwischen 600°C und 1100°C nur eine dünnlagige erste Schicht von maximal 1 µm aufgetragen, dieser dünnlagig beschichtete Substratkörper dann fertig gesintert und anschließend in der Abkühlphase der Schichtauftrag der dünnlagigen Schicht mit dem selben Schichtwerkstoff bis zur gewünschten Dicke dieser einzigen oder ersten Schicht fortgesetzt wird.13. The method according to any one of claims 1 to 12, characterized characterized in that during the heating or holding phase between 600 ° C and 1100 ° C only a thin layer first Layer of maximum 1 µm applied, this thin layer coated substrate body then sintered and finished then in the cooling phase the layer application of the thin layer with the same layer material to the desired thickness of this single or first layer is continued. 14. Verbundkörper, bestehend aus einem Hartmetall-, Cermet- oder Keramiksubstratkörper und mindestens einer Schicht aus einem Hartstoff, einem Keramikstoff, einer diamantähn­ lichen Schicht, amorphem Kohlenstoff und/oder hexagonalem Bornitrid, dadurch gekennzeichnet, daß in der an die Beschichtung angrenzenden Zone des Substratkörpers mit nach innen abnehmendem Gradienten im Substratkörper Stoffe derselben Art wie die erste Schicht eingelagert sind, vor­ zugsweise bis zu einer Eindringtiefe von maximal 200 µm und/oder daß die Grenzfläche zwischen der Substratkörper­ oberfläche und der ersten Schicht eine Rauhigkeit auf­ weist, die etwa der Oberflächenrauhigkeit eines teilver­ dichteten Grünlings mit einer offenen Porosität bei 600°C bis 800°C vor dem Sintern entspricht.14. Composite body consisting of a hard metal, cermet or Ceramic substrate body and at least one layer from a hard material, a ceramic material, a diamond-like union layer, amorphous carbon and / or hexagonal Boron nitride, characterized in that in the to the Coating adjacent zone of the substrate body with inward decreasing gradient in the substrate body substances the same type as the first layer preferably up to a maximum penetration depth of 200 µm and / or that the interface between the substrate body roughness on the surface and the first layer shows that the surface roughness of a part ver sealed green compact with an open porosity at 600 ° C up to 800 ° C before sintering.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19837953A1 (en) * 1998-08-21 2000-02-24 Friatec Ag Production of a ceramic component with an integrated cermet element involves producing the cermet element as a raw blank, introducing this blank into the ceramic mass, and jointly compacting and sintering them
US6190762B1 (en) * 1996-01-15 2001-02-20 Widia Gmbh Composite body and method of producing the same
DE10306910A1 (en) * 2003-02-19 2004-09-09 Riedhammer Gmbh Firing ceramic molded parts comprises heating molded parts in first phase to maximum temperature in furnace, cooling in second phase, and coating with coating material in cooling phase
US7073390B2 (en) 1999-11-10 2006-07-11 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Forderung Der Angewandten Froschung E.V. Sensor for determining the state of parameters on mechanical components while using amorphous carbon layers having piezoresistive properties
DE102005049393A1 (en) * 2005-10-15 2007-04-19 Kennametal Widia Produktions Gmbh & Co. Kg Method for producing a coated substrate body, substrate body with a coating and use of the coated substrate body

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4374685A (en) * 1980-07-02 1983-02-22 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Method of making a coated cutting tip
US4548786A (en) * 1983-04-28 1985-10-22 General Electric Company Coated carbide cutting tool insert
US5154779A (en) * 1990-04-20 1992-10-13 Martin Marietta Energy Systems, Inc. Method of nitriding, carburizing, or oxidizing refractory metal articles using microwaves
EP0549801A1 (en) * 1991-06-24 1993-07-07 Idemitsu Petrochemical Co. Ltd. Diamond-covered member and production thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4374685A (en) * 1980-07-02 1983-02-22 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Method of making a coated cutting tip
US4548786A (en) * 1983-04-28 1985-10-22 General Electric Company Coated carbide cutting tool insert
US5154779A (en) * 1990-04-20 1992-10-13 Martin Marietta Energy Systems, Inc. Method of nitriding, carburizing, or oxidizing refractory metal articles using microwaves
EP0549801A1 (en) * 1991-06-24 1993-07-07 Idemitsu Petrochemical Co. Ltd. Diamond-covered member and production thereof

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6190762B1 (en) * 1996-01-15 2001-02-20 Widia Gmbh Composite body and method of producing the same
DE19837953A1 (en) * 1998-08-21 2000-02-24 Friatec Ag Production of a ceramic component with an integrated cermet element involves producing the cermet element as a raw blank, introducing this blank into the ceramic mass, and jointly compacting and sintering them
DE19837953C2 (en) * 1998-08-21 2000-10-05 Friatec Ag Method for producing a ceramic component with a cermet body
US6146581A (en) * 1998-08-21 2000-11-14 Friatec Aktiengesellschaft Method of manufacturing a ceramic component with a cermet body
US7073390B2 (en) 1999-11-10 2006-07-11 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Forderung Der Angewandten Froschung E.V. Sensor for determining the state of parameters on mechanical components while using amorphous carbon layers having piezoresistive properties
DE19954164B4 (en) * 1999-11-10 2008-08-21 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Sensor for determining the state of characteristics of mechanical components using amorphous carbon layers with piezoresistive properties
DE10306910A1 (en) * 2003-02-19 2004-09-09 Riedhammer Gmbh Firing ceramic molded parts comprises heating molded parts in first phase to maximum temperature in furnace, cooling in second phase, and coating with coating material in cooling phase
DE102005049393A1 (en) * 2005-10-15 2007-04-19 Kennametal Widia Produktions Gmbh & Co. Kg Method for producing a coated substrate body, substrate body with a coating and use of the coated substrate body
DE102005049393B4 (en) * 2005-10-15 2019-08-08 Kennametal Widia Produktions Gmbh & Co. Kg Method for producing a coated substrate body, substrate body with a coating and use of the coated substrate body

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