BR102012021543A2

BR102012021543A2 - inserto de corte com um revestimento de oxicarbonitreto de titÂnio e mÉtodo para produzir o mesmo

Info

Publication number: BR102012021543A2
Application number: BR102012021543-8A
Authority: BR
Inventors: Alfred S Gates Jr; Zhigang Ban
Original assignee: Kennametal Inc
Priority date: 2011-08-29
Filing date: 2012-08-27
Publication date: 2013-09-17
Also published as: US20130052455A1; US8524360B2; JP2013046959A; GB2494282A; CN102965639B; FR2979355A1; CA2783953A1; CN102965639A; KR20130024819A; DE102012016485B4; GB201215321D0; DE102012016485A1

Abstract

INSERTO DE CORTE COM UM REVESTIMENTO DE OXICARBONITRETO DE TITÂNIO E MÉTODO PARA PRODUZIR O MESMO. Um método para produzir um inserto de corte revestido, bem como o inserto de corte revestido, inclui uma etapa de fornecimento de um substrato que tem uma superfície e deposição de camada de revestimento de CVD de oxicarbonitreto de titânico. A mistura gasosa a partir da qual a camada de revestimento de oxicarbonitreto de titânio é depositada tem uma composição de nitrogênio, metano cloreto de hitrogênio, tetracloreto de titânio, acetonitrila, monóxido de carbono e hidrogênio. A camada de revestimento de oxicarbonitreto de titânio compreende bigodes de oxicarbonitreto de titânio que têm, conforme medido em uma vista plana bidimensional, um comprimento médio maior do que cerca de 1,0 <109>m, uma largura média maior do que cerca de 0,2 <109>m e uma razão de aspecto média maior do que cerca de 2,0.

Description

"INSERTO DE CORTE COM UM REVESTIMENTO DE OXICARBONITRETO DE TITÂNIO E MÉTODO PARA PRODUZIR O MESMO"

Antecedentes da invenção

A invenção diz respeito a um inserto de corte revestido com um esquema de reves- timento e um método para produzir o mesmo em que o esquema de revestimento inclui uma camada de revestimento de oxicarbonitreto de titânio. Mais especificamente, a invenção diz respeito a um inserto de corte revestido (em que o substrato pode ser nitreto de boro cúbico policristalino (PcBN)) com um esquema de revestimento e um método para produzir o mes- mo em que o esquema de revestimento inclui uma camada de revestimento de oxicarboni- treto de titânio depositada através de deposição de vapor químico (CVD) a partir de uma mistura gasosa que inclui acetonitrila, especialmente acetonitrila em uma quantidade não maior do que cerca de 0,15 por cento em Mol da mistura gasosa. Ademais, a invenção diz respeito a um inserto de corte revestido (em que o substrato pode ser nitreto de boro cúbico policristalino (PcBN)) com um esquema de revestimento que inclui uma camada de revesti- mento de oxicarbonitreto de titânio aplicada por CVD em que os bigodes de oxicarbonitreto de titânio têm, conforme medido na vista plana bidimensional através da técnica apresenta- da doravante no presente documento, um comprimento médio maior do que cerca de 1,0 Mm, uma largura média maior do que cerca de 0,2 Mm, e uma razão de aspecto média maior do que cerca de 2,0.

Até esta data, acetonitrila (CH3CN) tem sido usada em uma mistura gasosa para depositar por meio de CVD uma camada de revestimento. A Patente n° U.S. 7.455.918 junto à Gates, Jr. et al. lista diversas composições gasosas, que incluem acetonitrila, que podem ser usadas para depositar uma camada de modificação que compreende múltiplas camadas que incluem oxicarbonitreto de titânio. Consulte Col. 6, linhas 48 a 67. Exemplos específicos são apresentados na Tabela 5 e Tabela 6 da Patente n° U.S. 7.455.918 junto à Gates, Jr. et al. que incluem um volume não revelado de acetonitrila em uma mistura gasosa de hidrogê- nio, nitrogênio, tetracloridrato de titânio, e monóxido de carbono. A Patente n0 EP 1 413 648 B1 junto à Sumitomo Electric Industries, Ltd. surge para mostrar o uso de CH3CN juntamen- te com outros gases para produzir uma estrutura colunar que poderia ser, possivelmente, TiOCN. Consulte a página 3, linha 48 até página 4, linha 5. Os outros gases surgem para incluir aqueles selecionados a partir de VCI4, ZrCI4, TiCI4, H2, N2, Ar, CO, e CO2. Parece que a mistura gasosa exige a presença de H2O. A Tabela I (página 8) estabelece exemplos que usam de 0,3 a 2,0 por cento de volume de acetonitrila para formar a camada de revestimen- to de TiCNO.

Durante algum tempo, acetonitrila foi uma parte de uma mistura gasosa usada para depositar por meio de CVD uma camada de revestimento de carbonitreto de titânio, assim como outras camadas de revestimento. Nesse aspecto, a Publicação de Patente PCT WO 00/52224 junto à Undercoffer (designado a Kennametal Inc.) aparentemente divulga na pá- gina 2, linha 12 até a página 3, linha 11 que acetonitrila (juntamente com outros gases (por exemplo, TiCI4 e H2)) tem sido usada na deposição de carbonitreto de titânio, o que parece ser o foco da Publicação de Patente PCT WO 00/52224. Na página 11, as linhas 4 a 12, na Publicação de Patente PCT WO 00/52224 menciona que adicionar CO ou CO2 à mistura gasosa pode resultar na produção de outros revestimentos que contêm titânio o que inclui oxicarbonitreto de titânio (TiOCN).

A Publicação de Pedido de Patente norte-americana n° U.S. 2007/0298280 junto à Omori et al. divulga o uso de acetonitrila para depositar uma camada de revestimento de carbonitreto de titânio. Há uma menção geral sobre o uso de acetonitrila para depositar por meio de CVD uma camada de revestimento de oxicarbonitreto de titânio. Consulte os Pará- grafos [0057] a [0060]. O Pedido de Patente n° EP 1 138.800 A1 junto à Kodama et al. foca no uso de etano na produção de um revestimento duro que inclui oxicarbonitreto de titânio. Entretanto, há uma menção na qual um indivíduo poderia usar acetonitrila no lugar de etano no processo. Consulte os Parágrafos [0021] a [0024],

O Pedido de Patente n0 EP 1160 353 A1 junto à Hirakawa et al. divulga uma cama- da de TiCN com um gradiente de concentração em que a concentração de CH3CN na mistu- ra de gás é um dos fatores que causa impacto na concentração de TiCN. Nos exemplos, a camada de TiOCN não usa CH3CN como um componente da mistura gasosa.

A Publicação de Pedido de Patente norte-americana n° US2006/0115662 junto à Ruppi divulga o uso de CH3CN para produzir uma camada de "ligação" de revestimento de oxicarbonitreto de alumínio e titânio. Consulte as Tabela I e Tabela II. A Publicação de Pedi- do de Patente norte-americana n° US2006/0257689 A1 junto à Sottke et al. divulga o uso de acetonitrila (0,5 a 2 % em volume) na deposição de uma camada intermediária que poderia ser TiOCN com o Ti substituído pelo menos até certo ponto por Zr ou Hf. A Patente n° U.S. 7.192.660 B2 junto à Ruppi contém uma divulgação que alude ao uso de CH3CN para pro- duzir uma camada de revestimento (Tix, Aly, Xz) (Cu, Ow, Nv) em que x, u e ν são maiores do

que zero e pelo menos um de y, ζ e w é maior do que zero. Consulte a Col. 5. linhas 53 a 63.

Os documentos de patente a seguir usam acetonitrila na mistura gasosa para de- positar uma camada de revestimento de carbonitreto de titânio: Patente n0 EP 0 732 423 B1 junto à Moriguchi et al., Patente n0 EP 1 188 504 junto à Kato et al., Pedido de Patente n° EP 0 900 860 A2 junto à Ichikawa et al., Patente n° U.S. 5.681.651 junto à Yoshimura et al., Patente n° U.S. 5.915.162 junto à Uchino et al., Patente n° U.S. 6.436.519 B2 junto à Hol- zschuh, Patente n° EP 0 685 572 B1 junto à Mitsubishi Materials, Patente n0 EP 1 157 143 B1 Kennametal Inc., e Patente n° EP 0 709 484 B1 junto à Mitsubishi Materials.

A adesão do esquema de revestimento ao substrato é um recurso importante para um inserto de corte revestido. Um esquema de revestimento que aprimora a adesão é bené- fico ao desempenho. Desse modo, será altamente desejável fornecer um inserto de corte revestido que experimenta adesão aprimorada do esquema de revestimento ao substrato.

Em alguns esquemas de revestimento para uso com um inserto de corte revestido, uma camada de revestimento de alumina é unida a uma camada de revestimento de carbo- nitreto de titânio (MT-TiCN) de temperatura moderada por meio de uma camada de ligação. Os requerentes constataram que, ao usar uma camada de revestimento de oxicarbonitreto de titânio como a camada de ligação, que exibe bigodes alongados de oxicarbonitreto de titânio com certas dimensões e razões de aspecto, há um aprimoramento na adesão da ca- mada de revestimento de alumina em comparação a uma camada de ligação de carbonitreto de titânio. Desse modo, será altamente desejável fornecer um inserto de corte revestido com um esquema de revestimento que inclui oxicarbonitreto de titânio que fornece adesão apri- morada. Ademais, será altamente desejável fornecer um inserto de corte revestido com um esquema de revestimento que inclui oxicarbonitreto de titânio que fornece adesão aprimora- da em que os bigodes de oxicarbonitreto de titânio têm certas dimensões e razões de as- pecto que facilitam a adesão aprimorada.

A fim de alcançar a camada de revestimento de oxicarbonitreto de titânio em que os bigodes de oxicarbonitreto de titânio têm, conforme medido na vista plana bidimensional para a técnica apresentada doravante no presente documento, um comprimento médio mai- or do que cerca de 1,0 pm, uma largura média maior do que cerca de 0,2 pm, e uma razão de aspecto média maior do que cerca de 2,0, os requerentes têm usado uma quantidade reduzida de acetonitrila na mistura gasosa usada para depositar a camada de revestimento de oxicarbonitreto de titânio. Os requerentes perceberam que a quantidade máxima de ace- tonitrila na mistura gasosa não deve ser maior do que cerca de 0,15 por cento em Mol da mistura gasosa. Desse modo, será altamente desejável fornecer um inserto de corte revesti- do com um esquema de revestimento que inclui uma camada de revestimento de oxicarbo- nitreto de titânio em que a mistura gasosa usada para depositar a camada de revestimento de oxicarbonitreto de titânio tem um teor reduzido (isto é, não maior do que cerca de 0,15 por cento em Mol da mistura gasosa) de acetonitrila.

Os requerentes perceberam que há uma vantagem para uma camada de ligação de oxicarbonitreto de titânio, que aprimora a aderência da camada de revestimento de alumina, em uma temperatura de deposição de CVD inferior. Isso é especialmente verdadeiro para a deposição de CVD da camada de oxicarbonitreto de titânio em um substrato de nitreto de boro cúbico policristalino (PcBN). O substrato de PcBN pode degradar mediante a deposi- ção de CVD da camada de oxicarbonitreto de titânio em uma temperatura de deposição mui- to alta. A menor temperatura de deposição é abaixo de cerca de 1.000°C. Em uma alternati- va, a temperatura de deposição de CVD é entre cerca de 800°C e cerca de 950°C. Em outra alternativa, a temperatura de deposição de CVD é entre cerca de 895°C e cerca de 925°C.

Sumário da invenção

Em uma forma, a invenção é um método para produzir um inserto de corte revesti- do que compreende as etapas de: fornecer um substrato que tem uma superfície; depositar através de deposição de vapor químico uma camada de revestimento de oxicarbonitreto de titânio a partir de uma mistura gasosa que compreende: nitrogênio presente em uma quanti- dade entre cerca de 5 por cento em mol e cerca de 40 por cento em mol, metano presente em uma quantidade entre cerca de 0,5 por cento em mol e cerca de 8,0 por cento em mol, cloreto de hidrogênio opcionalmente presente em uma quantidade de até cerca de 5,0 por cento em mol, tetracloridrato de titânio presente em uma quantidade entre cerca de 0,2 por cento em mol e cerca de 3,0 por cento em mol, acetonitrila presente em uma quantidade entre cerca de 0,02 por cento em mol e cerca de 0,15 por cento em mol, monóxido de car- bono presente em uma quantidade entre cerca de 0,4 por cento em mol e cerca de 2,0 por cento em mol, e hidrogênio presente em uma quantidade entre cerca de 41,85 por cento em mol e cerca de 93,88 por cento em mol.

Em ainda outra forma, a invenção é um inserto de corte revestido que compreende um substrato, que tem uma superfície e um esquema de revestimento na superfície do subs- trato. O esquema de revestimento inclui um revestimento de oxicarbonitreto de titânio em que o oxicarbonitreto de titânio compreende bigodes de oxicarbonitreto de titânio com os bigodes de oxicarbonitreto de titânio que tem o comprimento médio maior do que cerca de 1,0 Mm, largura maior do que cerca de 0,2 pm, e a razão de aspecto maior do que cerca de 2,0, medida na vista plana bidimensional.

Em outra forma, a invenção é um inserto de corte revestido produzida pelo proces- so que compreende as etapas de: fornecer um substrato com uma superfície; depositar através de deposição de vapor químico uma camada de revestimento de oxicarbonitreto de titânio a partir de uma mistura gasosa que compreende: nitrogênio presente em uma quanti- dade entre cerca de 5 por cento em mol e cerca de 40 por cento em mol, metano presente em uma quantidade entre cerca de 0,5 por cento em mol e cerca de 8,0 por cento em mol, cloreto de hidrogênio opcionalmente presente em uma quantidade de até cerca de 5,0 por cento em mol, tetracloridrato de titânio presente em uma quantidade entre cerca de 0,2 por cento em mol e cerca de 3,0 por cento em mol, acetonitrila presente em uma quantidade entre cerca de 0,02 por cento em mol e cerca de 0,15 por cento em mol, monóxido de car- bono presente em uma quantidade entre cerca de 0,4 por cento em mol e cerca de 2,0 por cento em mol, e hidrogênio presente em uma quantidade entre cerca de 41,85 por cento em mol e cerca de 93,88 por cento em mol.

Breve descrição dos desenhos

A seguinte é uma breve descrição dos desenhos que forma uma parte desse pedi- do de patente:

A Figura 1 é uma vista isométrica de uma modalidade específica de um inserto de corte que tem um esquema de revestimento que inclui uma camada de revestimento aplica- da em CVD de oxicarbonitreto de titânio com o uso de acetonitrila na mistura gasosa;

A Figura 2 é uma vista esquemática mecânica em corte transversal que mostra o substrato do inserto de corte da Figura 1 e o esquema de revestimento no mesmo;

A Figura 2A é uma vista esquemática mecânica em corte transversal de outra mo- dalidade específica de um esquema de revestimento em um substrato;

A Figura 3 é uma vista esquemática mecânica em corte transversal de ainda outra modalidade específica de um esquema de revestimento em um substrato;

A Figura 3A é uma vista esquemática mecânica em corte transversal de ainda outra modalidade específica de um esquema de revestimento em um substrato;

A Figura 4 é uma vista esquemática mecânica em corte transversal de outra moda- lidade específica de um esquema de revestimento em um substrato;

A Figura 4A é uma vista esquemática mecânica em corte transversal de outra mo- dalidade específica de um esquema de revestimento em um substrato;

A Figura 5 é uma vista esquemática mecânica em corte transversal de outra moda- lidade específica de um esquema de revestimento em um substrato;

A Figura 5A é uma vista esquemática mecânica em corte transversal de outra mo- dalidade específica de um esquema de revestimento em um substrato;

A Figura 6 é uma fotomicrografia da superfície da camada de revestimento de oxi- carbonitreto de titânio a partir do Exemplo da Invenção n° 1 tomada através de microscopia eletrônica por varredura (SEM) e a fotomicrografia tem uma escala de 10 micrômetros;

A Figura 7 é uma fotomicrografia da superfície da camada de revestimento de oxi- carbonitreto de titânio da técnica anterior tomada através de microscopia eletrônica por var- redura (SEM) e a fotomicrografia tem uma escala de 5 micrômetros; e

A Figura 8 é uma fotomicrografia da superfície da camada de revestimento de oxi- carbonitreto de titânio a partir do Exemplo da Invenção n° 2 tomada através de microscopia eletrônica por varredura (SEM) e a fotomicrografia tem uma escala de 5 micrômetros.

Descrição detalhada

A invenção diz respeito a um inserto de corte revestido, que tem um substrato, com um esquema de revestimento e um método para produzir o inserto de corte revestido com o esquema de revestimento. O esquema de revestimento inclui uma camada de revestimento de oxicarbonitreto de titânio depositada através de deposição de vapor químico (CVD) a partir de uma mistura gasosa. Um substrato exemplificativo é um substrato de PcBN. Con- forme será descrito doravante no presente documento, os requerentes encontraram vanta- gens (por exemplo, aderência de revestimento aprimorada) conectadas à camada de reves- timento de bigodes de oxicarbonitreto de titânio depositados na superfície do substrato atra- vés do processo da invenção. Essas vantagens pertencem a uma adesão aprimorada do esquema de revestimento ao substrato durante uma operação de corte de metal.

A mistura gasosa inclui acetonitrila em uma quantidade não maior do que cerca de 0,15 por cento em Mol da mistura gasosa usada para depositar a camada de revestimento de oxicarbonitreto de titânio. Ademais, a mistura gasosa usada para depositar a camada de revestimento de oxicarbonitreto de titânio contém os seguintes gases: nitrogênio, metano, cloreto de hidrogênio (opcional), tetracloridrato de titânio, monóxido de carbono, acetonitrila, e hidrogênio.

Em referência à composição da mistura gasosa para depositar a camada de reves- timento de oxicarbonitreto de titânio, como uma opção, a mistura gasosa compreende: nitro- gênio presente em uma quantidade entre cerca de 5 por cento em mol e cerca de 40 por cento em mol, metano presente em uma quantidade entre cerca de 0,5 por cento em mol e cerca de 8,0 por cento em mol, cloreto de hidrogênio opcionalmente presente em uma quan- tidade de até cerca de 5,0 por cento em mol, tetracloridrato de titânio presente em uma quantidade entre cerca de 0,2 por cento em mol e cerca de 3,0 por cento em mol, acetonitri- la presente em uma quantidade entre cerca de 0,02 por cento em mol e cerca de 0,15 por cento em mol, monóxido de carbono presente em uma quantidade entre cerca de 0,4 por cento em mol e cerca de 2,0 por cento em mol, e hidrogênio presente em uma quantidade entre cerca de 41,85 por cento em mol e cerca de 93,88 por cento em mol.

Como outra opção para a composição da mistura gasosa para depositar a camada de revestimento de oxicarbonitreto de titânio, a composição compreende nitrogênio presente em uma quantidade entre cerca de 10 por cento em mol e cerca de 35 por cento em mol, metano presente em uma quantidade entre cerca de 1 por cento em mol e cerca de 6,0 por cento em mol, cloreto de hidrogênio opcionalmente presente em uma quantidade de até cer- ca de 4,0 por cento em mol, tetracloridrato de titânio presente em uma quantidade entre cer- ca de 0,5 por cento em mol e cerca de 2,5 por cento em mol, acetonitrila presente em uma quantidade entre cerca de 0,02 por cento em mol e cerca de 0,1 por cento em mol, monóxi- do de carbono presente em uma quantidade entre cerca de 0,4 por cento em mol e cerca de 1,8 por cento em mol, e hidrogênio presente em uma quantidade entre cerca de 50,6 por cento em mol e cerca de 88,08 por cento em mol. Como ainda outra opção para a composi- ção da mistura gasosa para depositar a camada de revestimento de oxicarbonitreto de titâ- nio, a composição compreende nitrogênio presente em uma quantidade entre cerca de 15 por cento em mol e cerca de 30 por cento em mol, metano presente em uma quantidade entre cerca de 1 por cento em mol e cerca de 5,0 por cento em mol, cloreto de hidrogênio opcionalmente presente em uma quantidade de até cerca de 3,0 por cento em mol, tetraclo- ridrato de titânio presente em uma quantidade entre cerca de 0,5 por cento em mol e cerca de 2,0 por cento em mol, acetonitrila presente em uma quantidade entre cerca de 0,02 por cento em mol e cerca de 0,08 por cento em mol, monóxido de carbono presente em uma quantidade entre cerca de 0,40 por cento em mol e cerca de 1,5 por cento em mol, e hidro- gênio presente em uma quantidade entre cerca de 58,87 por cento em mol e cerca de 83,08 por cento em mol.

Como outra opção para a composição da mistura gasosa para depositar a camada de revestimento de oxicarbonitreto de titânio, a composição compreende nitrogênio presente em uma quantidade igual à cerca de 25,4 por cento em mol, metano presente em uma quan- tidade igual à cerca de 1,7 por cento em mol, cloreto de hidrogênio presente em uma quan- tidade igual à cerca de 1,4 por cento em mol, tetracloridrato de titânio presente em uma quantidade igual à cerca de 0,7 por cento em mol, acetonitrila presente em uma quantidade igual à cerca de 0,03 por cento em mol, monóxido de carbono presente em uma quantidade igual à cerca de 0,6 por cento em mol, e hidrogênio presente em uma quantidade igual à cerca de 70,2 por cento em mol. Como ainda outra opção para a composição da mistura gasosa para depositar a camada de revestimento de oxicarbonitreto de titânio, a composi- ção compreende nitrogênio presente em uma quantidade entre cerca de 26 por cento em mol e cerca de 28 por cento em mol, metano presente em uma quantidade entre cerca de 4 por cento em mol e cerca de 5 por cento em mol, cloreto de hidrogênio presente em uma quantidade entre cerca de 1,6 por cento em mol e cerca de 2,0 por cento em mol, tetraclori- drato de titânio presente em uma quantidade entre cerca de 0,7 por cento em mol e cerca de 1,0 por cento em mol, acetonitrila presente em uma quantidade entre cerca de 0,04 por cen- to em mol e cerca de 0,06 por cento em mol, monóxido de carbono presente em uma quan- tidade entre cerca de 0,7 por cento em mol e cerca de 1,1 por cento em mol, e hidrogênio presente em uma quantidade entre cerca de 62,84 por cento em mol e cerca de 66,96 por cento em mol. Como outra opção para a composição da mistura gasosa para depositar a camada de revestimento de oxicarbonitreto de titânio, a composição compreende nitrogênio presente em uma quantidade igual à cerca de 27 por cento em mol, metano presente em uma quantidade igual à cerca de 4,5 por cento em mol, cloreto de hidrogênio presente em uma quantidade igual à cerca de 1,8 por cento em mol, tetracloridrato de titânio presente em uma quantidade igual à cerca de 0,8 por cento em mol, acetonitrila presente em uma quanti- dade igual à cerca de 0,05 por cento em mol, monóxido de carbono presente em uma quan- tidade igual à cerca de 0,9 por cento em mol, e hidrogênio presente em uma quantidade igual à cerca de 64,9 por cento em mol.

Em referência às propriedades da camada de revestimento de oxicarbonitreto de ti- tânio, a composição de Ti(OxCyNz) tem uma faixa conforme segue: χ está situado na faixa entre cerca de 0,005 e cerca de 0,15 , y está situado na faixa entre cerca de 0,3 e cerca de 0,8, e ζ está situado na faixa entre cerca de 0,2 e cerca de 0,8. Como uma alternativa, χ está situado na faixa entre cerca de 0,01 e cerca de 0,1, y está situado na faixa entre cerca de 0,3 e cerca de 0,6, e ζ está situado na faixa entre cerca de 0,3 e cerca de 0,7. O oxicar- bonitreto de titânio toma a forma de bigodes. Nessa situação, o termo "bigodes" significa uma forma monocristalina alongada de oxicarbonitreto de titânio em que a razão de aspecto de comprimento para largura é maior do que cerca de 2 na vista plana paralela à superfície do substrato. Em uma alternativa, a razão de aspecto de comprimento para largura é maior do que cerca de 4. Em ainda outra alternativa, a razão de aspecto de comprimento para lar- gura é maior do que cerca de 6.

A técnica para medir a razão de aspecto de comprimento para largura, que inclui a medição do comprimento e da largura, é realizada por meio de um microscópio eletrônico secundário com o uso de ampliação de 5.000X e um campo de visualização igual a 20 mi- crômetros por 24 micrômetros. Uma linha é aleatoriamente desenhada no campo de visuali- zação e os grãos interceptados por essa linha são usados para medição de seu comprimen- to e largura, que pode ser usada para calcular a razão de aspecto (razão de aspecto = com- primento/largura). Repetir esse procedimento por cinco fotografias. As razões de aspecto de todos os grãos interceptados então têm a média calculada como a razão de aspecto final.

Referindo-se aos desenhos, a Figura 1 mostra um inserto de corte revestido geral- mente designado como 20. Uma porção do esquema de revestimento 22 é ausente do inser- to de corte revestido 20 de modo a expor o substrato 24. O inserto de corte revestido 20 tem superfície de flanco 28 e uma superfície de ângulo de inclinação 30. Uma borda de corte 32 está na interseção (ou junção) das superfícies de flanco 28 e da superfície de ângulo de inclinação 30. Não há intenção de restringir o escopo da invenção à geometria específica do inserto de corte revestido 20. A invenção é aplicável a um inserto de corte de qualquer geo- metria. O uso típico do inserto de corte revestido 20 está na remoção de material de uma peça de trabalho, por exemplo, usinagem com formação de aparas de uma peça de traba- lho.

Em referência à operação de usinagem com formação de aparas, operações de remoção de material geram aparas do material da peça de trabalho. Publicações que per- tencem à usinagem estabelecem esse fato. Por exemplo, o livro Machine Shop Practice fln- dustrial Press Inc., Nova York, Nova York (1981)] por Moltrecht, apresenta nas páginas 199 a 204 uma descrição, entre outros, de formação de aparas, assim como diferentes tipos de aparas (isto é, apara contínua, apara descontínua, apara segmentar). Moltrecht lê [em parte] nas páginas 199 a 200:

Quando a ferramenta de corte faz o primeiro contato com o metal, a mesma com- prime o metal à frente da borda de corte. Conforme a ferramenta avança, o metal à frente da borda de corte é estressado ao ponto em que o mesmo cisalha internamente, fazendo com que os grãos do metal deformem e fluam de modo plástico ao longo de um plano denomina- do plano de cisalhamento ... Quando o tipo de metal sendo cortado é dúctil, como aço, a apara irá se soltar em uma fita contínua ...

Moltrecht segue para descrever a formação de uma apara descontínua e uma apa- ra segmentada. Como outro exemplo, o texto encontrado nas páginas 302 a 315 do ASTE Tool Engineers Handbook. McGraw Hill Book Co., Nova York, Nova York (1949) fornece uma longa descrição da formação de aparas no processo de corte de metal. Na página 303, o ASTE Handbook faz a clara conexão entre a formação de aparas e operações de usina- gem como torneamento, moagem e perfuração.

Referindo-se à Figura 2, é mostrada uma vista esquemática mecânica em corte transversal que mostra o substrato 24 do inserto de corte da Figura 1 e o esquema de reves- timento (suporte 22) no mesmo. O substrato 24 pode ser qualquer um dos diversos materi- ais de substrato adequados para uso como um inserto de corte. Substratos exemplificativos incluem, sem limitação, carburetos cimentados (por exemplo, materiais de cobalto-carbureto de tungstênio), cerâmicas (por exemplo, nitretos de silício, e cerâmicas de SiAION), materi- ais de boreto cúbico policristalino (PcBN), e materiais cerâmicos (por exemplo, materiais com base em carbureto de titânio). O substrato 24 tem uma superfície 36.

Uma camada de revestimento de nitreto de titânio 38 é depositada por CVD na su- perfície 36 do substrato 24. A mistura gasosa a partir da qual a camada de revestimento de nitreto de titânio 38 é depositada tipicamente compreende (incluindo porcentagens de volu- me em mol da mistura gasosa): TiCI4 (0,93 % em mol), N2 (18,08 % em mol) e H2 (79,11 % em mol). A faixa de temperatura típica para a deposição de CVD da camada de revestimen- to de nitreto de titânio 38 compreende entre cerca de 800°C e cerca de 950°C. Outra faixa de temperatura para a deposição de CVD da camada de revestimento de nitreto de titânio 38 compreende entre cerca de 850°C e cerca de 920°C. Uma temperatura preferencial para a deposição de CVD da camada de revestimento de nitreto de titânio 38 é igual à cerca de 890°C. Uma faixa de pressão típica para a deposição de CVD da camada de revestimento de nitreto de titânio está situada na faixa entre cerca de 8 kPa (60 torr) e cerca de 50,66 kPa (380 torr). Outra faixa de pressão para a deposição de CVD da camada de revestimento de nitreto de titânio está situada na faixa entre cerca de 10,67 kPa (80 torr) e cerca de 20 kPa (150 torr). Uma faixa de duração típica para a deposição de CVD da camada de revestimen- to de nitreto de titânio está situada na faixa entre cerca de 10 minutos e cerca de 60 minu- tos. Uma faixa de duração alternativa para a deposição de CVD da camada de revestimento de nitreto de titânio está situada na faixa entre cerca de 20 minutos e cerca de 50 minutos. A espessura da camada de revestimento de nitreto de titânio 38 é de cerca de 0,5 micrômetro. Uma faixa para a espessura da camada de revestimento de nitreto de titânio é entre cerca de 0,1 micrômetro e cerca de 2 micrômetros. Outra faixa para a espessura da camada de revestimento de nitreto de titânio é entre cerca de 0,2 micrômetro e cerca de 1 micrômetro. Deve ser observado que revestimentos além dos de nitreto de titânio podem ser depositados no lugar do nitreto de titânio. Esses revestimentos para essa camada de reves- timento intermediária (além de nitreto de titânio) podem compreender um ou mais selecio- nados a partir do grupo de: carbureto de titânio, carbonitreto de titânio, nitreto de háfnio, carbureto de háfnio, carbonitreto de háfnio, nitreto de zircônio, carbureto de zircônio, e car- bonitreto de zircônio.

Uma camada de revestimento de carbonitreto de titânio de MT-CVD 40 é deposita- da por MT-CVD no topo da camada de revestimento de nitreto de titânio 38. A mistura gaso- sa a partir da qual a camada de revestimento de carbonitreto de titânio 40 é depositada tipi- camente compreende (incluindo porcentagens de volume em mol da mistura gasosa): TiCI4 (0,99 % em mol), N2 (18,96 % em mol) e H2 (73,74 % em mol), CH3CN (0,34 % em mol), e HCI (0,41 % em mol). A faixa de temperatura típica para a deposição de CVD da camada de revestimento de carbonitreto de titânio 40 compreende entre cerca de 750°C e cerca de 950°C. Outra faixa de temperatura para a deposição de CVD da camada de revestimento de carbonitreto de titânio 40 compreende entre cerca de 770°C e cerca de 900°C. Uma tempe- ratura preferencial para a deposição de CVD da camada de revestimento de carbonitreto de titânio 40 é igual à cerca de 890°C. Uma faixa de pressão típica para a deposição de CVD da camada de revestimento de carbonitreto de titânio está situada na faixa entre cerca de 5,33 kPa (40 torr) e cerca de 20 kPa (150 torr). Outra faixa de pressão para a deposição de CVD da camada de revestimento de carbonitreto de titânio está situada na faixa entre cerca de 5,33 kPa (40 torr) e cerca de 13,33 kPa (100 torr). Uma faixa de duração típica para a deposição de CVD da camada de revestimento de carbonitreto de titânio está situada na faixa entre cerca de 60 minutos e cerca de 360 minutos. Uma faixa de duração alternativa para a deposição de CVD da camada de revestimento de carbonitreto de titânio está situada na faixa entre cerca de 60 minutos e cerca de 180 minutos. A espessura da camada de re- vestimento de carbonitreto de titânio 40 é cerca de 7 micrômetros. Uma faixa para a espes- sura da camada de revestimento de carbonitreto de titânio 40 é entre cerca de 2 micrôme- tros e cerca de 12 micrômetros. Outra faixa para a espessura da camada de revestimento de carbonitreto de titânio 40 é entre cerca de 3 micrômetros e cerca de 9 micrômetros. Deve ser observado que revestimentos além do carbonitreto de titânio podem ser

depositados no lugar do carbonitreto de titânio. Esses revestimentos para essa camada de revestimento intermediária (além de carbonitreto de titânio) podem compreender um ou mais selecionados a partir do grupo de: carbureto de titânio, nitreto de titânio, nitreto de háfnio, carbureto de háfnio, carbonitreto de háfnio, nitreto de zircônio, carbureto de zircônio, e car- bonitreto de zircônio.

A camada de revestimento de oxicarbonitreto de titânio 44 é depositada por CVD na superfície da camada de revestimento de carbonitreto de titânio 40. A mistura gasosa a par- tir da qual a camada de revestimento de oxicarbonitreto de titânio 44 é depositada é mostra- da na Tabela Β. A faixa de temperatura típica para a deposição de CVD da camada de re- vestimento de oxicarbonitreto de titânio 44 compreende entre cerca de 800°C e cerca de 950°C. Outra faixa de temperatura para a deposição de CVD da camada de revestimento de oxicarbonitreto de titânio 44 compreende entre cerca de 850°C e cerca de 920°C. Uma tem- peratura preferencial para a deposição de CVD da camada de revestimento de oxicarboni- treto de titânio 44 é igual à cerca de 900°C. Uma faixa de pressão típica para a deposição de CVD da camada de revestimento de oxicarbonitreto de titânio está situada na faixa entre cerca de 8 kPa (60 torr) e cerca de 66,66 kPa (500 torr). Outra faixa de pressão para a de- posição de CVD da camada de revestimento de oxicarbonitreto de titânio está situada na faixa entre cerca de 16 kPa (120 torr) e cerca de 53,33 kPa (400 torr). Desse modo, pode-se perceber que um conjunto de parâmetros para a etapa de depósito para a camada de reves- timento de oxicarbonitreto de titânio compreende uma temperatura igual a entre cerca de 800°C e cerca de 950°C e uma pressão igual a entre cerca de 8 kPa (60 torr) e cerca de 66,66 kPa (500 torr). Outro conjunto de parâmetros para o depósito da camada de revesti- mento de oxicarbonitreto de titânio compreende uma temperatura igual a entre cerca de 895°C e cerca de 925°C e uma pressão igual a entre cerca de 16 kPa (120 torr) e cerca de 53,33 kPa (400 torr).

Uma faixa de duração típica para a deposição de CVD da camada de revestimento de oxicarbonitreto de titânio está situada na faixa entre cerca de 25 minutos e cerca de 120 minutos. Uma faixa de duração alternativa para a deposição de CVD da camada de revesti- mento de oxicarbonitreto de titânio está situada na faixa entre cerca de 40 minutos e cerca de 90 minutos. A espessura da camada de revestimento de oxicarbonitreto de titânio 44 é de cerca de 0,6 a cerca de 0,7 mícrons. Uma faixa para a espessura da camada de revestimen- to de oxicarbonitreto de titânio 44 é entre cerca de 0,3 micrômetros e cerca de 2 micrôme- tros. Outra faixa para a espessura da camada de revestimento de oxicarbonitreto de titânio 44 é entre cerca de 0,5 micrômetro e cerca de 1,2 micrômetros.

Deve ser observado que uma camada de revestimento de intervenção pode ser de- positada de modo a estar entre a camada de revestimento de nitreto de titânio e a camada de revestimento de carbonitreto de titânio. Ademais, deve ser observado que uma camada de revestimento de intervenção pode ser depositada de modo a estar entre a camada de revestimento de carbonitreto de titânio e a camada de revestimento de oxicarbonitreto de titânio. A camada de revestimento de intervenção pode compreender qualquer uma ou mais de diversas composições como, por exemplo, nitreto de titânio, carbureto de titânio, carboni- treto de titânio, nitreto de háfnio, carbureto de háfnio, carbonitreto de háfnio, nitreto de zircô- nio, carbureto de zircônio, e carbonitreto de zircônio.

Uma camada de revestimento de alfa-alumina 46 é depositada por CVD na superfí- cie da camada de revestimento de oxicarbonitreto de titânio 44. A mistura gasosa a partir da qual a camada de revestimento de alfa-alumina 46 é depositada tipicamente compreende (incluindo porcentagens de volume em mol da mistura gasosa): AICI3 (1,53 % em mol), CO2 (9,18 % em mol) e H2 (84,95 % em mol), H2S (0,13 % em mol), e HCI (2,3 % em mol). A fai- xa de temperatura típica para a deposição de CVD da camada de revestimento de alfa- alumina 46 compreende entre cerca de 800°C e cerca de 950°C. Outra faixa de temperatura para a deposição de CVD da camada de revestimento de alfa-alumina 46 compreende entre cerca de 850°C e cerca de 920°C. Uma temperatura preferencial para a deposição de CVD da camada de revestimento de alfa-alumina 46 é igual a cerca de 900°C. Uma faixa de pres- são típica para a deposição de CVD da camada de revestimento de alfa-alumina está situa- da na faixa entre cerca de 5,33 kPa (40 torr) e cerca de 20 kPa (150 torr). Outra faixa de pressão para a deposição de CVD da camada de revestimento de alfa-alumina está situada na faixa entre cerca de 8 kPa (60 torr) e cerca de 12 kPa (90 torr). Uma faixa de duração típica para a deposição de CVD da camada de revestimento de alfa-alumina está situada na faixa entre cerca de 60 minutos e cerca de 600 minutos. Uma faixa de duração típica para a deposição de CVD da camada de revestimento de alfa-alumina está situada na faixa entre cerca de 120 minutos e cerca de 360 minutos. A espessura da camada de revestimento de alfa-alumina 46 é de cerca de 7 micrômetros. Uma faixa para a espessura da camada de revestimento de alfa-alumina 46 é entre cerca de 1 micrômetro e cerca de 10 micrômetros.

- 20 Outra faixa para a espessura da camada de revestimento de alfa-alumina 46 é entre cerca de 3 micrômetro e cerca de 8 micrômetros.

Referindo-se à Figura 2A, é mostrada outra modalidade específica 20' de um es- quema de revestimento 22' em um substrato 24'. O esquema de revestimento 22' inclui ca- madas de revestimento 38' (uma camada de revestimento de nitreto de titânio), 40' (uma camada de revestimento de carbonitreto de titânio de MT-CVD), 44' (uma camada de reves- timento de oxicarbonitreto de titânio), e 46' (uma camada de revestimento de alfa-alumina). Essas camadas de revestimento 38', 40', 44' e 46' são essencialmente iguais às camadas de revestimento 38, 40, 44 e 46, respectivamente, descritas acima no presente documento em conjunto com a Figura 2. O esquema de revestimento 22' da Figura 2A inclui, ainda, uma camada de reves-

timento mais externa de nitreto de titânio 47. Em referência aos parâmetros de processa- mento para depositar a camada de revestimento de nitreto de titânio, a mistura gasosa a partir da qual a camada de revestimento de nitreto de titânio é depositada tipicamente com- preende (incluindo porcentagens de volume em mol da mistura gasosa): TiCI4 (0,93 % em mol), N2 (18,08 % em mol) e H2 (79,11 % em mol). A faixa de temperatura típica para a de- posição de CVD da camada de revestimento de nitreto de titânio compreende entre cerca de 800°C e cerca de 950°C. Outra faixa de temperatura para a deposição de CVD da camada de revestimento de nitreto de titânio compreende entre cerca de 850°C e cerca de 920°C. Uma temperatura preferencial para a deposição de CVD da camada de revestimento de ni- treto de titânio é igual a cerca de 890°C. Uma faixa de pressão típica para a deposição de CVD da camada de revestimento de nitreto de titânio está situada na faixa entre cerca de 8 kPa (60 torr) e cerca de 50,66 kPa (380 torr). Outra faixa de pressão para a deposição de CVD da camada de revestimento de nitreto de titânio está situada na faixa entre cerca de 10,67 kPa (80 torr) e cerca de 20 kPa (150 torr). Uma faixa de duração típica para a deposi- ção de CVD da camada de revestimento de nitreto de titânio está situada na faixa entre cer- ca de 10 minutos e cerca de 60 minutos. Uma faixa de duração alternativa para a deposição de CVD da camada de revestimento de nitreto de titânio está situada na faixa entre cerca de minutos e cerca de 50 minutos. A espessura da camada de revestimento de nitreto de titânio é de cerca de 0,5 micrômetro. Uma faixa para a espessura da camada de revestimen- to de nitreto de titânio é entre cerca de 0,1 micrômetro e cerca de 2 micrômetros. Outra faixa para a espessura da camada de revestimento de nitreto de titânio é entre cerca de 0,2 mi- crômetro e cerca de 1 micrômetro.

Os requerentes consideram que ao invés do uso de uma camada superior de nitreto de titânio na camada de revestimento de alumina, qualquer um dos seguintes esquemas de revestimento de camada superior poderiam ser usados: oxicarbonitreto de titânio/nitreto de titânio; nitreto de titânio/carbonitreto de titânio/ nitreto de titânio; oxicarbonitreto de titânio/ carbonitreto de titânio/ nitreto de titânio; multicamadas de oxicarbonitreto de titânio/ nitreto de titânio; e multicamadas de oxicarbonitreto de titânio/ carbonitreto de titânio. Os parâme- tros de processo para esses diversos materiais de revestimento são iguais àqueles já descri- tos no presente documento para esses materiais.

A Figura 3 é uma vista esquemática mecânica em corte transversal de uma segun- da modalidade de um inserto de corte revestido geralmente designado como 50 que com- preende um substrato 52. O substrato 52 pode ser qualquer um dos diversos materiais de substrato adequados para uso como um inserto de corte. O substrato 52 tem uma superfície 54. A superfície do substrato 54 tem um esquema de revestimento 56 na mesma. O esque- ma de revestimento 56 compreende uma camada de revestimento de base de nitreto de titânio 58 que é depositada por CVD na superfície 54 do substrato 52. A mistura gasosa a partir da qual a camada de revestimento de nitreto de titânio 58 é depositada tipicamente compreende (incluindo porcentagens de volume em mol da mistura gasosa): TiCI4 (0,93 % em mol), N2 (18,08 % em mol) e H2 (79,11 % em mol). A faixa de temperatura típica para a deposição de CVD da camada de revestimento de nitreto de titânio 58 compreende entre cerca de 800°C e cerca de 950°C. Outra faixa de temperatura para a deposição de CVD da camada de revestimento de nitreto de titânio 58 compreende entre cerca de 850°C e cerca de 920°C. Uma temperatura preferencial para a deposição de CVD da camada de revesti- mento de nitreto de titânio 58 é igual a cerca de 890°C. Uma faixa de pressão típica para a deposição de CVD da camada de revestimento de nitreto de titânio está situada na faixa entre cerca de 8 kPa (60 torr) e cerca de 50,66 kPa (380 torr). Outra faixa de pressão para a deposição de CVD da camada de revestimento de nitreto de titânio está situada na faixa entre cerca de 10,67 kPa (80 torr) e cerca de 20 kPa (150 torr). Uma faixa de duração típica para a deposição de CVD da camada de revestimento de nitreto de titânio está situada na faixa entre cerca de 10 minutos e cerca de 60 minutos. Uma faixa de duração alternativa para a deposição de CVD da camada de revestimento de nitreto de titânio está situada na faixa entre cerca de 20 minutos e cerca de 50 minutos. A espessura da camada de revesti- mento de nitreto de titânio 58 é de cerca de 0,5 micrômetro. Uma faixa para a espessura da camada de revestimento de nitreto de titânio é entre cerca de 0,1 micrômetro e cerca de 2 micrômetros. Outra faixa para a espessura da camada de revestimento de nitreto de titânio é entre cerca de 0,2 micrômetro e cerca de 1 micrômetro.

A próxima região (consulte o suporte 60) do esquema de revestimento 56 compre- ende uma pluralidade de pares (consulte o suporte 62) de camadas de revestimento. Cada par de camadas de revestimento 62 compreende uma camada de revestimento de carboni- treto de titânio 66 e uma camada de revestimento de oxicarbonitreto de titânio 68. Nessa modalidade, três são três pares de camadas de revestimento 62. Entretanto, não há a inten- ção de restringir a invenção a qualquer número específico de pares de camadas de revesti- mento 62. A faixa de temperatura típica para a deposição de CVD dos pares de camadas de revestimento 62 é depositada compreende entre cerca de 750°C e cerca de 950°C. Outra faixa de temperatura para a deposição de CVD dos pares de camadas de revestimento 62 compreende entre cerca de 770°C e cerca de 900°C. Uma temperatura preferencial para a deposição de CVD dos pares de camadas de revestimento 62 é igual a cerca de 890°C. Uma faixa de pressão típica para a deposição de CVD dos pares de camadas de revesti- mento está situada na faixa entre cerca de 5,33 kPa (40 torr) e cerca de 66,66 kPa (500 torr). Outra faixa de pressão para a deposição de CVD dos pares de camadas de revesti- mento está situada na faixa entre cerca de 8 kPa (60 torr) e cerca de 53,33 kPa (400 torr). Uma faixa de duração típica para a deposição de CVD dos pares de camadas de revesti- mento está situada na faixa entre cerca de 10 minutos e cerca de 150 minutos. Uma faixa de duração alternativa para a deposição de CVD dos pares de camadas de revestimento está situada na faixa entre cerca de 40 minutos e cerca de 120 minutos.

Para cada par de camadas de revestimento 62, a espessura de um par de camadas de revestimento 62 é de cerca de 1,5 micrômetro. Uma faixa para a espessura de um par de camadas de revestimento 62 é entre cerca de 0,2 micrômetro e cerca de 4 micrômetros. Outra faixa para a espessura de um par de camadas de revestimento 62 é entre cerca de 0,5 micrômetro e cerca de 2 micrômetros. Para a camada de revestimento de carbonitreto de titânio 66, a espessura da ca- mada de revestimento de carbonitreto de titânio 66 é de cerca de 1,2 micrômetro. Uma faixa para a espessura da camada de revestimento de carbonitreto de titânio é entre cerca de 0,2 micrômetro e cerca de 4 micrômetros. Outra faixa para a espessura da camada de revesti- mento de carbonitreto de titânio é entre cerca de 0,5 micrômetro e cerca de 2 micrômetros. Uma faixa de pressão típica para a deposição de CVD da camada de revestimento de car- bonitreto de titânio está situada na faixa entre cerca de 5,33 kPa (40 torr) e cerca de 20 kPa (150 torr). Outra faixa de pressão para a deposição de CVD da camada de revestimento de carbonitreto de titânio está situada na faixa entre cerca de 5,33 kPa (40 torr) e cerca de 13,33 kPa (100 torr). Uma faixa de duração típica para a deposição de CVD da camada de revestimento de carbonitreto de titânio está situada na faixa entre cerca de 10 minutos e cerca de 100 minutos. Uma faixa de duração alternativa para a deposição de CVD da cama- da de revestimento de carbonitreto de titânio está situada na faixa entre cerca de 20 minutos

e cerca de 60 minutos.

Para a camada de revestimento de oxicarbonitreto de titânio 68, a espessura da camada de revestimento de oxicarbonitreto de titânio 68 é de cerca de 0,3 micrômetro. Uma faixa de pressão típica para a deposição de CVD da camada de revestimento de oxicarboni- treto de titânio está situada na faixa entre cerca de 8 kPa (60 torr) e cerca de 66,66 kPa (500 torr). Outra faixa de pressão para a deposição de CVD da camada de revestimento de oxi- carbonitreto de titânio está situada na faixa entre cerca de 16 kPa (120 torr) e cerca de 53,33 kPa (400 torr). Uma faixa de duração típica para a deposição de CVD da camada de revestimento de oxicarbonitreto de titânio está situada na faixa entre cerca de 10 minutos e cerca de 150 minutos. Uma faixa de duração alternativa para a deposição de CVD da cama- da de revestimento de oxicarbonitreto de titânio está situada na faixa entre cerca de 20 mi- nutos e cerca de 80 minutos. Uma faixa para a espessura da camada de revestimento de oxicarbonitreto de titânio é entre cerca de 0,1 micrômetro e cerca de 2 micrômetros. Outra faixa para a espessura da camada de revestimento de oxicarbonitreto de titânio é entre cer- ca de 0,2 micrômetro e cerca de 1 micrômetro.

Uma camada de revestimento de alfa-alumina 72 é depositada por CVD na superfí- cie do par mais externo da camada de revestimento 62. A mistura gasosa a partir da qual a camada de revestimento de alfa-alumina 72 é depositada tipicamente compreende (incluin- do porcentagens de volume em mol da mistura gasosa): AICI3 (1,53 % em mol), CO2 (9,18 % em mol) e H2 (84,95 % em mol), H2S (0,13 % em mol), e HCI (2,3 % em mol). A faixa de temperatura típica para a deposição de CVD da camada de revestimento de alfa-alumina 72 compreende entre cerca de 800°C e cerca de 950°C. Outra faixa de temperatura para a de- posição de CVD da camada de revestimento de alfa-alumina 72 compreende entre cerca de 850°C e cerca de 920°C. Uma temperatura preferencial para a deposição de CVD da cama- da de revestimento de alfa-alumina 72 é igual a cerca de 900°C. Uma faixa de pressão típica para a deposição de CVD da camada de revestimento de alfa-alumina está situada na faixa entre cerca de 5,33 kPa (40 torr) e cerca de 20 kPa (150 torr). Outra faixa de pressão para a deposição de CVD da camada de revestimento de alfa-alumina está situada na faixa entre cerca de 8 kPa (60 torr) e cerca de 12 kPa (90 torr). Uma faixa de duração típica para a de- posição de CVD da camada de revestimento de alfa-alumina está situada na faixa entre cer- ca de 60 minutos e cerca de 600 minutos. Uma faixa de duração alternativa para a deposi- ção de CVD da camada de revestimento de alfa-alumina está situada na faixa entre cerca de 120 minutos e cerca de 360 minutos. A espessura da camada de revestimento de alfa- alumina 72 é de cerca de 7 micrômetros. Uma faixa para a espessura da camada de reves- timento de alfa-alumina 72 é entre cerca de 1 micrômetro e cerca de 10 micrômetros. Outra faixa para a espessura da camada de revestimento de alfa-alumina 72 é entre cerca de 3

micrômetros e cerca de 8 micrômetros.

Referindo-se à Figura 3A, é mostrada outra modalidade específica 50' de um es- quema de revestimento 56' em um substrato 52'. O esquema de revestimento 56' inclui uma camada de revestimento de base de nitreto de titânio 58'. O esquema de revestimento 56' inclui, ainda, uma região (suporte 60') que compreende uma pluralidade de pares (consulte o suporte 62') de camadas de revestimento. Cada par de camadas de revestimento 62' compreende uma camada de revestimento de carbonitreto de titânio 66' e uma camada de revestimento de oxicarbonitreto de titânio 68'. Embora três pares tenham sido mostrados, não há a intenção de restringir o número de pares de revestimentos a qualquer número es- pecífico. O esquema de revestimento 56' inclui, ainda, uma camada de revestimento de alfa- alumina 72', que é depositada na superfície do par mais externo das camadas de revesti- mento 62'. As camadas de revestimento 58', 62', 66', 68' e 72' são essencialmente iguais às camadas de revestimento 58, 62, 66, 68 e 72 descritas em conjunto com a Figura 3.

O esquema de revestimento 56' da Figura 3A inclui, ainda, uma camada de reves- timento mais externa de nitreto de titânio 78. Em referência aos parâmetros de processa- mento para depositar a camada de revestimento de nitreto de titânio, a mistura gasosa a partir da qual a camada de revestimento de nitreto de titânio é depositada tipicamente com- preende (incluindo porcentagens de volume em mol da mistura gasosa): TiCI4 (0,93 % em mol), N2 (18,08 % em mol) e H2 (79,11 % em mol). A faixa de temperatura típica para a de- posição de CVD da camada de revestimento de nitreto de titânio compreende entre cerca de 800°C e cerca de 950°C. Outra faixa de temperatura para a deposição de CVD da camada de revestimento de nitreto de titânio compreende entre cerca de 850°C e cerca de 920°C. Uma temperatura preferencial para a deposição de CVD da camada de revestimento de ni- treto de titânio é igual a cerca de 890°C. Uma faixa de pressão típica para a deposição de CVD da camada de revestimento de nitreto de titânio está situada na faixa entre cerca de 8 kPa (60 torr) e cerca de 50,66 kPa (380 torr). Outra faixa de pressão para a deposição de CVD da camada de revestimento de nitreto de titânio está situada na faixa entre cerca de 10,67 kPa (80 torr) e cerca de 20 kPa (150 torr). Uma faixa de duração típica para a deposi- ção de CVD da camada de revestimento de nitreto de titânio está situada na faixa entre cer- ca de 10 minutos e cerca de 60 minutos. Uma faixa de duração alternativa para a deposição de CVD da camada de revestimento de nitreto de titânio está situada na faixa entre cerca de minutos e cerca de 50 minutos. A espessura da camada de revestimento de nitreto de titânio é de cerca de 0,5 micrômetro. Uma faixa para a espessura da camada de revestimen- to de nitreto de titânio é entre cerca de 0,1 micrômetro e cerca de 2 micrômetros. Outra faixa para a espessura da camada de revestimento de nitreto de titânio é entre cerca de 0,2 mi- crômetro e cerca de 1 micrômetro.

Os requerentes contemplam que, em vez de usar uma camada superior de nitreto

de titânio sobre a camada de revestimento de alumina, qualquer um dentre os esquemas de revestimento de camada superior a seguir poderia ser usado: oxicarbonitreto de titâ- nio/nitreto de titânio; nitreto de titânio/carbonitreto de titânio/ nitreto de titânio; oxicarbonitreto de titânio/ carbonitreto de titânio/ nitreto de titânio; multicamadas de oxicarbonitreto de titâ- nio/ nitreto de titânio; e multicamadas de oxicarbonitreto de titânio/ carbonitreto de titânio. Os parâmetros do processo para esses vários materiais de revestimento são iguais àqueles já descritos no presente documento para esses materiais.

Em referência, agora, à Figura 4, mostra-se ainda outra modalidade específica 100 de um esquema de revestimento 107 em um substrato 102. O esquema de revestimento 107 compreende uma camada de revestimento de base de nitreto de titânio 104 em que os parâmetros de processamento para depositar a camada de revestimento 104 são essenci- almente iguais àquelas usadas para depositar a camada de revestimento 38 da Figura 2. O esquema de revestimento 107 inclui, ainda, uma camada de revestimento de carbonitreto de titânio de MT-CVD 106, que se situa sobre a camada de revestimento de nitreto de titânio 104. Os parâmetros de processamento para depositar a camada de revestimento 106 são essencialmente iguais àqueles usados para depositar o carbonitreto de titânio de MT-CVD 40 da Figura 2. Finalmente, o esquema de revestimento 107 compreende uma região 108 que contém uma pluralidade de pares de camadas de revestimento de oxicarbonitreto de titânio e alfa-alumina. Os parâmetros de processamento usados para depositar a camada de oxicarbonitreto de titânio são essencialmente iguais àquelas usadas para depositar a cama- da de revestimento de oxicarbonitreto de titânio 44 da Figura 2. Os parâmetros de proces- samento usados para depositar a camada de alfa-alumina são essencialmente iguais àque- las usadas para a deposição da camada de revestimento de alfa-alumina 46 da Figura 2.

Em referência, agora, à Figura 4A, mostra-se ainda outra modalidade específica 100' de um esquema de revestimento 107' em um substrato 102'. O esquema de revesti- mento 107' tem uma camada de revestimento de base de nitreto de titânio 104', uma cama- da de revestimento de MT-CVD de carbonitreto de titânio 106', e uma região 108' que com- preende uma pluralidade de pares de camadas de revestimento de oxicarbonitreto de titânio e alfa-alumina. As camadas de revestimento 104' e 106' e a região 108' são essencialmente iguais às camadas de revestimento 104 e 106 e a região de revestimento 108 da Figura 4. O esquema de revestimento 107' inclui, ainda, uma camada de revestimento mais externa de nitreto de titânio 110. Em referência aos parâmetros de processamento para depositar a camada de revestimento de nitreto de titânio, a mistura gasosa a partir da qual a camada de revestimento de nitreto de titânio é depositada tipicamente compreende (incluindo volume em porcentagens de mol da mistura gasosa): TiCI4 (0,93% em mol), N2 (18,08% em mol) e H2 (79,11% em mol). A faixa de temperatura típica para a deposição de CVD da camada de revestimento de nitreto de titânio compreende entre cerca de 800°C e cerca de 950°C. Outra faixa de temperatura para a deposição de CVD da camada de revestimento de nitreto de titânio compreende entre cerca de 850°C e cerca de 920°C. Uma temperatura preferencial para a deposição de CVD da camada de revestimento de nitreto de titânio é igual a cerca de 890°C. Uma faixa de pressão típica para a deposição de CVD da camada de revestimento de nitreto de titânio está situado na faixa entre cerca de 8 kPa (60 torr) e cerca de 50,7 kPa (380 torr). Outra faixa de pressão para a deposição de CVD da camada de revestimento de nitreto de titânio está situado na faixa entre cerca de 10,7 kPa (80 torr) e cerca de 20 kPa (150 torr). Uma faixa de duração típica para a deposição de CVD da camada de revestimen- to de nitreto de titânio está situado na faixa entre cerca de 10 minutos e cerca de 60 minu- tos. Uma faixa de duração alternativa para a deposição de CVD da camada de revestimento de nitreto de titânio está situado na faixa entre cerca de 20 minutos e cerca de 50 minutos. A espessura da camada de revestimento de nitreto de titânio é cerca de 0,5 micrômetro. Uma faixa para a espessura da camada de revestimento de nitreto de titânio está situada entre cerca de 0,1 micrômetro e cerca de 2 micrômetros. Outra faixa para a espessura da camada de revestimento de nitreto de titânio está situada entre cerca de 0,2 micrômetro e cerca de 1 micrômetro.

Em referência, agora, à Figura 5, mostra-se uma modalidade específica 150 de um esquema de revestimento 159 em um substrato 152. O esquema de revestimento 159 inclui uma região de revestimento de base 154, que compreende uma pluralidade de pares de nanocamadas, sendo que cada camada tem uma espessura igual a menos do que 100 na- nômetros, em que o par de nanocamadas compreende nitreto de titânio e carbonitreto de titânio. Em alternativa, a região de revestimento de base pode compreender uma pluralidade de pares de nanocamadas em que as nanocamadas podem ser oxicarbonitreto de titânio e nitreto de titânio ou as nanocamadas podem ser oxicarbonitreto de titânio e carbonitreto de titânio. O esquema de revestimento 159 inclui, ainda, uma camada de revestimento de car- bonitreto de titânio de MT-CVD 156 depositada com o uso de parâmetros de processamento como aqueles usados para depositar a camada de revestimento de carbonitreto de titânio de MT-CVD 40 da Figura 2. O esquema de revestimento 159 inclui, ainda, uma camada de re- vestimento de oxicarbonitreto de titânio 158 sobre a camada de revestimento de carbonitreto de titânio de MT-CVD 156. Os parâmetros de processamento usados para depositar a ca- mada de revestimento de oxicarbonitreto de titânio 158 são essencialmente iguais àqueles usados para depositar a camada de revestimento de oxicarbonitreto de titânio 44 da Figura 2. Finalmente, o esquema de revestimento 159 inclui uma camada de revestimento mais externa de alfa-alumina 160, que é depositada por parâmetros de processamento essenci- almente iguais àqueles usados para depositar a camada de revestimento de alfa-alumina 46

da Figura 2.

Em referência, agora, à Figura 5A, mostra-se ainda outra modalidade específica 150' de um esquema de revestimento 159' em um substrato 152'. O esquema de revesti- mento 159' inclui uma região de revestimento de base 154', uma camada de revestimento de carbonitreto de titânio de MT-CVD 156', uma camada de revestimento de oxicarbonitreto de titânio 158' sobre a camada de revestimento de carbonitreto de titânio de MT-CVD 156' e uma camada de revestimento de alfa-alumina 160. As camadas de revestimento 154', 156', 158' e 160' são essencialmente iguais às camadas de revestimento 154, 156, 158 e 160,

respectivamente, da Figura 5.

O esquema de revestimento 159' da Figura 5A inclui, ainda, uma camada de reves- timento mais externa de nitreto de titânio 162. Deve-se observar que em algumas situações, os requerentes contemplam a remoção da camada de revestimento mais externa de nitreto de titânio através de jateamento úmido. Isso se aplica para essa modalidade bem como para qualquer uma das modalidades anteriores com uma camada de revestimento mais externa de nitreto de titânio. Em termos gerais, pelo jateamento úmido do nitreto de titânio para ex- por a alumina, a condição de estresse da camada de alumina exposta muda de uma condi- ção de estresse à tração inicial para uma condição de estresse à compressão. A Publicação de Pedido de Patente na US 2011/0107679 A1 para Sottke et al. e atribuída a Kennametal Inc. de Latrobe, Pensilvânia 15650 mostra o jateamento úmido da camada de revestimento mais externa em uma camada de revestimento de alumina muito embora a camada de re- vestimento mais externa não seja nitreto de titânio.

Em referência aos parâmetros de processamento para depositar a camada de re- vestimento de nitreto de titânio, a mistura gasosa a partir da qual a camada de revestimento de nitreto de titânio é depositada tipicamente compreende (incluindo volume em porcenta- gens de mol da mistura gasosa): TiCI4 (0,93% em mol), N2 (18,08% em mol) e H2 (79,11% em mol). A faixa de temperatura típica para a deposição de CVD da camada de revestimen- to de nitreto de titânio compreende entre cerca de 800°C e cerca de 950°C. Outra faixa de temperatura para a deposição de CVD da camada de revestimento de nitreto de titânio compreende entre cerca de 850°C e cerca de 920°C. Uma temperatura preferencial para a deposição de CVD da camada de revestimento de nitreto de titânio é igual a cerca de 890°C. Uma faixa de pressão típica para a deposição de CVD da camada de revestimento de nitreto de titânio está situada na faixa entre cerca de 8 kPa (60 torr) e cerca de 50,7 kPa (380 torr). Outra faixa de pressão para a deposição de CVD da camada de revestimento de nitreto de titânio está situada na faixa entre cerca de 10,7 kPa (80 torr) e cerca de 20 kPa (150 torr). Uma faixa de duração típica para a deposição de CVD da camada de revestimento de ni- treto de titânio está situada na faixa entre cerca de 10 minutos e cerca de 60 minutos. Uma faixa de duração alternativa para a deposição de CVD da camada de revestimento de nitreto de titânio está situada na faixa entre cerca de 20 minutos e cerca de 50 minutos. A espessu- ra da camada de revestimento de nitreto de titânio é de cerca de 0,5 micrômetro. Uma faixa para a espessura da camada de revestimento de nitreto de titânio está situada entre cerca de 0,1 micrômetro e cerca de 2 micrômetros. Outra faixa para a espessura da camada de revestimento de nitreto de titânio está situada entre cerca de 0,2 micrômetro e cerca de 1 micrômetro.

Os requerentes contemplam que em vez de usar uma camada superior de nitreto de titânio sobre a camada de revestimento de alumina, qualquer um dentre os esquemas de revestimento de camada superior a seguir poderia ser usado: oxicarbonitreto de titâ- nio/nitrato de titânio; nitreto de titânio/carbonitreto de titânio/ nitreto de titânio; oxicarbonitreto de titânio/ carbonitreto de titânio/ nitreto de titânio; multicamadas de oxicarbonitreto de titâ- nio/ nitreto de titânio; e multicamadas de oxicarbonitreto de titânio/ carbonitreto de titânio. Os parâmetros do processo para esses vários materiais de revestimento são iguais àqueles já

descritos no presente documento para esses materiais.

Os requerentes contemplam, ainda, que o esquema de revestimento pode incluir uma camada de revestimento voltada para fora. A camada de revestimento voltada para fora é selecionada a partir do grupo que consiste em: nitreto de titânio, carbureto de titânio, car- bonitreto de titânio, nitreto de háfnio, carbureto de háfnio, carbonitreto de háfnio, nitreto de zircônio, carbureto de zircônio e carbonitreto de zircônio. A camada de revestimento voltada para fora está situada mais distante do substrato do que o revestimento de oxicarbonitreto

de titânio.

Dois exemplos específicos de um inserto de corte revestido com um esquema de revestimento incluindo uma camada de revestimento de oxicarbonitreto de titânio são apre- sentados abaixo. A Tabela A apresenta os parâmetros para a deposição de CVD da camada de revestimento de base de nitreto de titânio, a camada de revestimento de MT-CVD de carbonitreto de titânio e a camada de revestimento de oxicarbonitreto de titânio.

Tabela A Etapas de Processo para Produzir Camadas de Revestimento Selecionadas para os Exemplos na 1 e 2

Etapa/Parâmetro

Etapa 1: Camada de Base de Nitreto de Titâ- nio

Etapa 2: camada de re- vestimento de carboni- treto de titânio de MT- CVD

Faixa de Temperatura

(0C)

850 a 920

770 a 900

Faixa de Pressão (torr)

80 a 150 (10,7 kPa a 20 kPa)

40 a 100 (5,3 kPa a 13,3 kPa)

Etapa 3: oxicarbonitreto de titânio

850 a 920

Tempo Total (minutos)

Gases Presentes [% em mol]

45

210

60 a 500 (8 kPa a 66,7 kPa)

30

TiCI4 (1,04), N2 (20,39) e H2 (76,45).

TiCI4 (0,98), N2 (26,17), CH3CN (0,61), HCI (1,05) e H2 (71,19).

TiCI4 (0,85), N2 (27,11), CH3CN (0,05), CH4 (4,52), HCI (1,81), CO (0,9), e H2 (63,26).

A Figura 6 é uma fotomicrografia da superfície da camada de revestimento de oxi- carbonitreto de titânio a partir do Exemplo da Invenção n5 1 feita por microscopia eletrônica por varredura (SEM) e a fotomicrografia tem uma escala de 10 micrômetros. Uma revisão da fotomicrografia (Figura 4) mostra a formação de uma estrutura de bigode com a média de comprimento de 1,85 Mm, a largura média de 0,94 pm e a razão de aspecto média de 2,05. Esses valores médios foram determinados de acordo com a técnica a seguir: Uma linha é aleatoriamente desenhada no campo de visão e os grãos interceptados por essa linha são usados para medição do comprimento e largura dos mesmos, que podem ser usados para calcular a razão de aspecto (razão de aspecto = comprimento/largura). Repetir esse proce- dimento por cinco fotografias. Calcular a média das razões de aspecto de todos os grãos

interceptados para se obter a razão de aspecto final.

A Figura 7 é uma fotomicrografia da superfície da camada de revestimento de oxi- carbonitreto de titânio da técnica anterior feita por microscopia eletrônica por varredura (SEM) e a fotomicrografia tem uma escala de 5 micrômetros. Uma revisão da fotomicrografia (Figura 5) mostra a formação de uma estrutura de bigode muito mais fina do que as amos- tras da invenção e a média de comprimento da mesma de é 0,3 pm, a largura média é 0,06 pm e a razão de aspecto média é 5,83. Esses valores médios foram determinados de acor- do com a técnica a seguir: Uma linha é aleatoriamente desenhada no campo de visão e os grãos interceptados por essa linha são usados para medição do comprimento e largura dos mesmos, que podem ser usados para calcular a razão de aspecto (razão de aspecto = com- primento/largura). Repetir esse procedimento por cinco fotografias. Calcular a média das razões de aspecto de todos os grãos interceptados para se obter a razão de aspecto final. Devido à estrutura mais fina da técnica anterior, uma ampliação de 20.000X é selecionada nesse caso com um campo de visão igual a 5 micrômetros por 6 micrômetros.

A Figura 8 é outra micrografia da superfície da camada de revestimento de oxicar- bonitreto de titânio a partir do Exemplo da Invenção n2 2 feita por microscopia eletrônica por varredura (SEM) e a fotomicrografia tem uma escala de 5 micrômetros. Uma revisão da fo- tomicrografia (Figura 6) mostra a formação de estrutura de bigode com a média de compri- mento de 1,54 μη, a largura média de 0,49 μη e a razão de aspecto média de 3,22.

Os requerentes contemplam que um inserto de corte revestido pode compreender um substrato que tem uma camada de revestimento de oxicarbonitreto de titânio depositada diretamente na superfície do substrato. Uma ou mais dentre as camadas superiores de re- vestimento são depositadas na superfície da camada de revestimento de oxicarbonitreto de titânio: nitreto de titânio ou carbonitreto de titânio ou alfa-alumina. A espessura total da ca- mada de revestimento de oxicarbonitreto de titânio e a camada superior de revestimento está situada entre cerca de 3 mícrons e cerca de 4 mícrons. A camada de revestimento de oxicarbonitreto de titânio tem uma espessura entre cerca de 0,5 mícrons e cerca de 1 mí- cron. A camada superior de revestimento tem uma espessura entre cerca de 2 mícrons e

cerca de 3 mícrons.

Uma operação de interrupção de ciclo de torneamento úmido foi usada como um teste de corte de metal para comparar um inserto de corte da invenção contra um inserto de corte convencional. O teste teve os parâmetros a seguir: inserto de corte CNMA432; materi- al de peça de trabalho: ferro dúctil da classe 80-55-06; velocidade igual a 656 pés de super- fície por minuto (sfm) [200 metros de superfície por minuto], uma taxa de alimentação igual a 0,004 polegada [0,1 milímetro] por revolução, e uma profundidade de corte igual a 0,08 po- legada [2,0 milímetros] e um ângulo de avanço igual a -5 graus. Fluido refrigerante. Minutos

por ciclo 1,01 minuto e passagens por ciclo igual a 18.

O substrato para o inserto de corte da invenção e para o inserto de corte convenci- onal foi WC com 6% em peso de Co. O processo para depositar o esquema de revestimento da invenção é mostrado na Tabela B abaixo com as Etapas 2A e 2B repetidas 4 vezes.

Tabela B

Etapas de processo para Produzir Camadas de Revestimento Selecionadas

Etapa/Parâmetro Faixa de Temperatura (0C) Faixa de Pressão (mb) Tempo Total (minutos) Gases Presentes [% em mol] Etapa 1: Camada de Ba- se de Nitreto de Titânio 850 a 920 80 a 150 (8 kPa a 15 kPa) 45 TiCI4 (0,93), N2 (18,08) e H2 (79,11). Etapa 2A: Camada de Revestimento de oxicar- bonitreto de titânio de MT-CVD 850 a 920 60 a 500 (6 kPa a 50 kPa) 60 TiCI4 (0,70), N2 (25,67), CH3CN (0,03), CH4 (1,71), HCI (1,431), CO (0,57), e H2 (69,89). Etapa 2B: Camada de Revestimento de carboni- treto de titânio de MT- CVD 850 a 920 40 a 100 (4 kPaa 10 kPa) 30 TiCI4 (1,00), N2 (19,3), CH3CN (0,34), HCI (1,05) e H2 (75,06). Etapa 3: camada de liga- ção de oxicarbonitreto de titânio

Etapa 4: Camada de Re- vestimento de Alumina

Etapa 5: Camada de Re- vestimento de carboni- treto de titânio

Etapa 6: Camada de Re- vestimento de nitreto de titânio

850 a 920

60 a 500 (6 kPa a 50 kPa)

40 a 150 (4 kPa a 15 kPa)

60 a 500 (6 kPa a 50 kPa)

60

450

60

75

TiCI4 (0,70), N2 (25,67), CH3CN (0,03),

CH4 (1,71), HCI (1,431), CO (0,57), e H2 (69,89).

AICI3 (1,53), CO2 (9,18), H2S (0,13), HCI (2,30) e H2 (84,95).

TiCI4 (0,89), N2 (27,03), CH4 (9,01) e H2 (63,07).

TiCI4 (0,81), N2 (29,76) e H2 (69,43).

O esquema de revestimento para o inserto de corte convencional compreendia: camada de nitreto de titânio / camada de carbonitreto de titânio de MT-CVD / camada de ligação de oxicarbonitreto de titânio / camada de alumina / camada de carbonitreto de titânio / camada de nitreto de titânio. A camada de ligação de oxicarbonitreto de titânio e as cama- das acima da mesma foram depositadas na faixa de temperatura de 960 a 1020 (°C).

A Tabela C abaixo mostra os resultados de vida da ferramenta.

Tabela C

Vida de ferramenta para Operação de Interrupção de Ciclo de Torneamento Úmido

Ferramenta

Técnica Anterior

Invenção

Repetição 1 (minutos)

10,7

11,9

Repetição 2 (minutos)

10,6

Vida Média de ferramenta (Minutos)

10,6

11,2

Os critérios de modo de falha foram: 0,012 polegada [0,3 milímetro] para desgaste uniforme; 0,012 polegada [0,3 milímetro] para desgaste máximo; 0,012 polegada [0,3 milí- metro] para desgaste de nariz; 0,012 polegada [0,3 milímetro] para entalhe de corte em pro- fundidade; 0,012 polegada [0,3 milímetro] para entalhe de corte em profundidade; 0,004 po- legada [0,1 milímetro] para desgaste de cratera.

Os testes mostram 11% de aprimoramento de desempenho da invenção em com- paração com a técnica anterior na primeira repetição e desempenho igual na segunda repe- tição. As duas ferramentas de teste falharam por entalhe de corte em profundidade que é uma falha típica da ferramenta na usinagem de ferro fundido dúctil em condições de inter- rupção. Esse mecanismo de falha é relacionado à adesão de revestimento na profundidade de corte. De modo surpreendente, a invenção, com a camada de ligação de oxicarbonitreto de titânio depositada em temperatura moderada com o uso de CH3CN como o catalisador mostra adesão aprimorada leve em comparação com a técnica anterior com a camada de ligação de oxicarbonitreto de titânio depositada até mesmo em uma temperatura alta.

Conforme discutido acima, a adesão do esquema de revestimento ao substrato é um recurso importante para um inserto de corte revestido. Fica claro a partir da descrição acima que a presente invenção fornece um inserto de corte revestido que apresenta adesão aprimorada do esquema de revestimento ao substrato. Também fica claro que a presente invenção fornece um inserto de corte revestido com um esquema de revestimento incluindo oxicarbonitreto de titânio que tem adesão aprimorada. Além disso, fica claro que a presente invenção fornece um inserto de corte revestido com um esquema de revestimento incluindo oxicarbonitreto de titânio que tem adesão aprimorada, em que os bigodes de oxicarbonitreto de titânio têm razões de aspecto e dimensões de grão de faixa específica. Fica claro, adici- onalmente, que a presente invenção fornece um inserto de corte revestido com um esquema de revestimento incluindo uma camada de revestimento de oxicarbonitreto de titânio, em que a mistura gasosa usada para depositar a camada de revestimento de oxicarbonitreto de titânio tem um teor reduzido de acetonitrila.

As patentes e outros documentos identificados no presente documento estão incor- porados ao presente por referência. Outras modalidades da invenção estarão claras para aqueles versados na técnica a partir de uma consideração da especificação ou de uma prá- tica da invenção descrita no presente documento. Pretende-se que a especificação e os exemplos sejam apenas ilustrativos e não se destinem a ser limitadores do escopo da in- venção. O verdadeiro escopo e espírito da invenção é indicado pelas reivindicações a se- guir.

Claims

1. Método para produzir um inserto de corte revestido CARACTERIZADO pelo fato de que compreende as etapas de: fornecer um substrato que tem uma superfície; depositar por deposição de vapor químico uma camada de revestimento de oxicar- bonitreto de titânio a partir de uma mistura gasosa que compreende: nitrogênio presente em uma quantidade entre cerca de 5 por cento em mol e cerca de 40 por cento em mol, metano presente em uma quantidade entre cerca de 0,5 por cento em mol e cerca de 8,0 por cento em mol, cloreto de hidrogênio opcionalmente presente em uma quantidade até cerca de 5,0 por cento em mol, tetracloreto de titânio presente em uma quantidade entre cerca de 0,2 por cento em mol e cerca de 3,0 por cento em mol, acetonitrila presente em uma quantidade entre cerca de 0,02 por cento em mol e cerca de 0,15 por cento em mol, monóxido de carbono presente em uma quantidade entre cerca de 0,4 por cento em mol e cerca de 2,0 por cento em mol, e hidrogênio presente em uma quantidade entre cerca de 41,85 por cento em mol e cerca de 93,88 por cento em mol.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a mistura gasosa para depositar a camada de revestimento de oxicarbonitreto de titânio com- preende: nitrogênio presente em uma quantidade entre cerca de 10 por cento em mol e cer- ca de 35 por cento em mol, metano presente em uma quantidade entre cerca de 1 por cento em mol e cerca de 6,0 por cento em mol, cloreto de hidrogênio opcionalmente presente em uma quantidade até cerca de 4,0 por cento em mol, tetracloreto de titânio presente em uma quantidade entre cerca de 0,5 por cento em mol e cerca de 2,5 por cento em mol, acetonitri- la presente em uma quantidade entre cerca de 0,02 por cento em mol e cerca de 0,1 por cento em mol, monóxido de carbono presente em uma quantidade entre cerca de 0,4 por cento em mol e cerca de 1,8 por cento em mol, e hidrogênio presente em uma quantidade entre cerca de 50,6 por cento em mol e cerca de 88,08 por cento em mol.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a mistura gasosa para depositar a camada de revestimento de oxicarbonitreto de titânio com- preende: nitrogênio presente em uma quantidade entre cerca de 15 por cento em mol e cer- ca de 30 por cento em mol, metano presente em uma quantidade entre cerca de 1 por cento em mol e cerca de 5,0 por cento em mol, cloreto de hidrogênio opcionalmente presente em uma quantidade até cerca de 3,0 por cento em mol, tetracloreto de titânio presente em uma quantidade entre cerca de 0,5 por cento em mol e cerca de 2,0 por cento em mol, acetonitri- Ia presente em uma quantidade entre cerca de 0,02 por cento em mol e cerca de 0,08 por cento em mol, monóxido de carbono presente em uma quantidade entre cerca de 0,40 por cento em mol e cerca de 1,5 por cento em mol, e hidrogênio presente em uma quantidade entre cerca de 58,87 por cento em mol e cerca de 83,08 por cento em mol.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a mistura gasosa para depositar a camada de revestimento de oxicarbonitreto de titânio com- preende: nitrogênio presente em uma quantidade igual a cerca de 25,4 por cento em mol, metano presente em uma quantidade igual a cerca de 1,7 por cento em mol, cloreto de hi- drogênio presente em uma quantidade igual a cerca de 1,4 por cento em mol, tetracloreto de titânio presente em uma quantidade igual a cerca de 0,7 por cento em mol, acetonitrila pre- sente em uma quantidade igual a cerca de 0,03 por cento em mol, monóxido de carbono presente em uma quantidade igual a cerca de 0,6 por cento em mol, e hidrogênio presente em uma quantidade igual a cerca de 70,2 por cento em mol.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de deposição ocorre em uma temperatura igual a entre cerca de 800°C e cerca de 950°C e uma pressão igual a entre cerca de 60 torr e cerca de 500 torr.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de deposição ocorre em uma temperatura igual a entre cerca de 895°C e cerca de .925°C e uma pressão igual a entre cerca de 120 torr e cerca de 400 torr.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a mistura gasosa para depositar a camada de revestimento de oxicarbonitreto de titânio com- preende: nitrogênio presente em uma quantidade entre cerca de 26 por cento em mol e cer- ca de 28 por cento em mol, metano presente em uma quantidade entre cerca de 4 por cento em mol e cerca de 5 por cento em mol, cloreto de hidrogênio presente em uma quantidade entre cerca de 1,6 por cento em mol e cerca de 2,0 por cento em mol, tetracloreto de titânio presente em uma quantidade entre cerca de 0,7 por cento em mol e cerca de 1,0 por cento em mol, acetonitrila presente em uma quantidade entre cerca de 0,04 por cento em mol e cerca de 0,06 por cento em mol, monóxido de carbono presente em uma quantidade entre cerca de 0,7 por cento em mol e cerca de 1,1 por cento em mol, e hidrogênio presente em uma quantidade entre cerca de 62,84 por cento em mol e cerca de 66,96 por cento em mol.

8. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a mistura gasosa para depositar a camada de revestimento de oxicarbonitreto de titânio com- preende: nitrogênio presente em uma quantidade igual a cerca de 27 por cento em mol, me- tano presente em uma quantidade igual a cerca de 4,5 por cento em mol, cloreto de hidro- gênio presente em uma quantidade igual a cerca de 1,8 por cento em mol, tetracloreto de titânio presente em uma quantidade igual a cerca de 0,8 por cento em mol, acetonitrila pre- sente em uma quantidade igual a cerca de 0,05 por cento em mol, monóxido de carbono presente em uma quantidade igual a cerca de 0,9 por cento em mol, e hidrogênio presente em uma quantidade igual a cerca de 64,9 por cento em mol.

9. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de deposição ocorre em uma duração entre cerca de 25 minutos e cerca de 150 minu- tos.

10. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende, ainda, a etapa de depositar uma ou mais camadas de revestimento intermedi- árias em que as camadas de revestimento intermediárias são selecionadas a partir do grupo que consiste em: nitreto de titânio, carbureto de titânio, carbonitreto de titânio, nitreto de háfnio, carbureto de háfnio, carbonitreto de háfnio, nitreto de zircônio, carbureto de zircônio, e carbonitreto de zircônio em que a camada de revestimento intermediária está situada entre o substrato e o revestimento de oxicarbonitreto de titânio.

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que a camada de revestimento intermediária é nitreto de titânio, e o método compreende, ainda, depositar uma seqüência de revestimento que compreende uma pluralidade de pares de camadas de revestimento em que cada par de camadas de revestimento compreende a ca- mada de revestimento de carbonitreto de titânio e a camada de revestimento de oxicarboni- treto de titânio

12. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende, ainda, a etapa de depositar uma camada de revestimento de alumina sobre a camada de revestimento de oxicarbonitreto de titânio.

13. Método, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende, ainda, a etapa de depositar sobre a camada de revestimento de alumina uma região de esquema de revestimento de camada superior externa que compreende um den- tre os esquemas de revestimento de camada superior externa a seguir: (A) uma seqüência de revestimento de uma camada de revestimento de oxicarbonitreto de titânio e uma cama- da de revestimento de nitreto de titânio; (B) uma seqüência de revestimento de uma camada de revestimento de nitreto de titânio e uma camada de revestimento de carbonitreto de titâ- nio e uma camada de revestimento de nitreto de titânio; (C) uma seqüência de revestimento de uma camada de revestimento de oxicarbonitreto de titânio e uma camada de revestimen- to de carbonitreto de titânio e uma camada de revestimento de nitreto de titânio; (D) uma pluralidade de conjuntos de revestimento em que cada conjunto de revestimento compreen- de uma camada de revestimento de oxicarbonitreto de titânio e uma camada de revestimen- to de nitreto de titânio; (E) uma pluralidade de conjuntos de revestimento em que cada con- junto de revestimento compreende uma camada de revestimento de oxicarbonitreto de titâ- nio e uma camada de revestimento de carbonitreto de titânio; e (F) uma camada de revesti- mento de nitreto de titânio.

14. Método, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende, ainda, a etapa de depositar sobre a camada de revestimento de alumina uma camada de revestimento de nitreto de titânio externa.

15. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a camada de revestimento de oxicarbonitreto de titânio compreende bigodes de oxicarboni- treto de titânio têm, conforme medido em uma vista plana bidimensional, um comprimento médio maior do que cerca de 1,0 pm, uma largura média maior do que cerca de 0,2 pm, e uma razão de aspecto maior do que cerca de 2,0.

16. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a camada de revestimento de oxicarbonitreto de titânio compreende os bigodes de oxicar- bonitreto de titânio que têm, conforme medido em uma vista plana bidimensional, o compri- mento médio entre cerca de 1,5 μητι e cerca de 1,9 μπα, a largura média entre cerca de 0,49 μιτι e cerca de 0,94 μιη, a razão de aspecto média entre cerca de 2,0 e cerca de 3,3.

17. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de deposição deposita o oxicarbonitreto de titânio na superfície do substrato.

18. Método, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende, ainda, a etapa de depositar sobre a camada de revestimento de oxicarboni- treto de titânio uma dentre as seguintes camadas superiores de revestimento de nitreto de titânio ou carbonitreto de titânio ou alfa-alumina em que a camada superior de revestimento tem uma espessura entre cerca de 1 mícron e cerca de 3 mícrons.

19.Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende, ainda, a etapa de depositar uma região de revestimento de base que compre- ende uma pluralidade de pares de nanocamadas alternadas selecionadas a partir do grupo que consiste em nitreto de titânio e carbonitreto de titânio; oxicarbonitreto de titânio e nitreto de titânio; e oxicarbonitreto de titânio e carbonitreto de titânio.

20. Inserto de corte revestido CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: um substrato que tem uma superfície; um esquema de revestimento na superfície do substrato; o esquema de revestimento que inclui uma camada de revestimento de oxicarboni- treto de titânio em que o oxicarbonitreto de titânio que compreende bigodes de oxicarboni- treto de titânio que têm, conforme medido em uma vista plana bidimensional, um compri- mento médio maior do que cerca de 1,0 pm, uma largura média maior do que cerca de 0,2 pm e uma razão de aspecto maior do que cerca de 2,0,

21. Inserto de corte revestido, de acordo com a reivindicação 20, CARACTERIZADO pelo fato de que a camada de revestimento de oxicarbonitreto de titânio compreende os bigodes de oxicarbonitreto de titânio que têm, conforme medido em uma vista plana bidimensional, o comprimento médio entre cerca de 1,5 pm e cerca de 1,9 pm, a largura média entre cerca de 0,49 pm e cerca de 0,94 pm, a razão de aspecto média entre cerca de 2,0 e cerca de 3,3.

22. Inserto de corte revestido, de acordo com a reivindicação 20, CARACTERIZADO pelo fato de que o esquema de revestimento compreende, ainda, uma camada de revestimento de carbonitreto de titânio, sendo que a camada de revestimento de oxicarbonitreto de titânio está situada sobre a camada de revestimento de carbonitreto de titânio; uma camada de revestimento de nitreto de titânio, e a camada de revestimento de carbonitreto de titânio está situada sobre a camada de revestimento de nitreto de titânio; uma camada de revestimento de alumina sobre a camada de revestimento de oxicarboni- treto de titânio; e um revestimento interno de nitreto de titânio sobre a camada de revesti- mento de alumina.

23. Inserto de corte revestido, de acordo com a reivindicação 20, CARACTERIZADO pelo fato de que o esquema de revestimento que compreende, ainda, uma região de revestimento de multicamadas que compreende uma pluralidade de pares de camadas de revestimento, e em que cada par de camadas de revestimento compreende uma camada de revestimento de carbonitreto de titânio e a camada de revestimento de oxi- carbonitreto de titânio, sendo que o esquema de revestimento inclui, ainda, uma camada de revestimento de nitreto de titânio em que a região de revestimento de multicamadas está situada sobre a camada de revestimento de nitreto de titânio, e o esquema de revestimento inclui, ainda, uma camada de revestimento de alumina sobre a região de revestimento de multicamadas; e o esquema de revestimento inclui, ainda, uma camada de revestimento de nitreto de titânio sobre a camada de revestimento de alumina.

24. Inserto de corte revestido, de acordo com a reivindicação 20, CARACTERIZADO pelo fato de que o oxicarbonitreto de titânio tem uma fórmula Ti(OxCyNz) em que χ está situado na faixa entre cerca de 0,005 e cerca de 0,15, y está situado na faixa entre cerca de 0,3 e cerca de 0,8, e ζ está situado na faixa entre cerca de 0,2 e cerca de .0,8.

25. Inserto de corte revestido, de acordo com a reivindicação 20, CARACTERIZADO pelo fato de que o oxicarbonitreto de titânio tem uma fórmula Ti(OxCyNz) em que χ está situado na faixa entre cerca de 0,01 e cerca de 0,1, y está situado na faixa entre cerca de 0,3 e cerca de 0,6, e ζ está situado na faixa entre cerca de 0,3 e cerca de .0,7.

26. Inserto de corte revestido, de acordo com a reivindicação 20, CARACTERIZADO pelo fato de que o esquema de revestimento compreende, ainda, uma camada de revestimento intermediária, e a camada de revestimento intermediária é selecio- nada a partir do grupo que consiste em: nitreto de titânio, carbureto de titânio, carbonitreto de titânio, nitreto de háfnio, carbureto de háfnio, carbonitreto de háfnio, nitreto de zircônio, carbureto de zircônio, e carbonitreto de zircônio em que a camada de revestimento interme- diária está situada entre o substrato e o revestimento de oxicarbonitreto de titânio.

27. Inserto de corte revestido, de acordo com a reivindicação 20, CARACTERIZADO pelo fato de que o esquema de revestimento que compreende, ainda, uma camada de revestimento voltada para fora, e a camada de revestimento voltada para fora é selecionada a partir do grupo que consiste em: nitreto de titânio, carbureto de titânio, carbonitreto de titânio, nitreto de háfnio, carbureto de háfnio, carbonitreto de háfnio, nitreto de zircônio, carbureto de zircônio, e carbonitreto de zircônio em que a camada de revesti- mento voltada para fora está situada mais distante do substrato do que o revestimento de oxicarbonitreto de titânio.

28. Inserto de corte revestido, de acordo com a reivindicação 20, CARACTERIZADO pelo fato de que o substrato é selecionado a partir do grupo que consis- te em carburetos cimentados, cerâmicas, boreto cúbico policristalino (PcBN) e metais cerâ- micos.

29. Inserto de corte revestido, de acordo com a reivindicação 20, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende, ainda, uma camada de revestimento de alumina sobre a camada de revestimento de oxicarbonitreto de titânio.

30. Inserto de corte revestido, de acordo com a reivindicação 29, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende, ainda, sobre a camada de revestimento de alumina uma região de esquema de revestimento de camada superior externa que com- preende um dentre os esquemas de revestimento de camada superior externa a seguir: (A) uma seqüência de revestimento de uma camada de revestimento de oxicarbonitreto de titâ- nio e uma camada de revestimento de nitreto de titânio; (B) uma seqüência de revestimento de uma camada de revestimento de nitreto de titânio e uma camada de revestimento de carbonitreto de titânio e uma camada de revestimento de nitreto de titânio; (C) uma seqüên- cia de revestimento de uma camada de revestimento de oxicarbonitreto de titânio e uma camada de revestimento de carbonitreto de titânio e uma camada de revestimento de nitreto de titânio; (D) uma pluralidade de conjuntos de revestimento em que cada conjunto de re- vestimento compreende uma camada de revestimento de oxicarbonitreto de titânio e uma camada de revestimento de nitreto de titânio; (E) uma pluralidade de conjuntos de revesti- mento em que cada conjunto de revestimento que compreende uma camada de revestimen- to de oxicarbonitreto de titânio e uma camada de revestimento de carbonitreto de titânio; e (F) uma camada de revestimento de nitreto de titânio.

31. Inserto de corte revestido CARACTERIZADO pelo fato de que é produzido pelo processo que compreende as etapas de: fornecer um substrato com uma superfície; depositar por deposição de vapor químico uma camada de revestimento de oxicar- bonitreto de titânio a partir de uma mistura gasosa que compreende: nitrogênio presente em uma quantidade entre cerca de 5 por cento em mol e cerca de 40 por cento em mol, metano presente em uma quantidade entre cerca de 0,5 por cento em mol e cerca de 8,0 por cento em mol, cloreto de hidrogênio opcionalmente presente em uma quantidade até cerca de 5,0 por cento em mol, tetracloreto de titânio presente em uma quantidade entre cerca de 0,2 por cento em mol e cerca de 3,0 por cento em mol, acetonitrila presente em uma quantidade entre cerca de 0,02 por cento em mol e cerca de 0,15 por cento em mol, monóxido de carbono presente em uma quantidade entre cerca de 0,4 por cento em mol e cerca de 2,0 por cento em mol, e hidrogênio presente em uma quantidade entre cerca de 41,85 por cento em mol e cerca de 93,88 por cento em mol.

32. Inserto de corte revestido, de acordo com a reivindicação 31, CARACTERIZADO pelo fato de que a camada de revestimento de oxicarbonitreto de titânio compreende bigodes de oxicarbonitreto de titânio que têm, conforme medido em uma vista plana bidimensional, um comprimento médio maior do que cerca de 1,0 Mm, uma largura média maior do que cerca de 0,2 μιη e uma razão de aspecto maior do que cerca de 2,0.

33. Inserto de corte revestido, de acordo com a reivindicação 31, CARACTERIZADO pelo fato de que a camada de revestimento de oxicarbonitreto de titânio compreende os bigodes de oxicarbonitreto de titânio que têm, conforme medido em uma vista plana bidimensional, o comprimento médio entre cerca de 1,5 μιη e cerca de 1,9 pm, a largura média entre cerca de 0,49 pm e cerca de 0,94 μιη, a razão de aspecto média entre cerca de 2,0 e cerca de 3,3.

34. Inserto de corte de revestimento, conforme definido na reivindicação 31, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de deposição deposita o oxicarbonitreto de titânio na superfície do substrato; e o processo compreende, ainda, a etapa de depositar sobre a camada de revestimento de oxicarbonitreto de titânio uma dentre as seguintes ca- madas superiores de revestimento de nitreto de titânio ou carbonitreto de titânio ou alfa- alumina em que a camada superior de revestimento tem uma espessura entre cerca de 1 mícron e cerca de 3 mícrons.