CN102686772A - 由金属、硬质金属、金属陶瓷或陶瓷构成的涂覆型体以及用于涂覆这样的型体的方法 - Google Patents

由金属、硬质金属、金属陶瓷或陶瓷构成的涂覆型体以及用于涂覆这样的型体的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102686772A
CN102686772A CN2010800515243A CN201080051524A CN102686772A CN 102686772 A CN102686772 A CN 102686772A CN 2010800515243 A CN2010800515243 A CN 2010800515243A CN 201080051524 A CN201080051524 A CN 201080051524A CN 102686772 A CN102686772 A CN 102686772A
Authority
CN
China
Prior art keywords
material composite
resistant material
composite layer
mechanically resistant
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2010800515243A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102686772B (zh
Inventor
因戈尔夫·恩德勒
曼迪·赫恩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV filed Critical Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Publication of CN102686772A publication Critical patent/CN102686772A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102686772B publication Critical patent/CN102686772B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/34—Nitrides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B27/00—Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
    • B23B27/14—Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/36—Carbonitrides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C30/00—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process
    • C23C30/005—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process on hard metal substrates
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/25—Web or sheet containing structurally defined element or component and including a second component containing structurally defined particles
    • Y10T428/252—Glass or ceramic [i.e., fired or glazed clay, cement, etc.] [porcelain, quartz, etc.]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/26—Web or sheet containing structurally defined element or component, the element or component having a specified physical dimension
    • Y10T428/263—Coating layer not in excess of 5 mils thick or equivalent
    • Y10T428/264—Up to 3 mils
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/26—Web or sheet containing structurally defined element or component, the element or component having a specified physical dimension
    • Y10T428/263—Coating layer not in excess of 5 mils thick or equivalent
    • Y10T428/264—Up to 3 mils
    • Y10T428/265—1 mil or less
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31678—Of metal

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)

Abstract

本发明涉及由金属、硬质金属、金属陶瓷或陶瓷构成的涂覆型体，所述涂覆型体涂覆有单层或多层的层系统，所述层系统包含至少一个硬质材料复合物层，以及本发明涉及用于涂覆所述型体的方法。本发明基于如下任务，即：对于所述型体研发如下的层系统，所述层系统为单层或多层的，并且具有至少一个硬质材料复合物层，所述硬质材料复合物层包含作为主相的立方TiAlCN和六方AlN，并且所述硬质材料复合物层长处在于具有光滑而均匀的表面、高耐氧化性和高硬度的复合物结构。所述任务包括研发用于经济制备所述涂层的方法。根据本发明的硬质材料复合物层包含作为主相的立方TiAlCN和六方AlN，其中，立方TiAlCN为晶粒尺寸≥0.1μm的微晶面心立方-Ti1-xAlxCyNz，其中，x＞0.75，y=0至0.25且z=0.75至1，并且其中，所述硬质材料复合物层在晶界区域中以0.01%至20%的质量份额额外包含无定形碳。根据本发明在LPCVD-工艺中在700℃与900℃之间的温度下以及在1 02Pa与1 05Pa之间的压力下，在不用额外的等离子体激励的情况下进行涂覆。根据本发明的硬质材料层的长处在于具有光滑而均匀的表面、高耐氧化性和高硬度的复合物结构，并且可特别用作Si3N4-转动冲切刀片和WC/Co-转动冲切刀片和钢质构件上的磨损保护层。

Description

由金属、硬质金属、金属陶瓷或陶瓷构成的涂覆型体以及用于涂覆这样的型体的方法
技术领域
本发明涉及由金属、硬质金属、金属陶瓷或陶瓷构成的涂覆型体，所述涂覆型体被涂覆有单层或多层的层系统，所述层系统包含至少一个硬质材料复合物层，本发明还涉及用于涂覆所述型体的方法。在所述型体上产生的根据本发明的硬质材料层的长处在于具有光滑而均匀的表面、高耐氧化性和高硬度的复合物结构，并且可特别用作Si3N4-转动冲切刀片和WC/Co-转动冲切刀片和钢质构件上的磨损保护层。
背景技术
用于切削加工的刀具必须满足耐用性和耐磨性方面的高要求。基于钛的氮化物、碳化物或碳氮化物的涂层长久以来被用作磨损保护层。近几年内的发展趋势为：通过嵌入铝来给涂层设有更高的耐氧化性。
具有立方NaCl-结构的TiAlN-层及其制备方法是已知的。在此，通过使用PVD（物理气相沉积）-法、等离子体-CVD（化学气相沉积）-法和热CVD-法来制备单相面心立方（fcc）-TiAlN-层或面心立方-TiAlN与六方AlN的混合物（WO 03/085152 A2；K.Kawata，H.Sugimura，O.Takai，Thin Solid Films，390（2001），第64-69页；DE 10 2005 032860 B4）。
通过嵌入碳和其他金属，可连续地进一步改善所述层，其中，可使用PVD-法，也可使用CVD-法。
具有纯面心立方-TiAlCN层的层系统例如在CN 101319302A中有所阐述。在此，介绍了用于PVD-沉积线性渐变的TiAlCN-层的方法，其中，通过有针对性地掺入N2和C2H2产生C/N-梯度。
专利申请WO 98/10120 A1涉及具有至少两个彼此跟随的、由TiN、TiCN、TiAlN和TiAlCN构成的层的PVD-涂覆的工件。
具有由Ti和Al组合的氮化物、碳氮化物和碳化物构成的降低摩擦的涂层的工件在专利US 2002/0136933 A1中有所介绍。
在JP 05337705 A中，具有由Ti、Al和N和/或C构成的层的切割型体要求专利保护。所述涂层通过等离子体-CVD制备。
还已知的是：具有面心立方-TiAlN与六方-AlN的混合物的层（DE10 2007 000 512 B3）以及面心立方-(TiyAlxMe1-x-y)N与六方-AlN的混合物的层，其中，Me包括金属Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W或Si（US 2004/01 15484 A1）。
还已知由面心立方-TiAlCN和无定形碳构成的纳米复合物层（US2003/143402 A1；J.Shieh和M.H.Hon，Plasma-enhanced chemical-vapordeposition of titanium aluminium carbonitride/amorpous-carbonnanocomposite thin films，J.Vac.Sci.Technol.，2002年1月/2月，A20，（1），第87-92页）。所述层借助等离子体-CVD制备。纳米级TiAlCN-晶粒嵌入无定形碳的基质中。
还已知向面心立方-TiAlN-涂层混入其他金属。
EP 1 574 594 A1介绍了含碳硬质材料-PVD-层，该层具有组成为(AlxMe1yMe2z)CuE1vE2w的纳米晶体结构，其中：Me1和Me2为金属，x>0.4，x+y+z=1 且y,z>0 以及 1>u>0且u+v+w=1 且v,w>0。在此，晶界中的碳含量高于纳米晶体中的碳含量。
在WO 2009/1 121 17 A1中描述了具有CVD-层的、以硬质材料涂覆的型体，所述CVD-涂层由(Ti,Me)1-xAlx(CyNz)构成，其中，Me=Zr和/或Hf。所述层的长处在于高耐氧化性和高耐磨性。
发明内容
本发明的任务在于，对于由金属、硬质金属、金属陶瓷或陶瓷构成的型体，研发出如下的层系统，所述层系统是单层或多层的，并且具有至少一个硬质材料复合物层，所述硬质材料复合物层包含作为主相的立方TiAlCN和六方AlN，并且长处在于具有光滑而均匀的表面、高耐氧化性和高硬度的复合物结构。所述任务包括研发用于经济地制备这样的涂层的方法。
所述任务通过权利要求的特征解决，其中，本发明还包括各从属权利要求依照并列关联方式的组合。
根据本发明涂覆的型体的特征在于，所述经涂覆的型体被涂覆有单层或多层的层系统，所述层系统具有至少一个硬质材料复合物层，所述硬质材料复合物层包含作为主相的立方TiAlCN和六方AlN，其中，所述立方TiAlCN为晶粒尺寸≥0.1μm的、微晶的面心立方-Ti1-xAlxCyNz，其中，x＞0.75，y=0至0.25且z=0.75至1，以及其中，所述硬质材料复合物层在晶界区域中额外包含0.01%至20%的质量份额的无定形碳。
根据本发明的TiAlCN-涂层的特征在于微晶的复合物结构，其中，所述两个主相-面心立方-Ti1-xAlxCyNz（x>0.75）和六方AlN保证了高硬度和耐氧化性，并且无定形碳有助于降低摩擦。在至多50质量%六方-AlN的宽组成范围内，持续得到复合物层的高硬度。
与此相对照地，根据现有技术的TiAlCN-纳米复合物层由于低的铝含量和TiAlCN-晶体嵌入无定形碳中而仅具有有限的耐氧化性。无定形碳从400℃开始燃烧。因此，在纳米复合物涂层中在高温下不再共存（Zusammenhalt）。
与此相对地，根据本发明的TiAlCN-层表现出直至800℃的令人惊讶的高耐氧化性。主要组分-面心立方-TiAlCN和六方AlN的高铝含量以及微晶结构显然是容纳一定量的减少摩擦的无定形碳的基础，而不会不利地影响耐氧化性。
根据本发明的涂层可如下所述适当而且有利地构造：
除了微晶面心立方-Ti1-xAlxCyNz之外，硬质材料复合物层中可包含其他Ti-化合物，所述其他Ti-化合物由呈纤锌矿结构的Ti1-xAlxN和/或TiN构成。
所述无定形碳优选以石墨化的sp2-碳存在。
根据本发明，所述多层的层系统可由具有不同含量的无定形碳和/或六方AlN的多个TiAlCN-硬质材料复合物层构成。
所述硬质材料复合物层可在六方AlN的质量份额方面具有0.1%与50%之间的梯度，和/或在无定形碳的质量份额方面具有0.1%与20%之间的梯度。
适当地，根据本发明的硬质材料复合物层具有0.1μm与30μm之间的层厚度。
所述微晶面心立方-TiAlCN优选具有0.1μm与1μm之间的晶粒尺寸。
为了制备这样的涂覆型体，本发明包括如下的方法，其中，所述型体设有至少一个硬质材料复合物层，所述硬质材料复合物层具有作为主相的微晶面心立方-Ti1-xAlxCyNz和六方AlN，其中，x＞0.75，y=0至0.25且z=0.75至1，并且所述硬质材料复合物层以0.01%至20%的质量份额额外包含无定形C，其中，通过使用具有Ti-前体、Al-前体、C-前体和N-前体的气体混合物在LPCVD（低压化学气相沉积）-工艺中在700℃与900℃之间的温度下且在102 Pa与105Pa之间的压力下在不用额外的等离子体激励的情况下，将所述复合物层沉积在所述型体上。
根据本发明的方法可如下适当地而且有利地配置：
可在气体混合物中有利地使用卤化钛、卤化铝、反应性氮化合物、烃和/或具有碳和氮的化合物来作为用于沉积所述硬质材料复合物层的前体。
可优选使用NH3作为所述反应性氮化合物，以及使用C2H4或C2H2作为所述烃。
适当地，可将H2和/或N2和/或稀有气体混入用于沉积所述硬质材料复合物层的所述气体混合物。
用于实施本发明的示例
下文通过实施例和所附插图详细解释本发明。在所述插图中：
图1示出根据实施例1的硬质材料复合物层的XRD-衍射图线，所述硬质材料复合物层由面心立方-TiAlCN、六方-AlN和无定形碳构成，
图2示出根据实施例1的硬质材料复合物层的拉曼光谱，所述硬质材料复合物层由面心立方-TiAlCN、六方-AlN和无定形碳构成，
图3示出根据实施例2的硬质材料复合物涂层的XRD-衍射图线，所述硬质材料复合物层由面心立方-TiAlCN、六方-AlN和无定形碳构成。
示例1
在WC/Co-硬质金属转动冲切刀片上首先施加1μm厚的TiN-连结层，然后通过CVD-法施加根据本发明的层。
在内直径为75mm的热壁CVD反应器中进行涂覆工艺。对于CVD-涂覆，使用如下的气体混合物，其包含51.8体积%H2、1.3体积%AlCl3、0.3体积%TiCl4、25.9体积%Ar和4.9体积%NH3、1.3体积%C2H4以及14.5体积%N2。沉积温度为850℃，过程压力为0.8kPa。30分钟的涂覆时间之后得到5μm厚的TiAlCN-层。
通过X射线波谱仪（WDX）检测，在所述涂层内测得有0.5原子%的C-含量、36.2原子%的铝含量、8.1原子%的钛含量、0.3原子%的氯含量和54.9原子%的氮含量。
通过X射线图像薄层分析在掠入射下检测所述层（参见图1的X射线衍射图线）。衍射图线示出由面心立方-TiAlCN和六方-AlN构成的相混合物。对于晶体层组分，Rietveld-分析得出3.5质量%的六方-AlN和96.5质量%的面心立方-TiAlCN的含量。无定形的层组分不可用X射线检测法来测定。
为了证明存在无定形碳，实施TEM（扫描电子显微镜）-检测和拉曼检测。TEM-检测示出晶界区域中的碳富集。拉曼光谱（参见图2）包含两个宽谱带，第一个宽谱带在1200与1400cm-1之间，第二个宽谱带在1500与1700cm-1之间，这两个宽谱带相应于无定形sp2-碳的D-吸收带和G-吸收带。
TEM-检测中测得的面心立方-TiAlCN晶粒尺寸为0.4μm。
凭借维氏压头（Vickers-Indenter）的微硬度测量得出31.5±0.6GPa的硬度。
根据本发明的硬质材料层的长处在于具有光滑而均匀的表面、高耐氧化性和高硬度的复合物-结构。
示例2
在Si3N4-陶瓷转动冲切刀片上首先施加1μm厚的TiN-连结层，然后通过CVD-工艺来施加根据本发明的层。
在内直径为75mm的热壁CVD-反应器中进行涂覆工艺。对于CVD-涂覆，使用如下的气体混合物，其包含51.7体积%H2、1.2体积%AlCl3、0.5体积%TiCl4、25.9体积%Ar和4.9体积%NH3、1.3体积%C2H4以及14.5体积%N2。沉积温度为850℃，过程压力为0.8kPa。25分钟的涂覆时间之后得到5μm厚的TiAlCN-层。
通过WDX-检测，在所述层内测得有0.6原子%的C-含量、36.6原子%的铝含量、8.7原子%的钛含量、0.3原子%的氯含量和53.8原子%的氮含量。
通过X射线图像薄层分析在掠入射下检测所述层（参见图3的X射线衍射图线）。衍射图线示出由面心立方-TiAlCN和六方-AlN构成的、具有比实施例1更高含量的六方-AIN的相混合物。对于晶体层组分，Rietveld-分析得出29.0质量%的六方-AlN和71.0质量%的面心立方-TiAlCN的含量。
拉曼分析得出与图2相同的光谱，其具有对应无定形sp2-碳的D-吸收带和G-吸收带。
通过扫描电子显微镜的层结构分析示出面心立方-TiAlCN的晶粒尺寸为0.1μm的微细晶粒结构。
用维氏压头（Vickers-Indenter）测量的硬度为30.3±0.5 GPa。
根据本发明的硬质材料层的长处在于具有光滑而均匀的表面、极佳耐氧化性和高硬度的极微细晶粒复合物-结构。

Claims (12)

1.由金属、硬质金属、金属陶瓷或陶瓷构成的涂覆型体，所述涂覆型体涂覆有单层或多层的层系统，所述层系统具有至少一个硬质材料复合物层，所述硬质材料复合物层包含作为主相的立方TiAlCN和六方AlN，其特征在于，所述立方TiAlCN为晶粒尺寸≥0.1μm的微晶面心立方-Ti1-xAlxCyNz，其中，x＞0.75，y=0至0.25且z=0.75至1，并且所述复合物层在晶界区域中以0.01%至20%的质量份额额外包含无定形碳。
2.根据权利要求1所述的涂覆型体，其特征在于，除了所述微晶面心立方-Ti1-xAlxCyNz之外，还包含其他Ti-化合物，所述其他Ti-化合物由呈纤锌矿结构的Ti1-xAlxN和/或由TiN构成。
3.根据权利要求1所述的涂覆型体，其特征在于，所述无定形碳作为石墨化的sp2-碳存在。
4.根据权利要求1所述的涂覆型体，其特征在于，所述多层的层系统由具有不同含量的无定形碳和/或六方AlN的多个TiAlCN-硬质材料复合物层构成。
5.根据权利要求1所述的涂覆型体，其特征在于，所述硬质材料复合物层在六方AlN的质量份额方面具有0.1%与50%之间的梯度，和/或在无定形碳的质量份额方面具有0.1%与20%之间的梯度。
6.根据权利要求1所述的涂覆型体，其特征在于，所述硬质材料复合物层具有0.1 μm与30 μm之间的层厚度。
7.根据权利要求1所述的涂覆型体，其特征在于，所述微晶面心立方-TiAlCN的晶粒尺寸位于从0.1 μm到1.0 μm的范围内。
8.用于对由金属、硬质金属、金属陶瓷或陶瓷构成的型体涂覆以单层或多层的层系统的方法，所述层系统具有至少一个硬质材料复合物层，所述硬质材料复合物层具有作为主相的微晶面心立方-Ti1-xAlxCyNz和六方AlN，其中，x＞0.75，y=0至0.25且z=0.75至1，并且所述硬质材料复合物层以0.01%至20%的质量份额额外包含无定形碳，其中，通过使用具有Ti-前体、Al-前体、C-前体和N-前体的气体混合物在LPCVD-工艺中在700℃与900℃之间的温度下以及在102 Pa与105Pa之间的压力下在不用额外的等离子体激励的情况下，将所述复合物层沉积在所述型体上。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在所述气体混合物中使用卤化钛、卤化铝、反应性氮化合物、烃和/或具有碳和氮的化合物作为用于沉积所述硬质材料复合物层的前体。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，使用NH3作为反应性氮化合物，并且使用C2H4或C2H2作为烃。
11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，将H2和/或N2混入用于沉积所述硬质材料复合物层的所述气体混合物。
12.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，将惰性的稀有气体混入用于沉积所述硬质材料复合物层的所述气体混合物。
CN201080051524.3A 2009-11-12 2010-11-12 由金属、硬质金属、金属陶瓷或陶瓷构成的涂覆型体以及用于涂覆这样的型体的方法 Active CN102686772B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009046667.3 2009-11-12
DE102009046667.3A DE102009046667B4 (de) 2009-11-12 2009-11-12 Beschichtete Körper aus Metall, Hartmetal, Cermet oder Keramik sowie Verfahren zur Beschichtung derartiger Körper
PCT/EP2010/067371 WO2011058132A1 (de) 2009-11-12 2010-11-12 Beschichtete körper aus metall, hartmetall, cermet oder keramik sowie verfahren zur beschichtung derartiger körper

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102686772A true CN102686772A (zh) 2012-09-19
CN102686772B CN102686772B (zh) 2014-07-16

Family

ID=43530340

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201080051524.3A Active CN102686772B (zh) 2009-11-12 2010-11-12 由金属、硬质金属、金属陶瓷或陶瓷构成的涂覆型体以及用于涂覆这样的型体的方法

Country Status (10)

Country Link
US (1) US8748016B2 (zh)
EP (1) EP2499275B1 (zh)
JP (1) JP5583224B2 (zh)
KR (1) KR101739088B1 (zh)
CN (1) CN102686772B (zh)
BR (1) BR112012011071B1 (zh)
DE (1) DE102009046667B4 (zh)
ES (1) ES2436451T3 (zh)
RU (1) RU2563080C2 (zh)
WO (1) WO2011058132A1 (zh)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106132602A (zh) * 2014-03-26 2016-11-16 三菱综合材料株式会社 表面包覆切削工具及其制造方法
CN107000069A (zh) * 2014-11-28 2017-08-01 三菱综合材料株式会社 表面包覆切削工具
CN107073590A (zh) * 2014-09-25 2017-08-18 三菱综合材料株式会社 硬质包覆层发挥优异的耐崩刀性的表面包覆切削工具
CN107073593A (zh) * 2014-10-28 2017-08-18 三菱综合材料株式会社 表面包覆切削工具
CN107109640A (zh) * 2015-01-15 2017-08-29 倍锐特有限责任公司 用于盖覆物体的方法以及由此生产的盖覆物
CN107771225A (zh) * 2015-07-27 2018-03-06 瓦尔特公开股份有限公司 具有TiAlN涂层的刀具
CN108349016A (zh) * 2015-10-28 2018-07-31 三菱综合材料株式会社 表面包覆切削工具
CN108349015A (zh) * 2015-10-28 2018-07-31 三菱综合材料株式会社 表面包覆切削工具
CN110184606A (zh) * 2019-07-10 2019-08-30 河南富莱格超硬材料有限公司 金刚石涂层刀具及其制备方法
CN111910172A (zh) * 2020-07-24 2020-11-10 株洲钻石切削刀具股份有限公司 复合式涂层pcbn切削刀具及其制备方法
CN112218976A (zh) * 2018-02-14 2021-01-12 伊威斯发动机系统有限责任两合公司 金属基底上的硬材料层
CN113474111A (zh) * 2018-12-27 2021-10-01 三菱综合材料株式会社 表面包覆切削工具
CN113621859A (zh) * 2020-05-06 2021-11-09 四川大学 一种表硬内韧的ya类梯度硬质合金材料

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005032860B4 (de) 2005-07-04 2007-08-09 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Hartstoffbeschichtete Körper und Verfahren zu deren Herstellung
DE102011087715A1 (de) * 2011-12-05 2013-07-25 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Hartstoffbeschichtete körper aus metall, hartmetall, cermet oder keramik sowie verfahren zur herstellung derartiger körper
JP5946016B2 (ja) * 2012-05-22 2016-07-05 三菱マテリアル株式会社 高速断続切削加工で硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を発揮する表面被覆切削工具
JP5946017B2 (ja) * 2012-05-30 2016-07-05 三菱マテリアル株式会社 高速断続切削加工で硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を発揮する表面被覆切削工具
JP5939509B2 (ja) * 2012-07-25 2016-06-22 三菱マテリアル株式会社 高速断続切削加工で硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を発揮する表面被覆切削工具
JP5939508B2 (ja) * 2012-07-25 2016-06-22 三菱マテリアル株式会社 高速断続切削加工で硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を発揮する表面被覆切削工具
JP6090063B2 (ja) * 2012-08-28 2017-03-08 三菱マテリアル株式会社 表面被覆切削工具
JP6037113B2 (ja) * 2012-11-13 2016-11-30 三菱マテリアル株式会社 高速断続切削加工で硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を発揮する表面被覆切削工具
JP6206133B2 (ja) 2012-11-30 2017-10-04 三菱マテリアル株式会社 表面被覆切削工具
MX368462B (es) * 2013-02-27 2019-10-03 Kyocera Corp Herramienta de corte.
DE102013104254A1 (de) * 2013-04-26 2014-10-30 Walter Ag Werkzeug mit CVD-Beschichtung
JP6417959B2 (ja) * 2014-01-22 2018-11-07 三菱マテリアル株式会社 硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を発揮する表面被覆切削工具
DE102014103220A1 (de) 2014-03-11 2015-09-17 Walter Ag TiAIN-Schichten mit Lamellenstruktur
JP6120229B2 (ja) * 2015-01-14 2017-04-26 住友電工ハードメタル株式会社 硬質被膜、切削工具および硬質被膜の製造方法
JP6590255B2 (ja) * 2015-03-13 2019-10-16 三菱マテリアル株式会社 硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を発揮する表面被覆切削工具
US11020804B2 (en) 2017-02-28 2021-06-01 Sumitomo Electric Hardmetal Corp. Surface-coated cutting tool and method for manufacturing the same
KR102232131B1 (ko) * 2017-02-28 2021-03-24 스미또모 덴꼬오 하드메탈 가부시끼가이샤 표면 피복 절삭 공구 및 그 제조 방법
WO2018158976A1 (ja) 2017-02-28 2018-09-07 住友電工ハードメタル株式会社 表面被覆切削工具およびその製造方法
CN109112500B (zh) * 2017-06-22 2022-01-28 肯纳金属公司 Cvd复合材料耐火涂层及其应用
KR102064172B1 (ko) * 2017-09-01 2020-01-09 한국야금 주식회사 내마모성과 인성이 우수한 경질피막
KR102350221B1 (ko) * 2018-03-22 2022-01-14 스미또모 덴꼬오 하드메탈 가부시끼가이샤 표면 피복 절삭 공구 및 그 제조 방법
US11326252B2 (en) * 2018-03-22 2022-05-10 Sumitomo Electric Hardmetal Corp. Surface-coated cutting tool and method for manufacturing same
KR102350219B1 (ko) * 2018-03-22 2022-01-17 스미또모 덴꼬오 하드메탈 가부시끼가이샤 표면 피복 절삭 공구 및 그 제조 방법
US11274366B2 (en) * 2018-03-22 2022-03-15 Sumitomo Electric Hardmetal Corp. Surface-coated cutting tool and method for manufacturing same
US20220111446A1 (en) * 2018-12-27 2022-04-14 Mitsubishi Materials Corporation Surface-coated cutting tool
EP3872222B1 (en) * 2020-02-28 2022-12-28 AB Sandvik Coromant A coated cutting tool

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030143402A1 (en) * 2001-11-29 2003-07-31 National Cheng Kung University Superior toughness and adhesive strength ceramic coating of titanium aluminum carbon nitride-amorphous carbon nanocomposite
US20040115484A1 (en) * 2002-09-03 2004-06-17 Seco Tools Ab Composite structured wear resistant coating

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02194159A (ja) * 1988-03-24 1990-07-31 Kobe Steel Ltd 耐摩耗性皮膜形成方法
JP3277558B2 (ja) * 1992-06-11 2002-04-22 住友電気工業株式会社 被覆切削チップの製造方法
SE514737C2 (sv) * 1994-03-22 2001-04-09 Sandvik Ab Belagt skärverktyg av hårdmetall
KR100512269B1 (ko) * 1996-09-03 2005-09-05 어낵시스 발처스 악티엔게젤샤프트 내마모층으로 코팅된 공작물
FR2784694B1 (fr) * 1998-10-15 2000-11-10 Commissariat Energie Atomique Procede de preparation par depot chimique en phase vapeur assiste par plasma (pacvd) de revetements a base de titane
JP2001300711A (ja) * 2000-04-26 2001-10-30 Olympus Optical Co Ltd ダイカスト用金型及びその製造方法
JP2002192402A (ja) * 2000-12-26 2002-07-10 Mitsubishi Materials Corp 切粉に対する表面潤滑性にすぐれた表面被覆超硬合金製切削工具
WO2003085152A2 (de) * 2002-04-11 2003-10-16 Cemecon Ag Beschichteter körper und ein verfahren zur beschichtung eines körpers
EP1574594B1 (en) 2004-03-12 2013-04-03 Sulzer Metaplas GmbH A carbon containing hard coating and a method for depositing a hard coating onto a substrate
DE102005032860B4 (de) * 2005-07-04 2007-08-09 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Hartstoffbeschichtete Körper und Verfahren zu deren Herstellung
US8080312B2 (en) * 2006-06-22 2011-12-20 Kennametal Inc. CVD coating scheme including alumina and/or titanium-containing materials and method of making the same
DE102007000512B3 (de) * 2007-10-16 2009-01-29 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Hartstoffbeschichtete Körper und Verfahren zu deren Herstellung
DE102008013965A1 (de) 2008-03-12 2009-09-17 Kennametal Inc. Hartstoffbeschichteter Körper
DE102008013966A1 (de) * 2008-03-12 2009-09-17 Kennametal Inc. Hartstoffbeschichteter Körper
DE102008013964A1 (de) * 2008-03-12 2009-09-17 Kennametal Inc. Hartstoffbeschichteter Körper
CN101319302B (zh) 2008-05-23 2010-06-02 厦门金鹭特种合金有限公司 一种TiAlCN非金属元素线性变化梯度涂层的制作方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030143402A1 (en) * 2001-11-29 2003-07-31 National Cheng Kung University Superior toughness and adhesive strength ceramic coating of titanium aluminum carbon nitride-amorphous carbon nanocomposite
US20040115484A1 (en) * 2002-09-03 2004-06-17 Seco Tools Ab Composite structured wear resistant coating

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10265785B2 (en) 2014-03-26 2019-04-23 Mitsubishi Materials Corporation Surface-coated cutting tool and method for producing the same
CN106132602A (zh) * 2014-03-26 2016-11-16 三菱综合材料株式会社 表面包覆切削工具及其制造方法
CN106132602B (zh) * 2014-03-26 2018-02-13 三菱综合材料株式会社 表面包覆切削工具及其制造方法
CN107073590A (zh) * 2014-09-25 2017-08-18 三菱综合材料株式会社 硬质包覆层发挥优异的耐崩刀性的表面包覆切削工具
CN107073593A (zh) * 2014-10-28 2017-08-18 三菱综合材料株式会社 表面包覆切削工具
CN107000069A (zh) * 2014-11-28 2017-08-01 三菱综合材料株式会社 表面包覆切削工具
US10597776B2 (en) 2015-01-15 2020-03-24 Boehlerit Gmbh & Co. Kg. Process for coating an article and coating produced thereby
CN107109640A (zh) * 2015-01-15 2017-08-29 倍锐特有限责任公司 用于盖覆物体的方法以及由此生产的盖覆物
CN107109640B (zh) * 2015-01-15 2019-11-01 倍锐特有限责任公司 用于盖覆物体的方法以及由此生产的盖覆物
CN107771225A (zh) * 2015-07-27 2018-03-06 瓦尔特公开股份有限公司 具有TiAlN涂层的刀具
CN108349016A (zh) * 2015-10-28 2018-07-31 三菱综合材料株式会社 表面包覆切削工具
CN108349015A (zh) * 2015-10-28 2018-07-31 三菱综合材料株式会社 表面包覆切削工具
US10618114B2 (en) 2015-10-28 2020-04-14 Mitsubishi Materials Corporation Surface-coated cutting tool
US10618113B2 (en) 2015-10-28 2020-04-14 Mitsubishi Materials Corporation Surface-coated cutting tool
CN112218976A (zh) * 2018-02-14 2021-01-12 伊威斯发动机系统有限责任两合公司 金属基底上的硬材料层
CN113474111A (zh) * 2018-12-27 2021-10-01 三菱综合材料株式会社 表面包覆切削工具
CN113474111B (zh) * 2018-12-27 2024-04-12 三菱综合材料株式会社 表面包覆切削工具
CN110184606A (zh) * 2019-07-10 2019-08-30 河南富莱格超硬材料有限公司 金刚石涂层刀具及其制备方法
CN113621859A (zh) * 2020-05-06 2021-11-09 四川大学 一种表硬内韧的ya类梯度硬质合金材料
CN111910172B (zh) * 2020-07-24 2022-10-18 株洲钻石切削刀具股份有限公司 复合式涂层pcbn切削刀具及其制备方法
CN111910172A (zh) * 2020-07-24 2020-11-10 株洲钻石切削刀具股份有限公司 复合式涂层pcbn切削刀具及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
ES2436451T3 (es) 2014-01-02
EP2499275A1 (de) 2012-09-19
JP5583224B2 (ja) 2014-09-03
WO2011058132A1 (de) 2011-05-19
DE102009046667A1 (de) 2011-05-19
EP2499275B1 (de) 2013-08-28
KR20120102076A (ko) 2012-09-17
JP2013510946A (ja) 2013-03-28
US20120219789A1 (en) 2012-08-30
BR112012011071B1 (pt) 2021-04-20
DE102009046667B4 (de) 2016-01-28
RU2012123952A (ru) 2013-12-20
RU2563080C2 (ru) 2015-09-20
CN102686772B (zh) 2014-07-16
US8748016B2 (en) 2014-06-10
BR112012011071A2 (pt) 2018-01-30
KR101739088B1 (ko) 2017-05-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102686772B (zh) 由金属、硬质金属、金属陶瓷或陶瓷构成的涂覆型体以及用于涂覆这样的型体的方法
EP2791387B1 (en) Method of manufacturing a coated cutting tool.
EP1953258B1 (en) Texture-hardened alpha-alumina coated tool
EP2497590B1 (en) Coated tool
KR0165923B1 (ko) 피복 절삭공구 및 그 제조방법
EP0709484B1 (en) Coated tungsten carbide-based cemented carbide blade member
US8343620B2 (en) Alumina coated grade
US8293359B2 (en) Multilayer CVD-coating and tool with such a coating
EP3085478B1 (en) Coated tool
EP1528125A2 (en) Coated cutting insert for rough turning
JP4832108B2 (ja) 表面被覆切削工具
EP3040143B1 (en) Coated tool
EP2752263B1 (en) Cutting tool
EP2700460B1 (en) Coated cutting tool
WO2016047685A1 (ja) 被覆工具
EP3461928B1 (en) Tacno coatings and production process
JP3436169B2 (ja) 硬質被覆層を構成する酸化アルミニウム層がすぐれた靭性を発揮する表面被覆超硬合金製切削工具
JP2001062603A (ja) 断続重切削で硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を発揮する表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具
JP2023550789A (ja) 被覆切削工具
JP2023550788A (ja) 被覆切削工具
JP2024510283A (ja) 金属、超硬合金、サーメットまたはセラミックスから構成される物体上のＡｌＮ基硬質材料層およびその製造方法
JP3240919B2 (ja) 耐欠損性のすぐれた表面被覆超硬合金製切削工具
Sawka et al. Preparation of aluminium oxide layers on cemented carbides using MOCVD method
JPH09277104A (ja) 硬質被覆層がすぐれた層間密着性を示す表面被覆超硬合金製切削工具

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant