DE102013011073A1 - TlxSi1-xN layers and their preparation - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Werkstück mit Beschichtung welche Beschichtung zumindest eine TixSi1-xN Schicht umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass x ≤ 0.85 und die TixSi1-xN Schicht Nanokristalle enthält und die enthaltenen Nanokristalle eine durchschnittliche Korngrösse von nicht mehr als 15 nm besitzen und eine (200) Textur aufweist. Die Erfindung betrifft ausserdem ein Verfahren zur Herstellung der vorgenannten Schicht, dadurch gekennzeichnet dass für die Herstellung ein Sputterverfahren eingesetzt wird bei dem es auf der Targetoberfläche des Sputtertargets zu Stromdichten von grösser 0.2 A/cm2 kommt und das Target ein TixSi1-x-Target ist, wobei x ≤ 0.85.The invention relates to a workpiece with coating which coating comprises at least one Ti x Si 1-x N layer, characterized in that x ≤ 0.85 and the Ti x Si 1-x N layer nanocrystals and the nanocrystals contained an average grain size of not more than 15 nm and has a (200) texture. The invention also relates to a method for the production of the aforementioned layer, characterized in that a sputtering method is used for the production in which the target surface of the sputtering target has current densities of greater than 0.2 A / cm 2 and the target is a TixSi1-x target, where x ≤ 0.85.

Figure DE102013011073A1_0001
Figure DE102013011073A1_0001

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Beschichtung welche mindestens eine Schicht mit Silizium umfasst.The present invention relates to a coating comprising at least one layer of silicon.

Silizium ist ein chemisches Element welches im Zusammenhang mit Hartstoffschichten manchmal dazu eingesetzt wird die Schichtspannungen zu erhöhen. Erhöht sich die Schichtspannung so führt dies in der Regel zu einer grösseren Härte der Schicht. Dies kommt beispielsweise auch in Verbindung mit Titannitrid zum Einsatz. Daraus resultieren Schichten welche chemisch durch die Strukturformel TixSi1-xN beschrieben werden können, wobei x die in at% ausgedrückte Konzentration von Ti wenn nur die metallischen Elemente in Betracht gezogen werden. Bei dieser Schreibweise addieren sich die in Prozent angegebenen atomaren Konzentrationen zu 100%.Silicon is a chemical element which is sometimes used in conjunction with hard coatings to increase the layer stresses. If the layer tension increases, this generally leads to a greater hardness of the layer. This is also used, for example, in conjunction with titanium nitride. This results in layers which can be chemically described by the structural formula Ti x Si 1-x N, where x is the concentration of Ti expressed in at% when only the metallic elements are taken into consideration. In this notation, the atomic concentrations given in percent add up to 100%.

Solche Schichten lassen sich in sehr harter Form mittels des sogenannten kathodischen Funkenverdampfens herstellen. Dabei wird zwischen einer die metallischen Elemente liefernden Target, welche als Kathode eingesetzt wird und einer Anode ein Funken gezündet über den aus der Targetoberfläche ein Elektronenstrom hoher Dichte herausgezogen wird. Aufgrund der stark lokalisierten sehr hohen Stromdichte an der Targetoberfläche wird lokal die Targetoberfläche stark erhitzt und das Material in ionisierter Form verdampft.Such layers can be produced in very hard form by means of the so-called cathodic spark evaporation. In this case, a spark is ignited between a target supplying the metallic elements target, which is used as a cathode and an anode over which from the target surface, an electron current of high density is pulled out. Due to the strongly localized very high current density at the target surface, the target surface is locally heated strongly and the material evaporates in ionized form.

Das derart verdampfte und ionisierte Material wird dann mit Hilfe einer an die Substrate angelegten negativen Spannung auf die Substrate zu beschleunigt. Wird zusätzlich die Beschichtungskammer ein Reaktivgas eingelassen so verbinden sich die verdampften Ionen mit dem Reaktivgas und bilden eine entsprechende Schicht auf der Substratoberfläche.The thus vaporized and ionized material is then accelerated to the substrates by means of a negative voltage applied to the substrates. If, in addition, a reactive gas is introduced into the coating chamber, the vaporized ions combine with the reactive gas and form a corresponding layer on the substrate surface.

Bei diesem Verfahren kommt es jedoch häufig zu der sogenannten Droplet-Problematik: Aufgrund der plötzlichen lokalen Erhitzung auf der Targetoberfläche kommt es zu einer explosionsartigen Aufschmelzung dieser durch die ganze Tropfen des Targetmaterials in die Umgebung geschleudert werden. Diese Tropfen landen teilweise auf der Substratoberfläche was in der Regel negative Auswirkungen auf die Schichteigenschaften und deren Qualität nach sich zieht. Zwar gibt es inzwischen Methoden, diese Droplets herauszufiltern. Solche Filter lassen die Beschichtungsrate allerdings sehr klein werden und es ist kaum mehr möglich die Beschichtung wirtschaftlich zu betreiben.In this process, however, it often comes to the so-called droplet problem: Due to the sudden local heating on the target surface, it comes to an explosive melting of these are thrown through the whole drop of the target material into the environment. These drops partly land on the surface of the substrate, which generally has negative effects on the coating properties and their quality. Although there are now methods to filter out these droplets. However, such filters make the coating rate very small and it is hardly possible to operate the coating economically.

Andererseits führt ein Siliziumanteil von grösser als 15 at% sehr häufig während des Funkenverdampfens zur Beschädigung des Targets. Im Extremfall muss dann das Target nach jeder Beschichtung ausgewechselt werden, was wiederum der Wirtschaftlichkeit des Prozesses abträglich ist.On the other hand, a silicon content of greater than 15 at% very often leads to damage of the target during the spark evaporation. In extreme cases, then the target must be replaced after each coating, which in turn is detrimental to the efficiency of the process.

Diesen Problemen sieht sich der Fachmann beim konventionellen abscheiden aus der Gasphase mittels Zerstäuben mit Magnetronunterstützung (Magnetron Sputtern) nicht ausgesetzt. Allerdings sind die von der Targetoberfläche durch Ionenbeschuss herausgeschlagenen Partikel nicht oder kaum ionisiert und lassen sich daher auch nicht mit einem an die Substrate angelegten Substratbias zu den Substraten beschleunigen. Entsprechend weissen solche auf konventionelle Art gesputterten Schichten ein relativ geringe Dichte und Härte auf.These problems are not exposed to the expert in the conventional deposition from the gas phase by means of magnetron sputtering (magnetron sputtering). However, the particles ejected from the target surface by ion bombardment are not or hardly ionized and therefore can not be accelerated to the substrates with a substrate bias applied to the substrates. Accordingly, such conventionally sputtered layers have a relatively low density and hardness.

Eine bekannte Möglichkeit, die Dichte und Härte von Sputterschichten in dem Funkenverdampfen ähnliche Bereiche zu schieben ist das sogenannte HiPIMS Verfahren. HiPIMS = High Power Impulse Magnetron Sputtering). Bei diesem Sputterverfahren wird eine Sputterkathode mit hohen Leistungspulsdichten beaufschlagt, was dazu führt, dass das von der Kathode zerstäubte Material zu einem hohen Prozentsatz ionisiert ist. Wird nun eine negative Spannung an die zu beschichtenden Werkstücke angelegt, so werden diese Ionen in Richtung Werkstücke beschleunigt, was zu sehr dichten Schichten führt.One known way to push the density and hardness of sputtered layers in the spark-evaporation similar areas is the so-called HiPIMS method. HiPIMS = High Power Impulse Magnetron Sputtering). In this sputtering method, a sputtering cathode is subjected to high power pulse densities, resulting in that the cathode sputtered material is ionized to a high percentage. If a negative voltage is now applied to the workpieces to be coated, these ions are accelerated in the direction of workpieces, which leads to very dense layers.

Die Sputterkathode muss pulsweise mit Leistung beaufschlagt werden, um ihr Zeit zu geben, den mit der Leistung einhergehenden Wärmeeintrag abzuführen. Beim HiPIMS Verfahren wird als Leistungsquelle daher ein Pulsgenerator benötigt. Dieser Pulsgenerator muss in der Lage sein sehr hohe Leistungspulse abzugeben, die jedoch sehr kurz sind. Die heute erhältlichen Pulsgeneratoren zeigen wenig Flexibilität, was zum Beispiel Pulshöhe und/oder Pulsdauer betrifft. Idealerweise sollte ein Rechteckpuls abgegeben werden. Zumeist ist jedoch die Leistungsabgabe innerhalb eines Pulses stark zeitabhängig, was unmittelbar Einfluss auf die Schichteigenschaften, wie zum Beispiel Härte, Haftung, Eigenspannung etc. hat. Ausserdem wird die Beschichtungsrate durch die Abweichung vom Rechteckprofil negativ beeinflusst.The sputter cathode must be pulsed with power to give it time to dissipate the heat input associated with the power. The HiPIMS method therefore requires a pulse generator as the power source. This pulse generator must be able to deliver very high power pulses, but they are very short. The pulse generators available today show little flexibility in terms of, for example, pulse height and / or pulse duration. Ideally, a square pulse should be delivered. In most cases, however, the power output within a pulse is highly time-dependent, which has an immediate effect on the layer properties, such as hardness, adhesion, residual stress, etc. In addition, the coating rate is adversely affected by the deviation from the rectangular profile.

Insbesondere werfen diese Schwierigkeiten Fragen hinsichtlich der Reproduzierbarkeit auf.In particular, these difficulties raise issues of reproducibility.

Soviel die Erfinder wissen wurde dementsprechend auch noch nicht versucht, TixSi1-xN Schichten mittels des HiPIMS Verfahrens herzustellen. Accordingly, as far as the inventors are aware, it has not yet been attempted to produce Ti x Si 1-x N layers by means of the HiPIMS method.

Es besteht daher ein Bedürfnis nach einem Verfahren, demgemäss Ti2xSi1-xN Schichten mittels Magnetronzerstäuben bei hoher Leistung hergestellt werden können.Therefore, there is a need for a method according to which Ti 2 × Si 1-x N layers can be produced by means of magnetron sputtering at high power.

Erfindungsgemäss werden die Schichten mittels eines Sputterverfahrens hergestellt bei dem es zur konstant hohen Leistungsabgabe der Leistungsquelle kommt. Dabei kommen mehrere Sputterkathoden zum Einsatz. Anders als bei den konventionellen HiPIMS Verfahren wird kein Pulsgenerator eingesetzt sondern es wird zunächst lediglich eine erste Sputterkathode mit der vollen Leistung der Leistungsquelle und damit mit hoher Leistungsdichte beaufschlagt. Anschliessend wird eine zweite Sputterkathode mit den Ausgängen der Leistungsquelle verbunden. Dabei passiert zunächst wenig da die Impedanz der zweiten Sputterkathode zu diesem Zeitpunkt weitaus höher ist als die Impedanz der ersten Sputterkathode. Erst wenn die erste Sputterkathode von den Ausgängen der Leistungsquelle getrennt wird erfolgt die Leistungsabgabe im Wesentlichen über die zweite Sputterkathode. Das entsprechende Hochleistungsmagnetron-Sputterverfahren ist genauer in der WO 2013060415 beschrieben. Typischerweise wird die Leistungsquelle dabei in der Grössenordnung von 60 kW gefahren. Typische Leistungen welchen die Sputterkathoden im zeitlichen Mittel ausgesetzt sind liegen grössenordnungsmässig bei 8 kW.According to the invention, the layers are produced by means of a sputtering method in which the power output of the power source is constantly high. Several sputtering cathodes are used. Unlike the conventional HiPIMS method, no pulse generator is used, but at first only a first sputtering cathode is charged with the full power of the power source and thus with high power density. Subsequently, a second sputtering cathode is connected to the outputs of the power source. At first, there is little happening because the impedance of the second sputtering cathode at this time is much higher than the impedance of the first sputtering cathode. Only when the first sputter cathode is disconnected from the outputs of the power source does the power output essentially take place via the second sputtering cathode. The corresponding high performance magnetron sputtering method is more specific in WO 2013060415 described. Typically, the power source is driven in the order of 60 kW. Typical powers to which the sputtering cathodes are exposed on average over the average time are 8 kW.

Die Erfinder haben nun völlig überraschend herausgefunden, dass wenn ein solches Verfahren mit TiSi-Targets betrieben wird, welche einen Siliziumanteil von grösser gleich 15 at% enthalten es gelingt, reproduzierbar nanokristalline Schichten mit sehr guten mechanischen Eigenschaften zu erzeugen. Besonders interessant ist, dass ab einer Si-Konzentration im Target von 15 at% die Nanokristalle im Mittel eine Korngrösse von weniger als 15 nm aufweisen, wie in 1 dargestellt. Dass sich die Konzentrationsverhältnisse im für die Beschichtung verwendeten Target nahezu direkt in der beschichteten Schicht wiederspiegeln ist in 2 dargestellt. Es sei an dieser Stelle angemerkt dass, sobald ein Target mit einer gewissen Si-Konzentration gewählt wurde, sich die Korngrösse über den Stickstoffverbrauch feineinstellen lässt, wie 7 zeigt.The inventors have now found, completely surprisingly, that if such a method is operated with TiSi targets which contain a silicon content of greater than or equal to 15 at%, it is possible to reproducibly produce nanocrystalline layers having very good mechanical properties. It is particularly interesting that, from an Si concentration in the target of 15 at%, the nanocrystals have on average a particle size of less than 15 nm, as in 1 shown. The concentration ratios in the target used for the coating are reflected almost directly in the coated layer 2 shown. It should be noted at this point that, as soon as a target with a certain Si concentration has been selected, the grain size can be finely adjusted by the nitrogen consumption, such as 7 shows.

Dass es sich hierbei um ein sehr robustes Phänomen handelt ist an 3 ersichtlich. Hier wurden die Korngrössen von Schichten vermessen, welche an unterschiedlichen Positionen auf dem rotierenden Karussell beschichtet wurden. Die Messreihe mit den schwarz gefüllten kreisrunden Symbolen bezieht sich auf ein Ti95Si5-Target. Die Messreihe mit den weiss gefüllten kreisrunden Symbolen bezieht sich auf ein Ti90Si10-Target. Die Messreihe mit den schwarz gefüllten quadratischen Symbolen bezieht sich auf ein Ti85Si15-Target. Die Messreihe mit den weiss gefüllten dreieckigen Symbolen bezieht sich auf ein Ti80Si20-Target. Die Messreihe mit den schwarz gefüllten dreieckigen Symbolen bezieht sich auf ein Ti75Si15-Target. Offensichtlich wird die Korngrösse jeweils über die gesamte Beschichtungshöhe der Kammer eingehalten.That this is a very robust phenomenon is on 3 seen. Here, the grain sizes of layers were measured, which were coated at different positions on the rotating carousel. The measurement series with the black filled circular symbols refers to a Ti 95 Si 5 target. The measurement series with the white filled circular symbols refers to a Ti 90 Si 10 target. The measurement series with the black filled square symbols refers to a Ti 85 Si 15 target. The measurement series with the white filled triangular symbols refers to a Ti 80 Si 20 target. The measurement series with the black filled triangular symbols refers to a Ti 75 Si 15 target. Obviously, the grain size is maintained over the entire coating height of the chamber.

Die Schichten weisen dann mit zunehmendem Siliziumgehalt eine zunehmende Härte und ein abnehmendes E-Modul auf, wie in 4 dargestellt. Dort sind nicht die Konzentrationsverhältnisse in den Schichten sondern die Konzentrationsverhältnisse Ti/Si in den für die Herstellung der Schichten verwendeten Targets angegeben.The layers then exhibit increasing hardness and decreasing modulus of elasticity as the silicon content increases 4 shown. There are not the concentration ratios in the layers but the concentration ratios Ti / Si indicated in the targets used for the preparation of the layers.

Gemäss einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die TixSi1-xN-Schicht mit mindestens 15 at%-tigem Si Anteil der metallischen Komponenten nicht direkt auf das zu beschichtende Substrat aufgebracht sondern zwischen Substrat und der erfindungsgemässen Schicht eine TiAlN-Schicht als Zwischenschicht vorgesehen. Diese Zwischenschicht hat u. a. den Vorteil, dass sie zwischen dem weniger spröden Substrat und der äusserst harten und mit sehr hohen Eigenspannungen belasteten TixSi1-xN-Schicht hinsichtlich den Spannungs- und/oder Druckverhältnissen vermittelt. Hierdurch kommt es viel weniger zu Abplatzungen und die Schichthaftung ist entsprechend verbessert. 5 zeigt eine Serie solcher erfindungsgemässer Zweischichter, wobei für die Beschichtung der TixSi1-x-Schichten wiederum die bereits besprochenen unterschiedlichen Targets gemäss den Angaben in der Figur verwendet wurden. Deutlich sichtbar in der Serie sind die unterschiedlichen Strukturen der TixSi1-xN-Schichten, die steigendem Si-Gehalt immer feiner werden. Im vorliegenden Beispiel wurde zur Herstellung der Zwischenschicht ein Target verwendet, welches 40 at% Titan und 60 at% Aluminium umfasst. Es wurde festgestellt, dass besonders Vorteilhaft ist wenn beide Schichten TiAlN und TiSiN eine (200) Textur aufweisen.According to a further embodiment of the present invention, the Ti x Si 1-x N layer with at least 15 at% Si content of the metallic components is not applied directly to the substrate to be coated but between the substrate and the inventive layer a TiAlN layer as Intermediate layer provided. One of the advantages of this intermediate layer is that it mediates between the less brittle substrate and the extremely hard Ti x Si 1-x N layer, which is exposed to very high residual stresses, with regard to the stress and / or pressure conditions. This results in much less chipping and the layer adhesion is improved accordingly. 5 shows a series of such two - layer according to the invention, wherein for the coating of the Ti x Si 1-x layers turn the already discussed different targets were used according to the information in the figure. Clearly visible in the series are the different structures of the Ti x Si 1-x N layers, which are getting finer and finer with increasing Si content. In the present example, a target comprising 40 at% of titanium and 60 at% of aluminum was used to produce the intermediate layer. It has been found to be particularly advantageous if both layers TiAlN and TiSiN have a (200) texture.

Es wurden solche Doppelschichten mit unterschiedlichem Si-Gehalt an Werkzeugen getestet. Für die Zerspanungstests wurden unter folgenden Bedingungen durchgeführt: Werkstück Stahl DIN 1.2344 gehärtet auf 45 HRC, Werkzeug Durchmesser 10 mm Vollhartmetallfräser, Schnittgeschwindigkeit 220 m/min, Vorschub pro Zahn 0.1 mm, axiale Zustellung 10 mm, radiale Zustellung 0.5 mm. Dabei wurde gemessen durch wieviele Meter sich ein entsprechendes Werkzeug arbeiten kann, ohne Schaden zu nehmen. Werkzeug welches mit einer marktüblichen Schicht beschichtet ist, überlebt für etwas mehr als 200 m. In etwa gleich lang überlebt Werkzeug, welches mit der oben beschriebenen Doppelschicht beschichtet ist, wobei die äussere Schicht lediglich 5% Silizium enthält. Demgegenüber zeigten die Tests dass das Werkzeug mehr als 500 m überlebt wenn die äussere Schicht zumindest 15% Silizium enthält. In der Tabelle 1 sind die Verschleisswerte gemessen bei den Werkzeugen nach 140 m Schneidweg aufgelistet. Man erkennt eindeutig, dass Verschleiss bei der Beschichtung mit 30% Silizium am geringstem ist.Such bilayers with different Si content of tools were tested. For the cutting tests were carried out under the following conditions: workpiece steel DIN 1.2344 hardened to 45 HRC, tool diameter 10 mm solid carbide bur, cutting speed 220 m / min, feed per tooth 0.1 mm, axial feed 10 mm, radial feed 0.5 mm. It was measured by how many Meters a corresponding tool can work without taking damage. Tool which is coated with a commercial coating, survives for just over 200 m. Tool of about the same length survives, coated with the double layer described above, with the outer layer containing only 5% of silicon. In contrast, the tests showed that the tool survived more than 500 m when the outer layer contains at least 15% silicon. Table 1 lists the wear values measured with the tools after a cutting path of 140 m. It is clearly evident that wear in the coating with 30% silicon is the lowest.

Gemäss einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform wird zwischen der TiAlN-Zwischenschicht und der TixSi1-x-Schicht eine Übergangsschicht vorgesehen, die mittels Cosputtern hergestellt wurde. Mit dem oben beschriebenen Sputterverfahren lässt sich Cosputtern in zuverlässiger Weise so durchführen, dass beispielsweise die Pulslängen für die unterschiedlichen Targets so gewählt werden, dass die Maxima der Reaktivgasverbrauchkurven in Abhängigkeit vom in der Beschichtungskammer vorherrschenden Druck im Wesentlichen übereinander zu liegen kommen. Dies ist deswegen möglich, weil die Pulsdauer direkt Einfluss auf die Lage der entsprechenden Maxima hat. Dies ist für ein Beispiel in 6 dargestellt, wo mit 3 unterschiedlichen Pulsdauern (0.05 ms, 0.2 ms und 2 ms) gesputtert wurde auf diese Weise ist es möglich beide Targets bei denselben in der Kammer vorherrschenden Druck und Gasflussverhältnissen optimal zu betreiben.According to a further advantageous embodiment, a transition layer is provided between the TiAlN intermediate layer and the Ti x Si 1-x layer, which was produced by means of cosputters. With the sputtering method described above, cosputters can be reliably performed such that, for example, the pulse lengths for the different targets are selected such that the maximums of the reactive gas consumption curves substantially overlap one another as a function of the pressure prevailing in the coating chamber. This is possible because the pulse duration has a direct influence on the position of the corresponding maxima. This is for an example in 6 where sputtering was done with 3 different pulse durations (0.05 ms, 0.2 ms and 2 ms) in this way it is possible to optimally operate both targets at the same pressure and gas flow ratios prevailing in the chamber.

Gemäss einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Übergangsschicht als Gradientenschicht verwirklicht, welche mit zunehmendem Abstand von der Substratoberfläche einen abnehmenden Anteil an TiAlN und einen zunehmenden Anteil an TixSi1-xN besitzt.According to a further embodiment of the present invention, the transition layer is realized as a gradient layer, which has a decreasing proportion of TiAlN and an increasing proportion of Ti x Si 1-x N with increasing distance from the substrate surface.

Gemäss einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die abschliessende TixSi1-xN-Schicht keine reine TixSi1-x-Schicht sondern enthält noch Anteile an TiAlN.According to a further embodiment of the present invention, the final TixSi1-xN-layer is not a pure TixSi1-x-layer but still contains amounts of TiAlN.

Gemäss einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird für die Beschichtung ein erstes TixSi1-x-Target und ein zweites TiySi1-y Target verwendet, wobei 0 ≤ x ≤ 1 und 0 ≤ y ≤ 1 sein kann, aber y ≠ x ist, d. h. erstes und zweites Target sich in ihrer Zusammensetzung unterscheiden und (x + y)/2 ≤ 0.85 ist, so dass sich weiterhin Schichten mit einer Si-Konzentration von ≥ 15 at% herstellen lassen. Im Verfahren können dann beide Targets nach der oben beschriebenen Co-sputter-Methodik betrieben werden. Dies gestattet während der Beschichtung die Si-Konzentration zu variieren, d. h. einen Si-Konzentrationsverlauf zu realisieren. Tabelle 1 Beschichtung Flankenverschleiss (μm) Eckenverschleiss (μm) Benchmark 53.7 80.6 TiAlN + TiSiN Ti/Si = 90/10 45.5 61.7 TiAlN + TiSiN Ti/Si = 70/30 33.1 49.6 According to a further embodiment of the present invention, a first TixSi1-x target and a second TiySi1-y target are used for the coating, where 0 ≤ x ≤ 1 and 0 ≤ y ≤ 1, but y ≠ x, ie first and second target differ in their composition and (x + y) / 2 ≤ 0.85, so that continue to produce layers with a Si concentration of ≥ 15 at%. In the process, both targets can then be operated according to the co-sputter methodology described above. This allows to vary the Si concentration during the coating, ie to realize a Si concentration curve. Table 1 coating Flank wear (μm) Corner wear (μm) benchmark 53.7 80.6 TiAlN + TiSiN Ti / Si = 90/10 45.5 61.7 TiAlN + TiSiN Ti / Si = 70/30 33.1 49.6

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  • DIN 1.2344 [0018] DIN 1.2344 [0018]

Claims (6)

Werkstück mit Beschichtung welche Beschichtung zumindest eine TixSi1-xN Schicht umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass x ≤ 0.85 und die TixSi1-xN Schicht Nanokristalle enthält und die enthaltenen Nanokristalle eine durchschnittliche Korngrösse von nicht mehr als 15 nm besitzen wobei x die in at% ausgedrückte Konzentration von Ti, wenn nur die metallischen Elemente in Betracht gezogen werden.Workpiece with coating which coating comprises at least one Ti x Si 1-x N layer, characterized in that x ≤ 0.85 and the Ti x Si 1-x N layer contains nanocrystals and the nanocrystals contained have an average grain size of not more than 15 nm where x is the concentration of Ti expressed in at% when only the metallic elements are taken into consideration. Werkstück nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der TixSi1-xN Schicht und dem Substratkörper des Werkstücks eine Zwischenschicht mit TiAlN vorgesehen istWorkpiece according to claim 1, characterized in that between the Ti x Si 1-x N layer and the substrate body of the workpiece, an intermediate layer is provided with TiAlN Werkstück nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Zwischenschicht und der TixSi1-xN Schicht eine Übergangsschicht vorgesehen ist, welche sowohl TiAlN als auch TixSi1-xN enthält.Workpiece according to claim 2, characterized in that between the intermediate layer and the Ti x Si 1-x N layer, a transition layer is provided which contains both TiAlN and Ti x Si 1-x N. Werkstücks nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergangsschicht eine Gradientenschicht ist, deren Siliziumanteil mit zunehmendem Abstand von der Substratoberfläche zunimmt.Workpiece according to claim 3, characterized in that the transition layer is a gradient layer whose silicon content increases with increasing distance from the substrate surface. Verfahren zur Herstellung einer Schicht nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass für die Herstellung ein Sputterverfahren eingesetzt wird bei dem es auf der Targetoberfläche des Sputtertargets zu Stromdichten von grösser 0.2 A/cm2 kommt und das Target ein TixSi1-xN-Target ist, wobei x ≤ 0.85.Process for producing a layer according to one of Claims 1 to 3, characterized in that a sputtering process is used for the production in which current densities of greater than 0.2 A / cm 2 are obtained on the target surface of the sputtering target and the target is a TixSi1-xN target where x ≤ 0.85. Verfahren zur Herstellung einer Schicht nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergangsschicht mittels Co-Sputtern hergestellt wird.Method for producing a layer according to Claim 3, characterized in that the transition layer is produced by means of co-sputtering.
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