DE112016004255T5

DE112016004255T5 - Harte Beschichtung für ein Schneidwerkzeug

Info

Publication number: DE112016004255T5
Application number: DE112016004255.8T
Authority: DE
Inventors: Je-Hun Park; Beom-Sik KIM; Seung-Su Ahn; Kyoung-Il Kim; Dong-Youl Lee; Sun-Yong Ahn; Young-Heum Kim
Original assignee: Korloy Inc
Current assignee: Korloy Inc
Priority date: 2015-09-18
Filing date: 2016-08-29
Publication date: 2018-06-14
Also published as: US20180245201A1; CN108026629B; WO2017047949A1; US10738376B2; KR101753104B1; CN108026629A; KR20170034013A

Abstract

Eine harte Beschichtung nach der vorliegenden Erfindung wird auf der Oberfläche eines Basismaterials für ein Schneidwerkzeug durch ein PVD-Verfahren gebildet, und die harte Beschichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie eine dünne Filmschicht aufweist, die eine Gesamtdicke von 0,5 bis 10 µm aufweist und die eine Gesamtzusammensetzung aus einem ATiMeN aufweist (0,2 < a ≤ 0,6; 0 < b ≤ 0,15), wobei das Me ein Nitridbestandteil mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten von mehr als 2,7 × 10/°C und weniger als 9,35 × 10/°C ist, wobei die dünne Filmschicht eine Struktur aufweist, bei der eine Struktur aus mehreren Nanoschichten von dünnen Schichten A, B und C, wobei die dünne Schicht B zwischen der dünnen Schicht A und der dünnen Schicht C angeordnet ist, mindestens einmal wiederholt laminiert worden ist, wobei die dünne Filmschicht die Beziehung kA > kB > kC erfüllt, wobei kA der Wärmeausdehnungskoeffizient der dünnen Schicht A ist, kB der Wärmeausdehnungskoeffizient der dünnen Schicht B ist und kC der Wärmeausdehnungskoeffizient der dünnen Schicht C ist, wobei die dünne Schicht A eine Zusammensetzung aus einem TiAlN (0,3 ≤ a < 0,7) aufweist, die dünne Schicht B eine Zusammensetzung aus einem TiAlMeN (0,3 ≤ y < 0,7; 0,01 ≤ z < 0,5) und die dünne Schicht C eine Zusammensetzung aus einem AlTiN (0,3 ≤ x < 0,7) aufweist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine harte Beschichtung für Schneidwerkzeuge und insbesondere betrifft sie eine harte Beschichtung, die eine AlTiMeN-Schicht aufweist, die eine Nano-Multischichtstruktur bildet, die das Auftreten eines thermischen Risses mildern kann, obwohl während eines Schneidprozess eine Phasenzersetzung auftritt; und sie kann dadurch geeignet für ein unterbrochenes Schneiden mit einer mittleren bis niedrigen Geschwindigkeit verwendet werden.
Stand der Technik
Um ein Schneidwerkzeugmaterial mit einer hohen Härte zu entwickeln, wurden seit den späten 1980ern verschiedene mehrschichtige Filmsysteme auf der Basis von TiN vorgeschlagen.
Wenn zum Beispiel ein mehrschichtiger Film durch ein abwechselndes und wiederholtes Laminieren von TiN oder VN mit einer Dicke von mehreren Nanometern gebildet wird, wird trotz der Unterschiede in den Gitterkonstanten der einzelnen Schichten eine passende Grenzfläche zwischen den zu bildenden Schichten gebildet, um ein sogenanntes Übergitter, das eine Gitterkonstante aufweist, zu bilden, und somit kann eine hohe Härte von mindestens dem Zweifachen der allgemeinen Härte jedes einzelnen Films erreicht werden. Eine Vielzahl von Versuchen wurde unternommen, um dieses Phänomen auf einen dünnen Film für ein Schneidwerkzeug anzuwenden.
Verstärkungsmechanismen, die für eine solche Beschichtung mit Übergittern verwendet werden, umfassen das Koehlersche Modell, die Hall-Petch-Beziehung, das Kohärenzdehnungsmodell und dergleichen, und diese Verstärkungsmechanismen erhöhen die Härte durch ein Steuern der Unterschiede der Gitterkonstanten und der Elastizitätsmoduli der Materialien A und B und der Laminierungsperiode, wenn die Materialien A und B abwechselnd abgeschieden werden.
Kürzlich wurden zum Beispiel, wie in dem Patentdokument 1 (koreanische Offenlegungsschrift mit der Nr. 2013-0123238) offenbart ist, harte Beschichtungen für ein Schneidwerkzeug vorgeschlagen, das mit verschiedenen Nano-Multischichtstrukturen versehen ist, bei denen Nitride mit verschiedenen Zusammensetzungen wie zum Beispiel AlTiN, TiAlN AlTiMeN (wobei Me ein Metallelement ist) abwechselnd laminiert werden, um eine bemerkenswert verbesserte physikalische Eigenschaft im Vergleich zu einem einzelnen Film zu erzielen.
Dünne Filme mit Nitriden wie zum Beispiel AlTiN, TiAlN oder AlTiMeN weisen jedoch dahingehend Einschränkungen auf, dass aufgrund einer hohen Temperatur und eines hohen Drucks während eines Schneidprozesses eine Phasenzersetzung in AlN, TiN oder MeN auftritt, und da der Unterschied in den Wärmeausdehnungskoeffizienten der phasenzersetztem AIN, TiN oder dergleichen übermäßig groß ist, tritt leicht ein thermischer Riss in einem Anfangsstadium während eines Schneidprozesses wie zum Beispiel bei einer unterbrochenen Fräsbearbeitung mit einer mittleren bis niedrigen Geschwindigkeit auf, und es verringert dadurch die Werkzeugstandzeit.
Offenbarung der Erfindung
Technische Aufgabe
Die vorliegende Erfindung wird bereitgestellt, um die oben genannten Beschränkungen des Standes der Technik zu lösen, und die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine harte Beschichtung für Schneidwerkzeuge bereitzustellen, die eine Nitridschicht aus zum Beispiel AlTiN, TiAlN oder AlTiMeN aufweist und die eine Beschränkung der Verkürzung der Werkzeugstandzeit durch einen thermischen Riss löst.
Technische Lösung
Als ein Mittel zum Lösen der oben erwähnten Beschränkung stellt die vorliegende Erfindung eine harte Beschichtung bereit, die auf der Oberfläche eines Basismaterials für ein Schneidwerkzeug durch ein PVD-Verfahren gebildet wird, und die harte Beschichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie eine dünne Filmschicht enthält, die eine Gesamtdicke von 0,5 bis 10 µm und eine Gesamtzusammensetzung aus A_1-a-bTi_aMe_bN (0,2 < a ≤ 0,6; 0 < b ≤ 0,15) aufweist, wobei das Me ein Nitridbestandteil mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten von mehr als 2,7 × 10^-6/°C und weniger als 9,35 × 10^-6/°C ist, wobei die dünne Filmschicht eine Struktur aufweist, in der eine Nano-Mehrschichtstruktur aus dünnen Schichten A, B und C, wobei die dünne Schicht B zwischen der dünnen Schicht A und der dünnen Schicht C angeordnet ist, mindestens einmal wiederholt laminiert wird, wobei die dünne Filmschicht die Beziehung kA > kB > kC erfüllt, wobei kA der Wärmeausdehnungskoeffizient der dünnen Schicht A ist, kB der Wärmeausdehnungskoeffizient der dünnen Schicht B ist und kC der Wärmeausdehnungskoeffizient der dünnen Schicht C ist, wobei die dünne Schicht A eine Zusammensetzung aus Ti_1-aAl_aN (0,3 ≤ a < 0,7) aufweist und die dünne Schicht B eine Zusammensetzung aus Ti_1-y-zAl_yMe_zN (0,3 ≤ y < 0,7; 0,01 ≤ z < 0,5) aufweist und die dünne Schicht C eine Zusammensetzung aus Al_1-xTi_xN (0,3 ≤ x < 0,7) aufweist.
Hier können die Wärmeausdehnungskoeffizienten der dünnen Schicht A, der dünnen Schicht B und der dünnen Schicht C die Werte von den jeweiligen inhärenten thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Nitriden einzelner Elemente mit den jeweiligen Verhältnissen der Zusammensetzung sein.
Zusätzlich kann das Me ein oder mehrere Elemente enthalten, die aus Si und den Elementen der Gruppen 4a, 5a und 6a ausgewählt worden sind.
Zusätzlich kann das Me ein oder mehrere Elemente enthalten, die aus Si, Zr, Hf, V, Ta und Cr ausgewählt worden sind.
Zusätzlich kann der Unterschied in den Wärmeausdehnungskoeffizienten der Me-Nitride und den Wärmeausdehnungskoeffizienten von AlN und TiN mindestens 1,0 × 10^-6/°C betragen.
Vorteilhafte Wirkungen
Eine Nitridschicht aus AlTiMeN, die in einer harten Beschichtung gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten ist, wird in einer mehrschichtigen Nanostruktur gebildet, und eine dünne Schicht A, eine dünne Schicht B und eine dünne Schicht C, die die mehrschichtige Nanostruktur bilden, sind so ausgebildet, dass die dünne Schicht B zwischen der dünnen Schicht A und der dünnen Schicht C angeordnet ist, und die Wärmeausdehnungskoeffizienten der dünnen Schicht B erfüllen die Beziehung kA > kB > KC zwischen den Wärmeausdehnungskoeffizienten der dünnen Schichten. Obwohl eine Phasenzersetzung während eines Schneidprozesses auftritt, kann somit das Auftreten von thermischen Rissen deutlich verringert werden, und es kann somit die Werkzeugstandzeit während eines Schneidprozesses wie zum Beispiel einer unterbrochenen Fräsbearbeitung mit einer mittleren bis niedrigen Geschwindigkeit bedeutend verlängert werden.
Figurenliste

Die 1 ist eine Darstellung zum Veranschaulichen einer Nanostruktur nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung
Die 2 ist eine Darstellung zum Veranschaulichen einer Nanostruktur nach einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.

Ausführliche Beschreibung
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung detaillierter auf der Grundlage eines beispielhaften bevorzugten Beispiels der vorliegenden Erfindung beschrieben, aber die vorliegende Erfindung soll nicht auf die folgenden Beispiele beschränkt sein.
Um die Begrenzung von thermischen Rissen aufgrund einer Phasenzersetzung während eines Schneidprozesses in einer harten Beschichtung für Schneidwerkzeuge, die Schichten aus TiAlN, AlTiN, AlTiMeN und dergleichen enthält, zu lösen, haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung intensiv Untersuchungen durchgeführt. Als ein Ergebnis fanden die Erfinder der vorliegenden Erfindung, dass, wie in der 1 dargestellt ist, eine dünne Schicht, die eine Gesamtzusammensetzung aus Al_1-a-bTi_aMe_bN (0,2 < a ≤ 0,6; 0 < b ≤ 0,15) aufweist, aus einer Nano-Mehrschichtstruktur gebildet wird, die durch ein abwechselndes und wiederholtes Laminieren einer Struktur gebildet wird, in der eine Schicht aus AlTiMeN die Schicht ist, die zwischen einer dünnen Schicht aus AlTiN und einer dünnen Schicht aus TiAlN angeordnet ist, und wenn ein Nitrid, das einen Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen denen von AlTiMeN und AlTiN aufweist, für die Schicht aus AlEiMeN verwendet wird, wird das Auftreten von thermischen Rissen aufgrund einer Phasenzersetzung während eines Schneidvorgangs deutlich verringert, und es kann die Standzeit des Werkzeugs verlängert werden. Somit gelangten die Erfinder der vorliegenden Erfindung zu der vorliegenden Erfindung.
Eine harte Beschichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird auf der Oberfläche eines Basismaterials für ein Schneidwerkzeug durch ein PVD-Verfahren gebildet, und die harte Beschichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie eine dünne Filmschicht aufweist, die eine Gesamtdicke von 0,5 bis 10 µm aufweist und dass sie eine Gesamtzusammensetzung aus A_1-a-bTi_aMe_bN (0,2 < a ≤ 0,6; 0 < b ≤ 0,15) aufweist, wobei das Me ein Nitridbestandteil mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten von mehr als 2,7 × 10^-6/°C und weniger als 9,35 × 10^-6/°C ist, wobei die dünne Filmschicht eine Struktur aufweist, in der eine Nano-Mehrschichtstruktur aus dünnen Schichten A, B und C, wobei die dünne Schicht B zwischen der dünnen Schicht A und der dünnen Schicht C angeordnet ist, mindestens einmal wiederholt laminiert worden ist, wobei die dünne Filmschicht die Beziehung von kA > kB > kC erfüllt, wobei kA der Wärmeausdehnungskoeffizient der dünnen Schicht A ist, kB der Wärmeausdehnungskoeffizient der dünnen Schicht B ist und kC der Wärmeausdehnungskoeffizient der dünnen Schicht C ist, wobei die dünne Schicht A eine Zusammensetzung aus Ti_1-aAl_aN (0,3 ≤ a < 0,7) aufweist, die dünne Schicht B eine Zusammensetzung aus Ti_1-y-zAl_yMe_zN (0,3 ≤ y < 0,7; 0,01 ≤ z < 0,5) aufweist und die dünne Schicht C eine Zusammensetzung aus Al_1-xTi_xN (0,3 ≤ x < 0,7) aufweist.
Wenn die Dicke der harten Beschichtung nach der vorliegenden Erfindung 0,5 µm oder weniger beträgt, ist es schwierig, eine Eigenschaft zu zeigen, die einer dünnen Schicht inhärent ist, und wenn die Dicke größer als 10 µm ist, beträgt die Dicke bevorzugt 0,5 bis 10 µm, unter Berücksichtigung der Tatsache, dass die Druckspannung, die sich in der dünnen Schicht angesammelt, proportional zu der Dicke der dünnen Schicht und einer Zeitperiode aufgrund der Herstellungseigenschaften der dünnen Schicht ist, die durch das PVD-Verfahren gebildet worden ist.
Außerdem beträgt der Me-Gehalt (b) bevorzugt 0,15 oder weniger, da es schwierig ist, den Unterschied in dem Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen dem AlTiN und dem TiAlN abzuschwächen, wenn das Me nicht hinzugefügt wird, und wenn der Me-Gehalt (b) größer als 0,15 ist, verschlechtert sich die Verschleißfestigkeit des dünnen Films, da die Härte von dem MeN selbst niedriger als die von dem TiN unter den aufgrund einer hohen Temperatur phasenzerlegten Nitriden ist, die während eines Schneidprozesses erzeugt wird.
In der dünnen Schicht A liegt der Al-Gehalt (a) bevorzugt in einem Bereich von 0,3 bis 0,7, da, wenn der Al-Gehalt (a) weniger als 0,3 beträgt, das Al, das einen kleineren Atomradius als das Ti aufweist, ersetzt wird und die lösliche Menge an dem Al verringert wird, wodurch die Härte und die Verschleißfestigkeit des dünnen Films verschlechtert werden, wodurch die Bildung von TiO₂-Oxid in einer Hochtemperaturatmosphäre während eines Schneidprozesses leicht wird und wodurch die Ti-Elemente innerhalb des dünnen Films nach außen diffundieren und sich somit die Hochtemperaturhärte aufgrund der Erschöpfung der Ti-Elemente verschlechtern kann. Wenn der Al-Gehalt (a) größer als 0,7 ist, nimmt die Sprödigkeit aufgrund der Bildung einer Phase der hexagonalen B4-Struktur zu, wodurch die Verschleißfestigkeit verschlechtert wird und die Standzeit verkürzt werden kann.
In der dünnen Schicht B liegt der Al-Gehalt (y) bevorzugt in einem Bereich von 0,3 bis 0,7, da, wenn der Al-Gehalt (a) weniger als 0,3 beträgt, das Al, das einen kleineren Atomradius als das Ti hat, ersetzt wird und die lösliche Menge an dem Al verringert wird, wodurch die Härte und die Verschleißfestigkeit des dünnen Films verschlechtert werden, wodurch die Bildung von TiO₂-Oxid in einer Hochtemperaturatmosphäre während eines Schneidprozesses leicht wird und wodurch die Ti-Elemente innerhalb des dünnen Films nach außen diffundieren und sich somit die Hochtemperaturhärte aufgrund der Erschöpfung der Ti-Elemente verschlechtern kann. Wenn der Al-Gehalt (a) größer als 0,7 ist, nimmt die Sprödigkeit aufgrund der Bildung einer Phase der hexagonalen B4-Struktur zu, wodurch die Verschleißfestigkeit verschlechtert wird und die Standzeit verkürzt werden kann.
Außerdem beträgt der Me-Gehalt (z) bevorzugt 0,01 bis 0,5, da, wenn der Me-Gehalt (z) weniger als 0,01 beträgt, die Wirkung des Kornfeinens und die Wirkung der Härteerhöhung aufgrund der Verstärkungswirkung der Infiltrations oder der Substitutionslösung nicht zufriedenstellend sind; und ein Vorteil der Abschwächung des Unterschieds in dem Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen den phasenzersetzten AlN und TIN ist, wegen des Gehalts an phasenzersetzten MeN-Nitriden aufgrund einer hohen Temperatur, die während eines Schneidprozesses erzeugt wird, unbefriedigend; und wenn der Me-Gehalt (z) größer als 0,5 als der Gehalt von dem MeN ist, der eine geringere Eigenhärte als das TiN aufweist, ist unter den phasenzersetzten Nitriden durch eine hohe Temperatur eine Tendenz zur Abnahme der Verschleißbeständigkeit zu verzeichnen.

Die folgende Tabelle 1 zeigt die Wärmeausdehnungskoeffizienten der Nitride für jedes Metallelement. [Tabelle 1]

Klassifikation	Wärmeausdehnungskoeffizient (x 10^-6/°C)	Härte (GPa)
AlN	2,7	12
TiN	9,35	23
ZrN	7,24	27
HfN	6,9	16,3
VN	8,7	14,2
NbN	10,1	13,3
TaN	8	21
CrN	3,5	22
Si₃N₄	3,2	17

Die Werte der Wärmeausdehnungskoeffizienten in der obigen Tabelle 1 sind aus dem „Handbuch über feuerfeste Carbide und Nitride (von Hugh O, Pierson)“ entnommen.
Außerdem ist das Me bevorzugt ein Nitrid bildendes Element, so dass, wenn das Me dem AlTiN hinzugefügt wird, die Wärmeausdehnungskoeffizienten davon bevorzugt zwischen 2,7 × 10^-6/°C und 9,35×10^-6/°C liegen, die die Wärmeausdehnungskoeffizienten von dem AlN und dem TiN sind, wie oben in der Tabelle 1 gezeigt ist.
Außerdem ist das Me bevorzugt ein Nitrid bildendes Element, das einen Unterschied in dem Wärmeausdehnungskoeffizienten von mindestens 1,0 × 10^-6/°C mit dem Wärmeausdehnungskoeffizienten von dem AlTiN oder dem TiAlN aufweist. Da jedoch die Mikrostruktur der Nitride, die gebildet werden, wenn das Me hinzugefügt wird, verfeinert ist und die physikalischen Eigenschaften eines dünnen Films verbessert werden können, ist es wünschenswert, dass das Me unter Berücksichtigung des Wärmeausdehnungskoeffizienten, wenn das Me hinzugefügt wird, und des Grades zur Verbesserung der Eigenschaften des dünnen Films aufgrund des Hinzufügens von dem Me ausgewählt wird.
Zum Beispiel kann das Me ein Element oder mehrere Elemente umfassen, die aus Si und den Elementen der Gruppen 4a, 5a und 6a ausgewählt worden sind. Besonders bevorzugt kann das Me ein Element oder mehrere Elemente umfassen, die aus Si, Zr, Hf, V, Ta und Cr ausgewählt worden sind.
[Beispiel]
Wenn bei der vorliegenden Erfindung eine abwechselnde sich wiederholende Laminierung durchgeführt wurde, wie in den 1 und 2 dargestellt ist, bei der Si, Zr, Hf, V, Ta, Cr oder Si hinzugefügt wurde, oder bei der V und Si gleichzeitig als das Me-Element hinzugefügt wurden, das in einem dünnen Film aus AlTiMeN enthalten ist, wurde eine harte Beschichtung hergestellt, die eine laminierte Nanostruktur aufweist, in der die dünne Schicht C zwischen der dünnen Schicht A und der dünnen Schicht B angeordnet ist, und für den Vergleich mit diesen Beispielen wurden harte Beschichtungen, die eine Laminatstruktur wie den in nachstehenden Tabellen aufweisen, nach den entsprechenden Vergleichsbeispielen hergestellt.
An diesem Punkt wurde das Substrat, auf dem eine harte Beschichtung gebildet wurde, mit einem Hartmetalls WC-10 Gewichtsprozent Co mit einer Modellnummer APMT1604PDSR-MM gebildet.
Zusätzlich wurde jede der Nano-Mehrfachschichten, die die harte Beschichtung bilden, durch ein Lichtbogen-Ionenplattierungsverfahren gebildet, bei dem es sich um eine physikalische Dampfabscheidung (PVD) handelte, so dass eine harte Beschichtung mit Querschnittsstrukturen, die in den 1 und 2 dargestellt sind, erhalten worden sind.
Insbesondere wurde in den Beispielen der vorliegenden Erfindung eine Lichtbogenionenplattierung an einem aus WC-10 Gewichtsprozent Co gebildeten Hartmetallsubstrat mit einem Lichtbogenziel aus AlTi, TiAl und AlTiMe durchgeführt, und zu diesem Zeitpunkt betrug der anfängliche Vakuumdruck 8,5 × 10^-5 Torr oder weniger und N₂ wurde als ein Reaktionsgas injiziert. Zusätzlich wurde ein Verfahren verwendet, bei dem der Reaktionsgasdruck auf 50 mTorr oder weniger eingestellt wurde, bei dem die Beschichtungstemperatur auf 400 bis 500 °C eingestellt wurde und bei dem die Substratvorspannung von -20 V bis -150 V während des Beschichtens angelegt wurde. Die Beschichtungsbedingungen können abweichend von den Beispielen der vorliegenden Erfindung den Eigenschaften und Bedingungen der verwendeten Ausrüstung entsprechend eingestellt werden.
Eine mehrschichtige Struktur aus dünnen Schichten, bei der harte Beschichtungen laminierter Nanostrukturen sequenziell in der Reihenfolge TiAlN-AlTiMeN-AlTiN (ein Beispiel), TiAlN-AlTiMeN-AlTiN-AlTiMeN (ein Beispiel), TiAlN-AlTiN (ein Vergleichsbeispiel), TiAlN-AlTiN-TiAlN-AlTiMeN (ein Vergleichsbeispiel) wurde durch das oben genannte Beschichtungsverfahren aufgetragen.
Eine harte Beschichtung gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung wurde durch ein Laminieren jeder Einheitsschicht der obigen Nano-Mehrfachschichten vervollständigt. Sie wurden 13- bis 20-mal mit einer Dicke von 15 bis 20 nm auf eine solche Weise laminiert, dass die Dicke des harten Beschichtungsfilms in einen Bereich von 2,7 bis 3,4 µm fiel.

Wenn es nötig ist, können jedoch dünne Filme mit verschiedenen Formen auf der harten Beschichtung gebildet werden, die gemäß dem Beispiel der vorliegenden Erfindung gebildet worden sind. Zusätzlich verwendet die harte Beschichtung gemäß dem Beispiel der vorliegenden Erfindung das physikalische Dampfabscheidungsverfahren (PVD) und sie kann eine maximale Dicke des dünnen Films von ungefähr 10 µm aufweisen. [Tabelle 2]

Zr enthaltende A-B-C dreischichtige sich wiederholende Laminierungsstrukturen
Teilung	Lammierungsstruktur	Me: Zr
		Zusammensetzung (in %)				Wärmeausdehnungskoeffizient (x 10^-6/°C)
		Al	Ti	Zr	N	Wärmeausdehnungskoeffizient (x 10^-6/°C)
Beispiel 1-1	A	50	50	0		6,025
	B	50	40	10		5,814
	C	67	33	0		4,8945
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	55,7	41	3,3
	analysierter Wert	29,6	23,6	1,8	45
Beispiel 1-2	A	50	50	0		6,025
	B	50	25	25		5,4975
	C	67	33	0		4,8945
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	55,7	41	8,3
	analysierter Wert	32,6	20,6	4,3	42.5
Beispiel 1-3	A	50	50	0		6,025
	B	50	10	40		5,181
	C	67	33	0		4,8945
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	55,7	31	13,3
	analysierter Wert	30,6	18,1	7,3	44
Vergleichsbeispiel 1-6	A	50	50	0		6,025
	B	50	0	50		4,97
	C	67	33	0		4,8945
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	55,7	27,7	16,7
	analysierter Wert	30,7	15,6	9,5	44,2

[Tabelle 3]

Zr enthaltende A-B-C-B vierschichtige sich wiederholende Laminierungsstrukturen
Teilung	Lammierungsstruktur	Me: Zr
		Zusammensetzung (in %)				Wärmeausdehnungskoeffizient (x 10^-6/°C)
		Al	Ti	Zr	N	Wärmeausdehnungskoeffizient (x 10^-6/°C)
Beispiel 1-5	A	50	50	0		6,025
	B	50	40	10		5,814
	C	67	33	0		4,8945
	B	50	40	10		5,814
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	54,25	40,75	5
	analysierter Wert	29,8	22,6	2,8	44,8
Beispiel 1-6	A	50	50	0		6,025
	B	50	25	25		5,814
	C	67	33	0		4,8945
	B	50	25	25		5,4975
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	54,25	33,25	12,5
	analysierter Wert	30,2	18,8	6,9	44,1
Vergleichsbeispiel 1-7	A	50	50	0		6,025
	B	50	40	10		5,181
	C	67	33	0		4,8945
	B	50	10	40		5,181
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	54,25	25,75	20
	analysierter Wert	28,8	15,2	11	45
Vergleichsbeispiel 1-8	A	50	50	0		6,025
	B	50	0	50		4,97
	C	67	33	0		4,8945
	B	50	0	50		4,97
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	54,25	20,75	25
	analysierter Wert	29,8	12,4	13,7	44,1

[Tabelle 4]

Zr enthaltende andere Laminierungsstrukturen
Teilung	Lammierungsstruktur	Me: Zr
		Zusammensetzung (in %)				Wärmeausdehnungskoeffizient (x 10^-6/°C)
		Al	Ti	Zr	N	Wärmeausdehnungskoeffizient (x 10^-6/°C)
Beispiel 1-1	A	50	50	0		6,025
	C	67	33	0		4,8945
	A	50	50	0		6,025
	B	50	40	10		5,814
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	54,25	43,25	2,5
Beispiel 1-2	analysierter Wert	30,8	24,8	1,4	43
	A	50	50	0		6,025
	C	67	33	0		4,8945
	A	50	50	0		6,025
	B	50	25	25		5,4975
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	54,25	39,5	6,25
Beispiel 1-3	analysierter Wert	29,6	21,8	3,6	45
	A	50	50	0		6,025
	C	67	33	0		4,8945
	A	50	50	0		6,025
	B	50	10	40		5,181
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	54,25	35,75	10
Vergleichsbeispiel 1-4	analysierter Wert	30,1	20,2	6,5	43,2
	A	50	50	0		6,025
	C	67	33	0		4,8945
	A	50	50	0		6,025
	B	50	0	50		4,97
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	54,25	33,25	12,5
	analysierter Wert	29,8	18,3	7,8	44,1

[Tabelle 5]

Vergleichsbeispiel, das kein AlTiMeN enthält
Teilung	Laminierungsstruktur	Me: kein
		Zusammensetzung (in %)				Wärmeausdehnungskoeffizient (x 10^-6/°C)
		Al	Ti	Zr	N	Wärmeausdehnungskoeffizient (x 10^-6/°C)
Vergleichsbeispiel 5 (allgemein)	A	50	50	0		6,025
	C	67	33	0		4,8945
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	58,5	41,5	0
	analysierter Wert	32,7	24,8	0	42,5

[Tabelle 6]

Hf enthaltende A-B-C dreischichtige sich wiederholende Laminierungsstrukturen
Teilung	Lammierungsstruktur	Me: Hf
		Zusammensetzung (in %)				Wärmeausdehnungskoeffizient (x 10^-6/°C)
		Al	Ti	Hf	N
Beispiel 2-1	A	50	50	0		6,025
	B	50	40	10		5,78
	C	67	33	0		4,8945
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	55,7	41	3,3
	analysierter Wert	32,6	22,8	2,3	42,3
Beispiel 2-2	A	50	50	0		6,025
	B	50	25	25		5,78
	C	67	33	0		4,8945
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	55,7	36	8,3
	analysierter Wert	30,6	19,8	4,8	44,8
Beispiel 2-3	A	50	50	0		6,025
	B	50	10	40		5,78
	C	67	33	0		4,8945
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	55,7	31	13,3
	analysierter Wert	30,6	18,1	8	43,3
Beispiel 2-4	A	50	50	0		6,025
	B	50	0	50		5,78
	C	67	33	0		4,8945
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	55,7	27,7	16,7
	analysierter Wert	31	15,7	9,2	44,1

[Tabelle 7]

Hf enthaltende A-B-C-B vierschichtige sich wiederholende Laminierungsstrukturen
Teilung	Lammierungsstruktur	Me: Hf
		Zusammensetzung (in %)				Wärmeausdehnungskoeffizient (x 10^-6/°C)
		Al	Ti	Hf	N	Wärmeausdehnungskoeffizient (x 10^-6/°C)
Beispiel 2-5	A	50	50	0		6,025
	B	50	40	10		5,78
	C	67	33	0		4,8945
	B	50	40	10		5,78
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	54,25	40,75	5
	analysierter Wert	30,5	22,6	2,8	44,1
Beispiel 2-6	A	50	50	0		6,025
	B	50	25	25		5,78
	C	67	33	0		4,8945
	B	50	25	25		5,78
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	54,25	33,25	12,5
	analysierter Wert	28,8	19,3	6,9	45
Vergleichsbeispiel 2-7	A	50	50	0		6,025
	B	50	10	40		5,78
	C	67	33	0		4,8945
	B	50	10	40		5,78
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	54,25	25,75	20
	analysierter Wert	29,8	14,2	11,1	44,9
Vergleichsbeispiel 2-8	A	50	50	0		6,025
	B	50	0	50		5,78
	C	67	33	0		4,8945
	B	50	0	50		5.78
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	54,25	20,75	25
	analysierter Wert	28,8	12,4	13,8	45

[Tabelle 8]

Hf enthaltende andere Laminierungsstrukturen
Teilung	Lammierungsstruktur	Me: Hf
		Zusammensetzung (in %)				Wärmeausdehnungskoeffizient (x 10^-6/°C)
		Al	Ti	Hf	N	Wärmeausdehnungskoeffizient (x 10^-6/°C)
Vergleichsbeispiel 2-1	A	50	50	0		6,025
	C	67	33	0		4,8945
	A	50	50	0		6,025
	B	50	40	10		5,78
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	54,25	39,5	6,25
	analysierter Wert	30	22,1	5,4	42,5
Vergleichsbeispiel 2-2	A	50	50	0		6,025
	C	67	33	0		4,8945
	A	50	50	0		6,025
	B	50	25	25		5,4125
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	54,25	39,5	6,25
	analysierter Wert	30	22,1	5,4	42,5
Vergleichsbeispiel 2-3	A	50	50	0		6,025
	C	67	33	0		4,8945
	A	50	50	0		6,025
	B	50	10	40		5,045
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	54,25	35,75	10
	analysierter Wert	29,8	19,5	5,7	45
Vergleichsbeispiel 2-4	A	50	50	0		6,025
	C	67	33	0		4,8945
	A	50	50	0		6,025
	B	50	0	50		4,8
	Theoretisches	54,25	33,25	12,5
	Verhältnis der Zusammensetzung
	analysierter Wert	29,6	18,3	6,9	45,2

[Tabelle 9]

V enthaltende A-B-C dreischichtige sich wiederholende Laminierungsstrukturen
Teilung	Lammierungsstruktur	Me: V
		Zusammensetzung (in %)				Wärmeausdehnungskoeffizient (x 10^-6/°C)
		Al	Ti	V	N	Wärmeausdehnungskoeffizient (x 10^-6/°C)
Beispiel 3-1	A	50	50	0		6,025
	B	50	40	10		5,96
	C	67	33	0		4,8945
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	55,7	41	3,3
	analysierter Wert	30,5	23,6	1,9	44
Beispiel 3-2	A	50	50	0		6,025
	B	50	25	25		5,8625
	C	67	33	0		4,8945
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	55,7	36	8,3
	analysierter Wert	30,6	19,8	4,8	44,8
Beispiel 3-3	A	50	50	0		6,025
	B	50	0	50		5,7
	C	67	33	0		4,8945
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	55,7	27,7	16,7
	analysierter Wert	30,6	16,4	9,2	43,8
Vergleichsbeispiel 3-7	A	50	50	0		6,025
	B	50	0	50		5,7
	C	67	33	0		4,8945
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	55,7	27,7	16,7
	analysierter Wert	30,6	16,4	9,2	43,8
Vergleichsbeispiel 3-8	A	50	50	0		6,025
	B	10	50	40		8,425
	C	67	33	0		4,8945
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	42,3	44,3	13,3
	analysierter Wert	23,3	25,4	7,3	44

[Tabelle 10]

V enthaltende A-B-C-B vierschichtige sich wiederholende Laminierungsstrukturen
Teilung	Lammierungsstruktur	Me: V
		Zusammensetzung (in %)				Wärmeausdehnungskoeffizient (x 10^-6/°C)
		Al	Ti	V	N	Wärmeausdehnungskoeffizient (x 10^-6/°C)
Beispiel 3-4	A	50	50	0		6,025
	B	50	40	10		5,96
	C	67	33	0		4,8945
	B	50	40	10		5,96
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	54,25	40,75	5
	analysierter Wert	29,8	22,3	2.9	44,9
Beispiel 3-5	A	50	50	0		6,025
	B	50	25	25		5,8625
	C	67	33	0		4,8945
	B	50	25	25		5,8625
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	54,25	33,25	12,5
	analysierter Wert	30	18,5	6,9	44,6
Vergleichsbeispiel 3-11	A	50	50	0		6,025
	B	50	10	40		5,8625
	C	67	33	0		4,8945
	B	50	10	40		5,8625
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	54,25	25,75	20
	analysierter Wert	29,8	14,2	12,3	43,7
Vergleichsbeispiel 3-12	A	50	50	0		6,025
	B	50	0	50		5,7
	C	67	33	0		4,8945
	B	50	0	50		5,7
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	54,25	20,75	25
	analysierter Wert	28,1	13,2	13,8	44,9
Vergleichsbeispiel 3-13	A	50	50	0		6,025
	B	10	50	40		8,425
	C	67	33	0		4,8945
	B	10	50	40		8,425
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	34,25	45,75	20
	analysierter Wert	19	25,2	11	44,8

[Tabelle 11]

V enthaltende andere Laminierungsstrukturen
Teilung	Lammierungsstruktur	Me: V
		Zusammensetzung (in %)				Wärmeausdehnungskoeffizient (x 10^-6/°C)
		Al	Ti	V	N	Wärmeausdehnungskoeffizient (x 10^-6/°C)
Vergleichsbeispiel 3-1	A	50	50	0		6,025
	C	67	33	0		4,8945
	A	50	50	0		6,025
	B	50	40	10		5,96
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	54,25	43,25	2,5
	analysierter Wert	29,8	23,8	1,4	45
Vergleichsbeispiel 3-2	A	50	50	0		6,025
	C	67	33	0		4,8945
	A	50	50	0		6,025
	B	50	25	25		5,8625
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	54,25	39,5	6,25
	analysierter Wert	29,9	21,7	3,4	44,9
Vergleichsbeispiel 3-3	A	50	50	0		6,025
	C	67	33	0		4,8945
	A	50	50	0		6,025
	B	50	10	40		5,765
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	54,25	35,75	10
	analysierter Wert	30,3	20,7	6,5	42,5
Vergleichsbeispiel 3-4	A	50	50	0		6,025
	C	67	33	0		4,8945
	A	50	50	0		6,025
	B	50	0	50		5,7
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	54,25	33,25	12,5
	analysierter Wert	26,8	21,3	8,2	43,7
Vergleichsbeispiel 3-5		50	50	0		6,025
		67	33	0		4,8945
		50	50	0		6,025
		10	50	40		8,425
		44,25	45,75	10
		24,3	25,2	6	44,5

[Tabelle 12]

Nb enthaltende A-B-C dreischichtige sich wiederholende Laminierungsstrukturen
Teilung	Lammierungsstruktur	Me: Nb
		Zusammensetzung (in %)				Wärmeausdehnungskoeffizient (x 10^-6/°C)
		Al	Ti	Nb	N	Wärmeausdehnungskoeffizient (x 10^-6/°C)
Beispiel 4-1	A	50	50	0		6,025
	B	50	40	10		6,1
	C	67	33	0		4,8945
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	55,7	41	3,3
	analysierter Wert	31,1	22,6	1,8	44,5
Beispiel 4-2	A	50	50	0		6,025
	B	50	25	25		6,2125
	C	67	33	0		4,8945
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	55,7	36	8,3
	analysierter Wert	30,6	19,8	4,7	44,9
Beispiel 4-3	A	50	50	0		6,025
	B	50	10	40		6,325
	C	67	33	0		4,8945
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	55,7	31	13,3
	analysierter Wert	30,6	17,1	7,6	44,7
Vergleichsbeispiel 4-4	A	50	50	0		6,025
	B	50	0	50		6,4
	C	67	33	0		4,8945
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	55,7	27,7	16,7
	analysierter Wert	30,1	15,2	9,2	45,5

[Tabelle 13]

Nb enthaltende A-B-C-B vierschichtige sich wiederholende Laminierungsstrukturen
Teilung	Lammierungsstruktur	Me: Nb
		Zusammensetzung (in %)				Wärmeausdehnungskoeffizient (x 10^-6/°C)
		Al	Ti	Nb	N	Wärmeausdehnungskoeffizient (x 10^-6/°C)
Vergleichsbeispiel 4-5	A	50	50	0		6,025
	B	50	40	10		6,1
	C	67	33	0		4,8945
	B	50	40	10		6,1
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	54,25	40,75	5
	analysierter Wert	29,8	22,4	2,8	45

Vergleichsbeispiel 4-5	A	50	50	0		6,025
	B	50	40	10		6,1
	C	67	33	0		4,8945
	B	50	40	10		6,1
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	54,25	40,75	5
	analysierter Wert	29,8	22,4	2,8	45
Vergleichsbeispiel 4-6	A	50	50	0		6,025
	B	50	25	25		6,2125
	C	67	33	0		4,8945
	B	50	25	25		6,2125
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	54,25	33,25	12,5
	analysierter Wert	29,8	20,3	6,9	42,5
Vergleichsbeispiel 4-7	A	50	50	0		6,025
	B	50	10	40		6,325
	C	67	33	0		4,8945
	B	50	10	40		6,325
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	54,25	25.75	20
	analysierter Wert	29,8	15.2	12,5	41,5
Vergleichsbeispiel 4-8	A	50	50	0		6,025
	B	50	0	50		6,4
	C	67	33	0		4,8945
	B	50	0	50		6,4
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	54,25	20,75	25
	analysierter Wert	29,8	11,4	13,8	45

[Tabelle 14]

Ta enthaltende A-B-C dreischichtige sich wiederholende Laminierungsstrukturen
Teilung	Lammierungsstruktur	Me: Ta
		Zusammensetzung (in %)				Wärmeausdehnungskoeffizient (x 10^-6/°C)
		Al	Ti	Ta	N	Wärmeausdehnungskoeffizient (x 10^-6/°C)
Beispiel 5-1	A	50	50	0		6,025
	B	50	40	10		5,89
	C	67	33	0		4,8945
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	55,7	41	3,3
	analysierter Wert	30,4	22.6	1,8	45.2
Beispiel 5-2	A	50	50	0		6,025
	B	50	25	25		5,6875
	C	67	33	0		4,8945
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	55,7	36	8,3
	analysierter Wert	30,6	19,8	4,9	44.7
Beispiel 5-3	A	50	50	0		6,025
	B	50	10	40		5,485
	C	67	33	0		4,8945
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	55,7	31	13,3
	analysierter Wert	30,4	17,1	7,5	45
Vergleichsbeispiel 5-6	A	50	50	0		6,025
	B	50	0	50		5,35
	C	67	33	0		4,8945
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	55,7	27,7	16,7
	analysierter Wert	31,6	15,2	10,2	43

[Tabelle 15]

Ta enthaltende A-B-C-B vierschichtige sich wiederholende Laminierungsstrukturen
Teilung	Lammierungsstruktur	Me: Ta
		Zusammensetzung (in %)				Wärmeausdehnungskoeffizient (x 10^-6/°C)
		Al	Ti	Ta	N	Wärmeausdehnungskoeffizient (x 10^-6/°C)
Beispiel 5-4	A	50	50	0		6,025
	B	50	40	10		5,89
	C	67	33	0		4,8945
	B	50	40	10		5,89
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	54,25	40,75	5
	analysierter Wert	29,7	22,4	2,8	45,1
Beispiel 5-5	A	50	50	0		6,025
	B	50	25	25		5,6875
	C	67	33	0		4,8945
	B	50	25	25		5,6875
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	54,25	33,25	12,5
	analysierter Wert	29,8	18,6	7	44,6
Vergleichsbeispiel 5-7	A	50	50	0		6,025
	B	50	10	40		5,485
	C	67	33	0		4,8945
	B	50	10	40		5,485
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	54,25	25,75	20
	analysierter Wert	29,8	14,2	11,2	44,8
Vergleichsbeispiel 5-8	A	50	50	0		6,025
	B	50	0	50		5,35
	C	67	33	0		4,8945
	B	50	0	50		5,35
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	54,25	20,75	25
	analysierter Wert	29,8	11,4	13,8	45

[Tabelle 16]

Ta enthaltende andere Laminierungsstrukturen
Teilung	Lammierungsstruktur	Me: Ta
		Zusammensetzung (in %)				Wärmeausdehnungskoeffizient (x 10^-6/°C))
		Al	Ti	Ta	N	Wärmeausdehnungskoeffizient (x 10^-6/°C))
Vergleichsbeispiel 5-1	A	50	50	0		6,025
	C	67	33	0		4,8945
	A	50	50	0		6,025
	B	50	40	10		5,89
	Theoretisches	54,25	43,25	2,5
	Verhältnis der Zusammensetzung
	analysierter Wert	29,6	23,8	1,4	45,2
Vergleichsbeispiel 5-2	A	50	50	0		6,025
	C	67	33	0		4,8945
	A	50	50	0		6,025
	B	50	25	25		5,6875
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	54,25	39,5	6,25	0
	analysierter Wert	29,9	22	3,4	44,7
Vergleichsbeispiel 5-3	A	50	50	0		6,025
	C	67	33	0		4,8945
	A	50	50	0		6,025
	B	50	10	40		5,485
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	54.25	35,75	10
	analysierter Wert	29.8	19,7	5,5	45
Vergleichsbeispiel 5-4	A	50	50	0		6,025
	C	67	33	0		4,8945
	A	50	50	0		6,025
	B	50	0	50		5,35
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	54,25	33,25	12,5
	analysierter Wert	29,8	20,3	7,1	42,8

[Tabelle 17]

Cr enthaltende A-B-C dreischichtige sich wiederholende Laminierungsstrukturen
Teilung	Lammierungsstruktur	Me: Cr
		Zusammensetzung (in %)				Wärmeausdehnungskoeffizient (x 10^-6/°C))
		Al	Ti	Cr	N	Wärmeausdehnungskoeffizient (x 10^-6/°C))
Beispiel 6-1	A	50	50	0		6,025
	B	50	40	10		5,44
	C	67	33	0		4,8945
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	55,7	41	3,3
	analysierter Wert	30,8	22,6	1,8	44,8
Beispiel 6-2	A	50	50	0		6,025
	B	40	35	25		5,2275
	C	67	33	0		4,8945
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	52,3	39,3	8,3
	analysierter Wert	29,3	21,6	4,6	44,5
Beispiel 6-3	A	50	50	0		6,025
	B	25	35	40		5,3475
	C	67	33	0		4,8945
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	47,3	39,3	13,3
	analysierter Wert	26	21,6	8,8	43,5
Vergleichsbeispiel 6-1	A	50	50	0		6,025
	B	15	35	50		5,4275
	C	67	33	0		4,8945
	Theoretisches Verhältnis der	44	39,3	16,7
	Zusammensetzung
	analysierter Wert	24,4	21,6	9,2	44,8
Vergleichsbeispiel 6-2	A	50	50	0		6,025
	B	50	25	25		4,5625
	C	67	33	0		4,8945
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	55,7	36	8,3
	analysierter Wert	30,6	19,8	5,6	44

[Tabelle 18]

Cr enthaltende A-B-C-B vierschichtige sich wiederholende Laminierungsstrukturen
Teilung	Lammierungsstruktur	Me: Cr
		Zusammensetzung (in %)				Wärmeausdehnungskoeffizient (x 10^-6/°C))
		Al	Ti	Cr	N	Wärmeausdehnungskoeffizient (x 10^-6/°C))
Beispiel 6-4	A	50	50	0		6,025
	B	50	40	10		5,44
	C	67	33	0		4,8945
	B	50	40	10		5,44
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	54,25	40,75	5
	analysierter Wert	31,4	22,4	2,8	43,4
Beispiel 6-5	A	50	50	0		6,025
	B	40	35	25		5,2275
	C	67	33	0		4,8945
	B	40	35	25		5,2275
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	49,25	38,25	12,5
	analysierter Wert	27,1	21,4	6,5	45
Vergleichsbeispiel 6-3	A	50	50	0		6,025
	B	25	35	40		5,3475
	C	67	33	0		4,8945
	B	25	35	40		5,3475
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	41,75	38,25	20
	analysierter Wert	23	21,7	11,2	44,1
Vergleichsbeispiel 6-4	A	50	50	0		6,025
	B	15	35	50		5,4275
	C	67	33	0		4,8945
	B	15	35	50		5,4275
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	36,75	38,25	25
	analysierter Wert	20,2	21,3	13,8	44,7
Vergleichsbeispiel 6-5	A	50	50	0		6,025
	B	50	25	25		4,5625
	C	67	33	0		4,8945
	B	50	25	25		4,5625
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	54,25	33,25	12,5	0
	analysierter Wert	28,8	21,6	7,1	42,5

[Tabelle 19]

Si enthaltende A-B-C dreischichtige sich wiederholende Laminierungsstrukturen
Teilung	Lammierungsstruktur	Me: Si
		Zusammensetzung (in %)				Wärmeausdehnungskoeffizient (x 10^-6/°C))
		Al	Ti	Si	N	Wärmeausdehnungskoeffizient (x 10^-6/°C))
Beispiel 7-1	A	50	50	0		6,025
	B	50	40	10		5,41
	C	67	33	0		4,8945
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	55,7	41	3,3
	analysierter Wert	30,8	22,6	1,7	45,1
Beispiel 7-2	A	50	50	0		6,025
	B	40	35	25		5,1525
	C	67	33	0		4,8945
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	52,3	39,3	8,3
	analysierter Wert	28,9	22,1	4,1	44,9
Beispiel 7-3	A	50	50	0		6,025
	B	25	35	40		5,2275
	C	67	33	0		4,8945
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	47,3	39,3	13,3
	analysierter Wert	26	23	6,9	44,1

[Tabelle 20]

Si enthaltende A-B-C-B vierschichtige sich wiederholende Laminierungsstrukturen
Teilung	Lammierungsstruktur	Me: Si
		Zusammensetzung (in %)				Wärmeausdehnungskoeffizient (x 10^-6/°C))
		Al	Ti	Si	N	Wärmeausdehnungskoeffizient (x 10^-6/°C))
Beispiel 7-4	A	50	50	0		6,025
	B	50	40	10		5,41
	C	67	33	0		4,8945
	B	50	40	10		5,41
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	54,25	40,75	5
	analysierter Wert	30,9	22,5	2,3	44,3
Beispiel 7-5	A	50	50	0		6,025
	B	40	35	25		5,1525
	C	67	33	0		4,8945
	B	40	35	25		5,1525
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	49,25	38,25	12,5
	analysierter Wert	27,1	21	6,7	45,2
Vergleichsbeispiel 7-1	A	50	50	0		6,025
	B	25	35	40		5,2275
	C	67	33	0		4,8945
	B	25	35	40		5,2275
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	41,75	38,25	20
	analysierter Wert	24,1	21	10,4	44,5

[Tabelle 21]

V und Si enthaltende Laminierungsstrukturen
Teilung	Laminierungsstruktur	Me: V+Si
		Zusammensetzung (in %)					Wärmeausdehnungskoeffizient (x 10^-6/°C))
		Al	Ti	V	Si	N	Wärmeausdehnungskoeffizient (x 10^-6/°C))
Beispiel 8-1	A	50	50	0			6,025
	B	50	40	10	0		5,96
	C	67	33	0	0		4,8945
	D	50	40	0	10		5,41
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	54,3	40,8	2,5	2,5
	analysierter Wert	29,8	22,4	1,4	1.4	45.0
Beispiel 8-2	A	50	50	0			6,025
	B	50	35	10	5		5,6525
	C	67	33	0	0		4,8945
	Theoretisches Verhältnis der Zusammensetzung	55,7	39,3	3,3	1,7
	analysierter Wert	30,4	21,6	1,8	1,0	45,1

Testergebnisse des Schneidvermögens
In Bezug auf die harten Beschichtungen, die wie oben beschrieben gebildet worden sind, wurden ein Test der Wärmebeständigkeit gegenüber Rissen, ein Test der Verschleißfestigkeit und ein Test der Stoßfestigkeit beim Fräsen durchgeführt und das Schneidvermögen wurde bewertet.
Zu diesem Zeitpunkt war die verwendete I/S-Modellnummer APMT1604PDSR-MM und die Modellnummer des verwendeten Schneiders war AMC3063HS.

(1) Bewertungsbedingungen der Hitzebeständigkeit
- - zu schneidendes Werkstück: STS316 (100×200×300)
- - Schneidgeschwindigkeit: 120 m/min
- - Vorschub pro Zahn: 0,25 mm/Zahn
- - Schnitttiefe: 10 mm
- - radiale Schnitttiefe: 5 mm
- - Trockenart wird angewendet und die Zustände der Werkzeugnasen werden chargenweise nach der Bearbeitung von 780 cm verglichen.
(2) Bewertungsbedingungen für die Verschleißfestigkeit der Fräse
- - Zu schneidendes Werkstück: SCM440 (100×200×300)
- - Schneidgeschwindigkeit: 250 m/min
- - Vorschub pro Zahn: 0,1 mm/Zahn
- - Schnitttiefe: 10 mm
- - radiale Schnitttiefe: 5 mm
- - Trockenart wird angewendet
(3) Bewertungsbedingungen der Stoßfestigkeit der Fräse
- - zu schneidendes Werkstück: SCM440 3-Leiter-Membranplatte (100x30x300)
- - Schneidgeschwindigkeit: 180 m/min
- - Vorschub pro Zahn: 0,15 mm/Zahn
- - Schnitttiefe: 10 mm
- - radiale Schnitttiefe: 5 mm
- - Trockenart wird angewendet.

Die obigen Testergebnisse des Schneidvermögens sind in den folgenden Tabellen angeordnet. [Tabelle 22]

Testergebnisse für eine Zr enthaltende dünne Schicht
* enthält Zr			Ergebnisse der Bewertung des Schnittvermögens
Teilung	Dicke der dünnen Schicht (µm)	Härte der dünnen Schicht (GPa)	Anzahl der thermischen Risse	Verschleißfestigkeit (cm)		Stoßfestigkeit beim Fräsen (cm)
Vergleichsbeispiel 1-1	3,0	38	5	2400	normale Abnutzung	400	Absplittern
Vergleichsbeispiel 1-2	2,9	38	6	2400	normale Abnutzung	400	Absplittern
Vergleichsbeispiel 1-3	3,0	38,5	6	1650	Absplittern Abnutzung	400	Absplittern
Vergleichsbeispiel 1-4	3,2	37,8	6	2400	normale Abnutzung	400	Absplittern
Vergleichsbeispiel 5 (allgemein)	3,4	33,1	8	1600	Absplittern	310	Absplittern
Vergleichsbeispiel 6	3,1	37,5	5	2100	normale Abnutzung	400	Absplittern
Vergleichsbeispiel 7	3,4	36,2	0	1800	normale Abnutzung	50	Absplittern
Vergleichsbeispiel 8	3,2	36,9	0	1400	Anfang einer Delaminierung	50	Anfang einer Delaminierung
Beispiel 1-1	3,1	37,5	1	2400	normale Abnutzung	800	Absplittern
Beispiel 1-2	2,9	37,7	0	2100	normale Abnutzung	800	Absplittern
Beispiel 1-3	2,8	37,9	0	2100	normale Abnutzung	750	Absplittern
Beispiel 1-4	2,8	42	0	2400	normale Abnutzung	780	Absplittern
Beispiel 1-5	2,7	41,5	0	2400	normale Abnutzung	700	Absplittern

[Tabelle 23]

Testergebnisse für eine Hf enthaltende dünne Schicht
* enthält Hf			Ergebnisse der Bewertung des Schnittvermögens
Teilung	Dicke der dünnen Schicht (µm)	Härte der dünnen Schicht (GPa)	Anzahl der thermischen Risse	Verschleißfestigkeit (cm))		Stoßfestigkeit beim Fräsen (cm)
Vergleichsbeispiel 2-1	3,3	36	5	2100	normale Abnutzung	400	Absplittern
Vergleichsbeispiel 2-2	3,3	36,2	4	2100	normale Abnutzung	400	Absplittern
Vergleichsbeispiel 2-3	3,3	36,2	3	2200	normale Abnutzung	400	Absplittern
Vergleichsbeispiel 2-4	3,1	36,2	5	2200	normale Abnutzung	400	Absplittern
Vergleichsbeispiel 2-6 (allgemein)	3,2	35,8	0	1980	normale Abnutzung	310	Absplittern
Vergleichsbeispiel 2-7	3,1	35,5	1	250	Anfang einer Delaminierung	400	Absplittern
Vergleichsbeispiel 2-8	2,9	36	0	100	Anfang einer Delaminierung	50	Absplittern
Beispiel 2-1	3,0	35,5	1	2200	normale Abnutzung	800	Absplittern
Beispiel 2-2	2,9	35,8	1	2200	normale Abnutzung	800	Absplittern
Beispiel 2-3	2,9	36,1	1	2200	normale Abnutzung	750	Absplittern
Beispiel 2-4	3,0	38	0	2300	normale Abnutzung	780	Absplittern
Beispiel 2-5	2,9	38,1	0	2300	normale Abnutzung	700	Absplittern

[Tabelle 24]

Testergebnisse für eine V enthaltende dünne Schicht
* enthält V			Ergebnisse der Bewertung des Schnittvermögens
Teilung	Dicke der dünnen Schicht (µm)	Härte der dünnen Schicht (GPa)	Anzahl der thermischen Risse	Verschleißfestigkeit (cm)		Stoßfestigkeit beim Fräsen (cm)
Vergleichsbeispiel 3-1	3,0	36	4	2200	normale Abnutzung	650	Absplittern
Vergleichsbeispiel 3-2	2,9	36,1	6	2200	normale Abnutzung	650	Absplittern
Vergleichsbeispiel 3-3	3,0	36	6	2100	normale Abnutzung	650	Absplittern
Vergleichsbeispiel 3-4	3,3	36,2	5	2100	normale Abnutzung	450	Absplittern
Vergleichsbeispiel 3-5	3,1	37	6	2100	normale Abnutzung	650	Absplittern
Vergleichsbeispiel 3-7	3,1	32,1	5	2100	normale Abnutzung	600	Absplittern
Vergleichsbeispiel 3-8	3,1	36,2	7	2000	normale Abnutzung	600	Absplittern
Vergleichsbeispiel 3-11	3,1	32	5	1200	Anfang einer Delaminierung	250	Absplittern
Vergleichsbeispiel 3-12	3,1	30,8	5	800	Absplittern	480	Absplittern
Vergleichsbeispiel 3-13	3,1	32,5	8	800	Absplittern	400	Absplittern
Beispiel 3-1	3,0	35,5	0	2200	normale Abnutzung	900	Absplittern
Beispiel 3-2	3,1	35,5	1	2200	normale	900	Absplittern
					Abnutzung
Beispiel 3-3	3,1	35,3	2	2100	normale Abnutzung	800	Absplittern
Beispiel 3-4	3,0	38	0	2200	normale Abnutzung	900	Absplittern
Beispiel 3-5	3,1	37,1	0	2200	normale Abnutzung	900	Absplittern

[Tabelle 25]

Testergebnisse für eine Nb enthaltende dünne Schicht
* enthält Nb			Ergebnisse der Bewertung des Schnittvermögens
Teilung	Dicke der dünnen Schicht (µm)	Härte der dünnen Schicht (GPa)	Anzahl der thermischen Risse	Verschleißfestigkeit (cm)		Stoßfestigkeit beim Fräsen (cm)
Vergleichsbeispiel 4-1	3,1	36,8	7	1700	Absplittern	200
Vergleichsbeispiel 4-2	3,0	36,5	8	1700	Absplittern	300
Vergleichsbeispiel 4-3	3,0	34	8	1800	Absplittern	300
Vergleichsbeispiel 4-4	3,0	33,5	7	1800	Absplittern	280
Vergleichsbeispiel 4-5	3,1	37	8	2000	Absplittern	250
Vergleichsbeispiel 4-6	2,9	36,1	8	1900	Absplittern	250
Vergleichsbeispiel 4-7	3,0	33,2	9	1800	Absplittern	250
Vergleichsbeispiel 4-8	3,2	30,5	8	1800	Absplittern	200

[Tabelle 26]

Testergebnisse für eine Ta enthaltende dünne Schicht
* enthält Ta			Ergebnisse der Bewertung des Schnittvermögens
Teilung	Dicke der dünnen Schicht (µm)	Härte der dünnen Schicht (GPa)	Anzahl der thermischen Risse	Verschleißfestigkeit (cm)		Stoßfestigkeit beim Fräsen (cm)
Vergleichsbeispiel 5-1	3,2	37	5	2300	normale Abnutzung	450	Absplittern
Vergleichsbeispiel 5-2	3,1	37,1	6	2300	Absplittern	450	Absplittern
Vergleichsbeispiel 5-3	3,1	37,2	7	1650	Absplittern	450	Absplittern
Vergleichsbeispiel 5-4	3,1	36,8	5	2000	Absplittern	400	Absplittern
Vergleichsbeispiel 5-6	3,0	36,1	6	2100	normale Abnutzung	400	Absplittern
Vergleichsbeispiel 5-7	3,2	36,5	5	1250	übermäßige Abnutzung	100	Anfang einer Delaminierung
Vergleichsbeispiel 5-8	3,3	36,2	6	1000	übermäßige Abnutzung	100	Anfang einer Delaminierung
Beispiel 5-1	3,0	37,5	1	2400	normale Abnutzung	800	Absplittern
Beispiel 5-2	3,0	37,6	0	2100	normale Abnutzung	800	Absplittern
Beispiel 5-3	3,1	37,8	0	2100	normale Abnutzung	750	Absplittern
Beispiel 5-4	3,0	41	0	2400	normale	900	Absplittern
					Abnutzung
Beispiel 5-5	3,1	37,2	0	2400	normale Abnutzung	800	Absplittern

[Tabelle 27]

Testergebnisse für eine Cr enthaltende dünne Schicht
* enthält Cr			Ergebnisse der Bewertung des Schnittvermögens
Teilung	Dicke der dünnen Schicht (µm)	Härte der dünnen Schicht (GPa)	Anzahl der thermischen Risse	Verschleißfestigkeit (cm)		Stoßfestigkeit beim Fräsen (cm)
Vergleichsbeispiel 6-1	3,1	37,1	0	2100	normale Abnutzung	600	Absplittern
Vergleichsbeispiel 6-2	3,2	37,5	5	2100	normale Abnutzung	600	Absplittern
Vergleichsbeispiel 6-3	3,2	36,1	0	1200	übermäßige Abnutzung	250	Absplittern
Vergleichsbeispiel 6-4	3,3	35,5	0	800	übermäßige Abnutzung	550	Absplittern
Vergleichsbeispiel 6-5	3,3	37,1	4	1500	übermäßige Abnutzung	500	Absplittern
Beispiel 6-1	3,1	37	1	2200	normale Abnutzung	900	Absplittern
Beispiel 6-2	3,0	37,5	0	2200	normale Abnutzung	900	Absplittern
Beispiel 6-3	3,1	37	1	2100	normale Abnutzung	850	Absplittern
Beispiel 6-4	2,8	37,8	0	2300	normale Abnutzung	900	Absplittern
Beispiel 6-5	3,1	37,2	0	2300	normale Abnutzung	900	Absplittern

[Tabelle 28]

Testergebnisse für eine Si enthaltende dünne Schicht
* enthält Si			Ergebnisse der Bewertung des Schnittvermögens
Teilung	Dicke der dünnen Schicht (µm)	Härte der dünnen Schicht (GPa)	Anzahl der thermischen Risse	Verschleißfestigkeit (cm)		Stoßfestigkeit beim Fräsen (cm)
Vergleichsbeispiel 7-1	3,0	48,9	1	280	Absplittern	20	Anfang einer Delaminierung
Beispiel 7-1	3,0	40,5	0	2300	Absplittern	750	Absplittern
Beispiel 7-2	3,0	44	2	2400	Absplittern	700	Absplittern
Beispiel 7-3	3,1	45,8	2	2600	Absplittern	700	Absplittern
Beispiel 7-4	3,0	42	0	2500	Absplittern	800	Absplittern
Beispiel 7-5	2,8	44,9	0	2600	Absplittern	700	Absplittern

[Tabelle 29]

Testergebnisse für eine V und Si enthaltende dünne Schicht
* enthält V und Si			Ergebnisse der Bewertung des Schnittvermögens
Teilung	Dicke der dünnen Schicht (µm)	Härte der dünnen Schicht (GPa)	Anzahl der thermischen Risse	Verschleißfestigkeit (cm)		Stoßfestigkeit beim Fräsen (cm)
Beispiel 8-1	3,1	41,5	0	2500	normale Abnutzung	800	Absplittern
Beispiel 8-2	3,1	41	0	2500	normale Abnutzung	850	Absplittern

Wie in der Tabelle 22 gezeigt ist, kann im Fall des Vergleichsbeispiels 5, das keine Schicht aus AlTiZrN enthält, festgestellt werden, dass nicht nur die Härte des dünnen Films niedrig ist, sondern auch dass die Anzahl der thermischen Risse acht beträgt, was mehr als diejenige bei den anderen Beispielen oder den Vergleichsbeispielen ist. Als ein Ergebnis kann gefunden werden, dass die physikalischen Eigenschaften relativ schlechter als bei den anderen harten Beschichtungen sind, insbesondere in Bezug auf die Verschleißfestigkeit.
Außerdem kann gefunden werden, dass, obwohl die Vergleichsbeispiele 1-1 bis 1-4 und 1-6 bis 1-8 Schichten aus AlTiZrN aufweisen, die Anzahl der thermischen Risse groß ist, die Stoßfestigkeit beim Fräsen extrem gering ist und somit die gesamten physikalischen Eigenschaften der harten Beschichtungen niedriger als bei den Beispielen 1-1 bis 1-5 der vorliegenden Erfindung sind.
In ähnlicher Weise kann, wie in der Tabelle 23 gezeigt ist, im Falle der Beispiele 2-1 bis 2-5 des Vergleichsbeispiels 5 der vorliegenden Erfindung, das eine Schicht aus AlTiHfN enthält, gefunden werden, dass die Anzahl der thermischen Risse kleiner als bei den Vergleichsbeispielen 2-1 bis 2-4 und 2-6 bis 2-8 ist, oder dass die gesamten physikalischen Eigenschaften einschließlich der Verschleißfestigkeit und der Stoßfestigkeit beim Fräsen bemerkenswert verbessert sind.
Diese Tendenz tritt in ähnlicher Weise auch bei den harten Beschichtungen auf, die V, Ta, Cr, Si, V oder Si enthalten.
Wie in der Tabelle 25 gezeigt ist, kann festgestellt werden, dass, wenn eine Schicht aus AlTiNbN, die Nb enthält, das keinen thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen denjenigen von dem TiAlN und dem AlTiN aufweist, sich nicht nur eine große Anzahl an thermischen Rissen zeigt, sondern sich auch eine geringe Verschleißfestigkeit und eine geringe Stoßfestigkeit beim Fräsen zeigt.
Zusätzlich kann gemäß den Beispielen der vorliegenden Erfindung gefunden werden, dass die harten Beschichtungen, die eine Schicht aus AlTiMeN enthalten, die Zr, Ta, Si, V oder Si enthält, höhere physikalische Eigenschaften aufweisen, und somit können diese Komponenten besser verwendet werden.
Wie durch die Beispiele und die Vergleichsbeispiele bestätigt wird, können die harten Beschichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung eine hohe Verschleißfestigkeit und eine hohe Stoßfestigkeit beim Fräsen aufrecht erhalten, während die thermischen Risse bemerkenswert verringert werden, und sie können somit dazu beitragen, die Lebensdauer von Schneidwerkzeugen zu verbessern.

Claims

Harte Beschichtung, die auf einer Oberfläche eines Basismaterials für ein Schneidwerkzeug durch ein PVD-Verfahren gebildet worden ist, wobei die harte Beschichtung eine dünne Filmschicht aufweist, die eine Gesamtdicke von 0,5 bis10 µm aufweist und die eine Gesamtzusammensetzung aus einem A_1-a-bTi_aMe_bN aufweist (0,2 < a ≤ 0,6; 0 < b ≤ 0,15), wobei das Me ein Nitridbestandteil mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten von mehr als 2,7 × 10^-6/°C und weniger als 9,35 × 10^-6/°C ist, wobei die dünne Filmschicht eine Struktur aufweist, bei der eine Struktur aus mehreren Nanoschichten von dünnen Schichten A, B und C, wobei die dünne Schicht B zwischen der dünnen Schicht A und der dünnen Schicht C angeordnet ist, mindestens einmal wiederholt laminiert worden ist, wobei die dünne Filmschicht die Beziehung kA > kB > kC erfüllt, wobei kA der Wärmeausdehnungskoeffizient der dünnen Schicht A ist, kB der Wärmeausdehnungskoeffizient der dünnen Schicht B ist und kC der Wärmeausdehnungskoeffizient der dünnen Schicht C ist, wobei die dünne Schicht A eine Zusammensetzung aus einem Ti_1-aAl_aN (0,3 ≤ a < 0,7) aufweist, die dünne Schicht B eine Zusammensetzung aus einem Ti_1-y-zAl_yMe_zN (0,3 ≤ y < 0,7; 0,01 ≤ z < 0,5) und die dünne Schicht C eine Zusammensetzung aus einem Al_1-xTi_xN (0,3 ≤ x < 0,7) aufweist.
Harte Beschichtung nach Anspruch 1, wobei das Me ein Element oder mehrere Elemente aufweist, die aus Si und Elementen der Gruppen 4a, 5a und 6a ausgewählt worden sind.
Harte Beschichtung nach Anspruch 1, wobei das Me ein Element oder mehrere Elemente aufweist, die aus Si, Zr, Hf, V, Ta und Cr ausgewählt worden sind.
Harte Beschichtung nach Anspruch 1, wobei eine Differenz der Wärmeausdehnungskoeffizienten der Me-Nitride und der Wärmeausdehnungskoeffizienten von dem AlN und dem TiN mindestens 1,0 × 10^-6/°C beträgt.