FR2972189A1 - Substrats pourvus de revetements et procedes de fabrication associes - Google Patents

Substrats pourvus de revetements et procedes de fabrication associes Download PDF

Info

Publication number
FR2972189A1
FR2972189A1 FR1251945A FR1251945A FR2972189A1 FR 2972189 A1 FR2972189 A1 FR 2972189A1 FR 1251945 A FR1251945 A FR 1251945A FR 1251945 A FR1251945 A FR 1251945A FR 2972189 A1 FR2972189 A1 FR 2972189A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
iii
titanium
layer
substrate
ratio
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.)
Withdrawn
Application number
FR1251945A
Other languages
English (en)
Inventor
Zhigang Ban
Yixiong Liu
Mark S Greenfield
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.)
Kennametal Inc
Original Assignee
Kennametal Inc
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 Kennametal Inc filed Critical Kennametal Inc
Publication of FR2972189A1 publication Critical patent/FR2972189A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

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
    • C23C30/00—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B9/00—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/58—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides
    • C04B35/58007—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on refractory metal nitrides
    • C04B35/58014—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on refractory metal nitrides based on titanium nitrides, e.g. TiAlON
    • C04B35/58021—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on refractory metal nitrides based on titanium nitrides, e.g. TiAlON based on titanium carbonitrides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D1/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on inorganic substances
    • 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
    • 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
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/04—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings of inorganic non-metallic material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3217—Aluminum oxide or oxide forming salts thereof, e.g. bauxite, alpha-alumina
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/38—Non-oxide ceramic constituents or additives
    • C04B2235/3895—Non-oxides with a defined oxygen content, e.g. SiOC, TiON
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)

Abstract

L'invention concerne des substrats pourvus de revêtements portant des revêtements à haute résistance à l'usure. Les revêtements (22) comprennent au moins une couche constituée soit d'oxycarbonitrure de titane, soit doxycarbonitrure de titane et d'aluminium, de telle sorte que le rapport du pourcentage atomique d'oxygène sur le pourcentage atomique de titane de la couche soit d'environ 0,01 à environ 0,09 et que le rapport du pourcentage atomique d'aluminium sur le pourcentage atomique de titane de la couche soit d'environ 0 à environ 0,1. Le rapport de la dureté sur le module d' Young des revêtements est d'au moins 0,06. Le substrat (24) peut être une plaquette de coupe. L'invention concerne aussi des procédés de fabrication de tels substrats pourvus de revêtements, dans lesquels des couches comprenant de l'oxycarbonitrure de titane ou de l'oxycarbonitrure de titane et d'aluminium sont déposées par dépôt chimique en phase vapeur à moyenne température (DCV à moyenne température) sur des substrats à une température d'environ 750 °C à environ 950 °C en utilisant un mélange de gaz dans lequel le rapport de l'hydrogène gazeux sur l'azote gazeux est supérieur à 5.

Description

inenM ,Hm in ims ~'V1~,?I~~t''llllll',' 111 Ileum tels mu: UIF.0 meuhime lem à t.le sMuM,t[s. s[HioLil mmiul i suiuu[Ms lies M,NuLi[[,_ mec. ntion Bi ll! concerne du des pl L[ e,.. application de Lels rti \ eleiiienius sur des substrats. 1O
[0002] De .HI)s[nus pourvus de re [chicots, par exemple des plaqueues de coupe, pourvues dt i L \ emments, sont utilisL dans les applications d'enlèvement de mol ie[ . Les couches de rue é[ement comprennent typiquement des matériau v M[racotires durs qui 15 présentent la propriété de résistance à l'usure. Sur les plaquettes de coupe ces revêtements servent, entre autres, à prolonger la durée de vie des plaquettes de coupe. al. Conte \ m.tion : [0003] Un matériau réfractaire dur qui m.. il\ ére utile comme matériau de couche de revêtement, ou comme élément d'un misenlKle de eciuelici de reee[ement, est 20 \ eoi.honitrure de titane, qui est quelqui Ms d signe [ Ir Li Hrmllle' errer [pue Ti (C,.\,O). Comme j.',11rt cite Fo \ oit liure lie nome i[ d'aluminium. qui nef quelquefoi Ï,i igue la formule ['Mue (Ti, crnpl le mmcrin[[ \ lmuh (\mi US n 30 !/uxcu .`x qu .`xu /x`'Iéna "x à un `o!^xx~!/` ux` ix\ux~.'// `.m4`/mxo/~ xx x/.'110, comp"`/ J.m` !c ~nwp/ 0`0nio010 .~~ \üuu u de s!e.,ubmÜou/c Jc 'nunc n Jx!umio~um. !~ r.io du pourcentage atomique d'oxygène lO sur !c yooreuxagc xwoiqoc Jc /11.m/ du uxxp" L'bnt Jix`in`o O/}l à environ 0i09 ci rapport du pourcentage xkvni4x" Jrxdunuinüxo Lu le pour/uUuxknuique dc dkxne du composé étant d'environ O rt environ 0,1. Le rapport des valeurs de dureté (en gigeaseals) sur les valeurs du module d'Young (en -J'a 'a s) des revêtements est de 0,06 ou plus. Le. substrat peut x"irn'importe quelle forme de rJe et il peut up L dun carbure cémenté (par 15 exemple des matériaux en carbure de iou . uc-cobu!o, d'une céramique (par exemple une céramique à base de nitrure de silicium, une céramique ùhuse doSi/\!(}N,une céramique à base de carbonitrure de titane, une céramique übuse de diborure de titane, et une céramique à base d'alumine), d'un cermet (par exemple un cermet contenant un. liant nickel-cobalt et un haut niveau de titane et qui pourrait comprendre eu outre du rnrhnrndc k//n)`!éoc ~tdu l0 carbure J~ !kuoe\ d'un acier, .`x J'.m mxtérixo /xc/.lm. pur L' Lunple du nitrure ire cubique p"!!/i`ixUio !pWem/`c. !c substrat `os la .forme d'un/ queue de coupe. Juuix`^ Q ^L".icun 30 . 1. (,o,i - là rai, HI .à mu J :aluminium. intime de Luconim un ^S',.C11.1l'aC 1 il 1 1, au moins une des du la a^ill Selon un excliip. de re .s,oittn, le revêtement a une épaisseur d'e à environ 25 1.0 microns. Selon un exemple dé hsation, ladite au moins une couche constituée d'cis^étu-P nitrure de titane ou d«').à,trhuinitrure de titane et d'aluminium a une épaisseur d'en' Mon 1 à environ 20 microns. Selon un exemple de réalisation, le substrat est une plaquette de ct)upe. 15 Selon un exemple de réalisation, le substrat comprend un matériau sélectionné dans le groupe constitué d'un carbure cémenté, d'une cérunique, d'un cermet, et d'un acier.
[0007] La pré mite invention concerne aussi des procédés de fabrication de tels substrats pourvus de reêtements. Dans de tels procédés, des couches de revêténicnt comprelutrit de 20 l'os^ts,Irbonitrure de titane et/ou dé I x^u,trUttnitrure de titmic d'aluminium. sont dépt 1 It 1 !ot chimique en 'Mas,: apcur à moyenné ((min Laure (DCV à moyenne tertpàuàure) sur substrats à une mtttl rature d'environ 750 C à environ 950 °C, en mili, nt 1111 / annICII Ha da 1 raChiorl11.0 m11-M sillon: r ànà III . une 25 tu Îoyt d- 30 n_ul t ...emportant une. surface de suL:n:ia ; [[hg[ [[d del Wh.' COUChC ~HL:ée soit (I t [[[rgu[l[ ...duu[M CI-mnagg gga d'en [1 `[g- almo rh \ [/Cl[f[kl s.111. P.170 te [ g[[g;i :ta, [ue ' Dili ~~' [urec[ga 1[me [en lii'[I [1 aviron api g du goure [Laue inium sur i. pourecula au i.que de titane de la couehe el:uà d'e *ron 0 à environ. 0,1 ; et dans lequel le rtpp,u ,le la durLag GPa sur le module de Young GPa du revêtement est d na moins 0,0o. Selon un exemple de mise en oeuvre, l'étape de dépôt d'au n[c[ills une couche ceulstimée soit doxycarbonitrure de titane, soit dOxycarbonitrure de titane et d'aluminium par DCV à moyenne température comprend l'utilisation d'une atmosphère contenant du tétrachlorure de titane, un gaz qui est une source de carbone, et un gaz qui est une source d'oxygène. Selon un exemple de mise en oeuvre, le girz qui est une source de carbone est Facétonitrile. Selon un exemple de mise en oeuvre, le nui qui est une source d«)xyèlle nu moins un gaz sélectionné dans le groupe constitué du monoxyde de carbone, de l'oxyde nitreux, et de l'oxyde nitrique.
Selon un exemple de mise en oeuvre, l'atmosphère contient aussi du trichlorure d'aluminium. Salon un exemple de mise en oeuvre, re\ e[[[cnt a une gnsgur d'environ 2 à environ na. [hi \e[ui ITas au",[ 1 ,[u "rinl, [ [ [ [ tint nn ]i u[ll 1 ,.I.[I,,. ,s.[,[:.[ 1[11 L[g,d' [, dag 1 30 Sei (i~ Ci CH 1 . une part. du i \ Ctieinent a ete ré. rée pour iou ri .e substrat de la
[0010] La FIG. 2 est une vue en c upe schématique d'un Ic\ctciricnt formé dune seule couche d'un substrat pourvu d'un le \ tement selon une réalisation de Li hrJsentc invention.
15 [0011] La FIG. 3 est une vue en coupe schématique d'un revêtement d'un substrat pourvu d'un revêtement selon une réalisation de la présente invention, le revêtement étant formé d'une couche d'adhérence et d'une couche constituée soit d«)xycarbonitrure de titane, soit doxycarbonitrure dc t et d'aluminium.
20 [0012] lia .r[G. 4 est une vue cm coupe schématique d'un re (lit.cilitit. l'un subst.! d'un r '\ etcincnt selon une i ilisiition de L prescinc inventioii, le I \ ctcmcnt cuita normé d'une couelie d'adhérence, d'une pluralité de couches interrvn mn :n. et d'une couche [HUC J ll[l 1 CICIIIL:l[[. [il 111,2 1 [RI, 1 Il 1 U,[H, [ la 1 0 \ t ,alvillitrure d t l t , u l e ou de î \\ H l mit' ur c de titane et d'aluminum. 1 lappoit lu atomique ,I' L' ,t[ellILiUe dLI III;IIIC Ill [, impose et.ml d'environ 0,01 à environ 0,0t) et le rapport du pourcentage atomique d'aluminium sur le pourcentage atomique de titane du composé étant d'environ 0 à environ 0,1.
15 [0015] La FIG. 1 illustre une plaquette de coupe pourvue d'un revêtement 20 portant un revêtement 22 selon une réalisation de la présente invention. Une partie du revêtement 22 ecorchée dans la FIG. I tic ui à montrer le substrat sous-jacent 24. La plaquette de troupe pourvue d'un revêtement 20 e( importe: une surface rie dent~Illlle 26 et une rut . rie de coupe 28. La surface de dérouille 26 et la surface de coupe 28 se croisent en formata un 20 rd coupe 311 1 1h.Lion. tendra compte que IC, )l[k!2IC11[...', ^ h' ^[111[2 [Ir\ LIC' 1IC'\CICHICM., on W seine Hl\ ^:111ti[W pcuACHI rl,U1W.'l W1,:11 1[2, illll soin ~LJ >;rentris LIS ' plaquette cl(' tune Iteurvue d'un reud 20 ^[,Iil 1W, 1. I`I,',llllt'li'c 1 MI\ L1C ch:met 1 III: 1[1111,' pucscil Odile 25 qui 0 à ;nm, e , JEU. , éristique d'une ilis «,21.1t: .111[t C'en \ ~i. On 1 dL [I[[WO[Tie
[ [,IIÇ: ,ct Hi ,,:111I 1 « ài l'in \ wition » signifient. lit :1111 1111W, IC ICI LIHI,, Liiii;llllllll !es d- edtie t le rie co 30 o.ilciranil 44 i Lul t mati rite oalis 1--eur ür~'1el~'i cc une êi-ns ir le 1 à 25 microns.
[0017] Li Ir ii:1111ICil:Hil :1 la FIG. 3, celle-ci rej)lle'-iCI11.e un substrat d. pl~l,lueil de coupe poui.a,ue duc Ie\ etement 50 comportant un substrat 52 et un revêtement 5-1 lormé 10 d'une 'oticllc dLdh rance 56 et d'une couche 58 (1'tr\ \. [rbonitrure de titane ou ch, \L,trUt(Ill Mei c tic Pline d'aluminium selon sente invention. La (ouche d'adhérence 56 est choisie de à augmenter Vaille' en,: de la couche 58 au substrat 50, et elle est de préférence sélectionnée dans le groupe constitué du nitrure de titane et du nitrure de titane et de carbone. L'épaisseur de la couche d'adhérence 56 est de pi ctereltce de 15 0,2 à 3 micromètres. Le le \ êtement 54 peut avoir n'importe quelle epaisseur désirée, toutefois il a de préférence une épaisseur de 1 à 25 microns.
[0018] En référence maintenant à la FIG. 4, celle-ci rein esent t un substrat de plaquette de coupe pourvue d'un revêtement 60 comportant un substrat 62 et un revêtement 64 formé 20 d'une ((rua(' tl ~Itllleren, c 66, d'une pluralité de couches ilnci ni dames 68. c cst-c-dire les couches interm( halles 70, 72, 74, 76, 78, 80, et d'une rtot]e c\ tertre 82. I .l composition de la couche adllrr~nee 66 est sélectionne 1 IkT Lidti,» nec antre le Li 1 sui ittOUI aria COMpi."1.1til 4_ d'un d(' il tilrb ,nitrure alun
h are I I I in]. i I`t,llll'1 coac Iuteo 68 (Tir 'r 111 :aire 711. \H Ha, tirai i 1 111w-n111e 1 1 82 1 1111,1! 1 1 1 1 e t e l i l I r 1 i 1 Iltlill~ J' i l i r l , r t l t li' i ru 25 30 8 quinto Hunt: 1 Lin\ des .11 LriH 1rtirc oit; Une 'toihc SIC tul t ~IIICL ttinC itoil cie pi tira h couche tioittri 82 peu'«nil LIrC 1 ioueloo liL Po ail. ou LIr r IIC iu il 1 Clic Ittisselir 10 [0019] Les matériaux qui peuvent eue wilis peur . uhstrat dans ulc tifisations de la r 'sertt: invention comprennent, sans touicl sc limiter à ceux-ci, le. ctirbtires cémentés (par exemple les matériaux en carbure de tungstène-cobalt), les céramiques (par exemple les céramiques à base de nitrure de silicium, les céramiques à base de Si ION, les céramiques à base de carbonitrure de titane, les céramiques à base de diborure de titane, et 15 les céramiques à base d'alumine), les cermets (par exemple les cermets qui contiennent un liant nickel-cobalt et un haut niveau de titane et pourraient comprendre en outre du carbure de tungoenc et du carbure de titane), et les aciers.
[0020] Il est aussi car i. tltms la pi Os cuti in\ cntilin, que le sul)r u[ pLiiv~ cnter des 20 gradients de composition. surtout eu iL qui concerne la ci liccinralloil de liant, la :noieri-talon de carbonitrure, et la cea timrtnion de carbure. ( inimc exemples de Cfl ,j11IL't',kilrl 'Il 11:Wl 1 s J I 1 I .`c I l LIIlJILll_IA I"-istt 25 sol c. ouptiirfi,ii qui n i t et/ou tl ion en LLlll'.;:C CL s_!Lttu"L 30 20 10023 :11,211lcllt LIIv i, 1,1a> l;lpre;ll<1rh U11 sUh,U;lt base tu d'un 1-e\ L' elliel.i hl 1. flrc c!lte IllvClltion est .[ppliq IC stil Vile partie ou sur I:1 LlL du rt'vdtu iicut existant, Z:e C\ C[Cmallt C\I~lallt du substrat h:lpourvu d'un lit\ etem I)l peut appliqué par n'importe quel procédé de re ete ilent connu, y cunlpri~. sali, toutefois se limiter à ceux-ci, le dépôt chimique en phase vapeur (DCV) (qui peut être un DCV à hi e. moyenne ou h.lule température), le dépôt physique en phase \;Ipeur (DPV), et des combinaisons et varia tes de ceux-ci, y compris les variantes qui utilisent des techniques d'activation au plasma, dans la mesure où le revêtement existant est compatible avec le rat\ c tcnlcnt selon l'invention ut ;1\ cc le procédé DCV â moyenne température utilisé pour Ippliquer les couches d'ouv carbonitrure de titane ou d'oxycarbonitrure de titane et d'aluminium du revêtement selon l'invention.
[002410n n~~lcl,l que dans le e tutevtc ,1u pesant Lt 10022 ~`r~'Il.Cll uI nt [h
1i t l;lt I ,tel., rl,3c de carbuirc ct, 1:11110 ',lllbs rc [tllla'lliC :lt 111 I,~~ du IO sun I l i Uy' Nu ait [026 utprou du Foui,. ïlll,c d' M.1IL \ \ de L l L t l h . ' L ' l I I h011]11 :nu a d'alun-Urdu()) 't,2111LI11.1b p'.1j,`,L.'ll.L.0 invention est d 0,ul (invirou 0,09 et le rapport IO du pOUR'L'Ille atomique d'aluminium sur le pourucIront' ahuuique de thune ces couches est denviron 0 à environ 0,1.1 rapport des \ ,heurs LlLi dureté (en sur les valeurs de module de Young (en i~ :1 iscals) des ire \ et.ements st de 0,06 ia plus. [0027] Les couulies d oxearUiinitrure de titane et d'ox^ cH de thune et 15 d'aluminium des \ eiemcros selon la présente invention sont appliquées sur le substrat par DCV à moyenne température, à une température de substrat d'environ 750 "C à environ 950 "C, en utilisant un meLinue de gai comprenant du tétrachlorure de titane (Tin), une source de carbone, par exemple de 1 ,uctonitrile (Cll C », de Liàoi,i ), de l'hydrogène (H2), une source d'ox.^ par exemple du monoxyde de carbone (CO), de l'oxyde nitreux 20 t 0) ou de I,ix^(le nitrique (NO), et, quand la couche compuiiul de l'oxycarbuniuurc de du trichlorure d'aluminium (AlCh), de veu I iueus c'est-à-dire le rapport H - étant suri rieur à 5. De [ne( -ae (ce, 1:1 1 1 1,11 1 `i~'l1 tilt 1 1 i C il l' 1 11u 1.1 Il un nu une ^,Llà1à.'s ail iirpliuu" Lait sui e 30 10 [00291 Dans certaines réalisation, de la présente invention, la surface tu ClClnMll( selon l'invention est soumise à un traitement pos(-d t pour contrôler le li et/ou ftullierenee de la surface du 1"c\ Liaementt Un traitement de surf ace, en général, réduit les contraintes de traction ou augmente les contraintes de compression dans le revêtement. Ull esemple de traitement de ce type est présenté dans la demaade de brevet PCT publiée sous le numéro 15 WO 021077312 au nom de Widia GmbH, qui divulgue le grenaillage d'un re Ca:ruent pour augmenter la contrainte de pression interne ou réduire la contrainte de tension interne dans les couches de RI elcment externes. Comme exemple de traitement, on cite l'élimination des aspérités de la surface du r(tas:i1cillent pour réduire ou minimiser les sites etaisiint une élévation des contraintes. Un. autre exemple de trailciylcnt consiste à éliminer 20 1 Li icultiereilicul le Fe\ miment (or une partie de la aiche i'c émanent) de /unes sélectionne(' (1e la plaquette de coupe pourvue d'un \ Cîniiicnt.
[0031).1 On Htlrti ,^ll,,l (seul as, Hi \ c l a i e el les msili iu"ti,iti, ii p. ski] [002SI On peul it. pl\ ren "ci 30 [i ',ma ehl r 1 \III I
1 Hiles 1-5 [003 I)es substrats pourvus de selon des réaliSatiet s rés s nircriion
1 \ mirs 1 - 5 ) H 1 p 'né séide .11 1 muu[t[ 1 [
OU 0-o \ ,[1follitIL11C SIC lli~tllu et sIIT LM s[l,i[ I),[Ils lu subst. o 1 Lc~ eOIIMslll, Ils (lus était une plaquette de coupé en carbure cémenté \\ C
IO \ 'teillent sont iudiquécs tiulls le Tahlé,tu 1. Les cÇ IllposIllolls ont été .11l[ll \ s . par un
spectronié[re 11 déchm luminescente LLCO 8,50 A cn ulilis[ult des ri Hés L[ rOsion de 2 millimètres avec un courant de 5,00 mA et une tension c.c. de 600 V. La \ itc~~u de collecte des données était de 125 points par seconda et le temps d'érosion total était denviron 600
secondes. Les revêtements ont été dépos par DCV à moyenne [é[npérature, à une
15 température de substrat de 850 'C en utilisant la combinaison du a/ indiquée dans le Tableau 2 pendant 120 minutes pour produire des épaisseurs de re \ clulnent de 2 microns. Échantillons comparatifs
[0032] Des substrats pourvus de revêtements ,o uni Ics compositions ut-émit:ris dans le 20 Taliléau 1 ont est.' prépares pour lés ta:Manillons tiimpm-iilirs 1 et 2 en utilisant les mêmes t\k [ subsu li qué uéuy qui s,,I)t duo ils tléssu ur lés Exemples 1-5.
R;ipiii () 1.1 \: \I ' \131.1: Al Identification ( « ) II( '1 \ 1 ( I l : Nol.) 1 i( 1 1\ ) Rapport tir ,, ) Nol.) \2 Nol.) Nol.) Nol.) Nol.) in ) 1 Ivcnll « 1 ^ i) ) o os 1 Jor. ( 1 1 1 )1 « i) (,)) np i) 0 ,,(. oi.) o () )Iol)'.tT;Iid, I_i [003311, le moduh d. Young lc etcincn(s ).1cs 1 \cm d cmpfics coinp.ioilils 1-2 sont crin:), dans lc '1' iOlc.tu 1. nk) de ,I~IrctC' c) du )nedulc dl Young ont été réalisées ,IVec un instrument lac1k)rscope HM2000 sclon h norme ISO 14577 en utilisant un l~rnrtrutcur ickcls. plk)tbndeur de pénétra17,11 ch nt isl.1.r 0,25 micron.
10 T~ABLI \ Identification Dureté lodule de Young Rapport «J'al ute/nn^dttle élastique (u^p-2) \)-11101 1 \Luini -) () ) 1 \,_1111,1, _a) 1 ). ;i 14 s 1 ). 0 I1 1 )inl) tond mir 1 '1.3 1
15 [d ic^l, Illi, \\SI Si, C \\1(~-ll:P. 1)~ I::,~utll~~ Em 111111 L1EL: 1s \H 1IciUl~l',' élu, sil 198 ut lis Ille LEI '.~' HI1CC (0,012 pouce une profuadcllr de coupe de 2,03 millïIl Ires (0,08 pt'LIcc). Les conditions de fin de vie étaient la prcltlicrc survenue d'une des. c nditions sui\ :antes : (a) 0,305 millimètre (0,012 pouce) d'usure uniforme ; (b) 0,305 millimètre (0,012 pouce) d'usure ni v i i num ; (e) 0,305 millimètre (0,012 pouce) d'usure de bec ; (d) 0,305 millimètre (0,012 pouce) de profondeur d'entaille ; ou ("e) 0,102 mi 04 pouce) d'usure en état,. Fe. Les plaquettes de coupe pour\ uc de revêtements selon la 1 semé invention ont présenté des durées de vie de coupe de 1 1,9 et 13,9 minutes, nt pris fin quand la limite de profondeur d'entaille a été atteinte. Par contl:a>te, les plaquettes de coupe pourvues de revHtcrncnts conventionnels ont présenté des dunes J1e vie de coupe de seulement 8,9 et 11,0 111 putes, qui ont pris fin quand le critère d'usu rc de bec maximum a été atteint. Cep ais Llettiontaerit que les rcACIClllcaltti selon la puc~c11Lc cation ont

Claims (4)

  1. REVENDICATIONS1. couche c`/ .l~uxio'o /Uo! environ (}/w~ L~ `rt REVENDICATIONS1. couche c`/ .l~uxio'o /Uo! environ (}/w~ L~ `rt dup'mICux./..xvnu!o.' J,hurniniuna sur le p^`oICux./~/ unique dc Mine couche est d`mx i/`x environ O,!, et le rapport de lu dureté u/ OPa sur le module de l,ouog en (]Pu du /e \.~uncnLcu(d`uo o)oi !U 0,06.
  2. 2. Substrat pourvu d'un re\ enculent selon la revendication 1, caractérisé en ce que le revêtement (22,54,64) comprend une pluralité de couches (58,56,82,68,66i».
  3. 3. Substrat pourvu d'un êtement selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'au moins une couche de la pluralité de couches (58,56,82,68,66) comprend un. matériau sélectionné dans le groupe constitué du nitrure de titane, du carbonitrure de titane, de l'oxyde d'aluminium., du nitrure de zirconium., et du carbonitrure de zirconium.
  4. 4, Su!wc/[p"unxd'un rr~ùuneo\selon brcvendicuhon2,c:`ricn/e qu'au moins une dc. .(mJ)m de la pkxrJii" de coo.hr` L58,56.iI./,h0/ mu` u'xohc d'xJ!/rrcn(ê (56,66). l. Suhvtràt iunin 'in» -sui cr!: .[..~"~xd`~`/jonu` 5. 8nhsVa1 pourvu d'un 'Il{/ /ou/ 25 uqo1(72/44,54]64)aun d'environ l ~cmin) en ce - le x`~ ydti'i uLu/c et. /ov/1xo/ ./ xiron 1 à cl viron 20nii./ 30Sulvslr;il. r H teninc on l'Il 11 uruel il ce que le ea u eiae, t.H eéramiqu, d '...) wet, el un ier 9. ,H d'un sup-loa pourvu d'un r Limeui. ledit pu earaetei ise cric tlll il eumprend les euipes suivantes: 10 a) fournir un nuisis( lupin Luit une sui lice de suhstri : et b) déposer un o etelil,ilu sur Li surface du substrat ; en ce que l'étape de dépôt comprend le dépôt d'au moins une couche constituée soit dbxycarbonitrure de titane, soit doxycarbonitrure de titane et d'aluminium, par dépôt chimique en phase \ itpeUr (DCV) à moyenne température, à une température de substrat 15 d'environ 750 C à environ 950 °C et sous une atmosphère dans laquelle le rapport de l'hyduvgène gazeux sur l'azote gazeux est d'au moins 5, le rapport du pourcentage atomique \^ gens.' sur le pourcentage atomique de titane de la couche étant d'environ 0,01 à environ 0,09, et le rapport du pourcentage atomique d'aluminium sur le pourcentage atomique de titane de la couche étant d'environ 0 à environ 0,1 20 et en ce que le 1,1ppi 1 de la dureté : en GPa sur le module d' Young en GPa du lc\ ic uoi 1 est d'au n 0.06. 25 1 30 Ji ecarbone., de 1 de nitreux, et de. 1 oxyde rique. 13. ni cation IO. 1 fi ce que trichlorure ,' luminiurrr. 111,11 Lai ae que ,'[La.H.t2l'.1 a uni' d'ému, 2 :i environ .rri~iuü.,. 15. Substrat pourvu d'un rc\ eLancl L i la revendication 9. ca.alerisé en ce que ladite au moins une couche constituce d'ox^c:tItunitrure de titane ou d'raxycarbonitrure de titane et d'aluminium a une épaisseur d'environ 1 à environ 20 microns. 15 16. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le substrat est une plaquette de 17. Procédé selon la revendication caraudri ce que le substrat comprend un matériau sélectionné dans le groupe constitué d'un carbure cémenté, dune céramique, d'un 20 cermet, et d'un a 14. Pr coupe. Cpt _1:, !l 1 Ill .i.e
FR1251945A 2011-03-04 2012-03-02 Substrats pourvus de revetements et procedes de fabrication associes Withdrawn FR2972189A1 (fr)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/040,641 US8409734B2 (en) 2011-03-04 2011-03-04 Coated substrates and methods of making same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
FR2972189A1 true FR2972189A1 (fr) 2012-09-07

Family

ID=46671490

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1251945A Withdrawn FR2972189A1 (fr) 2011-03-04 2012-03-02 Substrats pourvus de revetements et procedes de fabrication associes

Country Status (8)

Country Link
US (1) US8409734B2 (fr)
JP (1) JP2012183635A (fr)
KR (1) KR20120100735A (fr)
CN (1) CN102653146B (fr)
BR (1) BR102012002987A2 (fr)
CA (1) CA2765645A1 (fr)
DE (1) DE102012002394B4 (fr)
FR (1) FR2972189A1 (fr)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8524360B2 (en) * 2011-08-29 2013-09-03 Kennametal Inc. Cutting insert with a titanium oxycarbonitride coating and method for making the same
JP5979438B2 (ja) * 2012-10-31 2016-08-24 三菱マテリアル株式会社 表面被覆切削工具
KR20220012854A (ko) * 2019-05-27 2022-02-04 에이비 산드빅 코로만트 피복 절삭 공구
WO2021205644A1 (fr) * 2020-04-10 2021-10-14 住友電工ハードメタル株式会社 Outil de coupe
CN115478258A (zh) * 2021-05-31 2022-12-16 中国石油天然气集团有限公司 一种316l不锈钢表面的碳氮化钛涂层及其制备方法

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT377786B (de) * 1981-12-24 1985-04-25 Plansee Metallwerk Verschleissteil, insbesondere hartmetall -schneideinsatz zur spanabhebenden bearbeitung
JPS61221369A (ja) 1985-03-27 1986-10-01 Sumitomo Electric Ind Ltd 被覆超硬合金部材
US4714660A (en) 1985-12-23 1987-12-22 Fansteel Inc. Hard coatings with multiphase microstructures
DE3751689T2 (de) 1986-05-28 1996-07-04 Ngk Spark Plug Co Material für Schneidvorrichtungen, dessen Anwendung und Schneidvorrichtungen
JPH0732961B2 (ja) 1986-10-03 1995-04-12 三菱マテリアル株式会社 表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具
JP2746036B2 (ja) 1992-12-22 1998-04-28 三菱マテリアル株式会社 表面被覆切削工具
US5920760A (en) 1994-05-31 1999-07-06 Mitsubishi Materials Corporation Coated hard alloy blade member
EP0727509B1 (fr) 1995-02-17 2001-12-12 Seco Tools Ab Substrat en carbure cementé revêtu de multicouches en alumine
DE69720561T2 (de) 1996-01-10 2003-11-27 Mitsubishi Materials Corp Verfahren zur Herstellung von beschichteten Schneideinsätzen
EP0786536B1 (fr) 1996-01-24 2003-05-07 Mitsubishi Materials Corporation Outil de coupe revêtu
JP3418066B2 (ja) 1996-07-03 2003-06-16 日立金属株式会社 アルミナ被覆工具とその製造方法
EP0846784B1 (fr) * 1996-12-04 2004-09-08 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Outil revêtu et procédé de fabrication de cet outil
SE511211C2 (sv) 1996-12-20 1999-08-23 Sandvik Ab Ett multiskiktbelagt skärverktyg av polykristallin kubisk bornitrid
JP3402146B2 (ja) 1997-09-02 2003-04-28 三菱マテリアル株式会社 硬質被覆層がすぐれた密着性を有する表面被覆超硬合金製エンドミル
DE69901985T2 (de) 1998-07-29 2002-12-05 Toshiba Tungaloy Co Ltd Aluminiumoxid-beschichteter Werkzeugteil
DE10017909B4 (de) * 1999-04-13 2009-07-23 Mitsubishi Materials Corp. Beschichtetes Sinterkarbid-Schneidwerkzeugelement
DE19962056A1 (de) 1999-12-22 2001-07-12 Walter Ag Schneidwerkzeug mit mehrlagiger, verschleissfester Beschichtung
US6472060B1 (en) 2000-01-19 2002-10-29 Seco Tools Ab Coated body with nanocrystalline CVD coating for enhanced edge toughness and reduced friction
SE519339C2 (sv) 2000-11-22 2003-02-18 Sandvik Ab Skärverktyg belagt med aluminiumoxid och sätt att tillverka detsamma
EP1311712A2 (fr) 2001-03-27 2003-05-21 Widia GmbH Procede servant a augmenter la resistance a la compression ou a limiter la contrainte de traction interne d'une couche appliquee par cvd, pcvd ou pvd, et piece coupante d'usinage
SE527346C2 (sv) * 2003-04-24 2006-02-14 Seco Tools Ab Skär med beläggning av skikt av MTCVD-Ti (C,N) med styrd kornstorlek och morfologi och metod för att belägga skäret
DE602004031919D1 (de) 2003-12-22 2011-05-05 Mitsubishi Materials Corp Beschichtetes Cermet Schneidwerkzeug mit harter Überzugsschicht mit hervorragender Schlagbeständigkeit.
US7455918B2 (en) * 2004-03-12 2008-11-25 Kennametal Inc. Alumina coating, coated product and method of making the same
CA2571470C (fr) * 2005-11-18 2013-02-05 Sumitomo Electric Hardmetal Corp. Corps fritte au cbn pour usinage a haute integrite de surface, outil de coupe avec corps fritte au cbn, et methode de coupe applicable
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
JP5027760B2 (ja) * 2008-08-20 2012-09-19 株式会社神戸製鋼所 硬質皮膜形成部材

Also Published As

Publication number Publication date
BR102012002987A2 (pt) 2013-07-23
JP2012183635A (ja) 2012-09-27
CA2765645A1 (fr) 2012-09-04
US20120225285A1 (en) 2012-09-06
US8409734B2 (en) 2013-04-02
CN102653146B (zh) 2016-05-04
DE102012002394A1 (de) 2012-09-06
KR20120100735A (ko) 2012-09-12
DE102012002394B4 (de) 2019-03-28
CN102653146A (zh) 2012-09-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR2972189A1 (fr) Substrats pourvus de revetements et procedes de fabrication associes
EP0653499B1 (fr) Outil coupant revetu et son procede de production
CN100430170C (zh) 硬质被覆层发挥耐卷刃性的表面被覆金属陶瓷制切削工具
US5071696A (en) Coated cutting insert
US6436519B2 (en) Cutting tool with multilayer, wear-resistant coating
CN100389224C (zh) Pvd法涂覆的切削刀具及其制备方法
KR20120073322A (ko) 피복 공구
US6572991B1 (en) Deposition of γ-Al2O3 by means of CVD
US20020132131A1 (en) Protective coating for a thermally stressed component, particularly a turbine component
Yang et al. Epitaxial grain growth during 8YSZ splat formation on polycrystalline YSZ substrates by plasma spraying
CN103813875A (zh) 切削工具
US6821919B2 (en) Superior toughness and adhesive strength ceramic coating of titanium aluminum carbon nitride-amorphous carbon nanocomposite
RU2492277C2 (ru) Способ нанесения покрытия на по крайней мере часть инструмента, покрытие с по меньшей мере одним слоем карбонитрида, режущий инструмент и режущая вставка для него с упомянутым покрытием
EP3461928A1 (fr) Revêtements tacno et procédé de production
KR20150026865A (ko) 절삭 공구용 내화성 코팅
CN101243204B (zh) 金属碳氮化物层和生成金属碳氮化物层的方法
CN102407352A (zh) 硬质包覆层具备优异韧性、耐崩刀性的表面包覆切削工具
JP5876755B2 (ja) 高速断続切削加工においてすぐれた潤滑性、耐チッピング性、耐摩耗性を発揮する表面被覆切削工具
JP2004148503A (ja) 酸化アルミニウム被覆工具
JP3544450B2 (ja) 酸化アルミニウム被覆工具
WO2015129771A1 (fr) Outil de coupe réalisé en cermet à base de carbonitrure de titane revêtu en surface ayant une excellente résistance à l&#39;écaillage
JP2000246511A (ja) 硬質被覆層がすぐれた初期なじみ性を発揮する表面被覆超硬合金製スローアウエイ切削チップ
US20120243951A1 (en) Cutting tool for machining metallic materials
JP7473883B2 (ja) 表面被覆切削工具
CN102380629A (zh) 硬质包覆层发挥优异的耐削性、耐磨性的表面包覆切削工具

Legal Events

Date Code Title Description
ST Notification of lapse

Effective date: 20131129