JP2013513027A - 被覆物品および被覆物品を作るための方法 - Google Patents
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Abstract
Description
a)基材を覆う少なくとも1層の硬質層を堆積させ、この少なくとも1層の硬質層が窒化物,酸化物,ホウ化物,炭化物またはこれらの組み合わせを具えているステップと、
b)少なくとも1層の前記硬質層に1層の可塑性微小層を堆積させ、この少なくとも1層の可塑性微小層が少なくとも70%の金属元素を具え、可塑性微小層の少なくとも0.5%がFe,Co,Ni,Cu,Hf,Ag,AuおよびRuからなるグループの1つ以上の金属から選択されるステップと、
c)前記可塑性微小層に少なくとも1層の別な硬質層を堆積させ、この少なくとも1層の別な硬質層が窒化物,酸化物,ホウ化物,炭化物またはこれらの組み合わせを具えたステップとを具えている。
ステップb)の実行前に第1の補助層を前記基材に堆積させるステップと、
このステップに代え、またはこれに加え、
第2の補助層を最も外側の硬質層に堆積させ、これによって第2の補助層をこのコーティングの最外層として機能させるステップと
をさらに具え、前記第1および第2の補助層がHf,Al,Y,Fe,Co,Ni,Cu,Si,Ag,Au,Ru,耐熱金属およびこれらの混合物からなるグループから選択される元素をそれぞれ少なくとも60%具え、
補助層の厚さが2nmから100nmまでである。
a)基材を覆う少なくとも1層の硬質層を堆積させるステップと、
b)可塑性微小層を少なくとも1層の前記硬質層に堆積させるステップと、
c)少なくとも1層の他の硬質層を前記可塑性微小層に堆積させるステップと
を具える。
ステップb)を実行する前に第1の補助層を基材に堆積させるステップと
これに代えて、またはこれに加え、
第2の補助表面層を最も外側の硬質層に堆積させるステップと
をさらに具える。
Claims (21)
- 少なくとも部分的に被覆され、基材とコーティングとを具えた物品であって、
前記コーティングは、相互に接合する硬質層と可塑性微小層とが交互に重なる層を具え、2つの硬質層の間に位置する可塑性微小層を具えた3つの層の少なくとも1つの連続体があり、
前記可塑性微小層は少なくとも70%の金属元素を具え、この可塑性微小層の少なくとも0.5%は、Fe,Co,Ni,Cu,Hf,Ag,AuおよびRuからなるグループの1つ以上の金属から選択され、
前記硬質層は、窒化物,酸化物,ホウ化物,炭化物,またはこれらを組み合わた1層以上のセラミック層を具え、
前記硬質層の厚さが0.05μmから5μmまでであり、
前記可塑性微小層の厚さが5nmから100nmまでであることを特徴とする被覆物品。 - 前記硬質層が(MeaX1-a)(NwCxByOz)で構成され、
MeはTi,Al,CrおよびZrからなるグループから選択される1つ以上の金属であり、
XはSi,Ta,V,YおよびNbからなるグループから選択される1つ以上の元素であり、
0.75<a≦1.0 かつ
w+x+y+z=1であることを特徴とする請求項1に記載の被覆物品。 - 前記可塑性微小層がFe,Co,Ni,Cu,Hf,Ag,AuおよびRuからなるグループから選択された1つ以上の金属からなる純金属層であることを特徴とする請求項1に記載の被覆物品。
- 前記可塑性微小層は、
0.5%から99.5%までがFe,Co,Ni,Cu,Hf,Ag,AuおよびRuからなるグループから選択される1つ以上の金属と、
残りがAl,Yおよび耐熱金属からなるグループから選択される1つ以上の金属と
を具えた純金属層であることを特徴とする請求項1に記載の被覆物品。 - 前記可塑性微小層は、N,O,C,Bおよびこれらの組み合わせからなるグループから選択される非金属元素をさらに具えた亜化学量論的セラミックであることを特徴とする請求項1に記載の被覆物品。
- 前記コーティングは、このような連続体を3つから30まで具えたことを特徴とする請求項1に記載の被覆物品。
- 相互に異なる組成を持つ少なくとも2つの可塑性微小層を具えたことを特徴とする請求項6に記載の被覆物品。
- 前記コーティングは、前記基材に隣接し、かつ前記基材と前記硬質層との間の接合層として機能する補助層をさらに具え、
この補助層は、Hf,Al,Y,Fe,Co,Ni,Cu,Si,Ag,Au,Ru,耐熱金属およびこれらの混合物からなるグループから選択される元素を少なくとも60%具え、
当該補助層の厚さが2nmから100nmまでであることを特徴とする請求項1に記載の被覆物品。 - 前記コーティングは、最も外側の硬質層に隣接し、かつこのコーティングの最も外側の表面層として機能する補助層をさらに具え、
この補助層は、Hf,Al,Y,Fe,Co,Ni,Cu,Si,Ag,Au,Ru,耐熱金属およびこれらの混合物からなるグループから選択される元素を少なくとも60%具え、
当該補助層の厚さが2nmから100nmまでであることを特徴とする請求項1に記載の被覆物品。 - 前記コーティングは、
前記基材に隣接し、かつ前記基材と前記硬質層との間の接合層として機能する第1の補助層と、
最も外側の硬質層に隣接し、かつこのコーティングの最も外側の表面層として機能する第2の補助層と
をさらに具え、
これら第1および第2の補助層は、Hf,Al,Y,Fe,Co,Ni,Cu,Si,Ag,Au,Ru,耐熱金属およびこれらの混合物からなるグループから選択される元素をそれぞれ少なくとも60%具え、
当該補助層のそれぞれの厚さが2nmから100nmまでであることを特徴とする請求項1に記載の被覆物品。 - 前記コーティングの厚さが0.5μmから20μmまでであることを特徴とする請求項1に記載の被覆物品。
- 物品が切削工具または摩耗部品であることを特徴とする請求項1に記載の被覆物品。
- 前記可塑性微小層がTixCuy,TixAgy,TiuAlvCutおよびCruAlvCutからなるグループから選択され、
x+y=1 かつ
x≦0.9 かつ
u+v+t=1 かつ
t≧0.02
であることを特徴とする請求項1に記載の被覆物品。 - 基材とコーティングとを具えた被覆物品を製造する方法であって、
a)前記基材を覆う少なくとも1層の硬質層を堆積させるステップであって、前記少なくとも1層の硬質層が窒化物,酸化物,ホウ化物,炭化物またはこれらの組み合わせを具えているステップと、
b)少なくとも1層の可塑性微小層を前記少なくとも1層の硬質層に堆積させるステップであって、この少なくとも1層の可塑性微小層が少なくとも70%の金属元素を具え、かつ当該可塑性微小層の少なくとも0.5%がFe,Co,Ni,Cu,Hf,Ag,AuおよびRuからなるグループの1つ以上の金属から選択されるステップと、
c)少なくとも1層の他の硬質層を前記可塑性微小層に堆積させるステップであって、この少なくとも1層の他の硬質層が窒化物,酸化物,ホウ化物,炭化物またはこれらの組み合わせを具えているステップと
を具え、前記硬質層のそれぞれの厚さが0.05μmから5μmまでであり、
前記少なくとも1層の可塑性微小層の厚さが5nmから100nmまでであることを特徴とする方法。 - 前記コーティングをPVD法にて堆積させることを特徴とする請求項14に記載の方法。
- 堆積した前記硬質層が(MeaX1-a)(NwCxByOz)の構成を有し、
MeがTi,Al,CrおよびZrからなるグループから選択される1つ以上の金属であり、
XがSi,Ta,V,Y、およびNbからなるグループから選択される1つ以上の元素であり、
0.75<a≦1.0 かつ
w+x+y+z=1
であることを特徴とする請求項14に記載の方法。 - ステップb)およびステップc)が交互に3回から30回の間行われることを特徴とする請求項14に記載の方法。
- ステップb)を実行する前に前記基材に補助層を堆積させるステップをさらに具え、
この補助層がHf,Al,Y,Fe,Co,Ni,Cu,Si,Ag,Au,Ru,耐熱金属およびこれらの混合物からなるグループから選択される元素を少なくとも60%具え、
当該補助層の厚さが2nmから100nmまでであることを特徴とする請求項14に記載の方法。 - 最も外側の硬質層に補助層を堆積させ、それによってこの補助層をコーティングの表面層として機能させるステップをさらに具え、
当該補助層はHf,Al,Y,Fe,Co,Ni,Cu,Si,Ag,Au,Ru,耐熱金属およびこれらの混合物からなるグループから選択される元素を少なくとも60%具え、
該補助層の厚さが2nmから100nmまでであることを特徴とする請求項14に記載の方法。 - ステップb)を実行する前に前記基材に第1の補助層を堆積させるステップと、
最外硬質層に第2の補助層を堆積させ、それによってこの第2の補助層をコーティングの最外層として機能させるステップと
をさらに具え、これら第1および第2の補助層がHf,Al,Y,Fe,Co,Ni,Cu,Si,Ag,Au,Ru,耐熱金属およびこれらの混合物からなるグループから選択された元素をそれぞれ少なくとも60%具え、
これら補助層の厚さがそれぞれ2nmから100nmまでであることを特徴とする請求項14に記載の方法。 - ステップb)およびステップc)が物理的気相蒸着を用いて同じコーティングチャンバー内で交互に3回から30回の間行われることを特徴とする請求項14に記載の方法。
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