KR20140074370A - 기계가공 작업에서 강화된 내마모성을 위한 적용 형태를 지닌 알루미늄 티타늄 나이트라이드 코팅 및 그 방법 - Google Patents

기계가공 작업에서 강화된 내마모성을 위한 적용 형태를 지닌 알루미늄 티타늄 나이트라이드 코팅 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 나노미터 크기 배열의 입자 사이즈를 갖는 적어도 두개의 상이한 코팅 부분 A 및 B를 보여주는 (Al,Ti)N 코팅에 관한 것으로, 코팅 부분 A는 코팅 부분 B 보다 더 큰 입자 사이즈 및 더 큰 탄성률을 보여주는 것을 특징으로 한다. 또한 본 발명은 위에서 설명된 코팅으로 기판을 코팅하기 위한 방법에 관한 것이며, 이로인해 (Al,Ti)N 코팅의 적어도 코팅 부분 A 및/또는 코팅 부분 B 들은/는 PVD 기술에 의해 증착된다.

Description

기계가공 작업에서 강화된 내마모성을 위한 적용 형태를 지닌 알루미늄 티타늄 나이트라이드 코팅 및 그 방법{ALUMINUM TITANIUM NITRIDE COATING WITH ADAPTED MORPHOLOGY FOR ENHANCED WEAR RESISTANCE IN MACHINING OPERATIONS AND METHOD THEREOF}
본 발명은 알루미늄 티타늄 나이트라이드((Al,Ti)N)코팅 시스템 및 코팅 시스템을 기판 표면 상에 증착시키기 위한 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 조정된 형태를 가지며 기계가공 작업에서 강화된 절삭 성능(cutting performance)을 보여주는 알루미늄 티타늄 나이트라이드 코팅에 관한 것이다.
알루미늄 티타늄 나이트라이드를 포함하는 박막 코팅은 일반적으로 기계가공 작업에서 고성능의 절삭공구(cutting tools)을 얻기 위해 사용된다. 이러한 종류의 코팅들의 발전은 이미 1980년 이래로 잘 알려져 있다. 지난 시기에 절삭 작업 동안 알루미늄 티타늄 나이트라이드 코팅들의 성능을 개선하기 위한 많은 시도들이 달성되었다. 많은 경우에 그것은 단층 코팅 시스템(예컨대, (Al,Ti,Si)N)에서 다른 성분들의 추가에 의한 것으로 또는 다층 코팅 시스템(예컨대, (Al,Ti)N/Al2O3)에서 다른 코팅과의 조합에 의한 것으로 보고되었는데 이것은 AlTiN-기반 코팅들의 온도 안정성, 산화 저항성 및 내마모성을 상당히 향상시킬 수 있다. AlTiN-기반 코팅의 발전에 의해 광범위하게 조사된 다른 중요한 양상들은, 코팅 결정도(coating crystallinity), 입자 사이즈(grain size), 성분 구성(element composition), 구조 등의 영향이라는 것이다.
WO2011041063호의 저술자들은, 예컨대 알루미늄 티타늄 나이트라이드 코팅들이 엔드 밀링을 위해 사용되는 팅스텐 초경합금 절삭공구(cemented tungsten carbide cutting tools)에 대해 놀랄만큼 양호한 기계가공 특성을 보여줄수 있다고 보고했는데, 이러한 코팅들은 약 0 및 15 중량 퍼센트 사이의 육방정계 상(hexagonal phase) 및 (Alx,Ti1-x)N의 성분 구성을 가지며, x 는 약 0.53 내지 약 0.58 몰(moles)의 범위에 있다. 그들은 또한 이러한 코팅들이, 바람직하게는 약 10 내지 약 40 나노미터의 범위에서 평균 입자 사이즈를 갖는다는 것을 나타내며, X선 회절에 의해 특징되며 약 4.5 내지 약 10의 범위에서 피크 강도 비율(peak intensity ratio)(200) 내지(111)을 갖는, 결정 텍스처(crystallographic texture)를 지닌 등축정계 상(cubic phase)을 보여준다.
JP2644710호의 저술자들은, 0.56≤x≤0.70을 지닌 성분 구성(AlxTi1-x)N을 갖는 알루미늄 티타늄 나이트라이드 코팅이 고경도 내마모성 및 우수한 고온 산화를 동시에 보여준다고 보고했다.
WO2011034492호의 저술자들은, AlTiN-코팅된 절삭 공구의 상당히 긴 공구 수명 또는 향상된 절삭 성능을 보고했는데, 여기에서 알루미늄 티타늄 나이드라이드 코팅들은 질소 대기(nitrogen atmosphere)에서 TiO.33Al0.67 및 Ti0.30 및 Al0.70 타겟들로 부터 반응성 PVD 아크 증착 동안에 기판 바이어스 전압이 연속적으로 변화함에 의해 증착된다. WO2011034492호에 따른 증착 프로세스는 코팅 증착(활성 타켓을 유지하는) 동안에 기판 바이어스 전압이 변화하는 적어도 하나의 시퀀스를 포함하는데, 여기에서 기판 바이어스 전압이 변화하는 시퀀스는 서브시퀀스 Si를 포함한다. 서브시퀀스 Si 동안에, 기판 바이어스 전압이 조정되거나 다음과 같이 변화된다: a)제1 기판 바이어스 전압, Bi는, 10초 및 60분 사이의 증착 시간, Ti 동안에 조정되어 유지되고, b)기판 바이어스 전압은 10초 및 40분 사이의 램핑 시간(ramping time), Ri 동안에 점차 제2 기판 바이어스 전압, Bi+1 까지 변화되는데,여기에서 |Bi-Bi+1|≥10V 이다. 서브시퀀스, Si는 i=n 까지 반복되며, 여기에서 i=0,1,2 ...n 이고, n≥2 인데, 각각의 새로운 서브시퀀스는 이전의 서브시퀀스가 종료되는 경우 사용된 동일한 기판 바이어스 전압에서 시작된다.
그러나, 이 주제에 내에서 많은 연구 발전에도 불구하고, 기계가공 작업에서 향상된 절삭 성능에 대한 필요성은 알루미늄 티타늄 나이트라이드 코팅들의 증착 프로세스 및 특성의 보다 광범위한 연구를 이끌어 냈다.
본 발명의 목적은 고성능 절삭 공구를 위한 알루미늄 티타늄 나이트라이드 코팅 시스템을 제공하는 것으로, 특히 종래기술과 비교해 높은 생산성을 허용하는 절삭 인서트들(cutting inserts)을 위한 브로드밴드 코팅(broadband coating)을 제공하는 것이다. 또한 본 발명의 목적은 전술한 고성능 코팅된 공구들을 제조하기 위한 산업에 적합한 코팅(industrial-suited coating) 방법을 제공하는 것이다. 게다가, 본 발명에 따른 코팅 방법은 가능한 탄탄하고 복잡하지 않을 것이다.
전술한 목적은, 조정된 형태를 갖는 알루미늄 티타늄 나이트라이드 코팅 시스템 및 그 코팅 증착 방법을 제공함으로서, 본 발명에 의해 달성되며, 특히 두개 모두는 고성능 절삭 공구의 효율성 향상을 위해 설계된다.
본 발명에 따른 (Ti,Al)N 코팅은, 주로 상이한 형태 구조들(morphology structures)로 특징되는 두개의 상이한 영역 또는 코팅 부분 A 및 B 를 보여주는 단층 코팅(monolayer coating)이다.
발명자들은 코팅 부분 A 가 코팅 부분 B 보다 기본적으로 더 확연한 원주 형태 구조(columnar morphology structure) 및 더 큰 입자 사이즈 보여주는 경우 놀랍게도 (Ti,Al)N 코팅의 절삭 성능이 상당히 향상될 수 있다는 것을 알아낸다. 또한 더 나은 절삭 성능은, 양쪽 코팅 부분 A 및 B의 입자 사이즈가 나노미터 크기 배열(nanometer magnitude order)의 본 발명에 따라 제공된 (Ti,Al)N 코팅에 의해 달성된다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 코팅 부분 A의 입자 사이즈, gzA는 코팅 부분 B의 입자 사이즈, gzB 보다 적어도 1.25배 더 큰데, 바람직하게는 gzA ≥1.5·gzB 이며, 더 바람직하게는 10·gzB≥ gzA ≥1.5·gzB 이고, 더욱 더 바람직하게는 4·gzB ≥gzA ≥1.8·gzB 이다.
본 발명의 추가 실시예에서, 코팅 부분 A의 코팅 두께, thA는 코팅 부분B의 코팅 두께, thB 보다 더 작은데 thA＜thB 이다. 바람직하게는 1.2·thA≤thB≤8·thA 이며, 더 바람직하게는 1.5·thA≤thB≤3·thA 이다.
본 발명의 다른 추가적인 실시예에서, (Ti,Al)N 코팅들은 원재료(source material)로서 분말 야금합금(powder metallurgical alloyed) TiAl-타겟들을 사용하여 캐소드 아크방전(cathodic arc evaporation) 에 의해 생산된다. 바람직하게는, 타겟들의 원자 성분 구성은 TixAl1-x이며, 여기에서 0.30 ≤x≤0.70 이다.
본 발명의 추가적인 실시예에서, 타겟들의 표면 상에서 자기장 형상은, 전자 궤적(electron trajectory)이 애노드 표면 그리고 플라즈마에서 전자 온도(electron temperature) 및 코팅 챔버 내의 반응성 가스(reactive gas)의 이온화 등급(정도)(ionization grade)에 영향을 주도록 코팅 증착 동안에 변한다. 본 발명의 이러한 바람직한 실시예에 따라, 전자 온도 및 반응성 가스의 이온화 등급은, (Ti,Al)N 코팅들에서 상이하게 요구되는 형태 구조 A 및 B를 달성하도록 코팅 증착 동안에 강하게 영향을 준다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에서, (Al,Ti)N 코팅들이 증착되는 동안에 전자 온도 및 반응성 가스의 이온화 등급은 가능한 낮게 유지된다.
상이한 절삭 공구들은 본 발명에 따라 증착된 상이한 버전의 (Al,Ti)N 코팅들로 코팅되며 본 발명에 따라 (Al,Ti)N 코팅들로 코팅되는 절삭 공구들의 절삭 성능의 상당한 향상은 절삭 테스트로 입증될 수 있다. 특히 크레이터 마모가 현저히 감소하고 공구 수명이 현저히 증가된다.
다음의 일부 실험적 절차 및 결과들은 본 발명의 수행 방식의 실례로서 명료해질 것이다.
본 발명은, 고성능 절삭 공구를 위한 알루미늄 티타늄 나이트라이드 코팅 시스템을 제공함으로서, 절삭 공구들의 절삭 성능을 향상시킬 수 있고, 수명을 증가시킬 수 있다.
도 1은, 절삭 테스트 1에서 밀링 작업(milling operations)에 의한 절삭 성능을 비교한 도면으로, 절삭 테스트 1에서 테스트 조건은, 재료:1.4571, 공구: 카바이드 인서트ADKT 1505, 절삭 파라미터(cutting parameters):Vc=125m/min, fz=0.15㎜, ap=4㎜, ae=35㎜, 작업:정면 밀링/드라이(face milling/dry).
도 2는, 절삭 테스트 2에서 터닝 작업(turning operations)에 의한 절삭 성능을 비교한 도면으로, 절삭 테스트 2에서 테스트 조건은, 재료:1.4571, 공구: CNMG432, 절삭 파라미터: Vc=180m/min, fz=0.25㎜, ap=2㎜, 작업: 웨트 절삭/아웃사이드 터닝(wet cutting/outside turning), 기준들(criteria):Vbmax ≥ 205㎛.
도 3은, 절삭 테스트 3에서 터닝 작업에 의한 절삭 성능을 비교한 도면으로, 절삭 테스트 3에서 테스트 조건은, 재료:1.2344 45 HRC, 공구:엔드-밀Ø10㎜, 절삭 파라미터:Vc=180m/min, fz=0.1㎜, ap=10㎜, ae=0.5㎜, 작업:웨트 절삭/피니싱(wet cutting/finishing). 기준들:Vbmax ≥ 100㎛.
(Al,Ti)N 코팅들은 아크 이온 플레이팅(arc ion plating) 증착 기술에 의해 절삭 인서트들 상에 증착된다. Al0.55Ti0.45, Al0.6Ti0.4, Al0.67Ti0.33, 및 Al0.7Ti0.3 의 성분 구성을 갖는 타겟들은 반응성 질소 대기에서 (Al,Ti)N 코팅들의 증착을 위한 재료 원(material source)으로 사용된다. 타겟 재료는 미국 특허 문서 일련번호 61/357272호에서 Krassnitzer 등에 의해 제시된 타입의 아크 증발기(arc evaporators)의 사용으로 증발된다. 이런 타입의 아크 증발기는 캐소드(cathode)(타겟), 애노드(anode) 및, 자기장의 스트림라인들(streamlines)이 캐소드의 인근에 직접 배치되는 애노드로 이르게 하는 자기 수단(magnetic means)을 포함한다. 전자 온도 및 반응성 가스의 이온화 등급은, 이 경우에는 코팅 챔버의 질소 가스의 이온화 등급은, 코일 전류의 값을 적당하게 조정함으로서 상이한 코팅 부분 A 및 B 이 생산되도록 영향을 준다. 코팅 부분 A는 기판 상에 증착되며, 코팅 부분 B는 코팅 부분 A 상에 증착된다. 일부 경우에 있어서 중간층(interlayer)이 기판 및 코팅 부분 A 사이에 증착된다. 일반적으로, 코팅 부분 A의 증착을 위해 사용되는 코일 전류 값 및 기판 바이어스 전압의 값, ccA 및 sbvA 는 코팅 부분 B의 증착을 위해 대응하여 사용되는 값, ccB 및 sbvB 보다 더 높으며, 따라서 ccA＞ccB 및 sbvA＞sbvB 이다.
ccB 및 sbvB 값 뿐만 아니라 ccA 및 sbvA 값은 램프(ramp)의 사용없이 부분 A 및 B 의 각각 대응하는 증착의 처음(최초에)에 각각 조정되며 그리고는 코팅 부분 A 및 B 의 각각 대응하는 증착 시간이 완료될 때까지 각각 일정하게 유지된다. 사용되는 코일 전류는 0A 및 2A 사이에서 변한다.
또한, 위에서 설명된 실례에 대응하여 본 발명에 따른 증착된 코팅들은 많은 가운데서도 다음의 분석 기술들을 사용함으로서 분석된다: 에너지 분산형 X-선 분광학(energy dispersive X-ray spectroscopy)(EDX); 주사 전자 현미경법(scanning electron microscopy)(SEM), X-선 회절(X-ray diffraction)(XRD) 및 나노인덴테이션 방법들(nanoindentation methods).
기본적으로 증착된 코팅들의 양쪽 부분 A 및 B 는 면심 등축정계 결정질 구조(face centered cubic crystalline structures)이며 대부분(predominantly) (200) 결정 텍스처(crystallographic texture)를 보여준다. 일반적으로 관찰된 원주 구조(columnar structure)는 코팅 부분 B 보다 코팅 부분 A에서 더 확연하다. 또한 증가된 입자 사이즈, 증가된 경도 및 탄성률은 코팅 부분B 와 비교하면 코팅 부분A 에서 관찰된다. 입자 사이즈 값은 나노미터 크기 배열이다. 특히 양호한 절삭 성능은 5nm 및 50nm 사이의 입자 사이즈를 갖는 코팅들에서 관찰된다. 경도 값은 37 GPa 및 55 GPa 사이에서 변한다. 탄성률(elastic modulus) 값은 410 GPa 및 450 GPa 사이에서 변한다. 코팅 부분 A에서 측정된 압축 응력 뿐만 아니라 티타늄과 관련된 원자 퍼센트에서 알루미늄 프랙션(Aluminum fraction)은 일반적으로 코팅 부분 B에서 측정된 것보다 약간 적다.
본 발명에 따라 증착된 (Al,Ti)N 코팅들로 코팅된 절삭 인서트들을 사용한 밀링 및 터닝 테스트(milling and turning tests)의 절삭 성능 결과들은 도 1 및 도 2에 도시된다. 달성된 결과들은 다른 4개의 상이한 상업용으로 확립된 (Al,Ti)N 코팅들과 비교하여 도 1-2에 나타나 있다.
또한 코팅 부분 A 또는 코팅 부분 B와 대응하는 구조 만을 포함하는 (Al,Ti)N 코팅들은 향상된 높은 절삭 성능을 보여주지 못한다. 그 결과들이 도 3에서 관찰될 수 있다.
본 발명의 맥락에서 용어 (Ti,Al)N 코팅들 및 (Al,Ti)N 코팅들은 동일한 의미를 지니므로 구별없이 사용된다. 일반적으로 코팅 프로세스에 의해 사용되는 아크 증발기는, 애노드는 코팅 챔버 벽들에 의해 형성되기 때문에, 특정 애노드가 아닌 캐소드를 포함한다. 이러한 이유로, 캐소드에서 생성된 더 많은 전자들은 애노드에 도달하기 위해 플라즈마를 가로질러 가야 한다. 이러한 이유로 아크 PVD 코팅 프로세스 동안에 더 많은 전자들이 플라즈마에 도착(도달)한다.
본 발명의 경우에, 위에서 설명된 바와 같이, (Al,Ti)N 코팅들을 생산하기 위해 사용되는 아크 증발기(arc evaporator)는 특별한 형상(구성)(special configuration)을 갖는데, 여기에서 애노드는 캐소드의 주위에 위치되며, 자기장 형성은 또한 캐소드로부터 애노드로 많은 수량의 전자가 일탈되게 도와줘서 아크 PVD 프로세스 동안 전자가 플라즈마에 도착하는 것을 막는다. 이것은 캐소드에서 생성된 적은 수량의 전자가 플라즈마에 도착하는 것을 가능하게 하여, 위에서 언급된 본 발명의 바람직한 실시예 중 하나에 설명된 데로, 결과적으로 (Al,Ti)N 코팅들의 증착 동안에 플라즈마에서 전자 온도 및 반응 가스의 이온화 등급을 가능한 낮게 유지하는게 가능하다.
캐소드로부터 캐소드의 인근에 직접 배치되는 애노드로 전자의 일탈을 허용하는 구성을 지닌 아크 증발기가 사용됨으로 인해, 코일 전류 및 기판 바이어스 전압 조정에 의해 본 발명에 따른 부분 A 및 B를 갖는 코팅들을 형성하기 위한 필요한 프로세스 조건을 만들어 내는 것이 가능하다. 더 높은 코일 전류 값은 캐소드로부터 애노드로 전자들의 더 높은 일탈(deviation)과 연관된다.
적용된 기판 바이어스 전압 sbvA 및 sbvB 는, -30V 및 -200V 사이에서 변하는데, sbvA＞sbvB 이다.
실현된 실험들에 따라, 본 발명에 따라 코팅된 절삭 공구들은, (Al,Ti)N 코팅의 코팅 부분 A 증착을 위해 적용된 기판 바이어스 전압이 -150V(sbvA 는 -150V 보다 더 큰 음의 값을 갖지 않음)보다 작지 않고, (Al,Ti)N 코팅의 코팅 부분 B 증착을 위해 적용된 기판 바이어스 전압이 -200V(sbvB 는 -200V 보다 더 큰 음의 값(negative value)을 갖지 않음)보다 작지 않으면, 특히 양호한 절삭 성능을 보여준다. 다시 말해서, 매우 양호한 절삭 성능은, 코팅 부분 A의 증착 동안에 기판에 적용된 바이어스 전압이 코팅 부분 B의 증착 동안에 적용된 바이어스 전압보다 절대값(absolute value)에 있어 더 작으면, 본 발명에 따라 달성될 수 있다.
특히, 분말 야금기술에 의해 만들어진 타켓들은 코팅 증착을 위해 사용될 수 있을 뿐 아니라 다른 기술에 의해 만들어진 조합 타겟들(composed targets) 또는 합금 타켓들이 사용될 수 있다.
만약 코팅의 점착력을 향상시키는것이 필요하다면, 각각의 코팅 부분 A 및 B의 증착 초기에 점진적으로(예컨대, 램프를 사용하여) 코일 전류 및/또는 바이어스 전압과 같은 코팅 파라미터를 조정하는 것을 추천할수 있다.
대부분의 경우, 특히 양호한 절삭 성능은, 양쪽 코팅 부분 A 및 B 의 입자 사이즈가 30㎚ 보다 작은 경우, 본 발명에 따라 코팅된 초경합금 절삭 공구에 의해 나타난다. 특히 일부(어떤) 경우에 있어, 코팅 부분 A 의 평균 입자 사이즈가 약 20㎚ 또는 더 작은 경우이고, 코팅 부분 B의 평균 입자 사이즈가 약 10㎚ 또는 더 작은 경우이다.
마찬가지로, 특히 일부 적용에 대한 양호한 절삭 성능은, 만약 코팅 부분 A,1-xA 에 있어 원자 퍼센트의 Al-함유량(content)이 코팅 부분 B,1-xB 보다 대략 4∼10% 작으면, 본 발명에 따라 코팅된 절삭 공구에 의해 달성될 수 있다;
* 만약 0.04 ≤ ((1-xB) - (1-xA))/(1-xA)≤ 0.10,
* 보다 상세하게는, 만약 0.04 ≤ ((1-xB) - (1-xA))/(1-xA)≤ 0.06.
또한, 본 발명에 따라 증착된 코팅들에서, 특히 양호한 절삭 성능이 제공되는, 코팅 부분 A의 압축 응력(compressive stress)은 코팅 부분 B 보다 적어도 15% 작으며, 바람직하게는 적어도 20% 작다.
본 발명에 따른 코팅은 모든 종류의 기판(substrate)에 적용될 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 코팅은 마찰 접촉(tribological contact)에 노출될수 있는 표면을 보호하는데 사용될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 코팅은, 마찰 접촉에 노출된 표면들의 경도, 내마모성, 산화 저항성(oxidation resistance), 등 과 같은 여러개의 마찰 특성을 향상시킬 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 코팅은 기계 부품 및 공구들을 코팅하기 위해 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 코팅은 특히 절삭 공구의 절삭 성능을 향상시키는데 유익하다.
예컨대, 본 발명에 따라 코팅된 절삭 공구들의 기판은 스틸 및/또는 초경합금(cemented carbide), 및/또는 세라믹, 및/또는 등축정계 질화붕소(cubic boron nitride)로 구성될 수 있거나 포함할 수 있다.
본 발명에 따라 증착된 (Al,Ti)N 코팅들의 전체 코팅 두께는 바람직하게는 0.5㎛ 보다 더 작지 않으며 30㎛ 보다 더 크지 않다.

Claims (22)

  1. 나노미터 크기 배열의 입자 사이즈를 갖는 적어도 두개의 상이한 코팅 부분 A 및 B을 보여주는 (Al,Ti)N 코팅은,
    코팅 부분 A가 코팅 부분 B 보다 더 큰 입자 사이즈 및 더 높은 탄성율을 보여주는 것을 특징으로 하는 (Al,Ti)N 코팅.
  2. 제 1항에 있어서,
    코팅 부분 B는 코팅 부분 A 상에 증착되는 것을 특징으로 하는 (Al,Ti)N 코팅.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    코팅 부분 A에서 측정된 압축 응력 및/또는 티타늄과 관련된 원자 퍼센트에서 알루미늄 프랙션(Aluminum fraction)(들)은 코팅 부분 B에서 측정된 것(것들)보다 적어도 약간 적은 것을 특징으로 하는 (Al,Ti)N 코팅.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    코팅 부분 A 및 B 의 입자 사이즈는 5㎚ 및 50㎚ 사이이며, 바람직하게는 5㎚ 및 30㎚ 사이 인 것을 특징으로 하는 (Al,Ti)N 코팅.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    코팅 부분 A의 입자 사이즈, gzA는 코팅 부분 B의 입자 사이즈, gzB 보다 적어도 1.25배 더 크며, 바람직하게는 gzA ≥1.5·gzB 이며, 더 바람직하게는 10·gzB≥ gzA ≥1.5·gzB 이고, 더욱 더 바람직하게는 4·gzB ≥gzA ≥1.8·gzB 인 것을 특징으로 하는 (Al,Ti)N 코팅.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    양쪽 코팅 부분 A 및 B는 면심 등축정계 결정질 구조(face centered cubic crystalline structures) 및 대부분(200) 결정 텍스처를 보여주는 것을 특징으로 하는 (Al,Ti)N 코팅.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    양쪽 코팅 부분 A 및 B는 37 GPa 및 55 GPa 사이의 경도 값 및/또는 410 GPa 및 450 GPa 사이의 탄성률(elastic modulus) 값을 보여주는 것을 특징으로 하는 (Al,Ti)N 코팅.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    코팅 부분 A의 코팅 두께, thA 는 코팅 부분 B의 코팅 두께, thB 보다 더 작으며, 바람직하게는 1.2·thA≤thB≤8·thA 이며, 더 바람직하게는 1.5·thA≤thB≤3·thA 인 것을 특징으로 하는 (Al,Ti)N 코팅.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 따라 (Al,Ti)N 코팅으로 적어도 부분적으로 코팅 된 기판.
  10. 제 9항에 있어서,
    기판은 공구이며, 특히 절삭공구이며, 보다 상세하게는 절삭공구는 스틸 및/또는 초경합금 및/또는 세라믹, 및/또는 등축정계 질화붕소(cubic boron nitride)로 구성될 수 있거나 포함할 수 있는 것을 특징으로 하는 기판.
  11. 제 9항 또는 제 10항에 있어서,
    (Al,Ti)N 코팅의 적어도 코팅 부분 A 및/또는 코팅 부분 B 들은/는 PVD 기술에 의해 증착되는 것을 특징으로 하는 기판을 코팅하기 위한 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    (Al,Ti)N 코팅의 적어도 코팅 부분 A 및/또는 코팅 부분 B를 증착하기 위해 반응성 아크 이온 플레이팅 증착 기술이 사용되며, 이로인해 티타늄 및 알루미늄을 포함하는 적어도 하나의 타겟이 원재료로서 사용되며 코팅 형성을 위해 질소 또는 본질적으로 가스를 포함하는 질소가 반응성 가스로서 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 11항 또는 제 12항에 있어서,
    (Al,Ti)N 코팅의 적어도 코팅 부분 A 및/또는 코팅 부분 B를 증착하기 위해 캐소드(cathode), 캐소드의 인근에 직접 배치되는 애노드(anode) 및 자기 수단(magnetic means)을 포함하는 아크 증발기가 사용되며, 자기 수단은 자기장의 스트림라인들이 애노드에 이르게 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 11항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서,
    코팅 부분 A 증착을 위해 코팅 부분 B 증착을 위한 것 보다 더 높은 코일 전류 값이 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 11항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서,
    (Al,Ti)N 코팅의 코팅 부분 B 증착을 위해 코팅 부분 A 증착을 위해 적용된 것과 비교해 더 큰 음의 값을 갖는 바이어스 전압이 코팅될 기판에 적용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 기판 상에 코팅을 증착시키기 위한 PVD 방법에 있어, 상기 코팅은 적어도 두개의 상이한 코팅 부분 A 및 B 를 갖으며, 상기 A 및 B 코팅 부분은 상이한 입자 사이즈, 바람직하게는 나노미터 크기 배열을 갖으며, 코팅 부분 A는 코팅 부분 B 보다 더 큰 평균 입자 사이즈를 보여주며,
    코팅 부분 A의 증착 동안에 만들어진 프라즈마는 코팅 부분 B의 증착 동안과 비교해 낮은 전자 온도 및/또는 반응성 가스의 낮은 이온화를 보여주는 것을 특징으로 하는 PVD 방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    PVD 방법은 반응성 아크 증발 PVD(reactive arc evaporation PVD) 방법인 것을 특징으로 하는 PVD 방법.
  18. 제 17항에 있어서,
    코팅 부분 A 증착을 위해서 및/또는 코팅 부분 B의 증착을 위해서 캐소드, 캐소드의 인근에 직접 배치되는 애노드 및 자기 수단을 포함하는 적어도 하나의 아크 증발기가 사용되며, 자기 수단은 자기장의 스트림라인들이 애노드에 이르게 하는 것을 특징으로 하는 PVD 방법.
  19. 제 17항 또는 제 18항에 있어서,
    코팅 부분 A 증착을 위해 코팅 부분 B 증착을 위한 것 보다 더 높은 코일 전류 값이 사용되는 것을 특징으로 하는 PVD 방법.
  20. 제 17항 내지 제 19항 중 어느 한 항에 있어서,
    코팅 부분 A 증착을 위해 코팅될 기판 상에 음의 바이어스 전압이 적용되는데, 그의 절대값은 코팅 부분 B 증착을 위해 적용된 것 보다 작은 것을 특징으로 하는 PVD 방법.
  21. 제 17항 내지 제 20항 중 어느 한 항에 있어서,
    코팅 부분 A 및 B 증착을 위해 동일한 타입의 타겟 재료는, 동일한 성분들로 구성되며, 사용되는 원자 퍼센트에서 동일한 화학 구성을 갖는 것을 특징으로 하는 PVD 방법.
  22. 제 17항 내지 21항 중 어느 한 항에 있어서,
    코팅 부분 A 및/또는 B 증착을 위해 사용되는 적어도 하나의 타겟들은 분말 야금기술에 의해 만들어지는 것을 특징으로 하는 PVD 방법.






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