KR20150047601A - 향상된 마찰감소 및 마모감소 특성들을 갖는 아크 pvd 코팅 - Google Patents

향상된 마찰감소 및 마모감소 특성들을 갖는 아크 pvd 코팅 Download PDF

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위르겐 람
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플로리안 자이베르트
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오를리콘 서피스 솔루션스 아크티엔게젤샤프트, 트뤼프바흐
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Abstract

본 발명은 본체 표면(3) 및 상기 본체 표면(3)의 적어도 일부에 증착된 코팅 시스템(20)을 구비한 본체(1)를 포함하는 코팅 본체에 관한 것으로, 상기 코팅 시스템(20)은 표면에 액적들(10)이 존재하는 최외곽층(9)으로서 증착된 하나 이상의 하드 마찰 감소 코팅(hard friction reducing coating)을 포함하고, 상기 최외곽층(9)은 몰리브덴 구리 질화물 및/또는 몰리브덴 질화물 및 구리질화물을 포함하고, 상기 액적들(10)의 적어도 일부는 주로 구리로 구성되고, 바람직하게는 대부분의 가장 큰 액적들(10)이 주로 구리로 구성된다.

Description

향상된 마찰감소 및 마모감소 특성들을 갖는 아크 PVD 코팅{Arc PVD coating with enhanced reducing friction and reducing wear properties}
본 발명은 마찰공학 시스템에 사용되는 부품들의 마모 보호를 위한 코팅 시스템에 관한 것이다. 만일 부품 표면에서 마찰공학적으로 접촉하는 동안 발생하는 마모 메커니즘이 초기 마찰 반응에 강하게 영향을 받는다면 이러한 코팅 시스템은 표면 마모를 감소시키고 사용 기간을 증가시키는데 특히 유리하다. 또한, 본 발명은 표면이 적어도 부분적으로 본 발명에 의한 코팅 시스템으로 코팅된 내마모 부품들을 제조하는 방법에 관한 것이다.
마찰공학은 상대 운동에서 표면들이 상호작용하는 것에 관련되는 과학 및 기술 분야이다. 서로 접촉하는 두 표면들 사이의 상대 운동은 항상 마찰 및 마모와 관계된다. 기술적으로, 각각의 이동가능한 어셈블리는 마찰공학 시스템으로 볼 수 있다.
마찰공학 시스템은 상호 가동 접촉(moving contact)하는 두 개의 본체들의 접촉 표면들로 필수적으로 구성된다. 매개체(보통 유체)는 상대 운동에서 두 개의 본체들의 표면들과 이들의 주변환경 사이에 배열될 수 있다. 마찰공학 접촉 동안 본체들의 표면에서 발생하는 마모의 종류, 진행 및 정도는 대개의 경우 각각의 표면들의 물질 및 표면 마감 뿐 아니라 표면들과 주변 환경 사이에 배열된 중간 재료들 및 일반적으로 공정 조건들에 의존한다.
본 발명의 내용에서 마찰공학 접촉에 관계된 본체들은 부품들로 지칭될 것이다. 특히, 마찰공학 공정이 절삭 공정이면, 부품들은 절삭 공구 및 작업편이고, 또한 흔히 각각 본체 및 대항본체(antibody)로 지칭된다. 이 경우, 주변 환경은 대개 산소 및 수증기를 포함하는 공기이고, 각각의 절삭 공구 및 작업편 표면들 사이의 매개는 대개 윤활유 및/또는 냉각수이다.
절삭 성능 및 절삭 공구들의 사용 기간을 증가시키기 위하여, 마모 보호 코팅을 사용하는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에 알려져있다.
US5707748에 절삭 에지들(cutting edges) 상에 쌓인 물질의 형성을 감소시키는데 도움을 주는 코팅 시스템으로 코팅된 공구가 기술되었다. 상기 코팅 시스템은 하드층 및 마찰감소층을 포함한다. 마찰감소층 없는 하드층은 절단 에지들에 쌓인 물질을 형성하는 경향이 있다. 특히 마찰감소층의 형성을 위한 적절한 물질들은 증발, 이온 플레이팅(ion plating) 및 스퍼터링 PVD 방법들과 같은 알려진 진공 증착 방법들에 의해 제조되는 탄소-기반 물질들이다. 이와 같은 마찰감소층은 바람직하게 US4992153에 기술된 코팅 방법(스퍼터링과 화학기상증착 방법들이 조합되는 방법)을 사용하여 증착되어야한다. 마찰감소층의 두께는 하드층 두께의 약 삼분의 일이어야 한다. US5707748에 청구된 공구는 마모에 노출되는 하나 이상의 영역을 갖는 공구 본체, 진공 방법에 의해 코팅되고, 상기 마모에 노출되는 하나 이상의 영역상의 코팅 시스템을 포함하는데, 상기 코팅 시스템은 연장 본체 상에 직접 가로놓인 하나 이상의 하드층 및 하드층 상부에 하나 이상의 중첩된 외부 마찰감소층을 필수적으로 포함하고, 마찰감소층은 금속 탄화물 및 탄소의 혼합물로 구성되고 임의의 할라이드(halide)가 필요하지 않도록 제조되어 하드층 및 마찰감소층의 입자 크기는 1㎛ 미만의 선형 평균 너비를 갖고, 마찰감소층의 두께는 하드층보다 얇다.
유사한 코팅 시스템이 US7067191에 제안되는데, US5707748에 제안된 코팅 시스템과 필수적으로 다른 점은 하드층과 마찰감소층 사이에 금속성 중간층이 추가된다는 것이다. 명세서에 의하면, 이러한 층 시스템은 불충분한 윤활 또는 건조 작동 조건하에서 작동되는 공구 또는 기계 부품들에 특히 유리하다. 제안된 코팅 시스템은 기체(base body)로부터 출발하는 하드 물질층 시스템, 순차적으로 금속성 층 및 마지막으로 슬라이드 층 시스템을 포함한다. 슬라이드 층 시스템은 (US5707748 내의 마찰감소층에 유사하게) 탄화물, 특히 텅스텐 탄화물 또는 크롬 탄화물 및 분산 탄소(dispersed carbon)로 제조된다. US7067191에 개시된 코팅 공구 또는 기계 부품을 제조하는 방법은 US6827976에 제안되고 청구된다. 그러나 (상술한) 종래기술에 개시된 코팅 시스템들 및 코팅 생산 방법들은 다음과 같은 중요한 불리한 점들과 관련된다;
1. 제안된 코팅 생산 방법들은 각각 마찰감소층 또는 슬라이드층 시스템을 형성하기 위한 스퍼터링 및 화학기상증착(CVD) 공정들을 포함하기 때문에 복잡하고 비용이 높다.
2. 제안된 코팅 시스템들에 포함된 탄소 함유 마찰감소층 또는 슬라이드층 시스템은 음극 아크 방전(cathodic arc evaporation) 형식의 물리 기상 증착(PVD) 방법과 같은 덜 복잡하고 비용이 덜 비싼 코팅 방법으로 적절하게 생산될 수 없다. 또한, 음극아크방전 공정이 마찰감소층 또는 슬라이드층 시스템의 형성에 사용되는 경우에, 만일 액적 필터(droplets filter)가 사용되지 않는다면 이러한 층 또는 층 시스템 내의 하드 매크로-입자들(hard macro-particles)(액적)이 통합되는 것을 피하는 것이 실제로 가능하지 않을 수 있다. 액적들은 매트로-입자들인데 코팅 챔버 내에 포함된 반응 기체와 완전히 반응하지 못한다. 그 결과, 타겟이 코팅층 또는 층 시스템의 형성을 위한 아크 방전용 물질원 및 음극으로 사용되면, 타겟 표면에서 녹아서, 타겟 표면으로부터 떨어지는 대부분의 물질로 액적들이 구성된다. 코팅 시스템의 최외곽층에서 통합된 이러한 액적들은 부적절한 거칠기를 가지고 따라서 마찰 및 마모에 부적절하다.
3. 선행 문헌에 개시된 층들 또는 층 시스템들을 포함하는 탄소는 소위 다이아몬드형 탄소(DLC) 물질들의 족(family)에 속하는 물질들이고, 따라서 윤활제들 및 냉각 용매들에 포함된 몇몇 물질들과 바람직하지 않은 반응이 일어날 수 있다.
4. 텅스텐 카바이드(보통 WC/C 또는 C:H:WC 또는 -C:H:W로 지칭됨)로 도핑된 탄소 물질들은 매우 친수성이다. 따라서, 코팅 조건들의 재현가능성(reproducibility)을 보증하기 위해서 코팅 배치들 사이의 코팅 챔버 및 기판 홀더들의 광범위한 세정 절차들이 요구된다.
5. 탄소-포함 물질들은 이들이 산소-포함 대기에서 높은 온도(약 400℃ 또는 그 이상)에 노출되면 증가되고 통제할 수 없는 산소와의 활성도를 나타낸다.
WO2012055485는 기판과 몰리브덴 질화물층 사이의 접착층과 같은 300nm 두께의 층을 이용한 불특정한 기판 상에 음극 아크 PVD 방법에 의해 증착되는 몰리브덴 질화물 코팅에 대하여 개시하고 있다. 이러한 몰리브덴 질화물 층은 매우 높은 경도(HV 3000±00), 낮은 거칠기(Rz　=　1.07㎛ 및 Ra　=　0.13㎛)를 나타내고, 불특정 온도에서 100Cr6에 대하여 수행된 왕복 마모 테스트(SRV 테스트)에서 물질의 이동을 방지하기에 적합하다. 부가적으로, 적은양의 몰리브덴 질화물을 다른 질화물 코팅에 임베딩(embedding)하는 것에 의해, 본래의 기초 질화물과 유사한 물성을 가지면서도 더 우수한 성능을 나타내고 적어도 예를 들어, 작업편 표면으로부터 삽입기의 절삭 에지와 같은 부품 표면으로의 물질 이동을 방지하는 것에 관련된 몰리브덴 질화물을 포함하는 새로운 질화물 코팅을 생성하는 것이 가능하다는 것이 지시되었다. 또한, 몰리브덴 질화물 코팅은 상승하는 온도에 따라 통제불능하게 산화될 수 있다는 것도 보고되었다. 이러한 현상이 나타나는 것을 피하거나 지연시키기 위하여, 몰리브덴 질화물을 적어도 부분적으로 몰리브덴 일산화물로 대체하거나 상부층에 몰리브덴 일산화물을 사용하도록 권고되었다.
WO2012055485에 개시된 Mo-N-O 시스템은 다양한 응용들이 가능하다. 그러나, 비-여과 아크 증발에 의해 합성된 모든 코팅들의 공통적인 단점을 갖는다: 코팅 내의 액적들의 통합 및 이와 연관된 높은 표면 거칠기. 이러한 액적들은 높은 경도 및 코팅 매트릭스에 매우 우수한 접착력을 나타낸다. 이로 인하여, 이러한 액적들은 공구와 작업편 사이에서 초기 접촉하는 동안 특히 위험한데, 이는 최외곽층의 표면에 하드 액적들을 갖는 모든 PVD 하드 코팅에 대한 경우와 동일하다. 마찰공학 접촉의 초기 단계에서, 하드 및 접착 액적들은 작업편으로부터 공구로 물질을 이동시키는 것을 도와주는데, 이는 적어도 두 가지의 부정적인 결과가 있다;
1) 한편으로, (WO2012055485에 기술된 바와 같이) Mo-기반 물질들에 대한 특징들인 더 우수한 윤활 조건이 어느 정도 억제된다.
2) 다른 한편으로, 마찰공학 접촉의 결과로서 액적들이 코팅에서 떨어지거나 무너지면(crumble away) 초기 마찰 반응은 더욱 악화되고, 이에 의해 코팅이 균열되는 위험성이 증가한다.
이러한 이유들로 인하여, 액적들을 제거하거나 코팅 표면을 매끄럽게 하기 위한 이러한 Mo-기반 코팅들의 표면 후처리는 일반적으로 코팅내에서 액적들이 통합되는 것을 피하기 위한 필터들을 사용하지 않고 음극 아크 PVD 방법들에 의해 증착된 대부분의 모든 코팅들에 대하여 유리한 것과 같은 정도로만 유리하다. 몇몇의 경우에서 코팅 이후의 연마 또는 버니싱(burnishing) 처리는 필수적이다. 그러나, 이러한 후처리들은 부가적인 비용을 생성하고 일반적으로 적어도 하나 이상의 공정 단계를 필요로 한다.
본 발명의 주요 목적은 마찰공학 시스템에서 표면들이 마모에 노출되는 부품들의 마모 보호를 위한 코팅 시스템을 제공하는 것이다. 특히, 이러한 코팅 시스템은 마찰공학 시스템들에서 마찰공학 마모에 노출된 표면의 질, 마모 저항 및 사용 기간을 증가시킬 수 있는데, 초기 마찰 반응의 감소에 있어서 특히 유리하다.
또한, 본 발명에 의한 코팅 시스템은 접착 마모에 대한 보호를 제공한다. 특히, 이러한 코팅 시스템은 작업편 물질이 공구 표면상에서 스미어(smear)한 경향을 갖거나 마멸되는(galling) 경향을 갖는 절삭 또는 성형 작업들에 사용되는 공구들에 대한 강화된 성능 및 마모 보호를 제공한다.
특히, 이러한 코팅 시스템들은 약 400℃ 또는 그 이상, 바람직하게 약 500℃ 또는 그 이상의 상승된 온도에서 활용될 수 있고, 약 15　GPa 또는 그 이상, 바람직하게 약 20　GPa 또는 그 이상, 보다 바람직하게 약 30　GPa 또는 그 이상의 높은 경도를 나타내고, 작업편으로부터 부품 또는 공구로 물질이 이동되는 것을 방지한다.
본 발명의 다른 목적은 상술한 코팅 시스템을 갖는 코팅 부품들을 제조하기 위한 방법을 제공하는 것이다. 이러한 코팅 시스템은 마찰공학 접촉에 노출된 부품 표면의 적어도 일부에 증착된다. 또한, 본 발명은 공정 동안 마찰공학 접촉 영역에서 생성된 초기 마모를 줄이기 위한 의도로 코팅 이후에 액적들을 제거하거나 표면 거칠기를 감소시키기 위한 표면 후처리(기계적 뿐만 아니라 화학적 후처리 모두)를 필요로 하지 않는 음극 아크 코팅 표면들을 제조하는 방법을 제공한다. 상술한 선행기술들과 달리 본 발명은 마찰공학 접촉이 개시되는 동안 코팅의 초기 균열을 발생시키지 않고 이러한 초기 접촉에서 액적들을 제거함으로써 "표면 연마"의 개시를 실현하는 방법으로 이해될 수 있다. 따라서, 코팅 부품의 표면은 이후의 마찰공학 공정에 대하여 근본적으로 자체-조건화된다.
본 발명의 주요 목적은 본체 표면(3) 및 본체 표면의 적어도 일부에 증착된 코팅 시스템(20)을 포함하는 코팅 본체(1)를 제공하는 것에 의해 얻어지는데, 상기 코팅 시스템은 최외곽층으로서 증착된 하드 마찰감소층(9)을 적어도 포함하고, 최외곽층은 몰리브덴 구리 질화물 및/또는 몰리브덴 질화물 및 구리 및/또는 구리 질화물을 포함하고, 주로 구리로 구성된 액적들(10)을 포함한다.
본 발명의 주요 목적은 또한 본체 표면(30) 및 본체 표면의 적어도 일부에 증착된 코팅 시스템(20)을 포함하는 코팅 본체(1)를 제공하는 것에 의해 얻어지는데, 상기 코팅 시스템은 최외곽층으로 증착된 하드 마찰감소층(9)을 적어도 포함하고, 최외곽층은 몰리브덴 구리 질화물 및/또는 몰리브덴 질화물 및 구리 및/또는 구리 질화물을 포함하고, 부분적으로 구리로 구성된 액적들(10)을 포함한다. 바람직하게, 액적들(10)은 구리-풍부 물질이고, 보다 바람직하게 액적들(10)은 몰리브덴에 대하여 원자 퍼센티지로 3 내지 30 원자% 또는 그 이상의 구리 함량을 갖는다.
본 발명의 다른 목적은 최외곽층(9)이 비-여과 반응, 음극 아크 PVD 방법들, 즉, 액적이 생성되는 것을 억제하지 않은 증착 방법들에 의해 코팅 본체(1)를 제조하는 방법을 제공하는 것에 의해 얻어진다. 최외곽층은 몰리브덴 구리 질화물(및/또는 몰리브덴 질화물 및 구리 및/또는 구리 질화물)을 포함하고, 액적들(10)은 주로 구리로 구성되거나 구리-풍부 물질이고, 바람직하게 몰리브덴에 대하여 원자 퍼센티지로 3 내지 30 원자% 또는 그 이상 농도의 구리를 포함한다. 최외곽층(9)은 대기를 포함하는 질소에서 음극으로 작용하는, 몰리브덴 및 구리를 포함하는 하나 이상의 타겟을 사용하여 제조된다.
도 1은 본 발명에 의한 코팅 시스템(20)으로 코팅된 본체(1)의 (눈금 치수화 되지 않은) 초안을 나타낸다.
도 2는 서로 다른 두 개의 절삭 인서트의 절삭 테스트 동안에 측정된 플랭크 마모(flank wear)의 성장을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 의한 구리 또는 구리-풍부(copper-rich) 물질로 주로 구성된 액적들(10)을 갖는 하드 마찰감소층(9)의 표면에 대한 주사전자현미경(SEM) 사진이다.
본 발명을 설명하기 위하여, 발명의 상세한 설명은 도 1, 2 및 3에 의해 뒷받침될 것이다. 도 1은 본 발명에 의한 코팅 시스템(20)으로 코팅된 본체(1)의 (눈금 치수화 되지 않은) 초안을 나타낸다. 상기 초안에서 치수들은 실제의 경우에 반드시 대응되는 것은 아니다. 특히, 액적들의 치수들 및 분포는 발명을 보다 상세하게 설명하기 위해 과장된다. 도 2는 서로 다른 두 개의 절삭 인서트의 절삭 테스트 동안에 측정된 플랭크 마모(flank wear)의 성장을 도시한 도면이다. 원들로 도시된 결과 플랭크 마모 성장은 선행 기술에 기술된 코팅으로 코팅된 인서트에 대응된다. 별 모양으로 도시된 결과 플랭크 마모 성장은 본 발명에 의한 코팅 시스템으로 코팅된 다른 인서트에 대응된다. 도 3은 본 발명에 의한 구리 또는 구리-풍부(copper-rich) 물질로 주로 구성된 액적들(10)을 구비한 하드 마찰감소층(9)의 표면에 대한 주사전자현미경(SEM) 사진이다. 본 발명에서 구리-풍부는 몰리브덴 함량에 대한 구리 함량이 원자 퍼센티지(atomic percentage)로 대략 3 원자% 이상인 것을 의미하는데, 즉, 몰리브덴 내에서의 구리의 용해도보다 더 높은 것을 의미한다.
본 발명의 주요 목적은 본체 표면(3) 및 본체 표면의 적어도 일부에 증착된 코팅 시스템(20)을 포함하는 코팅 본체(1)를 제공하는 것에 의해 얻어지는데, 상기 코팅 시스템은 최외곽층으로서 증착된 하드 마찰감소층(9)을 적어도 포함하고, 최외곽층은 몰리브덴 구리 질화물 및/또는 몰리브덴 질화물 및 구리 및/또는 구리 질화물을 포함하고, 주로 구리로 구성된 액적들(10)을 포함한다.
본 발명의 주요 목적은 또한 본체 표면(30) 및 본체 표면의 적어도 일부에 증착된 코팅 시스템(20)을 포함하는 코팅 본체(1)를 제공하는 것에 의해 얻어지는데, 상기 코팅 시스템은 최외곽층으로 증착된 하드 마찰감소층(9)을 적어도 포함하고, 최외곽층은 몰리브덴 구리 질화물 및/또는 몰리브덴 질화물 및 구리 및/또는 구리 질화물을 포함하고, 부분적으로 구리로 구성된 액적들(10)을 포함한다. 바람직하게, 액적들(10)은 구리-풍부 물질이고, 보다 바람직하게 액적들(10)은 몰리브덴에 대하여 원자 퍼센티지로 3 내지 30 원자% 또는 그 이상의 구리 함량을 갖는다.
본 발명의 다른 목적은 최외곽층(9)이 비-여과 반응, 음극 아크 PVD 방법들, 즉, 액적이 생성되는 것을 억제하지 않은 증착 방법들에 의해 코팅 본체(1)를 제조하는 방법을 제공하는 것에 의해 얻어진다. 최외곽층은 몰리브덴 구리 질화물(및/또는 몰리브덴 질화물 및 구리 및/또는 구리 질화물)을 포함하고, 액적들(10)은 주로 구리로 구성되거나 구리-풍부 물질이고, 바람직하게 몰리브덴에 대하여 원자 퍼센티지로 3 내지 30 원자% 또는 그 이상 농도의 구리를 포함한다. 최외곽층(9)은 대기를 포함하는 질소에서 음극으로 작용하는, 몰리브덴 및 구리를 포함하는 하나 이상의 타겟을 사용하여 제조된다.
본 발명에 의한 코팅 본체를 제조하는 방법의 일 구현예에서, 최외곽층(9)은 대기를 포함하는 질소에서 음극으로 작용하는, 몰리브덴 및 구리를 포함하는 하나 이상의 타겟을 사용하여 제조되는데, 타겟은 주로 구리로 구성되거나 적어도 주로 구리를 포함하거나 구리-풍부 물질이다.
본 발명에 의한 코팅 본체를 제조하는 방법의 다른 구현예에서, 최외곽층(9)은 질소 포함 대기에서 음극으로 작용하는, 몰리브덴 및 구리를 포함하는 하나 이상의 타겟을 사용하여 제조되는데, 타겟은 몰리브덴에 대하여 원자 퍼센티지로 3 내지 30 원자%의 구리 함량을 갖는다.
본 발명에 의한 코팅 본체를 제조하는 방법의 또 다른 구현예에서, 최외곽층(9)은 대기를 포함하는 질소에서 음극으로 작용하는, 몰리브덴 및 구리를 포함하는 하나 이상의 타겟을 사용하여 제조되는데, 타겟은 몰리브덴에 대하여 원자 퍼센티지로 30 원자% 또는 그 이상의 구리 함량을 갖는다.
본 발명에 의한 코팅 시스템의 일 구현예에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 코팅 시스템(20)은 하드 코팅(5) 및 최외곽층으로 증착된 하드 마찰 감소 코팅(9)을 포함한다.
하드 코팅(5)은 바람직하게 음극 아크 PVD 방법들에 의해 증착된다. 이러한 증발 방법에 의해 생성되는 매크로 입자들(액적들)(6)은 코팅에 임베딩되고/임베딩되거나 코팅 표면에 증착된다. 이로 인하여 이러한 하드 코팅은 약 RZ　=　1.5㎛ 또는 그 이상의 높은 표면 거칠기를 나타낸다.
음극 아크 PVD 방법들을 사용하는 경우에, 타겟 물질을 녹이고 증발시키는 것에 의해 음극 표면에서 아크 공정이 진행되는 동안 이러한 액적들(6)이 생성된다. 이 경우, 코팅 생산에 사용된 고체 물질원은 또한 음극으로 사용되고 통상 타겟으로 칭해진다. 따라서, 코팅 내에서 및/또는 코팅 표면에서 액적들(6)은 코팅이 형성되는 동안 반응 기체와 완전히 반응하지 않는 타겟 물질로 적어도 부분적으로 구성된다.
하드 코팅(5)은 통상 적어도 Rz > 1㎛, Ra > 0.15㎛ 의 거칠기를 나타내는데, 아크 증발 코팅의 표면 거칠기는 축적 효과를 가지고, 따라서 두께가 의존적이기 때문에 더 두꺼운 층에 대하여는 Rz > 3㎛, Ra > 0.4㎛의 값을 쉽게 초과할 수 있다. 최외곽층(9)으로 증착된 하드 마찰 감소 코팅(9)은 스틸(100Cr6)에 대하여 건조 조건에서 낮은 마찰 상수를 갖고 몰리브덴-질소 화학 결합, Mo-N 및 구리를 포함한다. 구리는 또한 코팅 내에 용해될 수 있고 질소, Cu-N과 화학 결합을 형성할 수 있다. 그러나 구리는 코팅 이후에 표면에서 관찰되는 액적들(10)의 주요 구성 성분으로서 최외곽층 내에 두드러지게 존재하는데, 몰리브덴 내에서 구리의 용해도보다 더 높은 농도, 즉, 약 3원자% 보다 더 높은 농도로 존재한다.
본 발명에서, 하드 코팅(5)은 적어도 15　GPa, 바람직하게 약 20　GPa 또는 그 이상, 보다 바람직하게 30　GPa 또는 그 이상의 경도를 나타낸다. 본 발명에 의한 하드 코팅은 이들의 매우 우수한 마모 보호 특성들로 인하여(특히, 기계적 마모 또는 연마 마모에 대하여) 공구들 및 부품들에 대한 마모 보호 코팅으로 사용될 수 있다. 바람직하게, 본 발명에 의한 하드 코팅은 약 400℃ 또는 그 이상, 보다 바람직하게 약 500℃ 또는 그 이상의 상승된 온도에서 화학적 및 열적으로 안정하다.
본 발명에 의한 구현예들은 하기로 구성되거나 이들을 포함하는 하나 이상의 하드 코팅(5)을 구비한다:
- 알루미늄, 티타늄, 질소, 및/또는
- 알루미늄, 크롬, 질소, 및/또는
- 금속 산화물, 및/또는
- 금속 산질화물(metal oxynitride), 및/또는
- ta-C (사면체 비결정질 탄소), 및/또는
- 알루미늄, 티타늄, 실리콘, 질소, 및/또는
- 알루미늄, 크롬, 실리콘, 질소.
선택적으로, 코팅 시스템(20)은 또한 하드 코팅(5)과 하드 마찰 코팅(9) 사이에 추가적인 하드 마찰 코팅(7)을 포함할 수 있다.
바람직하게, 이러한 하드 마찰 코팅(7)은 몰리브덴 및/또는 질소는 포함하지만 구리는 포함하지 않는 액적들(8)을 포함한다. 이 경우에, 하드 마찰 코팅(7)은 구리를 포함하지 않는 몰리브덴 타겟으로부터 생성된다.
본 발명에서 하드 마찰 감소 코팅(7,9)은 하드 코팅과 유사한 경도를 갖지만 부가적으로 매우 우수한 마찰 감소 특성들을 갖는다. 이러한 이유로, 본 발명에서 몰리브덴 질화물을 포함하는 코팅들은 탁월한 하드 마찰 감소 코팅들이다.
본 발명의 일 구현예에서, 하나 이상의 하드 마찰감소층(7)은 산소를 포함한다. 바람직하게, 이는 몰리브덴 일산화물을 포함한다.
또한, 본 발명에 의한 하드 마찰 감소 코팅은, 바람직하게 약 400℃ 또는 그 이상의 상승된 온도에서 우수한 화학적 및 열적 안정성을 나타낸다.
본 발명에 의하면, 최외곽층(9)으로 증착된 하드 마찰 감소 코팅은 주로 연동(soft copper)으로 구성되거나 또는 구리-풍부 물질인 액적들(10)에 대하여 하드 매트릭스로서 작용하여야 한다.
최외곽층(9)은 하드 코팅 표면 위에 존재하는 가장 큰 액적의 두께와 적어도 동일한 고도 또는 더 큰 고도의 두께를 우선적으로 가지는데, 더 작은 두께 또한 공구의 초기 마모에 대하여 상당한 마모 감소 효과를 나타내는 명백한 긍적적 효과를 나타낼 수 있다.
바람직하게, 최외곽층은 하기 식으로 표시되는 화학적 조성(원자%)을 갖는다.
MoxCuyNz, 0 < x < 1, 0 < y = 0.3, 0 < z = 2
예를 들어, 최외곽층(9)의 화학적 조성이 Mo0.85Cu0.15N1일 때 매우 우수한 결과가 얻어졌다.
추가로, 상기 화합물은 Me(예를 들어, Me = Ag, Sn, Zn, Au, Cr, Si, W 로부터 선택되는 하나 이상의 원소)로 칭해지는 다른 금속 또는 메탈로이드(metalloid) 또는 금속 또는 메탈로이드의 혼합물을 도펀트로서 포함할 수 있을 뿐 아니라 X(예를 들어, X=산소)로 칭해지는 비금속을 포함할 수 있다. 이 경우에, 최외곽층에 첨가되는 도펀트 원소 또는 원소들의 혼합물은 식 MoxCuyMewNzXv, 0 < x < 1, 0 < y = 0.3, 0 < z = 2, 0 = w = 0.3, 0 = v = 0.15로 표시되는 화학적 조성(원자%)을 갖는다.
본 발명에 의한 최외곽층(9)의 주요 기능은 하드 코팅(5)의 초기 마찰 반응을 감소시키고 이에 의해 코팅 시스템(20)의 높은 전체 거칠기에도 불구하고 하드 코팅(5) 내에서 하드 액적들(6)의 손실을 통한 층 균열의 위험성을 낮추는 것이다.
또한, 최외곽(런-인(run-in))층(9)은 마찰공학 접촉이 개시되는 동안, 하드층(5)의 표면 연마를 개시하는 에이전트(agent)를 제공하는데, 즉, 기본적으로 코팅된 부품의 표면은 이후의 마찰공학 공정에 대하여 본질적으로 자기-조건화(self-conditioned)된다.
이러한 경우에, 하드 코팅(5)은 런-인층(9)의 윤활 작용에 의한 마찰공학 시스템에서 마찰공학 접촉 동안 카운터-본체(counter-body)와의 마찰을 통해 "연마"된다. 보다 구체적으로, 주로 구리로 구성되거나 구리-풍부 물질(최외곽층(9)의 표면에서 이용가능한)인 대부분의 가장 큰 액적들(10)은 일종의 고체 윤활제로 작용하고 코팅 본체(1)와 대항본체(antibody) 사이의 제1 접촉을 지배하는 것에 의해 초기 마찰을 감소시키고 따라서 마모를 감소시킨다. 또한, 이러한 액적들은 몰리브덴 내의 구리의 용해도보다 더 높은 구리 함량으로 인하여 코팅 매트릭스 내에서 단순히 느슨하게 통합된다. 따라서, 하드 액적들(6 또는 8)이 각각 하드 코팅(5) 또는 하드 마찰 감소 코팅(7)으로부터 떨어지거나 코팅으로부터 하드 액적들이 무너지는 것에 의해 발생하는 결함들이 필수적으로 피해지거나 균열 결함이 발생하지 않는다. 주로 구리로 구성되거나 구리-풍부 물질인 액적들(10)과 하드 마찰 감소 코팅(9)의 초기 마찰 감소에 추가하여, 마찰 감소 코팅(7)과 마찰 감소 코팅(9)의 조합은 액적들(6)에 대한 하드 코팅(5)의 기계적 안정성을 증가시키고 액적들(6)의 손실에 의해 하드 코팅(5)이 균열되지 않고 하드 코팅(5)을 평탄화(smoothening)하도록 허용하는 부가적인 기능을 갖는다.
본 발명에 의한 코팅 시스템을 적용하여 얻어지는 절삭 공구 성능 향상의 예는 다음과 같다;
절삭 공구 성능에 대한 본 발명에 의해 적용되는 최외곽층(9)의 영향이 도 2에 도시되었다. 일 예에서 절삭 인서트는 6㎛ 두께의 TiAlN 코팅(표준 코팅)으로 코팅되고 다른 예에서 (4㎛ TiAlN + 1㎛ MoN + 1㎛ MoCuN) 코팅(예를 들어, 본 발명에 의한 코팅 시스템(20))으로 코팅된다. 두 예시 모두에서 절삭 인서트 표면의 후처리는 수행되지 않았다. 절삭 인서트 둘 다에 대한 절삭 테스트가 냉각수 없이 작업편 물질로서 1.1191 스틸(45)을 사용하여 외부 평면 터닝(outside plain turning)에서 수행되었다. 240 m/min의 절삭 속도가 0.3 mm/rev의 공급율 및 2 mm의 절삭 깊이로 사용되었다. 플랭크 표면 마모는 인서트의 작동 시간에 대하여 광학 현미경으로 측정되고 도시되었다. 표준 코팅의 플랭크 마모 성장은 원을 사용하여 도시되었다. 이러한 인서트들은 높은 초기 마모(100㎛ 이상)를 나타내고 공구 수명은 단지 11분이다. 이에 반하여, 본 발명에 의한 절삭 인서트(별들로 도시)는 초기 플랭크 마모(80㎛ 미만)가 급격히 감소되어 증가된 공구 수명은 거의 16분이다. 두 개의 인서트의 총합은 거의 동일하지만, 최외곽층이 주로 구리로 구성된 액적들을 구비한 본 발명에 의한 인서트들에 대한 코팅 안정성이 증가되었다.
궁극적으로, 본 발명은 본체 표면(3)을 구비한 본체(1) 및 본체 표면(3)의 적어도 일부 위에 증착된 코팅 시스템(20)을 포함하는 코팅 본체를 제공한다. 코팅 시스템(20)은 액적들(10)이 표면에 존재하는 최외곽층(9)으로 증착된 하나 이상의 하드 마찰 감소 코팅을 포함한다. 코팅 최외곽층(9)은 특히 하기에 의해 특징지워진다;
- 최외곽층(9)은 몰리브덴 구리 질화물 및/또는 몰리브덴 질화물 및 구리 및/또는 구리 질화물을 포함하고,
- 액적들(10)의 적어도 일부는 주로 구리로 구성되거나 구리-풍부 물질이다.
바람직하게, 대부분의 가장 큰 액적들(10)은 주로 구리로 구성되거나 구리-풍부 물질이다. 이는 최외곽층(9)의 표면에 존재하는 액적들(10)이 몰리브덴 및/또는 구리 및/또는 몰리브덴 질화물 및/또는 구리 질화물 및/또는 몰리브덴 구리 질화물과 같은 화합물과 같은 서로 다른 원자들 또는 화합물들을 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 그러나, 최외곽층(9)의 표면이 관찰되면(예를 들어, 주사전자현미경 방법들을 사용하여), 가장 큰 크기를 갖는 액적들(10)이 관찰될 수 있고, 본 발명에 의하면, 이러한 가장 큰 크기의 액적들(10)의 적어도 대다수는 주로 구리로 구성되거나 구리-풍부 물질이다. 이러한 액적들의 구리 함량은 적어도 몰리브덴 내에서 구리의 용해도보다 더 큰데, 즉, 몰리브덴 함량에 대하여 약 3 원자% 이상이다. 이는 액적들이 코팅 매트릭스에 느슨하게 접착되도록하여 균열 결함의 위험성을 감소시킨다.
본 발명의 내용에서, 가장 큰 크기를 갖는 액적들은 또한 가장 큰 액적들로 지칭된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 이러한 가장 큰 액적들은 마이크로미터 범위의 직경을 갖는, 그러나 또한 약 5 내지 10 마이크로미터의 더 큰 직경들을 갖는 거의 구 형태로 특징지워진다.
최외곽층(9)은 바람직하게 식 MoxCuyNz, 0 < x < 1, 0 < y = 0.3, 0 < z = 2로 표시되는 화학적 조성(원자%)을 갖는다.
최외곽층(9)은 부가적으로 Me(예를 들어, Me = Ag, Sn, Zn, Au, Cr, Si, W 로부터 선택되는 하나 이상의 원소)로 칭해지는 다른 금속 또는 메탈로이드 또는 금속 또는 메탈로이드의 혼합물을 도펀트로서 포함할 수 있다. 최외곽층(9)은 또한 X(예를 들어, X=산소)로 칭해지는 다른 비금속 또는 비금속들의 혼합물을 포함할 수 있고, 이 경우 식 MoxCuyMewNzXv, 0 < x < 1, 0 < y = 0.3, 0 < z = 2, 0 = w = 0.3, 0 = v = 0.15로 표시되는 화학적 조성(원자%)을 갖는다.
코팅 시스템(20)은 본체 표면(3)과 최외곽층(9) 사이에 증착된 하나 이상의 하드 코팅(5)을 포함할 수 있다.
하나 이상의 하드 코팅(5)은 ta-C 및/또는 티타늄 및/또는 알루미늄 및/또는 크롬 및/또는 실리콘 및/또는 질소 및/또는 금속 산화물로 구성되거나 이들을 포함할 수 있다.
임의의 적용예들에 대하여, 하나 이상의 하드 코팅(5)은 바람직하게 적어도 20　GPa의 총 경도를 갖는다. 이러한 하드 코팅(5)은 증착 공정 동안 액적들이 원료 물질(타겟)으로부터 생성되고 코팅 내에 통합되는 진공 증착 방법들에 의해 생성될 수 있다. 이러한 이유로 인하여, 이러한 하드 코팅(5)의 표면에 하드 액적들(6)이 존재할 수 있다.
또한, 코팅 시스템(20)은 본체 표면(3)과 최외곽층(9) 사이 또는 하나 이상의 하드 코팅(5)과 최외곽층(9) 사이에 증착된 하나 이상의 추가적인 하드 마찰 감소 코팅(7)을 포함할 수 있다.
바람직하게, 하나 이상의 추가적인 하드 마찰 감소 코팅(7)은 몰리브덴 질화물 및/또는 몰리브덴 산질화물 및/또는 몰리브덴 산화물 및/또는 몰리브덴 일산화물로 구성되거나 이들을 포함한다.
보다 바람직하게, 하나 이상의 추가적인 하드 마찰 감소 코팅(7)은 대부분 몰리브덴 질화물을 포함하거나 필수적으로 몰리브덴 질화물로 구성되고 적어도 20　GPa의 총 경도를 갖고 대부분 몰리브덴으로 구성된 액적들(8)이 존재한다.
또한, 코팅 시스템(20)은 본체 표면(3)상에 직접 증착되고/증착되거나 본체 표면(3)에 직접 형성된, 본체 표면(3)에 대한 코팅 시스템(20)의 접착 강도를 증가시키는 하나 이상의 접착 향상층(adhesion improving layer)을 포함할 수 있다.
유사하게, 코팅 시스템(20)은 서로 다른 종류의 코팅들 사이(예를 들어 5와 7사이 또는 7과 9사이)에 코팅 시스템(20)을 형성하는 하나 이상의 중간층들을 포함할 수 있다. 이 경우, 중간층들은 궁극적으로 서로 다른 종류의 코팅들 사이의 접착을 증가시켜 전체 코팅 시스템(20) 내에서 또는 적어도 일부의 코팅 시스템(20) 내에서의 응집력(cohesion)을 향상시키도록 의도된다.
바람직하게, 주로 구리로 구성되거나 구리-풍부 물질인 대부분의 가장 큰 액적들(10)은 최외곽층(9)의 표면을 따라 분배되어, 이런 식으로 코팅 시스템(20)으로 코팅된 코팅 본체의 표면을 구비한 대항본체 표면의 초기 마찰공학 접촉은 적어도 대부분이 주로 구리로 구성되거나 구리-풍부 물질인 가장 큰 액적들(10)을 구비한 대항본체 표면의 접촉인 결과를 가져온다.
본 발명에 의하면, 코팅 시스템(20)에 포함된 하나 이상의 코팅들(5 또는 7 또는 9)은 코팅 내의 액적들이 통합되는 것을 피하기 위한 수단들을 사용하지 않고도 음극 아크 PVD 방법들에 의해 증착될 수 있다.
유사하게 그리고 보다 바람직한 예시들에서, 전체 코팅 시스템(20)은 코팅 내의 액적들이 통합되는 것을 피하기 위한 수단들을 사용하지 않고도 음극 아크 PVD 방법들에 의해 본체 표면(3) 상에 증착될 수 있다. 이는 비용이 저렴하고 복잡하지 않으며 동시에 견고한, 신뢰할 수 있는 코팅 공정들을 수행하는 것을 가능하게 한다.
특히, 본 발명에 의한 코팅 본체는 마찰공학 공정 중 코팅 표면이 적어도 부분적으로 마찰공학 마모에 노출된 부품(예를 들어, 엔진부 또는 기계부) 또는 공구일 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명에 의한 코팅 본체는 절삭 공구 또는 성형 공구일 수 있다. 예를 들어, 이러한 절삭 공구 또는 성형 공구는 스틸 및/또는 초경 합금(cemented carbide) 및/또는 세라믹 화합물(예를 들어, 서멧(cermet)) 및/또는 입방정계 질화붕소(cubic boron nitride)로 구성된 물질로 제조될 수 있다.
본 발명에 의한 코팅 부품 또는 공구는 대응하는 코팅 표면이 적어도 부분적으로 마찰공학 마모에 노출되고 적어도 일시적으로 500℃ 또는 그 이상의 상승된 온도에 노출되는 응용들에 사용될 수 있다.
본 발명에 의한 코팅 본체의 바람직한 제조방법은 코팅 내의 액적들이 통합되는 것을 피하기 위한 수단들을 사용하지 않고도, 반응성, 음극 아크 PVD 방법들에 의해 최외곽층(9)을 증착하는 것을 포함한다. 최외곽층(9)을 증착하기 위해, 몰리브덴 및 구리를 필수적으로 포함하는 하나 이상의 타겟이 사용되어야 한다. 따라서, 주로 구리로 구성되거나 구리-풍부 물질인 가장 큰 액적들(10)은 질소 포함 대기에서 아크 공정에 의해 음극으로 작용하는 몰리브덴 및 구리를 포함하는 하나 이상의 타겟으로부터 물질을 용융시키고 증발시키는 것에 의해 생성된다. 최외곽층(9)의 표면에서 주로 구리로 구성되거나 구리-풍부 물질인 가장 큰 액적들(10)의 양은 주로 구리로 구성되지 않았거나 구리-풍부 물질이 아닌 다른 가장 큰 액적들(10)의 양보다 더 많아야 한다.
바람직하게, 최외곽층(9)을 생성하기 위해 사용되는 몰리브덴 및 구리를 포함하는 하나 이상의 타겟은 분말 야금(powder metallurgy) 방법들에 의해 제조된다.
본 발명의 바람직한 구현예에 의한 코팅 본체의 제조방법에서, 분말 야금에 의해 제조된 하나 이상의 몰리브덴-구리 타겟은 주로 구리 또는 구리-풍부 물질로 구성된다.
본 발명의 바람직한 구현예에 의한 코팅 본체의 제조방법에서, 몰리브덴에 대한 구리 농도는 원자 퍼센티지로 표면에 가장 가까운 층(9)의 최외곽 10nm 영역 이내, 바람직하게는 최외곽 20nm 영역 이내로서, 공칭 타겟 농도보다 원자 퍼센티지 농도가 더 높다.
본 발명에 의한 음극 아크 방전에 의한 몰리브덴 구리 코팅을 제조하기 위한 바람직한 제조방법에 의하면, 몰리브덴에 대한 구리 농도가 3 원자% 이상, 바람직하게 10 원자% 이상인 몰리브덴 및 구리로 주로 구성되고 분말 야금에 의해 생성된 타겟이 사용되는데, 상기 타겟의 표면은 공칭 몰리브덴-구리 타겟의 농도에 대하여 구리의 농도가 대폭 감소된다. 이러한 공칭 농도는 예를 들어, 표면으로부터 300㎛ 이상의 거리에 존재한다.

Claims (22)

  1. 본체 표면(3) 및 상기 본체 표면(3)의 적어도 일부에 증착된 코팅 시스템(20)을 구비한 본체(1)를 포함하는 코팅 본체로서, 상기 코팅 시스템(20)은 표면에 액적들(10)이 존재하는 최외곽층(9)으로서 증착된 하나 이상의 하드 마찰 감소 코팅(hard friction reducing coating)을 포함하고, 상기 최외곽층(9)은 몰리브덴 구리 질화물 및/또는 몰리브덴 질화물 및 구리질화물을 포함하고, 상기 액적들(10)의 적어도 일부는 주로 구리로 구성되고, 바람직하게는 대부분의 가장 큰 액적들(10)이 주로 구리로 구성된 것을 특징으로 하는 코팅 본체.
  2. 본체 표면(3) 및 상기 본체 표면(3)의 적어도 일부에 증착된 코팅 시스템(20)을 구비한 본체(1)를 포함하는 코팅 본체로서, 상기 코팅 시스템(20)은 표면에 액적들(10)이 존재하는 최외곽층(9)으로서 증착된 하나 이상의 하드 마찰 감소 코팅을 포함하고, 상기 최외곽층(9)은 몰리브덴 구리 질화물 및/또는 몰리브덴 질화물 및 구리 및/또는 구리질화물을 포함하고, 상기 액적들(10)의 적어도 일부는 구리 및 구리-풍부 몰리브덴을 포함하고, 몰리브덴에 대한 구리 함량이 원자 퍼센티지(atomic percentage)로 3% 이상, 바람직하게는 3% 내지 30% 또는 그 이상인 것을 특징으로 하는 코팅 본체.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 최외곽층(9)은 하기 식으로 표시되는 원자 퍼센티지의 화학적 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 코팅 본체.
    MoxCuyMewNzXv, 0　<　x　<　1, 0　<　y　=　0.3, 0　<　z　=　2, 0　=　w　=　0.3, 0　=　v　=　0.15,
    상기식에서 Me는 Ag, Sn, Zn, Au, Cr, Si, W로부터 선택되는 하나 이상의 원소이고, X는 비금속 또는 비금속 혼합물이고, 바람직하게 X는 산소이다.
  4. 제 1항 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅 시스템(20)은 본체 표면(3)과 최외곽층(9) 사이에 증착된 하나 이상의 하드 코팅(5)을 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅 본체.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 하나 이상의 하드 코팅(5)은 ta-C 및/또는 티타늄 및/또는 알루미늄 및/또는 크롬 및/또는 실리콘 및/또는 질소 및/또는 금속 산화물로 구성되거나 이들을 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅 본체
  6. 제 2항 내지 5항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 하드 코팅(5)은 전체 경도가 적어도 20　GPa이고, 액적들(6)이 존재하는(exhibits) 것을 특징으로 하는 코팅 본체.
  7. 제 1항 내지 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅 시스템(20)은 본체 표면(3)과 최외곽층(9) 사이 또는 하나 이상의 하드 코팅(5)과 최외곽층(9) 사이에 증착된 하나 이상의 추가적인 하드 마찰 감소 코팅(hard friction reducing coating)(7)을 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅 본체.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 하나 이상의 추가적인 하드 마찰 감소 코팅(7)은 몰리브덴 질화물 및/또는 몰리브덴 산질화물(molybdenum oxynitride) 및/또는 몰리브덴 산화물 및/또는 몰리브덴 일산화물로 구성되거나 이들을 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅 본체.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 하나 이상의 추가적인 하드 마찰 감소 코팅(7)은 몰리브덴 질화물을 대부분 포함하거나 몰리브덴 질화물로 필수적으로 구성되고, 전체 경도는 적어도 20　GPa 이며, 대부분 몰리브덴으로 구성된 액적들(8)이 존재하는 것을 특징으로 하는 코팅 본체.
  10. 제 1항 내지 9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅 시스템(20)은 상기 본체 표면(3)에 직접 증착되고/증착되거나 본체 표면(3)에 직접 형성된, 본체 표면(3)에 대한 코팅 시스템(20)의 접착 강도를 증가시키는 하나 이상의 접착 향상층(adhesion improving layer)을 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅 본체.
  11. 제 1항 내지 10항 중 어느 한 항에 있어서, 주로 구리로 구성되거나 구리-풍부 물질인 대부분의 가장 큰 액적들(10)은 최외곽층(9)의 표면을 따라 분배되어, 이런 식으로 코팅 시스템(20)으로 코팅된 코팅 본체의 표면을 구비한 대항본체(antibody) 표면의 초기 마찰공학 접촉(initial tribological contact)은 적어도 대부분이 주로 구리로 구성되거나 구리-풍부 물질인 가장 큰 액적들(10)을 구비한 대항본체 표면의 접촉인 결과를 가져오는 것을 특징으로 하는 코팅 본체.
  12. 제 1항 내지 11항 중 어느 한 항에 있어서, 코팅 시스템(20)에 포함된 하나 이상의 코팅들(5 또는 7 또는 9)은 코팅 내의 액적들이 통합(incorporation)되는 것을 피하기 위한 수단들을 사용하지 않고도 음극 아크 PVD 방법들(cathodic arc PVD techniques)에 의해 증착되는 것을 특징으로 하는 코팅 본체.
  13. 제 1항 내지 12항 중 어느 한 항에 있어서, 코팅 시스템(20)은 코팅 내의 액적들이 통합되는 것을 피하기 위한 수단들을 사용하지 않고도 음극 아크 PVD 방법들에 의해 본체 표면(3) 상에 증착되는 것을 특징으로 하는 코팅 본체.
  14. 제 1항 내지 13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅 본체는 마찰공학 공정(tribological operation) 동안 코팅 표면이 적어도 부분적으로 마찰공학 마모에 노출되는 부품 또는 공구인 것을 특징으로 하는 코팅 본체.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 코팅 본체는 절삭 공구 또는 성형 공구인 것을 특징으로 하는 코팅 본체.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 절삭 공구 또는 성형 공구는 스틸(steel) 및/또는 초경 합금(cemented carbide) 및/또는 세라믹 화합물 및/또는 입방정계 질화붕소(cubic boron nitride)로 구성되거나 이들을 포함하는 물질로 제조되는 것을 특징으로 하는 코팅 본체.
  17. 제 14항 내지 16항 중 어느 한 항에 의한 부품 또는 공구의 사용으로서, 마찰공학 마모에 적어도 부분적으로 노출되는 상기 코팅 표면은 500℃ 또는 그 이상의 상승 온도에 적어도 부분적으로 노출되는 것을 특징으로 하는 부품 또는 공구의 사용.
  18. 제 1항 내지 17항 중 어느 한 항에 의한 코팅 본체를 제조하는 방법으로서, 최외곽층(9)은 코팅 내의 액적들이 통합되는 것을 피하기 위한 필터들(filters)을 사용하지 않고도 반응성, 음극 아크 PVD 방법들에 의해 증착되고, 몰리브덴 및 구리를 필수적으로 포함하는 하나 이상의 타겟이 사용되며, 주로 구리로 구성되거나 구리-풍부 물질인 가장 큰 액적들(10)은 질소 포함 대기에서 아크 공정에 의해 음극으로 작용하는 몰리브덴 및 구리를 포함하는 하나 이상의 타겟으로부터 물질을 용융(melting)시키고 증발시키는 것에 의해 생성되는 것을 특징으로 하는 코팅 본체를 제조하는 방법.
  19. 제 18항에 있어서, 최외곽층(9)의 생성에 사용되는 몰리브덴 및 구리를 포함하는 하나 이상의 타겟은 분말야금(powder metallurgical)에 의해 제조된 타겟인 것을 특징으로 하는 코팅 본체를 제조하는 방법.
  20. 제 19항에 있어서, 하나 이상의 타겟은 적어도 주로 구리로 구성되거나 구리-풍부 물질인 것을 특징으로 하는 코팅 본체를 제조하는 방법.
  21. 제 1항 내지 16항 중 어느 한 항에 의한 코팅 본체 또는 제 18항 내지 20항 중 어느 한 항에 의한 코팅 본체를 제조하는 방법에 있어서, 몰리브덴에 대한 구리 농도는 원자 퍼센티지로 표면에 가장 가까운 층(9)의 최외곽 10nm 영역 이내, 바람직하게는 최외곽 20nm 영역 이내로서, 공칭 타겟 농도(nominal target concentration)보다 원자 퍼센티지 농도가 더 높은 것을 특징으로 하는 코팅 본체 또는 코팅 본체를 제조하는 방법.
  22. 몰리브덴에 대한 구리 농도가 3 원자% 이상, 바람직하게 10 원자% 이상인, 몰리브덴 및 구리로 구성되는 분말 야금에 의해 생성된 타겟을 사용하는 음극 아크 방전에 의한 몰리브덴 구리 코팅을 제조하는 방법으로서, 상기 타겟의 표면은 몰리브덴-구리 타겟의 공칭 농도에 대한 구리의 농도가 격감하는(depleted) 것을 특징으로 하는 몰리브덴 구리 코팅을 제조하는 방법.
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