MX2007012099A

MX2007012099A - Recubrimiento de material duro de multiples capas para herramientas.

Info

Publication number: MX2007012099A
Application number: MX2007012099A
Authority: MX
Inventors: Volker Derflinger
Original assignee: Oerlikon Trading Ag
Priority date: 2005-04-01
Filing date: 2006-03-28
Publication date: 2008-01-28
Also published as: US20100012483A1; USRE42491E1; US7718043B2; CN101151397A; CN101151397B; PT1863946E; WO2006102780A1; JP5289042B2; US20080131726A1; JP2013176837A; EP1863946A1; EP1863946B1; JP5648078B2; JP2008534297A; ES2418146T3; US7618720B2; PL1863946T3; US20060222893A1; BRPI0609661A2; KR101227337B1

Abstract

Una capa de material duro para herramientas para aplicaciones de corte con maquinaria con una estructura de multiples capas para mejorar la resistencia al desgaste de herramientas, la cual consiste de cuando menos una capa de (AlyCr1-y)X (0.2 = y = 0.7) en donde X es uno de los siguientes elementos N, C, B, CN, BN, CBN, NO, CO, BO, CON, BNO, CBNO, pero preferentemente N o CN, y/o una capa de (TizSi1-z)X (0.01 = z = 0.3). La capa de material duro consiste adicionalmente de cuando menos un paquete de capas con una capa mixta de (AlCrTiSi)X, seguida por otra capa de (TizSi1-z)X, seguida por otra capa mixta de (AlCrTiSi)X seguida por otra capa de (Al1-yCry)X.

Description

RECUBRIMIENTO DE MATERIAL DURO DE MÚLTIPLES CAPAS PARA HERRAMIENTAS Campo de la Invención La presente invención se refiere a un recubrimiento de material duro de varias capas para herramientas (metal duro y acero rápido) para aplicaciones de corte con máquinas, en especial para perforaciones. 1a) piezas de trabajo recubiertas con material duro, con una secuencia de varias capas diferentes de nitruro de aluminio-cromo carbonitruro de aluminio-cromo y nitruro de titanio-silicio o carbonitruro de titanio-silicio. 1b) Herramientas en especial herramientas de corto y de moldeo (perforadoras, fresadoras, perforadoras de roscas, roscadoras, avellanadores, troqueles, matrices, punzones, etc.) con una secuencia de varias capas de diferentes de nitruro de aluminio-cromo carbonitruro de aluminio-cromo y nitruro de titanio-silicio o carbonitruro de titanio-silicio, así como el uso de esas herramientas. 1c) Un procedimiento para la producción de una secuencia de varias capas de diferentes de nitruro de aluminio-cromo carbonitruro de aluminio-cromo y nitruro de titanio-silicio o carbonitruro de titanio-silicio. Antecedentes de la Invención El documento EP 1174528 A2 describe un recubrimiento consistente de una secuencia de varias capas individuales sobre herramientas, consistiendo la primera capa de de un nitruro, carburo, carbonitruro, boruro, óxido, etc. de los elementos Ti, Al y/o Cr, y una segunda capa de nitruro, carburo, carbonitruro, boruro, óxido, etc. de Si y cuando menos un elemento de los grupos 4a, 5a y 6a del sistema periódico de los elementos. La ventaja de este recubrimiento se obtiene porque por medio del Si en la capa superior se mejora de forma importante la resistencia al desgaste y la resistencia a la oxidación. Sobretodo las capas de recubrimiento a base de Cr-Si muestran mejoras en el tiempo muerto. Como capa inferior se seleccionan las capas de TiAIN, CrAIN y TiN. En el documento EP 1422311 A2 se describen capas de materiales duros a base de AI-Cr-(Si)-O, que pueden estar formadas en forma de nitruro, carburo, óxido, boruro, etc. Para todas las capas se aplica que en las capas está contenida una fracción de oxígeno reducido (1-25% atómico). Adicionalmente se menciona que puede aplicarse otra capa de material duro sobre el recubrimiento de acuerdo con la invención. Como ejemplos se mencionan aquí entre otros Ti-Si-N, Ti-B-N, BN, Cr-Si-N, etc. Como ventaja de esta invención pueden mencionarse aquí sobre todo la inclusión de cantidades de oxígeno o silicio y oxígeno, lo que conduce a una mayor dureza así como una mejor resistencia al desgaste y a la oxidación a altas temperaturas. En la EP 1219723 A2 se muestra un recubrimiento a base de Ti-Ai-Cr-X-B, en la cual X puede representar Si, B y/o C. La ventaja de este recubrimiento es la mejora de la resistencia al desgaste en compa ración con los recubrimientos convencionales. Además en la invención se describe un objetivo que cuando menos debe consistir de Ti , Al y C r. Desventajas de la Técnica Anterior Las herramientas recubiertas con un material duro de acuerdo con el estado de la técnica (recu brimientos a base de Ti-AI-N) presentan tiempos muertos menores a los nuevos recubrimientos de material du ro optimizados de (AI .xCrxX)-(Ti 1.ySly)X en la cual X = N o CN . Las desventajas del estado de la técnica muestran además que en el caso de recubrimientos de Al-Cr-N a mayores temperaturas bajo atmósferas de gas inerte (por ejemplo atmósferas de argón) se inicia la descom posición del recubrim iento ya a aproximadamente a los 900° C . Si se realiza el procedimiento de tratamiento térmico bajo una atmósfera de oxígeno, se desplaza este proceso de descomposición a u n ra ngo de temperatu ras mayores . C uando durante el proceso de corte con máqu inas se considera un corte contin uo, frecuentemente la superficie de contacto entre la superficie de la herramienta y la pieza de trabajo alca nza temperatu ras muy altas (por ejemplo mayores a 1 000° C) . C ua ndo esa superficie de contacto es lo suficientemente g ra nde entonces el oxígeno no puede actuar como estabilizante o solo muy reducidamente, sobre la superficie del recu brimiento, entonces se tra nsforma el CrN cúbico en Cr2N hexagonal y subsecuentemente a mayores temperaturas a Cr metálico . Este proceso de descomposición del recubrimie nto cond uce a un desgaste prematuro del recubrimiento que en especial se presenta en forma de desprendimientos en el filo. Breve Descripción de la Invención La presente invención debe evitar las desventajas de la técnica anteriores y sirve en especial para mejorar el tiempo muerto de las piezas de trabajo, como por ejemplo herramientas para maquinarias de corte, herramientas de corte y moldeo o componentes para la construcción de máquinas y moldes. Otra tarea de la presente invención es presentar un procedimiento para aplicar esas capas, en especial para aplicar esas capas sobre las piezas de trabajo en cuestión. Descripción Detallada de la Invención La tarea se resuelve de acuerdo con la invención por medio de un recubrimiento de material duro de acuerdo con la reivindicación 1 o una herramienta con un recubrimiento de acuerdo con la reivindicación 12. Otras modalidades se describen en las reivindicaciones dependientes. La invención describe una conformación de varias capas para un recubrimiento que deba evitar una descomposición (desgaste) prematura del recubrimiento durante el uso. Por medio de la conformación de varias capas se evita o por lo menos se retrasa la descomposición y la subsecuente difusión de la fracción de CrN dentro del recubrimiento AlCrN en el caso de temperaturas mayores. Para la aplicación de las capas duras de AI-Cr-(X)-N/Ti-Si-B se utilizo una instalación de recubrimiento industrial del tipo RCS de la firma Balzers, como por ejemplo la que se describe en el documento EP 1186681 en las figuras 3 a 6, descripción columna 7, línea 18 hasta la columna 9 línea 25. Para esto se utilizaron las piezas de trabajo limpias de acuerdo con el diámetro sobre un portador de sustrato rotatorio doble y triple en el caso de diámetros menores de 50 mm y se montan dos objetivos de Ti-Si producidos por metalurgia de fundición y cuatro objetivos producidos por metalurgia de polvo de aleaciones de Al-Cr-(X) en seis fuentes de arcos catódicos colocadas en las paredes de la instalación de recubrimiento. La geometría del arreglo de objetivos se determina aquí por medio del croquis octagonal de la instalación de TCS, en el cual los dos segmentos de calentamiento colocados uno frente a otro dividen dos grupos de tres segmentos secuenciales provistos cada uno con un cátodo de arco. Para las presentes pruebas se colocó un objetivo SiTi en un elemento medio frontal de cada grupo de tres. Sin embargo son posibles otras posiciones del objetivo, para producir esas capas. En principio esas capas pueden aplicarse en cualquier instalación que cuando menos presente dos arcos catódicos en posición geométricamente equivalente, por ejemplo a la misma posición de recubrimiento de un soporte de sustrato que rote de forma sencilla o múltiple. El técnico sabe que dependiendo de tipo de instalación puede ajustarse el grosor de la capa de las capas o sustratos individuales por medio de la colocación del objetivo o el ajuste del movimiento o giro del sustrato o la velocidad angular de la rotación de la pieza de trabajo.

A continuación primero se calientan las piezas de trabajo a una temperatura de aproximadamente 500° C por medio de calentadores por radiación colocados en la instalación y a continuación se somete la superficie a una limpieza corrosiva por medio de iones de Ar, por medio de la aplicación de una tensión sw soplado a CD -100 a -200 V bajo una atmósfera de Ar a una presión de 0.2 Pa. A continuación por medio de la operación de cuatro fuentes de Al-Cr con una potencia de 3 kW y la colocación de una tensión al sustrato de -50V durante un periodo de aproximadamente 5 minitos, se aplica una capa adherente de Al-Cr-N con un grosor de aproximadamente 0.2 µm. A continuación se produjo un recubrimiento múltiple, para lo cual adicionalmente a las 4 fuentes de Al-Cr, se colocan 2 fuentes de Ti-SI con una potencia de 3kW y se operan conjuntamente durante aproximadamente 1 minuto. A continuación se desconectan las 4 fuentes de Al-Cr y se aplica un recubrimiento puro de Ti-Si-N durante aproximadamente 3 minutos. Luego se vuelven a conectar las 4 fuentes de Al-Cr durante aproximadamente 1 minuto. Subsecuentemente se desconectan otra vez las fuentes de Ti-Si y se aplica una capa de Al-Cr-N pura durante otros 5 minutos. Esta secuencia para el paquete de capas se realiza de acuerdo con la invención múltiples veces durante la aplicación. A continuación se aplica una capa superior que se produce exclusivamente con fuentes de Ti-Si, con un grosor de aproximadamente 0.5 µm. Alternativamente puede aplicarse también una capa superior de AlCrN más gruesa. Todas las capas se aplicaron en una atmósfera pura de nitrógeno a una presión de aproximadamente 3 Pa y una tensión previa de aproximadamente 50 voltios. Básicamente la presión de proceso en esta etapa puede ajustarse en un rango de 0.5 a 8 Pa, preferentemente entre 0.8 a 5 Pa, con lo cual se utiliza ya sea una atmósfera de nitrógeno pura o una mezcla de nitrógeno y un gas noble, como por ejemplo argón, para capas de nitruro o una mezcla de nitrógeno y un gas que contenga carbono, al que en caso necesario puede agregársele un gas noble, para el caso de capas de carbonitruro. Correspondientemente para la aplicación de capas que contengan oxígeno o boro, también puede agregarse a la mezcla oxígeno o un gas que contenga boro, en una forma en sí conocida. La composición objetivo, la estructura cristalina de la capa y la adherencia se representan en la tabla 1. Los parámetros de proceso como el desempeño del objetivo, la tensión negativa previa del sustrato, la presión del proceso y la temperatura se resumen en la tabla 2. De acuerdo con la invención las piezas de trabajo se caracterizan porque se aplica un recubrimiento cúbico (A\ Ct y)X con X=N o CN, preferentemente N, y 0.2 < y <0.7, preferentemente 0.3 < y < 0.4 alternado con un recubrimiento cúbico (TizS¡?.z)X X = N o CN, preferentemente N, y 0.99 < z <0.7, preferentemente 0.97 < z < 0.85 (ver la figura 1a), donde cuando menos se aplica un paquete de capas y cuando menos una capa adicional de (AlyCr^yJX o (TizSi?.2)X.

La estructura de la capa es en ambas capas microcristalina con un tamaño de grano medio de aproximadamente 5-150 nm, preferentemente sin embargo de aproximadamente 10-120 nm. Ventajosamente para el recubrimiento adicionalmente se aplican capas intermedias entre las capas puras de y (TizSi-?.z)X, para lo cual operan todas las fuentes de recubrimiento y se aplica así una capa de (AlyCn.yTizS . X (ver figura 1b). Esas capas intermedias en caso necesario, esto es dependiendo de la secuencia o la composición y las propiedades de los sistemas de capa individuales, pueden producir una mejor adhesión entre las capas individuales. Debido a la colocación geométrica del objetivo dentro del sistema de recubrimiento debido a la rotación de las piezas de trabajo durante la aplicación de esa capa intermedia produce adicionalmente una estructura de múltiples capas con capas muy final, ya que como antes para el recubrimiento se utilizan objetivos individuales a base de Al-Cr y Ti-Si. El ancho de las capas individuales dentro de esta capa intermedia se mueve en el rango de algunos nanómetros. Otra posibilidad de construir el sistema de múltiples capas deseada, puede realizarse por medio de la conexión y desconexión periódica de las fuentes de recubrimiento de forma análoga a la figura 1c. Aquí funcionan las fuentes de recubrimiento para un material de recubrimiento durante todo el proceso de aplicación, mientras que las fuentes de recubrimiento para el segundo material de recubrimiento se conectan periódicamente. En este caso durante todo el funcionamiento de las fuentes de arco se forma una estructura de múltiples capas adicional antes descrita. Los procedimientos de acuerdo con la invención se caracterizan porque se selecciona un procedimiento para aplicar el paquete de capas descrito. La estructura de múltiples capas se obtiene por medio de la conexión y desconexión puntuales de las fuentes de recubrimiento. La sub-estructura de múltiples capas se obtiene adicionalmente por medio de rotación o movimiento de las piezas de trabajo que se van a recubrir dentro de la instalación de recubrimiento. En el ejemplo 1 se producen recubrimientos con un número definido de capas o paquetes de capas, consistiendo un paquete de capas de una secuencia de capas de AlCrTiSiN seguido por una capa de TiSiN, AlCrTiSiN así como una capa de AlCrN. Puede reconocerse claramente que en comparación con la capa probada en el experimento 1 que se aplico de acuerdo con el estado de la técnica, se obtuvo una mejora del tiempo muerto. También se observa que un grosor de capa óptimo de las capas individuales de AlyCn.y y Ti2Si?.zN es importante para el aumento del tiempo muerto. Este grosor de capa se encuentra en el caso de AlyCh.yN entre 75 nm y 200 nm, preferentemente entre 120 nm a 170 nm, y en el caso de TizS¡?.zN se encuentra entre 50 y 150 nm, preferentemente ente 70 y 120 nm. En el marco de este ejemplo se modificaron esos grosores de capa a través del tiempo de recubrimiento de tal forma que para todos los experimentos pudo obtenerse un grosor de capa total comparable de aproximadamente 4 µm. Para estos experimento se selecciono una construcción de las capas como se describen en la figura 1b. Las capas en las cuales se utilizaron todas las fuentes de recubrimiento, no se modificaron para los experimentos y produjeron una grosor de capa individual de aproximadamente 20 +10 nm. Básicamente con ese tipo de recubrimientos de múltiples capas de AlyCrLyN / TizSi?.zN pueden recubrirse diferentes piezas de trabajo. Ejemplos de estas son mecanismos de corte, como fresadoras, tornos, fresadoras esféricas, planas y perfiladoras, así como perforadoras, perforadoras de cuerdas, cepillos, escariadores y placa oxicerámica de varios filos de corte para trabajos de torno y fresadora o para herramientas deformadoras como troqueles, matrices, anillos, punzones o formadores de cuerdas. También herramientas para inyección para aleaciones de fundición por inyección, resinas sintéticas o materiales termoplásticos, en especial herramientas para inyección, como las que se utilizan para la producción de partes moldeadas de plásticos o portadores de datos como por ejemplo CD, DVD etc, pueden ventajosamente protegerse con ese tipo de capas. Cuando también por medio de los recubrimientos de acuerdo con la invención no pueden obtenerse siempre los mejores resultados para todas las aplicaciones sobre diferentes herramientas, entonces para cuando menos ciertas aplicaciones, como también se mencionan en los ejemplos pueden obtenerse una resistencia al desgaste esencialmente mayor que con las capas hasta ahora conocidas.

Además debido al comportamiento en principio similar de los recubrimientos de múltiples capas de AlyCr^yN /TizSi?_zN también puede esperarse una mejora en la resistencia al desgaste, cuando en los siguientes sistemas de capas se seleccionan las composiciones objetivo y los parámetros de recubrimiento de tal forma que X=N,C,B,CN,BN,CBN,NO,CO,BO,CNO,BNO,CBNO, preferentemente N o CN y 0.2 < y < 0.7, preferentemente 0.40 < y < 0.68, y 0.01 < z < 0.3, preferentemente 0.05 < z <_0J5. Una posibilidad de mejorar las propiedades de las capas múltiples de AlyCn.yN /T Si^N consiste en adicionalmente la aleación de otros elementos químicos de uno o varios grupos de los grupos IVb, Vb y/o Vlb del sistema periódico de los elementos, o de silicio. Especialmente ventajoso puede ser la aleación dentro del paquete de capas de la placa AlyCrLy.mNm , con 0 < m <0.25, preferentemente 0 < m <0J5. Han demostrado ser especialmente ventajosos sobre todo los elementos para M=W, V, Mo, Nb y Sl (ver para esto el ejemplo no.5). Otra posibilidad de mejorar las propiedades de las capas del sistema de capas consiste en la aplicación de una capa deslizante adicional sobre el paquete de capas o sobre la capa superior que cierra la capa de material duro hacia fuera. El sistema de capa deslizante puede cuando menos consistir de un metal o de un carburo de cuando menos un metal y carbono disperso, MeC/C, consistiendo el metal de un metal del grupo IVb, Vb y/o Vlb y/o silicio. Por ejemplo es adecuada una capa de WC/C con una dureza ajustable entre 1000 y 1500, que presenta excelentes propiedades de entrada. También las capas CrC/C muestran un comportamiento similar, con coeficientes de fricción algo mayores. En ese tipo de perforadoras profundas recubiertas ya después de la producción de un orificio podía observarse un aplanamiento adicional de las superficies útiles, que hasta ahora tenían que reemplazarse por medio de procesos mecánicos costosos. Esto conduce a una mejora del transporte de las superficies a lo largo de la ranura y a una minimización del momento de fricción durante el proceso de perforación. De forma interesante esas propiedades deben protegerse en especial para aplicaciones de la construcción con esfuerzos por deslizamiento, fricción o rodamiento, en especial en el caso de poca lubricación o trabajo en frío, o cuando simultáneamente debe utilizarse una contra sin recubrimiento. Otras posibilidades para formar una capa deslizante son las capas de carbono similares al diamante y libres de metales o capas de MoSx, WSX o MoSxque contenga titanio o MOWx. La capa deslizante como ya se menciono puede aplicarse directamente sobre el sistema de varias capas o después de la aplicación de otra capa adherente, para obtener la mejor adherencia posible de la unión de capas, la capa adherente puede consistir de metal, nitruro, carburo, carbonitruro o también como capa de gradientes. Por ejemplo pueden usarse capas de WC/C o CrC/C después de la aplicación de una capa de Cr o Ti por medio de pulverización catódica o por arco eléctrico, preferentemente por medio de pulverización catódica del objetivo WC bajo la adición de un gas que contenga carbono. Con esto aumenta la concentración de gas que contenga carbono con el tiempo para obtener una mayor fracción de carbono libre. Otras ventajas de la Invención A continuación se describe aplicaciones ventajosas de la invención por ejemplo para diferentes operaciones de corte. Ejemplo 1 : Perforación con perforadoras H M enfriadas internamente de acero estructural Herramienta : Perforadora de metal duro con canales de enfriamiento, diámetro de D=6.8 mm Pieza de trabajo: Acero estructural DI N 1 .1 191 (Ck45) Parámetro de Velocidad de corte vc= 120 m/min perforación ; Avance de los dientes fz = 0.2 mm/revolución Profundidad del orificio z=34 mm (5xD) Enfriamiento: Emulsión 5% Proceso: Orificio ciego Criterio de Desgaste en esquinas VB=0.2 mm desgaste: * Un (1x) paquete de capas corresponde a una secuencia de "AlCrTiSiN+TiSiN+AICrTiSiN+AICrN" ** Con el cual se obtuvo una amplitud de marcas de desgaste VB=0.2 mm. El ejemplo 1 muestra una comparación de los tiempos muertos de perforadoras HM recubiertas en las cuales se aplicaron un número diferente de paquetes de capas con las mismas capas adherentes, a saber AlCrN, y una capa de cubierta, a saber TiSiN. El tiempo de recubrimiento de la capa TiSiN y la AlCrN se ajusto de tal forma que al final se obtiene un grosor de capa total comparable. Un valor óptimo del tiempo muerto total se encontró en el experimento no.4 con un número total de 37 capas, lo que es una mejora clara en comparación con el estado de la técnica del experimento no. 1. Ejemplo 2: Perforación con perforadoras HM enfriadas internamente de acero estructural Herramienta: Perforadora de metal duro con canales de enfriamiento, diámetro de D=6.8 mm Pieza de trabajo: Acero estructural DIN 1.1191 (Ck45) Parámetro de Velocidad de corte vc=120 m/min perforación; Avance de los dientes fz = 0.2 mm/revolución Profundidad del orificio z=34 mm (5xD) Enfriamiento: Emulsión 5% Proceso: Orificio ciego Criterio de Desgaste en esquinas VB = 0.2 mm desgaste: El ejemplo 2 muestra una comparación de los tiempos muertos de perforadoras de HM recubiertas. Aquí con la multicapa de AlCrN/TiSiN se obtuvo una mejora en el tiempo muerto de la herramienta en comparación con las capas de material duro utilizadas industrialmente con recubrimientos de multicapas de TiAIN/TiN y monocapa de TíAIN.

Ejemplo 3: Perforación con perforadoras HM enfriadas externamente de acero estructural Herramienta: Perforadora de metal duro con canales de enfriamiento, diámetro de D = 6.8 mm Pieza de trabajo: Acero estructural DIN 1.1191 (Ck45) Parámetro de Velocidad de corte vc=120 m/min perforación; Avance de los dientes fz = 0.2 mm/revolución Profundidad del orificio z=23.8 mm (3.5xD) Enfriamiento: Emulsión 5% Proceso: Orificio ciego Criterio de Desgaste en esquinas VB = 0J5 mm desgaste: El ejemplo 3 muestra una comparación de los tiempos muertos de perforadoras de HM recubiertas. Aquí con la multicapa de AlCrN/TiSiN se obtuvo una mejora en el tiempo muerto de la herramienta en comparación con las capas de material duro utilizadas industrialmente a base de TiAI-N. Ejemplo 4: Perforación con perforadoras HM enfriadas internamente de hierro fundido Herramienta: Perforadora de metal duro con canales de enfriamiento, diámetro de D=6.8 mm Pieza de trabajo: hierro fundido con grafito esférico GGG-50 Parámetro de Velocidad de corte vc=200 m/min perforación; Avance de los dientes fz = 0.3 mm/revolución Profundidad del orificio z=34 mm (5xD) Enfriamiento: Emulsión 5% Proceso: Orificio ciego Criterio de Desgaste en esquinas VB=0J mm desgaste: El ejemplo 4 muestra una comparación de los tiempos muertos de perforadoras de HM recubiertas. Aqui con la multicapa de AlCrN/TiSiN se obtuvo una mejora en el tiempo muerto de la herramienta en comparación con las capas de material duro utilizadas industpalmente con recubrimientos de multicapas de T1AIN/T1N y monocapa de TiAIN Ejemplo 5: Perforación con perforadoras HM enfriadas internamente de acero estructural Herramienta Perforadora de metal duro con canales de enfriamiento, diámetro de D=68 mm Pieza de trabajo Acero estructural DIN 1 1191 (Ck45) Parámetro de Velocidad de corte vc=120 m/mín perforación, Avance de los dientes fz = 02 mm/revolución Profundidad del orificio z=34 mm (5xD) Enfriamiento Emulsión 5% Proceso Orificio ciego Criterio de Desgaste en esquinas VB = 02 mm desgaste * Un (1x) paquete de capas 2 corresponde a una secuencia de capas única de "AlCrMTiSiN+TiSiN+AICrMTiSiN+AICrMN" en donde M representa uno de los elementos W, Nb, Mo, V o Si. El ejemplo 5 muestra una comparación de los tiempos muertos de perforadoras HM recubiertas de acuerdo con la invención sobre las cuales se aplicaron sistemas de múltiples capas con diferentes composiciones químicas, pero con la misma capa superior (TiSiN). Como composición química se varió la composición objetivo, manteniéndose constante Al y sustituyéndose parcialmente Cr por medio de un tercer elemento. El parámetro de proceso durante la aplicación de capas se mantuvo análogamente a los otros experimentos. Otra posibilidad de producir un paquete de capas, se obtiene cuando análogamente a la figura 1c se operan continuamente ya sea fuentes de AlCr o AlCrM o la o las fuentes de TiSi y eventualmente puede conectarse otra u otras fuentes. En especial durante la operación continua de las 4 fuentes de AlCr o AlCrM antes mencionadas puede elevarse la velocidad de aplicación y por ejemplo pueden aplicarse los siguientes sistemas de capas: - una capa mixta de (A?CrTiSi)X - seguida por otra capa de (Al^yC^X - seguida por otra capa mixta de (A?CrTiSi)X - seguida por otra capa de (Ah.yCryJX. Descripción de las Figuras La figura 1 muestra diferentes variantes de las capas. En la figura 1 a-c se discuten tres variantes, de cómo puede conformarse un recubrimiento de múltiples capas. En la figura 1a se muestra una secuencia de capas con transiciones agudas. Un sistema de capas (2) se aplica directamente sobre un segundo sistema de capas (1). Este proceso se repite tantas veces hasta que se obtenga el grosor de capa total deseado-Corno última capa puede aplicarse una capa de cubierta (3) con un grosor de capa mayor. En la figura 1b entre las capas individuales se aplican capas mixtas (4), en las cuales se aplican simultáneamente ambos sistemas de capas. Aquí también adicionalmente aplicarse una capa de cubierta como última capa individual. La capa mixta puede ser delgada como capa de transición deslizante o gruesa con un rango de composiciones de capa constantes. Una capa de ese tipo puede presentar por ejemplo la siguiente composición: Al=40.7 % atómico, Cr=21.2 % atómico, Ti = 32.8 % atómico y Si = 5.3% atómico. Esa composición se obtiene cuando se trabaja simultáneamente objetivos de AlCr con una composición de Al = 70% atómico y Cr=30% atómico y objetivos de TiSi con una composición de Ti = 85% atómico y S i = 15 % atómico. En general se ajusta la composición de una capa mixta con composición constante ventajosamente en el siguiente rango: (AlLa-b-cCraTibS X en la cual 0J8 < a < 0.48; 0.28 < b < 0.4; 0J8 < a < 0.4; 0.004 < c < 0.12. El contenido de aluminio se mantiene ventajosamente por encima de 10 % atómico. Si adicionalmente como se mencionó antes se deben agregar otros elementos para obtener el efecto correspondiente, dependiendo del elemento debe agregarse una concentración mínima de 0.5 a 1 por ciento atómico y una concentración máxima de 15 a 25%. En la figura 1c se aplica el recubrimiento de múltiples capas, cuyo sistema de capas (5) se aplica durante todo el tiempo de recubrimiento y el segundo sistema de capas se mezcla periódicamente por medio de la conexión de la fuente de recubrimiento correspondiente. La figura 2 muestra una representación modificada de la construcción del paquete de capas de la figura 1. o H 10 15 20 25 Tabla 2

Claims

REIVINDICACIONES 1. Capa de material duro con una estructura de múltiples capas para mejorar la resistencia al desgaste de piezas de trabajo, la cual consiste de: - cuando menos una capa de (AlyCn.yJX en la cual 0.2 <_ y < 0.7 y X es uno de los siguientes elementos N, C, B, CN, BN, CBN, NO, CO, BO, CNO, BNO, CBNO, pero preferentemente N o CN, y/o una capa de (TizSi1.z)X en la cual 0.01 < z < 0.3, caracterizada porque la capa de material duro consiste adicionalmente de - cuando menos un paquete de capas con la siguiente construcción: una capa mixta de (A?CrTiSi)X - seguida por otra capa de (T SM-^X - seguida por otra capa mixta de (A?CrTiSi)X - seguida por otra capa de (A .yCryJX.
2. Capa de material duro de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la cuando menos una capa (A\^.yCrv)X, la otra capa de (A\^. Cr )X, así como las capas mixtas de (A?CrTiSi)X contiene cuando menos un elemento de los grupos IVb, Vb y/o Vlb del sistema periódico de los elementos o de silicio.
3. Capa de material duro de acuerdo con la reivindicación 1 y/o 2, caracterizado porque la cuando menos una capa (AI1.yCry)X, así como la otra capa de (Ah.yCryJX, contiene de 0.5 a 25% atómico del otro elemento o de silicio, con lo cual puede fiarse la concentración del elemento o del silicio en las otras capas mixtas de (A?CrTiSi)X.
4. Capa de material duro de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque las capas del paquete de capas presentan los siguientes grosores de capa: - AU.yCryN entre 75 nm y 200 nm - TizSh.zN entre 50 y 150 nm capas múltiples de (A?CrTiSi)X 20 + 10 nm.
5. Capa de material duro de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la capa consiste de varios paquetes de capas secuenciales.
6. Capa de material duro de acuerdo con una de la reivindicación 5, caracterizada porque el paquete de capas consiste de 4, 8 o 12, preferentemente 8 paquetes de capas.
7. Capa de material duro de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque cuando menos una capa de (Ah.yCr^X se aplica directamente sobre la pieza de trabajo o sobre una capa adherente.
8. Capa de material duro de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque una capa de cubierta de (AI1.yCry)X o una capa de cubierta de (TÍZSÍLZ)X cubre a la capa de material duro.
9. Capa de material duro de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque se aplica una capa deslizante adicional sobre la capa de material duro.
10. Capa de material duro de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el cuando menos un paquete de capas presenta la siguiente construcción: una capa mixta de (A?CrTiSi)X seguida por otra capa de (AI1.yCry)X - seguida por otra capa mixta de (A?CrTiSi)X seguida por otra capa de (Al-i.yCryJX.
11. Capa de material duro de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque las capas mixtas contienen una estructura de múltiples capas.
12. Pieza de trabajo caracterizada porque presenta un recubrimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores.
13. Pieza de trabajo de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizada porque la pieza de trabajo es un componente para la construcción de máquinas y moldes, una herramienta, una herramienta para maquinarias de corte, herramientas de corte y moldeo, pero preferentemente es una perforadora.