MXPA04008958A - Herramienta cortante revestida nanoestratificada y metodo para fabricar la misma. - Google Patents

Herramienta cortante revestida nanoestratificada y metodo para fabricar la misma.

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MXPA04008958A
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Abstract

Una herramienta cortante revestida nanoestratificada (20) que incluye un sustrato (30) que tiene una superficie (38, 40) con un revestimiento (32) sobre la superficie del mismo. El revestimiento comprende una pluralidad de conjuntos de revestimiento de nanocapas alternadas de nitruro de aluminio de metal y nitruro de metal y/o carbonitruro de aluminio de metal en donde cada conjunto de revestimiento tiene un grosor hasta aproximadamente 100 nanometros. El revestimiento incluye una region de union (34) y una region exterior (36). La region de union (34) comprende una pluralidad de los conjuntos de revestimiento en donde el grosor de cada conjunto de revestimiento se incrementa segun el conjunto se aleja de la superficie del sustrato. La region exterior (36) comprende una pluralidad de los conjuntos de revestimiento en donde el grosor de cada conjunto de revestimiento es aproximadamente igual.

Description

HERRAMIENTA CORTANTE REVESTIDA NANOESTRATIFICADA Y MÉTODO PARA FABRICAR LA MISMA CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a una herramienta cortante revestida multiestratificada y a un método para fabricar la misma. Más particularmente, la invención se refiere a una herramienta cortante revestida nanoestratificada y a un método para fabricar la misma. A este respecto, la herramienta cortante revestida nanoestratificada tiene un esquema de revestimiento que comprende nanocapas de revestimiento adyacentes que tienen grosores de aproximadamente 100 nanómetros o menos. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Las herramientas cortantes revestidas multiestratificadas demuestran excelentes propiedades para el corte de metales en ciertas circunstancias. Típicamente, una herramienta cortante revestida multiestratificada comprende un sustrato con una pluralidad de capas de revestimiento depositadas sobre la misma. En algunos casos las capas de revestimiento comprenden una pluralidad de conjuntos de capas de revestimiento alternadas. A este respecto, la Patente de E.U. No. 6,103,357 de Selinder et al . , para una HERRAMIENTA CORTANTE REVESTIDA MULTIESTRATIFICADA (MULTILAYERED COATED CUTTING TOOL) muestra un esquema de revestimiento no repetitivo multiestratificado en el cual las capas tiene un grosor que varía entre 0.1 a 30 nanómetro. La solicitud de Patente del PCT 098/44163 de Sjóstrand et al . , para una HERRAMIENTA CORTANTE REVESTIDA MULTIESTRATIFICADA (MULTILAYERED COATED CUTTING TOOL) muestra un esquema de revestimiento repetitivo multiestratificado en el cual cada período de repetición tiene un grosor que varía entre 3 y 100 nanómetros . Otros esquemas de revestimiento ejemplificativos comprenden revestimientos de nitruro de titanio/nitruro de aluminio de titanio multiestratificados depositados mediante técnicas de deposición física de vapor (PVD) . Tales esquemas de revestimiento se describen en Hsieh et al . , "Deposición y Caracterización de revestimientos de TiAIN y TiN/TiAIN multiestratificados utilizando deposición electrónica de magnetrón no equilibrado" ("Deposition and Characterization of TiAIN and multi-layered TiN/TiAIN coatings using unbalanced magnetron sputtering") , Tecnología de Superficies y Revestimientos (Surface and Coatings Technology) 108-109 (1998) páginas 132-137 y Andersen et al . , "Deposición, microestructura y propiedades mecánicas y tribológicas de las multicapas de TiN/TiAIN por deposición electrónica de magnetrón" • ("Deposition, microestructure and mechanical and tribological properties of magnetron sputtered TiN/TiAIN multilayers") , Tecnología de Superficies y revestimientos (Surface and Coatings Technology) 123 (2000) páginas 219-226.
Aunque existen esquemas de revestimiento de nitruro de titanio/nitruro de aluminio de titanio multiestratificadas, para que un revestimiento sea efectivo debe poseer un cierto mínimo de adhesión al sustrato y deben exhibir un cierto mínimo de dureza. Siempre ha existido y aún permanece, un objeto para mejorar la adhesión del revestimiento al sustrato de la herramienta cortante revestida. Además, siempre ha existido y aún permanece el objeto de optimizar la dureza de la herramienta cortante revestida. Siempre ha existido y aún permanece el objeto de mejorar y optimizar la combinación de las propiedades de adhesión y dureza para una herramienta cortante revestida. Sería así deseable proporcionar una herramienta cortante revestida { e . g. , una herramienta cortante revestida nanoestratificada) , así como un método para fabricar la herramienta cortante revestida, en donde la herramienta cortante posea adhesión mejorada y dureza optimizada, así como una mejora en la combinación de la adhesión y dureza. También sería deseable proporcionar una herramienta cortante revestida de nitruro de metal/nitruro de aluminio de metal { e . g. , una herramienta cortante revestida de nitruro de titanio/nitruro de aluminio de titanio nanoestratificada) , así como un método para fabricar la herramienta cortante revestida, en donde la herramienta cortante posea adhesión mejorada y dureza optimizada, así como una mejora en la combinación de la adhesión y la dureza. Sería también deseable proporcionar una herramienta cortante revestida de nitruro de aluminio de metal/carbonitruro de aluminio de metal (e.g., una herramienta cortante revestida de nitruro de aluminio de titanio/carbonitruro de aluminio de titanio nanoestratificada) , así como un método para fabricar la herramienta cortante revestida, en donde la herramienta cortante posea adhesión mejorada y dureza optimizada, así como una mejora en la combinación de la adhesión y la dureza. Sería también deseable proporcionar una herramienta cortante revestida de nitruro de metal/nitruro de aluminio de metal/carbonitruro de aluminio de metal { e . g. , una herramienta cortante revestida de nitruro de titanio/nitruro de aluminio de titanio/carbonitruro de aluminio de metal nanoestratificada) , así como un método para fabricar la herramienta cortante revestida, en donde la herramienta cortante posea adhesión mejorada y dureza optimizada, así como una mejora en la combinación de la adhesión y la dureza. SUMARIO DE LA INVENCIÓN En una forma, la invención es un miembro revestido nanoestratificado que comprende un sustrato que tiene una superficie y un revestimiento sobre la superficie del sustrato. El revestimiento comprende una pluralidad de conjuntos de revestimientos de nanocapas en donde un conjunto comprende nanocapas alternadas de una nanocapa de un nitruro de metal (en donde el nitruro de metal puede opcionalmente incluir carbono y/o silicio) y una nanocapa de un nitruro de aluminio de metal (en donde el nitruro de aluminio de metal puede incluir opcionalmente carbono y/o silicio. El revestimiento incluye una región de unión y una región exterior. La región de unión comprende una pluralidad de los conjuntos de revestimiento en donde el grosor de un conjunto de revestimiento generalmente se incrementa según se alejan de la superficie del sustrato. La región exterior comprende una pluralidad de los conjuntos de revestimiento. El metal puede comprender titanio, niobio, hafnio, vanadio, tantalio, zirconio y/o cromo solos o en combinación entre sí o en combinación con otros metales incluyendo aluminio en la capa de nitruro de metal mientras la combinación de la capa de nitruro de metal difiera de la de la capa de nitruro de aluminio de metal. En otra forma la invención es un miembro revestido nanoestratificado que comprende un sustrato que tiene una superficie y un revestimiento sobre la superficie del sustrato. El revestimiento comprende una pluralidad de conjuntos de revestimiento de nanocapas en donde un conjunto comprende nanocapas alternadas de una nanocapa de un nitruro de aluminio de metal (en donde el nitruro de aluminio de metal puede incluir opcionalmente carbono y/o silicio) y una nanocapa de un carbonitruro de aluminio de metal (en donde el carbonitruro de aluminio de metal puede incluir opcionalmente silicio) . El revestimiento incluye una región de unión y una región exterior. La región de unión comprende una pluralidad de los conjuntos de revestimiento en donde el grosor de un conjunto de revestimiento generalmente se incrementa según se alejan de la superficie del sustrato. La región exterior comprende una pluralidad de los conjuntos de revestimiento. El metal puede comprender titanio, niobio, hafnio, vanadio, tantalio, zirconio y/o cromo solos o en combinación entre sí o en combinación con otros metales. En aún otra forma, la invención es un miembro revestido nanoestratificado que comprende un sustrato que tiene una superficie y un revestimiento sobre la superficie del sustrato. El revestimiento comprende una pluralidad de conjuntos de revestimiento de nanocapas en donde un conjunto comprende nanocapas alternadas de una nanocapa de un nitruro de metal (en donde el nitruro de metal puede incluir opcionalmente carbono y/o silicio) , una nanocapa de un nitruro de aluminio de metal (en donde el nitruro de aluminio de metal puede opcionalmente incluir carbono y/o silicio) , y una nanocapa de un carbonitruro de aluminio de metal (en donde el carbonitruro de aluminio de metal puede incluir opcionalmente silicio) . El revestimiento incluye una región de unión y una región exterior. La región de unión comprende una pluralidad de los conjuntos de revestimiento en donde el grosor de un conjunto de revestimiento generalmente se incrementa según se alejan de la superficie del sustrato. La región exterior comprende una pluralidad de los conjuntos de revestimiento. El metal puede comprender titanio, niobio, hafnio, vanadio, tantalio, zirconio y/o cromo solos o en combinación entre sí o en combinación con otros metales incluyendo aluminio en la capa de nitruro de metal mientras la composición de la capa de nitruro de metal difiera de la de la capa de nitruro de aluminio de metal y la capa de carbonitruro de aluminio de metal. En aún otra forma de la misma, la invención es un proceso para fabricar un miembro revestido nanoestratificado comprendiendo el proceso las etapas de: proporcionar un sustrato que tiene una superficie; proporcionar un objeto de metal (en donde el objeto de metal puede opcionalmente incluir carbono y/o silicio); proporcionar un objeto de metal-aluminio (en donde el objeto de metal-aluminio puede incluir opcionalmente carbono y/o silicio) ; girar un sustrato entre el objeto de metal y el objeto de metal-aluminio; suministrar energía eléctrica a un primer nivel de la energía eléctrica al objeto de metal; suministrar energía eléctrica en el primer nivel al objeto de metal-aluminio, depositar un revestimiento que comprende conjuntos de revestimiento de nanocapas alternadas sobre la superficie del sustrato; cambiar la tasa de deposición de las nanocapas alternadas a través de un periodo seleccionado de tiempo durante el cual la energía eléctrica suministrada al objeto de metal cambia del primer nivel al segundo nivel; y controlar la tasa de deposición de las nanocapas alternadas a través de un periodo de tiempo después que la energía eléctrica alcance el segundo nivel. El metal puede comprender titanio, niobio, hafnio, vanadio, tantalio, zirconio y/o cromo solos o en combinación entre sí o en combinación con otros metales incluyendo aluminio en el objeto de metal mientras la composición del objeto de metal difiera de la del objeto de metal-aluminio. En aún otra forma de la misma, la invención es un proceso para fabricar un miembro revestido nanoestratificado comprendiendo el proceso las etapas de: proporcionar un sustrato que tiene una superficie; proporcionar un objeto de metal-aluminio (en donde el objeto de metal-aluminio puede opcionalmente incluir carbono y/o silicio) ; proporcionar un objeto de metal-aluminio-carbono (en donde el objeto de metal-aluminio-carbono puede incluir opcionalmente silicio) ; girar un sustrato entre el objeto de metal-aluminio y el objeto de metal-aluminio-carbono; suministrar energía eléctrica a un primer nivel al objeto de metal-aluminio; suministrar energía eléctrica en el primer nivel al objeto de metal-aluminio-carbono, depositar un revestimiento que comprende conjuntos de revestimiento de nanocapas alternadas sobre la superficie del sustrato; cambiar la tasa de deposición de las nanocapas alternadas a través de un periodo seleccionado de tiempo durante el cual la energía eléctrica suministrada al objeto de metal-aluminio y al objeto de metal-aluminio-carbono cambia del primer nivel al segundo nivel; y controlar la tasa de deposición de las nanocapas alternadas a través de un periodo de tiempo después que la energía eléctrica alcance el segundo nivel. El metal puede comprender titanio, niobio, hafnio, vanadio, tantalio, zirconio y/o cromo solos o en combinación entre sí o en combinación con otros metales. En aún otra forma de la misma, la invención es un proceso para fabricar un miembro revestido nanoestratificado comprendiendo el proceso las etapas de: proporcionar un sustrato que tiene una superficie; proporcionar un objeto de metal (en donde el objeto de metal puede opcionalmente incluir carbono y/o silicio); proporcionar un objeto de metal-aluminio (en donde el objeto de metal-aluminio puede incluir opcionalmente carbono y/o silicio) ; proporcionar un objeto de metal-aluminio-carbono (en donde el objeto de metal-aluminio-carbono puede incluir opcionalmente silicio) ; girar un sustrato entre el objeto de metal y el objeto de metal-aluminio y el objeto de metal-aluminio-carbono; suministrar energía eléctrica a un primer nivel al objeto de metal; suministrar energía eléctrica en el primer nivel al objeto de metal-aluminio; suministrar energía eléctrica en el primer nivel al objeto de metal-aluminio-carbono, depositar un revestimiento que comprende conjuntos de revestimiento de nanocapas alternadas sobre la superficie del sustrato; cambiar la tasa de deposición de las nanocapas alternadas a través de un periodo seleccionado de tiempo durante el cual la energía eléctrica suministrada al objeto de metal y al objeto de metal-aluminio y al objeto de metal-aluminio-carbono cambia del primer nivel al segundo nivel; y controlar la tasa de deposición de las nanocapas alternadas a través de un periodo de tiempo después que la energía eléctrica alcance el segundo nivel. El metal puede comprender titanio, niobio, hafnio, vanadio, tantalio, zirconio y/o cromo solos o en combinación entre sí o en combinación con otros metales incluyendo aluminio en el objeto de metal mientras la composición del objeto de metal difiera de la del objeto de metal-aluminio y de la del objeto de metal-aluminio-carbono. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Lo siguiente es una breve descripción de los dibujos que forman parte de esta solicitud de patente: La Figura 1 es una vista isométrica de una modalidad específica de una herramienta cortante revestida nanoestratificada; La Figura 2 es una vista transversal esquemática de un borde cortante de la herramienta cortante revestida nanoestratificada de la Figura 1 que muestra el sustrato con el revestimiento nanoestratificado que comprende una región de unión y una región exterior e incluyendo también una capa de acabado y una capa lubricante; La Figura 3 es una fotomicrografía tomada a través de una técnica de microscopio electrónico de transmisión (TEM) de la interfaz entre el revestimiento y el sustrato para la herramienta cortante revestida nanoestratificada del Ejemplo 276; La Figura 4 es una fotomicrografía tomada a través de una técnica de microscopio electrónico de transmisión (TEM) de la sección media del revestimiento para la herramienta cortante revestida nanoestratificada del Ejemplo 276; y La Figura 5 es una fotomicrografía tomada a través de una técnica de microscopio electrónico de transmisión (TEM) de la región de superficie del revestimiento para la herramienta cortante revestida nanoestratificada del ejemplo 276. DESCRIPCIÓN DETALLADA Refiriéndose a los dibujos, la Figura 1 ilustra una modalidad específica de una herramienta cortante designada en general como 20. La herramienta cortante 20 tiene una superficie superior inclinada 22 y superficies laterales 24. La superficie superior inclinada 22 intersecta con las superficies laterales 24 a fin de formar bordes cortantes 26 en las intersecciones de las mismas. Como se muestra en la Figura 2, la herramienta cortante 20 comprende un sustrato 30 que tiene un revestimiento nanoestartificado como se muestra por los corchetes 32. El revestimiento nanoestratificado 32 comprende una región de unión como se muestra por los corchetes 34 en la Figura 2. La región de unión 34 comprende uno o más conjuntos de revestimiento de nanocapas (y típicamente una pluralidad de conjuntos de revestimiento de nanocapas) como se describe de aquí en adelante. El revestimiento nanoestratificado 32 también incluye una región exterior como se muestra mediante los corchetes 36 en la Figura 2. La región exterior comprende una pluralidad de conjuntos de revestimientos de nanocapas como se describe de aquí en adelante. La Figura 2 muestra que el revestimiento nanoestratificado 32 se ha aplicado a la superficie inclinada 38 y a la(s) superficie (s) lateral (es) 40 del sustrato 30. Sin embargo, debe apreciarse que existen casos en los cuales el revestimiento nanoestratificado 32 puede aplicarse solamente a la seleccionada de las superficies o porciones seleccionadas de las superficies del sustrato. Refiriéndose a una disposición del revestimiento nanoestratificado, el revestimiento nanoestratificado puede comprender dos o más conjuntos de revestimientos de capas alternadas de materiales en donde uno de los materiales es un nitruro de metal y el otro material es un nitruro de aluminio de metal { e . g. , nitruro de titanio/nitruro de aluminio de titanio o nitruro de aluminio de titanio/nitruro de titanio) . Lo que esto significa es que en un esquema de revestimiento específico, la capa de nitruro de metal (e.g., nitruro de titanio) puede ser la capa más cercana a (o realmente sobre) la superficie del sustrato. Aún en otro esquema de revestimiento específico, la capa de nitruro de aluminio de metal (nitruro de aluminio de titanio) puede ser la capa más cercana a (o realmente sobre) la superficie del sustrato. Los solicitantes prevén que los nitruros de metal y los nitruros de aluminio de metal de los siguientes .metales y sus aleaciones serían aceptables para utilizarse en el revestimiento nanoestratificado : titanio, niobio, hafnio, vanadio, tantalio, zirconio y/o cromo solos o en combinación entre sí o en combinación con otros metales. La capa de nitruro de metal puede incluir aluminio mientras la composición de la capa de nitruro de metal difiera de la de la capa de nitruro de aluminio de metal. El nitruro de metal y el nitruro de aluminio de metal pueden incluir cada uno (como un componente opcional) carbono y/o silicio. Haciendo aún referencia general a otra disposición del revestimiento nanoestratificado, el revestimiento nanoestratificado puede comprender dos o más conjuntos de revestimientos de capas alternadas de materiales en donde uno de los materiales es un nitruro de aluminio de metal y el otro material es un carbonitruro de aluminio de metal (e.g., nitruro de aluminio de titanio/carbonitruro de aluminio de titanio o carbonitruro de aluminio de titanio/nitruro de aluminio de titanio) . Lo que esto significa es que en un esquema de revestimiento específico, la capa de nitruro de aluminio de metal (e.g., nitruro de aluminio de titanio) puede ser la capa más cercana a (o realmente sobre) la superficie del sustrato. Aún en otro esquema de revestimiento específico, la capa de carbonitruro de aluminio de metal (e.g., carbonitruro de aluminio de titanio) puede ser la capa más cercana a (o realmente sobre) la superficie del sustrato. A lo largo de las líneas de los conjuntos de revestimiento de nitruro de metal/nitruro de aluminio de metal, los solicitantes prevén que los siguientes metales y sus aleaciones serían aceptables para utilizarse con el revestimiento nanoestratificado: titanio, niobio, hafnio, vanadio, tantalio, zirconio y/o cromo solos o en combinación entre sí o en combinación con otros metales. El nitruro de aluminio de metal puede incluir (como componentes opcionales) carbono y/o silicio. El carbonitruro de aluminio de metal puede incluir (como un componente opcional) silicio. Refiriéndose aún a otra disposición del revestimiento nanoestratificado, el revestimiento nanoestratificado puede comprender capas alternadas de un nitruro de metal, un nitruro de aluminio de metal y un carbonitruro de aluminio de metal. Varias disposiciones de estas nanocapas se presentan como sigue cuando el metal es titanio: nitruro de titanio/nitruro de aluminio de titanio/carbonitruro de aluminio de titanio o carbonitruro de aluminio de titanio/nitruro de aluminio de titanio/nitruro de titanio o carbonitruro de aluminio de titanio/nitruro de titanio/nitruro de aluminio de titanio o nitruro de aluminio de titanio/carbonitruro de aluminio de titanio/nitruro de titanio o nitruro de titanio/carbonitruro de aluminio de titanio/nitruro de aluminio de titanio o nitruro de aluminio de titanio/nitruro de titanio/carbonitruro de aluminio de titanio. En un grupo de estas disposiciones con titanio como el metal, la capa de nitruro de titanio puede ser la capa más cercana a (o realmente sobre) la superficie del sustrato. En este grupo, la capa de nitruro de aluminio de titanio y la capa de carbonitruro de aluminio de titanio son las otras capas . En otro grupo de estas disposiciones, la capa de nitruro de aluminio de titanio puede ser la capa más cercana a (o realmente sobre) la superficie del sustrato. En este grupo, la capa de nitruro de titanio y la capa de carbonitruro de aluminio de titanio son las otras capas. En aún otro grupo de las disposiciones, la capa de carbonitruro de aluminio de titanio puede ser la capa más cercana a (o realmente sobre) la superficie del sustrato. En este grupo, la capa de nitruro de titanio y la capa de nitruro de aluminio de titanio son las otras capas. Aunque los compuestos específicos para las disposiciones de revestimiento establecidas anteriormente son de nitruro de titanio, nitruro de aluminio de titanio y carbonitruro de aluminio de titanio, los solicitantes contemplan que podrían ser aceptables otros nitruros de metal, nitruros de aluminio de metal y carbonitruros de aluminio de metal. A este respecto, otros metales y sus aleaciones para el nitruro de metal, el nitruro de aluminio de metal y el carbonitruro de aluminio de metal incluyen niobio, hafnio, vanadio, tantalio, zirconio y/o cromo solos o en combinación entre si o en combinación con otros metales. La capa de nitruro de metal puede incluir aluminio mientras la composición de la capa de nitruro de metal difiera de la composición de la capa de nitruro de aluminio de metal y la capa de carbonitruro de aluminio de metal. En la disposición anterior, el nitruro de metal (e.g., nitruro de titanio) y el nitruro de aluminio de metal (e.g., nitruro de aluminio de titanio) cada uno puede (como una opción) incluir carbono y/o silicio. El carbonitruro de aluminio de metal (e.g., carbonitruro de aluminio de titanio) puede, como un componente opcional, incluir silicio. Refiriéndose de nuevo al esquema de revestimiento específico mostrado en la Figura 2, la región de unión 34 comprende una pluralidad de conjuntos de revestimiento de nanocapas alternadas de nitruro de titanio y nitruro de aluminio de titanio. El propósito de la región de unión es proporcionar buena adhesión entre el revestimiento y el sustrato durante el uso (e.g., aplicaciones de corte de metal) . La región de unión tiene un grosor que varía entre aproximadamente .025 micrómetros y aproximadamente 0.6 micrómetros. Más preferentemente, la región de unión tiene un grosor que varía entre aproximadamente 0.05 micrómetros y aproximadamente 0.4 micrómetros. Cada nanocapa en la región de unión (ya sea una nanocapa de nitruro de titanio o una nanocapa de nitruro de aluminio de titanio) tiene un grosor que puede variar entre aproximadamente 0.5 nanómetros y aproximadamente 5 nanómetros, y más preferentemente, puede variar entre aproximadamente 0.5 nanómetros y aproximadamente 2 nanómetros. El grosor de la capa de nitruro de aluminio de titanio es típicamente diferente del grosor de la capa de nitruro de titanio. Hablando en general, el grosor de una capa de revestimiento varía debido a uno o más factores en donde estos factores se establecen abajo sin limitación.
Los conjuntos de revestimiento que comprenden la región de unión se depositan durante la porción así llamada "de avance" del proceso de revestimiento. La porción "de avance" del proceso ocurre durante la parte inicial del proceso en el cual se incrementa la tasa de deposición desde un primer nivel hasta un segundo nivel. Aunque esto depende del tiempo para completar la así llamada porción "de avance" del proceso, el número de conjuntos de revestimiento de las capas puede extenderse hacia los cientos ya que cada conjunto de revestimiento tiene un grosor en el rango de nanómetros (i.e., un grosor de menos de aproximadamente 100 nanómetros. Como resultado de este continuo incremento en la tasa de deposición durante el periodo de avance, cambia el grosor de los conjuntos de revestimiento en la región de unión. Más específicamente, se encuentra generalmente el caso que según se alejan de la superficie del sustrato se incrementa el grosor de cada conjunto de revestimiento (típicamente de manera gradual) hasta que el grosor de cada conjunto de revestimiento alcanza un punto en el cual los conjuntos de revestimiento exhiben un grosor generalmente consistente. En el proceso, la tasa de deposición se incrementa durante el periodo de avance, el cual da como resultado el incremento en el grosor. El incremento en la deposición puede deberse a (sin limitación) cualquiera o más de los siguientes factores: la composición de gases en la cámara, la velocidad de flujo de gases en la cámara, la tasa de deposición electrónica del objeto y/o el nivel de energía eléctrica suministrada al objeto. Debe apreciarse que el incremento en el grosor de cada conjunto de revestimiento puede deberse a cada una - de las nanocapas que se incrementan en grosor. Como una alternativa, el incremento en el grosor de cada conjunto de revestimiento puede ocurrir cuando el grosor de una nanocapa permanece sustancialmente constante y el grosor de la otra nanocapa se incrementa. En el proceso, por ejemplo, una vez que la energía eléctrica hacia los objetos alcanza el segundo nivel de energía eléctrica, la energía eléctrica preferentemente se reducirá para al menos uno de los objetos hasta un nivel mayor que el primer nivel de energía eléctrica para el resto del proceso de revestimiento para aplicar la región exterior. El nivel reducido de energía eléctrica puede ser diferente para cada objeto. También, el nivel de energía eléctrica aplicado a cada objeto puede variar durante la porción del proceso para aplicar la región exterior. Refiriéndose a la región de unión, por ejemplo, la capa de nitruro de titanio y la capa de carbonitruro de titanio pueden incluir un contenido de aluminio que varía desde 0 hasta un nivel mayor mientras la cantidad de aluminio sea menor a la contenida en las capas de nitruro de aluminio - de titanio y -ern. l?„as ccaanpaass de carbonitruro de aluminio de titanio. Refiriéndose aún a la Figura 2, la pluralidad de conjuntos de revestimiento que comprende la región exterior son nanocapas alternadas de nitruro de titanio y nitruro de aluminio de titanio. La región exterior tiene un grosor gue varia entre aproximadamente 1 micrómetro y aproximadamente 20 micrómetros mi •Oen.+tr-?as^ eexxiissttaa buena adhesión entre el revestimiento y el sustrato en aplicaciones de labrado de metales. Más preferentemente, la región exterior tiene un grosor que varia entre aproximadamente 1 micrómetro y aproximadamente 10 micrómetros. Cada nanocapa (si es de nitruro de titanio o nitruro de aluminio de titanio) tiene un grosor gue puede variar entre aproximadamente 0.5 nanómetros y aproximadamente 20 nanómetros. Más preferentemente, el grosor de cada una de tales nanocapas varia entre aproximadamente 0.5 nanómetros y aproximadamente 10 nanómetros. Más preferentemente, el grosor de cada una de tales nanoca „p=a,=s vvaarríiaa eenntre. aappri-oximadamente 0.5 nanómetros y aproximadamente 2 nanómetros. El grosor de cada conjunto de revestimiento en la región exterior puede ser sustancialmente igual o el grosor puede variar. En las situaciones en las cuales los conjuntos de revestimiento tienen un grosor sustancialmente igual, el grosor de las nanocapas gue componen el conjunto de revestimientos, i.e., la nanocapa de nitruro de titanio y la nanocapa de nitruro de aluminio de titanio, pueden no necesariamente ser iguales. De hecho, como se observará a partir de la descripción de aquí en adelante del esquema de revestimiento en la Figura 3, el grosor de la nanocapa de nitruro de titanio varía entre aproximadamente 1 nanómetro hasta aproximadamente 2 nanómetros y el grosor de la nanocapa de nitruro de aluminio de titanio varía entre aproximadamente 10 nanómetros hasta aproximadamente 11 nanómetros. A este respecto, el grosor de las nanocapas de nitruro de titanio en la región de unión también varía entre aproximadamente 1 nanómetro hasta aproximadamente 2 nanómetros mientras el grosor de las nanocapas de nitruro de aluminio de titanio se incrementa según los conjuntos de revestimiento se mueven lejos del sustrato. Los solicitantes prevén que la nanocapa de nitruro de titanio pueda variar preferentemente en su grosor entre aproximadamente 0.5 hasta aproximadamente 2 nanómetros. Los solicitantes también prevén que la nanocapa de nitruro de aluminio de titanio pueda variar preferentemente su grosor entre aproximadamente 0.5 hasta aproximadamente 11 nanómetros. Como se mencionó anteriormente, debido a que la tasa de deposición electrónica para el objeto de titanio-aluminio es mayor que la tasa de deposición electrónica para el objeto de titanio, hablando de manera general, el grosor de cada nanocapa de nitruro de aluminio de titanio puede ser mayor que el grosor de cada nanocapa de nitruro de titanio. Refiriéndose a la Figura 2, la capa 50 es una capa de acabado que puede comprender nitruro de titanio o nitruro de aluminio de titanio. El grosor de la capa de acabado 50 es entre aproximadamente 0.1 micrómetros y aproximadamente 3 micrómetros. Los solicitantes prevén que los nitruros de metal, los nitruros de aluminio de metal y los carbonitruros de aluminio de metal puedan ser aceptables como la capa de acabado. A este respecto, otros metales y sus aleaciones para el nitruro de metal, el nitruro de aluminio de metal y el carbonitruro de aluminio de metal incluyen titanio, niobio, hafnio, vanadio, tantalio, zirconio y/o cromo solos o en combinación entre si o en combinación con otros metales. La capa de acabado alternativamente o además de las capas de acabado anteriores puede ser una capa de alúmina. La capa de acabado se aplica típicamente mediante técnicas de deposición física de vapor (PVD) . La capa 52 es una capa de lubricante que puede comprender un material similar al disulfuro de molibdeno. El grosor total de la capa de acabado 50 y la capa de lubricación 52 se encuentra entre aproximadamente 0.1 micrómetros y aproximadamente 3 micrómetros. La capa de acabado y la capa de lubricación son cada una capas opcionales para el esquema de revestimiento. Refiriéndose aún a la Figura 2, el sustrato 30 es típicamente un material duro tal como carburo cementado. Una composición ejemplificativa para el sustrato 30, el cual es el sustrato A, es un material de carburo de tungsteno cementado (cobalto) que tiene hasta 0.1 por ciento por peso de tantalio, hasta 0.1 por ciento por peso de niobio, hasta 0.1 por ciento por peso de titanio, entre aproximadamente 0.3 y aproximadamente 0.5 por ciento por peso de cromo, entre aproximadamente 5.7 por ciento por peso y 6.3 por ciento por peso de cobalto, siendo el resto tungsteno y carbono en donde la mayor parte del tungsteno y el carburo se encuentra en la forma de carburo de tungsteno. El sustrato tiene una dureza entre aproximadamente 92.6 y aproximadamente 93.4 Rockwell A. , una fuerza coercitiva (He) de entre aproximadamente 250 y aproximadamente 320 oerstedios, una gravedad específica de entre aproximadamente 14.80 y aproximadamente 15.00 gramos por centímetro cúbico, un tamaño de grano de carburo de tungsteno de 1-5 micrómetros y una saturación magnética de entre 167.7 y 191.9 metros cúbicos microTesla por kilogramo de cobalto. Como se tratará de aquí en adelante, los insertos cortantes revestidos utilizados en las pruebas de torneado comprenden un sustrato de la misma composición que el sustrato A. Otra composición ejemplificativa para el sustrato, el cual es el sustrato B, es un material de carburo de tungsteno cementado (cobalto) que tiene entre aproximadamente 1.2 hasta aproximadamente 2.5 por ciento por peso de tantalio, entre aproximadamente 0.3 hasta aproximadamente 0.6 por ciento por peso de niobio, hasta 0.4 por ciento por peso de titanio, entre aproximadamente 11 por ciento por peso y 12 por ciento por peso de cobalto, siendo el resto tungsteno y carburo en donde la mayor parte del tungsteno y el carburo se encuentra en la forma de carburo de tungsteno. El sustrato tiene una dureza nominal de entre aproximadamente 89.8 Rockwell A., una fuerza coercitiva (He) de entre aproximadamente 145 y aproximadamente 185 oerstedios, una gravedad específica de entre aproximadamente 14.1 y aproximadamente 14.5 gramos por centímetro cúbico, un tamaño de grano de carburo de tungsteno de 1-6 micrómetros y una saturación magnética de entre 167.7 y 187.9 metros cúbicos microTesla por kilogramo de cobalto. Como se tratará de aquí en adelante, los insertos cortantes revestidos utilizados en las pruebas de fresado comprenden un sustrato de la misma composición que el sustrato B. El sustrato también puede ser un cermet, una cerámica o un acero de gran velocidad de corte, nitruro de boro cúbico policristalino, diamante policristalino u hoja de diamante o película de diamante. El sustrato puede tomar la forma de un inserto cortante indexable, un inserto cortante, un taladro, una fresa, una fresa universal, un escareador o un macho de roscar hecho de cualquiera de los materiales para sustrato anteriores. La resistencia de adhesión preferida del revestimiento a la superficie del sustrato es al menos de 45 kilogramos (kg). Más preferentemente, la resistencia de adhesión es al menos de 60 kg, y más preferentemente la resistencia de adhesión es de al menos 100 kg. La prueba para determinar la resistencia de adhesión es una prueba de indentación Rockwell A. El grosor preferido del revestimiento nanoestratificado completo, excluyendo la capa de acabado y la capa de lubricante, se encuentra entre aproximadamente 1 micrómetro y aproximadamente 21 micrómetros y más preferentemente el grosor es de entre aproximadamente 1 micrómetro y aproximadamente 11 micrómetros y más preferentemente el grosor del revestimiento nanoestratificado completo se encuentra entre aproximadamente 2 micrómetros y aproximadamente 6 micrómetros. Hablando en general, el proceso para producir los revestimientos comprende utilizar una técnica de deposición física de vapor tal como deposición magnetrónica . En los siguientes ejemplos, el aparato utilizado para aplicar el revestimiento fue un reactor de revestimiento por deposición magnetrónica, magnetron Cenecon CC800/8. El reactor de revestimiento se configuró de manera que los sustratos del inserto cortante se giraron entre dos conjuntos de objetos.
Cada conjunto de objetos se dispuso a 180° del otro conjunto. Uno de los conjuntos de objetos fue de dos objetos de titanio y el otro conjunto de objetos fue de dos objetos de titanio-aluminio. La tabla de sustrato se giró a una velocidad de 0.8 revoluciones por minuto. Los sustratos se dispusieron sobre aparatos giratorios de varilla planetaria sobre la tabla de sustrato. En estos ejemplos, el proceso comprende dos porciones básicas. La primera es la así llamada porción "de avance" en la cual la energía hacia los objetos se incrementa desde aproximadamente 500 vatios hasta una energía objetivo, tal como, por ejemplo, aproximadamente 8000 vatios, a través del curso de aproximadamente 45 minutos. Una vez que la energía alcanzada es la objetivo, entonces como una alternativa se ajusta a fin de permanecer constante (la cual puede ser, por ejemplo, 8000 vatios o un nivel de energía eléctrica inferior) a través de todo el resto del proceso de revestimiento. Como otra opción, la energía eléctrica puede variarse durante el resto del proceso de revestimiento. La naturaleza de la variación puede ser, por ejemplo, como una onda sinusoidal o como una onda cuadrada de diente o como una onda de diente de sierra. Los siguientes ejemplos se prepararon en una forma consistente en general con la descripción anterior del proceso de revestimiento. Cada uno de lo ejemplos en la Tabla I incluye sustratos que tuvieron una composición similar a la del Sustrato A y los sustratos que tuvieron una composición similar a la del Sustrato B. El objeto de titanio fue metal de titanio sólido. El objeto de titanio-aluminio comprendió un objeto de metal de titanio teniendo cuarenta y ocho obturadores de aluminio en el mismo. Los parámetros del proceso para cada uno de estos ejemplos se establecen en la Tabla I de abajo. Tabla I Parámetros del Proceso para los Ejemplos de Revestimientos en Nanocapas de Nitruro de Titanio/Nitruro de Aluminio de Titanio Ejemplo Energía Energía Velocidad Velocidad Tiempo de Corriente Velocidad para el para el de Flujo del de Flujo del Revesti_ de Polari_ de Flujo Objeto de Objeto de Argón Nitró_ miento zación Parcial de Ti TiAl (sccm) geno (horas) (Amps) Nitrógeno (KW) (KW) (sccm) 274 4 6 175 -113 6 21 0.31 276 4 8 175 -120 6 26 0.32 277 8 4 175 -119 6 25 0.32 281 4 6 175/100 -180 6 20 0.5 418 1.6 8 210 -90 6 21 .24 422 1.6 8 210 -88 6 20 .24 En cada uno de estos ejemplos, la velocidad de flujo para el criptón fue 80 centímetros cúbicos estándar por minuto (sccm) . En la Tabla I la designación "sccm" para la velocidad de flujo del argón y el nitrógeno se encuentra en centímetros cúbicos estándar por minuto. En la Tabla I la velocidad de flujo parcial del nitrógeno iguala la velocidad de flujo del nitrógeno (sccm) dividida por la suma de las velocidades de flujo del nitrógeno, argón y criptón (sccm) . Para el ejemplo 281 en la Tabla I, la velocidad de flujo del argón de 175 sccm existió al inicio del período de avance y disminuyó durante el período de avance hasta una velocidad de flujo igual a 100 sccm la cual se mantuvo durante el resto del proceso de revestimiento. En el procesamiento, existe control sobre el contenido de aluminio del nitruro de aluminio de titanio dependiendo de la aplicación para corte de metales específica. Para algunas aplicaciones se prefiere generalmente que la proporción atómica de aluminio/titanio (proporción atómica de Al/Ti) sea menor a 1.0. En estas aplicaciones, un rango preferido para la proporción atómica de Al/Ti es de entre aproximadamente 0.2 y aproximadamente 0.9. Para otras aplicaciones se prefiere generalmente que la proporción atómica de Al/Ti sea mayor o igual a 1.0 en donde un rango preferido para la proporción atómica de Al/Ti es de entre 1.0 y aproximadamente 2.5. La limitación del rango extremo mayor se basa en la capacidad del inserto cortante revestido para tener la dureza adecuada para aplicaciones de corte de metal. Para incrementar la proporción atómica de Al/Ti se puede incrementar el nivel de energía eléctrica para el (los) objeto (s) que contienen aluminio y/o controlar la velocidad del flujo parcial del nitrógeno. Para obtener un contenido máximo de aluminio con una energía eléctrica constante para el (los) objeto (s) que contienen aluminio, puede disminuirse la velocidad de flujo parcial del nitrógeno. Una velocidad preferida de flujo parcial del nitrógeno es una velocidad por debajo de 0.5. Una velocidad de flujo parcial del nitrógeno más preferida es una tasa por debajo de 0.4. Una velocidad aún más preferida del flujo parcial del nitrógeno es una velocidad menor a 0.35. Si la velocidad de flujo parcial del nitrógeno se encuentra por debajo de 0.2, entonces la adhesión y dureza de las capas disminuye. Sobre todo, el rango preferido para la velocidad de flujo parcial del nitrógeno se encuentra entre 0.2 y 0.35. La Tabla II de abajo establece los parámetros del proceso para el ejemplo 449. El avance para el ejemplo 449 fue el mismo que para los ejemplos anteriores, excepto que los objetos de titanio se reemplazaron por objetos de titanio-aluminio-carbono. Cada objeto de titanio-aluminio-carbono comprendió doce obturadores de aluminio y doce obturadores de grafito en un objeto de metal de titanio.
Tabla II - Parámetros del Proceso para el Ejemplo 449 Revestimientos de nanocapas de Carbonitruro de Aluminio de Titanio/Nitruro de Aluminio de Titanio Para el procesamiento del Ejemplo 449, el flujo del gas de criptón permanece constante a una tasa de 80 centímetros cúbicos estándar por minuto. En la Tabla II la designación "sccm" para la velocidad de flujo de argón y nitrógeno es centímetros cúbicos estándar por minuto. La Tabla III de abajo establece los parámetros del proceso para el Ejemplo 394. El avance para el Ejemplo 394 fue el mismo que para el Ejemplo 449, excepto que los objetos de titanio-aluminio se reemplazaron por objetos de titanio. Cada objeto de titanio-aluminio-carbono comprende doce obturadores de aluminio y doce obturadores de grafito en un objeto de metal de titanio. Tabla lll - Parámetros del Proceso para el Ejemplo 394 Revestimientos de nanocapas de Carbonitruro de Aluminio de Titanio/Nitruro de Titanio Para el procesamiento del Ejemplo 394, el flujo del gas de criptón permanece constante a una tasa de 80 mililitros por minuto. En la Tabla III la designación "sccm" para la velocidad de flujo de argón y nitrógeno es centímetros cúbicos estándar por minuto. Las propiedades seleccionadas de las herramientas cortantes revestidas resultantes se establecen en la Tabla IV de abajo. Estas propiedades son la proporción atómica de aluminio/titanio, el grosor total del revestimiento en micrómetros, la microdureza de la herramienta cortante en kilogramos por milímetro cuadrado (kg/mm2) según se mide por una prueba Vickers estándar a una carga de 25 gramos y la resistencia de adhesión de la indentación de la herramienta cortante revestida según se mide en kilogramos. Refiriéndose al análisis de las capas de revestimiento, se utiliza un Microscopio Electrónico de Exploración JEOL 6400 (SEM) con un Espectroscopio Dispersivo de Rayos X INCA Energy 400 de Oxford Industries (EDS) para recolectar la información de la composición de los revestimientos (i.e., los revestimientos de nitruro de aluminio de titanio) . Oxford Industries se localiza en 130A Baker Avenue Ex, Concord, MA 01742 y JOEL USA, Inc. se localiza en 11 Dearborn, Peabody, MA 01960. El revestimiento se analizó en el estado como se depositó sin preparación adicional de la muestra o la aplicación de revestimiento conductivo. Se recolectaron los Rayos X utilizando un voltaje de aceleración de 15KV.
El revestimiento debe ser de un mínimo de 3 micrómetros de grosor para evitar la excitación del sustrato mediante el haz de electrón (serían necesarios revestimientos más gruesos si se utilizara un mayor voltaje de aceleración). Se recolectaron un mínimo de 5 espectros y se cuantificaron los resultados. La concentración aparente de cada elemento es igual a la intensidad de ese elemento en la muestra las veces del porcentaje por peso de ese elemento en el estándar dividido por la intensidad del elemento en el estándar. Entonces esto debe corregirse para los efectos inter-elementos de manera que el porcentaje en peso del elemento es igual a la concentración aparente dividida por la corrección de intensidad. Los porcentajes atómicos se calcularon entonces al dividir el porcentaje en peso por el peso atómico del elemento. Existen varios métodos para calcular las correcciones de intensidad. Este esquema analítico particular utiliza un procedimiento Phi-Rho-Z. Toda vez que los factores de corrección dependen de la composición de la muestra, las concentraciones verdaderas se derivaron utilizando un calculo iterativo.
Tabla IV Propiedades Seleccionadas de los Ejemplos que Utilizan el Sustrato A Los ejemplos establecidos en la Tabla IV utilizaron sustratos que tenían una composición similar a la del Sustrato A. Para las propiedades listadas en la Tabla IV, los solicitantes esperan que los insertos cortantes revestidos que utilizan un sustrato que tenía una composición similar al Sustrato B exhibiría las mismas o substancialmente similares propiedades. Algunos de los ejemplos se probaron en una aplicación de torneado. Los parámetros de torneado fueron: el material de pieza de trabajo fue acero inoxidable 304, la velocidad fue de 500 de velocidad periférica en pies por minuto (sfm) [152 metros por minuto], la alimentación fue de 0.012 pulgadas por revolución (ipr) [0.3 milímetros por revolución], la profundidad de corte fue 0.080 pulgadas (d.o.c.) [2 milímetros d.o.c], y refrigerante en flujo. La herramienta cortante fue una herramienta cortante estilo CNGP432 con un ángulo de avance de 5 grados negativos y un borde cortante afilado. Los resultados de las pruebas de torneado se establecen en la Tabla III de abajo. Los criterios para la vida de la herramienta son como sigue: desgaste uniforme lateral: 0.012 pulgadas (0.3 milímetros); desgaste máximo lateral: 0.016 pulgadas (0.4 milímetros); desgaste del extremo: 0.016 pulgadas (0.4 milímetros); desgaste del cráter: 0.004 pulgadas (0.100 milímetros); ancho del fragmento en la inclinación: 0.020 pulgadas (0.5 milímetros); y profundidad de la incisión del corte: 0.016 pulgadas (0.4 milímetros).
Tabla V Vida de la Herramienta (Minutos) para Torneado de Acero Inoxidable 304 Para el Ejemplo Comparativo KC5010, el sustrato tuvo la misma composición que el Sustrato A. El revestimiento fue una sola capa de nitruro de aluminio de titanio con un grosor nominal de aproximadamente 4.0 micrómetros. Refiriéndose aún al Ejemplo Comparativo KC5010, la proporción de Al/Ti iguala aproximadamente 1.0 y la microdureza iguala aproximadamente 2500 Kg/mm2 La herramienta cortante KC5010 es una herramienta cortante de la técnica anterior disponible de Kennametal Inc. de Latrobe, Pennsylvania. Refiriéndose a la fotomicrografía de la Figura 3, se muestra la región de unión y la región exterior del esquema de revestimiento del Ejemplo 276. Para cada una de la región de unión y la región exterior existen nanocapas alternadas de nitruro de titanio y nitruro de aluminio de titanio. Las nanocapas oscuras son nitruro de titanio y las nanocapas claras son nitruro de aluminio de titanio. Para la Figura 3, y también las Figuras 4 y 5, se apreciará que los solicitantes consideran que el contraste visual de oscuridad entre las nanocapas muestra que las nanocapas de nitruro de titanio no tienen aluminio contenido en ellas, o significativamente menos aluminio contenido en ellas que las nanocapas de nitruro de aluminio de titanio. Se apreciará que las nanocapas de nitruro de titanio no necesariamente son de nitruro de titanio puro ya que pueden contener aluminio. Hasta el grado que exista aluminio contenido en las nanocapas de nitruro de titanio, este contenido de aluminio puede variar entre las nanocapas de nitruro de titanio. Los solicitantes consideran que las áreas de mancha en las figuras, y especialmente en la Figura 3, son artefactos de la preparación del espécimen TEM. Refiriéndose a la región de unión, las nanocapas de nitruro de titanio tienen un grosor de entre aproximadamente 1 a 2 nanómetros. El grosor de las nanocapas de nitruro de titanio permanece sustancialmente constante a través de toda la región de unión. El grosor de las nanocapas de nitruro de aluminio de titanio inicia en un rango entre aproximadamente 1 hasta aproximadamente 2 nanómetros en y cerca de la interfaz entre el revestimiento y el sustrato. El sustrato es el área negra en la esquina superior derecha de la fotomicrografía. El grosor de las capas de nitruro de aluminio de titanio se incrementa según se alejan de la superficie del sustrato. El grosor de las nanocapas de nitruro de aluminio de titanio se incrementa en el rango entre aproximadamente 10 hasta aproximadamente 11 nanómetros. Refiriéndose a la fotomicrografía de la Figura 4, se muestra la región volumétrica del esquema de revestimiento. La región volumétrica comprende nanocapas alternadas de nitruro de titanio y nitruro de aluminio de titanio en donde una nanocapa de nitruro de titanio y una nanocapa de nitruro de aluminio de titanio comprenden un conjunto de revestimientos. El grosor de cada nanocapa de nitruro de titanio es aproximadamente igual y varía entre aproximadamente 1 hasta aproximadamente 2 nanómetros. El grosor de cada nanocapa de nitruro de aluminio de titanio es aproximadamente igual y varía' entre aproximadamente 10 nanómetros hasta aproximadamente 11 nanómetros. Refiriéndose a la fotomicrografía de la Figura 5, se muestra la región del esquema de revestimiento que incluye la superficie exterior del mismo. Esta región del esquema de revestimiento comprende nanocapas alternadas de nitruro de titanio y nitruro de aluminio de titanio en donde una nanocapa de nitruro de titanio y una nanocapa de nitruro de aluminio de titanio comprenden un conjunto de revestimiento. El grosor de cada nanocapa de nitruro de titanio es aproximadamente igual y varía entre aproximadamente 1 hasta aproximadamente 2 nanómetros. El grosor de cada nanocapa de nitruro de aluminio de titanio es aproximadamente igual y varía entre aproximadamente 10 nanómetros y aproximadamente 11 nanómetros. Los ejemplos se probaron en una aplicación de fresado. Los parámetros de fresado fueron: el material de la pieza de trabajo fue acero 4140, la velocidad fue 600 de velocidad periférica en pies por minuto (sfm) [183 metros por minuto], la velocidad fue 0.012 pulgadas por revolución (ipr) [0.3 milímetros por revolución], la profundidad axial del corte (a. d.o.c.) fue 0.100 pulgadas [2.5 milímetros rdoc], y la profundidad radial del corte (r. d.o.c.) fue 3.0. pulgadas [75 milímetros rdoc] y refrigerante en flujo. La herramienta cortante fue una de herramienta cortante estilo SEHW43A6T con un ángulo de avance de 45 grados y una superficie en T de 0.2 milímetros y 20 grados. Los resultados de las pruebas de fresado se establecen en la Tabla VI de abajo. Los criterios para la vida de la herramienta son como sigue: desgaste lateral uniforme: 0.012 pulgadas (0.3 milímetros); desgaste lateral máximo: 0.016 pulgadas (0.4 milímetros); desgaste del extremo: 0.016 pulgadas (0.4 milímetros); desgaste del cráter: 0.004 pulgadas (0.100 milímetros); y ancho del fragmento en la inclinación: 0.030 pulgadas (0.75 milímetros). Los ejemplos establecidos en la Tabla VI utilizaron un sustrato que tenía una composición similar al Sustrato B. El Ejemplo Comparativo KC525M es una herramienta cortante que tiene un sustrato con una composición similar al Sustrato B y un revestimiento de nitruro de aluminio de titanio en donde el revestimiento tiene un grosor nominal de aproximadamente 4 micrómetros Tabla VI Vida de la Herramienta (Minutos) para Fresado de Acero 4140 Las patentes y otros documentos identificados en la presente se incorporan mediante la referencia en la presente. Otras modalidades de la invención serán aparentes para aquellos experimentados en la materia a partir de una consideración de la especificación o la práctica de la invención descrita en la presente. Se pretende que la especificación y los ejemplos sean únicamente ilustrativos y no se pretende que limiten el alcance de la invención. El verdadero alcance y espíritu de la invención se indica por las siguientes reivindicaciones.

Claims (1)

  1. REIVINDICACIONES 1. Un miembro revestido nanoestratificado que comprende : un sustrato que tiene una superficie y un revestimiento sobre la superficie del sustrato; comprendiendo el revestimiento una pluralidad de conjuntos de revestimiento de nanocapas en donde cada conjunto de revestimientos comprende nanocapas alternadas de un nitruro de metal y un nitruro de aluminio de metal; incluyendo el revestimiento una región de unión y una región exterior; y comprendiendo la región de unión una pluralidad de conjuntos de revestimiento en donde el grosor de los conjuntos de revestimiento se incrementan según se alejan de la superficie del sustrato. 2. El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el metal se selecciona del grupo que comprende titanio, niobio, hafnio, vanadio, tantalio, molibdeno, zirconio, cromo y tungsteno solos o en combinación entre si o en combinación con otros metales. 3. El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el sustrato se selecciona del grupo que comprende carburo cementado, cermet, cerámica, acero de gran velocidad de corte, diamante, diamante policristalino y nitruro de boro cúbico policristalino. 4. El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el revestimiento tiene un grosor que varía entre aproximadamente 1 micrómetro y aproximadamente 21 micrómetros. 5. El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la región de unión tiene un grosor que varía entre aproximadamente 0.025 micrómetros y aproximadamente 0.6 micrómetros. 6. El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la región de unión tiene un grosor que varía entre aproximadamente 0.05 micrómetros y aproximadamente 0.4 micrómetros. 7. El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 1, en donde cada una de las nanocapas de nitruro de metal y cada una de las nanocapas de nitruro de aluminio de metal en la región de unión tienen un grosor entre aproximadamente 0.5 nanómetros y aproximadamente 5 nanómetros . 8. El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 1, en donde cada una de las nanocapas de nitruro de metal y cada una de las nanocapas de nitruro de aluminio de metal en la región de unión tienen un grosor entre aproximadamente 0.5 nanómetros y aproximadamente 2 nanómetros . 9 El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la región exterior tiene un grosor que varía entre aproximadamente 1 micómetro y aproximadamente 20 micrómetros. 10. El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 1, en donde cada una de las nanocapas de nitruro de metal y cada una de las nanocapas de nitruro de aluminio de metal en la región exterior tienen un grosor entre aproximadamente 0.5 nanómetros y aproximadamente 20 nanómetros . 11. El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 1, en donde cada una de las nanocapas de nitruro de metal y cada una de las nanocapas de nitruro de aluminio de metal en la región exterior tienen un grosor entre aproximadamente 0.5 nanómetros y aproximadamente 10 nanómetros. 12. El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 1, en donde cada una de las nanocapas de nitruro de metal y cada una de las nanocapas de nitruro de aluminio de metal en la región de unión tienen un grosor entre aproximadamente 0.5 nanómetros y aproximadamente 2 nanómetros . 13. El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el metal es titanio, y para cada uno de los conjuntos de revestimiento la nanocapa de nitruro de aluminio de titanio tienen un grosor y la nanocapa de nitruro de titanio tiene un grosor, y el grosor de la nanocapa de nitruro de aluminio de titanio es diferente del grosor de la nanocapa de nitruro de titanio. 14. El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el metal es titanio, y para cada uno de los conjuntos de revestimiento la nanocapa de nitruro de aluminio de titanio tienen un grosor y la nanocapa de nitruro de titanio tiene un grosor, y el grosor de la nanocapa de nitruro de aluminio de titanio es mayor que el grosor de la nanocapa de nitruro de titanio. 15. El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 14, en donde el grosor de la nanocapa de nitruro de titanio permanece sustancialmente igual según se alejan de la superficie del sustrato 16. El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 13, en donde cada nanocapa de nitruro de titanio en la región de unión tienen un grosor que varía entre aproximadamente 0.5 nanómetros y aproximadamente 2 nanómetros . 17. El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 13, en donde cada nanocapa de nitruro de aluminio de titanio en la región de unión tienen un grosor que varía entre aproximadamente 0.5 nanómetros y aproximadamente 11 nanómetros. 18. El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 13, en donde cada nanocapa de nitruro de titanio en la región exterior tienen un grosor que varía entre aproximadamente 0.5 nanómetros y aproximadamente 2 nanómetros . 19. El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 13, en donde cada nanocapa de nitruro de aluminio de titanio en la región exterior tienen un grosor que varía entre aproximadamente 0.5 nanómetros y aproximadamente 11 nanómetros. 20. El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 1, en donde para cada uno de los conjuntos de revestimiento en la región de unión el grosor de la nanocapa de nitruro de metal es diferente del grosor de la nanocapa de nitruro de aluminio de metal. 21. El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 20, en donde para cada uno de los conjuntos de revestimiento en la región de unión, la nanocapa de nitruro de aluminio de metal tiene un mayor grosor que el grosor de la nanocapa de nitruro de metal. 22. El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 1, en donde para cada uno de los conjuntos de revestimiento en la región exterior el grosor de la nanocapa de nitruro de metal es diferente del grosor de la nanocapa de nitruro de aluminio de metal. 23. El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 22, en donde para cada uno de los conjuntos de revestimiento en la región exterior, la nanocapa de nitruro de aluminio de metal tiene un mayor grosor que el grosor de la nanocapa de nitruro de metal. 24. El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 22, en donde para cada uno de los conjuntos de revestimiento en la región exterior el grosor de la nanocapa de nitruro de aluminio de metal es al menos aproximadamente cinco veces mayor que el grosor de la nanocapa de nitruro de metal. 25. El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el miembro revestido comprende uno de los siguientes: un inserto cortante, un inserto cortante indexable, un taladro, una fresa, una fresa universal, un escareador y un macho de roscar. 26. El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la región exterior comprende una pluralidad de los conjuntos de revestimiento en donde el grosor de cada uno de los conjuntos de revestimiento es aproximadamente igual. 27. El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 1, que incluye además una capa de acabado aplicada a la superficie exterior del revestimiento. 28. El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 27, en donde la capa de acabado comprende una o más capas de uno o más de los siguientes: alúmina, y nitruros, nitruros de aluminio y carbonitruros de aluminio de uno o más de titanio, niobio, hafnio, vanadio, tantalio, zirconio, cromo solos o en combinación entre si o en combinación con otros metales. 29. El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 27, que incluye además un revestimiento de lubricante sobre el revestimiento de acabado. 30. El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 1, en donde en la nanocapa de nitruro de aluminio de metal la proporción atómica de aluminio/titanio varía entre aproximadamente 0.2 hasta aproximadamente 2.5. 31. El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 30, en donde la proporción atómica de aluminio/titanio es mayor que cero y menor que 1.0. 32. El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 31, en donde la proporción atómica de aluminio/titanio es mayor que 0.2 y menor que 0.9. 33. El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 30, en donde la proporción atómica de aluminio/titanio es igual o mayor que 1.0 y menor de 2.5. 34. El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la nanocapa de nitruro de metal incluye aluminio en el mismo, y la composición de la nanocapa de nitruro de metal que contiene aluminio es diferente de la composición de la nanocapa de nitruro de aluminio de metal. 35. El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 34, en donde el contenido de aluminio en la nanocapa de nitruro de metal que contiene aluminio es menor que el contenido de aluminio en la nanocapa de nitruro de aluminio de metal 36. El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 35, en donde el metal es titanio. 37. Un miembro revestido nanoestratificado que comprende: un sustrato que tiene una superficie y un revestimiento sobre la superficie del sustrato; comprendiendo el revestimiento una pluralidad de conjuntos de revestimiento de nanocapas en donde cada conjunto de revestimientos comprende nanocapas alternadas de un nitruro de aluminio de metal y un carbonitruro de aluminio de metal ; incluyendo el revestimiento una región de unión y una región exterior; y ' comprendiendo la región de unión una pluralidad de conjuntos de revestimiento en donde el grosor de cada uno de los conjuntos de revestimiento se incrementan según se alejan de la superficie del sustrato. 38. El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 37, en donde el metal se selecciona del grupo que comprende titanio, niobio, hafnio, vanadio, tantalio, molibdeno, zirconio, cromo y tungsteno solos o en combinación entre si o en combinación con otros metales. 39. El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 37, en donde el sustrato se selecciona del grupo que comprende carburo cementado, cermet, cerámica, acero de gran velocidad de corte, diamante, diamante policristalino y boro cúbico policristalino. 40. El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 37, en donde para cada uno de los conjuntos de revestimiento en la región de unión el grosor de la nanocapa de nitruro de aluminio de metal es diferente del grosor de la nanocapa de carbonitruro de aluminio de metal. 41. El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 37, en donde para cada uno de los conjuntos de revestimiento en la región exterior, el grosor de la nanocapa de nitruro de aluminio de metal es diferente del grosor de la nanocapa de carbonitruro de aluminio de metal. 42. El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 37, en donde la región exterior comprende una pluralidad de los conjuntos de revestimiento en donde el grosor de cada conjunto de revestimiento es aproximadamente igual . 43. El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 37, en donde el miembro revestido comprende un inserto cortante, teniendo el inserto cortante una superficie de inclinación y una superficie lateral, intersectándose la superficie de inclinación y la superficie lateral para formar un borde cortante . 44. El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 37, en donde el metal es titanio, y para cada uno de los conjuntos de revestimiento la nanocapa de nitruro de aluminio de titanio tiene un grosor y la nanocapa de carbonitruro de aluminio de titanio tiene un grosor, y el grosor de la nanocapa de nitruro de aluminio de titanio es diferente del grosor de la nanocapa de carbonitruro de aluminio de titanio. 45. El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 37, que incluye además una capa de acabado aplicada a la superficie exterior del revestimiento. 46. El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 45, en donde la capa de acabado comprende uno o más de los siguientes: alúmina, y nitruros, nitruros de aluminio y carbonitruros de aluminio de uno o más de titanio, niobio, hafnio, vanadio, tantalio, zirconio, cromo solos o en combinación entre si o en combinación con otros metales. 47. El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 37, que incluye además un revestimiento de lubricante sobre el revestimiento de acabado. 48. El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 37, en donde en la nanocapa de nitruro de aluminio de metal la proporción atómica de aluminio/titanio varía entre aproximadamente 0.2 hasta aproximadamente 2.5 y en la nanocapa de carbonitruro de aluminio de metal la proporción atómica de aluminio/titanio varía entre aproximadamente 0.2 y aproximadamente 2.5 49. El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 48, en donde la proporción atómica de aluminio/titanio en la nanocapa de nitruro de aluminio de metal es mayor que cero y menor que 1.0, y la proporción atómica de aluminio/titanio en la nanocapa de carbonitruro de aluminio de metal es mayor que cero y menor que 1.0 50. El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 49, en donde la proporción atómica de aluminio/titanio en la nanocapa de nitruro de aluminio de metal se encuentra entre 0.2 y 0.9, y la proporción atómica de aluminio/titanio en la nanocapa de carbonitruro de aluminio de metal se encuentra entre 0.2 y 0.9. 51. El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 37, en donde en la nanocapa de nitruro de aluminio de metal la proporción atómica de aluminio/titanio varía entre más de 1.0 y menos de 2.5, y en la nanocapa de carbonitruro de aluminio de metal la proporción atómica de aluminio/titanio varía entre más de 1.0 y menos de 2.5 52. Un miembro revestido nanoestratificado que comprende : un sustrato que tiene una superficie y un revestimiento sobre la superficie del sustrato; comprendiendo el revestimiento una pluralidad de conjuntos de revestimiento de nanocapas en donde cada conjunto comprende nanocapas alternadas de un nitruro de metal y un nitruro de aluminio de metal y un carbonitruro de aluminio de metal; incluyendo el revestimiento una región de unión y una región exterior; y comprendiendo la región de unión una pluralidad de los conjuntos de revestimiento en donde el grosor de cada uno de los conjuntos de revestimiento se incrementa según se alejan de la superficie del sustrato. 53. El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 52, en donde el metal se selecciona del grupo que comprende titanio, niobio, hafnio, vanadio, tantalio, molibdeno, zirconio, cromo y tungsteno solos o en combinación entre si o en combinación con otros metales. 54. El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 52, en donde el sustrato se selecciona del grupo que comprende carburo cementado, cermet, cerámica, acero de gran velocidad de corte, diamante, diamante policristalino y nitruro de boro cúbico policristalino. 55. El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 52, en donde para cada uno de los conjuntos de revestimiento en la región de unión el grosor de la nanocapa de nitruro de metal es diferente del grosor de la nanocapa de nitruro de aluminio de metal, el grosor de la nanocapa de nitruro de metal es diferente del grosor de la nanocapa de carbonitruro de aluminio de metal, y el grosor de la nanocapa de nitruro de aluminio de metal es diferente del grosor de la nanocapa de carbonitruro de aluminio de metal 56. El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 52, en donde para cada uno de los conjuntos de revestimiento en la región exterior, el grosor de la nanocapa de nitruro de metal es diferente del grosor de la nanocapa de nitruro de aluminio de metal, el grosor de la nanocapa de nitruro de metal es diferente del grosor de la nanocapa de carbonitruro de aluminio de metal, y el grosor de la nanocapa de nitruro de aluminio de metal es diferente del grosor de la nanocapa de carbonitruro de aluminio de metal. 57. El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 52, en donde la región exterior comprende una pluralidad del los conjuntos de revestimiento en donde el grosor de cada conjunto de revestimiento es aproximadamente igual . 58. El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 52, en donde el miembro revestido comprende uno de los siguientes: un inserto cortante, un inserto cortante indexable, un taladro, una fresa, una fresa universal, un escareador y un macho de roscar. 59. El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 52, que incluye además una capa de acabado aplicada a la superficie exterior del revestimiento. 60. El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 59, en donde la capa de acabado comprende una o más capas de uno o más de los siguientes: alúmina, y nitruros, nitruros de aluminio y carbonitruros de aluminio de uno o más de titanio, niobio, hafnio, vanadio, tantalio, zirconio, cromo solos o en combinación entre si o en combinación con otros metales. 61. El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 59, que incluye además un revestimiento de lubricante sobre el revestimiento de acabado. 62. El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 52, en donde en la nanocapa de nitruro de aluminio de metal la proporción atómica de aluminio/titanio varía entre aproximadamente 0.2 a aproximadamente 2.5 y en la nanocapa de carbonitruro de aluminio de metal la proporción atómica de aluminio/titanio varía entre aproximadamente 0.2 y aproximadamente 2.5 63. El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 62, en donde la proporción atómica de aluminio/titanio en la nanocapa de nitruro de aluminio de metal es mayor que cero y menor que 1.0, y la proporción atómica de aluminio/titanio en la nanocapa de carbonitruro de aluminio de metal es mayor que cero y menor que 1.0 64. El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 63, en donde la proporción atómica de aluminio/titanio en la nanocapa de nitruro de aluminio de metal se encuentra entre 0.2 y 0.9, y la proporción atómica de aluminio/titanio en la nanocapa de carbonitruro de aluminio de metal se encuentra entre 0.2 y 0.9. 65. El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 52, en donde en la nanocapa de nitruro de aluminio de metal la proporción atómica de aluminio/titanio varía entre más de 1.0 y menos de 2.5, y en la nanocapa de carbonitruro de aluminio de metal la proporción atómica de aluminio/titanio varía entre más de 1.0 y menos de 2.5 66. El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 52, en donde la nanocapa de nitruro de metal incluye aluminio en la misma, y la composición de la nanocapa de nitruro de metal que contiene aluminio es diferente de la composición de la nanocapa de nitruro de aluminio de metal. 6 . El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 66, en donde el contenido de aluminio en la nanocapa de nitruro de metal que contiene aluminio es menor que el contenido de aluminio en la nanocapa de nitruro de aluminio de metal. 68. El miembro revestido de acuerdo con la reivindicación 67, en donde el metal es titanio. 69. Un proceso para fabricar un miembro revestido nanoestratificado, comprendiendo el proceso las etapas de: proporcionar un sustrato que tiene una superficie; proporcionar un objeto metálico; proporcionar un objeto de aluminio de metal; girar un sustrato entre el objeto de metal y el objeto de aluminio de metal; suministrar energía eléctrica a un primer nivel al objeto de metal; suministrar energía eléctrica al primer nivel al objeto de aluminio de metal; depositar un revestimiento que comprende conjuntos de revestimiento de nanocapas alternadas sobre la superficie del sustrato; cambiar la tasa de deposición de las nanocapas alternadas a través de un periodo de tiempo seleccionado durante el cual la energía eléctrica suministrada al objeto de metal y al objeto de metal-aluminio cambia del primer nivel al segundo nivel; y controlar la tasa de deposición de las nanocapas alternadas durante un periodo de tiempo después que la energía eléctrica alcanza el segundo nivel. 70. El proceso de cuerdo con la reivindicación 69, en donde las nanocapas alternadas comprenden un nitruro de metal y un nitruro de aluminio de metal . 71. El proceso de acuerdo con la reivindicación 69, en donde las nanocapas alternadas comprenden un nitruro de metal y un nitruro de aluminio de metal, la etapa de deposición incluye depositar una pluralidad de conjuntos de revestimiento de las nanocapas alternadas durante el tiempo que la energía eléctrica hacia el objeto de metal y hacia el objeto de aluminio de metal cambia del primero al segundo nivel a fin de depositar una región de unión del revestimiento . 72. El proceso de acuerdo con la reivindicación 71, en donde cada conjunto de revestimiento incluido en la región de unión tiene un grosor, y el grosor de los conjuntos de revestimiento en la región de unión se incrementan según se alejan de la superficie del sustrato. 73. El proceso de acuerdo con la reivindicación 69, en donde la etapa de deposición incluye depositar una pluralidad de los conjuntos de revestimiento de las nanocapas alternadas durante el tiempo después que la energía eléctrica ha alcanzado el segundo nivel a fin de depositar la región exterior del revestimiento. 74. El proceso de acuerdo con la reivindicación 73, en donde cada conjunto de revestimiento incluido en la región exterior tiene un grosor, y el grosor de cada uno de los conjuntos de revestimiento permanece aproximadamente igual . 75. El proceso de acuerdo con la reivindicación 73, en donde para la región exterior la nanocapa de nitruro de metal tiene un grosor y la nanocapa de nitruro de aluminio de metal tiene un grosor, y el grosor de la nanocapa de nitruro de aluminio de metal es diferente del grosor de la nanocapa de nitruro de metal. 76. El proceso de acuerdo con la reivindicación 70, en donde para la región de unión la nanocapa de nitruro de metal tiene un grosor y la nanocapa de nitruro de aluminio de metal tiene un grosor, y el grosor de la nanocapa de nitruro de aluminio de metal es diferente del grosor de la nanocapa de nitruro de metal. 77. El proceso de acuerdo con la reivindicación 69, que incluye además depositar una capa de acabado sobre la superficie exterior del revestimiento. 78. El proceso de acuerdo con la reivindicación 77, en donde la capa de acabado comprende una o más capas de uno o más de lo siguiente: alúmina y nitruros, nitruros de aluminio y carbonitruros de aluminio de uno o más de titanio, niobio, hafnio, vanadio, tantalio, zirconio, cromo solos o en combinación entre si o en combinación con otros metales. 79. El proceso de acuerdo con la reivindicación 77, que incluye además depositar una capa de lubricante sobre la superficie de la capa de acabado. 80. El proceso de acuerdo con la reivindicación 69, en donde el miembro revestido comprende uno de los siguientes: un inserto cortante, un inserto cortante indexable, un taladro, una fresa, una fresa universal, un escareador y un macho de roscar. 81. El proceso de acuerdo con la reivindicación 69, que incluye además suministrar nitrógeno a una velocidad de flujo parcial pre-seleccionada del nitrógeno. 82. El proceso de acuerdo con la reivindicación 81, en donde la velocidad de flujo parcial del nitrógeno se encuentra por debajo de 0.5. 83. El proceso de acuerdo con la reivindicación 81, en donde la velocidad de flujo parcial del nitrógeno se encuentra por debajo de 0.4. 84. El proceso de acuerdo con la reivindicación 81, en donde la velocidad de flujo parcial del nitrógeno varía entre aproximadamente 0.35 y aproximadamente 0.2. 85. El proceso de acuerdo con la reivindicación 69, en donde el primer nivel de energía eléctrica es menor al segundo nivel de energía eléctrica. 86. Un proceso para fabricar un miembro revestido nanoestratificado, comprendiendo el proceso las etapas de: proporcionar un sustrato que tiene una superficie; proporcionar un objeto de metai-aluminio; proporcionar un objeto de metal-aluminio-carbono; girar un sustrato entre el objeto de metal-aluminio y el objeto de metal-aluminio-carbono; suministrar energía eléctrica a un primer nivel al objeto de metal-aluminio; suministrar energía eléctrica al primer nivel al objeto de metal-aluminio-carbono; depositar un revestimiento que comprende conjuntos de revestimiento de nanocapas alternadas sobre la superficie del sustrato; cambiar la tasa de deposición de las nanocapas alternadas a través de un periodo de tiempo seleccionado durante el cual la energía eléctrica suministrada al objeto de metal-aluminio y al objeto de metal-aluminio-carbono cambia del primer nivel al segundo nivel; y controlar la tasa de deposición de las nanocapas alternadas durante un periodo de tiempo después que la energía eléctrica alcanza el segundo nivel. 87. El proceso de acuerdo con la reivindicación 86 en donde la etapa de deposición comprende depositar una pluralidad de conjuntos de revestimiento de nanocapas alternadas de nitruro de aluminio de metal y un carbonitruro de aluminio de metal. 88. El proceso de acuerdo con la reivindicación 86, en donde la etapa de deposición incluye depositar una pluralidad de los conjuntos de revestimiento de las nanocapas alternadas de nitruro de aluminio de metal y carbonitruro de aluminio de metal durante el tiempo que la energía eléctrica se incrementa hacia el objeto de metal-aluminio y hacia el objeto metal-aluminio-carbono a fin de depositar una región de unión del revestimiento. 89. El proceso de acuerdo con la reivindicación 88, en donde cada uno de los conjuntos de revestimiento incluido en la región de unión tiene un grosor, y el grosor de los conjuntos de revestimiento se incrementan según se alejan de la superficie del sustrato. 90. El proceso de acuerdo con la reivindicación 88, en donde la etapa de deposición incluye además depositar una pluralidad de nanocapas alternadas de nitruro de aluminio de metal y carbonitruro de aluminio de metal durante el tiempo después que la energía eléctrica ha alcanzado el segundo nivel a fin de depositar la región exterior del revestimiento . 91. El proceso de acuerdo con la reivindicación 90, en donde cada uno de los conjuntos de revestimiento incluido en la región exterior tiene un grosor, y el grosor de los conjuntos de revestimiento permanecen aproximadamente igual . 92. El proceso de acuerdo con la reivindicación 86, en donde la etapa de deposición comprende depositar una pluralidad de conjuntos de revestimiento de capas alternadas de nitruro de aluminio de metal y carbonitruro de aluminio de metal a fin de formar una región de unión. 93. El proceso de acuerdo con la reivindicación 92, en donde para la región de unión la capa de nitruro de aluminio de metal tiene un grosor y la capa de carbonitruro de aluminio de metal tiene un grosor, y el grosor de la capa de carbonitruro de aluminio de metal es diferente del grosor de la capa de nitruro de aluminio de metal. 94. El proceso de acuerdo con la reivindicación 86, en donde la etapa de deposición comprende depositar una pluralidad de conjuntos de revestimiento de capas alternadas de nitruro de aluminio de metal y carbonitruro de aluminio de metal a fin de formar una región exterior. 95. El proceso de acuerdo con la reivindicación 94, en donde para la región exterior la capa de nitruro de aluminio de metal tiene un grosor, y la capa de carbonitruro de aluminio de metal tiene un grosor, y el grosor de la capa de carbonitruro de aluminio de metal es diferente del grosor de la capa de nitruro de aluminio de metal. 96. El proceso de acuerdo con la reivindicación 86 que además incluye depositar una capa de acabado sobre la superficie exterior del revestimiento. 97. El proceso de acuerdo con la reivindicación 96, en donde la capa de acabado comprende una o más capas de uno o más de lo siguiente: alúmina, y nitruros, nitruros de aluminio y carbonitruros de aluminio de uno o más de titanio, niobio, hafnio, vanadio, tantalio, zirconio, cromo solos o en combinación entre si o en combinación con otros metales. 98. El proceso de acuerdo con la reivindicación 96, que incluye además depositar una capa de lubricante sobre la superficie de la capa de acabado. 99. El proceso de acuerdo con la reivindicación 86, en donde el miembro revestido comprende un inserto cortante, un taladro, una fresa, una fresa universal, un escareador y un macho de roscar. 100. El proceso de acuerdo con la reivindicación 86, que incluye además suministrar nitrógeno a una velocidad de flujo parcial pre-seleccionada del nitrógeno. 101. El proceso de acuerdo con la reivindicación 100, en donde la velocidad de flujo parcial del nitrógeno se encuentra por debajo de 0.5. 102. El proceso de acuerdo con la reivindicación 100, en donde la velocidad de flujo parcial del nitrógeno se encuentra por debajo de 0.4. 103. El proceso de acuerdo con la reivindicación 100, en donde la velocidad de flujo parcial del nitrógeno varía entre aproximadamente 0.35 y aproximadamente 0.2. 104. El proceso de acuerdo con la reivindicación 86, en donde el primer nivel de la energía eléctrica es menor al segundo nivel de energía eléctrica. 105. Un proceso para fabricar un miembro revestido nanoestratificado, comprendiendo el proceso las etapas de: proporcionar un sustrato que tiene una superficie; proporcionar un objeto metálico; proporcionar un objeto de aluminio de metal; proporcionar un objeto de metal-aluminio-carbono; girar un sustrato entre el objeto de metal y el objeto de aluminio de metal y el metal-aluminio-carbono; suministrar energía eléctrica a un primer nivel al objeto de metal; suministrar energía eléctrica al primer nivel al objeto de aluminio de metal; suministrar energía eléctrica al primer nivel al objeto de metal-aluminio-carbono; depositar un revestimiento que comprende conjuntos de revestimiento de nanocapas alternadas sobre la superficie del sustrato; cambiar la tasa de deposición de las nanocapas alternadas a través de un periodo de tiempo seleccionado durante el cual la energía eléctrica suministrada al objeto de metal y al objeto de metal-aluminio y al objeto de metal-aluminio-carbono cambia del primer nivel al segundo nivel; y controlar la tasa de deposición de las nanocapas alternadas durante un periodo de tiempo después que la energía eléctrica alcanza el segundo nivel. 106. El proceso de acuerdo con la reivindicación 105 en donde la etapa de deposición comprende depositar una pluralidad de conjuntos de revestimiento de nanocapas alternadas de un nitruro de metal y un nitruro de aluminio de metal y un carbonitruro de aluminio de metal. 107. El proceso de acuerdo con la reivindicación 105, en donde la etapa de deposición incluye depositar una pluralidad de conjuntos de revestimiento de nanocapas alternadas de nitruro de metal y nitruro de aluminio de metal y un carbonitruro de aluminio de metal durante el tiempo que la energía eléctrica se incrementa hacia el objeto de metal y el objeto de aluminio de metal y el objeto de carbono de aluminio de metal a fin de depositar una región de unión. 108. El proceso de acuerdo con la reivindicación 107, en donde para la región de unión cada conjunto de revestimiento incluido en la región de unión tiene un grosor, y el grosor de cada conjunto de revestimiento se incrementa según se alejan de la superficie del sustrato. 109. El proceso de acuerdo con la reivindicación 105, en donde la etapa de deposición incluye además depositar una pluralidad de nanocapas alternadas de nitruro de metal y nitruro de aluminio de metal y carbonitruro de aluminio de metal durante el tiempo después que la energía eléctrica ha alcanzado el segundo nivel a fin de depositar una región exterior. 110. El proceso de acuerdo con la reivindicación 109, en donde para la región exterior cada uno de los conjuntos de revestimiento incluido en la región exterior tiene un grosor, y el grosor de cada uno de los conjuntos de revestimiento permanece aproximadamente igual. 111. El proceso de acuerdo con la reivindicación 105, en donde la etapa de deposición comprende depositar una pluralidad de conjuntos de revestimiento de capas alternadas de nitruro de metal y nitruro de aluminio de metal y carbonitruro de aluminio de metal a fin de formar una región de unión. 112. El proceso de acuerdo con la reivindicación 111, en donde para cada uno de los conjuntos de revestimiento en la región de unión la nanocapa de nitruro de metal tiene un grosor y la nanocapa de nitruro de aluminio de metal tiene un grosor y la nanocapa de carbonitruro de aluminio de metal tiene un grosor y el grosor de la capa de nitruro de aluminio de metal es diferente del grosor de la nanocapa de nitruro de metal y el grosor de la nanocapa de nitruro de aluminio de metal es diferente del grosor de la nanocapa de carbonitruro de aluminio de metal y el grosor de la nanocapa de nitruro de aluminio de metal es diferente del grosor de la nanocapa de carbonitruro de aluminio de metal. 113. El proceso de acuerdo con la reivindicación 105, en donde la etapa de deposición comprende depositar una pluralidad de conjuntos de revestimiento de capas alternadas de nitruro de metal y nitruro de aluminio de metal y carbonitruro de aluminio de metal a fin de formar una región exterior. 114. El proceso de acuerdo con la reivindicación 105, en donde para cada uno de los conjuntos de revestimiento en la región exterior la capa de nitruro de metal tiene un grosor y la capa de nitruro de aluminio de metal tiene un grosor y la capa de carbonitruro de aluminio de metal tiene un grosor y el grosor de la capa de nitruro de aluminio de metal es diferente del grosor de la capa de nitruro de metal y el grosor de la capa de carbonitruro de aluminio de metal y el grosor de la capa de nitruro de aluminio de metal es diferente del grosor de la capa de carbonitruro de aluminio de metal. 115. El proceso de acuerdo con la reivindicación 105, que incluye además la deposición de una capa de acabado sobre la superficie exterior del revestimiento. 116. El proceso de acuerdo con la reivindicación 115, en donde la capa de acabado comprende una o más capas de uno o más de lo siguiente: alúmina, y nitruros, nitruros de aluminio y carbonitruros de aluminio de uno o más de titanio, niobio, hafnio, vanadio, tantalio, zirconio, cromo solos o en combinación entre si o en combinación con otros metales. 117. El proceso de acuerdo con la reivindicación 115, que incluye además depositar un revestimiento de lubricante sobre la superficie del revestimiento de acabado. 118. El proceso de acuerdo con la reivindicación 105, en donde el miembro revestido comprende un inserto cortante, un taladro, una fresa, una fresa universal, un escareador y un macho de roscar. 119. El proceso de acuerdo con la reivindicación 105, que incluye además suministrar nitrógeno a una velocidad de flujo parcial pre-seleccionada del nitrógeno. 120. El proceso de acuerdo con la reivindicación 119, en donde la velocidad de flujo parcial del nitrógeno se encuentra por debajo de 0.5. 121. El proceso de acuerdo con la reivindicación 119, en donde la velocidad de flujo parcial del nitrógeno se encuentra por debajo de 0.4. 122. El proceso de acuerdo con la reivindicación 119, en donde la velocidad de flujo parcial del nitrógeno varía entre aproximadamente 0.35 y aproximadamente 0.2. 123. El proceso de acuerdo con la reivindicación 105, en donde el primer nivel de energía eléctrica es menor al segundo nivel de energía eléctrica. 124. Un miembro revestido nanoestratificado que comprende : un sustrato que tiene una superficie y un revestimiento sobre la superficie del sustrato; y comprendiendo el revestimiento una pluralidad de conjuntos de revestimiento de nanocapas en donde cada conjunto de revestimiento comprende nanocapas alternadas de nitruro de aluminio de titanio y carbonitruro de aluminio de titanio . 125. El miembro revestido nanoestratificado de acuerdo con la reivindicación 124, en donde el revestimiento incluye una región de unión, estando la región de unión adyacente a la superficie del sustrato. 126. El miembro revestido nanoestratificado de acuerdo con la reivindicación 125, en donde la región de unión comprende una pluralidad de los conjuntos de revestimiento en donde el grosor de cada conjunto de revestimiento se incrementa según se alejan de la superficie del sustrato. 127. El miembro revestido nanoestratificado de acuerdo con la reivindicación 125, en donde el revestimiento incluye una región exterior, estando la región exterior adyacente a la región de unión. 128. El miembro revestido nanoestratificado de acuerdo con la reivindicación 125, en donde la región exterior comprende una pluralidad de los conjuntos de revestimiento y en donde el grosor de cada uno de los conjuntos de revestimiento es aproximadamente igual,
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