用于盖覆物体的方法以及由此生产的盖覆物技术

本发明专利技术涉及用于盖覆物体(1)的工艺，其中具有一个或更多个盖覆层(3、4、5)的盖覆物(2)被施加于所述物体(1)，其中至少一个盖覆层(5)基本上由铝、钛和氮形成，其中至少在一些区域中，所述盖覆层(5)具有邻接的不同化学组成的片层，并且从包括至少一种铝前体和至少一种钛前体的气相沉积所述盖覆层(5)。根据本发明专利技术，通过设置铝与钛的摩尔比，所述不同化学组成的片层各自形成立方结构，通过保留立方结构，铝和钛被其它金属部分地代替，并且氮被氧和/或碳部分地代替是可能的。本发明专利技术进一步涉及相应被生产的盖覆物(2)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于盖覆物体的方法以及由此生产的盖覆物本专利技术涉及一种用于盖覆物体的方法，其中具有一个或更多个盖覆层的盖覆物被施加于物体，其中至少一个盖覆层基本上由铝、钛和氮形成，其中至少在一些区域中，盖覆层包括互相邻接的不同化学组成的片层，并且从具有至少一种铝前体和至少一种钛前体的气相沉积所述盖覆层。此外，本专利技术涉及一种借助于化学气相沉积(CVD)法被施加于物体的盖覆物，其中盖覆物包括一个或更多个盖覆层，并且其中至少一个盖覆层基本上由铝、钛和氮形成，并且至少在一些区域中所述至少一个盖覆层包括互相邻接的不同化学组成的片层。从现有技术中已知，切割工具或切割插件被盖覆有盖覆层，所述盖覆层由钛、铝和氮构成，以增加在切割应用中的使用寿命。就这一点而言，不管在盖覆层中是否存在一个或更多个相，常常通常参考TiAlN盖覆层，其中平均化学组成由Ti1-xAlxN指定。对于包含比钛更多的铝的盖覆层，命名AlTiN或者更准确地来说AlxTi1-xN是普遍的。从WO03/085152A2已知在AlTiN系统中具有立方结构的单相盖覆层的生产，其中在高达67摩尔百分数(mol％)的氮化铝(AlN)相对含量时，获得了立方结构的AlTiN。在高达75mol％的更高的AlN含量时，生产了立方AlTiN和六方AlN的混合物，并且在大于75mol％的AlN含量时，排他地生产了六方AlN和立方氮化钛(TiN)。根据被引用的文件，所描述的AlTiN盖覆层是借助于物理气相沉积(PVD)被沉积的。采用PVD法，AlN的最大相对含量由此事实上被限于67mol％，因为否则的话有可能转换成仅以六方AlN的形式包含铝的相。然而，根据专家意见，更高的相对含量的立方AlN是符合期望的，以在最大程度上使耐磨性最大化。从现有技术中还已知，使用化学气相沉积(CVD)法取代PVD法，其中CVD法是在相对低的温度下，在700℃至900℃的温度窗口之内进行的，因为归因于立方AlTiN盖覆层的亚稳结构，这种类型的盖覆层不能在例如，≥1000℃的温度被生产。如果必要的话，根据US6,238,739B1，温度甚至还可以更低，即，在从550℃至650℃的温度窗口之内，然而，其中盖覆层中高的氯含量将被接受，其被证明对于应用是不利的。因此，已经做出尝试来优化CVD方法，以致于可以用所述方法生产具有高含量的铝以及盖覆层的立方结构的AlTiN盖覆层(I.Endler等,ProceedingsEuroPM2006，根特市，比利时，10月23-25日，2006年，第1,219卷)。尽管这些盖覆层具有高显微硬度，以及因此从根本上针对在使用期间的高耐磨性的有益的性质，但已经示出这种类型的盖覆层的粘合强度可能是过低的。因此，鉴于此，在DE102007000512B3中已经提出，作为相梯度层被形成的并且是由六方AlN、TiN和立方AlTiN的混合相构成的1μm厚的盖覆层被提供在3μm厚的立方AlTiN盖覆层下面，其中立方AlTiN含量随着向外或朝向(排他地)立方AlTiN盖覆层具有增加的比例。以这样的方式被盖覆的切板被用于铣削钢材，然而，其中与借助于PVD法生产的盖覆层相比较，在耐磨性上仅获得很少的改进。除了在耐磨性上仅有的微小的改进，根据DE102007000512B3，结合层进一步的缺点是，结合层或相梯度层生长得极其快速，甚至在实验室规模的实验中(I.Endler等,ProceedingsEuroPM2006，根特市，比利时，10月23-25日，2006年，第1,219卷)。在为工业的切板的盖覆物所设计的较大的反应器中的生产的情况下，这导致在提供的盖覆工艺中，结合层或相梯度层变得极其厚，因为用于形成最终预期的立方AlΤiΝ盖覆层的温度必须被降低，其需要大量的时间。然而，在此工艺温度的降低期间，结合层或相梯度层的厚度快速增加，因为在工业的反应器中快速冷却是不可能的。将可想到的是中断盖覆工艺较长时期或中断冷却，但是这会增加成本。从WO2013/134796A1中已经已知盖覆的坯体以及用于盖覆坯体的方法，其中AlxTi1-xN的特殊的盖覆层在单个区域中被形成为具有片层状结构。此片层状结构由Ti1-xAlxN(主要地Ti作为金属)以及与其交替的AlxTi1-xN(主要地Al作为金属)的交替的片层构成。Ti1-xAlxN作为立方相存在，而AlxTi1-xN具有六方结构。根据上述解释，虽然六方AlN或AlxTi1-xN本身不是期望的，但是在具有立方TiN或Ti1-xAlxN的替换的实施方案中的六方AlN或AlxTi1-xN已证明在此特殊的结构中是有益的，这是归因于在纳米尺度上片层的形成。根据WO2013/134796A1，尽管AlxTi1-xN盖覆层已经展现优异的性质，但是优选的是能够在硬度方面提供甚至更好的盖覆层。这是本专利技术所达到的目标，其目的在于指定一种起初即指定类型的方法，采用所述方法具有相应的盖覆层的盖覆物可以被生产。本专利技术的另一目标是指定一种起初即指定类型的盖覆物，所述盖覆物包括具有高硬度的AlxTi1-xN盖覆层。在起初即指定类型的方法中，如果通过调整铝与钛的摩尔比，不同化学组成的片层各自形成立方结构，那么可以实现方法相关的目标，其中通过保存晶体结构，铝和钛可以被其它金属部分地代替，并且氮可以被氧和/或碳部分地代替。可以看出通过根据本专利技术的方法实现的一个优点在于，经由至少一种铝前体和至少一种钛前体的相应的引入，借助于调整铝与钛的摩尔比，片层中的晶体结构可以被有针对性地朝向立方结构或相调整。与现有技术相比，如果钛含量保持相对高，则形成以交替的方式包括Ti1-xAlxN和立方AlxTi1-xN的片层。在一种交替的片层中，存在接近TiN的组成；在另一种中，存在接近AlN的组成。如果两种片层的形成是立方的，则钛前体的成比例地更高的引入可以导致在邻接的AlxTi1-xN片层上施加立方结构的立方Ti1-xAlxN片层，虽然原则上六方相将被预期。有益的是，交替片层的各自地立方结构导致相应的盖覆层的优异的硬度。然而，此外，还已经示出，尽管与现有技术相比，铝含量降低，但是提供了优异的抗氧化性。原则上，随着铝含量的降低，较差的抗氧化性将被预期，但是在具有不同化学组成的立方片层的片层结构中没有观察到此现象。显然，由于较高的钛含量，片层的集列不仅导致较高的硬度，而且导致高抗氧化性。只要保存晶体结构，铝和钛可以被其它金属部分地代替。特别地，由此可以使用硅。替代金属(如硅)的含量可以，例如，限于20％，优选地10％，特别是7.5％，以防止过度干扰片层的最初的形成。另一方面，以低含量使用替代金属(如铬)导致有针对性地将盖覆层的性质微调到使用要求的可能性。同样可能的是，同样在保存晶体结构的条件下，氮可以被氧和/或碳部分地代替。例如，对于某些加工应用，以氧对氮的少量替代可能是有利的。同样必需的是，在用氧和/或碳部分的代替氮时始终保存设置在片层中的晶体结构，产生对于氮的可能的代替的上限阈值。特别是对于至少在盖覆层的个体区域中具有立方结构的片层的形成，有利的是，对于基本上具有铝、钛和氮的至少一个盖覆层的沉积，气相中的摩尔Al/Ti比被，至少暂时，限于最大3.0，优选地最大2.0，特别是最大1.5。在钛的较高摩尔含量时，促进了立方T本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种盖覆物体(1)的方法，其中具有一个或更多个盖覆层(3、4、5)的盖覆物(2)被施加于所述物体(1)，其中至少一个盖覆层(5)基本上由铝、钛和氮形成，其中至少在一些区域中，所述盖覆层(5)包括互相邻接的不同化学组成的片层，并且从具有至少一种铝前体和至少一种钛前体的气相沉积所述盖覆层(5)，其特征在于，通过调整铝与钛的摩尔比，所述不同化学组成的片层各自形成立方结构，其中通过保存立方结构，铝和钛可以被其它金属部分地代替，并且氮可以被氧和/或碳部分地代替。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.15 AT A50025/20151.一种盖覆物体(1)的方法，其中具有一个或更多个盖覆层(3、4、5)的盖覆物(2)被施加于所述物体(1)，其中至少一个盖覆层(5)基本上由铝、钛和氮形成，其中至少在一些区域中，所述盖覆层(5)包括互相邻接的不同化学组成的片层，并且从具有至少一种铝前体和至少一种钛前体的气相沉积所述盖覆层(5)，其特征在于，通过调整铝与钛的摩尔比，所述不同化学组成的片层各自形成立方结构，其中通过保存立方结构，铝和钛可以被其它金属部分地代替，并且氮可以被氧和/或碳部分地代替。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对于基本上具有铝、钛和氮的所述至少一个盖覆层(5)的沉积，气相中的摩尔Al/Ti比被(至少暂时)限于最大3.0，优选地最大2.0，特别是最大1.5。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述片层被沉积为具有小于20nm，优选地3nm至17nm，特别是5nm至15nm的片层周期性。4.根据权利要求1至3中一项所述的方法，其特征在于，基本上具有铝、钛和氮的所述至少一个盖覆层(5)被沉积为具有AlxTi1-xN的平均组成，并且从包含三氯化铝、四氯化钛和氨的气相沉积基本上具有铝、钛和氮的所述至少一个盖覆层(5)。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，基本上具有铝、钛和氮的所述至少一个盖覆层(5)被沉积为具有0.70≤x≤0.90，优选地0.75≤x≤0.85的AlxTi1-xN的平均组成。6.根据权利要求1至5中一项所述的方法，其特征在于，基本上具有铝、钛和氮的所述至少一个盖覆层(5)在10mbar至80mbar，特别是20mbar至50mbar的压力下被沉积。7.根据权利要求1至6中一项所述的方法，其特征在于，基本上具有铝、钛和氮的所述至少一个盖覆层(5)在约750℃至850℃的温度下被沉积。8.根据权利要求1至7中一项所述的方法，其特征在于，基本上具有铝、钛和氮的所述至少一个盖覆层(5)被沉积为具有1μm至20μm，特别是3μm至8μm的厚度。9.根据权利要求1至8中一项所述的方法，其特征在于，基本上具有铝、钛和氮的所述至少一个盖覆层(5)被外延地沉积。10.根据权利要求1至9中一项所述的方法，其特征在于，由硬质金属制成的物体(1)被盖覆，特别是切割插件，如分度切板。11.根据权利要求1至10中一项所述的方法，其特征在于，多层盖覆...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·皮通耐克，A·科勒普，R·韦森巴彻，
申请(专利权)人：倍锐特有限责任公司，
类型：发明
国别省市：奥地利,AT