富铝的AlTiN基膜制造技术

本发明专利技术涉及一种涂层，其包含至少一个通过PVD工艺沉积的AlTiN基膜，其中所沉积的至少一个AlTiN基膜所包含的与钛含量相关的铝含量按原子百分比计高于75％，并且其中该AlTiN基膜只显示出结晶学立方相和内压缩应力，并且本发明专利技术涉及关于AlTiN基膜沉积的方法。

Aluminum rich AlTiN based film

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】富铝的AlTiN基膜本专利技术涉及涂层，其包括至少一个通过PVD工艺制造的AlTiN基膜，其中，所沉积的AlTiN基膜包含按原子百分比计高于67％的与钛含量相关的铝含量，并且其中，所形成的AlTiN基膜显示出结晶学立方相和内压缩应力。本专利技术还涉及用于制造本专利技术的涂层的方法。
技术介绍
AlTiN基薄膜众所周知作为保护涂层用于在切削成形作业和其它相关应用中获得更好的耐磨性。已知AlTiN涂层在与钛含量相关的铝含量达到67原子百分比时形成立方相的亚稳固溶体。这意味着在金属亚晶格中有67原子％铝。此类型的涂层通常在沉积状态中显示出柱状结构、在380GPa和450GPa之间的杨氏模量和在35GPa和40GPa之间的硬度。铝超过67原子％，主要存在富含c-TiN和w-AlN的晶域的纳米复合结构。w-AlN析出造成弹性模量和硬度显著减小，其造成较低耐磨性。这被深入研究且在图1中被绘制示出。专利技术目的本专利技术的一个目的是提供一种制造AlTiN基涂层的方法，它们是如下涂层，其由一个或多个AlTiN基膜构成或者包含至少一个AlTiN基膜，所述至少一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种涉及通过PVD工艺沉积AlTiN基膜的方法，所述AlTiN基膜具有按照原子百分比对应于化学式(Al

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170905 US 62/554,2131.一种涉及通过PVD工艺沉积AlTiN基膜的方法，所述AlTiN基膜具有按照原子百分比对应于化学式(AlaTib)(NcArd)y的化学组成，其中，0≤d<0.02，1≥c>0.98，a+b＝1，c+d＝1并且a>0.75，尤其是0.76≤a≤0.96，其中，a、b、c和d分别是铝、钛、氮和氩的原子浓度分数，并且0.8≤y≤1.2，其中：
-含有铝和钛的至少一个靶被用作用于提供金属元素以形成所述AlTiN基膜的材料源，
-所述至少一个靶在含有作为反应气体的氮气的气氛中被溅射，优选利用高功率脉冲磁控溅射HiPIMS技术，
-在所述至少一个靶中的与钛含量相关的铝含量按原子百分比计为76％或更高，优选为80％或更高，尤其在76％和96％之间，
-涂覆参数被选择从而在基材表面的所述AlTiN基膜的形成中所牵涉到的原子的迁移能力被如此降低，即在所述AlTiN基膜的晶体学立方相中的铝的亚稳态溶解度被提高，由此合成出所述AlTiN基膜，其显示出结晶学立方相和内压缩应力并且未显示出对应于Al-N的纤锌矿晶的X射线峰。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述涂覆参数包含：
在待涂覆基材上施加负偏压，其中，所述偏压的值在-40V和-200V之间，优选在-120V和-200V之间。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述涂覆参数包含：
将基材温度维持在150-300℃、优选在200-300℃或更优选在200-250℃之间的值。


4.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，所述涂覆参数包含：
调整在过渡模式中发生靶溅射的氮气分压。


5.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，所述氮气分压在0.1Pa与0.14Pa之间的范围内，优选在0.11Pa与0.13Pa之间的范围内。


6.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，如此选择涂覆参数HiPIMSPVD工艺的“功率密度”，即该HiPIMSP...

【专利技术属性】
技术研发人员：徳尼斯·库拉珀夫，西瓦·法尼·库玛·亚拉曼奇里，安德斯·奥洛夫·埃里克森，
申请(专利权)人：欧瑞康表面处理解决方案股份公司普费菲孔，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH