本发明专利技术涉及一种含层体系的工件或构件，该层体系含至少一层组成为（Ａｌ↓［ｙ］Ｃｒ↓［１－ｙ］）Ｘ的层，其中ｘ＝Ｎ、Ｃ、Ｂ、ＣＮ、ＢＮ、ＣＢＮ、ＮＯ、ＣＯ、ＢＯ、ＣＮＯ、ＢＮＯ或ＣＢＮＯ，并且０．２≤ｙ＜０．７，在层中的层组成基本上是恒定的或经层厚度呈连续的或分层次的变化。本发明专利技术还涉及制备该工件或构件的方法。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的
是一种涂有含至少一层下列所述的组成为 (AlyCr,-y) X的层的层体系的工件一种涂有含至少一层组成为(AlyCr，-y)X的层的层体系的工件，其中 X - N、 C、 B、 CN、 BN、 CBN、 N0、 C0、 B0、 CN0、或CBN0，并且0. 2 < y < 0.7，在层内的层組成经层厚度呈连续或分层次地变化，并且在层中 (AlyCr,—》X呈立方形晶体结钩，该工件是下列工具之一即铣刀；适于旋 转加工和铣削加工的拉刀、铰刀、转位式刀片；模具或注塑工具。在一种优选的实施方式中，所述铣刀是滚齿刀、球形铣刀、平面铣刀 或成形铣刀，一种涂有含至少一层组成为(AlyCr,—y)X的层的层体系的工件，其中 X-N、 C、 B、 CN、 BN、 CBN、 NO、 CO、 B0、 CN0、 BNO或CBNO,并且0. 2 < y < 0, 7，在层内的层组成是恒定的或经层厚度呈连续或分层次的变化， 该工件是构件，本专利技术还涉及用于在下列所述的工件上淀积至少一层(AlyCr,-y) X层 的PVD方法所述工件其特征在于，该滑动层包括至少一种含分^L碳的金属碳化物 即MeC/C、类金刚石的碳层、含硅或含金属的类金刚石的碳层、MoS,层、 WS，层或含钛的MoS,层或MoW,层。详细地说本专利技术包括-涂有硬质材料层的工件，其含一层或连续多层不同的铝铬氮化物层 或铝铬碳氮化物层。，含铝铬氮化物层或铝铬碳氮化物层的工具，特别是切削工具和成形 工具(钻头、铣刀、转位式刀片、丝锥、螺紋成形器、滚齿刀、冲头、阴 模、深沖阳模等)和这些工具的应用。 含AlCrN或AlCrCN层的构件，特别是机械制造领域的构件如齿轮、 泵、模座冲杆、活塞环、喷射器针阀、完整的轴承组或其各部件和这些构 件的应用。 制备具有确定层结构的铝铬氮化物层或铝铬碳氮化物层的方法.
技术介绍
由目前的现有技术已知各种AlCrN层。如JP 09-041127描述了下列 组成的各种耐磨硬涂层(Al,-yXy)Z,其中X-Cr、 V或Mg， Z = N、 C、 B、 CN、 BN或CBN， 0 < y < 0.3,这种层曾有利地用于增加转位式刀片的使 用寿命。D, Schulz和R. Wilberg在"Multicomponent hard thin films.,,", Thin Films (Proc. 4lh int. Sympos, Trends & New Applications of Thin Films 1993) DGM Info, gesellschaft Oberursel， 1993，笫73页中描 述了 一种CrAIN层，其在钻孔试验中达到了两倍于涂TiAIN层的钻头的使 用寿命。该层的淀积是用空心阴极工艺完成的，但由于其为间断性的蒸发 过程，所以在(CrAl)N层中引起铬/铝分布有很大波动，M. Kawate等人在"Oxidation resistance of Cr,—Ml,N ft Tii— films" ， Surf & Coat. Tech.,第165巻，2, (2003)， 163 - 167页中 提及一种Cr,-,A1,N层，在其高的Al含量和纤维锌矿结构下比通常的TiAIN层有更佳的耐氧化性.E. Lugscheider， K, Bobzin， K. Lackner在"Investigation of Mechanical & Tribol Properties of CrAlN+C Thin Coatings Deposited on Cutting Tools"中比较了电弧放电的CrAIN层和还附加有更硬的含碳 保护层的CrAIN层，所有的层均具有快速提高到高值的摩擦系数.
技术实现思路
本专利技术的技术目的是提供一种涂有(AlyCr，-y)X的工件，如切削工具、 剪切工具和模具或适于机械制造和模型制造的构件，以及提供一种在工件 上淀积这类层的方法，并由此避免了现有技术的缺点.其包括例如具有至少在Al/Cr的比方面是可调的均匀或可变的涂层 组合物的工件，并且其至少在某些应用中具有比含至今已知层的工件有更 高的耐磨性。为试验在各种工件上的(AlyCr,-y)N或(AlyCr，-y)CN层的耐磨性，在 Balzers公司的RCS型的工业涂復装置中，也如在EP 1186681的附图3 -6，说明书的第12页第26行-第14页第9行所描述的，在各种工件上 淀积含不同铝含重的Cr层.在此声明，所述文献作为本申请的组成部分. 为此将净化过的工件按直径固定在两倍的旋转的基片栽体上或对直径小于50 mm的工件固定在三倍的旋转的基片栽体上，并将2个钛靶和由不同 AlCr合金组成的经粉末冶金制备的4个靶装入安装在涂復装置壁上的6 个阴极电弧源中。接着首先通过同样安装在所述装置中的輻射加热器将工 件加热到约5001C，并在压力为O. 2 Pa的Ar气氛中通过加-100至-200V 的偏压使表面经Ar离子侵蚀(Arzreinigung)。下面通过运行2个功率为3.5 kW (l40 A)的Ti源，在压力为3 Pa 的纯氮气氛中和基片电压为-50 V下于5分钟内淀积约0. 2 Mm厚的TiN 粘附层，接着通过运行4个功率为3 kW的AlCr源于120分钟内淀积AlCrN 层。为达最佳的层转变，该源要共同运行2分钟，之后同样在压力为3 Pa 的纯氮气氛和基片电压为-50 V条件下淀积基于AlCr的氮化物层。原则 上可在每一步骤中将工艺压力调到0. 5-约8 Pa，优选2. 5-5Pa，这时 对于氮化物层可应用纯氮气氮或氮与稀有气体如氩的混合物，或对于碳氛 化物层可应用氮和含碳气体的混合物，其需要时可混入稀有气体.因此为 淀积含氣或含硼的层，如已知的可混入氣或含硼气体，表l中列出层特性如层的晶体结构、层厚、层硬度、与化学组成和晶 体结构相关的AlCrN层的耐磨性和粘附性以及所用把的组成.表2中列出 工艺参数如靶功率、基片偏压、工艺压力和温度.表3中列出在应用含A1/Cr的比为3的靶并加有不同基片偏压的条件 下淀积AlCrN层时的测量序列'这时用 Fraunhofer研究所 -IST/Braunschweig的精密磨损测试仪测定耐磨性，为测定磨损率应用由 DIN EN 1071-2改进的帽革研磨法，该方法的细节参阅Michler， Surf, & Coat. Tech.，第163-164巻(2003)，笫547页，第1栏和附图说明图1。在此 声明，所述文献作为本申请的组成部分.下面将以实施例参照附困详迷本专利技术，附图简介图1示出有B1和B4结构的AlCrN的XRD ( x-射线衍射)谱， 图2示出与化学组成Al/Cr相关的AlCrN层的XRD谦A- 75/25, C - 50/50， D = 25/75,如由表1和图1所示和从KawaU， "Microhardness and lattice parameter of Cr卜,Al, films" J. Vac. Sci. Technol. A 20(2)， Mar/Apr 2002;第569 - 571本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于在工件上淀积至少一层（Ａｌ↓［ｙ］Ｃｒ↓［１－ｙ］）Ｘ层的ＰＶＤ方法，其中Ｘ＝Ｎ、Ｃ、Ｂ、ＣＮ、ＢＮ、ＣＢＮ、ＮＯ、ＣＯ、ＢＯ、ＣＮＯ、ＢＮＯ或ＣＢＮＯ，并且０．２≤ｙ＜０．７，方法中在含至少一个０．２５≤ｚ≤０．７５的Ａｌ↓［ｚ］Ｃｒ↓［１－ｚ］靶的真空涂覆装置中置入至少一个工件，并在压力为０．５－８Ｐａ和加入含氮、含碳、含硼或含氧的反应性气体，并在工件上施加－３至－１５０Ｖ的基片偏压的条件下用电弧源或溅射源如此运行，以使在至少一层（Ａｌ↓［ｙ］Ｃｒ↓［１－ｙ］）Ｘ层内的层组成基本上呈恒定或经层厚呈连续或分层次的变化。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：V德尔夫林格，A赖特，C盖，
申请(专利权)人：奥尔利康贸易股份公司特吕巴赫，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]
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