JP5684829B2 - Al−Cr−B−N/Ti−Al−N多層被覆を有する多層被覆システム及び該多層被覆システムで被覆される固体本体 - Google Patents
Al−Cr−B−N/Ti−Al−N多層被覆を有する多層被覆システム及び該多層被覆システムで被覆される固体本体 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5684829B2 JP5684829B2 JP2012551531A JP2012551531A JP5684829B2 JP 5684829 B2 JP5684829 B2 JP 5684829B2 JP 2012551531 A JP2012551531 A JP 2012551531A JP 2012551531 A JP2012551531 A JP 2012551531A JP 5684829 B2 JP5684829 B2 JP 5684829B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- coating system
- deposited
- coating
- individual layers
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims description 176
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims description 158
- 229910018509 Al—N Inorganic materials 0.000 title claims description 94
- 239000007787 solid Substances 0.000 title claims description 9
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 164
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 18
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 15
- 239000002356 single layer Substances 0.000 claims description 12
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 9
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 9
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 9
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 8
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 claims description 5
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 claims description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 4
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000004080 punching Methods 0.000 claims description 4
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 3
- 238000000921 elemental analysis Methods 0.000 claims description 2
- 239000002052 molecular layer Substances 0.000 claims description 2
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 claims 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 5
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 5
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 5
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910019590 Cr-N Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910019588 Cr—N Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000760 Hardened steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910004349 Ti-Al Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910010037 TiAlN Inorganic materials 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004692 Ti—Al Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 2
- QQHSIRTYSFLSRM-UHFFFAOYSA-N alumanylidynechromium Chemical compound [Al].[Cr] QQHSIRTYSFLSRM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 aluminum nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 2
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 2
- 229910017150 AlTi Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LLQPHQFNMLZJMP-UHFFFAOYSA-N Fentrazamide Chemical compound N1=NN(C=2C(=CC=CC=2)Cl)C(=O)N1C(=O)N(CC)C1CCCCC1 LLQPHQFNMLZJMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010038 TiAl Inorganic materials 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000071415 Vibone Species 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 238000004833 X-ray photoelectron spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000011195 cermet Substances 0.000 description 1
- 238000005034 decoration Methods 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 238000004512 die casting Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 1
- 238000007733 ion plating Methods 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000006223 plastic coating Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
- C23C14/0641—Nitrides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
- C23C14/0641—Nitrides
- C23C14/0647—Boron nitride
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
- C23C28/04—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings of inorganic non-metallic material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C30/00—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process
- C23C30/005—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process on hard metal substrates
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
- Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
- Y10T428/12535—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.] with additional, spatially distinct nonmetal component
- Y10T428/12542—More than one such component
- Y10T428/12549—Adjacent to each other
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
- Y10T428/24942—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including components having same physical characteristic in differing degree
- Y10T428/2495—Thickness [relative or absolute]
- Y10T428/24967—Absolute thicknesses specified
- Y10T428/24975—No layer or component greater than 5 mils thick
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/26—Web or sheet containing structurally defined element or component, the element or component having a specified physical dimension
- Y10T428/263—Coating layer not in excess of 5 mils thick or equivalent
- Y10T428/264—Up to 3 mils
- Y10T428/265—1 mil or less
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
Description
Ti−Al−NおよびCr−Al−Nの両者とも十分に確立された耐摩耗性被覆システムである。一方で、Ti−Al−Nはたとえば硬化鋼の機械加工に広く用いられている。これは酸素の存在下で約900℃まで構造的に安定している。しかしながら、Ti−Al−Nは600℃よりも高い温度で著しく硬度を失ってしまう。他方で、Cr−Al−Nは、少なくとも酸素雰囲気中での高温適用例の後で、Ti−Al−Nよりも高い硬度と、より優れた耐酸化性とを有している。Cr−Al−Nは、酸素の存在下で1100℃まで構造的に安定ですらある。しかしながら、他の被覆と比較して、Cr−Al−Nは、硬化鋼を機械加工する際に被覆切削工具の性能を本質的に向上させることはない。
発明者らは、Al−Cr−B−Nの有効に単一の層の被覆が、十分に確立されたAl−Cr−N被覆と比較して、改良された硬度および摩擦挙動を呈することを観察した。しかしながら、さらなる改良の必要性が依然として存在する。Al−Cr−B−N被覆は、それらの興味深い性質にも拘らず、非常に高い残留応力も呈する。これは、これらの有望な被膜で被覆された工具の切削性能を悪化させる。これは、被覆の層間剥離を回避するために被覆中の特に低い残留応力が要件とされる、大きな被覆厚みを要件とする適用例においては特に不利である。
Al−Cr−B−N被覆中で低減された残留応力を達成するため、好ましくは反応性陰極アークイオンプレーティング堆積法を用いて、物理蒸着プロセスによって異なる多層構造を形成した。
元素組成および厚みを異ならせて単純な単層被覆として堆積された異なるAl−Cr−B−N被覆の機械的および摩擦性質を調べると、Al−Cr−B−N単層被覆は、約−1.5GPaの基本的に残留する応力および良好な耐摩耗性により、約43GPaの最大硬度を呈すると判断できた。
−それぞれのAl−Cr−B−N層が、ターゲットの元素組成が等しい同種類の原料ターゲットを用いてかつ同じ被覆パラメータによって堆積され、かつ
−全体被覆厚みがほぼ等しい
Al−Cr−B−N単層被覆とAl−Cr−B−N/Ti−Al−N多層被覆とを関連付けるように用いられる。
特に驚くべきことは、本発明に従って形成された多層被覆が呈する、非常に高い硬度および非常に低い残留応力が同時に組合せて得られていることである。
特に、発明を以下の適用例に用いることができる。
−フライス削り、旋削、または穿孔用の、硬質金属、サーメット、窒化硼素、窒化珪素、または炭化珪素に基づくスローアウェイチップ
−ボールヘッドカッターおよびエンドミルカッターなどのフライス
−ねじ切りフライス
−ホブカッター
−形切断カッター(shape cutter)
−スティックブレード
−ドリル
−雌ねじ切り
−穴あけ機
−型彫り工具
−リーマ
2.成形および打ち抜き工具
−アルミニウム圧力ダイカスト用の型
−プラスチック被覆用の型
−押出成形ダイ
−シート成形用の工具
−金属を打ち抜くための打ち抜き機
−スミスジョー、特に熱間鍛造用
−熱間圧着用の工具
3.特に自動車業界における構成要素および部品
−弁
−キータペット(key tappet)
−ブッシングニードル
−バルブロッカー
−タペット
−ローラスピンドル
−ロッカーフィンガー(rocker finger)
−カムフォロワ
−カムシャフト
−カムシャフト軸受
−弁タペット
−チルトレバー
−ピストンリング
−ピストンピン
−インジェクタおよびインジェクタ部品
−タービン翼
−ポンプ部品
−高圧ポンプ
−ギア
−ギアホイール
−スラストワッシャ
−電気制御および加速システムの構成要素
−ABSシステム中の構成要素
−軸受
−玉軸受
−ころ軸受
−カムシャフト軸受
この特許文献に開示される発明は、本発明に従って前述された多層被覆システムを用いて被覆された固体本体を製造するための方法を含む。
Claims (20)
- 固体本体表面の少なくとも部分の上に堆積され、物理蒸着法によって堆積されたAl−Cr−B−N個別層を多層構造中に含有する多層被覆システムであって、
前記多層被覆システムの全体厚みの少なくとも部分において、前記Al−Cr−B−N個別層がTi−Al−N個別層と組合され、前記Al−Cr−B−NおよびTi−Al−N個別層は互いに交互に堆積され、前記Al−Cr−B−N個別層の厚みは前記Ti−Al−N個別層の厚みよりも大きく、これにより前記多層被覆システムの残留応力は対応の類似のAl−Cr−B−N単層被覆システムの残留応力と比較してかなり低く、前記多層被覆システムの硬度は対応の類似のAl−Cr−B−N単層被覆の硬度以上であり、
前記Al−Cr−B−NおよびTi−Al−N個別層が互いに交互に堆積される被覆部分中の前記Al−Cr−B−N個別層の前記Ti−Al−N個別層に対する厚みの比率は、基本的に2:1であることを特徴とする、多層被覆システム。 - 前記Al−Cr−B−NおよびTi−Al−N個別層が互いに交互に堆積される被覆部分中に含有されるAl−Cr−B−N層の層組成はAlaCrbBcNdであり、ここでa+b+c=1、a=9/5・b、0.1≦c≦0.3であり、a、b、およびcは、Al、Cr、およびBという元素のみを元素バランスについて考慮した元素分析後に判断された原子分率であることを特徴とする、請求項1に記載の多層被覆システム。
- 前記Al−Cr−B−NおよびTi−Al−N個別層が互いに交互に堆積される被覆部分は、少なくとも2つのTi−Al−Nおよび2つのAl−Cr−B−N個別層を含有することを特徴とする、請求項1または2に記載の多層被覆システム。
- 前記Al−Cr−B−NおよびTi−Al−N個別層が互いに交互に堆積される被覆部分は、少なくとも3つのTi−Al−Nおよび3つのAl−Cr−B−N個別層を含有することを特徴とする、請求項3に記載の多層被覆システム。
- 前記Al−Cr−B−NおよびTi−Al−N個別層が互いに交互に堆積される被覆部分中の前記Ti−Al−NおよびAl−Cr−B−N個別層の厚みは一定のままであることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の多層被覆システム。
- 前記Al−Cr−B−NおよびTi−Al−N個別層が互いに交互に堆積される被覆部分中の前記Al−Cr−B−N個別層の元素組成は一定のままであることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の多層被覆システム。
- 前記Al−Cr−B−NおよびTi−Al−N個別層が互いに交互に堆積される被覆部分中の前記Al−Cr−B−NおよびTi−Al−N個別層はナノ層であり、その対応の個別厚みは各々1つ≦100nmであり、1つのAl−Cr−B−Nおよび1つのTi−Al−N個別ナノ層に対応する厚みの和として規定される2層周期は≦100nmであることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載の多層被覆システム。
- 前記2層周期は75から15nmの間であることを特徴とする、請求項7に記載の多層被覆システム。
- 前記Al−Cr−B−NおよびTi−Al−N個別層が互いに交互に堆積される被覆部分と基板表面との間に付加的なTi−Al−N個別層が堆積され、その厚みおよび元素濃度の値は、前記Al−Cr−B−NおよびTi−Al−N個別層が互いに交互に堆積される被覆部分中に含有される前記Ti−Al−N個別層の対応する値に等しいかまたはこれとは異なることを特徴とする、請求項1〜8のいずれか1項に記載の多層被覆システム。
- 前記Al−Cr−B−NおよびTi−Al−N個別層が互いに交互に堆積される被覆部分と被覆表面との間に付加的なAl−Cr−B−N個別層が堆積され、その厚みおよび元素濃度の値は、前記Al−Cr−B−NおよびTi−Al−N個別層が互いに交互に堆積される被覆部分中に含有される前記Al−Cr−B−N個別層の対応する値に等しいかまたはこれとは異なることを特徴とする、請求項1〜9のいずれか1項に記載の多層被覆システム。
- 前記付加的なTi−Al−N個別層は基板表面上に直接に堆積されることを特徴とする、請求項9に記載の多層被覆システム。
- 前記付加的なAl−Cr−B−N個別層は最外層として堆積されることを特徴とする、請求項10に記載の多層被覆システム。
- Ti−Al−Nからならない付加的な接着層が基板表面上に直接に堆積されて基板に対する被覆接着を改良し、および/またはAl−Cr−B−Nからならない付加的な最外層が頂面層として被覆表面上に堆積されることを特徴とする、請求項1〜10のいずれか1項に記載の多層被覆システム。
- 前記多層被覆システムの全体被覆厚みは3μm以上であることを特徴とする、請求項1〜13のいずれか1項に記載の多層被覆システム。
- 前記多層被覆システムの全体被覆厚みは5μm以上であることを特徴とする、請求項14に記載の多層被覆システム。
- 前記Al−Cr−B−NおよびTi−Al−N個別層が互いに交互に堆積される少なくとも被覆部分は反応性陰極アーク蒸発によって形成され、アーク蒸発を用いた堆積により、ターゲットからの金属性材料の大きな粒子が被覆中に存在し、これらの大きな粒子は弾性を加えることによって全体被覆耐久強さを改良するのに寄与し、それらはAl−Cr−B−N/Ti−Al−N多層被覆の機械的、熱的、化学的、および摩擦性質を悪化させないことを特徴とする、請求項1〜15のいずれか1項に記載の多層被覆システム。
- 前記Al−Cr−B−NおよびTi−Al−N個別層が互いに交互に堆積される少なくとも被覆部分は、アズデポ状態で面心立方構造を呈することを特徴とする、請求項1〜16のいずれか1項に記載の多層被覆システム。
- 最外層はBxNyの形成を呈するAl−Cr−B−N層であることを特徴とする、請求項1〜12、14〜17のいずれか1項に記載の多層被覆システム。
- 請求項1〜18のいずれか1項に記載の多層被覆システムで少なくとも部分的に被覆される固体本体。
- 前記固体本体は、切削工具もしくは成形工具もしくは打ち抜き工具、または車両の構成要素もしくは部品、または自動車産業もしくは航空宇宙産業で用いられる構成要素もしくは部品であることを特徴とする、請求項19に記載の固体本体。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US30133610P | 2010-02-04 | 2010-02-04 | |
US61/301,336 | 2010-02-04 | ||
PCT/EP2011/000295 WO2011095292A1 (en) | 2010-02-04 | 2011-01-25 | CUTTING TOOLS WITH Al-Cr-B-N / Ti-Al-N MULTILAYER COATINGS |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013518987A JP2013518987A (ja) | 2013-05-23 |
JP5684829B2 true JP5684829B2 (ja) | 2015-03-18 |
Family
ID=43625149
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012551531A Active JP5684829B2 (ja) | 2010-02-04 | 2011-01-25 | Al−Cr−B−N/Ti−Al−N多層被覆を有する多層被覆システム及び該多層被覆システムで被覆される固体本体 |
Country Status (13)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8926722B2 (ja) |
EP (1) | EP2531633B1 (ja) |
JP (1) | JP5684829B2 (ja) |
KR (1) | KR101800039B1 (ja) |
CN (1) | CN102725434B (ja) |
BR (1) | BR112012019543B1 (ja) |
CA (1) | CA2788142C (ja) |
ES (1) | ES2657844T3 (ja) |
MX (1) | MX343044B (ja) |
MY (1) | MY156403A (ja) |
RU (1) | RU2560480C2 (ja) |
SG (1) | SG182749A1 (ja) |
WO (1) | WO2011095292A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019230166A1 (ja) | 2018-05-30 | 2019-12-05 | 三菱日立ツール株式会社 | 被覆切削工具及びその製造方法 |
Families Citing this family (32)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BRPI1103935A2 (pt) * | 2011-08-17 | 2013-08-06 | Mahle Metal Leve Sa | anel de pistço |
DE102012200378A1 (de) * | 2012-01-12 | 2013-07-18 | Federal-Mogul Burscheid Gmbh | Kolbenring |
TR201819368T4 (tr) * | 2012-04-16 | 2019-01-21 | Oerlikon Surface Solutions Ag Pfaeffikon | Özellikle kuru talaşlı imalat işlemleri aracılığıyla indirgenmiş krater aşınması sergileyen yüksek performanslı takımlar. |
EP2653583B1 (de) * | 2012-04-20 | 2021-03-10 | Oerlikon Surface Solutions AG, Pfäffikon | Beschichtungsverfahren zur Abscheidung eines Schichtsystems auf einem Substrat |
DE102012017694A1 (de) * | 2012-09-07 | 2014-03-13 | Oerlikon Trading Ag, Trübbach | Mo-haltige Beschichtungen auf Werkzeugen für das direkte Presshärten |
CN102922052B (zh) * | 2012-09-28 | 2014-10-22 | 武汉大学 | 一种AlTiN-AlCrN超硬纳米多层复合涂层滚齿刀及其制备方法 |
AR092945A1 (es) * | 2012-10-10 | 2015-05-06 | Oerlikon Trading Ag Trübbach | Recubrimiento para usos a altas temperaturas con solicitacion tribologica |
KR101471257B1 (ko) * | 2012-12-27 | 2014-12-09 | 한국야금 주식회사 | 절삭공구용 다층박막과 이를 포함하는 절삭공구 |
US9725811B2 (en) * | 2013-03-04 | 2017-08-08 | Tungaloy Corporation | Coated cutting tool |
CA2920906A1 (en) * | 2013-08-20 | 2015-02-26 | Mds Coating Technologies Corp. | Coating containing macroparticles and cathodic arc process of making the coating |
EP3047048B8 (en) | 2013-09-18 | 2021-04-14 | Raytheon Technologies Corporation | Article having coating including compound of aluminum, boron and nitrogen |
DE102013019691A1 (de) * | 2013-11-26 | 2015-05-28 | Oerlikon Trading Ag, Trübbach | Hartstoffschicht zur Reduzierung eines Wärmeeintrags in das beschichtete Substrat |
EP3124146B1 (en) * | 2014-03-27 | 2020-06-24 | Tungaloy Corporation | Coated tool |
EP3130418B1 (en) * | 2014-04-10 | 2019-06-05 | Tungaloy Corporation | Coated cutting tool |
DE102014018915A1 (de) * | 2014-12-22 | 2016-06-23 | Oerlikon Surface Solutions Ag, Trübbach | AlCrN-basierte Beschichtung zur verbesserten Beständigkeit gegen Kolkverschleiß |
US11168392B2 (en) * | 2015-05-26 | 2021-11-09 | Oerlikon Surface Solutions Ag, Pfähhikon | Wear and/or friction reduction by using molybdenum nitride based coatings |
KR102476668B1 (ko) * | 2015-12-07 | 2022-12-09 | 아이에이치아이 버넥스 아게 | 코팅된 압출 공구 |
RU2637188C1 (ru) * | 2016-10-11 | 2017-11-30 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" | Способ получения многослойного покрытия для режущего инструмента |
RU2639425C1 (ru) * | 2016-12-20 | 2017-12-21 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" | Способ получения многослойного покрытия для режущего инструмента |
JP6959577B2 (ja) * | 2018-01-04 | 2021-11-02 | 三菱マテリアル株式会社 | 表面被覆切削工具 |
RU2671782C1 (ru) * | 2018-03-01 | 2018-11-06 | Общество с ограниченной ответственностью "Сборные конструкции инструмента, фрезы Москвитина" | Фреза концевая |
CN108504997A (zh) * | 2018-03-13 | 2018-09-07 | 国宏工具***(无锡)股份有限公司 | 一种高光刀电弧涂层工艺 |
RU2694857C1 (ru) * | 2018-08-06 | 2019-07-18 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Способ нанесения износостойкого покрытия ионно-плазменным методом |
KR102168162B1 (ko) | 2018-12-26 | 2020-10-20 | 한국야금 주식회사 | 절삭공구용 경질피막 및 이의 제조방법 |
JP2022523425A (ja) * | 2019-03-07 | 2022-04-22 | エリコン サーフェス ソリューションズ アーゲー、 プフェフィコン | 熱安定性が向上したtm-al-o-nコーティング層 |
JP7031791B2 (ja) | 2019-05-09 | 2022-03-08 | 株式会社Moldino | 被覆切削工具 |
CN112126900B (zh) * | 2019-06-24 | 2023-06-23 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 高温低摩擦硬质纳米多层VAlCN/VN-Ag涂层、其制备方法及应用 |
US20210105888A1 (en) * | 2019-10-04 | 2021-04-08 | Kennametal Inc. | Coated nozzles for arc torches |
KR20210138230A (ko) | 2020-05-12 | 2021-11-19 | 이무헌 | 스프레이코팅 방식을 이용한 고경도 커팅 툴 제조방법 |
CN113667929B (zh) * | 2021-07-02 | 2023-04-07 | 株洲钻石切削刀具股份有限公司 | 周期性多层涂层刀具及其制备方法 |
CN113817985B (zh) * | 2021-11-24 | 2022-03-18 | 武汉中维创发工业研究院有限公司 | 纳米多层复合涂层及其制备方法和应用 |
CN116180006B (zh) * | 2023-02-08 | 2024-05-03 | 苏州六九新材料科技有限公司 | TiAlN/CrAlLaBN复合涂层及其制备方法和刀具 |
Family Cites Families (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3388267B2 (ja) * | 2000-05-23 | 2003-03-17 | 日立ツール株式会社 | 耐摩耗皮膜被覆工具 |
DK1422311T3 (da) * | 2002-11-19 | 2007-06-11 | Hitachi Tool Eng | Hård film og værktöj coatet med hård film |
US7226670B2 (en) * | 2003-04-28 | 2007-06-05 | Oc Oerlikon Balzers Ag | Work piece with a hard film of AlCr-containing material, and process for its production |
JP3781374B2 (ja) * | 2003-12-09 | 2006-05-31 | 日立ツール株式会社 | 硬質皮膜被覆工具及びその製造方法 |
CN100419117C (zh) * | 2004-02-02 | 2008-09-17 | 株式会社神户制钢所 | 硬质叠层被膜、其制造方法及成膜装置 |
JP2005330539A (ja) * | 2004-05-20 | 2005-12-02 | Tungaloy Corp | 耐摩耗性被覆部材 |
EP1842610B1 (en) | 2004-12-28 | 2017-05-03 | Sumitomo Electric Hardmetal Corp. | Surface-coated cutting tool and process for producing the same |
WO2006070509A1 (ja) * | 2004-12-28 | 2006-07-06 | Sumitomo Electric Hardmetal Corp. | 表面被覆切削工具および表面被覆切削工具の製造方法 |
WO2006084404A1 (en) | 2005-02-10 | 2006-08-17 | Oerlikon Trading Ag, Trübbach | High wear resistant triplex coating for cutting tools |
JP4756445B2 (ja) * | 2005-02-16 | 2011-08-24 | 三菱マテリアル株式会社 | 耐熱合金の高速切削加工で硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆サーメット製切削工具 |
US7537822B2 (en) * | 2005-05-26 | 2009-05-26 | Hitachi Tool Engineering, Ltd. | Hard-coated member |
MY149446A (en) | 2006-09-26 | 2013-08-30 | Oerlikon Trading Ag | Workpiece with hard coating |
US7960016B2 (en) | 2007-03-23 | 2011-06-14 | Oerlikon Trading Ag, Truebbach | Wear resistant hard coating for a workpiece and method for producing the same |
US8129040B2 (en) * | 2007-05-16 | 2012-03-06 | Oerlikon Trading Ag, Truebbach | Cutting tool |
JP4714186B2 (ja) * | 2007-05-31 | 2011-06-29 | ユニオンツール株式会社 | 被覆切削工具 |
WO2008149824A1 (ja) * | 2007-06-01 | 2008-12-11 | Onward Ceramic Coating Co., Ltd. | Dlc被覆工具 |
JP2009012139A (ja) | 2007-07-06 | 2009-01-22 | Mitsubishi Materials Corp | 高速切削加工で硬質被覆層がすぐれた潤滑性と耐摩耗性を発揮する表面被覆切削工具 |
US7947363B2 (en) | 2007-12-14 | 2011-05-24 | Kennametal Inc. | Coated article with nanolayered coating scheme |
JP4440980B2 (ja) | 2008-01-31 | 2010-03-24 | ユニオンツール株式会社 | 切削工具用硬質皮膜 |
JP5125646B2 (ja) * | 2008-03-19 | 2013-01-23 | 株式会社タンガロイ | 立方晶窒化硼素焼結体工具 |
JP5234499B2 (ja) * | 2008-05-28 | 2013-07-10 | 三菱マテリアル株式会社 | 高速高送り切削加工で硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を発揮する表面被覆切削工具 |
RU91069U1 (ru) * | 2009-05-25 | 2010-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Уралавиаспецтехнология" | Лопатка турбомашины, стойкая к солевой и газовой коррозии, газоабразивной и капельно-ударной эрозии |
WO2011058637A1 (ja) * | 2009-11-12 | 2011-05-19 | オーエスジー株式会社 | 硬質被膜、および硬質被膜被覆工具 |
-
2011
- 2011-01-25 MX MX2012009044A patent/MX343044B/es active IP Right Grant
- 2011-01-25 BR BR112012019543-3A patent/BR112012019543B1/pt active IP Right Grant
- 2011-01-25 WO PCT/EP2011/000295 patent/WO2011095292A1/en active Application Filing
- 2011-01-25 ES ES11702143.6T patent/ES2657844T3/es active Active
- 2011-01-25 SG SG2012055513A patent/SG182749A1/en unknown
- 2011-01-25 MY MYPI2012003475A patent/MY156403A/en unknown
- 2011-01-25 CN CN201180008163.9A patent/CN102725434B/zh active Active
- 2011-01-25 JP JP2012551531A patent/JP5684829B2/ja active Active
- 2011-01-25 CA CA2788142A patent/CA2788142C/en not_active Expired - Fee Related
- 2011-01-25 EP EP11702143.6A patent/EP2531633B1/en active Active
- 2011-01-25 KR KR1020127021942A patent/KR101800039B1/ko active IP Right Grant
- 2011-01-25 RU RU2012137516/02A patent/RU2560480C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2011-01-25 US US13/575,358 patent/US8926722B2/en active Active
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019230166A1 (ja) | 2018-05-30 | 2019-12-05 | 三菱日立ツール株式会社 | 被覆切削工具及びその製造方法 |
KR20200136991A (ko) | 2018-05-30 | 2020-12-08 | 가부시키가이샤 몰디노 | 피복 절삭 공구 및 그 제조 방법 |
US11511352B2 (en) | 2018-05-30 | 2022-11-29 | Moldino Tool Engineering, Ltd. | Coated cutting tool and production method therefor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
BR112012019543B1 (pt) | 2019-11-26 |
CN102725434B (zh) | 2014-10-29 |
MX343044B (es) | 2016-10-21 |
MX2012009044A (es) | 2012-12-17 |
RU2560480C2 (ru) | 2015-08-20 |
ES2657844T3 (es) | 2018-03-07 |
EP2531633B1 (en) | 2017-11-22 |
US20130052477A1 (en) | 2013-02-28 |
CA2788142C (en) | 2019-02-19 |
JP2013518987A (ja) | 2013-05-23 |
CN102725434A (zh) | 2012-10-10 |
US8926722B2 (en) | 2015-01-06 |
KR20120113790A (ko) | 2012-10-15 |
KR101800039B1 (ko) | 2017-12-20 |
RU2012137516A (ru) | 2014-03-10 |
MY156403A (en) | 2016-02-26 |
EP2531633A1 (en) | 2012-12-12 |
WO2011095292A1 (en) | 2011-08-11 |
SG182749A1 (en) | 2012-08-30 |
CA2788142A1 (en) | 2011-08-11 |
BR112012019543A2 (pt) | 2017-06-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5684829B2 (ja) | Al−Cr−B−N/Ti−Al−N多層被覆を有する多層被覆システム及び該多層被覆システムで被覆される固体本体 | |
CN1853832B (zh) | 涂层硬质合金刀具及其生产所用的喷镀靶材 | |
JP5376454B2 (ja) | 加工対象物の耐摩耗性ハードコートおよびその製造方法 | |
KR102033186B1 (ko) | 크롬 함유 기능성층을 갖는 공구 | |
KR102561370B1 (ko) | 고강도 스틸의 냉간 성형을 위한 고성능 코팅 | |
JP5395454B2 (ja) | 表面被覆切削工具 | |
CN105142831A (zh) | 表面被覆切削工具及其制造方法 | |
CN114080469B (zh) | 包含涂层的锯片或其他切削工具 | |
JP5450400B2 (ja) | Al−Ti−Ru−N−C硬質材料被膜 | |
JP5416429B2 (ja) | 表面被覆切削工具 | |
JP5697750B2 (ja) | 表面被覆部材 | |
KR20130006347A (ko) | 물리기상증착에 의해 도포된 이트륨 함유 코팅을 구비한 코팅 물품, 및 그 제조 방법 | |
JP2022520212A (ja) | 加工困難な材料を機械加工するための被覆ツール | |
KR102223461B1 (ko) | 피복 공구 및 이것을 구비한 절삭 공구 | |
CN114641588A (zh) | 具有氮化钼层体系的基底和用于制造层体系的涂覆方法 | |
JP6326367B2 (ja) | 積層型硬質皮膜および成形用金型 | |
JP2010105137A (ja) | 表面被覆切削工具 | |
CN101517126A (zh) | 具有硬涂层的工件 | |
CN116583618A (zh) | 由至少两种不同的AlCr基靶材制造的耐磨涂层 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20131119 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140312 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140401 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140701 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140729 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20141029 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150106 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150115 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5684829 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |