WO2003085152A2 - Beschichteter körper und ein verfahren zur beschichtung eines körpers - Google Patents

Beschichteter körper und ein verfahren zur beschichtung eines körpers Download PDF

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Georg Erkens
Antonius Leyendecker
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Cemecon Ag
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    • 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

Definitions

  • the invention relates to a coated body and a method for coating a body.
  • PVD Physical Vapor Deposition
  • a PVD method is described, for example, in DE-A-3825399.
  • One of the PVD processes is magnetron sputtering. Targets are atomized and a coating atmosphere is created as plasma, the components of which are deposited on the surface of the body.
  • Other PVD processes such as electron beam evaporation or arc evaporation are also known.
  • the elements that make up a deposited layer are largely determined by the underlying material system.
  • the "material system” here refers to the combination of the elements relevant to the layer material.
  • the layer actually deposited can also contain other constituents, for example portions of a process gas, impurities or other admixtures.
  • a material system that is known for the formation of wear protection layers is Ti-Al-N. It is known to use PVD devices to deposit layers which consist entirely or predominantly of Ti-Al-N. PVD systems with DC plasmas are used for this. In contrast to CVD processes, however, it has so far not been possible to economically deposit insulating layers by means of conventional PVD processes using direct current plasmas. This is due to the formation of insulating layers both on the targets and on the chamber and substrates during the coating.
  • the body according to the invention has a substrate and one or more layers thereon.
  • the body can, for example, be a tool or part of a tool.
  • a coating for a cutting tool for example a drill, a milling cutter or an indexable insert, offers particular advantages.
  • the substrate is preferably metallic (eg HSS steel, hard metal) and can have several layers. However, only one layer is considered here, which is predominantly formed from a certain material system. This is understood to mean that the layer consists of at least 60% by weight, preferably more than 80% by weight or even completely, of the elements of the material system. stands. Overall, the layer can have a thickness of 1-20 ⁇ m, for example, a range of 2-6 ⁇ m is preferred. A particularly preferred layer thickness is approximately 3 ⁇ m.
  • a material system which comprises aluminum, nitrogen and one or more further elements.
  • This material system is deposited in such a form that the layer has a low electrical conductivity.
  • Such hexagonal components correspond to the root structure of Al-N, which is part of the material system Al-X-N, where X stands for the "further element” or elements, which are discussed in more detail below.
  • the hexagonal proportions occur more when a composition is selected that has an increased Al-Antcil.
  • the parameter range or operating point of the coating system in which a layer with a partially or completely hexagonal crystal structure is deposited is to be determined by the person skilled in the art for the material system used in each case on the basis of the phase diagram.
  • the Al-N content in the layer is preferably more than 65 mol%.
  • the Al-N content can be more than 80 mol% without a decrease in the mechanical properties.
  • an Al-N content of 65 to 80 mol% is preferred for Ti-Al-N.
  • the deposition of conductive Ti-Al-N layers has been known for a long time, layers of this type have not previously been used with a hexagonal content, i.e. deposited with low conductivity.
  • the layer according to the invention is of high hardness due to its crystal structure and is therefore extremely suitable as a wear protection layer.
  • the deposition of such layers can also be carried out technically well on an industrial scale using the proposed PVD method.
  • a particular advantage of these layers is their low susceptibility to oxidation.
  • the low conductivity can be an advantage for some applications. Since conventional, in particular metallic substrates have good electrical conductivity, the current conduction takes place essentially transversely to the layer when measuring resistance between two points on the surface of the layer. The measured resistance level is therefore largely dependent on the layer thickness. In this way, the layer thickness can be inferred from the measurement to be carried out with very simple means, and a statement can be made, for example, of how far a wear protection layer has already been removed. Therefore, according to a development of the invention, it is preferred that the conductivity of the substrate is considerably higher than the conductivity of the layer.
  • the layer according to the invention is electrically poor or even not conductive. Poor conductivity here already means a specific electrical resistance of at least 1 ⁇ m.
  • the specific electrical resistance is particularly preferably significantly higher, i.e. at more than 1E3 ⁇ m or even more than 1E5 ⁇ m.
  • An electrically non-conductive or poorly conductive layer aimed at according to the invention which is applied to a highly conductive, e.g. metallic substrate material (e.g. steel, hard metal) can be obtained from conventional, highly conductive layers, for example by measuring the electrical resistance between two points on the surface (with an ohm meter by pressing on the test probes). As already explained above, for example at a distance of 1 cm from the measuring points, the current conduction path essentially runs over the (highly conductive) substrate, so that the measured resistance mainly depends on the layer thickness and the electrical conductivity of the layer. It is preferred here that the measured resistance value is higher than 3 ⁇ per ⁇ m layer thickness, particularly preferably higher than 50 ⁇ per ⁇ m layer thickness.
  • the low or non-conductive layers sought according to the invention can be easily distinguished from the conventional layers by means of the resistance measurement.
  • the preferred crystal structure of the layer can be seen particularly well when looking at the X-ray diffractogram.
  • those of the non-conductive structure also appear here.
  • These diffraction reflections correspond to the peaks at the positions according to the corresponding ICDD powder diffractogram No. 25-1133.
  • the corresponding ICDD-tabulated powder diffractogram is known to the person skilled in the art and is expressly included in the disclosure here.
  • the preferred diffraction reflections here are AlN (002), AlN (102) and A1N (103).
  • the layer according to the invention can consist (entirely or predominantly) of different materials which belong to a certain class of systems.
  • the class of systems under consideration comprises those systems which are formed from the elements N, AI and at least one further element.
  • the further element such metals come into question which have the property that they form cubic nitrides in Na-Cl structure.
  • this includes the following group of elements: Am, Ce, Cr, Cm, Er, Eu, Gd, Hf, La, Lu, Mo, Mn, Nb, Nd, Np, Pa, Pr, Pu, Re, Sc, Sm , Sr, Ta, Tb, Tc, Th, Ti, U, V, W, Y, Yb, Zr.
  • the following are preferably used: Zr, Hf, Ti, Ta, Nb, V, W, Mo, Cr, Re, Mn.
  • Systems in which the further element is Ti (Ti-Al-N) or Ti is one of the further elements are particularly preferred.
  • the system can consist of three elements. Preferred examples are Cr-Al-N, Hf-Al-N, Zr-Al-N, V-Al-N. A particularly preferred embodiment is Ti-Al-N.
  • the system can also contain other elements, for example Ti-Hf-Al-N, Ti-Zr-Al-N, Ti-Ta-Al-N, Ti-Nb -Al-N, Ti V-Al-N, Ti-W-Al-N, Ti-Mo-Al-N, Ti-Cr-Al-N, Ti-Re-Al-N and Ti-Mn-Al-N. It is therefore possible, for example, to use material systems with four, five or more elements.
  • the layer preferably has a fine-grained or nanocrystalline structure in which individual crystallites are arranged without or with only a slight orientation. This is in contrast to the stem-shaped growth of crystallites, as is known from conventional PVD coating processes.
  • a layer with a nanocrystalline structure there are preferably crystallites with a size of less than 500 nm, preferably arranged less than 100 nm without orientation.
  • the object is achieved by a PVD process in which the electrodes are operated with AC voltage.
  • the electrodes are electrically controlled so that they are mutually anode and cathode.
  • a layer is deposited on a substrate, the process parameters (in particular substrate temperature and composition of the coating atmosphere, which can be influenced via electrical power, composition of the targets and the amount of nitrogen supplied) are set such that the layer has a low electrical conductivity as described above ,
  • sinusoidal AC voltage can be used as well as pulsed voltages.
  • the frequency of the AC voltage is preferably in the range of more than 10 kHz, particularly preferably approximately 50 kHz.
  • One or more pairs of electrodes of the same type or of different designs can be provided, to which the AC voltage is applied. Arrangements can also be used in which several, for example three electrodes, are alternately supplied with voltage pulses all around.
  • FIG. 1 The necessary considerations for the setting of the process parameters for a material system can be explained using the example of FIG. 1.
  • the figure shows the experimentally determined non-equilibrium phase diagram of the TiN-AlN system. Although TiN and AlN have no solubility under equilibrium conditions, a wide solubility of the two phases can be achieved under the non-equilibrium conditions of the PVD. This effect is based on the process distant from equilibrium, which leads to the formation of a metastable phase in a local, kinetically caused energy minimum.
  • the phase diagram of Fig.i shows an area I of NaCl structure (working points with filled squares), an area II of Wurzit structure (crossed squares) and a mixing area III (circles).
  • Fig. 1 shows the experimentally determined phase diagram of the material system
  • Coating system shows a diagram showing the ionization on the substrate
  • Fig. 5 shows a transverse break through a coated substrate.
  • Electrically insulating wear protection layers are produced using the proposed method or the proposed device by generating a plasma between electrodes in a PVD coating system.
  • the electrodes which are operated with AC voltage (for example bipolar pulsed) are equipped with targets which contain the elements to be deposited. These are aluminum and one or more other metals from the aforementioned group. Nitrogen is also added to the plasma in the coating atmosphere.
  • the process parameters are set so that layers of low conductivity are deposited on the substrate. This is preferably done by setting the parameters in such a way that a proportion of Al-N in the Wurzit structure is deposited.
  • the person skilled in the art is able to set the corresponding parameters in such a way that a layer with the desired properties is will be divorced.
  • he will look at the phase diagram of the selected system for the material system selected in each case and adjust the composition of the coating atmosphere and the substrate temperature in such a way that a desired working point is reached in this diagram, at which the structure of the deposited layer is as desired such that the layer has low electrical conductivity.
  • the phase diagram is shown in FIG.
  • the possible working points for the deposition of layers of low conductivity would be in areas II or III (circles or crossed squares).
  • the person skilled in the art knows or can find out by means of a few targeted experiments how the composition of the coating atmosphere can be influenced in the desired manner in each case, for example by the composition of the targets and the amount of the gaseous constituents supplied.
  • the substrate temperature can be influenced, for example, by the electrical power supplied to the electrodes and / or by external additional heating.
  • FIG. 2 shows a symbolic representation of an example of elements of a PVD coating system.
  • An anode 12 and four cathodes 14 and a substrate holder 16 are arranged in a coating chamber 10 under low pressure.
  • a working gas preferably argon
  • the cathodes 14 are designed as magnetron cathodes. Alternatively, some of the electrodes can also be designed as diode cathodes.
  • the electrodes 14 each have targets 20 which are designed as plates made of material to be atomized.
  • the material of the plates consists of Ti, with AI being used in the form of plugs in bores in the titanium plate.
  • the targets can also be designed, for example, as an aluminum plate with bores, plugs made of the further material or the further materials being inserted into the bores.
  • composite targets made of the two materials can be used, or sintered materials.
  • several targets can also be used, of which, for example in the case of (Ti-Al) -N, at least one consists of Ti and at least one further of AI.
  • a bipolar pulsed voltage of, for example, approximately 500 volts lies between two cathodes 14 in each case.
  • Ions of the working gas, for example Ar are alternately accelerated between two targets and atomize them.
  • gaseous nitrogen is supplied through the gas inlet 18. Under the influence of the electrical and magnetic fields in the area in front of the cathodes 14, a coating atmosphere is formed in the form of a plasma.
  • Fig. 3 shows the energy distribution of Ti + ions in the plasma, once in a conventional DC process (lower curve) and in the proposed process with pulsed AC voltage on the electrodes. The example shown is measured on a system of type CC800 from the applicant with four Ti-Al targets in an Ar / N atmosphere, operated with an electrical power of 16 kW.
  • the coating atmosphere contains the gaseous constituents supplied, including nitrogen, and the atomized constituents of the target 20.
  • the respective composition of the coating atmosphere depends on the atomization rates of the target materials and on the gas flow set. It can be influenced by a suitable choice of the material of the target 20 (i.e. by the free surface of the parts made of the respective materials, taking into account the dusting rate), but also by different additions of gaseous components. For example, it is known that at high Al contents in the target 20 there is a so-called "poisoning" (ie formation of an electrically non-conductive nitride already on the solid target material) of a target 20. Since the degree of poisoning the dusting rate on the poisoned If the target is significantly influenced, the dusting rate for the elements and thus the composition of the coating atmosphere can be changed through targeted use of the poisoning.
  • the elements of the coating atmosphere are deposited on the substrates, ie on workpieces such as drills, indexable inserts etc. attached to the substrate holder.
  • a potential difference is generated between the substrates and the plasma, for example by a voltage source between the substrate holder and the wall of the vacuum chamber 10. Because of the bias voltage, bombardment with ions of the ion also occurs on the substrate Working gas, which leads to the partial removal of the layer and, as a result, an improvement in the deposited layer.
  • a layer is formed on the surface of a substrate, which layer mainly consists of the elements of the material system used.
  • the examples relate to a CC8oo PVD coating system from the applicant.
  • Argon is used as the process gas and nitrogen as the reactive gas.
  • Four magnetron cathodes made of the selected target material are used.
  • the potential of the substrate is set so that a bias voltage is applied to the chamber wall.
  • the coating device consumes electrical power, hereinafter referred to as "cathode power" (resulting from the respective voltage between the anodes and cathodes and the ion current), a power control regulating the respective power to a desired value.
  • cathode power resulting from the respective voltage between the anodes and cathodes and the ion current
  • a substrate temperature is established, which is measured by the system.
  • the substrate temperature can be increased by an additional electrical heater.
  • WO 98/46807 describes a device for PVD coating with regard to the voltages or potentials to be set, which is expressly included here.
  • a high Al content, ie non-conductive (Ti, Al, Cr) N layer is to be deposited on hard metal indexable inserts in the PVD process.
  • an argon flow of 250 ml per minute and a nitrogen flow of 90 ml per minute are set.
  • the cathodes are equipped with targets in the form of a Ti plate, 50 Al inserts and 12 Cr inserts being introduced into round holes in the plate.
  • the total area of the plate is 500 x 88 mm, the diameter of the inserts each 12 mm.
  • the cathodes are operated with a bipolar voltage pulsed at a frequency of 30 kHz.
  • a power of 8 kW is set for each of the four magnetron cathodes, ie a total of 32 kW.
  • the voltage of the magnetron is in this case Sputterzyklus about 500 V. It follows with the used system, a substrate temperature of 470 0 C, is deposited in a mixture of cubic and hexagonal (Ti, Cr, Al) N. A layer rate of around 1.5 ⁇ m / h results from the set parameters.
  • the Al content of the layer is about 70 mol% AlN, the Cr content about 5 at%.
  • a two-phase layer consisting of a hexagonal and a cubic phase is formed.
  • the conductivity of a 3 ⁇ m thick layer on a well electrically conductive hard metal substrate is more than 500 ohms when measured with an ohm meter at a test tip distance of approx.
  • the hardness of the layer produced is approximately 2800 HV.
  • a high Al content, i.e. non-conductive (Ti, Al) N layer can be deposited using the PVD process.
  • Ti, Al non-conductive
  • an argon flow of 250 ml per minute and a nitrogen flow of 90 ml per minute are set.
  • Two of the cathodes are equipped with targets in the form of an aluminum plate, the other two cathodes with targets in the form of a Ti plate with 48 AI inserts. The dimensions of the plate and the inserts are analogous to the first example.
  • the cathodes are operated bipolar in pulse mode at a frequency of 50 kHz.
  • a power of 8 kW is set for each of the four magnetron cathodes, ie a total of 32 kW. This results in a substrate temperature of 480 0 C, at which a mixture of cubic and hexagonal (Ti, Al) N is deposited.
  • a layer rate of about 1.5 ⁇ m / h results from the set parameters.
  • the Al content of the layer is approximately 80 mol% AlN.
  • a two-phase layer consisting of a hexagonal and a cubic phase is formed.
  • the conductivity of a 3 ⁇ m thick layer on an electrically conductive hard metal substrate is measured with an ohm meter with a probe tip distance of approx. learning more than 1000 ohms.
  • the hardness of the layer produced is approximately 3000 HV.
  • Fig. 5 shows a transverse break through the coated body.
  • the surface of a substrate 22 is visible.
  • a Ti-Al-N layer 24 is applied thereon.
  • the layer 24 does not have a texture made up of crystallites growing upwards from the substrate surface. The crystallites are very leinein and show no recognizable structure.

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Abstract

Beschrieben werden ein beschichteter Körper und ein Verfahren zur Beschichtung eines Körpers. Zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften ist es bekannt, die Oberfläche von Körpern zu beschichten, insbesondere für Werkzeuge wie Bohrer, Fräser oder endeschneidplatten. Vorgeschlagen wird eine Schicht mit besonders vorteilhaften Eigenschaften. Die Schicht besteht aus einem Materialsystem mit den Elementen Al, N und einem weiteren Element, wobei das weitere Element die Eigenschaft hat, dass es kubische Nitride in NaCl-Struktur ausbildet. Die Schichten zeichnen sich dadurch aus, dass sie eine geringe elektrische Leitfähigkeit aufweisen. Diese wird beispielsweise für Ti-Al-N bei einem hohen Al-N Anteil von mehr als 65 Mol-% erreicht. Eine solche Schicht kann in einer PVD-Beschichtungsvorrichtung erzeugt werden, in der Elektroden mit Wechselspannung betrieben und zerstäubt werden und die Prozessparameter so eingestellt werden, dass die Schicht eine geringe elektrische Leitfähigkeit aufweist.

Description

Beschichteter Körper und ein Verfahren zur Beschichtung eines Körpers
Die Erfindung betrifft einen beschichteten Körper und ein Verfahren zur Beschichtung eines Körpers.
Zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften ist es bekannt, die Oberfläche von Körpern zu beschichten. Insbesondere für Werkzeuge, beispielsweise Bohrer, Fräser oder Wendeschneidplatten ist es bekannt, auf einem Substrat-Material, beispielsweise HSS- Stahl oder Hartmetall eine oder mehrere Schichten aufzubringen, wobei mindestens eine der Schichten eine hohe Härte aufweist.
Eine Klasse der hierfür verwendeten Beschichtungsverfahren sind PVD (Physical Vapor Deposition)-Verfahren. Beispielsweise in der DE-A-3825399 ist ein PVD-Verfahren beschrieben. Eines der PVD-Verfahren ist das Magnetronsputtern. Hierbei werden Targets zerstäubt und eine Beschichtungsatmosphäre als Plasma erzeugt, deren Bestandteile auf der Oberfläche des Körpers abgeschieden werden. Bekannt sind außerdem andere PVD- Verfahren wie Elektronenstrahlverdampfen oder Lichtbogenaufdampfen.
Hierfür ist die Verwendung von verschiedenen Materialien bzw. Systemen aus verschiedenen Elementen bekannt. Es ist auch bekannt, bei der Beschichtung als reaktives Gas Stickstoff zuzuführen, so daß Nitride abgeschieden werden.
Die Elemente, aus denen eine abgeschiedene Schicht besteht, wird überwiegend von dem zugrundeliegenden Materialsystem bestimmt. Als "Materialsystem" wird hier die Kombination der für das Schichtmaterial maßgeblichen Elemente bezeichnet. Die tatsächlich abgeschiedene Schicht kann darüber hinaus allerdings noch weitere Bestandteile enthalten, beispielsweise Anteile eines Prozeßgases, Verunreinigungen oder andere Beimischungen.
Ein Materialsystem, das für die Bildung von Verschleißschutzschichten bekannt ist, ist Ti- Al-N. Es ist bekannt, mittels PVD-Vorrichtungen Schichten abzuscheiden, die ganz oder überwiegend aus Ti-Al-N bestehen. Hierfür werden PVD-Anlagen mit Gleichstromplasmen verwendet. Im Gegensatz zu CVD-Verfahren ist es bislang jedoch nicht möglich isolierende Schichten wirtschaftlich mittels herkömmlicher PVD- Verfahren unter Verwendung von Gleichstromplasmen abzuscheiden. Dies liegt an der Ausbildung isolierender Schichten sowohl auf den Targets als auch auf Kammer und Substraten während der Beschichtung.
Es ist bekannt, Schichten aus AI2O3, einem elektrisch nichtleitenden Material, in PVD- Verfahren abzuscheiden, indem statt DC-Plasmen AC-Plasmen verwendet werden. Hierfür werden an die Elektroden Wechselspannungen angelegt, so daß sie wechselseitig als Anode und Kathode wirken.
Die Abscheidung von Al203 mittels thermischem CVD ist z.B. im US Patent 4,180,400 ausführlich beschrieben. In den US Patenten 4,790,920, 5,693,417 und 6,210,726 wird über die PVD-Abscheidung von Al2O3 berichtet.
US Patente 4,046,659 und 4,013,532 sowie das Deutsche Patent DD 252 205 beschreiben die Erzeugung und Verwendung gepulster Plasmen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Körper sowie ein Verfahren zur Beschichtung eines Körpers mit Schichten mit besonders vorteilhaften Eigenschaften vorzuschlagen.
Die Aufgabe wird gelöst durch einen Körper nach Anspruch 1, sowie ein Verfahren nach Anspruch 11. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Der erfindungsgemäße Körper weist ein Substrat und eine oder mehrere Schichten darauf auf. Der Körper kann bspw. ein Werkzeug oder ein Teil eines Werkzeugs sein. Besondere Vorteile bietet eine Beschichtung für ein Zerspanungswerkzeug, bspw. einen Bohrer, einen Fräser oder eine Wendeschneidplatte. Das Substrat ist bevorzugt metallisch (z.B. HSS- Stahl, Hartmetall) und kann mehrere Schichten aufweisen. Betrachtet wird hiervon jedoch zunächst nur eine Schicht, die überwiegend aus einem bestimmten Materialsystem gebildet ist. Hierunter wird verstanden, daß die Schicht zu mindestens 60 Gew.-%, bevorzugt zu mehr als 80 Gew.-% oder sogar vollständig aus den Elementen des Materialsystems be- steht. Insgesamt kann die Schicht beispielsweise eine Dicke von 1-20 μm aufweisen, bevorzugt wird ein Bereich von 2-6 μm. Eine besonders bevorzugte Schichtdicke ist etwa 3 μm.
Erfindungsgemäß wird ein Materialsystem vorgeschlagen, das Aluminium, Stickstoff und ein oder mehrere weitere Elemente umfaßt. Dieses Materialsystem wird in einer solchen Form abgeschieden, daß die Schicht eine geringe elektrische Leitfähigkeit hat. Bei den vorgeschlagenen Materialsystemen ergibt sich eine Reduktion der elektrischen Leitfähigkeit, wenn die Kristallstruktur der abgeschiedenen Schicht in erhöhtem Maße hexagonale Anteile aufweist. Derartige hexagonale Anteile entsprechen der Wurzitstruktur des Al-N, das Teil des Materialsystems Al-X-N ist, wobei X für das oder die "weiteren Elemente" steht, auf die unten näher eingegangen wird. Die hexagonalen Anteile treten vermehrt auf, wenn eine Zusammensetzung gewählt wird, die eine erhöhten Al-Antcil aufweist. Der Parameterbereich bzw. Arbeitspunkt der Beschichtungsanlage in dem eine Schicht mit teilweise oder vollständig hexagonaler Kristallstruktur abgeschieden wird, ist vom Fachmann für das jeweils verwendete Materialsystem anhand des Phasendiagramms zu bestimmen. Für das System Ti-Al-N beispielsweise beträgt der Al-N Anteil an der Schicht bevorzugt mehr als 65 Mol- . Der Al-N Anteil kann mehr als 80 Mol-% betragen, ohne daß ein Abfall der mechanischen Eigenschaften eintritt. Bevorzugt wird aber für Ti-Al-N ein Al- N Anteil von 65 bis 80 Mol-% Obwohl beispielsweise die Abscheidung von leitfähigen Ti- Al-N Schichten seit langem bekannt ist, wurden derartige Schichten bisher nicht mit hexagonalem Anteil, d.h. mit geringer Leitfähigkeit abgeschieden.
Die erfindungsgemäße Schicht ist aufgrund ihrer Kristallstruktur von hoher Härte und eignet sich daher hervorragend als Verschleißschutzschicht. Die Abscheidung derartiger Schichten ist mit dem vorgeschlagenen PVD-Verfahren technisch auch in industriellem Maßstab gut durchführbar. Ein besonderer Vorteil dieser Schichten ist auch die geringe Anfälligkeit für Oxidation.
Auch die geringe Leitfähigkeit kann bereits für sich gesehen für einige Anwendungen von Vorteil sein. Da übliche, insbesondere metallische Substrate eine gute elektrische Leitfähigkeit aufweisen, erfolgt bei einer Widerstandsmessung zwischen zwei Punkten der Oberfläche der Schicht die Stromleitung im Wesentlichen quer zur Schicht. Der gemessene Wider- standswert ist damit maßgeblich von der Schichtdicke abhängig. Damit kann aus der mit sehr einfachen Mitteln durchzuführenden Messung auf die Schichtdicke zurückgeschlossen und so bspw. eine Aussage darüber getroffen werden, wie weit eine Verschleißschutzschicht bereits abgetragen wurde. Daher wird nach einer Weiterbildung der Erfindung bevorzugt, daß die Leitfähigkeit des Substrats erheblich höher ist als die Leitfähigkeit der Schicht.
Die erfindungsgemäße Schicht ist elektrisch schlecht oder sogar nicht leitfähig. Unter schlechter Leitfähigkeit wird hier bereits ein spezifischer elektrischer Widerstand von mindestens l Ωm verstanden. Besonders bevorzugt liegt der spezifische elektrische Wi- derstand deutlich höher, d.h. bei mehr als 1E3 Ωm oder sogar mehr als 1E5 Ωm.
Eine erfindungsgemäß angestrebte elektrisch nicht bzw. schlecht leitfähige Schicht, die auf einem gut leitfähigen, bspw. metallischen Substratmaterial (z.B. Stahl, Hartmetall) aufgebracht ist, läßt sich von herkömmlichen, gut leitfähigen Schichten beispielsweise durch Messung des elektrischen Widerstands zwischen zwei Punkten der Oberfläche (mit einem Ohm-Meter durch Aufdrücken der Prüfspitzen) unterscheiden. Wie oben bereits erläutert verläuft beispielsweise bei einer Entfernung der Meßstellen von 1 cm der Stromleitungspfad maßgeblich über das (gut leitfähige) Substrat, so daß der gemessene Widerstand hauptsächlich von Schichtdicke und elektrischen Leitfähigkeit der Schicht abhängt. Hierbei wird bevorzugt , daß der gemessene Widerstandswert höher als 3 Ω je μm Schichtdicke, besonders bevorzugt höher als 50Ω je μm Schichtdicke liegt.
Wird das oben beschriebene Meßverfahren für herkömmliche Ti-Al-N Schichten ausgeführt, ergeben sich beispielsweise Meßwerte im Bereich von 0,1 Ω je μm Schichtdicke oder darunter. Daher sind die erfindungsgemäß angestrebten, gering oder nicht leitfähigen Schichten von den herkömmlichen Schichten mittels der Widerstandsmessung gut unterscheidbar.
Es hat sich in Versuchen gezeigt, daß in vielen Fällen die bevorzugte Kristallstruktur der Schicht bei der Betrachtung des Röntgendiffraktogramms besonders gut erkennbar ist. Hier tauchen neben den Beugungsreflexen der leitenden Struktur auch die der nichtleitenden Struktur auf. Für die bevorzugt in größeren Anteilen auftretende Wurzitstruktur des Al-N entsprechen diese Beugungsreflexe den Peaks an den Positionen ge- mäß dem entsprechenden ICDD-Pulverdiffraktogramm Nr. 25-1133. Das entsprechende ICDD-tabellierte Pulverdiffraktogramm ist dem Fachmann bekannt und wird hier ausdrücklich in die Offenbarung mit einbezogen. Die hier bevorzugten Beugungsreflexe sind AlN (002), AlN (102) und A1N (103). Es muß aber darauf hingewiesen werden, daß sich auch Schichten ergeben haben, die zwar die angestrebten Eigenschaften hinsichtlich der Kristallstruktur und damit auch die geringe Leitfähigkeit aufwiesen, bei denen aber im Röntgendiffraktogramm die Wurzit-Struktur nicht ldar erkennbar war. Es wird davon ausgegangen, daß in diesen Fällen diese Kristalle amorph vorlagen, so daß sie im Röntgendiffraktogramm nicht sichtbar wurden.
Die erfindungsgemäße Schicht kann (ganz oder überwiegend) bestehen aus verschiedenen Materialien, die einer bestimmten Klasse von Systemen angehören. Die betrachtete Klasse von Systemen umfaßt solche Systeme, die gebildet sind aus den Elementen N, AI, und mindestens einem weiteren Element. Für das weitere Element kommen solche Metalle in Frage, die die Eigenschaft haben daß sie kubische Nitride in Na-Cl-Struktur ausbilden. Insbesondere umfaßt dies die folgende Gruppe von Elementen: Am, Ce, Cr, Cm, Er, Eu, Gd, Hf, La, Lu, Mo, Mn, Nb, Nd, Np, Pa, Pr, Pu, Re, Sc, Sm, Sr, Ta, Tb, Tc, Th, Ti, U, V, W, Y, Yb, Zr. Von diesen Elementen werden bevorzugt die folgenden eingesetzt: Zr, Hf, Ti, Ta , Nb, V, W, Mo, Cr, Re, Mn. Besonders bevorzugt werden Systeme, bei das weitere Element Ti ist (Ti-Al-N) oder Ti eines der weiteren Elemente ist.
Das System kann hierbei aus drei Elementen bestehen. Bevorzugte Beispiele sind Cr-Al- N, Hf-Al-N, Zr-Al-N, V-Al-N. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform ist Ti-Al-N. Ebenso kann das System jedoch von den vorgenannten Elementen noch weitere ent- halten, beispielsweise Ti-Hf-Al-N, Ti- Zr-Al-N, Ti-Ta-Al-N, Ti- Nb -Al-N, Ti- V-Al-N, Ti- W-Al-N, Ti-Mo-Al-N, Ti-Cr-Al-N, Ti-Re-Al-N und Ti-Mn-Al-N. Möglich ist daher bspw. die Verwendung von Materialsystemen mit vier, fünf oder mehr Element.
Die Schicht weist bevorzugt eine feinkörnige oder nanokristalline Struktur auf, in der einzelne Kristalliten ohne oder mit nur geringer Orientierung angeordnet sind. Dies steht im Gegensatz zum stengeiförmigen Wachstum von Kristalliten, wie es aus herkömmlichen PVD-Beschichtungsverfahren bekannt ist. In einer Schicht mit nanokri- stalliner Struktur sind vorzugsweise Kristallite einer Größe von weniger als 500 nm, bevorzugt weniger als 100 nm ohne Orientierung angeordnet.
Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe gelöst durch einen PVD-Prozeß, bei dem die Elektroden mit Wechselspannung betrieben werden. Hierdurch werden die Elektroden elektrisch so angesteuert, daß sie wechselseitig Anode und Kathode sind. Für jede Elektrode ergibt sich somit zeitweilig ein "Sputterzyklus", in dem die Elektrode Kathode ist und zerstäubt wird. Auf einem Substrat wird so eine Schicht abgeschieden, wobei die Prozeßparameter (inbes. Substrattemperatur und Zusammensetzung der Beschichtungsatmosphäre, beeinflußbar über elektrische Leistung, Zusammensetzung der Targets und zugeführte Menge an Stickstoff) so eingestellt werden, daß die Schicht wie oben beschreiben eine geringe elektrische Leitfähigkeit aufweist.
Hierfür kommt sinusförmige Wechselspannung ebenso in Frage wie gepulste Spannungen. Die Frequenz der Wechselspannung liegt bevorzugt im Bereich von mehr als 10 kHz, besonders bevorzugt bei ca. 50 kHz. Es können ein oder mehre Paare von gleichartigen oder auch verschieden gestalteten Elektroden vorgesehen sein, die mit der Wechselspannung beaufschlagt werden. Es sind auch Anordnungen verwendbar, bei denen mehrere, beispielsweise drei Elektroden, wechselseitig umlaufend mit Spannungspulsen beaufschlagt werden.
Die notwendigen Überlegungen für die Einstellung der Prozeßparameter lassen sich für ein Materialsystem beispielhaft anhand von Fig. 1 erklären. Die Abbildung zeigt das experimentell ermittelte Nichtgleichgewichtsphasendiagramm des Systems TiN-AlN. Obwohl TiN und AlN keine Löslichkeit unter Gleichgewichtsbedingungen aufweisen, kann unter den Nichtgleichgewichtsbedingungen der PVD eine weite Löslichkeit der beiden Phasen erzielt werden. Dieser Effekt beruht auf der gleichgewichtsfernen Prozeßführung die zur Ausbildung einer metastabilen Phase in einem lokalen, kinetisch bedingten Energieminimum führt. Das Phasendiagramm von Fig.i zeigt einen Bereich I von NaCl-Struktur (Arbeitspunkte mit ausgefüllten Quadraten), einen Bereich II von Wurzit-Struktur (gekreuzte Quadrate) und einen Mischbereich III (Kreise). Da bislang nur leitfahige Schichten (NaCl- Struktur) abgeschieden werden konnten, liegt der maximale Al-Gehalt von (Ti,Al)N- Schichten bislang bei etwa 65 Mol-% AlN. Bei höheren Gehalten bildet sich die elektrisch nicht leitfähige Wurtzitstruktur des AlN aus. Bei den bisher im DC-PVD-Verfahren abgeschiedenen Schichten des Materialsystems Ti-Al-N konnte eine durch die Schichtleitfähig- keit bedingte Barriere bei einer Zusammensetzung von etwa 65 Mol% AlN nicht überwunden werden.
Es hat sich herausgestellt, daß die oben beschreibenen Schichten, wenn mit dem bevor- zugt vorgeschlagenen PVD-Verfahren hergestellt wurden, bei dem die Elektroden mit einer bipolar gepulsten Spannung beaufschlagt werden, von sich aus in der bevorzugten feinkörnigen, nanokristallinen Struktur (zu unterscheiden von homogenem, strukturiertem Kristall Wachstum) entstehen.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Figuren näher beschreiben. Hierbei zeigen
Fig. 1 das experimentell ermittelte Phasendiagramm des Materialsystems
(Ti, Al)-N; Fig. 2 eine schematische Darstellung von Elementen einer PVD-
Beschichtungsanlage ; Fig. 3 ein Diagramm mit Darstellung der Ionisierung am Substrat;
Fig. 4 ein Diagramm eines Röntgenbeugungsspektrums;
Fig. 5 einen Querbruch durch ein beschichtetes Substrat.
Elektrisch isolierende Verschleißschutzschichten werden mit dem vorgeschlagenen Verfahren bzw. der vorgeschlagenen Vorrichtung erzeugt, indem in einer PVD- Beschichtungsanlage zwischen Elektroden ein Plasma erzeugt wird. Die Elektroden, die mit Wechselspannung betrieben (bspw. bipolar gepulst) werden sind mit Targets be- stückt, die die abzuscheidenen Elemente enthalten. Diese sind Aluminium und ein oder mehrere weitere Metalle der vorgenannten Gruppe. Dem Plasma der Beschichtungsat- mosphäre wird zudem Stickstoff zugeführt. Die Prozeßparameter werden so eingestellt, daß auf dem Substrat Schichten geringer Leitfähigkeit abgeschieden werden. Bevorzugt geschieht dies, indem die Parameter so eingestellt werden, daß ein Anteil an Al-N in Wurzit-Struktur abgeschieden wird.
Ausgehend von diesen Angaben ist der Fachmann in der Lage, die entsprechenden Parameter so einzustellen, daß eine Schicht mit den gewünschten Eigenschaften abge- schieden wird. Hierzu wird er für das jeweils gewählte Matrialsystem das Phasendiagramm des gewählten Systems betrachten und die Zusammensetzung der Beschich- tungsatmosphäre und die Substrattemperatur so einstellen, daß ein gewünschter Arbeitspunkt in diesem Diagramm erreicht wird, an dem die Struktur der abgeschiedenen Schicht wie gewünscht so ist, daß die Schicht geringe elektrische Leitfähigkeit aufweist. Für das bevorzugte System (Ti,Al)N beispielsweise ist in Fig. l das Phasendiagramm dargestellt. Die möglichen Arbeitspunkte für die Abscheidung von Schichten geringer Leitfähigkeit wären hier in den Bereichen II oder III (Kreise oder gekreuzte Quadrate).
Dem Fachmann ist bekannt bzw. er kann durch wenige zielgerichtete Versuche herausfinden, wie die Zusammensetzung der Beschichtungsatmosphäre in jeweils gewünschter Weise beispielsweise durch die Zusammensetzung der Targets und die Menge der zugeführten gasförmigen Bestandteile beeinflußt werden kann. Die Substrattemperatur kann beispielsweise durch die den Elektroden zugeführte elektrische Leistung und/oder durch externe zusätzliche Heizung beeinflußt werden.
Fig. 2 zeigt in symbolischer Darstellung ein Beispiel von Elementen einer PVD- Beschichtungsanlage. In einer Beschichtungskammer 10 unter niedrigem Druck sind eine Anode 12 und vier Kathoden 14 sowie ein Substrat-Halter 16 angeordnet. Über einen Gaseinlaß 18 wird ein Arbeitsgas (bevorzugt Argon) zugeleitet. Die Kathoden 14 sind als Magnetron-Kathoden ausgebildet. Alternativ können einige der Elektroden auch als Dioden-Kathoden ausgebildet sein. Die Elektroden 14 weisen jeweils Targets 20 auf, die als Platten aus zu zerstäubendem Material ausgebildet sind. Für das System (Ti,Al)N beispielsweise, besteht das Material der Platten Ti, wobei AI in Form von Stopfen in Bohrun- gen der Titan-Platte eingesetzt ist.
Die Targets können auch beispielsweise als Aluminiumplatte mit Bohrungen ausgebildet sein, wobei in die Bohrungen Stopfen aus dem weiteren Material oder den weiteren Materialien eingesetzt werden. Ebenso können Verbundtargets aus den beiden Materialien verwendet werden, oder Sintermaterialien. Schließlich können auch mehrere Targets verwendet werden, von denen bspw. bei (Ti-Al)-N beispielsweise mindestens eines aus Ti und mindestens ein weiteres aus AI besteht. Im Betrieb der beispielhaft gezeigten Anlage liegt eine bipolar gepulste Spannung von beispielsweise etwa 500 Volt zwischen jeweils zwei Kathoden 14. Ionen des Arbeitsgases, beispielsweise Ar, werden wechselweise zwischen jeweils zwei Targets beschleunigt und zerstäuben diese. Zusätzlich wird gasförmiger Stickstoff durch den Gaseinlaß 18 zugeführt. Unter dem Einfluß der elektrischen und magnetischen Felder im Bereich vor den Kathoden 14 kommt es zur Ausbildung einer Beschichtungsatmosphäre in Form eines Plasmas.
Besonders gute Ergebnisse wurden hierbei mit einem sehr dichten Plasma, d.h. mit einer hohen Ionisation erzielt. Es hat sich gezeigt, daß mit einer erhöhten Ionisation ein beson- ders feinkristallines Gefüge zu erzielen ist. Bei einem Betrieb der Elektroden 14 mit einer bipolaren Wechselspannung werden die Ionen im Plasma wechselseitig in beide Richtungen beschleunigt, wodurch es zu einer erhöhten Ionisation kommt. Fig. 3 zeigt die Energieverteilung von Ti+ -Ionen im Plasma, einmal bei einem konventionellen DC-Prozeß (untere Kurve) und bei dem vorgeschlagenen Prozeß mit gepulster Wechselspannung an den Elektroden. Das gezeigte Beispiel ist an einer Anlage von Typ CC800 der Anmelderin gemessen mit vier Ti-Al Targets in einer Ar/N Atmosphäre, betrieben mit einer elektrischen Leistung von 16kW.
Die Beschichtungsatmosphäre enthält die zugeführten gasförmigen Bestandteile, darunter Stickstoff, sowie die zerstäubten Bestandteile der Targets 20. Die jeweilige Zusammensetzung der Beschichtungsatmosphäre ist hierbei von den Zerstäubungsraten der Targetmaterialien sowie vom eingestellten Gasfluß abhängig. Sie kann beeinflußt werden durch geeignete Wahl des Materials der Targets 20 (d.h. durch die freie Oberfläche der Teile aus den jeweiligen Materialien, unter Beachtung der Abstäubrate), aber auch durch unter- schiedliche Zugabe gasförmiger Bestandteile. Beispielsweise ist bekannt, daß sich bei hohen Al-Gehalten im Target 20 eine sog. „Vergiftung" (d.h. Bildung eines elektrisch nicht leitfähigen Nitrids bereits auf dem festen Target-Material) eines Targets 20 ergibt. Da der Grad der Vergiftung die Abstäubrate am vergifteten Target maßgeblich beeinflußt, kann so durch gezielte Ausnutzung der Vergiftung die Abstäubrate für die Elemente und damit die Zu- sammensetzung der Beschichtungsatmosphäre verändert werden.
Die Elemente der Beschichtungsatmosphäre lagern sich auf den Substraten, d.h. auf am Substrat-Halter angebrachten Werkstücken wie Bohrer, Wendeschneidplatten etc., ab. Hierbei wird in an sich bekannter Weise zwischen den Substraten und dem Plasma eine Potentialdifferenz erzeugt, beispielsweise durch eine Spannungsquelle zwischen dem Substrat-Halter und der Wandung der Vakuumkammer 10. Aufgrund der Bias-Spannung kommt es auch auf dem Substrat zu einem Bombardement mit Ionen des Arbeitsgases, was zum teilweisen Abtrag der Schicht und im Ergebnis zu einer Verbesserung der abgelagerten Schicht führt.
Führt man eine derartige Beschichtung kontinuierlich durch, so entsteht auf der Oberfläche eines Substrates eine Schicht, die überwiegend aus den Elementen des verwendeten Materialsystems besteht.
Nachfolgend werden einige Beispiele für Beschichtungsvorgänge und hierdurch erzeugte Schichten gegeben. Die Beispiele beziehen sich auf eine PVD-Beschichtungsanlage vom Typ CC8oo der Anmelderin. Als Prozeßgase wird Argon, als reaktives Gas Stick- Stoff verwendet. Es werden vier Magnetron-Kathoden aus dem jeweils gewählten Target-Material benutzt. Das Potential des Substrats wird so eingestellt, daß gegenüber der Kammerwand eine Bias-Spannung anliegt. Die Beschichtungsvorrichtung nimmt elektrische Leistung, im folgenden als "Kathodenleistung" bezeichnet, auf (resultierend aus der jeweiligen Spannung zwischen Anoden und Kathoden sowie dem Ionenstrom) wobei eine Leistungsregelung die jeweilige Leistung auf einen gewünschten Wert regelt. Infolge der zugeführten elektrischen Leistung stellt sich eine Substrattemperatur ein, die durch die Anlage gemessen wird. Durch eine zusätzliche elektrische Heizung kann die Substrattemperatur erhöht werden. In der WO 98/46807 ist eine Vorrichtung zur PVD- Beschichtung hinsichtlich der einzustellenden Spannungen bzw. Potentiale erläutert, was hier ausdrücklich mit einbezogen wird.
Beispiel 1
Auf Hartmetall-Wendeschneidplatten soll eine hoch Al-haltige, d.h. nichtleitende (Ti,Al,Cr)N-Schicht im PVD-Verfahren abgeschieden werden. Bei einer Anlage des Typs CC800 wird ein Argon-Fluß von 250 ml pro Minute und ein Stickstofffluß von 90 ml pro Minute eingestellt. Die Kathoden werden mit Targets in Form einer Ti-Platte bestückt, wobei in runde Bohrungen der Platte 50 AI-Einsätze und 12 Cr-Einsätze eingebracht wurden. Die Gesamtfläche der Platte beträgt 500 x 88 mm, der Durchmessser der Einsätze jeweils 12 mm.
Die Kathoden werden mit einer bipolaren, mit einer Frequenz von 30 kHz gepulsten Spannung betrieben. Es wird eine Leistung von 8 kW für jede der vier Magnetronkathoden, d.h. insgesamt 32 kW eingestellt. Die Spannung der Magnetronkathoden beträgt im Sputterzyklus hierbei etwa 500 V. Hieraus ergibt sich bei der verwendeten Anlage eine Substrattemperatur von 4700 C, bei der eine Mischung aus kubischem und hexagonalem (Ti,Cr,Al)N abgeschieden wird. Aus den eingestellten Parametern resultiert eine Schichtrate von etwa 1,5 μm/h.
Der Al-Gehalt der Schicht beträgt ca 70 Mol-% AlN, der Cr-Gehalt etwa 5 At.-%. Es bildet sich eine zweiphasige Schicht aus hexagonaler und kubischer Phase aus. Die Leitfähigkeit einer 3 μm dicken Schicht auf einem gut elektrisch leitfähigen Hartmetallsubstrat beträgt bei Messung mit einem Ohm-Meter bei einem Prüfspitzenabstand von ca. lern mehr als 500 Ohm. Die Härte der hergestellten Schicht beträgt ca. 2800 HV.
Beispiel 2
Auf Hartmetall-Wendeschneidplatten soll eine hoch Al-haltige, d.h. nichtleitende (Ti,Al)N- Schicht im PVD-Verfahren abgeschieden werden. Bei einer Anlage des Typs CC800 wird ein Argon-Fluß von 250 ml pro Minute und ein Stickstofffluß von 90 ml pro Minute eingestellt. Zwei der Kathoden werden mit Targets in Form einer Aluminiumplatte, die anderen beiden Kathoden mit Targets in Form einer Ti-Platte mit 48 AI-Einsätzen bestückt. Hierbei sind die Abmessungen der Platte und der Einsätze analog zum ersten Beispiel.
Die Kathoden werden bipolar im Pulsbetrieb bei einer Frequenz von 50 kHz betrieben. Es wird eine Leistung von 8 kW für jede der vier Magnetronkathoden, d.h. insgesamt 32 kW eingestellt. Hieraus resultiert eine Substrattemperatur von 4800 C, bei der eine Mischung aus kubischem und hexagonalem (Ti,Al)N abgeschieden wird. Aus den eingestellten Parametern resultiert eine Schichtrate von etwa 1,5 μm/h.
Der Al-Gehalt der Schicht beträgt ca 80 Mol-% AlN. Es bildet sich eine zweiphasige Schicht aus hexagonaler und kubischer Phase aus. Die Leitfähigkeit einer 3 μm dicken Schicht auf einem elektrisch leitfähigen Hartmetallsubstrat beträgt bei Messung mit einem Ohm-Meter bei einem Prüfspitzenabstand von ca. lern mehr als 1000 Ohm. Die Härte der hergestellten Schicht beträgt ca. 3000 HV.
Fig. 4 zeigt das Röntgenbeugungsspektrum der Schicht. Deutlich erkennbar sind die Peaks der Wurzit-Struktur des AlN: AlN (002) bei einem d-Wert von 2,49 (hier allerdings überlagert von einem Peak der vom Substrat herrührt), AlN (102) bei d=ι,83 un AlN (103) bei d=ι,4i.
Fig. 5 zeigt einen Querbruch durch den beschichteten Körper. Sichtbar ist die Oberfläche eines Substrats 22. Darauf ist eine Ti-Al-N Schicht 24 aufgebracht. Die Schicht 24 weist keine Textur aus stengeiförmig von der Substratoberfläche nach oben wachsenden Kristalliten auf. Die Kristalliten sind sehr ldein und zeigen keine erkennbare Struktur.

Claims

Ansprüche
1. Körper mit - einem Substrat (22) und einer oder mehreren auf dem Substrat (22) aufgebrachten Schichten (24), wobei mindestens eine der Schichten (24) aus einem Material gebildet ist, das überwiegend aus einem System besteht aus den Elementen - Stickstoff, - Aluminium und einem oder mehreren weiteren Elementen, wobei das oder die weiteren Elemente die Eigenschaft haben, daß sie kubische Nitride in NaCl-Struktur ausbilden, und wobei die Schicht (24) eine geringe elektrische Leitfähigkeit aufweist.
2. Körper nach Anspruch 1, bei dem der spezifische elektrische Widerstand der Schicht (24) mindestens 1 Ωm beträgt, bevorzugt mindestens 1E3 Ωm.
3. Körper nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der spezifische elektrische Widerstand der Schicht (24) mindestens 100- fach, bevorzugt mehr als 1000-fach so groß ist wie der spezifische elektrische Widerstand des Substrats (22).
4. Körper nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem
- im Röntgendiffraktogramms der Schicht die Reflexe der Wurzitstruktur des AlN auftreten.
5. Körper nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem
- die Schicht (24) eine Dicke von 1 bis 20 μm, bevorzugt von 2 bis 6 μm aufweist.
6. Körper nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem - das weitere Element oder die weiteren Elemente aus der folgenden Gruppe ausgewählt sind: Am, Ce, Cr, Cm, Er, Eu, Gd, Hf, La, Lu, Mo, Mn, Nb, Nd, Np, Pa, Pr, Pu, Re, Sc, Sm, Sr, Ta, Tb, Tc, Th, Ti, U, V, W, Y, Yb, Zr.
7. Körper Anspruch 6, bei dem das weitere Element oder die weiteren Elemente aus der folgenden Gruppe ausgewählt sind: Zr, Hf, Ti, Ta, Nb, V, W, Mo, Cr, Re, Mn.
8. Körper einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem - das System aus der folgenden Gruppe von Systemen ausgewählt ist:
- Ti-A-N,
- Zr-Al-N,
- Vn-Al-N,
- Ti-Zr-Al-N, - Ti-Hf-Al-N,
- Ti-Ta-Al-N,
- Ti-Nb-Al-N,
- Ti-V-Al-N,
- Ti-W-Al-N, - Ti-Mo-Al-N,
- Ti-Cr-Al-N.
9. Körper nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Schicht überwiegend aus dem Materialsystem Ti-Al-N besteht, - wobei der Al-N Anteil bei mehr als 65 Mol-%, bevorzugt bis zu 80 Mol-% liegt.
10. Körper nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Schicht (24) nanokristalline Struktur aufweist, - mit Kristalliten einer Größe von nicht mehr als 500 nm, bevorzugt nicht mehr als 100 nm.
1. Verfahren zum Beschichten eines Körpers, bei dem in einer Beschichtungsvorrichtung (10) Elektroden (14,20) mit Wechselspannung betrieben und zerstäubt werden, wobei eine Beschichtungsatmosphäre als Plasma erzeugt wird, - wobei mindestens eine erste Elektrode (20) mindestens teilweise aus Aluminium besteht, und die erste und/oder mindestens eine zweite Elektrode (20) mindestens teilweise aus einem oder mehreren weiteren Elementen besteht, wobei das oder die weiteren Elemente die Eigenschaft haben, daß sie kubi- sehe Nitride in NaCl-Struktur ausbilden, und wobei der Beschichtungsvorrichtung (10) Stickstoff zugeführt wird, und ein Substrat (22) im Bereich der Beschichtungsatmosphäre so angeordnet wird, daß eine Abscheidung von Elementen der Beschichtungsatmosphäre als Schicht (24) auf dem Substrat (22) stattfindet, - wobei die Prozeßparameter so eingestellt werden, daß die auf dem Substrat
(22) abgeschiedene Schicht (24) eine geringe elektrische Leitfähigkeit aufweist.
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Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007003648A1 (de) * 2005-07-04 2007-01-11 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Hartstoffbeschichtete körper und verfahren zu deren herstellung
WO2007121954A1 (de) * 2006-04-21 2007-11-01 Cemecon Ag Beschichteter körper
DE102007000512B3 (de) * 2007-10-16 2009-01-29 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Hartstoffbeschichtete Körper und Verfahren zu deren Herstellung
DE102008013965A1 (de) 2008-03-12 2009-09-17 Kennametal Inc. Hartstoffbeschichteter Körper
DE102008013966A1 (de) 2008-03-12 2009-09-17 Kennametal Inc. Hartstoffbeschichteter Körper
DE102008013964A1 (de) 2008-03-12 2009-09-17 Kennametal Inc. Hartstoffbeschichteter Körper
DE102008062060A1 (de) * 2008-12-12 2010-06-17 Mahle International Gmbh Gleitschicht und Gleitelement
WO2011058132A1 (de) 2009-11-12 2011-05-19 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Beschichtete körper aus metall, hartmetall, cermet oder keramik sowie verfahren zur beschichtung derartiger körper
AT510713B1 (de) * 2011-03-18 2012-06-15 Boehlerit Gmbh & Co Kg Schneidwerkzeug oder schneideinsatz hierfür sowie verwendung dieser
AT510981B1 (de) * 2011-03-18 2012-08-15 Boehlerit Gmbh & Co Kg Beschichteter körper, verwendung desselben und verfahren zu dessen herstellung
WO2012126030A1 (de) 2011-03-18 2012-09-27 Boehlerit Gmbh & Co. Kg. Beschichteter körper und verfahren zu dessen herstellung
EP2517809A4 (de) * 2009-12-21 2012-10-31 Sumitomo Elec Hardmetal Corp Oberflächenbeschichtetes schneidwerkzeug
EP2517810A1 (de) * 2009-12-21 2012-10-31 Sumitomo Electric Hardmetal Corp. Oberflächenbeschichtetes schneidwerkzeug
WO2013134796A1 (de) 2012-03-14 2013-09-19 Boehlerit Gmbh & Co.Kg. Beschichteter körper und verfahren zum beschichten eines körpers
JP2014004665A (ja) * 2012-06-26 2014-01-16 Mitsubishi Materials Corp 耐摩耗性と耐欠損性にすぐれた表面被覆切削工具
US20150023394A1 (en) * 2012-02-28 2015-01-22 Mitsubishi Materials Corporation Metal nitride material for thermistor, method for producing same, and film thermistor sensor
US20150036723A1 (en) * 2012-02-28 2015-02-05 Mitsubishi Materials Corporation Metal nitride material for thermistor, method for producing same, and film type thermistor sensor
US9103036B2 (en) 2013-03-15 2015-08-11 Kennametal Inc. Hard coatings comprising cubic phase forming compositions
US9168664B2 (en) 2013-08-16 2015-10-27 Kennametal Inc. Low stress hard coatings and applications thereof
AT516062B1 (de) * 2015-01-15 2016-02-15 Boehlerit Gmbh & Co Kg Verfahren zum Beschichten eines Gegenstandes und damit hergestellte Beschichtung
US9896767B2 (en) 2013-08-16 2018-02-20 Kennametal Inc Low stress hard coatings and applications thereof
WO2023164731A1 (de) 2022-03-03 2023-09-07 Boehlerit Gmbh & Co.Kg. Verfahren zur herstellung einer beschichtung auf einem objekt und entsprechend hergestellter beschichteter körper

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100305885B1 (ko) * 1999-10-20 2001-11-14 유창종 절삭공구/내마모성 공구용 표면 피복 경질합금

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DATABASE WPI Section Ch, Week 200171 Derwent Publications Ltd., London, GB; Class L02, AN 2001-614637 XP002257717 & KR 2001 037 811 A (KORLOY INC), 15. Mai 2001 (2001-05-15) *
DONOHUE L A ET AL: "Microstructure and oxidation resistance of Ti1-x-y-zAlxCryYzN layers grown by combined steered-arc/unbalanced-magnetron-sputter deposition" SURFACE AND COATINGS TECHNOLOGY, ELSEVIER, AMSTERDAM, NL, Bd. 94/95, 21. April 1997 (1997-04-21), Seiten 226-231, XP000826655 ISSN: 0257-8972 *
INOUE S ET AL: "Oxidation behavior of (Ti1-xAlx)N films prepared by r.f. reactive sputtering" THIN SOLID FILMS, ELSEVIER-SEQUOIA S.A. LAUSANNE, CH, Bd. 300, Nr. 1-2, 28. Mai 1997 (1997-05-28), Seiten 171-176, XP004085171 ISSN: 0040-6090 *
MUSIL J ET AL: "Superhard nanocomposite Ti1-xAlxN films prepared by magnetron sputtering" THIN SOLID FILMS, ELSEVIER-SEQUOIA S.A. LAUSANNE, CH, Bd. 365, Nr. 1, April 2000 (2000-04), Seiten 104-109, XP004195137 ISSN: 0040-6090 *
WAHLSTR\M U ET AL: "Crystal growth and microstructure of polycrystalline Ti1-xAlxN alloy films deposited by ultra-high-vacuum dual-target magnetron sputtering" THIN SOLID FILMS, ELSEVIER-SEQUOIA S.A. LAUSANNE, CH, Bd. 235, Nr. 1/2, 25. November 1993 (1993-11-25), Seiten 62-70, XP000408749 ISSN: 0040-6090 *

Cited By (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007003648A1 (de) * 2005-07-04 2007-01-11 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Hartstoffbeschichtete körper und verfahren zu deren herstellung
DE102005032860B4 (de) * 2005-07-04 2007-08-09 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Hartstoffbeschichtete Körper und Verfahren zu deren Herstellung
EP1902155B1 (de) 2005-07-04 2016-02-03 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Hartstoffbeschichtete körper und verfahren zu deren herstellung
JP2008545063A (ja) * 2005-07-04 2008-12-11 フラウンホーファー−ゲゼルシャフト ツル フェルデルング デル アンゲヴァンテン フォルシュング エー ファウ 硬質膜被覆された物体およびその製造方法
DE102005032860A1 (de) * 2005-07-04 2007-01-11 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Hartstoffbeschichtete Körper und Verfahren zu deren Herstellung
US7767320B2 (en) 2005-07-04 2010-08-03 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Hard-material-coated bodies and method for their production
US8173278B2 (en) 2006-04-21 2012-05-08 Cemecon Ag Coated body
WO2007121954A1 (de) * 2006-04-21 2007-11-01 Cemecon Ag Beschichteter körper
DE102007000512B3 (de) * 2007-10-16 2009-01-29 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Hartstoffbeschichtete Körper und Verfahren zu deren Herstellung
US8257841B2 (en) 2007-10-16 2012-09-04 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. Bodies coated with a hard material and method for the production thereof
WO2009050110A2 (de) 2007-10-16 2009-04-23 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Förderung Der Angewandten Forschung Hartstoffbeschichtete körper und verfahren zu deren herstellung
DE102008013965A1 (de) 2008-03-12 2009-09-17 Kennametal Inc. Hartstoffbeschichteter Körper
US8389134B2 (en) 2008-03-12 2013-03-05 Kennametal Inc. Body coated with hard material
EP3031948A1 (de) 2008-03-12 2016-06-15 Kennametal Inc. Hartstoffbeschichteter körper
DE102008013964A1 (de) 2008-03-12 2009-09-17 Kennametal Inc. Hartstoffbeschichteter Körper
US8394513B2 (en) 2008-03-12 2013-03-12 Kennametal Inc. Body coated with hard material
DE102008013966A1 (de) 2008-03-12 2009-09-17 Kennametal Inc. Hartstoffbeschichteter Körper
DE102008062060A1 (de) * 2008-12-12 2010-06-17 Mahle International Gmbh Gleitschicht und Gleitelement
WO2011058132A1 (de) 2009-11-12 2011-05-19 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Beschichtete körper aus metall, hartmetall, cermet oder keramik sowie verfahren zur beschichtung derartiger körper
DE102009046667A1 (de) 2009-11-12 2011-05-19 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Beschichtete Körper aus Metall, Hartmetal, Cermet oder Keramik sowie Verfahren zur Beschichtung derartiger Körper
DE102009046667B4 (de) * 2009-11-12 2016-01-28 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Beschichtete Körper aus Metall, Hartmetal, Cermet oder Keramik sowie Verfahren zur Beschichtung derartiger Körper
US8748016B2 (en) 2009-11-12 2014-06-10 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. Coated bodies made of metal, hard metal, cermet, or ceramic, and method(s) for coating of such bodies
US8685531B2 (en) 2009-12-21 2014-04-01 Sumitomo Electric Hardmetal Corp. Surface-coated cutting tool
EP2517810A4 (de) * 2009-12-21 2012-10-31 Sumitomo Elec Hardmetal Corp Oberflächenbeschichtetes schneidwerkzeug
EP2517810A1 (de) * 2009-12-21 2012-10-31 Sumitomo Electric Hardmetal Corp. Oberflächenbeschichtetes schneidwerkzeug
US8685530B2 (en) 2009-12-21 2014-04-01 Sumitomo Electric Hardmetal Corp. Surface-coated cutting tool
EP2517809A1 (de) * 2009-12-21 2012-10-31 Sumitomo Electric Hardmetal Corp. Oberflächenbeschichtetes schneidwerkzeug
EP2517809A4 (de) * 2009-12-21 2012-10-31 Sumitomo Elec Hardmetal Corp Oberflächenbeschichtetes schneidwerkzeug
WO2012126031A1 (de) 2011-03-18 2012-09-27 Boehlerit Gmbh & Co. Kg. Beschichteter körper, verwendung desselben und verfahren zu dessen herstellung
AT510981B1 (de) * 2011-03-18 2012-08-15 Boehlerit Gmbh & Co Kg Beschichteter körper, verwendung desselben und verfahren zu dessen herstellung
AT510713B1 (de) * 2011-03-18 2012-06-15 Boehlerit Gmbh & Co Kg Schneidwerkzeug oder schneideinsatz hierfür sowie verwendung dieser
WO2012126030A1 (de) 2011-03-18 2012-09-27 Boehlerit Gmbh & Co. Kg. Beschichteter körper und verfahren zu dessen herstellung
US20150036723A1 (en) * 2012-02-28 2015-02-05 Mitsubishi Materials Corporation Metal nitride material for thermistor, method for producing same, and film type thermistor sensor
US9905341B2 (en) * 2012-02-28 2018-02-27 Mitsubishi Materials Corporation Metal nitride material for thermistor, method for producing same, and film type thermistor sensor
US9852829B2 (en) * 2012-02-28 2017-12-26 Mitsubishi Materials Corporation Metal nitride material for thermistor, method for producing same, and film thermistor sensor
US20150023394A1 (en) * 2012-02-28 2015-01-22 Mitsubishi Materials Corporation Metal nitride material for thermistor, method for producing same, and film thermistor sensor
WO2013134796A1 (de) 2012-03-14 2013-09-19 Boehlerit Gmbh & Co.Kg. Beschichteter körper und verfahren zum beschichten eines körpers
DE212012000256U1 (de) 2012-03-14 2014-12-11 Boehlerit Gmbh & Co. Kg Beschichteter Körper
US9636750B2 (en) 2012-03-14 2017-05-02 Boehlerit Gmbh & Co.Kg. Coated body and method for coating a body
JP2014004665A (ja) * 2012-06-26 2014-01-16 Mitsubishi Materials Corp 耐摩耗性と耐欠損性にすぐれた表面被覆切削工具
US9103036B2 (en) 2013-03-15 2015-08-11 Kennametal Inc. Hard coatings comprising cubic phase forming compositions
US9168664B2 (en) 2013-08-16 2015-10-27 Kennametal Inc. Low stress hard coatings and applications thereof
US9896767B2 (en) 2013-08-16 2018-02-20 Kennametal Inc Low stress hard coatings and applications thereof
US10184187B2 (en) 2013-08-16 2019-01-22 Kennametal Inc. Low stress hard coatings and applications thereof
AT516062A4 (de) * 2015-01-15 2016-02-15 Boehlerit Gmbh & Co Kg Verfahren zum Beschichten eines Gegenstandes und damit hergestellte Beschichtung
WO2016112417A1 (de) 2015-01-15 2016-07-21 Boehlerit Gmbh & Co.Kg. Verfahren zum beschichten eines gegenstandes und damit hergestellte beschichtung
AT516062B1 (de) * 2015-01-15 2016-02-15 Boehlerit Gmbh & Co Kg Verfahren zum Beschichten eines Gegenstandes und damit hergestellte Beschichtung
US10597776B2 (en) 2015-01-15 2020-03-24 Boehlerit Gmbh & Co. Kg. Process for coating an article and coating produced thereby
WO2023164731A1 (de) 2022-03-03 2023-09-07 Boehlerit Gmbh & Co.Kg. Verfahren zur herstellung einer beschichtung auf einem objekt und entsprechend hergestellter beschichteter körper

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