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1. (WO2007003648) HARD-COATED BODY AND METHOD FOR PRODUCTION THEREOF
Latest bibliographic data on file with the International Bureau   

Pub. No.:    WO/2007/003648    International Application No.:    PCT/EP2006/063881
Publication Date: 11.01.2007 International Filing Date: 04.07.2006
IPC:
C23C 16/34 (2006.01)
Applicants: FRAUNHOFER-GESELLSCHAFT ZUR FÖRDERUNG DER ANGEWANDTEN FORSCHUNG E.V. [DE/DE]; Hansastr. 27c, 80686 München (DE) (For All Designated States Except US).
ENDLER, Ingolf [DE/DE]; (DE) (For US Only)
Inventors: ENDLER, Ingolf; (DE)
Agent: RAUSCHENBACH, Dieter; Bienertstrasse 15, 01187 Dresden (DE)
Priority Data:
10 2005 032 860.1 04.07.2005 DE
Title (DE) HARTSTOFFBESCHICHTETE KÖRPER UND VERFAHREN ZU DEREN HERSTELLUNG
(EN) HARD-COATED BODY AND METHOD FOR PRODUCTION THEREOF
(FR) CORPS RECOUVERTS D'UNE SUBSTANCE DURE, ET LEUR PROCEDE DE PRODUCTION
Abstract: front page image
(DE)Die Erfindung betrifft hartstoffbeschichtete Körper mit einem ein- oder mehrlagigen Schichtsystem, das mindestens eine Ti1-xAlxN-Hartstoffschicht enthält, und ein Verfahren zu deren Herstellung. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei derartig hartstoffbeschichteten Körpern eine wesentlich verbesserte Verschleißfestigkeit und Oxidationsbeständigkeit zu erreichen. Die erfindungsgemäßen hartstoffbeschichteten Körper sind dadurch gekennzeichnet, dass die Körper mit mindestens einer mittels CVD ohne Plasmaanregung erzeugten Ti1-xAlxN-Hartstoffschicht beschichtet sind, die als einphasige Schicht in der kubischen NaCl-Struktur mit einem Stöchiometriekoeffizienten x > 0,75 bis x = 0,93 und einer Gitterkonstante afcc zwischen 0,412 nm und 0,405 nm vorliegt oder eine mehrphasige Schicht ist, deren Hauptphase aus Ti1-xAlxN mit kubischer NaCl-Struktur mit einem Stöchiometriekoeffizienten x > 0,75 bis x = 0,93 und einer Gitterkonstante afcc zwischen 0,412 nm und 0,405 nm besteht, wobei als weitere Phase Ti1-xAlxN in Wurtzitstruktur und/oder als TiNx in NaCl-Struktur enthalten sind. Ein weiteres Merkmal dieser Hartstoffschicht besteht darin, dass der Chlorgehalt im Bereich von nur 0,05 bis 0,9 At.% liegt. Zur Herstellung der Körper beinhaltet die Erfindung ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Körper in einem Reaktor bei Temperaturen im Bereich von 700 °C bis 900 °C mittels CVD ohne Plasmaanregung beschichtet werden, wobei als Precursoren Titanhalogenide, Aluminiumhalogenide und reaktive Stickstoffverbindungen Verwendung finden, die bei erhöhter Temperatur gemischt werden. Die erfindungsgemäße Beschichtung kann insbesondere bei Werkzeugen aus Stahl, Hartmetallen, Cermets und Keramiken eingesetzt werden, wie Bohrern, Fräsern und Wendeschneidplatten.
(EN)The invention relates to hard-coated bodies with a single- or multi-layer system containing at least one Ti1-xAlxN hard layer and a method for production thereof. The aim of the invention is to achieve a significantly improved wear resistance and oxidation resistance for such hard-coated bodies. Said hard-coated bodies are characterised in that the bodies are coated with at least one Ti1-xAlxN hard layer, generated by CVD without plasma stimulation present as a single-phase layer with cubic NaCl structure with a stoichiometric coefficient x > 0.75 to x = 0.93 and a lattice constant afcc between 0.412 nm and 0.405 nm, or as a multi-phase layer, the main phase being Ti1-xAlxN with a cubic NaCl structure with a stoichiometric coefficient x > 0.75 to x = 0.93 and a lattice constant afcc between 0.412 nm and 0.405 nm, with Ti1-xAlxN with a wurtzite structure and/or as TiNx with NaCl structure as further phase. Another feature of said hard layer is that the chlorine content is in the range of only 0.05 to 0.9 atom %. The invention further relates to a method for production of the body, characterised in that the body is coated in a reactor at temperatures from 700 °C to 900 °C by means of CVD without plasma stimulation with titanium halides, aluminium halides and reactive nitrogen compounds as precursors, mixed at elevated temperatures. Said coating can be applied to tools made from steel, hard metals, cermets and ceramics, such as drills, millers and indexable inserts.
(FR)L'invention concerne des corps recouverts d'une substance dure, comprenant un système de couche à une ou plusieurs couches qui comporte au moins une couche de substance dure de type Ti1-xAlxN, ainsi qu'un procédé de production desdits corps. L'objectif de cette invention est de concevoir des corps recouverts d'une substance dure qui présentent une résistance à l'usure et une stabilité à l'oxydation sensiblement meilleures. Ainsi, les corps selon l'invention sont caractérisés en ce qu'ils sont recouverts d'au moins une couche de substance dure de type Ti1-xAlxN générée par dépôt chimique en phase vapeur sans excitation plasma et se présentant sous la forme d'une couche à phase unique dans la structure cubique NaCl ayant un coefficient stoechiométrique 0,75 < x = 0,93 et une contante de réseau afcc qui est comprise entre 0,412 nm et 0,405 nm, ou sous la forme d'une couche à plusieurs phases dont la phase principale est constituée de Ti1-xAlxN à structure cubique NaCl, avec un coefficient stoechiométrique 0,75 < x = 0,93 et une contante de réseau afcc comprise entre 0,412 nm et 0,405 nm, les autres phases étant constituées de Ti1-xAlxN dans une structure wurtzite, et/ou de TiNx dans une structure NaCl. La couche de substance dure selon l'invention est en outre caractérisée en ce que la teneur en chlore est comprise entre seulement 0,05 et 0,9 % atomique. Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce qu'il consiste : à recouvrir les corps, dans un réacteur, à des températures comprises entre 700 °C et 900 °C, par dépôt chimique en phase vapeur sans excitation plasma, les précurseurs utilisés étant l'halogénure de titane, l'halogénure d'aluminium et les composés d'azote réactifs et étant mélangés à température élevée. Le revêtement selon l'invention peut en particulier être utilisé pour des outils en acier, métaux durs, cermet, et céramique, tels que des forets, fraises, et des plaquettes amovibles.
Designated States: AE, AG, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BW, BY, BZ, CA, CH, CN, CO, CR, CU, CZ, DK, DM, DZ, EC, EE, EG, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HN, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG, KM, KN, KP, KR, KZ, LA, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, LY, MA, MD, MG, MK, MN, MW, MX, MZ, NA, NG, NI, NO, NZ, OM, PG, PH, PL, PT, RO, RS, RU, SC, SD, SE, SG, SK, SL, SM, SY, TJ, TM, TN, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VC, VN, ZA, ZM, ZW.
African Regional Intellectual Property Organization (BW, GH, GM, KE, LS, MW, MZ, NA, SD, SL, SZ, TZ, UG, ZM, ZW)
Eurasian Patent Organization (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM)
European Patent Office (AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HU, IE, IS, IT, LT, LU, LV, MC, NL, PL, PT, RO, SE, SI, SK, TR)
African Intellectual Property Organization (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GQ, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG).
Publication Language: German (DE)
Filing Language: German (DE)