[发明专利]盖覆的坯体以及用于盖覆坯体的方法

说明书

本发明涉及坯体，特别是切割元件，所述坯体至少部分地包括盖覆物，其中所述盖覆物是由一个或更多个盖覆层形成的，其中至少一个盖覆层包括铝、钛和氮，或者是由这些元素形成的。

本发明还涉及用于盖覆一坯体，特别是切割元件，的方法，其中盖覆物至少部分地被施加，所述盖覆物是由一个或更多个盖覆层形成的，其中至少一个盖覆层是由铝、钛和氮形成的。

从现有技术中已知，切割工具或切割元件盖覆有盖覆层以增加切割元件的使用寿命，所述盖覆层是由钛、铝和氮构成的。通常地，不论在盖覆层中是存在一个或更多个相，在这一点上，TiAlN盖覆层经常被提到，其中平均化学组成被给作Τi_1-ΧAl_ΧΝ。对于包含比钛更多的铝的盖覆层，命名AlTiN或者更准确地来说Al_ΧΤi_1-ΧΝ是惯用的。

在具有立方结构的AlTiN系统中的单相盖覆层的生产从WO 03/085152A2已知，其中获得了具有高达67摩尔百分数(mol％)的氮化铝(AlN)相对比例的立方结构的AlTiN。伴随着高达75mol％的更高的AlN含量，获得了立方AlTiN和六方AlN的混合物，并且在大于75mol％的AlN含量时排他地获得了六方AlN和立方氮化钛(TiN)。根据所述被指名的文件，所描述的AlTiN盖覆层是借助于物理气相沉积(PVD)被沉积的。采用PVD法，AlN的最大相对量因而实际上被限制到67mol％，因为否则的话有可能完全转换成仅以六方AlN的形式包含铝的相。然而，根据专家意见，在立方相中更高的相对比例的AlN是符合期望的，以尽可能地使耐磨性最大化。

从现有技术中还已知，可以使用化学气相沉积(CVD)法取代PVD法，其中CVD法是在相对低的温度下在700℃至900℃的温度范围中进行的，因为归因于立方AlTiN盖覆层的亚稳结构，这样的盖覆层不能在例如，>1000℃的温度下被生产。如果必要的话，根据US 6,238,739 B1，温度还可以再低，即，在从550℃至650℃的温度范围中，然而，其中盖覆层中高的氯含量必须被接受，其被证明对于应用是不利的。因此，已经做出尝试来优化CVD工艺，从而可以生产这些具有高比例的铝以及盖覆层的立方结构的AlTiN盖覆层(I.Endler等,Proceedings Euro PM 2006，根特市，比利时，10月23-25日，2006年，第1,219卷)。尽管这些盖覆层展示高显微硬度，以及因此的在原理上针对使用中的高耐磨性的有利的性质，不过，已被证明这样的盖覆层的粘合强度可能是过低的。因此，在这一点上，在DE 10 2007 000 512 B3中已经提出，作为相梯度层被形成的1μm厚的盖覆层将被提供在3μm厚的立方AlTiN盖覆层下面，并且所述1μm厚的盖覆层是由六方AlN、TiN和立方AlTiN的混合相构成的，其中立方AlTiN部分(排他地)在表面上和/或朝向表面存在，立方AlTiN盖覆层以增加的比例存在。相应地被盖覆的切板被用于钢材的铣削，尽管与借助于PVD法生产的盖覆层相比较，在耐磨性上仅获得很少的改进。

除了在耐磨性上仅有的微小的改进，根据DE 10 2007 000 512 B3，其中结合层有额外的缺点，结合和/或相梯度层生长得极其快速，甚至在实验室规模的实验中(I.Endler等,Proceedings Euro PM 2006，根特市，比利时，10月23-25日，2006年，第1,219卷)。而且，在为工业规模的切板的盖覆所设计的较大的反应器中的生产中，这导致在预期的盖覆过程中，结合和/或相梯度层变得极其厚，因为用于先前预期的立方AlΤiΝ形成的温度被降低，其相应地需要时间。然而，在此过程温度的降低期间，结合和/或相梯度层的厚度快速生长，因为在工业规模的反应器中快速冷却是不可能的。可想到的是盖覆过程可能被中断较长时期和/或中断用于冷却，但是这是没有经济效益的。

在借助于CVD法的AlTiN盖覆层的制造中，先前已经假设如果盖覆层中的铝含量尽可能高，并且如果对于盖覆层来说具有完全地立方结构是可能的，那么可以获得耐磨的和抗氧化的，并且因此是最优的盖覆层。

在本发明的情况中，已发现AlTiN盖覆层的某些实施方案可以导致极其耐磨的并且抗氧化的盖覆层，而不需要格外高的铝含量和/或大量地立方结构。

相应地，本发明的一个目的是提供上面提到的类型的坯体，所述类型的坯体具有一盖覆层，所述盖覆层在使用中具有好的耐磨性和类似的抗氧化性。