专利名称：：具有含铝铬硬质材料层的工件及其制备方法
技术领域：
：本发明涉及的
技术领域：
是一种涂有含至少一层下列所述的组成为(AlyCr,-y)X的层的层体系的工件一种涂有含至少一层组成为(AlyCr，-y)X的层的层体系的工件，其中X-N、C、B、CN、BN、CBN、N0、C0、B0、CN0、或CBN0，并且0.2<y<0.7，在层内的层組成经层厚度呈连续或分层次地变化，并且在层中(AlyCr,—》X呈立方形晶体结钩，该工件是下列工具之一即铣刀；适于旋转加工和铣削加工的拉刀、铰刀、转位式刀片；模具或注塑工具。在一种优选的实施方式中，所述铣刀是滚齿刀、球形铣刀、平面铣刀或成形铣刀，一种涂有含至少一层组成为(AlyCr,—y)X的层的层体系的工件，其中X-N、C、B、CN、BN、CBN、NO、CO、B0、CN0、BNO或CBNO,并且0.2<y<0,7，在层内的层组成是恒定的或经层厚度呈连续或分层次的变化，该工件是构件，本发明还涉及用于在下列所述的工件上淀积至少一层(AlyCr,-y)X层的PVD方法所述工件其特征在于，该滑动层包括至少一种含分^L碳的金属碳化物即MeC/C、类金刚石的碳层、含硅或含金属的类金刚石的碳层、MoS,层、WS，层或含钛的MoS,层或MoW,层。详细地说本发明包括-涂有硬质材料层的工件，其含一层或连续多层不同的铝铬氮化物层或铝铬碳氮化物层。，含铝铬氮化物层或铝铬碳氮化物层的工具，特别是切削工具和成形工具(钻头、铣刀、转位式刀片、丝锥、螺紋成形器、滚齿刀、冲头、阴模、深沖阳模等)和这些工具的应用。含AlCrN或AlCrCN层的构件，特别是机械制造领域的构件如齿轮、泵、模座冲杆、活塞环、喷射器针阀、完整的轴承组或其各部件和这些构件的应用。制备具有确定层结构的铝铬氮化物层或铝铬碳氮化物层的方法.
背景技术：
：由目前的现有技术已知各种AlCrN层。如JP09-041127描述了下列组成的各种耐磨硬涂层(Al,-yXy)Z,其中X-Cr、V或Mg，Z=N、C、B、CN、BN或CBN，0<y<0.3,这种层曾有利地用于增加转位式刀片的使用寿命。D,Schulz和R.Wilberg在"Multicomponenthardthinfilms.,,",ThinFilms(Proc.4lhint.Sympos,Trends&NewApplicationsofThinFilms1993)DGMInfo,gesellschaftOberursel，1993，笫73页中描述了一种CrAIN层，其在钻孔试验中达到了两倍于涂TiAIN层的钻头的使用寿命。该层的淀积是用空心阴极工艺完成的，但由于其为间断性的蒸发过程，所以在(CrAl)N层中引起铬/铝分布有很大波动，M.Kawate等人在"OxidationresistanceofCr,—Ml,NftTii—films"，Surf&Coat.Tech.,第165巻，2,(2003)，163-167页中提及一种Cr,-,A1,N层，在其高的Al含量和纤维锌矿结构下比通常的TiAIN层有更佳的耐氧化性.E.Lugscheider，K,Bobzin，K.Lackner在"InvestigationofMechanical&TribolPropertiesofCrAlN+CThinCoatingsDepositedonCuttingTools"中比较了电弧放电的CrAIN层和还附加有更硬的含碳保护层的CrAIN层，所有的层均具有快速提高到高值的摩擦系数.
发明内容本发明的技术目的是提供一种涂有(AlyCr，-y)X的工件，如切削工具、剪切工具和模具或适于机械制造和模型制造的构件，以及提供一种在工件上淀积这类层的方法，并由此避免了现有技术的缺点.其包括例如具有至少在Al/Cr的比方面是可调的均匀或可变的涂层组合物的工件，并且其至少在某些应用中具有比含至今已知层的工件有更高的耐磨性。为试验在各种工件上的(AlyCr,-y)N或(AlyCr，-y)CN层的耐磨性，在Balzers公司的RCS型的工业涂復装置中，也如在EP1186681的附图3-6，说明书的第12页第26行-第14页第9行所描述的，在各种工件上淀积含不同铝含重的Cr层.在此声明，所述文献作为本申请的组成部分.为此将净化过的工件按直径固定在两倍的旋转的基片栽体上或对直径小于50mm的工件固定在三倍的旋转的基片栽体上，并将2个钛靶和由不同AlCr合金组成的经粉末冶金制备的4个靶装入安装在涂復装置壁上的6个阴极电弧源中。接着首先通过同样安装在所述装置中的輻射加热器将工件加热到约5001C，并在压力为O.2Pa的Ar气氛中通过加-100至-200V的偏压使表面经Ar离子侵蚀(Arzreinigung)。下面通过运行2个功率为3.5kW(l40A)的Ti源，在压力为3Pa的纯氮气氛中和基片电压为-50V下于5分钟内淀积约0.2Mm厚的TiN粘附层，接着通过运行4个功率为3kW的AlCr源于120分钟内淀积AlCrN层。为达最佳的层转变，该源要共同运行2分钟，之后同样在压力为3Pa的纯氮气氛和基片电压为-50V条件下淀积基于AlCr的氮化物层。原则上可在每一步骤中将工艺压力调到0.5-约8Pa，优选2.5-5Pa，这时对于氮化物层可应用纯氮气氮或氮与稀有气体如氩的混合物，或对于碳氛化物层可应用氮和含碳气体的混合物，其需要时可混入稀有气体.因此为淀积含氣或含硼的层，如已知的可混入氣或含硼气体，表l中列出层特性如层的晶体结构、层厚、层硬度、与化学组成和晶体结构相关的AlCrN层的耐磨性和粘附性以及所用把的组成.表2中列出工艺参数如靶功率、基片偏压、工艺压力和温度.表3中列出在应用含A1/Cr的比为3的靶并加有不同基片偏压的条件下淀积AlCrN层时的测量序列'这时用Fraunhofer研究所-IST/Braunschweig的精密磨损测试仪测定耐磨性，为测定磨损率应用由DINEN1071-2改进的帽革研磨法，该方法的细节参阅Michler，Surf,&Coat.Tech.，第163-164巻(2003)，笫547页，第1栏和图1。在此声明，所述文献作为本申请的组成部分.下面将以实施例参照附困详迷本发明，附图简介图1示出有B1和B4结构的AlCrN的XRD(x-射线衍射)谱，图2示出与化学组成Al/Cr相关的AlCrN层的XRD谦A-75/25,C-50/50，D=25/75,如由表1和图1所示和从KawaU，"MicrohardnessandlatticeparameterofCr卜,Al,films"J.Vac.Sci.Technol.A20(2)，Mar/Apr2002;第569-571页已知，测得Al浓度大于层中金属含量的70原子％时为六角形(B4)层结构，较小Al浓度时为立方形(Bl)层结构.六角形层结构的HV值测定为约2100HVu3，但立方形层结构的较高HV值测定为约2800-3100HV。.。3(见表1).在较高Cr含量(样品D)情况下，其硬度为约2300HV。.。3。在这种组成下，与如困2A所示的高铝含量层的A1N晶格不同，存在如图2D中所示的CrN晶格，接着在硬度为230HB的钢材料DIN1.2080上以进刀为0.12咖和切削速度为35m/min的条件按下面所示的实施例1测定涂復有AlCrN的6,HSS钻头的使用寿命.这时表明，与在JP09-041127中以最有利描述的AlyCr,-yN的范围l<y<0.7相反，铬含量大于0.3证明是特别有利的.在Cr含量大于或等于0.8时，由于存在CrN晶格则适于该应用领域的效率又下降，与六角形的AlCrN层相比，在该试验中立方形的AlCrN层的使用寿命的提高为235、对在Al含量为60-75原子X的转变区的层，在工艺参数中不仅可调节择优取向，而且可调节该晶体晶格的基础结构.如在试验B(表2)中，在1Pa的低压力和-50V的基片偏压下产生六角形结构，而在3Pa的压力范围和-50V的基片偏压下产生立方形结构.因此在较低的偏压和较低的压力下淀积六角形结构，反之在较高压力或较高偏压下淀积优选的立方形结构。在更高的Al含量时不再可能产生立方形层结构.因此本发明的工件的特征在于其具有下列组成的立方(AlyCr,-y)X涂层X-N或CN，但优选N，和0.2<Y<0.7，优选0.40<Y<0.68。该层结构是平均粒度约为20-120nm的微晶，本发明方法的特征在于可淀积具有上述定义组成的立方形的(AlyCr，-y)X层的程序，对于所述的阴极电弧方法，可有利地应用铝含量为75-15，/4的把组成。在高的铝含量下可按上述调节工艺参数，以产生立方形的晶体结构，应用粉末冶金，特别是通过冷压制备的靶是有利的，该靶与以熔体冶金或烧结冶金制备的AlCr靶(该靶特别在高Al含量下大多含脆性相)相比具有更高的强度，这类靶通过混合粉末状原料经冷压制，并接着通过多次变形如在锻压机中于低于660t:下在流动和冷熔条件下密实，使其最终理论密度约为96-100、此外可证实，在例如用组成为Al/Cr-3的靶所淀积的AlCrN层情况下，通it&片偏压可影响耐磨度,随基片偏压的提高降低了耐磨损性(见表3).在表中未明显示出的非常小的仅几伏(3-10V和其间任何值)的负的基片偏压下，与浮置基片(无外电源)相比已可达到明显的改进.对Al/Cr-3，在约-20V时的耐磨性达最大，并在较髙偏压下又下降.由测定磨损特性的试验推出，最佳基片偏压范围为3-150V，特别是5-40V，在这之间测得非常小的磨损率即0.4-1.0，特别是O.4-0.8mV'N—'10'5,同样也适于本发明的即不同Al/Cr组成的立方形层在此情况下也未测得高于1.5mV'N—'1(T"的磨损率。但要指出的是，浮置的和由高基片偏压淀积的层的耐磨性明显大于已知的其磨损系数明显更高的TiAlN层的耐磨性。例如对类似于AlCrN层所淀积的TiAlN层(实验2，Al为47原子％，Ti为53原子X)测得的磨损率为3.47mV'N—'10—'5.通过上述方法，特别是通过应用由粉末冶金制备的TiAl靶可淀积有低粗糙度的层。所测得的Ra值为0.1-0.2Mffl,如相应制备的CrN层也处于此范围内。该层的进一步磨光是应用包括两个相对置极化的磁场系统发生装置产生的，该装置的设计使所产生的磁场的垂直于表面的分量B丄在该表面上大部分位置具有基本恒定的小值或是零，该垂直的磁场分量B±调节为小于30，优选小于20，特别优选小于10高斯.由此淀积的(AlyCr卜y)X层的Ra值为0.05-0,15Mm。该磁场通过在靶后安装的两个对置极化的同轴线围产生，此外，在淀积(AlyCr，-y)X层时也可应用另一种优选有良好导电性的氮化物粘附层或金属粘附层，或在某些应用中也可不用这种粘附层。例如为达到特别高的生产率，可涂覆AlCr/AlCrN粘附层以代替TiN粘附层，由此可为涂覆装置的所有弧源提供AlCr靶，并提高涂復率。如果利用具有不同Al/Cr比的两种靶类型或从Cr粘附层和/或CrN粘附层开始通过如连续调节或分步调节含Cr靶和含AlCr把的涂復室的相应的把功率实现改变层组成时，也可淀积例如朝向表面具有不断增加的Al含量的梯度层.为这种层体系的工业应用，基本上可在整个涂復过程可再现地调节工艺参数并由此调节整个层厚，在组成中的最小波动，如通过例如在单次或多次旋转的基片栽体上的基片移动所引起的波动也可用于部分或在整个层厚上形成的钠米结构，即纳米范围或微米范围的叠层。这时在应用非合金铬把和铝靶时可因工艺不同淀积出比应用合金AlCr把时更粗结构的硬质层，但是由现有技术已知的工艺对此是不大合适的，在这些工艺如蒸发工艺中至少部件之一是难以控制的或是间断性的，因为由此达不到可再现的层品质-当然也可用其它真空涂復装置或如通过溅射过程制备这类层，银A原理上看在溅射过程中的工艺气体的较小电离有时可通过已知的措施如特定的粘附层、附加电离等来补偿，以达到堪相比较的层粘附性，原则上可用具有立方形结构的这种Cr,-,A1,N层有利地涂瘦完全不同的工件。对此的实例是如切削工具如铣刀、滚齿刀、球形铣刀、平面铣刀和成形铣刀，以及适于旋转加工和铣削加工的钻头、丝锥、拉刀、铰刀和转位式刀片或成形工具如沖头、阴模、环形M、喷射器芯或螺故成形器。如适于金属注塑合金、人造树脂或热塑性塑料的注塑工具，特别是如可用于制备塑料模塑件或数椐载体如CD、DVD等的注塑工具也可有利地用这类层保护，另一应用领域是对耐磨性有高要求、有时还伴有耐氣化性的要求的构件，例如泵制造和马达制造中的密封环、活塞、沖头、齿轮和阀门驱动件如模座沖杆和摇杆，或喷射嘴的针阀、压缩机轴、泵心轴、或其上安装有一个或多个啮合部件的构件。此外，如果在下列层体系情况下，选择靶组成和涂覆参数以实现立方形层结构，则原则上可预计(AlyCr卜y)X层的类似方法也能改进磨损特性.(AlyCr,画y)X层，其中x-N、C、B、CN、BN、CBN、N0、C0、B0、CN0、BN0、CBN0，但优选N或CN，并且0.2<y<0.7，优选0.40<y<0.68,由此淀积了具有不同N/0比的(A1"C")N0层，并对其层特性进行过测试。该涂覆参数选择与上述类似，在氣流为20-60sccm(其余为氮)下总压力调节为1-5Pa，、基片偏压调节为-40至-150V、温度调节为4501C和电流为140A时的源功率调节为3.5kW,这时制备得0/N比约为0.2、0.6和2.2的层。在各种铣削试验中表明该以较低氧含量褒盖的层。该结果比含通常的TiN或TiCN的层有明显高的使用寿命，通过与已知的TiAlN层相比的经改进的上述(AlyCr,-y)X层的滑动特性，产生了一种从生态和经济观点来看是有利的可能性，即在工具特别是切削工具和成形工具运行时，不需使用润滑刑或仅使用最少量的润滑刑.从经济观点要考虑到特别在切削工具情况下，用于冷却润滑刑的成本可能比工具本身还要责许多.如果还涂有滑动层作为最外层，则产生另一种可改进含本发明的(AlyCr,—y)X层的层体系的滑动特性的可能性，这时当滑动层的硬度小于(AlyCr,—》X层并具有滚切特性(Einlaufeigen-schaften)是有利的，该滑动层体系可由至少一种金属或至少一种金属的碳化物和^Hft的碳，即MeC/C形成，其中金属为IVb、Vb和/或Vlb族金属和/或硅，例如具有在1000-1500HV之间可调的硬度的WC/C保护层对此是尤其合适的。CrC/C层表现出类似的性质，^Mf稍高的磨擦系数。在这种含涂层的深孔钻头情况下，经制备1—3个钻孔后证实了该切削面的优异滚切滑动性，这种滑动性目前仅通过昂责的机械加工才可达到。这种特性特别是对具有滑动要求、摩擦要求或滚动要求的构件应用，尤其在无润滑或干运行情况或当同时应保护不含涂层的对应体时是有利形成封闭的滑动层的另一些可能性是不含金属的类金刚石的碳层，如MoS,层、WSx层或含钛的MoS,层或MoW,层，该滑动层如所提及的可直接涂于(AlyCr,-y)X层上或在涂度另外的粘附层后涂覆，该粘附层可以是金属、氮化物、碳化物、碳氮化物或作为在(AlyCr，-y)X层和滑动层之间具有如连续过渡的梯度层，以导致层复合体的尽可能好的粘附性。例如WC/C层或CrC/C层可在涂復经溅射或电SMi电的Cr粘附层或Ti粘附层后在加入含碳气体下通过WC靶的溅射制备。这时该含碳气体的含量随时间而增加，以在该层中达到较高的游离碳含重.具体实施例方式下面示例性给出在使用各种切削採作时含不同(AlyCr，-》X硬质层的工具的其它有利的应用。实施例1:结构钢的铣削工具立铣刀，硬质金属直径D=8,，齿数z-3材料结构钢Ck45，DIN1.1191铣削参数切削速度I=200/400m/min进刀速度vf=2388/4776咖/min径向啮合宽a。=0.5咖轴向喷合宽aP-10mm冷却乳液5%工艺顺铣磨损准则切削表面磨损VB-0.12咖<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>实施例1表明在不同切削参数下试验的含涂层的HM铣刀的使用寿命的比较。明显看出，与至今在工业上所应用的层体系如TiCN和TiAlN相比，该所述的AlCrN层具有较长的使用寿命.此外由结果看出，如在含高Al含量的实施例l情况下，只要保持立方形的B1结构'则提高了耐用特性(比较实验3、5、6)。这主要归因于高Al含量提高了耐氧化性和硬度(见表1)。正是在干式加工和高速度加工(如ve=400m/min)的范围内，该AlCrN涂层的非常好的耐氣化性导致了该结果。此外在该试验中还证实，在该晶体晶格从B1转变为B4结构时使磨损特性悉化(比较实验3和4)'实施例2:奥氏体钢的铣削工具立铣刀，硬质金属直径D=8mm，齿数z-3材料奥氏体钢X6CrNiMoTi17122，DIN1.4571铣削参数切削速度W=240m/niin齿进刀f,=0.08,径向喷合宽ae=0.5mm轴向啮合宽ap==10mm冷却乳液5%工艺顺铣磨损准则切削表面磨损VB-0.1咖<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>实施例2表明含涂层的HM铣刀的使用寿命的比较.与在工业上所应用的硬质层相比，该AlCrN层实现了改进的磨损性，在AlCrN情况下的使用寿命的提高一方面是通过该第二合金元素Cr的至今尚未得以证实的与在TiAlN层中的Ti相比的较小倾向于材料润滑和另一方面通过如表1所示的本发明AlCrN层(A、B、D)的优良耐磨损性及高硬度所达到的，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>工具球形铣刀，硬质金属直径D=10咖，齿数z-2材料K340(62HRC)，对应于Cl.l、Si0.9N、Mn0.4%、Cr81Mo2.1%、V0.54铣削参数切削速度ve=0-120m/min齿进刀1>0.1,径向啮合宽a。=0.2mm轴向啮合宽ap-0.2mm冷却干式工艺顺铣和逆铣，精加工磨损准则切削表面磨损VB-0.3咖<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>实施例4:工具钢的粗铣削工具立铣刀，硬质金属直径D=10咖，齿数z=4材料工具钢X38CrMoV51，DIN1.2343(50HRC)铣削参数切削速度I-60m/min齿进刀fz-0.02鹏径向喷合宽a6=2mm轴向啮合宽aP=10mm冷却干式工艺顺铣和逆铣，粗加工磨损准则切削表面磨损VB=0,1咖<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>实施例3和实施例4表明与工业上应用的TiAlN层相比的AlCrN层的经改进的耐用路程，AlCrN适用于即也特别适用于干式加工，该干式加工对耐氣化性和耐磨损提出了高的要求.实施例5:在工具钢中钻孔工具钻头HSS(S6-5-2)，直径D=6咖材料工具钢X210Cr12，DIN1.2080(230HB)钻孔参数切削速度I-35m/min进刀f=0.12咖钻孑l/深度z=15mm,^孑l(Grund—loch)冷却乳液5%磨损准则扭矩停钻(相应于角磨损>0.3mm)<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>实施例6表明具有不同Al含量的AlyCr,—yN/AlyCr,—yCN层的HSS钻头的单位层厚可钻孔数的比较。该层以表2中的参数制备，这时表明随铝含量増加该使用寿命提高，直到金属含量中的铝含量近70%,但当铝含量的继续增加并由此淀积出具有六角结晶结构的层时其效能明显下降.在41.5-69.5%的Al(实验15、17)范围内时，与现有技术(实验18)相比，已证实适于此应用的效能有明显提高。实施例6:在Ck45中钻深孔5xD工具硬质金属钻头，直径D-6.8咖材料结构钢1,1191(Ck45)钻孔参数切削速度Vc-120m/min进刀f=0.2鹏钻孔深度z=34mm，基孔冷却乳液5%磨损准则角磨损VB=0.3鹏实验号层中金属含量[原子W在VB-O.3mm时的使用寿命t(钻孔数)TiAlCr1B(Ti麵7030_89019(TiAlWI5347113520(AilC]:N>Bl-69.530.52128实施例6表明在钻孔应用中与工业所用的TiAlN层相比该AlCrN层增加了耐用路程。本发明的AlCrN涂层的改进的耐磨损性导致了该结果.此外，如在实验20中所述的钻头经涂復Cr枯附层后提供有WC/碳滑动层，在其它相同的试验条件下可部分达到使用寿命的明显提高.同时进行的扭矩测定也表明比无滑动层的情况有明显小的扭矩，再则，在钻孔上有较好的表面品质，并且直到使用寿命快终结前也被证实无由过度温度应力所引起的变色.实施例7:在奥氏体钢中的钻螺紋2xD工具丝锥HSS,螺紋尺寸M8材料奥氏体钢1,4571(x6CrNiMoTi17/12/2)切削参数切削速度I=3m/min螺紋深度2xD螺紋类型盲孔螺故数6冷却乳液磨损准则扭矩依螺紋数的变化，经64螺紋后以目测进行磨损判定,实验号层的金属含量[原子WTiCr0最大切削扭矩,目测判定(1>21(TiCN>100——4.72+22(AlCrN)Bl69.530,54.0523(AlCrN)Bl58.5(23+++24lAlCrN)Bl-19814,27+表中(l)的说明+在钻螺紋时有合格的磨损特性++在钻螺紋时有好的磨损特性+++在钻螺紋时有非常好的磨损特性与现有技术(TiCN)相比，所有的AlCrN层的平均最大切削扭矩均有下降.此外，由于高的铝含量层的非常好的耐磨损性，因此比TiN有更好的磨损性能。但是在该实施例中可能是由于铝的粘附倾向，其导致了材料润滑和进一步导致脱层，实验23的层比实验22的层有更好的磨损图案.此处，如在实验22和23中所述的丝锥经涂覆AlCr粘附层后提供有WC/碳滑动层，或经涂褒Ti粘附层后提供有含Ti的MoS2层，在其它相同的试验条件下也可达到使用寿命的提高和所加工材料的较好的表面品质，实施例8:在Cr-Mo钢上的滚齿铣削工具滚齿刀材质DINS6-7-7-10(ASP60)直径D-80mm，长L=240咖，^^tm-1.525切削槽啮合角ot-20°,标准齿形剖面2，齿数50，行程宽25mm材料Cr-Mo钢DIN34CrMo4切削参数切削速度I=260m/min14进刀2咖/U件数300冷却干式切削，用压缩空气去除切屑<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>在实验25-30中，在干式切削中试验了由粉末冶金制备的高速钢(HSS)制成的具有不同层体系的各种滚齿刀。其中用含本发明涂层的工具(实验29和30)比含已知涂层TiCN或TiAlN铣刀有明显改进。同样也发现，含低的Al-含量(实验28)或存在六角形晶体结构的含太高的Al-含量(实验27)的AlCrN-层均对磨损起较小的保护作用.下面的实验31-33也表明含立方形晶体晶格即基本上呈化学计算量的氮含量和66%的Al含量的本发明的AlCrN层的明显的优越性。这时对由PMHSS或硬质金属制备的滚齿刀在干式切削和在乳液润滑切削中进行了试验.实验31:滚齿铣削工具PMHSS直径D=80,，长L-240mm材料16MnCr5切削速度180m/min，干式切削(Alo."T")N，BalinitNAN0:1809件(Al。.63Ti.37)N，BalinitX.CEED:2985件(AU"T")N:5370件实验32:滚齿铣削工具硬质金属(HM)直径D=60,,长L=245咖模数1,5啮合角oc-20°材料42CrMo4切削速度350m/min，干式切削(AU."Tin.5》N，BalinitX.TREME:(Al063Tiu.")N，BalinitX.CEED:(Alo.66Ti(),34)N:实验33:滚齿铣削工具PMHSS模数2.5材料16MnCr5切AiUife唐.140m/min_菊,滋',,，，，^^^^^,*—-—,—一—、—7，^，，TiCN，BalinitB:(Al042Ti。.58)N，BalinitNAN0:(Alu.66Cr。.34)1722件2791件>3400件1406件1331件1969件v,另外，在这里未详细列举的实验也表明，在较高的切削速度范围即达450m/min时还可有优良的穗定性.含涂层的硬质金属滚齿刀的使用寿命在湿式加工和特别是干式加工时均有明显提髙。实施例9:工具钢的粗铣削工具立式铣刀HSS直径D=10,，齿数z=4材料工具钢X40CrMoV51，DIN1.2344(36HRC)铣削参数切削速度=60m/min齿进刀fz=0.05咖径向齿合宽度ae-3mm轴向齿合宽度aP-5mm冷却乳液5%工艺顺铣，粗加工磨损准则切削表面磨损VB=0.1,<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>HSTiN粘附层puis脉动偏压实施例10:淬磁—的表面硬化钢的外纵向车削工具具有焊接的CBN-嵌件的车削刀材料表面硬化钢16MnCr5，DIN1.7131(43-62HRC)车削参数具有断续的切削和部分薄的壁厚的硬-软加工冷却干式磨损准则达切削表面磨损VB-0.1mm时件数.<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>用粉末冶金制备的由TiN、TiC或Ti(CN)硬质相，在个别情况下添加有钼和/或钽的这些相组成的金属陶瓷也产生类似结果。这时应用Ni或Ni/Co作为粘结相。实施例ll:在镀锌板中螺紋成形实验43:工具HSSM9螺故成形器材料DC01相应于DIN1.0330，St12ZE核心孔直径8.34咖切削参数55m/s转数切削2000转/分钟转数反向3600转/分钟润滑S26CATiN:3200螺紋TiCN:3200螺紋TiAIN:3500螺紋(Al。."Cr。.")N:8800螺紋用含涂层的CBN(立方形氮化硼)或金属陶瓷工具的试验由CBN含量为30-99体积、并其它为粘合刑的各种CBN烧结材料制成的转位式刀片一方面按实验8涂覆已知的TiAlN层和另一方面按实验3、5和6涂菝本发明的AlCrN层.但由于该CBN烧结材料对侵蚀工艺和涂復工艺的非导电特性，所以加上中频范围的脉动基片偏压，优选频率范围为20-250kHz,对含CBN达90X的材料应用一种粘结刑粉末，该粘结刑粉末至少由下别^公的一甜组A'.Ti法，V法劣.Ct法.虾IVaVaVia族元素的氮化物、碳化物、硼化物和氣化物以及铝或Al化合物。对含CBN达95X的材料应用一种粘结刑粉末，该粘结刑粉末由氮化钛和至少由下列成分的一种組成钴、镍、碳化钨、铝或铝化合物。对含CBN大于90%的材料应用一种粘结刑粉末，该粘结刑粉末由氮化钛和至少由下列成分的一种组成碱金属或碱土金属的硼化物或硼氮化物'在接着进行的车削试验和铣削试验中，在大部分情况下可证实比TiAlN层有明显改进的磨损性能.在特别耗费的外纵向切削试验中也得同样结果，在该试验中以部分断续切削加工有复杂几何形状的仅部分淬硬过的轴。实施例12:热锻造工具锻造钳4St，220x43x30咖，厚本板W360，硬度54冊C,4个工具同时呈啮合工件圆材料直径22鹏，材料42CrMo4工艺成形前工件温度1050TC压制力57t/每钳冷却Molicote+石墨18实验号层的金属含量原子W耐用重l件数]TiAlCr他/SiWW未涂覆—-500SB900"AlCrN一"36—190046AlCrVN-6331150047AlCrSiN65269180048AlC飾N623171550"Alcr柳65269"30SOAlCrYN,一62317173051AlCrMoN-317"60HSTiN组成的粘附层实施例13:热巻边工具HM热熔钻头(Flowdrill)直径10mm工件1.0338工艺该工具以约2800转/分钟转速和对工件以3000N压下压制,通过动力学能量该工件达赤红即约(iooox:)而变形.实验号层的金属含量l原子x]耐用量crNb/SiV/WI件数)52未涂覆一-隱50053TiAIN5842_—90054AlCrN一6436_170055AlCrVN"316153056"CrSiNHS65269"SO57AlCrWbN一"317"505BAlCr柳65269139059AlCrYN—62317166060AlCrMoN，623171340HSTiN組成的粘附层实施例14:冲孔工具1.2379,长孔沖头20mmx10mm工件TRIP700，1.2咖厚工艺剪切切削，切削间隙10%，500沖程/min，切削力20kN,19实验号层的金属含量l原子W耐用量[件数]Nb/Si61未涂在——-100000625842-—20000063AlCrN6436一350000"AlCrVN、633137000065AlCrSiNHSS526328000066AlCrNbN_623173000006*7JMCirWN—6526334000068AlCcYN—62317320000"AlCrMoW-6231729000020<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>权利要求1.一种用于在工件上淀积至少一层(AlyCr1-y)X层的PVD方法，其中X＝N、C、B、CN、BN、CBN、NO、CO、BO、CNO、BNO或CBNO，并且0.2≤y＜0.7，方法中在含至少一个0.25≤z≤0.75的AlzCr1-z靶的真空涂覆装置中置入至少一个工件，并在压力为0.5-8Pa和加入含氮、含碳、含硼或含氧的反应性气体，并在工件上施加-3至-150V的基片偏压的条件下用电弧源或溅射源如此运行，以使在至少一层(AlyCr1-y)X层内的层组成基本上呈恒定或经层厚呈连续或分层次的变化。2.权利要求1的PVD方法，其特征在于，X-N，并且反应性气体是氮气或氣气。3.权利要求1或2的PVD方法，其特征在于，基片偏压是脉动的。4.权利要求1或2的PVD方法，其特征在于，Al工rh把是粉末冶金制备的靶。5.权利要求4的PVD方法，其特征在于，应用一种把，该靶通过混合粉末状原科经冷压制，并接着通过多次变形于低于660C温度下在流动和冷熔条件下密实，使其最终理论密度约为96-100%。6.权利要求5的PVD方法，其特征在于，所述多次变形在锻压机中进行。全文摘要本发明涉及一种含层体系的工件或构件，该层体系含至少一层组成为(Al<sub>y</sub>Cr<sub>1-y</sub>)X的层，其中x＝N、C、B、CN、BN、CBN、NO、CO、BO、CNO、BNO或CBNO，并且0.2≤y＜0.7，在层中的层组成基本上是恒定的或经层厚度呈连续的或分层次的变化。本发明还涉及制备该工件或构件的方法。文档编号C23C14/34GK101550529SQ20091000613公开日2009年10月7日申请日期2004年3月24日优先权日2003年4月28日发明者A·赖特,C·盖,V·德尔夫林格申请人:奥尔利康贸易股份公司(特吕巴赫)