ES2987489T3 - Revestimiento duro y miembro revestido con revestimiento duro - Google Patents
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Abstract
Se proporciona un revestimiento duro 24, que se aplica sobre la superficie de un sustrato de herramienta, y en el que una capa A 34, una capa B 36 y una capa alternante a nanoescala 40 se laminan alternativamente hasta un espesor de película de 0,5-20 μm mediante deposición física de vapor, en donde la capa alternante a nanoescala 40 se obtiene laminando alternativamente una capa C 39 y una capa A a nanoescala 37 o una capa B a nanoescala 38 hasta espesores de orden nanométrico, teniendo la capa A a nanoescala 37 o la capa B a nanoescala 38 la misma composición que la capa A 34 o la capa B 36. La capa A 34 tiene una fórmula compositiva de (AlaTibCrcαd)N y un espesor de 0,5-1000 nm, la capa B 36 tiene una fórmula compositiva de (AleTifCrgβh)CXN1-X y un espesor de 0,5-1000 nm, la La capa alterna a nanoescala 40 tiene un espesor de 1-1000 nm, la capa C 39 tiene una fórmula compositiva de [AliCrj(SiC)kγl]CYN1-Y, y la capa C 39 y la capa A a nanoescala 37 o la capa B a nanoescala tienen un espesor de 0,5-500 nm. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCION
R e ve s tim ie n to d u ro y m ie m b ro re ve s tid o con re ve s tim ie n to duro
Campo técnico
La p rese n te inve nc ión se re fie re a una pe lícu la dura re ve s tid a so b re una sup e rfic ie de un m a te ria l base y a un m ie m bro re ve s tid o de p e lícu la d u ra e xc e le n te en re s is te n c ia a la a b ra s ió n y re s is te n c ia a la so ld a d u ra y, m ás p a rticu la rm e n te , a una p e lícu la d u ra e xc e le n te en re s is te n c ia a la a b ra s ió n y re s is te n c ia a la so ld a d u ra fo rm a d a lam ina nd o de fo rm a a lte rn a n te una capa A de n itru ro de A lT iC r, una capa B de ca rb o n itru ro de A lT iC r, y una capa a lte rn a n te de una n a n o ca p a A o n an ocap a B que tie n e la m ism a co m p o s ic ió n que la cap a A o la capa B y un e sp e s o r de o rden n a n o m é trico y una n a n o ca p a C de n itru ro de A lC r(S iC ) o ca rb o n itru ro de A lC r(S iC ) q ue tie n e un e sp e s o r de o rden n an om é trico .
Técnica antecedente
P ara d ive rsa s h e rra m ie n ta s de tra b a jo , in c lu ye n d o h e rra m ie n ta s de corte , com o fre sa s ra d ia le s y b rocas, para h e rra m ie n ta s , y h e rra m ie n ta s no co rta n te s com o m a ch os de roscar, h e rra m ie n ta s de lam ina c ió n y m a trice s de p rensado , o d ive rso s m ie m b ro s de h e rra m ie n ta s com o p ie zas de fricc ión q ue d eben te n e r re s is te nc ia a la a bra s ión , se p ro p o n e m e jo ra r la re s is te n c ia a la a b ra s ió n y la d u ra b ilid a d re v is tie n d o una s u p e rfic ie de un m a te ria l b ase re a liza d o de ca rb u ro ce m e n ta d o o a ce ro para h e rra m ie n ta s de a lta ve lo c id a d con una p e lícu la dura.
A e s te re spe cto , el D o c u m e n to de P a te n te 1 y el D o c u m e n to No de P a te n te 1 p rop o ne n una fre sa re ve s tid a con una p e lícu la d ura a base de T iA lN /T iC rN . El D o cu m e n to de P a te n te 2 p ro p o n e una fre sa ra d ia l re ve s tid a con una p e lícu la d u ra co m p u e s ta p o r una e s tru c tu ra m u ltica p a b asad a en A lC rN y T iS iN . El D o cu m e n to de P a te n te 3 se re fie re a un inse rto de co rte re ve s tid o p ara un p ro ce so de a rra n q u e de m a te ria l de fo rm a c ió n de v iru ta , q ue tie n e un e sq u e m a de re ve s tim ie n to re s is te n te al d e sg a s te q ue tie n e un e sq u e m a de re ve s tim ie n to de n a n o ca p a s de m u ltip e rio d ic id a d con d isp o s ic io n e s de cap as m ú ltip le s que co n tie n e n tita n io , a lu m in io , c ro m o y n itrógeno .
Documentos del estado de la técnica
D o cu m e n to s de p a ten te
D o cu m e n to de p a ten te 1: W O 2013 /000557
D o cu m e n to de p a ten te 2: W O 2008 /146727
D o cu m e n to de p a ten te 3: US 2009 /155559 A1
D o cu m e n to no de p a ten te
D o cu m e n to no de p a te n te 1: O. D u ra n d -D ro u h in , A. E. S an tan a , A. K arim i, V. H. D erflinger, A. S chu tze , "M e ch a n ica l p ro p e rtie s and fa ilu re m odes o f T iA l(S i)N s ing le and m u ltila y e r th in film s", S u rface and C o a tin g s T e ch n o lo g y (S u iza ), E ls e v ie r S c ien ce , 2003, V o ls .163 -164 , p p .260 -266
Sumario de la invención
P ro b le m a té cn ico
S in e m ba rg o , las fre sa s ra d ia les d e sc rita s en el D o cu m e n to de p a ten te 1 y en el D o cu m e n to no de p a te n te 1 tie n e n el p ro b le m a de q ue no se p ue de c o n s e g u ir una re s is te n c ia a la a b ra s ió n su fic ie n te cu a n d o se u tilizan p ara c o r ta r ace ro al ca rbo no , a ce ro a le a d o o a ce ro tra ta d o té rm ica m e n te . A d e m á s, la fre sa ra d ia l d e sc rita en el D o cu m e n to de p a ten te 2 tie n e el p rob lem a de que no se p uede c o n s e g u ir un re n d im ie n to su fic ie n te d eb ido a la in su fic ie n te re s is te n c ia a la so ld a d u ra cu a n d o se u tiliza para tra b a jo s de co rte de a ce ro al ca rbo no , a ce ro a le a d o o a ce ro tra ta d o té rm ica m e n te . La inve nc ión p re se n te fue co n ce b id a en v is ta de las s itu a c io n e s y es p or lo ta n to un o b je to de la inve nc ión p rese n te para p ro p o rc io n a r un m ie m b ro d uro re ve s tid o de p e lícu la q ue log ra la re s is te n c ia de a b ra s ió n para co rta r de l a ce ro al c a rb o n o etc. y q ue log ra la re s is te n c ia de so ld a d u ra p ara co rta r el a ce ro de a le a c ió n , el a ce ro tra ta d o con calor, etc. S o lu c ió n al p rob lem a
C om o re su lta d o de va r io s e s tu d io s en v is ta de las s itu a c io ne s , los p rese n te s inve n to re s e n co n tra ro n el re a liza d o de q ue u tiliza n d o para una h e rra m ie n ta una p e lícu la d u ra fo rm a d a la m in a n d o de fo rm a a lte rn a n te una cap a A de n itru ro de A lT iC r, una cap a B de c a rb o n itru ro de A lT iC r, y una capa a lte rn a n te de una n a n o ca p a A o n a n o ca p a B q ue tie n e la m ism a co m p o s ic ió n que la cap a A o la capa B y un e s p e s o r de o rde n n a n o m é trico y una n a n o ca p a C de n itru ro de A lC r(S iC ) o ca rb o n itru ro de A lC r(S iC ) que tien e un e sp e so r de o rde n nan om é trico , ta l que el e sp e s o r to ta l de la pe lícu la sea de 20 pm o m enor, la p e lícu la dura tien e una e xce le n te re s is te n c ia a la a b ra s ión y re s is te nc ia a la so ld a d u ra , lo q ue a la rg a la v id a útil de la h erram ie n ta . La p re se n te in ve n c ió n se co n c ib ió b a sá n d o se en e s to s co n o c im ie n to s . S o lu c ió n al p rob lem a
E sp e c ífica m e n te , un p rim e r a sp e c to de la p re se n te inve nc ión p ro p o rc io n a una p e lícu la d u ra (a ) re ve s tid a sob re una su p e rfic ie de un m a te ria l base, la p e lícu la d u ra (b ) co n fig u ra d a p ara in c lu ir una capa A, una capa B, y una capa de a lte rn a n c ia de n a n o ca p a s la m in a d a de fo rm a a lte rn a n te p or un m é to do de d ep os ic ió n fís ica de v a p o r hasta un e sp e so r to ta l de p e lícu la de 0 ,5 a 20 |jm , en la q ue c) la cap a A es un n itru ro de A lT iC r q ue tie n e una fó rm u la de co m p o s ic ió n de (AlaTibCrcad)N, en la q ue a es uno o m ás e le m e n to s s e le cc io n a d o s de un g ru p o q ue c o n s is te en C, B, Si, V, Y, Zr, Nb, M o, Hf, Ta, y W y las re la c io n e s a tó m ica s a, b, c, d sa tis fa ce n re sp e c tiva m e n te 0 ,10< a< 0,85 , 0 ,02< b< 0,70 , 0 ,03< c< 0 ,65 , 0<d< 0 ,10 , y a b c+ d = 1 , y tie n e un e sp e s o r de 0 ,5 a 1000 nm, en la que d) la capa B es un n itru ro de A lT iC r o un ca rb o n itru ro de A lT iC r q ue tie n e una fó rm u la de co m p o s ic ió n de (AleTifCrgph)CxN-i-x, en la q ue p es uno o m á s e le m e n to s se le cc io n a d o s de un g rupo q ue con s is te en B, Si, V, Y, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, y W y las re lac io ne s a tó m icas e, f, g, h, y X re sp e c tiva m e n te sa tis fa ce n 0 ,10< e< 0 ,85 , 0 ,02< f<0 ,70 , 0 ,03< g< 0 ,65 , 0<h< 0 ,10 , e f+ g h = 1 , y 0<X <0 ,6 , y tie n e un e s p e s o r de 0 ,5 a 1000 nm, en la que (e ) la capa a lte rn a tiva de n a n o ca p a s se fo rm a la m in a n d o de fo rm a a lte rn a n te una n an ocap a A o u na n a n o ca p a B q ue tie n e la m ism a co m p o s ic ió n q ue la capa A o la cap a B y una cap a C y tie n e un e sp e s o r de 1 a 1000 nm, en la q ue (f) la n a n o ca p a A y la n a n o ca p a B t ie n e n cad a una un e s p e s o r de 0,5 a 500 nm, y en el que (g ) la cap a C es un n itru ro de A lC r(S iC ) o un ca rb o n itru ro de A lC r(S iC ) que tie n e una fó rm u la de co m p o s ic ió n de [A IíC ^ S Í C ^ C y N-i-y , en la que y es uno o m ás e le m e n to s se le cc io n a d o s de un g rup o que co n s is te en B, Ti, V, Y, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta y W y las re lac io ne s a tó m ica s i, j, k, l e Y sa tis fa cen re sp e c tiva m e n te 0 ,20< i<0 ,85 , 0 ,05< j< 0 ,50 , 0 ,01< k< 0 ,45 , 0< l<0 ,10 , i+ j+ k+ l=1 , y 0<Y <0 ,6 , y t ie n e un e s p e s o r de 0 ,5 a 500 nm.
Un se g u n d o a sp ec to de la p re se n te inve nc ión p ro p o rc io n a la p e lícu la dura d e sc rita en el p rim e r a sp ec to de la inve n c ió n , en la que un v a lo r T a/T nl de una re lac ió n e n tre un e sp e s o r de p e lícu la T a de la cap a A y un e sp e s o r de p e lícu la T nl de la capa de a lte rn a n c ia de n a n o ca p a s es de 0 ,2 a 10 m ie n tra s que un v a lo r T b/T nl de una re lac ió n entre un e s p e s o r de p e lícu la T<b>de la capa B y el e sp e so r de p e lícu la T<nl>de la capa de a lte rn a n c ia de n a n o ca p a s es de 0,2 a 10.
Un te rce r a sp e c to de la p rese n te inve nc ión p ro p o rc io n a la p e lícu la d ura d e sc rita en el p rim e r o se g u n d o a sp e c to de la invenc ión , inc lu ye nd o a de m ás una cap a sup e rfic ia l fue ra de la pe lícu la dura, en la que la capa sup erfic ia l está re a liza da del m ism o m a te ria l q ue la cap a A, la cap a B, la cap a C, o la ca p a de a lte rn a n c ia de n an ocap as .
Un cua rto a sp ec to de la p rese n te invenc ión p ro p o rc ion a la p e lícu la dura d e sc rita en cua lqu ie ra de los a sp e c to s p rim ero a te rce ro de la inve nc ión , en la q ue la p e lícu la d ura se a p lica d ire c ta m e n te al m a te ria l base.
Un q u in to a sp ec to de la p rese n te invenc ión p ro p o rc ion a la pe lícu la dura d e sc rita en cua lqu ie ra de los a sp e c to s p rim ero a cu a rto de la inve nc ión , en la q ue la p e lícu la d ura se a p lica al m a te ria l b ase a tra vé s de una cap a de in te rfaz , y en la q ue la cap a de in te rfa z e stá co n fig u ra d a para te n e r un e sp e s o r de 20 a 1000 nm y e stá re a liza d a del m ism o m a te ria l q ue la cap a A, la cap a B, la cap a C, o la ca p a de a lte rn a n c ia de n an ocap as .
Un sex to a sp e c to de la p rese n te inve nc ión p ro p o rc io n a un m ie m b ro re ve s tid o de p e lícu la d ura p arc ia l o to ta lm e n te re ve s tid o con la p e lícu la d ura d e sc rita en cu a lq u ie ra de los a sp e c to s p rim e ro a q u in to de la inve nc ión .
Efectos ventajosos de la invención
S eg ú n el p rim e r a sp e c to de la inve nc ión , la p e lícu la dura re ve s tid a sob re una su p e rfic ie del m a te ria l de base está co n fig u ra d a para te n e r un e sp e so r de p e lícu la de 0 ,5 a 20 jm u tilizan do un m é to do de d ep os ic ió n fís ica de v a p o r para la m in a r de fo rm a a lte rn a n te la cap a A, la capa B, y la cap a de a lte rn a n c ia de nan ocap as ; la ca p a A es el n itru ro de A lT iC r q ue tie n e la fó rm u la de co m p o s ic ió n de (AlaTibCrcad)N, en la q ue a es uno o m ás e le m e n to s se le cc io n a d o s del g rup o que co n s is te en C, B, Si, V, Y, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, y W y las re la c io n e s a tó m ica s a, b, c, d re sp e c tiva m e n te sa tis fa ce n 0 ,10< a< 0 ,85 , 0 ,02< b< 0 ,70 , 0 ,03< c< 0 ,65 , 0 <d< 0 ,10 , y a b c+ d = 1 , y tie n e un e sp e s o r de 0 ,5 a 1000 nm ; la cap a B es un n itru ro de A lT iC r o ca rb o n itru ro de A lT iC r q ue tie n e la fó rm u la de co m p o s ic ió n de (AleTifCrgph)CxN-i-x, en la q ue p es uno o m ás e le m e n to s se le cc io n a d o s de l g rup o que co n s is te en B, Si, V, Y, Zr, Nb, M o, Hf, Ta, y W y las re la c io n e s a tó m ica s e, f, g, h, y X re sp e c tiva m e n te sa tis fa cen 0 ,10< e< 0 ,85 , 0 ,02< f<0 ,70 , 0 ,03< g< 0 ,65 , 0<h<0,10, e f+ g h = 1 , y 0<X <0,6 , y tie n e un e sp e s o r de 0 ,5 a 1000 nm; la cap a a lte rn a tiva de n a n o ca p a s se fo rm a lam ina nd o de fo rm a a lte rn a n te la n an ocap a A o la n a n o ca p a B q ue tie n e n la m ism a co m p o s ic ió n q ue la capa A o la capa B y la capa C y tie n e un e sp e s o r de 1 a 1000 nm ; la n a n o ca p a A y la n a n o ca p a B tie n e n cad a una un e sp e so r de 0 ,5 a 500 nm; la capa C es el n itru ro de A lC r(S iC ) o c a rb o n itru ro de A lC r(S iC ) que tie n e la fó rm u la de co m p o s ic ió n de [AliCrj(SiC)kYl]CYN-i-Y, en la q ue y es uno o m ás e le m e n to s se le cc io n a d o s de l g rup o q ue co n s is te en B, Ti, V, Y, Zr, Nb, M o, Hf, Ta, y W y las re lac io ne s a tó m ica s i, j, k, 1, e Y re sp e c tiva m e n te sa tis fa cen 0 ,20< i<0 ,85 , 0 ,05< j<0 ,50 , 0 ,01< k<0 ,45 , 0< l<0 ,10 , i+ j+ k+ l=1 , y 0<Y <0 ,6 , y tien e un e sp e so r de 0,5 a 500 nm. P o r lo tan to, la cap a A es una pe lícu la de a lta d u re za q ue tie n e re s is te n c ia a la o x id a c ió n y re s is te n c ia a la a b ra s ió n , m ie n tra s q ue la cap a B es una p e lícu la q ue tie n e a lta lub ric id a d y b a ja re s is te n c ia a la a b ra s ió n ju n to con una e s tru c tu ra m á s fin a y q ue tie n e re s is te n c ia a la a b ra s ión , y p o r o tro lado, la m in a n d o de fo rm a a lte rn a n te la capa A, la capa B, y la n a n o ca p a -ca p a a lte rn a n te a um e n ta la d u re za de la p e lícu la y m e jo ra la te n a c id a d , la lub ric id ad , y la re s is te n c ia a la o x id a c ió n , de m o do q u e se co n s ig u e una h e rra m ie n ta con una v id a m ás la rga en té rm in o s de tra b a jo de co rte de d iv e rs o s m a te ria le s ta le s co m o a ce ro al ca rbo no , ace ro de a le a c ió n , y ace ro tra ta d o té rm ica m e n te . P a rticu la rm e n te , cua nd o la cap a A co n tie n e un a d itivo a c o m p u e s to de uno o m ás e le m e n to s s e le cc io n a d o s de l g ru p o q ue c o n s is te en C, B, Si, V, Y, Zr, Nb, M o, Hf, Ta, y W, los g ra n o s de c ris ta l de la p e lícu la p ue de n h a ce rse m á s finos , y un d iá m e tro de l g ra n o de c ris ta l de la p e lícu la p uede co n tro la rse c a m b ia n d o una ca n tid a d a ñ a d id a del a d itivo a. C u a n d o la cap a B con tie n e un a d itivo p co m p u e s to de uno o m á s e le m e n to s se le cc io n a d o s de l g rup o que co n s is te en B, Si, V, Y, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, y W , los g ra n o s de c ris ta l de la p e lícu la p ue de n h a ce rse m ás finos , y un d iá m e tro de l g ra n o de c ris ta l de la p e lícu la p ue de co n tro la rs e c a m b ia n d o una can tid a d a ñ a d id a de l a d itivo p. C u a n d o la cap a B con tie n e ca rbo no , la cap a B tie n e la e s tru c tu ra q ue co n tie n e no só lo n itru ro s ino ta m b ié n ca rb o n itru ro , de m o do q ue los c ris ta le s g ra n u la re s p ue de n h a ce rse e x tre m a d a m e n te finos , lo q ue m e jo ra s ig n ifica tiva m e n te la re s is te n c ia a la a b ra s ió n y la lub ric id ad . En o tras p a labras , al c o n te n e r ca rbo no , se fo rm a u na e s tru c tu ra d en s ificad a . A d e m á s, en la ca p a C, los g ra n o s de c ris ta l de la p e lícu la se h acen m ás finos , la p e lícu la d ura m e jo ra en d u re za , te n a c id a d , re s is te n c ia al c a lo r y lub ric id ad , lo q ue m e jo ra la re s is te n c ia a la a b ra s ió n y a la so ld ad u ra . A d e m á s, en la capa a lte rn a n te de n an ocap as , los g ran o s de cris ta l de la p e lícu la se hacen m ás finos, lo que m e jo ra un e fe c to de re la ja c ión de la te n s ió n in te rna p rod u c id o p o r una e s tru c tu ra n a n o m u ltica p a en la q u e la n a n o ca p a A o la nan ocap a B y la cap a C se lam inan a lte rna tivam ente , de m odo que se potenc ia un e fec to de d ispersión y un e fe c to de sup re s ió n de la p ro p a g a c ió n de las g rie ta s. C om o re su ltad o , se m e jo ra la d u re za de la pe lícu la , la te n a c id a d y la re s is te n c ia a la a b ra s ió n de la n an ocap a .
De a cu e rd o con la p e lícu la dura d e sc rita en el se g u n d o a sp ec to de la invenc ión , d ado q ue el valorTA/TNL de la re lac ión e n tre el e s p e s o r de p e lícu la T<a>de la cap a A y el e s p e s o r de p e lícu la T<nl>de la cap a de a lte rn a n c ia de n a n o ca p a s es 0 ,2 a 10, m ie n tra s q ue el v a lo r T<b>/T<nl>de la re lac ió n e n tre el e sp e s o r de la p e lícu la T<b>de la cap a B y el e sp e s o r de la p e lícu la T nl de la capa de a lte rn a n c ia de n a n o ca p a s es de 0 ,2 a 10, se con s ig u e una h e rra m ie n ta con una v id a útil m ás la rga en té rm in o s de tra b a jo de co rte de d ive rso s m a te ria les , ta le s com o a ce ro al ca rbo no , a ce ro a le a d o y ace ro tra ta d o té rm ica m e n te .
S eg ú n el te rc e r a sp e c to de la inve nc ión , d ad o q ue la p e lícu la d ura tie n e la capa su p e rfic ia l fu e ra de la p e lícu la dura , y la cap a su p e rfic ia l e stá re a liza d a de l m ism o m a te ria l q ue la cap a A, la cap a B, la cap a C, o la cap a de a lte rn a n c ia de n an ocap as , se con s ig u e la h e rra m ie n ta con una v id a útil m ás la rga en té rm in o s de tra b a jo de co rte de d ive rso s m a te ria le s ta le s com o a ce ro al ca rbo no , ace ro a leado , y ace ro tra ta d o té rm ic a m e n te d eb ido a las p ro p ie d a d e s de la cap a su p e rfic ia l a d e m á s de la p e lícu la dura.
S egún el cua rto a sp e c to de la invenc ión , d ado q ue la p e lícu la d ura se a p lica d ire c ta m e n te al m a te ria l base, la ca p a de in te rfaz ya no es n e ce sa ria e n tre la p e lícu la d ura y el m a te ria l base, lo q ue fa c ilita la fab ricac ió n .
S e g ú n el q u in to a sp e c to de la in ve n c ió n , la p e lícu la d u ra se a p lica al m a te ria l b ase a tra vé s de la cap a de in te rfaz , y la capa de in te rfaz e stá co n fig u ra d a p ara te n e r un g ro s o r de 20 a 1000 nm y e stá re a liza d a de l m ism o m a te ria l q ue la cap a A, la cap a B, la cap a C, o la cap a de a lte rn a n c ia de n an ocap as . P o r lo ta n to , la a d h e s iv id a d , es dec ir, la fu e rza a dh es iva , a u m e n ta aún m ás e n tre la p e lícu la d ura y el m a te ria l base.
El sex to a sp e c to de la inve nc ión p rop o rc ion a el m ie m bro re ve s tid o con p e lícu la d ura parc ia l o to ta lm e n te re ve s tid o con la p e lícu la d u ra d e sc rita en c u a lq u ie ra de los a sp e c to s p rim e ro a q u in to de la inve nc ión . P o r lo tan to , el m ie m b ro con una v id a m ás la rga se log ra en té rm in o s de tra b a jo de co rte de d ive rso s m a te ria les ta le s com o ace ro al carbono , ace ro de a le a c ió n , y a ce ro con tra ta m ie n to té rm ico .
P re fe re n te m e n te , el m ie m b ro re ve s tid o de p e lícu la d ura se a p lica c o n ve n ie n te m e n te a d ive rsa s h e rra m ie n ta s de tra b a jo re ve s tid a s de p e lícu la dura , inc lu ida s h e rra m ie n ta s de co rte ro ta tivas , com o fre sa s ra d ia les y brocas, h e rra m ie n ta s de co rte no ro ta tiva s , co m o b rocas para h e rra m ie n ta s , o h e rra m ie n ta s no co rta n te s , co m o m a ch o s de roscar, h e rra m ie n ta s de la m in a c ió n y m a trice s de p ren sad o . S in e m ba rg o , a p a rte de ta le s h e rra m ie n ta s de tra b a jo , la h e rra m ie n ta con re ve s tim ie n to de p e lícu la dura p uede a p lica rse com o d ive rsos m ie m b ro s con re ve s tim ie n to de pe lícu la dura res is ten tes a la abra s ión q ue d eben te n e r re s is te nc ia a la abras ión y res is tenc ia a la oxidac ión , com o los m ie m bros de ro da m ie n to .
La p e lícu la d ura de la p rese n te inve nc ión se fo rm a p re fe re n te m e n te m e d ia n te un m é to do PVD , com o un m é to do de d e p o s ic ió n p o r a rco ión ico, un m é to d o de d e p o s ic ió n a s is tid a p o r haz ión ico y un m é to d o de p u lve riza c ió n ca tó d ica , u o tros m é to d o s de d e p o s ic ió n fís ic a en fa se vapor.
A u n q u e el ca rbu ro ce m e n ta d o o el ace ro para h e rra m ie n ta s de a lta v e lo c id a d se u tilizan p re fe re n te m e n te para el m a te ria l base re ve s tid o con la p e lícu la d ura de la p re se n te inve nc ión , se p ueden a d o p ta r d ive rso s m a te ria le s para h e rra m ie n ta s , com o cerm et, ce rám ica , d ia m a n te p o lic ris ta lin o y cB N po lic ris ta lin o .
Breve descripción de los dibujos
La Fig. 1 es una v is ta fro n ta l q ue m u e s tra una fre sa ra d ia l re ve s tid a con una p e lícu la d ura de un e je m p lo de la p re se n te inve nc ión .
La Fig. 2 es una v is ta in fe rio r a m p lia d a q ue m u es tra la fre sa rad ia l de la Fig. 1 v is ta d esde el lado de la pun ta para e xp lica r una co n fig u ra c ió n de la fre sa radia l.
La Fig. 3 es un d ia g ram a e sq u e m á tico para e xp lica r una e s tru c tu ra de lam ina c ió n e je m p la r de la p e lícu la dura a p lica d a a la fre sa ra d ia l de la F ig. 1.
La Fig. 4 es un d ia g ra m a e sq u e m á tico para e xp lica r o tra e s tru c tu ra de lam inación e je m p la r de la pe lícu la dura a p lica d a a la fre sa ra d ia l de la F ig. 1.
La Fig. 5 es un d ia g ra m a e sq u e m á tico para e xp lica r aún o tra e s tru c tu ra de lam ina c ió n e je m p la r de la pe lícu la d ura a p lica d a a la fre sa rad ia l de la F ig. 1.
Figs. 6 A y 6B son d ia g ra m a s e sq u e m á tico s para e xp lica r aún o tra e s tru c tu ra de lam ina c ió n e je m p la r de la p e lícu la d ura a p lica d a a la fre sa ra d ia l de la F ig. 1.
La Fig. 7 es un d ia g ra m a g e n e ra l p a ra e x p lic a r un a p a ra to de m e ta liza d o ión ico p o r a rco q ue es un e je m p lo de un a p a ra to de d ep os ic ió n fís ica de v a p o r q ue fo rm a la p e lícu la dura de la Fig. 1 sob re un m a te ria l base para h e rram ie n ta s .
La Fig. 8 es un g rá fico q ue m u es tra los tip o s y re la c io n e s de los e le m e n to s c o n s titu tivo s de l n itru ro de A lT iC r q ue c o n s titu ye n una cap a A para cad a uno de los p ro d u c to s de e n sa yo 1 a 74 v a r ia d o s en tip o s y re la c io n e s de los e le m e n to s co n s titu tivo s de las cap as A, B y C que con s titu ye n la p e lícu la dura, tipo s y re la c io n e s de co m p o s ic ió n de los a d itivo s de los e le m e n to s co n s titu tivo s y e sp e s o r de la p e lícu la dura.
La Fig. 9 es un g rá fico q ue m u e s tra los t ip o s y re la c io n e s de los e le m e n to s co n s titu tiv o s de c a rb o n itru ro de A lT iC r o n itru ro de A lT iC r q ue co n s titu ye n la cap a B p ara cad a uno de los p ro d u c to s de e n sa yo 1 a 74 de la Fig. 8.
La Fig. 10 es un g rá fico que m u e s tra los tip o s y re la c io n e s de los e le m e n to s co n s titu tivo s de n itru ro de A lC r(S iC ) o c a rb o n itru ro de A lC r(S iC ) q ue c o n s titu ye n la cap a C para cad a u no de los p ro d u c to s de e n sa yo 1 a 74 de la Fig. 8.
La Fig. 11 es un g rá fico q ue m u e s tra los e sp e so re s de las n a n o ca p a s A, B y C, el n ú m e ro de pare s de cap as la m in a d a s de las n a n o ca p a s A y C o de las n a n o ca p a s B y C, un e s p e s o r de una capa de a lte rn a n c ia de n an ocap as , un e sp e s o r de u na ca p a de in te rfa z (ca p a in te rm e d ia ), un e s p e s o r de la cap a A, un e s p e s o r de la cap a B, el n ú m e ro de p a re s de ca p a s la m in a d a s de las ca p a s A y B y de las n a n o ca p a s , el e s p e s o r to ta l de la p e lícu la dura , una re lac ión de e sp e so re s de la cap a A y de la n an o ca p a , y una re lac ió n de e sp eso re s de la cap a B y de la n a n o ca p a para cad a uno de los p ro d u c to s de e n sa yo 1 a 74 de la F ig. 8.
La Fig. 12 es un g rá fico q ue m u e s tra la d u re za de la p e lícu la , el e s p e s o r de la p e lícu la de óx ido , la d is ta n c ia de co rte y el re su lta d o de la d e te rm in a c ió n para cad a uno de los p ro d u c to s de e n sa yo 1 a 74 de la Fig. 8. La Fig. 13 es un d ia g ra m a que m u es tra las líne as de d ifra cc ió n o b ten ida s p o r d ifra cc ió n de ra yos X u tilizan do un m é to d o 0 -20 para los p ro d u c to s de e n sa yo 6, 11, 15 e n tre los p ro d u c to s de e n sa yo 1 a 74 de la Fig. 8.
Modos de llevar a cabo la invención
Un e je m p lo de una p e lícu la d ura de la p re se n te inve nc ión se d e sc rib irá a h o ra en d e ta lle con re fe re n c ia a los d ibu jos .
Ejemplo
Las F igs. 1 y 2 son v is ta s q ue m u e s tra n una fre sa ra d ia l 10 (en lo suce s ivo , "fre sa ra d ia l 10") q ue es un e je m p lo de una h e rra m ie n ta re ves tida con p e lícu la d ura o un m ie m b ro re ves tido con p e lícu la d ura re ves tido con una p e lícu la dura 24 de la p re se n te inve nc ión . La Fig. 1 es una v is ta fro n ta l de la fre sa rad ia l 10 en una d ire cc ió n o rto g o n a l a un cen tro axia l de la m ism a, la Fig. 2 es una v is ta in fe rio r a m p lia d a de una porc ión de co rte 14 d esde el lado de la pun ta (e l lado d e re ch o de la Fig. 1), y un m a te ria l de base de h e rra m ie n ta 30 q ue está re a liza d o de ca rb u ro ce m e n ta d o e stá p rov is to in te g ra lm e n te con la p orc ión de co rte 14 c o n tin u a m e n te d esde una e sp iga . La p orc ión de co rte 14 tie n e un p a r de b ordes de corte p e rifé ricos 16 y bordes de co rte de pun ta e s fé rica 18 d isp u e s to s com o b ordes de co rte s im é tr ica m e n te a lre d e d o r de l cen tro a x ia l y la p e lícu la d ura 24 a p lica d a a una su p e rfic ie de la p orc ión de co rte 14 y es im p u lsad a ro ta c io n a lm e n te a lre d e d o r de l ce n tro a x ia l para re a liz a r el co rte con los b o rd e s de co rte p e rifé rico s 16 y los b o rd e s de co rte de pun ta e s fé rica 18. Las zo n a s so m b re a d a s de las F igs. 1 y 2 re p re se n ta n la p e lícu la d ura 24. En la Fig. 1 y la Fig. 2, las z o n a s so m b re a d a s m u es tra n una p o rc ió n de re cu b rim ie n to de la p e lícu la d ura 24 com o p e lícu la d ura de la p re se n te inve nc ión . A u n q u e una porc ió n de la fre sa rad ia l 10, es decir, la p o rc ión de co rte 14, está re ve s tid a con la p e lícu la d ura 24 en e ste e je m p lo , to d a la fre sa ra d ia l 10 p uede e s ta r revestida .
La Fig. 3 es un d ia g ra m a e s q u e m á tic o p ara e x p lic a r una se cc ió n tra n s v e rs a l de la p e lícu la d u ra 24 de la fre sa rad ia l 10 de fo rm a a m p lia da . En la Fig. 3, p o r e jem p lo , la p e lícu la d ura 24 se lam ina sob re el m a te ria l base de la h erram ie n ta 30 re a liza d o de ca rb u ro ce m e n ta d o a tra vé s de una cap a de in te rfaz (ca pa in te rm e d ia ) 32 fo rm a d a con un e sp e s o r de a p ro x im a d a m e n te 20 a 1000 nm m e d ia n te un m é to do de d e p o s ic ió n fís ica de vapor. Esta p e lícu la d ura 24 está co n fig u ra d a para te n e r un e sp e so r to ta l de p e lícu la de 0 ,5 a 20 pm lam ina nd o de fo rm a a lte rn a n te una cap a A 34 fo rm a d a para te n e r un e s p e s o r de 0 ,5 a 1000 nm, una cap a B 36 q ue tie n e un e sp e s o r de 0 ,5 a 1000 nm , y una capa de a lte rn a n c ia de n a n o ca p a s 40 co m o un á rea de m ú ltip le s ca p a s p o r un m é to do de d e p o s ic ió n fís ica de va p o r. La cap a de a lte rn a n c ia de n a n o ca p a s 40 se fo rm a con un e sp e s o r de 1 a 1000 nm lam ina nd o de fo rm a a lte rn a n te una n a n o ca p a A 37 o una n a n o ca p a B 38 y una cap a C 39 cad a una con un e sp e s o r de 0 ,5 a 500 nm. La n a n o ca p a A 37 y la n a n o ca p a B 38 están re a liza d a s de los m ism os m a te ria le s (co m p o s ic io n e s ) que la cap a A 34 y la cap a B 36, re sp e c tiva m e n te .
La cap a A 34 está re a liza d a de un n itru ro de A lT iC r q ue tie n e una fó rm u la de co m p o s ic ió n de (AlaTibCrcad )N, en la que a es uno o m ás e le m e n to s se le cc io n a d o s del g rup o que co n s is te en C, B, Si, V, Y, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, y W y las re la c io n e s a tó m ica s a, b, c, d re sp e c tiva m e n te sa tis fa cen 0 ,10< a< 0 ,85 , 0 ,02< b< 0 ,70 , 0 ,03< c< 0 ,65 , 0<d<0,10, y a b c+ d = 1 , y tie n e un e s p e s o r de 0 ,5 a 1000 nm. C ua nd o un a d itivo a está co n te n id o en una re lac ió n del 10 % o m e no s en la co m p o s ic ió n de (AlaTibCrcad ) q ue con s titu ye la capa A 34, los g ran o s de c ris ta l pueden h ace rse m ás finos en la p e lícu la de la capa A 34. C a m b ia n d o la re lac ión , es decir, la can tida d de ad ic ión , del a d itivo a, se p uede c o n tro la r el d iá m e tro de l g ra n o de cris ta l. El c o m p u e s to que co n s titu ye la capa A 34, es dec ir, el n itru ro de A lT iC r q ue inc lu ye el a d itivo a, tie n e una e s tru c tu ra cúb ica para un s is te m a c ris ta lin o y se ca ra c te r iza p o r una e le va d a d u re za y una e xce le n te re s is te n c ia a la abras ión . A d e m á s, el co m p u e s to es e xce le n te en lub ric idad , es ta b ilida d a a lta te m p e ra tu ra y re s is te nc ia a la ox id ac ión , p o r lo que se ca ra c te r iza p o r m e jo ra r la re s is te n c ia a a lta te m p e ra tu ra y m e jo ra r la te n a c id a d a a lta te m p e ra tu ra y es e ficaz para re d u c ir la o x id a c ió n y el d e sg a s te d e b id o a la g en e rac ión de c a lo r d u ra n te el m e ca n iza do a a lta ve lo c id a d , lo g ra n d o una e xce le n te lub ric id ad y re s is te n c ia a la a b ra s ión fa v o ra b le m e n te e q u ilib ra d a con la re s is te n c ia a la so ld a d u ra . C o m o re su ltad o , al d is p o n e r la capa A 34 so b re la h erram ie n ta , se p uede c o n s e g u ir una m a yo r v id a útil inc lu so cu a n d o la h e rra m ie n ta se u tiliza para m e ca n iza d o de a lta ve lo c id a d y m e ca n iza d o en seco y se so m e te a g e n e ra c ió n de c a lo r d u ra n te el corte .
La cap a B 36 e stá re a liza d a de un n itru ro de A lT iC r o c a rb o n itru ro de A lT iC r q ue tie n e una fó rm u la de co m p o s ic ió n de (AleTifCrgph ) C xN i-x , en la q ue p es uno o m á s e le m e n to s se le cc io n a d o s de l g rup o q ue co n s is te en B, Si, V, Y, Zr, Nb, M o, Hf, Ta, y W y las re la c io n e s a tó m ica s e, f, g, h, y X re sp e c tiva m e n te sa tis fa ce n 0 ,10< e< 0 ,85 , 0 ,02< f<0 ,70 , 0 ,03< g< 0 ,65 , 0<h<0,10, e f+ g h = 1 , y 0<X <0,6 , y tie n e un e sp e s o r de 0,5 a 1000 nm. C u a n d o un a d itivo p está co n te n id o en una re lac ió n de l 10 % o m e n o s en la co m p o s ic ió n de (AleTifCrgph ) que c o n s titu ye la ca p a B, los g ra n o s de c ris ta l p ueden h ace rse m ás fin o s en la p e lícu la de la cap a B 36, y c a m b ia n d o la re lac ió n , en o tras p a labras , la can tid a d de a d ic ión , del a d itivo p, p ue de co n tro la rse un d iá m e tro de l g ran o de c ris ta l de la pe lícu la . C u a n d o la cap a B 36 c o n tie n e e l a d itivo p y ca rb o n o , los c ris ta le s g ra n u la re s p u e d e n h a ce rse u ltra fino s , y la re s is te n c ia a la a b ra s ió n y la lub ric id ad m e jo ran s ig n ifica tiva m e n te . D ado que en la cap a B 36 se fo rm a una e s tru c tu ra den sa que con tien e ca rbo no , se p ue de n m e jo ra r las p ro p ie d a d e s de a lta d u re za y ba ja fricc ión . C o m o re su ltad o , al d is p o n e r la cap a B 36 so b re la h e rra m ie n ta , se p ue de c o n s e g u ir una m a yo r v id a útil de la h e rra m ie n ta en té rm in o s de m e ca n iza d o de a lta ve lo c id a d y m e ca n iza d o de un m a te ria l d ifíc il de p rocesa r.
La cap a de a lte rn a n c ia de n a n o ca p a s 40 se fo rm a la m in a n d o de fo rm a a lte rn a n te la n a n o ca p a A 37 y la ca p a C 39, o la n a n o ca p a B 38 y la cap a C 39, has ta un e s p e s o r de 1 a 1000 nm . La n a n o ca p a A 37, la n a n o ca p a B 38 y la cap a C 39 tie n e n cada una un g ro s o r de 0 ,5 a 500 nm. La n a n o ca p a A 37 y la n an ocap a B 38 están re a liza d a s de los m ism os m a te ria le s (c o m p o s ic io n e s ) q ue la cap a A 34 y la cap a B 36, re sp e c tiva m e n te . A l in c lu ir la cap a 40 de n a n o ca p a s en la p e lícu la 24, los g ra n o s de c ris ta l de la p e lícu la p ue de n h a ce rse m ás fin o s en la cap a 40 de n a n o ca p a s , y el e fe c to de re la ja c ión de la te n s ió n in te rna de la capa 40 de n a n o ca p a s p uede m e jo ra rse para a u m e n ta r el e fec to de d isp ers ió n y el e fe c to de sup re s ió n de la p rop a ga c ió n de las g rie ta s. A d e m á s, una e s tru c tu ra n a n o m u ltica p a p ro p o rc io n a m e jo ras en la d ure za , te n a c id a d y re s is te n c ia a la a b ra s ió n de la pe lícu la .
La cap a C 39 está re a liza d a de un n itru ro de A lC r(S iC ) o c a rb o n itru ro de A lC r(S iC ) que tie n e una fó rm u la de c o m p o s ic ió n de [A liCrj(S iC )kY l]CyN<1>-y , en la q u e<y>es uno o m á s e le m e n to s s e le cc io n a d o s de l g ru p o q ue c o n s is te en B, Ti, V, Y, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, y W y las re la c io n e s a tó m ica s i, j, k, l, e Y re sp e c tiva m e n te sa tis fa cen 0 ,20< i<0 ,85 , 0 ,05< j< 0 ,50 , 0 ,01< k< 0 ,45 , 0< l<0 ,10 , i+ j+ k+ l=1 , y 0<Y <0,6 , y t ie n e un e sp e s o r de 0 ,5 a 500 nm. C u a n d o un a d itivo y e s tá c o n te n id o en una re lac ió n de l 10 % o m e n o s en la c o m p o s ic ió n de [A liC rj(S iC )kY l]CyN<1>-y q ue co n s titu ye la cap a C, los g ra n o s de cris ta l p ueden h ace rse m ás fino s en la p e lícu la de la cap a C 39. A l c o n te n e r el a d itivo y se con s ig u en m e jo ra s en la dureza , te n a c id a d , re s is te n c ia al c a lo r y lub ric id ad , lo que m e jo ra la re s is te n c ia a la a b ra s ió n y a la so ld a d u ra . C o m o re su ltad o , la v id a útil de la h e rra m ie n ta re ve s tid a con la p e lícu la 24 que tie n e la capa C 39 se puede a la rg a r en té rm in o s de m e ca n iza d o de a lta ve lo c id a d y m e ca n iza d o en seco.
La cap a de in te rfaz 32 p uede fo rm a rse p o r el m ism o m é to do de d e p o s ic ió n fís ica de v a p o r que la p e lícu la dura 24 h as ta un e sp e so r de 20 a 1000 nm y e s ta r re a liza d a del n itru ro de A lT iC r que co n s titu ye la capa A 34, del c a rb o n itru ro de A lT iC r o n itru ro de A lT iC r q ue co n s titu ye la capa B 36 el c a rb o n itru ro de A lC r(S iC ) o el n itru ro de A lC r(S iC ) que con s titu ye la capa C 39, o el m ate ria l de la m ism a e s tru c tu ra de lam ina c ió n n an ocap a que la capa n an ocap a a lte rn a tiva 40 (e l ca rb o n itru ro de A lT iC r o el n itru ro de A lT iC r/e l n itru ro de A lC r(S iC )). En la Fig. 3, p o r e je m p lo , la cap a de in te rfaz 32 e stá re a liza d a del m ism o m a te ria l q ue la ca p a B 36, es decir, el ca rb o n itru ro de A lT iC r o el n itru ro de A lT iC r que co n tie n e el a d itivo p. En la cap a de a lte rn a n c ia de n a n o ca p a s 40, el n ú m e ro de cap as lam ina da s de la n a n o ca p a A 37 o la n an ocap a B 38 y la cap a C 39 p uede s e r un núm e ro p a r o p uede se r un n úm ero im p a r de 3 o m ás, y la capa s u p e rio r o la cap a in fe rio r p uede se r cu a lq u ie ra de la n a n o ca p a A 37 o la n an ocap a B 38 y la cap a C 39. En la pe lícu la d ura 24, el n ú m e ro re pe tido de cap as lam ina da s de la cap a A 34, la capa B 36, y la capa de a lte rn a n c ia de n an ocap as 40 p uede s e r un n ú m e ro a rb itra rio de 3 o m ás y no e stá lim itado a un m ú ltip lo de 3. La cap a s u p e rio r o la capa in fe rio r de la p e lícu la d ura 24 p ue de s e r cu a lq u ie ra de la cap a A 34, la cap a B 36 y la cap a de a lte rn a n c ia de n a n o ca p a s 40.
U na cap a su p e rfic ia l 42 es una capa d isp u e s ta fue ra de la p e lícu la d u ra 24, es decir, en el lado o p u e s to al m a te ria l base de la h e rra m ie n ta 30, y e stá fo rm a d a p o r el m ism o m é to d o de d e p o s ic ió n fís ica de v a p o r q ue la p e lícu la d ura 24 h as ta un e sp e s o r de 20 a 1000 nm . La capa sup e rfic ia l 32 está fo rm a d a p or el n itru ro de A lT iC r q ue con s titu ye la capa A 34, el ca rbo n itru ro de A lT iC r o el n itruro de A lT iC r que con s titu ye la capa B 36, el ca rbo n itru ro de A lC r(S iC ) o el n itruro de A lC r(S iC ) q ue co n s titu ye la capa C 39 o el m a te ria l de la m ism a e s tru c tu ra de lam ina c ió n n an ocap a q ue la cap a de a lte rn a n c ia de n a n o ca p a s 40 (e l c a rb o n itru ro de A lT iC r o el n itru ro de A lT iC r/e l n itru ro de A lC r(S iC )). En la Fig. 3, por e je m p lo , la cap a su p e rfic ia l 42 e stá re a liza d a de l m ism o m a te ria l q ue la cap a B 36, es dec ir, el ca rb o n itru ro de A lT iC r o el n itru ro de A lT iC r que co n tie n e el a d itivo p.
Las F igs. 4, 5, y 6 A y 6 B re sp e c tiva m e n te m u es tra n o tras e s tru c tu ra s e je m p la re s de la p e lícu la dura 24. En c o m p a ra c ió n con la Fig. 3, la p e lícu la d ura 24 de la Fig. 4 es d ife re n te en el se n tid o de q ue la ca p a su p e rfic ia l 42 y la cap a de in te rfa z 32 e s tá n co n fig u ra d a s de la m ism a m a n e ra q ue la cap a de a lte rn a n c ia de n a n o ca p a s 40 co n s titu id a p o r la n a n o ca p a A 37 y la capa C 39. En co m p a ra c ió n con la Fig. 3, la p e lícu la dura 24 m o s tra d a en la Fig. 5 es d ife re n te en q ue la capa de a lte rn a n c ia de n a n o ca p a s 40 está c o n s titu id a p o r la n a n o ca p a B 38 y la cap a C 39 y que la cap a de in te rfaz 32 in te rp ue s ta e n tre el m a te ria l base de la h e rra m ie n ta 30 y la p e lícu la dura 24 está co n fig u ra d a del m ism o m odo que la cap a de a lte rn a n c ia de n a n o ca p a s 40 co n s titu id a p o r la n an ocap a B 38 y la capa C 39. La cap a de a lte rn a n c ia de n a n o ca p a s 40 de la F ig. 5 e s tá fo rm a d a de la m ism a m a n e ra q ue la de la F ig. 3, sa lvo q ue la n a n o ca p a B 38 se u tiliza en lu g a r de la n a n o ca p a A 37 en la cap a de a lte rn a n c ia de n a n o ca p a s 40. En co m p a ra c ió n con la Fig. 3, la p e lícu la d ura 24 m o strad a en la Fig. 6 A es d ife re n te en el sen tido de q ue la capa sup e rfic ia l 42 no está inc lu ida , y la p e lícu la d ura 24 m o s tra d a en la Fig. 6B es d ife re n te en co m p a ra c ió n con la Fig. 3 en el sen tido de q ue la p e lícu la d u ra 24 está lam in a d a d ire c ta m e n te sob re el m a te ria l base de la h e rra m ie n ta 30 sin a tra vé s de la capa de in te rfa z 32. A u n q u e no se m u es tra , la c o n fig u ra c ió n sin la cap a su p e rfic ia l 42 o la ca p a de in te rfa z 32 es a p lica b le no só lo a la p e lícu la d ura 24 de la Fig. 3 s ino ta m b ié n a la p e lícu la d ura 24 m o s tra d a en las F igs. 4, 5, e tc., y ta m b ié n p ue de im p le m e n ta rse una co n fig u ra c ió n sin la capa sup e rfic ia l 42 ni la cap a de in te rfaz 32 para p ro d u c ir un e fe c to d e te rm in a d o .
La Fig. 7 es un d ia g ra m a de co n fig u ra c ió n g e n e ra l (d ia g ra m a e sq u e m á tic o ) para e xp lica r un a p a ra to de re ve s tim ie n to ión ico p o r a rco 50 u tilizad o para fa b r ic a r la fre sa ra d ia l 10. El a p a ra to de m e ta liza d o ión ico p o r a rco 50 u tiliza un m é to do de m e ta liza d o ión ico p o r a rco, q ue es un tip o de m é to do de d ep o s ic ió n fís ica de vapor, para fo rm a r la cap a de in te rfa z 32, la ca p a A 34 o la n a n o ca p a A 37, la cap a B 36 o la n a n o c a p a B 38, la ca p a C 39 y la ca p a su p e rfic ia l 42 so b re el m a te ria l b ase de la h e rra m ie n ta 30 q ue tie n e la m ism a fo rm a q ue la fre sa ra d ia l 10 m o s tra d a en las F igs. 1 y 2.
P o r e je m p lo , el a p a ra to de re cu b rim ie n to ión ico p or a rco 50 inc lu ye una m esa g ira to ria 54 que sos tie n e una p lu ra lida d de p iezas de tra ba jo , es decir, una p lu ra lidad de m a te ria les de base de h e rra m ie n ta 30 p rov is tos de la porc ión de corte 14 a n tes de s e r re ve s tid o s con la p e lícu la dura 24 y a cc io n a d o s ro ta c io n a lm e n te a lre d e d o r de un cen tro de ro tac ión q ue es su s ta n c ia lm e n te p e rp e n d icu la r a un p lano de la m e sa g ira to ria 54, una fu e n te de a lim e n ta c ió n de p o la riza c ió n 56 que a p lica un vo lta je de p o la rizac ión n ega tivo a los m a te ria le s de base de h erram ie n ta 30, una cá m a ra 58 que s irve co m o c o n te n e d o r de p ro ce so q ue a lo ja los m a te ria le s de base de h e rra m ie n ta 30 etc. un c a le n ta d o r 59 d isp u e s to en la cá m a ra 58, un a p a ra to de sum in is tro de gas re ac tivo 60 q ue sum in is tra un gas re ac tivo p re d e te rm in a d o a la cá m a ra 58, un a p a ra to de e sca p e 62 que d e sca rg a el a ire de la cá m a ra 58 con una b om ba de vac ío , etc. para re d u c ir la p res ión , una p rim e ra fu e n te de e n e rg ía de a rco 64, una s e g u n d a fu e n te de e n e rg ía de a rco 66, una te rce ra fu e n te de e n e rg ía de a rco 68, etc. La m e sa g ira to ria 54 tie n e una fo rm a c ilín d rica o una fo rm a p o lig o n a l c o lu m n a r a lre d e d o r del cen tro de ro tac ión y sos tiene una p lu ra lidad de los m a te ria les de base de h e rram ie n ta 30 en una porc ión c ircun fe ren c ia l e x te rio r en una p o s tu ra con p un tas de los m a te ria le s de base de h e rra m ie n ta 30 que so b re sa le n hac ia a rriba . El d isp o s itivo de su m in is tro de g as re ac tivo 60 inc lu ye un d e p ó s ito para a lm a c e n a r un g as a rgó n (A r) y un d e p ó s ito para a lm a c e n a r un g as n itró g e n o y su m in is tra el g as n itró g e n o en el m o m e n to de la fo rm a c ió n de la cap a de in te rfaz 32, la cap a A 34 o la n a n o ca p a A 37, la cap a B 36 o la n a n o ca p a B 38, la cap a C 39, y la capa su p e rfic ia l 42.
La p rim e ra fu e n te de e n e rg ía de a rco 64, la s e g u n d a fu e n te de e n e rg ía de a rco 66, y la te rce ra fu e n te de e n e rg ía de a rco 68 a p lican se le c tiva m e n te una co rrie n te de a rco p re d e te rm in a d a e n tre una p rim e ra fu e n te de e va p o ra c ió n 70, una se g u n d a fu e n te de e va p o ra c ió n 74, una te rce ra fu e n te de e va p o ra c ió n 78, to d a s re a liza d a s de m a te ria le s de d ep os ic ió n de v a p o r com o cá to do s y á n o do s 72, 76, 80 re spe ctivam en te , para p ro vo ca r la d esca rg a del a rco y e va po ra r a s í s e le c tiva m e n te los m a te ria le s de e va p o ra c ió n de la p rim e ra fu e n te de e va p o ra c ió n 70, la se g u n d a fu e n te de e va p o ra c ió n 74, y la te rce ra fu e n te de e va p o ra c ió n 78, y el m a te ria l de e va p o ra c ió n e va p o ra d o se co n v ie rte en iones p o s itivo s y se le p e rm ite re c u b rir los m a te ria le s base de la h e rra m ie n ta 30 a los que se a p lica una te n s ió n de p o la riza c ió n n e g a tiva (-). S e e s ta b le ce cuá l de la p rim e ra fu e n te de e n e rg ía de a rco 64, la se g u n d a fu e n te de e n e rg ía de a rco 66, y la te rce ra fu e n te de e n e rg ía de a rco 68 se u tiliza , y la co rr ie n te de a rco y el v o lta je de p o la riza c ió n , a sí co m o las co n d ic io n e s de fo rm a c ió n de la pe lícu la , in c lu ye n d o una te m p e ra tu ra de 400 a 550 °C y un g ra d o de va c ío de 2 a 10 Pa, de ta l m a ne ra q ue las co m p o s ic io n e s p re d e te rm in a d a s se e va p o ra n para o b te n e r la cap a de in te rfaz 32, la cap a A 34 o la n a n o ca p a A 37, la capa B 36 o la n a n o ca p a B 38, la cap a C 39, y la capa su p e rfic ia l 42 re spe ctivam en te . Los e sp e so re s de la cap a de in te rfaz 32, la capa A 34 o la nan ocap a A 37, la capa B 36 o la nanocapa B 38, la capa C 39 y la cap a su p e rfic ia l 42 se a ju s tan co n tro la n d o un tie m p o de fo rm a c ió n de la pe lícu la .
P o r e je m p lo , la p rim e ra fu e n te de e va p o ra c ió n 70 está re a liza d a de n itru ro de A lT iC r que tie n e la fó rm u la de c o m p o s ic ió n de (AlaTibCrcad )N en la q ue las re lac io ne s a tó m ica s a, b, c, d sa tis fa cen re sp e c tiva m e n te 0 ,10< a< 0,85 , 0 ,02< b< 0 ,70 , 0 ,03< c<0 ,65 , 0 ,10< d< 0 ,10 , y a+b+ c+d =1 y el a d itivo a es uno o m ás e le m e n to s se le cc io n a d o s del g rup o q ue co n s is te en C, B, Si, V, Y, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, y W que re p re se n te n el 10% o m e no s. La se g u n d a fu e n te de e va p o ra c ió n 74 e stá re a liza d a de un ca rb o n itru ro de A lT iC r o n itru ro de A lT iC r q ue tie n e la fó rm u la de co m p o s ic ió n de ( AleTifCrgph) CxN-i-x, en la q ue las re la c io n e s a tó m ica s e, f, g, h, y X re sp e c tiva m e n te sa tis fa cen 0 ,10< e< 0,85 , 0 ,02< f< 0 ,70 , 0 ,03< g< 0 ,65 , 0 <h< 0 ,10 , e f+ g h = 1 , y 0 < X <0 ,6 y el a d itivo p es uno o m ás e le m e n to s se le cc io n a d o s del g ru p o que co n s is te en B, Si, V, Y, Zr, Nb, M o, Hf, Ta, y W que re p re se n te n 10 % at o m enor. La te rce ra fu e n te de e va p o ra c ió n 78 e stá re a liza d a de un ca rb o n itru ro de A lC r(S iC ) o n itru ro de A lC r(S iC ) que tie n e la fó rm u la de co m p o s ic ió n de [A liC rj(S iC )kY l]CyN<1>-Y , en la que las re lac io ne s a tó m ica s i, j, k, l, e Y sa tis fa ce n re sp e c tiva m e n te 0 ,20< i< 0 ,85 , 0 ,05< j<0 ,50 , 0 ,01< k< 0 ,45 , 0< l<0 ,10 , i+ j+ k+ l=1 , y 0<Y <0 ,6 y el a d itivo y es uno o m ás e le m e n to s se le cc io n a d o s del g rup o que co n s is te en B, Ti, V, Y, Zr, Nb, M o, Hf, Ta, y W que re p re se n ta n el 10 % at o m enor. C u a n d o se fo rm a la capa de in te rfaz 32 sob re el m a te ria l b ase de la h e rra m ie n ta 30, se e va p o ra un m a te ria l de fo rm a c ió n de p e lícu la d esde cu a lq u ie ra de la p rim e ra fu e n te de e va p o ra c ió n 70, la se g u n d a fu e n te de e va p o ra c ió n 74 y la te rce ra fu e n te de e va p o ra c ió n 78, o una co m b in a c ió n de e stas fu e n te s , d e p e n d ie n d o de la co n fig u ra c ió n de la capa de in te rfaz 32. E sp e c ífica m e n te , cua nd o se fo rm a la capa A 34 sob re el m a te ria l base de la h e rra m ie n ta 30, el n itru ro de A lT iC r q ue co n tie n e el a d itivo a se e va p o ra d e sd e la p rim e ra fu e n te de e va p o ra c ió n 70 m e d ia n te la p rim e ra fuen te de ene rg ía de a rco 64. C ua nd o se fo rm a la capa B 36 sobre el m ateria l base de la herram ien ta 30, el ca rbo n itru ro o n itru ro de A lT iC r que co n tie n e el a d itivo p se e va p o ra d esde la se g u n d a fu e n te de e va p o ra c ió n 74 m e d ia n te la se g u n d a fu e n te de a lim en ta c ión de a rco 66. C ua nd o la cap a de a lte rn an c ia de n a n o ca p a s 40 se fo rm a sobre el m ateria l base de la h e rra m ie n ta 30 y la cap a de a lte rn a n c ia de n a n o ca p a s 40 e stá c o n s titu id a p o r la n a n o ca p a A 37 y la ca p a C 39, la n an ocap a de n a n o o rd e n A 37 re a liza d a del n itru ro de A lT iC r y la n an ocap a de o rden C 39 re a liza d a del ca rb o n itru ro de A lC r(S iC ) o n itru ro de A lC r(S iC ) se lam ina n de fo rm a a lte rn a n te p ro p o rc io n a n d o de fo rm a a lte rn a n te una se cc ión en la que el n itru ro de A lT iC r q ue co n tie n e el a d itivo a se e va p o ra d esde la p rim e ra fue n te de e va po ra c ió n 70 m e d ia n te la p rim e ra fu e n te de e n e rg ía de a rco 64 y una secc ión en la q ue el c a rb o n itru ro de A lC r(S iC ) o n itru ro de A lC r(S iC ) se e va p o ra d esde la te rce ra fu e n te de e va p o ra c ió n 78 m e d ia n te la te rce ra fu e n te de e n e rg ía de a rco 68. C u a n d o la cap a de a lte rn a n c ia de n a n o ca p a s 40 e s tá co n s titu id a p o r la n a n o ca p a B 38 y la ca p a C 39, la n a n o ca p a de o rde n n a n o m é trico B 38 co n s titu id a p o r el c a rb o n itru ro de A lT iC r o el n itru ro de A lT iC r y la n a n o ca p a d eo rd en C 39 re a liza d a de l c a rb o n itru ro de A lC r(S iC ) o n itru ro de A lC r(S iC ) se lam ina n de fo rm a a lte rn a n te p ro p o rc io n a n d o de fo rm a a lte rn a n te una secc ión en la que el c a rb o n itru ro de A lT iC r o n itru ro de A lT iC r que con tie n e el a d itivo p se e va po ra d esde la se g u n d a fu e n te de e va p o ra c ió n 74 m e d ia n te la se g u n d a fu e n te de e n e rg ía de a rco 66 y una se cc ió n en la q ue el ca rb o n itru ro de A lC r(S iC ) o el n itru ro de A lC r(S iC ) se e va p o ra d esde la te rce ra fu e n te de e va p o ra c ió n 78 m e d ia n te la te rce ra fu e n te de e n e rg ía de a rco 68. P ara la ca p a de in te rfaz 32 y la ca p a sup e rfic ia l 42, la lam ina c ió n se re a liza de fo rm a s im ila r a la fo rm a c ió n de cada una de la capa A 34, la capa B 36 y la capa de a lte rn an c ia de n an ocap as 40 en fun c ión de la con fig u ra c ió n . C om o se ha d e sc rito a n te rio rm e n te , p o r e je m p lo , la p e lícu la d ura 24 m o s tra d a en la Fig. 3 e stá la m in a d a sob re el m a te ria l base de la h e rra m ie n ta 30.
P ara c o n firm a r la re s is te n c ia a la a b ra s ión y la re s is te n c ia a la so ld a d u ra , el p re se n te in ve n to r u tilizó el a p a ra to de re ve s tim ie n to ión ico p o r a rco 50 de la Fig. 7 para p re p a ra r 74 t ip o s de p ro d u c to s de e n sa yo 1 a 74 p ro v is to s de la p e lícu la d ura 24 m o s tra d a en la F ig. 6 A fo rm a d a sob re el m a te ria l base de la h e rra m ie n ta 30 re a liza d o de ca rbu ro ce m e n ta d o que tie n e la m ism a fo rm a q ue la fre sa ra d ia l 10 m o s tra d a en las F igs. 1 y 2 con los p o rce n ta je s de c o m p o s ic ió n (% a t) y los e sp e so re s de p e lícu la (n m ) de la ca p a A 34 y la n a n o ca p a A 37, la cap a B 36 y la n a n o ca p a B 38, y la capa C 39, el n úm ero de pare s de cap as lam ina da s de la cap a B 36 y la capa C 39 en la capa de a lte rn a n c ia de n a n o ca p a s 40, el e sp e s o r de la n a n o ca p a 40, los e sp e so re s (n m ) de la cap a A 34 y la capa B 36, el n ú m e ro de p a re s de ca p a s la m in a d a s de la capa A 34 o la ca p a B 36 y la n a n o ca p a 40, y el e s p e s o r to ta l de la p e lícu la (n m ) de la p e lícu la d ura 24 re a liza d a d ife re n te com o se m u e s tra en las F igs. 8, 9, 10 y 11. La d u re za de la p e lícu la de cada uno de los p ro d u c to s de e n sa yo 1 a 74 se m id ió de a cu e rd o con un m é to do de m e d ic ió n de la d u re za de la pe lícu la (d u re za V ic ke rs ) d e sc rito a con tin u a c ió n , los p rod u cto s de e n sa yo 1 a 74 se e xp us ie ron a 1000 °C d u ra n te una hora a una p res ión a tm o s fé rica en una a tm ó s fe ra de a ire p ara m e d ir los e sp e so re s ( | jm ) de las cap as de ó x id o g en e rad as , y se m id ió una d is ta n c ia de co rte (m ) de a cu e rd o con un m é to do de m e d ic ió n d e sc rito a co n tin u a c ió n cu a n d o cad a uno de los p ro d u c to s de e n sa yo 1 a 74 se u tilizó para c o r ta r de a cu e rd o con las co n d ic io n e s de p rue b a de co rte d e sc rita s a co n tin u a c ió n para d e te rm in a r un re n d im ie n to de corte . La Fig. 12 m u e s tra los re su lta d o s de e stas e va lu a c io n e s . Las u n id a d e s de los v a lo re s de co m p o s ic ió n m o s tra d a s en las F igs. 8, 9 y 10 son % a t (% a tom ico).
(Método de medición de la dureza de la película)
De a cu e rd o con el m é to do de e n sayo de d u re za V icke rs (J IS G 0202, Z 2244 ), se m id ie ron los va lo re s H V (d u re za V icke rs ) de las p e lícu la s dura s de los p roductos de e n sayo 1 a 50 en las co n d ic io n e s ind icad as p o r el cód igo de d ureza H V 0 ,025.
(Condiciones de la prueba de corte)
M a te ria l de tra b a jo : SKD11 (60 H R C )
V e lo c ida d de corte : 150 ,8 m /m in (8000 m in -1)
V e lo c ida d de a lim e n ta c ió n : 0,1 m m /t (1600 m m /m in )
P ro fu n d id a d de corte : a a = 0 ,2 m m , p f= 0 ,4 m m
F lu ido de corte : so p la d o de a ire
(Método de medición de la distancia de corte y método de determinación de la aceptabilidad)
La p ro fu n d id a d de m e ca n iza d o en las co n d ic io n e s de e n sayo de co rte y la v id a útil de la fre sa radia l, es decir, la d is ta n c ia de co rte a n tes de que un a ncho de d e sg a s te del flan co a lca n ce 0,1 m m , se m u es tra n en un cam p o de d is ta n c ia de co rte de la Fig. 12. Un p ro d u c to no to ta lm e n te o x id a d o en la e va lu a c ió n de l e sp e s o r de la cap a de ó x ido y que tie n e una d is ta n c ia de co rte de 500 m o m ás se co n s id e ra a ce p ta b le y se ind ica con una m a rca c ircu la r, y un p ro d u c to to ta lm e n te o x id a d o o q ue tie n e una d is ta n c ia de co rte in fe rio r a 500 m se co n s id e ra no a ce p ta b le y se ind ica con una cruz, en el ca m p o de d e te rm in a c ió n de la Fig. 12.
C om o se m u es tra en la Fig. 12, la d u re za de la p e lícu la de los p rod u cto s de e n sa yo 7 a 74 c o rre sp o n d ie n te s a los p ro d u c to s de e je m p lo fue de 2890 a 3590 (H V 0 ,025 ), p ro p o rc io n a n d o una d u re za de la p e lícu la s u p e r io r a la de los p ro d u c to s de e n sa yo 1 a 6 c o rre sp o n d ie n te s a los p ro d u c to s com p a ra tivo s .
C o m o se m u e s tra en la Fig. 12, e n tre los p ro d u c to s de e n sa yo 1 a 6 co rre sp o n d ie n te s a los p ro d u c to s co m p a ra tivo s , los p ro d u c to s de e n sa yo 2, 3, 5 y 6 se d e te rm in a ro n com o no a ce p ta b le s ya q ue la d is ta n c ia de co rte a n tes de q ue la a n ch u ra de d e sg a s te a lca n ce 0,1 m m era in fe rio r al v a lo r de d e te rm in a c ió n de a ce p ta b ilid a d de 500 m y el e sp e s o r de la capa de ó x id o se e va lu ó co m o o x id a c ió n to ta l, es dec ir, la p e lícu la d ura 24 se d e te rm in ó com o to ta lm e n te o x id ad a . El p ro d u c to de e n sa yo 1 y el p ro d u c to de e n sa yo 4 no p ud ie ro n e va lu a rse d e b id o al d e sp re n d im ie n to de la p e lícu la y, p o r lo tan to , tie n e n las m a rca s en c ru z en el ca m p o de d e te rm in a c ió n . El p ro d u c to de e n sa yo 1 no inc lu ye la cap a de a lte rn a n c ia de n a n o ca p a s 40 q ue es una cap a a lte rn a n te de la ca p a A 34 o de la ca p a B 36 y de la cap a C 39 y e stá lig e ra m e n te p o r d eb a jo de sa tis fa c e r el rango de re lac ió n a tó m ica d e fin id o en la p rese n te inve nc ión en té rm in o s de las c o m p o s ic io n e s de la cap a A 34, la cap a B 36 y la ca p a C 39. El e s p e s o r de la ca p a de in te rfa z (ca p a in te rm e d ia ) 32 ta m b ié n es in fe rio r a 20 nm, q ue es el lím ite in fe rio r de l in te rva lo d e fin id o en la p re se n te inve nc ión , y el e sp e s o r to ta l de la p e lícu la es s u p e r io r a 2o pm , que es el lím ite s u p e r io r de l in te rva lo d e fin id o en la p re se n te inve nc ión . En el p ro d u c to de e n sa yo 2, el e sp e s o r de la capa A 34 y el e s p e s o r de la cap a B 36 son in fe rio re s a 0 ,5 nm cad a uno, y los e sp e s o re s de la n a n o c a p a B 38 y de la ca p a C 39 q ue co n s titu ye n la cap a de a lte rn a n c ia de n a n o ca p a s 40 ta m b ié n son in fe rio re s a 0 ,5 nm. El e s p e s o r to ta l de la p e lícu la es in fe rio r a 0 ,5 pm . El e sp e s o r de la ca p a de in te rfaz 32 es in fe rio r a 20 nm, q ue es el lím ite in fe rio r de l in te rva lo d e fin id o en la p re se n te inve nc ión . El p ro d u c to de e n sa yo 2 está lig e ra m e n te le jos de sa tis fa ce r el in te rva lo de re lac io ne s a tó m ica s d e fin id o en la p rese n te inve nc ión en lo q ue re spe cta a las c o m p o s ic io n e s de la cap a A 34 y la n a n o ca p a A 37, la ca p a B 36 y la n an ocap a B 38, y la capa C 39. En el p rod u cto de e n sayo 3, el g ro so r de la cap a A 34 y el g ro so r de la cap a B 36 sup eran cad a uno los 1000 nm, y el g ro so r de la cap a C 39 q ue co n s titu ye la capa de a lte rn a n c ia de n a n o ca p a s 40 cae p o r d e b a jo de los 0 ,5 nm . El g ro s o r to ta l de la p e lícu la su p e ra los 20 pm . El e sp e so r de la cap a de in te rfaz 32 sup e ra los 1000 nm, que es el lím ite s u p e rio r del ra ng o d e fin id o en la p re se n te invenc ión . El p rod u cto de e n sayo 3 no sa tis fa ce el rango de re lac ió n a tó m ica d e fin id o en la p rese n te inve nc ión en té rm in o s de las co m p o s ic io n e s de la capa A 34 y la nan ocap a A 37, la capa B 36 y la nanocapa B 38, y la capa C 39. En el p rod u cto de e n sa yo 4, el g ro so r de la n an ocap a B 38 que co n s titu ye la capa de a lte rn a n c ia de n a n o ca p a s 40 su p e ra los 500 nm, y el g ro so r de la capa de a lte rn a n c ia de n a n o ca p a s 40 ta m b ié n sup e ra los 1000 nm. El g ro so r to ta l de la pe lícu la sup e ra los 20 pm . La capa de in te rfaz 32 supera los 1000 nm, q ue es el lím ite su p e rio r de l ra ng o d e fin id o en la p re se n te inve nc ión . El p ro d u c to de e n sa yo 4 e stá lig e ra m e n te le jos de s a tis fa c e r el ra ng o de re lac ió n a tó m ica d e fin id o en la p re se n te inve n c ió n en té rm in o s de las co m p o s ic io n e s de la capa A 34 y la n an ocap a A 37, la ca p a B 36 y la n an ocap a B 38, y la capa C 39. En el p ro d u c to de e n sa yo 5, el g ro s o r de la cap a A 34 y el g ro so r de la capa B 36 son in fe rio re s a 0,5 nm cada uno. El e s p e s o r de la n an ocap a B 38 que co n s titu ye la n a n o ca p a -a lte rn a tiva 40 ta m b ié n es in fe rio r a 0 ,5 nm. El e sp e so r de la capa de in te rfaz 32 ta m b ié n es in fe rio r a 20 nm. El p rod u cto de e n sa yo 5 no sa tis fa ce el rango de re lac ió n a tó m ica d e fin id o en la p rese n te inve nc ión en té rm in o s de las co m p o s ic io n e s de la cap a A 34 y la n a n o ca p a A 37, la cap a B 36 y la n a n o ca p a B 38, y la cap a C 39. En el p ro d u c to de e n sa yo 6, el e sp e so r de la cap a A 34 supera los 1000 nm, y el e sp e so r de la n an ocap a B 38 que co n s titu ye la capa de a lte rn a n c ia de n a n o ca p a s 40 su p e ra los 500 nm , m ie n tra s q u e el e sp e s o r de la cap a C 39 es in fe rio r a 0 ,5 nm. El e sp e s o r de la n a n o ca p a 40 es s u p e r io r a 1000 nm , y el e sp e s o r to ta l de la p e lícu la su p e ra los 20 pm . El p ro d u c to de e n sa yo 6 no sa tis fa ce el rango de re lac ión a tó m ica d e fin id o en la p rese n te inve nc ión en té rm in o s de las com p o s ic io n e s de la cap a A 34 y la n a n o ca p a A 37, la capa B 36 y la n a n o ca p a B 38, y la cap a C 39.
S in e m ba rg o , se d e te rm in ó que los p rod u cto s de e n sa yo 7 a 74 c o rre sp o n d ie n te s a los p rod u cto s de e je m p lo eran a ce p ta b le s , ya que la d is ta n c ia de co rte a n tes de que la a n ch u ra de d e sg a s te a lca nce 0,1 m m es el v a lo r de d e te rm in a c ió n de a ce p ta b ilid a d de 500 m o m ás. Se d e te rm in ó q u e los p ro d u c to s de e n sa yo 7 a 74 e ran a ce p ta b le s en a m b o s ca so s q ue el a d itivo a en la capa A 34 y la n a n o ca p a A 37 q ue te n ía n la m ism a co m p o s ic ió n q ue la cap a A 34 era al m e no s uno se le cc io n a d o de l g rup o q ue co n s is te en C, B, Si, V, Y, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta y W y que el a d itivo a no e s ta b a co n te n id o (la re lac ió n a tó m ica d de a e ra 0). D e l m ism o m odo , se d e te rm in ó q ue los p ro d u c to s de e n sa yo 7 a 74 eran a ce p ta b le s en a m bo s casos que el a d itivo p en la capa B 36 y la n an ocap a B 38 que te n ía n la m ism a com p os ic ión q ue la cap a B 36 se se le cc io n a b a del g rupo fo rm a d o p o r B, Si, V, Y, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta y W y que el ad itivo p no e s ta ba co n te n id o (la re lac ió n a tó m ica h de p era 0). Se d e te rm in ó que los p rod u cto s de e n sa yo 7 a 74 eran a ce p ta b le s en a m b o s ca so s que el a d itivo y en la ca p a C 39 era al m e no s uno se le cc io n a d o del g rup o fo rm a d o p o r B, Ti, V, Y, Zr, Nb, M o, Hf, Ta y W y q ue el a d itivo<y>no e s ta b a co n te n id o (la re lac ió n a tó m ica l de<y>e ra 0). S e d e te rm in ó q ue los p ro d u c to s de e n sa yo 7 a 74 e ran a c e p ta b le s ta n to en los ca so s en q ue la cap a de a lte rn a n c ia de n a n o ca p a s 40 te n ía la n a n o ca p a A 37 y la capa C 39 lam ina da s de fo rm a a lte rn a n te com o en los ca so s en q ue te n ía la n an ocap a B 38 y la ca p a 39 la m in a d a s a lte rn a tiv a m e n te . Se o b tu v ie ro n los m ism o s re su lta d o s q ue en la F ig. 12 con las fre sa s ra d ia le s m o stra d a s en las Figs. 3 a 5 q ue tie n e la capa sup e rfic ia l 42 d isp u e s ta fue ra de la capa su p e rio r de la pe lícu la d u ra 24, la fre sa rad ia l m o s tra d a en la Fig. 6B que tie n e la m ism a co n fig u ra c ió n e xce p to la a u se n c ia de la capa de in te rfaz 32, y una fre sa ra d ia l en la que la capa A 34, la cap a B 36, y la capa de a lte rn a n c ia de n a n o ca p a s 40 que co n s titu ye n la p e lícu la dura 24 están lam ina da s en un o rden d ife rente , p o r e jem p lo , la capa A 34, la cap a de a lte rn an c ia de n a n o ca p a s 40, y la ca p a B 36, en la fo rm a de la F ig. 6A. En o tras p a la b ra s , se o b tu v ie ro n los m ism o s re su lta d o s que en la Fig. 12 in d e p e n d ie n te m e n te de la p re se n c ia o a u se n c ia de la cap a sup e rfic ia l 42, de la p rese nc ia o a usen c ia de la cap a de in te rfa z 32, de si la cap a s u p e r io r o la ca p a in fe rio r de la p e lícu la d u ra 24 es la cap a A 34 o la cap a de a lte rn a n c ia de n a n o ca p a s 40, de si el núm e ro de cap as lam ina da s en la p e lícu la dura 24 es p a r o im par, y de si el n ú m e ro de cap as la m in a d a s de la cap a de a lte rn a n c ia de n a n o ca p a s 40 era p ar o im par.
En cua n to a los ra ng o s de co m p o s ic ió n de la cap a A 34 y la n a n o ca p a A 37 en los p ro d u c to s de e n sa yo 7 a 74 c o rre sp o n d ie n te s a los p ro d u c to s de e je m p lo de las F igs. 8 a 12, el A l se e n cu e n tra en el in te rva lo de 10 a 85 % at, com o ind ican , p o r e je m p lo , los p ro d u c to s de e n sa yo 8, 9, 27, 37, 47, 73 y los p ro d u c to s de e n sa yo 7, 38, 53, 59 de la Fig. 8, q ue m u es tra n el lím ite in fe rio r y el lím ite superio r, re sp e c tiva m e n te ; el T i se e n cu e n tra en el in te rva lo de 2 a 70 % at, com o ind ican los p ro d u c to s de e n sa yo 7, 12, 53 y los p ro d u c to s de e n sa yo 8, 26, 47 de la F ig. 8, q ue m u es tra n el lím ite in fe rio r y e l lím ite su p e rio r, re sp e c tiva m e n te ; el C r se e n cu e n tra en el in te rva lo de 3 a 65 % at, co m o ind ican los p ro d u c to s de e n sa yo 33, 53 y los p ro d u c to s de e n sa yo 9, 73 de la Fig. 8 q ue m u es tra n el lím ite in fe rio r y e l lím ite superio r, re sp e c tiva m e n te ; y el a d itivo a es al m enos un e lem ento de C, B, Si, V, Y, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta y W y se encuen tra en el in te rva lo de 0 a 10 % a t com o ind ican los p rod u cto s de e nsayo 7 a 11, 16 a 19, 28 a 37 y los p rod u cto s de e nsayo 39, 53, 71 de la Fig. 8 q ue m u es tra n el lím ite in fe rio r y el lím ite sup erio r, re sp e c tiva m e n te . P o r lo tan to , la co m p o s ic ió n p re fe rid a de la cap a A 34 es el n itru ro de A lT iC r q ue tie n e la fó rm u la de co m p o s ic ió n de (AlaTibCrcad )N, en la q ue las re la c io n e s a tó m ica s a, b, c, d sa tis fa ce n re sp e c tiva m e n te 0 ,10< a< 0 ,85 , 0 ,02< b< 0 ,70 , 0 ,03< c< 0 ,65 , 0<d<0,10, y a b c+ d = 1. Un in te rva lo p re fe re n te de un e s p e s o r de p e lícu la T<a>de la cap a A 34 es de 0 ,5 a 1000 nm, com o ind ican , p o r e je m p lo , los p ro d u c to s de e n sa yo 7, 55 y los p ro d u c to s de e n sa yo 10, 41, 59 de la F ig. 11 q ue m u e s tra n el lím ite in fe rio r y el lím ite sup erio r, re sp e c tiva m e n te .
En cu a n to a los ra ng o s de co m p o s ic ió n de la capa B 36 y la n a n o ca p a B 38 en los p rod u cto s de e n sa yo 7 a 74 c o rre sp o n d ie n te s a los p ro d u c to s de e je m p lo de las F igs. 8 a 12, el A l se e n cu e n tra en el in te rva lo de 10 a 85 % at, com o ind ican , p o r e je m p lo , los p ro d u c to s de e n sa yo 9, 16, 43, 44, 51 y los p rod u cto s de e n sa yo 7, 8, 47, 67 de la Fig. 9, q ue m u e s tra n el lím ite in fe rio r y el lím ite superio r, re sp e c tiva m e n te ; el T i se e n cu e n tra en el in te rva lo de 2 a 70 % at, com o ind ican los p rod u cto s de e nsayo 7, 17, 26, 38, 52 y los p rod u cto s de e nsayo 9, 16, 27, 41, 51 de la Fig. 9 que m u es tra n el lím ite in fe rio r y el lím ite superio r, re spe ctivam en te ; el C r se e n cu e n tra en el in te rva lo de 3 a 65 % at, com o ind ican los p rod u cto s de e n sa yo 32, 41, 67 y los p rod u cto s de e n sayo 38, 52, 57, 71 de la Fig. 9 q ue m ues tran el lím ite in fe rio r y el lím ite superio r, re sp e c tiva m e n te ; y el a d itivo p es al m e no s un e le m e n to de B, Si, V, Y, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta y W y se e n cu e n tra en el in te rva lo de 0 a 10 % a t com o ind ican los p rod u cto s de e n sa yo 7 a 19, 24 a 27 y los p rod u cto s de e nsayo 31, 38, 57 de la Fig. 9 que m u es tra n el lím ite in fe rio r y el lím ite superio r, re sp e c tiva m e n te . En la re lac ión e n tre ca rbo no y n itróg en o en el ca rbo n itru ro , el ca rbo no e stá en el in te rva lo de 0 a 60 % at, com o ind ican los p rod u cto s de e n sa yo 7-9, 12, 13, 16, 17, 20, 21, 24, 25, 28 -31 , 34 -35 y los p rod u cto s de e n sa yo 44, 66 de la Fig. 9 que m uestran el lím ite in fe rio r y el lím ite superio r, re sp e c tiva m e n te . P o r lo tan to , la co m p o s ic ió n p re fe rid a de la capa B 36 es el ca rb o n itru ro de A lT iC r o n itru ro de A lT iC r que tie n e la fó rm u la de co m p o s ic ió n de (AleTifCrgph ) CxN-i-x, en la q u e las re la c io n e s a tó m ica s e, f, g, h, y X re sp e c tiva m e n te sa tis fa cen 0 ,10< e< 0 ,85 , 0 ,02< f<0 ,70 , 0 ,03< g< 0 ,65 , 0<h<0,10, e f+ g h = 1 , y 0<X <0,6. Un in te rva lo p re fe re n te de un e sp e s o r de p e lícu la T<b>de la capa B 36 es de 0,5 a 1000 nm, com o ind ican, p o r e jem p lo , los p rod u cto s de e n sa yo 7, 55 y los p rod u cto s de e n sa yo 35, 59 de la Fig. 11 que m uestran el lím ite in fe rio r y el lím ite superio r, re sp e c tiva m e n te .
En cu a n to a los ra n g o s de co m p o s ic ió n de la capa C 39 en los p ro d u c to s de e n sa yo 7 a 74 c o rre sp o n d ie n te s a los p ro d u c to s de e je m p lo de las F igs. 8 a 12, el A l se e n cu e n tra en la g a m a de 20 a 85 % at, com o ind ican , p o r e je m p lo , los p ro d u c to s de e n sa yo 8, 34 y 7, 16, 58 de la F ig. 10, q ue m u es tra n el lím ite in fe rio r y el lím ite superior, re sp e c tiva m e n te ; el C r se e n cu e n tra en la g am a de 5 a 50 % at, com o ind ican los p ro d u c to s de e n sa yo 7, 12, 16, 54, 57, 58 y 8, 9, 13, 21 a 22, 30, 31, 34, 40, 48, 68 de la Fig. 10, que m u es tra n el lím ite in fe rio r y el lím ite superior, re sp e c tiva m e n te ; el S iC se e n cu e n tra en la g am a de 1 a 45 % at, com o ind ican los p ro d u c to s de e n sa yo 50, 62 y 26, 54, 66 de la Fig. 10 que m u es tra n el lím ite in fe rio r y el lím ite superio r, re sp e c tiva m e n te ; el S iC se e n cu e n tra en el in te rva lo de 1 a 45 % at, com o ind ican los p ro d u c to s de e n sa yo 50, 62 y los p ro d u c to s de e n sa yo 26, 54, 66 de la Fig. 10 q ue m u es tra n el lím ite in fe rio r y el lím ite superio r, re sp e c tiva m e n te ; y el a d itivo y es al m e no s un e le m e n to de B, Ti, V, Y, Zr, Nb, M o, Hf, Ta y W y e s tá en el in te rva lo de 0 a 10 % at, co m o ind ican los p ro d u c to s de e n sa yo 7 a 15, 20 a 23, 30 a 33 y los p ro d u c to s de e n s a y o 34, 38, 48, 68 de la F ig. 10 q u e m u e s tra n el lím ite in fe r io r y el lím ite superio r, re sp e c tiva m e n te . En la re lac ió n e n tre c a rb o n o y n itróg en o en el ca rb o n itru ro , el ca rb o n o e stá en el in te rva lo de 0 a 60 % at, co m o ind ican los p ro d u c to s de e n sa yo 7, 8, 11 a 13, 16 a 18, 20, 21, 24, 25, 28 a 35, 38 a 56 y los p rod u cto s de e n sa yo 36, 61, 66 que m u e s tra n el lím ite in fe rio r y el lím ite superio r, re sp e c tiva m e n te . P o r lo tan to , la co m p o s ic ió n p re fe rid a de la capa C 39 es el n itru ro de A lC r(S iC ) o c a rb o n itru ro de A lC r(S iC ) q ue tie n e la fó rm u la de co m p o s ic ió n de [A liCrj(S iC )kY l]CyN<1>-Y , en la q ue las re la c io n e s a tó m ica s i, j, k, l, e Y re sp e c tiva m e n te sa tis fa ce n 0 ,20< i<0 ,85 , 0 ,05< j< 0 ,50 , 0 ,01 < k< 0 ,45 , 0< l<0 ,10 , i+ j+ k+ l= 1 , y 0<Y <0,6. Un in te rva lo p re fe re n te de un e s p e s o r de películaTC de la capa C 39 es de 0,5 a 500 nm, com o ind ican , p o r e jem p lo , los p rod u cto s de e n sa yo 7, 12, 21, 73 y el p rod u cto de e n sa yo 44 de la Fig. 11 q ue m u e s tra n el lím ite in fe rio r y el lím ite sup e rio r, re sp e c tiva m e n te .
En los p ro d u c to s de e n sa yo 7 a 74 c o rre sp o n d ie n te s a los p rod u cto s de e je m p lo de las F igs. 8 a 12, el in te rva lo de e sp e so re s de la cap a de a lte rn a n c ia de n a n o ca p a s 40 es de 1 a 1000 nm , com o ind ican , p o r e je m p lo , el p ro d u c to de e n sa yo 7 y los p rod u cto s de e n sayo 17, 33, 68 de la Fig. 11, que m u es tra n el lím ite in fe rio r y el lím ite superior, re sp e c tiva m e n te . Un v a lo r T<a>/T<nl>de la re lac ión e n tre el e sp e so r de películaTA de la capa A 34 y un e sp e so r de pe lícu la T<nl>de la cap a de a lte rn a n c ia de n a n o ca p a s 40 y un v a lo r T<b>/T<nl>de la re lac ió n e n tre el e s p e s o r de p e lícu la T<b>de la ca p a B 36 y e l e s p e s o r de p e lícu la T<nl>de la cap a de a lte rn a n c ia de n a n o ca p a s 40 e s tá n en el in te rva lo de 0 ,2 a 10, com o ind ican , p o r e je m p lo , los p rod u cto s de e n sa yo 8, 47 y el p rod u cto de e n sa yo 73 de la F ig. 11 q ue m u e s tra n el lím ite in fe rio r y el lím ite sup erio r, re sp e c tiva m e n te .
En los p ro d u c to s de e n sa yo 7 a 74 c o rre s p o n d ie n te s a los p ro d u c to s de e je m p lo de la F ig. 12, el in te rva lo de g ro s o r de la cap a de in te rfaz (ca pa in te rm e d ia ) 32 es de 20 a 1000 nm, co m o ind ican , p o r e je m p lo , los p ro d u c to s de e nsayo 7, 44, 67, 69 y los p rod u cto s de e nsayo 16, 33, 51, 60, 68 de la Fig. 11 que m ues tran el lím ite in fe rio r y el lím ite superior, re sp e c tiva m e n te .
En los p rod u cto s de e n sa yo 7 a 74 c o rre sp o n d ie n te s a los p ro d u c to s de e je m p lo de la Fig. 12, el in te rva lo del e sp e so r to ta l de la p e lícu la d u ra 24 es de 0 ,5 a 20 pm , com o ind ican , p o r e je m p lo , el p ro d u c to de e n sa yo 7 y los p rod u cto s de e n sa yo 50, 59 de la Fig. 11 q ue m u es tra n el lím ite in fe rio r y el lím ite superio r, re sp e c tiva m e n te .
En los p rod u cto s de e n sa yo 7 a 74 c o rre sp o n d ie n te s a los p ro d u c to s de e je m p lo de las F igs. 8 a 12, el núm e ro de re p e tic io n e s de lam ina c ió n de una n a n o ca p a A 37 o una n an ocap a B 38 y una cap a C 39 en la cap a de a lte rn a n c ia de n a n o ca p a s 40, es decir, el n ú m e ro de p a re s de la n a n o ca p a A 37 o la n a n o c a p a B 38 y la cap a C 39, es de 1 a 125 com o ind ican , p o r e je m p lo , los p rod u cto s de e n sayo 7, 15, 20, 28, 43, 44, 48, 65 y el p rod u cto de e n sayo 33 que m u e s tra el lím ite in fe rio r y el lím ite sup erio r, re sp e c tiva m e n te . El n ú m e ro de re p e tic io n e s de lam ina c ió n de una cap a A 34, una ca p a B 36, y u na cap a de a lte rn a n c ia de n a n o ca p a s 40 en la p e lícu la d u ra 24, es decir, el n ú m e ro de pare s (e l n úm e ro de co n ju n to s ) de la capa A 34 y la cap a de a lte rn a n c ia de n a n o ca p a s 40, es de 1 a 1500 com o ind ican , p o r e je m p lo , los p rod u cto s de e n sa yo 19, 25 y el p rod u cto de e n sa yo 56 que m u es tra n el lím ite in fe rio r y el lím ite superio r, re sp e c tiva m e n te .
La Fig. 13 m u e s tra los re su lta d o s de las m e d ic io n e s de d ifra cc ió n de ra yos X de la p e lícu la d ura 24 re a liza d a s con un m é to d o 0 -20 u tiliza n d o un a p a ra to de d ifracc ión de rayos X (X R D ) p ara el p rod u cto de e n sa yo 6 co rre sp o n d ie n te al p ro d u c to co m p a ra tivo y los p ro d u c to s de e n sa yo 11, 15 c o rre sp o n d ie n te s a los p ro d u c to s de e je m p lo e n tre los p ro d u c to s de e n sa yo 1 a 74 m o s tra d o s en las F igs. de 8 a 12 a ño s. El e je h o rizo n ta l y el e je v e r tic a l re p re se n ta n un á n g u lo 20 (°) y la in tens idad , re sp e c tiva m e n te . C om o se m u es tra en la Fig. 13, una in te ns id ad in te g ra l de una línea de d ifracc ión en un á n g u lo co rre sp o n d ie n te al p lano (200 ) de l T iN es dos v e ce s o m ás g ran d e q ue una in te ns id ad in tegra l en un á ng u lo co rre sp o n d ie n te al p lano (111), y una in te ns id ad in te gra l de una línea de d ifra cc ió n en un á ng u lo co rre sp o n d ie n te al p lano (200 ) de l C rN es dos ve ce s o m ás g ra n d e q ue una in te ns id ad in te g ra l en un á ng u lo co rre sp o n d ie n te al p lano (111).
S eg ú n el e je m p lo , la p e lícu la dura 24 para re c u b rir una su p e rfic ie del m a te ria l de base de h e rra m ie n ta 30 está co n fig u ra d a para te n e r un e sp e so r de p e lícu la de 0 ,5 a 20 pm u tilizan do un m é to do de d ep os ic ió n fís ica de v a p o r para la m in a r de fo rm a a lte rn a n te la capa A 34, la capa B 36, y la capa de a lte rn a n c ia de n an ocap as 40 en la que la nanocapa A 37 o la n a n o ca p a B 38 y la cap a C 39 se la m in a n de fo rm a a lte rn a n te a un e sp e s o r de o rde n n a n o m é trico ; la cap a A 34 es el n itruro de A lT iC r q ue tie n e la fó rm u la de com p os ic ión de ( AlaTibCrcad)N, en la que a es uno o m ás e le m e n to s se le cc io n a d o s del g rupo que co n s is te en C, B, Si, V, Y, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, y W y las re la c io n e s a tó m ica s a, b, c, d sa tis fa ce n re sp e c tiva m e n te 0 ,10< a< 0 ,85 , 0 ,02< b< 0,70 , 0 ,03< c< 0 ,65 , 0<d<0,10, y a b c+ d = 1 , y tie n e un e s p e s o r de 0 ,5 a 1000 nm ; la cap a B 36 es un n itru ro de A lT iC r o c a rb o n itru ro de A lT iC r q ue tie n e la fó rm u la de co m p o s ic ió n de (AleTifCrgph ) CxN-i-x , en la q ue p es uno o m á s e le m e n to s se le cc io n a d o s de l g rup o q ue co n s is te en B, Si, V, Y, Zr, Nb, M o, Hf, Ta, y W y las re la c io n e s a tó m ica s e, f, g, h, y X re sp e c tiva m e n te sa tis fa ce n 0 ,10< e< 0 ,85 , 0 ,02< f<0 ,70 , 0 ,03< g< 0 ,65 , 0<h< 0 ,10 , e f+ g h = 1 , y 0<X <0,6, y tie n e un e s p e s o r de 0 ,5 a 1000 nm; la capa de a lte rn a n c ia de n a n o ca p a s 40 se fo rm a lam ina nd o de fo rm a a lte rn a n te la n a n o ca p a A 37 que tie n e la m ism a co m p o s ic ió n q ue la capa A 34 o la n a n o ca p a B 38 q ue tie n e la m ism a co m p o s ic ió n q ue la cap a B 36 y la cap a C 39 y tie n e un e s p e s o r de 1 a 1000 nm; la n an ocap a A 37 y la n an ocap a B 38 tien en cad a una un e sp e so r de 0 ,5 a 500 nm; la capa C 39 es el n itruro de A lC r(S iC ) o ca rb o n itru ro de A lC r(S iC ) q ue tie n e la fó rm u la de co m p o s ic ió n de [A liCrj(S iC )kY l]CyN<1>-y, en la q ue y es uno o m ás e le m e n to s s e le cc io n a d o s de l g rup o que co n s is te en B, Ti, V, Y, Zr, Nb, M o, Hf, Ta, y W y las re lac io ne s a tó m ica s i, j, k, l, e Y re sp e c tiva m e n te sa tis fa ce n 0 ,20< i<0 ,85 , 0 ,05< j< 0 ,50 , 0 ,01< k< 0 ,45 , 0< l<0 ,10 , i+ j+ k+ l=1 , y 0 < Y <0 ,6 , y t ie n e un e s p e s o r de 0 ,5 a 500 nm ; y p o r lo tan to , la re s is te n c ia a la a b ra s ió n , la te n a c id a d y la re s is te n c ia a la so ld a d u ra de la p e lícu la dura 24 se m e jo ran en el co rte de a ce ro al ca rbo no , a ce ro a leado , a ce ro tra ta d o té rm ica m e n te , e tc., de m o do q ue se a la rg a la v id a útil de la fre sa ra d ia l 10.
S eg ú n el e je m p lo , d ad o q ue el v a lo r T<a>/T<nl>de la re lac ió n e n tre el e sp e s o r de p e lícu la T<a>de la ca p a A 34 y el e sp e so r de p e lícu la T<nl>de la capa 40 de n a n o ca p a s es de 0 ,2 a 10, m ie n tra s que el v a lo r T<b>/T<nl>de la re lac ión e n tre el e sp e so r de p e lícu la T b de la cap a B 36 y el e s p e s o r de p e lícu la T nl de la cap a 40 de n a n o c a p a s es de 0 ,2 a 10, se c o n s ig u e una h e rra m ie n ta con una v id a útil m ás la rga en té rm in o s de tra b a jo de co rte de d ive rso s m a te ria les , ta le s com o ace ro al ca rbo no , a ce ro a le a d o y a ce ro tra ta d o té rm ica m e n te .
S egún el e je m p lo , d ad o que la p e lícu la d ura 24 m o strad a en las Figs. 3, 4, 5, y 6B tie n e la cap a sup e rfic ia l 42 fu e ra de la p e lícu la d u ra 24, y la cap a su p e rfic ia l 42 e stá re a liza d a del m ism o m a te ria l q ue la cap a A 34, la cap a B 36, la cap a C 39, o la ca p a de a lte rn a n c ia de n a n o ca p a s 40, la h e rra m ie n ta 10 con una v id a m ás la rga se co n s ig u e en té rm in o s de tra b a jo de co rte de va rio s m a te ria le s ta le s com o a ce ro al ca rbo no , ace ro de a le a c ió n , y a ce ro tra ta d o té rm ica m e n te d e b id o a las p ro p ie d a d e s de la ca p a su p e rfic ia l 42 a d e m á s de la p e lícu la d ura 24.
S e g ú n el e je m p lo , d ad o q ue la p e lícu la d u ra 24 m o s tra d a en la F ig. 6B se a p lica d ire c ta m e n te al m a te ria l b ase de la h e rra m ie n ta 30, la cap a de in te rfa z ya no es n e ce sa ria e n tre la p e lícu la d u ra 24 y el m a te ria l b a se de la h e rra m ie n ta 30, lo q ue fa c ilita la fa b rica c ió n .
S e g ú n el e je m p lo , la p e lícu la d u ra 24 m o s tra d a en las F igs. 3, 4, 5, y 6 A se a p lica a l m a te ria l b ase de la h e rra m ie n ta 30 a tra vé s de la capa de in te rfaz 32, y la cap a de in te rfa z 32 se fo rm a con un g ro s o r de 20 a 1000 nm a p a rtir del m ism o m a te ria l q ue la capa A 34, la cap a B 36, o la capa de a lte rn a n c ia de n a n o ca p a s 40. P o r lo tan to , la adh es iv id a d , es dec ir, la fu e rza a dh es iva , se m e jo ra aún m ás e n tre la p e lícu la d ura 24 y el m a te ria l base de la h e rra m ie n ta 30.
D ado que la fre sa rad ia l 10 del e je m p lo es una h erram ie n ta re ve s tid a p a rc ia lm e n te con la p e lícu la dura 24, se con s ig u e re s is te nc ia a la a b ra s ión para el corte de ace ro al carbono , ace ro a leado , etc., y re s is te nc ia a la so ld ad u ra para el corte de a ce ro tra ta d o té rm ica m e n te , etc.
A u n q u e los e je m p lo s de la p rese n te inve nc ión han s ido d e sc rito s en d e ta lle con re fe re n c ia a los d ibu jos , é stos son m e ra m e n te una re a liza c ió n , y la p re se n te inve nc ión puede s e r im p le m e n ta d a en d ive rsa s fo rm a s m o d ifica d a s y m e jo ra d a s b a sa d a s en el co n o c im ie n to de los e xp e rto s en la m ate ria .
Lista de signos de referencia
10: fre sa rad ia l (p ieza con re ve s tim ie n to de p e lícu la d ura )
24: p e lícu la dura
30: m a te ria l base de la h e rra m ie n ta (m a te ria l base )
34: cap a A
36: cap a B
37: n a n o ca p a A
38: n a n o ca p a B
39: cap a C
40: n a n o ca p a -ca p a a lte rn a tiva
Claims (6)
1. U na p e lícu la d ura (24 ) re ve s tid a sob re una sup e rfic ie de un m a te ria l base (30), e s ta n d o la p e lícu la d ura co n fig u ra d a para in c lu ir una ca p a A (34), una cap a B (36), y una cap a de a lte rn a n c ia de n a n o ca p a s (40 ) lam ina da s de fo rm a a lte rn a n te p o r un m é to do de d e p o s ic ió n fís ica de v a p o r h as ta un e sp e s o r to ta l de p e lícu la de 0 ,5 a 20 |jm , en la que
la cap a A es un n itru ro de A lT iC r que tie n e una fó rm u la de co m p o s ic ió n de (AlaTibCrcad )N, en la que a es uno o m ás e le m e n to s se le cc io n a d o s de un g rupo que co n s is te en C, B, Si, V, Y, Zr, Nb, M o, Hf, Ta, y W y las re lac io ne s a tó m ica s a, b, c, d re sp e c tiva m e n te sa tis fa cen 0 ,10< a< 0 ,85 , 0 ,02< b< 0,70 , 0 ,03< c<0 ,65 , 0<d<0,10, y a b c+ d = 1 , y tie n e un e sp e s o r de 0 ,5 a 1000 nm, en el que
la cap a B es un n itru ro de A lT iC r o un ca rb o n itru ro de A lT iC r q ue tie n e una fó rm u la de co m p o s ic ió n de ( AleTifCrgph) CxNi-x, en la q ue p es uno o m ás e le m e n to s se le cc io n a d o s de un g rup o q ue co n s is te en B, Si, V, Y, Zr, Nb, M o, Hf, Ta, y W y las re la c io n e s a tó m ica s e, f, g, h, y X re sp e c tiva m e n te sa tis fa cen 0 ,10< e< 0,85 , 0 ,02< f< 0 ,70 , 0 ,03< g< 0 ,65 , 0<h< 0 ,10 , e f+ g h = 1 , y 0<X <0 ,6 , y tie n e un e sp e s o r de 0 ,5 a 1000 nm, en el que la cap a a lte rn a tiva de n a n o ca p a s se fo rm a lam ina nd o de fo rm a a lte rn a n te una n a n o ca p a A (37 ) o una n a n o ca p a B (38 ) con la m ism a co m p o s ic ió n q ue la cap a A o la capa B y una cap a C (39 ) y tie n e un e sp e s o r de 1 a 1000 nm, en la que
la n a n o ca p a A y la n a n o ca p a B tie n e n cada una un e sp e s o r de 0 ,5 a 500 nm, y en la que
la cap a C es un n itru ro de A lC r(S iC ) o un c a rb o n itru ro de A lC r(S iC ) q ue tie n e una fó rm u la de co m p o s ic ió n de [A liC rj(S iC )kY l]CyN<1>-y , en la q ue<y>es uno o m ás e le m e n to s se le cc io n a d o s de un g rup o q ue co n s is te en B, Ti, V, Y, Zr, Nb, M o, Hf, Ta, y W y las re la c io n e s a tó m ica s i, j, k, I, e Y re sp e c tiva m e n te sa tis fa cen 0 ,20< i<0 ,85 , 0 ,05< j< 0 ,50 , 0 ,01< k< 0 ,45 , 0< l<0 ,10 , i+ j+ k+ l= 1 , y 0<Y <0 ,6 , y tie n e un e sp e s o r de 0 ,5 a 500 nm.
2. La p e lícu la d u ra seg ún la re iv in d ica c ió n 1, en la que un v a lo r T a/T nl de una re lac ión e n tre un e sp e s o r de p e lícu la T a de la cap a A y un e sp e s o r de p e lícu la T nl de la cap a de a lte rn a n c ia de n a n o ca p a s es de 0 ,2 a 10 m ie n tra s q ue un v a lo r T b/T nl de una re lac ió n entre un e sp e so r de p e lícu la T b de la capa B y el e sp e s o r de p e lícu la T nl de la capa de a lte rn a n c ia de n a n o ca p a s es de 0 ,2 a 10.
3. La p e lícu la d u ra según la re iv in d ica c ió n 1 o 2, q ue inc lu ye a d e m á s
una cap a su p e rfic ia l (42 ) fu e ra de la p e lícu la dura , en la que
la cap a su p e rfic ia l está re a liza d a del m ism o m a te ria l que la cap a A, la cap a B, la cap a C o la capa de a lte rn a n c ia de n an ocap as .
4. La p e lícu la dura según una cua lqu ie ra de las re iv ind ica c ion es 1 a 3, en la que la pe lícu la d ura se a p lica d ire c ta m e n te al m a te ria l base.
5. La p e lícu la d ura seg ún una cu a lq u ie ra de las re iv in d ica c io n e s 1 a 4, en la que
la p e lícu la d ura se a p lica al m a te ria l de base a tra vé s de una capa de in te rfaz (32), y en la que
la capa de in te rfaz está co n fig u ra d a para te n e r un g ro so r de 20 a 1000 nm y está re a liza d a de l m ism o m a te ria l q ue la cap a A, la cap a B, la cap a C o la cap a de a lte rn a n c ia de n an ocap as .
6. Un m ie m bro re ve s tid o con p e lícu la dura (10 ) parc ia l o to ta lm e n te re ve s tid o con la p e lícu la d ura según cu a lq u ie ra de las re iv in d ica c io n e s 1 a 5.
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Family Cites Families (26)
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| JP4706915B2 (ja) * | 2005-09-02 | 2011-06-22 | 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切削工具 |
| JP2008146727A (ja) | 2006-12-07 | 2008-06-26 | Elpida Memory Inc | 半導体記憶装置及びその制御方法 |
| JP4576638B2 (ja) | 2007-05-30 | 2010-11-10 | 住友電工ハードメタル株式会社 | 表面被覆切削工具 |
| US7947363B2 (en) * | 2007-12-14 | 2011-05-24 | Kennametal Inc. | Coated article with nanolayered coating scheme |
| JP5234931B2 (ja) | 2008-06-23 | 2013-07-10 | 株式会社神戸製鋼所 | 硬質皮膜被覆部材および成形用冶工具 |
| KR101616600B1 (ko) * | 2009-11-12 | 2016-04-28 | 오에스지 가부시키가이샤 | 경질 피막 피복 공구 |
| JP5896918B2 (ja) * | 2010-01-11 | 2016-03-30 | イスカーリミテッド | 被覆切削工具 |
| JP2011189473A (ja) * | 2010-03-16 | 2011-09-29 | Mitsubishi Materials Corp | 表面被覆切削工具 |
| JP2012035377A (ja) * | 2010-08-09 | 2012-02-23 | Mitsubishi Materials Corp | 表面被覆切削工具 |
| CN103168113B (zh) * | 2010-10-29 | 2015-01-07 | 株式会社神户制钢所 | 硬质皮膜形成部件以及硬质皮膜的形成方法 |
| JP5730536B2 (ja) * | 2010-10-29 | 2015-06-10 | 株式会社神戸製鋼所 | 硬質皮膜形成部材および硬質皮膜の形成方法 |
| JP5730535B2 (ja) | 2010-10-29 | 2015-06-10 | 株式会社神戸製鋼所 | 硬質皮膜形成部材および硬質皮膜の形成方法 |
| KR20130000557A (ko) | 2011-06-23 | 2013-01-03 | 씨큐브 주식회사 | 금속／유전체 교차증착을 이용한 고채도의 안료 및 그 제조방법 |
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| US10227687B2 (en) | 2013-11-26 | 2019-03-12 | Osg Corporation | Hard lubricating coating film and hard lubricating coating film-covered tool |
| JP2015147241A (ja) * | 2014-02-10 | 2015-08-20 | 日産自動車株式会社 | ロールフランジ加工方法 |
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| US10640864B2 (en) * | 2014-04-10 | 2020-05-05 | Tungaloy Corporation | Coated tool |
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