Brevet FR2977590A1 — publié le 20130111

Gl .:11,' lIU l.11. I.I.!,,-, uiMi lA~'ll [Il II1! ft'1 miss ~,' clHilHi ll'~ ,~"'It~ll ,I~' I~Ai.l'lll,'lll pi>\ 1 i`I~'I1~~1 l:Il~ I~'! Il ~ ,l ~'ll ~rrlStltlé' ~;lll~ 1111L1't:1U~~n, diane Vll oltisieurs mais ami( dont 1 i)41l l u.~l Inlérïeui`e C)tt '_ale a enbfron lt)() nai3 oilletres. La 1t 4?l~)11 t reveteni nC DPV a une dureté é1 '\ c de taçon à apport 'I ;I;' I roprretes C1'nsu adt';iU,ll e L 1 pl,,, ;les ;I, dépôt. physique en p!1,1 sapeur (DPV) (qu'on appelle nt si m p Hien( tics procédés en couches minces) sont des rr ac tale c esquels un matériau est vaporisé t partis d'une 20 sort forme d'atomes, puis transporté sous rme de vapeur dans un enn`ïronnement ud IHI. ll~^. 1~1] ll~ra~. [,a^('s DE' \ som lllllls~'~ air (L1)o ayant Il l]lll'~;lll~~ illl11l.l, ;I^.' 1~1,I~lna) sous vid( ui pression i .ul sul-, .2 3~~~ Olt ~'~ t __ 2,4 5l4 1 {Cr~ ~1 + ' 1 _ ~. ul, , .i,l~: i 1 lt~'i".1 indique n pi tu, ~ po_ -cou n n \ x suivants Zi \ V'( rA. l i \I\~%^\. i \1\%1,A. I i_A\IA. \\ La poolocki Cr`ll~ l~' 'il?l'!1 TL A1,A\ \ I. Al i'1:111! ~CI 2977590 d'yttriun d chrome. I l i de de brevet. PCT publiée sous la réIierc Icc \\-0 2009 OS JOhanssoll conceme un outil de coupe revêtu dom. lc l~ACl~'ill~Ilt coin prcnd au moins une couche structurée cubique de (Ti l _ d:nl s 20 laquelle 0,04 PRÉCIS DE L'INV Fi\ 'PION, Sous une fonte, l'invention est un - è tu qui comprend un substrat 20 et une combinrtison de revêtement. La combinaison de revêtement comprend une (Hou de ri neictntait DPV appliquée par dépOt physiquo cn ph:isc \Llpeur, la i n. de lantacilicnt contenant de l'aluminium. et & ct de l'azote et au moins un èlemcnt . n'inné dans r[[upe constitue IL( i (lime, du zirconium., du hafnium. du vanadnim, du niobium. du tantale, du [ii me, du nicil.,OLLI . du 25 tuniasienc cr du silicium. fia ',mime des teneurs el Luninium et en yttrium. ^:;lle d'C > on 55 de la sisnlm'.[ Clé .1iumin11.91 i Al?iIHlll . 30 35 2977590 -5- 1 )x,11- Leiu~ 1 1 .~:I Vttriul.l .~ ~~i .'1'l un 1111 i~ 1)l'l ]LIP e ii; DPV :1'a. LICII;IPL dent{11L~'111:i11 Ll pl ~~~~'li~tll~' n~~l~lll;;ll~~~ 150 577-1:2002 avec une ri. iitdeu1~ ~1~' 1?~ILélratioll 1),i11~ ~:ci:t ans mode tÎ r~':111~,11101L l;l v0111i1h' d,'~ l~1]~lll> en aÎUT111nium et ue d'environ % de t des autres éléments ; et la ré~~ion de 1e\ lement DPV a une dureté supérieure ou. >émique protol:d ur de pé.né d'envi 20 d'en ne avec une prof() Dans e 1 [ gins prend unc ,r'u . rtrium et de environ 95 I ! !"1 um représ 1i11 1?I~UI~'~1';1a"t' ~l l~!I]li ll~' ~I \ 11011 Incnts, de revétem-nt a une dureté par une technique d'ent«mcement ISO 14577-1:2002 avec une a un module de GPa â envirt>n 525 GPa, mesuré par une technique ique selon la pmeédure normalise ISO 14577-1.2002 1 ccnc'tl lion de 0,25 micron, 1 de ic,disation, la rt_i~~ll de !m.cIc!Hunt DPV 11C ~Iti r~vcicnlcl~t Comprt'n[lni H 11C[ llc 1aluminium, (i [mi 1cp1r-sente un pi :tl[d'environ de Palu 'Minium, d` ! \11rium, et ru titane rr :?l~r_~~ .~mr iluc ~l'envï vurinal i 1 lil,,n ides de rëahsatu7n, iron 35 GPa, mesuré la procédure de 0,25 micron, et Partie -7- fl.tb ~~n~ement nanrnieInque selon la pro~.etIt e normuli,ée ISO 14577-1:2002 avce une protonfleur licib lr.;bon de 0,25 micron. Sous aile :lui ] nue encore, l'invention est un pro,. l~ d'application 20 dune couche de revêtement sur un substrat, comprenant le ,dupés et â : fournir un substrat : t déposer une combinaison de t \ c IeIr, nt sui- le substrub ~Il}l~lll:il~1'ii de ib ,l I1 e it eun1prenuut une I~~ '1 111 i1 r~1L'Iemen.t DPV dep,1. I,;~~,I p'rys'lue en bibis ~~ bu. I.~~ d 1cbeleillénl 1)11\' contiént riurl', 1 ~I/I~ l't :tli Illl~lll~ ll!1 Il l~~lrl:i' i~;llh l~' ne, du L11~ ~'lllulll. leu Îl,lllllt m. du 1.lirun, tlu niobium. llyl ;lb 1n]: :1 _In '. i. il I III_,' ~~~' 1 ,!'lll.11lll n III 1111111. ~II 11: Ill !~ _I I ~nl ~l .'Ill 1~~ 1:.11' 1 D,:11- r~. .rll .I: MI] ~.1:'uuinitll;. ~ 1 t H IA. ~.l d l,i une ,11111'^ l nli;i'1. vHo, i]. ~ I ,iu 1ii:111~ ",111l',111^: cm trou j~' l f2lirium et du 114,ub te un pourcentage atomique 15 dluulinïum, de et du titane ; et li dul té supérieure ou :éulc indu t. el sit? et meut .DP n 27 GIm~ tbee par une technique dru H,. v lI I.l 'll hi ,iC 1 1 11:~' t I',. VIllilllll. I Ill i,11H)~' I~"'. 1',liI 1 1 ~. ~..!l~~il _ (;f'_I. IllL',lll !III_ l`1 Dit)), 1l~ull, 11L~~1~~ ,l,pOl iilllL. 111hlil;t)» 1 1t_I_111','111 IHI)l,'tl,l ~lCll))l ll llll~ IZ' 1i )h\ ~L1lLJ fulHU_ l'lll,liul', 11^'' ILR111L Ill. Il~lÎll~~ lilll~!'~Ul~ ~(llll I?~') de ll^21.1:Ilh'{'. CIE 11,27') !hl,» 11 unpliunuui llu liunu ~llulullllllilllll, ll~ AllllUlll (.l 11{:LI7~ I~,.pl, ,L111s. VIII 1))l?UI~Clll~i u l~~llll~~ll~' olllnlu ~I~ alunlilliunl. ~1~ I'vlidulu. cl du [nunc l'vllritlul r~I~r~~rn1~ un polllcuilLtud' ult~lllll~ll~~ lf ~Ilv II\111 0,5 % eIly ICI~I] l.~ ll~' lu titlllll\1C dC) l'aluminium, l l~vllriunl ci du tn.tH u ; la ~ fii ulh ch l~ulunliniunl 1'vlu~itHu. 20 ruplicut'nlfv un pcollruuuL ulllul.ieu ll en iron 6 % 3 vu-on -15 dc lu d I ;tluminiunl. ci~ I vlirinnl, rtdu lilunu Ç.« I.I rc~i~,n d r~v~Irru ni f l'V' ~I wu: lllll)L' Ill{~~ll~'tll~' lHU ~'iIVIII~H «df111C,,L11C' UII~' f...h:1111RWL f unro11'muni Il,Illulïldll-lqu~ tiCloll l;l 11IAt L uuu ih! 1nuii 1Y.) \Wb llll11H.L..11l ~l' l?t'll~'ll;;llt~ll d O. 111i~11111. 25 1) -H Il;tlllH il i~~ili'~ dILWL»lllid1l;ll~l~H V'\uk.'11C11', ~tull'f~i'.~l ~I1 duiii..' 'ion du lllulu 1)11\ u 1~1 l'l;~ltn,tïll :lll I:I;uI,'. ils Iuu1111Iuiu -9- 1)1;8( RH'TlO\ ~l ((1\(11.: Ul.S i)LSSI\.ti 1,niieln 1iA Ii \11[\ n 1 2977590 15 l'il~tentic~n ; La FIG. d est un spectlAe de diffrac on. des rayons ( PRIX) montrant le r~ terne nt et le substrat d'une couche de rL v~ teillent (Ti 33.E Al t ' est un spectre de diffraction des rayons X (DRX) montrant le 20 rc~ elen.icnt et le substrat d'une couche de revêtement (Ti 37 c:a Al 6 ayant une taille de grain ~'~lIIll(. !1 15 nanoln tres 1-c\ ,Incnlent n énalt 1~~1~ 1111 'll tselon Fin \ L'Il nni ; _.:l IiIG. (, 1 un cH.)IIi.eme montrant 1a ~'ulrtr ((i1'. en ;llummv . et en \ilJlHm (en bouree111:1:'C ,lli~IllllU~ tlt'~ elcnlcnl Il'1 a pour les couches J 1.cye[cillent Ii _A1 1 -~ 1 IG, 7 [- it1C' rhO(~' 1;tl~~ll~ In ,1M 11,111 i 11ti_i)l' ~Il IIC ~;ar Un oUtll de 1 Ici ~I:l~ ~.[ill 1\ 1 SIN\1.A ] ", ~i~~I~ 1 I II La l it ni] I l~l~~,lÏ°i d une e, C le de I~'v lli 1 18, FIG. 3 ene IIII~R~~lll}onll~lll~' ~'Ii ït mi, l ll ll l ) d la suI l a 11 ru tuz d'Une couche ne combinaison de revêtement selon .5 comprend uni r ion de ré. Lia incnt DPy' appliquée par dépôt physiq vapeur, la Mon de re1 `1é incllt contenant dé l'aluminium et de l`yttrium ei Lé. l'azote et au ]Moins un t'léI ént ~t'ie~Lroni)~ Mais L'I1~Hm constitué du titane, du iiiéorlium, du hafnium. Diu \ on,' ium, du niobium, du tantale, du chrome, du «mnme des teneurs en aluminium et en 20 yttrium représente un pouréémage atotni~lue d'environ 3 % â environ 55 r de la ',lluminium, de l' yttrium ét ~nllrés éléments, sauf 1"~1/,im. La Iéné nr III rCi-11C',CI11C un pot rcc'nt,IHI11ItlUC d'environ Oj cm\ non - `r de l; I FumiMun d~ vIIIiUIIv Cl dlc~ JtIl!CL'Il rlll~. ,illl I ~1/0' X71 Pb ?l IIlvCllll~~n ~t~ll~~lllt' IIII I,C,«1' ;1 ;)Il^_ 11^'I1 i ou. cléitb'lll ~,II UIl subsLim, l~'na; ( les t'Lam, ±iU1 ~~?Il~l~ll'CI X11 un st ~~~'I;li l'1 ',CI" lll' Ci I111,I1LII,,,11 ,ur des ni m 7r té(I Plus pi substrat et. une: combh Ilv C011 orne un ;l~ lis l~ rt v L ul qui prend un in dé rév é lélllent, La combinaison de r eut Li1,t~ICi I:I'1: i111t'I- \ II molybdène, du Inné ~lcn~~ ~I diu Dili IJ.IIII:1 ~I,' i Vll 1 I~t1: n'.r.n III.nl. r,till LI(1. 1 r 'ILI,' _1) I11~ 1111 ,tlll'!I.II U13L' 1'111.11 ,IuI unt Dl'\ ullllulll tlu sili'l un iiii l{1ti'--~ r1','~ulil ~ 1' vt1ri Ill tII1.1C11I. I:I lli u uill~ ïl seju,itiont1C da.s lu '__rtia.irC ~~'IltitllUC llU Ill,lnu. du /11uonitun. da 1 hafnium. dt1 v:lntnliulu. du niril~itlnl. du tanl,llu. glu uIlmu. du mol \1.)W21-1, t tln aslunu cl da ~II1CIlllli. [,`~I~I~IItl,~ll ll vdrltml aU ruvul:'Illullt 011111:11110 UII~' I.L.1LItICI1011 de la l:lillc glu ~rlin 1 lu rtiaion glu ruviUtumunI I)l'V'- (~ ~lltralunr nI. unu rUdtluli de Iti ttullu ~1u gain tl l:t uot1cllu glu ruvLtunlunl l~n~~luil Ullt' au ~nlunl~ili~~n ~Ic 11~ JlIrL'IL Ill I:I rrl~l!i~~u 111111-1'ul~'ll. TI,utclois. L1 1 tut I:uru ;IIIu nlioll ;Au 1~Ut quu 20 faddition Itriunl u.n mv;~Icnlcl]t à hauts tunuur et-1 1lluminiunl. u~cst-à-dire une (:'HUM' L'H 111HIllllil11111 1Ill1L'I1ICUI-u de bic cul. tu structure il.niorph.e. Pans 10 carbure cCiiicute. Ceci. contraste avec la taille de grain d'uiie couche de i Cicinent 15 Ti-A.1-.Ni telle que celle qui cst rcl cscntéc i-ctr la FIG. 5. La FIG. 5 est un spectre de (Iiriiilction des rayons X [tilt rc^etenient et 1c substrat d'une couche de Ris ctement (Ti 37 e,11?iii .-VI ):X dont la taille de grain cst cst.imcc 15 nanorueti Dans la FIG. 5, le substrat. cst du carbure de tuligstenc liant cobalt. 20 Plusieurs exemples ont été préparés en utilisant des techniques DPV pour appliqucr Ja région de rc\etcincffii DPV en Luit que partie de fi co ibiriaisbn lei\ elcIncid sur le sulolrat. recion de rc tcmcHt DPV a été ileposec Lai ubhs L: I)PV 1c pif. hlii[.[ [ '[1111[i)^[ILILIC, t[111,[ [ Ici [),I[.Illk 1 \ iipci.,Iuirc tri' .1 iuciu 1 ;mi \ lobai -100 C à. 25 cm ip 1 D duée dans une [ 1 1 r[l[,'I[:: (litant d'environ x. "o i babas air du sui) ibial clan \ ii. 30 35 l'o. 1\1, is Ica -- 1 H. .iii.i, 2977590 -13- r R r - 2 4,2 1.0 \ 34.3 i 3-9 ! Ti - 0 Le Tableau A [m'escroc chi', données concernant 1 'sicmpIcs rpi s Q région. de revêtement DPV comprend unc seule couchc c nic m Tableau B Composition et propriétés sélectà ées de revêtements à plusieurs couches + Y (Gl)a) Dureté i» r \ 35,7 39,8 32 473 4,2 15,4 59,3 1 512 4,3 périeure 126 constituée de Liutne ,Iluminiulll-yttrium et d'azote, qui sur la couche de lr unlunt situ~u le plus il l'emérieur de la ré urnï- par Kenntll:1;11 1n VF Conditit1n,t;'p;ll 1111CtI. d coupe etilient les suiv=ants : l'opération d`usinuu Tait un 1u11 ntl_r : lu pluqueH de coupe était de 16 I~Ù SNMAI20408 ; le inutel-iau de la pièce d u,in~ r 'tan ale Vicier 4140 ; la vitesse eulit de 201,17 n'eu s ]in (-, par minute {660 lei ls line,lires par minute), la \ liesse d'avance (.166( d 12 pouce par tour» et la profondeur de coupe était de Une En IL'ICI66 .Ill\ 111N,u,. la (iule,' C1C vie d'outil de 1~1 I~l;lqu lli de couru MIN hile Com1,lliaison de le\ (21: i 1cm 1 l N," l de 16, rllllllll~'~, L~_ ~IIII~_~' ,1~ vie d'outil de la plaquette de COuh~' r ntinil Ivi':;tant Ui ~~~Il -iinaison r, ~ I~ Irt ll~ I )I'\ uni end n HG. Il I;III, I.. iC^.Pil ml LI~i ~I1 I,, Hi cul 1 i \I 1 \ r le li~'r(.`Illl ~_ ry Àu=.ii VII?Itl'I~. ICI Ut,111 iild lu D 15 ColiqId.i.rSOn de p1c.,luctics de coupe rev-1-1t. es «m.\ cnuonnc. -e p .àLiucu.cs coupe revêtues selon l'invention Exemple Durée dc vie de l'outil (minutes) Conventionnelle 14,5 TiN/TiAIN Conventionnelle AlTiN 12,5 IN d 134 24,4 IN n" 135 n" 136 , '1') I 1\ H" 137 2,7 1.11- 20 "I'itiii et proprn.. ectionnées de revêtements à nanocouches , impie 5'eUt _ 2977590 -1.7- [.i,;.L.IS[111 ,i Il iloUle,111s CSt d'en,. h ui,j). Cl:\ [.1 sornmo teneurs inutimutiiii. en yl.triiiin et er. Haro: IO ou D M011tf,' \ on. [Ocra. LIH \ viirlLllll, -a moi durtio ~lUi t` 1. oeil 1 de 111111ilere l' IN) ;LI \ Hllt'ii~~ lis' eoupe . . etues eu. ounelles, qui portent des revêtements ue. eomeaant pas 1.5 d'yttrium. La description ci-dessus indique que l~l irtiscnlo invention fournit un article renon'. port,ilit un ré \ ctomcnt dur qui prescrite des propisctcs tnnéfiorécs, fattich.- rrv~tu -o [ruilant à uno utilisntion d.ins ciu r, de la et des aines (lu ide à environ 32 GPa, 'Pique la l~ngO, 11re normalise,' ISO 14577-1:2002 ;I~cc unc I1,1ondeurd' ~ ~1q,akhlon 0,25 n I I e ron. 3. Articl~' qi. [ selon la re ` en ,_il~.'allc~n du n~ '~at~tla' 'a L'Heur en reprcSente lliî p~~urC. litage aman( % à tira! ll~ii 1 Faim au' uns 11P\ ,I I, a llll~' :!!i! n,. ,~ 1~, 11r~ ~'ll ' ~'llv itnum et des autres L'IL'ment~. Ion la revendication 1., dans lequel n ^tirium rehréselne un pourcenta l'aluminium, de 1 tnt DPV (110» a un, In pe par une teehlü~.. ~i cn,nc~l ;~'t1l n