BRPI0809167A2 - Inserto de corte revestido, e, método para formar um revestimento cerâmico de camadas múltiplas depositadas por cvd (deposição química de vapor) sobre um inserto de corte. - Google Patents

Description

“INSERTO DE CORTE REVESTIDO, E, MÉTODO PARA FORMAR UM REVESTIMENTO CERÂMICO DE CAMADAS MÚLTIPLAS DEPOSITADAS POR CVD (DEPOSIÇÃO QUÍMICA DE VAPOR) SOBRE UM INSERTO DE CORTE”

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção é direcionada para sistemas melhorados de revestimento, e especialmente, mas não exclusivamente, para revestimentos espessos novos e métodos de fabricação dos mesmos, para a aplicação em substratos apropriados para a produção de ferramentas de corte, insertos e cabeças de corte substituíveis tendo propriedades melhoradas, como por exemplo, vida em trabalho mais longa.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

Para a fresagem de peças de trabalho metálicas, através de corte, tomeamento, moagem, perfuração e semelhantes, são utilizadas ferramentas de corte. Para assegurar que as lascas sejam removidas com eficiência da peça de trabalho, ao mesmo tempo assegurando vida longa de trabalho da ferramenta de corte, é requerido um inserto da ferramenta de corte que seja duro e resistente.

A dureza, no entanto, poderá ser correlacionada com a quebra. Sendo tanto duros como resistentes, os materiais compostos que consistem de partículas de cerâmica duras em uma matriz metálica, são escolhas muito populares para insertos. Foi desenvolvida uma quantidade de tais compostos metálicos de cerâmica ou ceramal. Os assim chamados metais duros ou carburetos cimentados, e especialmente, WC-Co, que consistem de cristalitos de carbureto de tungstênio em uma matriz de cobalto, são os materiais de escolha para a fabricação de insertos de ferramentas de corte para várias aplicações.

Os insertos removem as lascas e formatam a peça de trabalho, mas, elas próprias, são desgastadas no processo. O desgaste dos insertos de ferramentas de corte acontece nas suas superfícies de contato com a peça de trabalho, e geralmente pode ser atribuído à interação mecânica, química e térmica com a peça de trabalho.

O tempo de parada das ferramentas de corte, enquanto se 5 substitui o inserto, geralmente é uma operação dispendiosa. Muita pesquisa é direcionada para se melhorar a resistência a desgaste de insertos através da aplicação de revestimentos duros. A dureza é uma medida da resistência à deformação plástica, e existe uma correlação entre a dureza e a resistência ao desgaste. Embora os revestimentos aumentem a resistência ao desgaste, com 10 freqüência, eles são suscetíveis a modos catastróficos de falhas, tais como descascamento e semelhantes.

Os revestimentos poderão ser formados sobre os insertos através de uma faixa de tecnologias de revestimento que geralmente são classificadas como PVD (deposição física de vapor) ou CVD (deposição química de vapor).

A PVD oferece propriedades muito boas. O revestimento é somente uma linha de vista. Os revestimentos de PVD são caracterizados por tensões residuais de compressão de correntes do processo de deposição. Por causa do risco de falha do revestimento através de descascamento quando a 20 espessura do revestimento aumenta, o PVD geralmente é limitado a revestimentos finos.

Os revestimentos CVD não são de linha de vista. Além disso, as temperaturas de deposição, tipicamente, são bastante mais elevadas do que aquelas das tecnologias PVD e isto facilita o desenvolvimento e de uma 25 interface induzida por difusão entre o revestimento e o substrato, que permite que seja obtida uma boa adesão. Na realidade, a boa adesão é um dos requisitos críticos para o revestimento de insertos.

Além disso, existem alguns materiais e combinações de material- substrato que são práticas somente através de uma ou outra técnica de revestimento. Durante mais de 40 anos, a CVD (deposição de vapor químico) tem sido utilizada para insertos de revestimento, dessa forma melhorando o seu desempenho na fresagem. Os revestimentos de TiN, TiC e TiC5N poderão ser depositados sobre substratos apropriados, através da reação do tetracloreto de titânio com outros gases, e a remoção dos cloretos gasosos assim formados:

T1CI4 + N2 + H2 —> TiN + cloretos e outros gases.

T1CI4 + CH4 + II2 —» TiC + cloretos e outros gases T1CI4 + N2 + CH4 + H2 —► TiCN + cloretos e outros gases.

Os revestimentos de Al2O3 poderão ser produzidos de uma forma semelhante:

Al + HCl + H2-+ AlCl3 + H2;

AlCl3 + H2 + CO2 + H2S —> Al2O3 + cloretos e outros gases, onde H2S serve como um catalisador; melhorando a velocidade de deposição e a uniformidade da espessura do revestimento de Al2O3.

Será visto que, ao longo dos anos, outras rotas de deposição de vapor químico se tomaram disponíveis para a deposição de TiN, TiC, TiCN e Al2O3, e as rotas acima utilizando cloreto de titânio e cloreto de alumínio são apresentadas somente para fins de exemplos não limitantes.

Na realidade, uma larga faixa de revestimentos duros, tais como vários carburetos, nitretos, óxidos, boretos e misturas dos mesmos poderão ser depositados através de uma ou outra das várias técnicas de PVD e/ou CVD. Na fresagem de materiais duros, tais como ferro fundido, por exemplo, são geradas temperaturas elevadas. Em tais temperaturas elevadas, vários materiais de revestimento, tais como os carburetos e nitretos são reativos, e poderão interagir com a peça de trabalho e/ou com os fluidos de resfriamento e o ar.O Al2O3 (alumina) é altamente resistente a produtos químicos e é muito duro. Em conseqüência, a alumina é um material de revestimento popular para o aumento da vida de insertos.

A patente européia de número EP1245700 para Ruppi intitulada "Enhanced Al2O3-Ti(C5N) Multi-Coating Deposited at Low 5 Temperature" refere-se a um corpo revestido de carbureto cimentado, ceramal, cerâmica e/ou aço de alta velocidade, utilizado como uma ferramenta de corte de metal e tendo camadas múltiplas de K-Al2O3 e/ou γ-Al2O3 opcionalmente intercalado com camadas de carbo-nitreto de titânio (Ri(C5N) que pode também ser aplicado através de MTCVD.

Outros revestimentos de camadas múltiplas conhecidos que

Compreendem5 tanto de camadas com base em Ti como camadas de Al2O3 podem ser encontrados nas seguintes referências:

JP11269650A2, JP2000119855A2, JP2000107909A2, JP03122280A2, JP2000096235A2, JP2000096234‘A2, JPl 1347806A2, 15 JP11310878A2, JP2002144109A2, JP2001062604A2, JP2000158208A2, JP2000158207A2, EP0594875A1, JP59025970A2, JP2005246596A2, JP2004188577A2, US6689450, JP2004299023A2, JP2004299021A2, JP2004188576A2, JP2004188575A2, J P 2000052130A2, JP11254208A2, JPl 1090737A2, JPl 1000804A2, JPl0310878A2, JP10310877A2.

A alumina existe de várias formas. Alumina γ e alumina κ são

fases metastáveis. Em vários cenários de fresagem, tais como uma fresagem interrompida em um tomo, e quando se fresa sem um fluido de resfriamento, como por exemplo, insertos revestidos com alumina-α, verificou-se que funcionavam melhor do que aqueles revestidos com a alumina-γ ou a alumina-κ.

Do diagrama de fases da alumina, em temperaturas acima de 1050°C sob pressão standard, a alumina-γ e a alumina-κ se transformam no alótropo da alumina-α estável (corindo). Devido às propriedades de dispersão por calor pobres da alumina e às altas temperaturas geradas na fresagem, é provável que a superfície trabalhada alcance 1050°C. Em alguns processos de corte, especialmente na fresagem a seco, e nas pressões experimentadas na face trabalhada dos insertos, a transformação de fase provavelmente ocorrerá em temperaturas menores. A recristalização da superfície da alumina de um 5 inserto durante os processos de fresagem poderá levar a um desgaste acelerado.

É também possível que em condições de alta temperaturapressão experimentadas pelos insertos durante os processos de corte, onde não são incomuns temperaturas de IOOO0C, e acontecem vários mecanismos, tais 10 como deslizamentos, torções, deslizamentos das extremidades granuladas e possivelmente deformação difusa na Al2O3-Ci e isto permite uma ductilidade suficiente para evitar falhas de quebras. Ver "Nanoindentation Hardness, Microstructure and Wear Resistance of CVD α-alumina and K-Alumina Coatings" por Ruppi, Laarsson and Flink.

O processo de crescimento, a estrutura e as propriedades da

camada depositada são controlados pelas condições de deposição, tais como a natureza e a temperatura do substrato e o conteúdo e as energias cinéticas do fluxo de gás. A fase de alumina α romboédrica que é o alótropo estável e é a mais dura das várias polimorfas, geralmente é obtida em temperaturas de 20 deposição de 1000 - IlOO0C. Ver, por exemplo, Prengel et al. Surfaee Coatings Technology, 68-69, 217 ( 1994), apesar da deposição a 580°C ter sido obtida por CVD auxiliada por plasma. Ver, Krylov et al., por exemplo em Appl. Phys. A 80 1657 (2004). Através do uso de um modelo apropriado (i.e., um substrato favorável), especificamente cromia, Andersson obteve a 25 deposição da alumina α em temperaturas tão baixas quanto 280°C, através de bombardeamento por magnetrom reativo. Ver a tese de doutorado, "Controlling the Formation and Stability of Alumina Phases" por Jon Martin Andersson, Linkõping Universitet, Institute of Technology, Linkõping em 2005. Revestimentos relativamente espessos de alumina α poderão ser depositados utilizando-se técnicas CVD. No entanto, tais revestimentos geralmente apresentam um crescimento de cristalitos direcionado através da espessura do revestimento, resultando em uma microestrutura de coluna que é algo suscetível à propagação de fraturas.

Uma técnica conhecida para se evitar o crescimento colunar na alumina κ é interromper periodicamente a deposição da alumina κ através da deposição de uma camada fina de um material diferente, depois da qual a deposição da alumina κ poderá ser reiniciada. O TiN é um desses materiais 10 que foi utilizado para interromper o crescimento da alumina κ. Ver "Microstructure and Deposition Characteristics of κ -Al2O3" S. Ruppi & A. Larsson Journal de Physique IV France 8 (1999), EuroCVD 12, Parte 8 350- 355.

Introduzindo-se periodicamente uma camada fina (0,1 μιη a 1 15 μιη) de TiN, o crescimento do cristal de alumina κ pode ser evitado e uma nova camada de alumina pode ser nucleada. A alumina κ resultante é quase que de eixos equivalentes e apresenta uma resistência significativamente melhor à propagação de fraturas do que a microestrutura colunar típica da alumina κ de CVD.

Infelizmente, a técnica não produz bons resultados para

insertos de corte e semelhantes, porque as camadas de alumina κ -TiN tem uma adesão relativamente pobre, resultando em descascamento do revestimento, o que, na realidade, poderá resultar em um desgaste acelerado.

Existe portanto ainda a necessidade por revestimentos de alumina α espessos, de alta qualidade, que mostrem uma ductilidade elevada e uma baixa tendência, tanto à propagação de fraturas como ao descascamento, e a presente invenção enfoca esta necessidade.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Um objetivo da invenção é apresentar ferramentas de corte e insertos melhorados para ferramentas de corte, através de combinações novas de substrato-revestimento. Os insertos, daqui por diante, incluem insertos ou pontas ou bicos para a fresagem de metal, cabeças de corte, fresas com extremidade de carbureto sólido, e placas de corte que podem ser soldadas como um cartucho.

De acordo com um primeiro aspecto da invenção, é apresentado um revestimento cerâmico para um inserto: o revestimento cerâmico sendo uma estrutura estratiflcada composta de uma configuração de sub-camadas de um material de óxido alternado com camadas interfaciais de 10 um segundo material tendo uma boa adesão com o material de óxido. O revestimento é depositado através de vapor químico. Cada camada interfacial depositada subseqüentemente serve para terminar uma sub-camada de material de óxido depositada previamente e serve como uma superfície para a deposição de uma sub-camada subseqüente de material de óxido. O segundo 15 material das camadas interfaciais é composto por uma solução sólida de pelo menos um dos elementos da camada de material de óxido em um material duro.

Tipicamente, a camada interfacial é compreendendo uma solução sólida do material de óxido em um material duro selecionado do grupo que consiste de TiN, TiC e TiCN.

De preferência, o material de óxido é alumina e o segundo material da camada interfacial é selecionado do grupo composto de TiAlON, TiAlOC e TiALCON.

De preferência, o material de óxido é Al2O3 e a camada interfacial é TiAlCON.

Mais de preferência, o material de óxido é Al2O3-Ci.

Uma característica específica das estruturas preferidas de revestimento da invenção, é que o crescimento de cada camada da subcamada do material de óxido é presa pela deposição da camada interfacial antes do desenvolvimento de uma estrutura colunar.

De acordo com outro aspecto da invenção, um revestimento de camadas múltiplas compreendendo o revestimento cerâmico de acordo com a reivindicação 1 e uma camada inferior de um primeiro material duro antes da camada de cerâmica.

Tipicamente, o primeiro material duro da camada de revestimento inferior é selecionado do grupo que consiste de TiC, TiCN e TiN.

Tipicamente, a camada de revestimento inferior tem uma espessura na faixa de 2 μιη a 15 μιη.

Tipicamente, uma camada de ligação é colocada entre a camada de revestimento inferior e a estrutura estratificada.

Opcionalmente, a camada de ligação é compreendendo um dos: (a) uma camada de TiOCN; (b) uma camada de TiAlOCN; (c) uma camada de TiOCN seguida por uma camada de TiAlOCN, e (d) uma estrutura em sanduíche composta de uma primeira camada de TiOCN seguida por uma camada de TiAlOCN seguida por uma segunda camada de TiOCN.

Onde o primeiro material duro da camada de revestimento inferior compreendendo TiCN depositado sobre um substrato de carbureto cimentado com tungstênio, de preferência, uma camada base, como TiN, é depositado sobre a superfície do substrato antes da deposição da camada de revestimento inferior para evitar a descarburização da superfície do substrato.

Tipicamente, a camada base tem uma espessura entre 0,1 μιη e

1,5 μιη.

O revestimento de cerâmica tipicamente é depositado sobre

um substrato selecionado do grupo que consiste de metais duros, ceramais, aços de alta velocidade e cerâmicas.

Opcionalmente, uma camada externa de TiN é colocada sobre o revestimento cerâmico. Opcionalmente, a camada extema de TiN é removida seletivamente das faces trabalhadas.

De acordo com um segundo aspecto da invenção, é apresentada: um inserto de ferramenta de corte composto de um substrato de carbureto cimentado com tungstênio e um revestimento de camadas múltiplas composto de: (a) uma camada base de TiN; (b) uma camada de revestimento inferior de TiCN; (c) uma camada de ligação compreendendo uma estrutura em sanduíche de TiOCN, TiAlOCN e TiOCN; (d) um revestimento cerâmico tendo uma estrutura estratificada composta de sub-camadas de Al2O3-O alternadas com camadas interfaciais de TiAlOCN.

Opcionalmente, é fornecida uma outra camada de TiN sobre a superfície extema de um inserto.

De acordo com um terceiro aspecto da invenção, é apresentada uma camada de ligação para auxiliar a ligação de uma camada de CVD Al2O3-Ci sobre uma camada de revestimento inferior de um primeiro material duro selecionado do grupo que consiste de TiN, TiC e TiCN, onde a camada de ligação é selecionada do grupo que consiste de: (a) TiOCN; (b) TiAlOCN;

(c) uma camada dupla composta de TiOCN seguida por TiAlOCN e (d) uma estrutura em sanduíche de TiOCN, TiAlOCN e TiOCN.

De acordo com a presente invenção, é também apresentado um método de formação de um revestimento cerâmico CVD de camadas múltiplas depositadas sobre um inserto de corte tendo um substrato, o método sendo compreendendo:

deposição, sobre o referido substrato, de camadas altemantes de um material de óxido e uma camada interfacial aderida no material de óxido sobre o referido substrato, onde a camada interfacial é compreendendo uma solução sólida pelo menos de um elemento do material de óxido em um material duro.

O método poderá compreender a deposição da camada interfacial sobre uma camada de óxido imediatamente anterior ao desenvolvimento de uma estrutura colunar na referida camada de óxido imediatamente anterior.

Se desejado, a deposição da camada interfacial sobre uma camada de óxido imediatamente anterior serve como uma superfície para a deposição de uma camada de óxido subseqüente.

O método poderá ainda ser compreendendo: deposição de uma camada base sobre o substrato; deposição de uma camada de revestimento inferior sobre a camada base, a camada de revestimento inferior compreendendo um material duro;

deposição de uma camada de ligação sobre a camada de revestimento inferior e por baixo das referidas camadas altemantes de um material de óxido e uma camada interfacial.

De acordo com algumas realizações do método: a camada base compreende TiN;

a camada de revestimento inferior é selecionada do grupo que consiste de TiC, TiCN e TiN; a camada de ligação é compreendendo uma estrutura em sanduíche de TiOCN, TiAlOCN e TiOCN;

O material de óxido é compreendendo Al2O3-Ci; e a camada interfacial compreende TiAlCON. se desejado, o método é ainda composto de: deposição de uma camada extema de TiN sobre o revestimento cerâmico de camadas múltiplas.

Também, se desejado, o método é compreendendo: remoção seletiva da referida camada extema das faces trabalhadas do inserto de corte.

É também apresentado um método de tratamento de um inserto de corte tendo uma camada de revestimento inferior composta de um material duro, na preparação para a deposição subseqüente por CVD de uma camada de Al2O3-O,, o método sendo compreendendo:

formação de uma camada de ligação sobre a camada de revestimento inferior antes da deposição da camada por CVD de Al2O3-O,, onde a camada de ligação é uma do grupo que consiste de:

(a) uma camada de TiOCN;

(b) uma camada de TiAlOCN;

(c) uma camada de TiOCN seguida por uma camada de

TiAlOCN; e

(d) uma estrutura em sanduíche compreendendo uma primeira camada de TiOCN seguida por uma camada de TiAlOCN seguida por uma segunda camada de TiOCN.

De acordo com algumas realizações, o método é composto de:

formação de uma estrutura em sanduíche de TiOCN, TiAlOCN e TiOCN.

Se desejado, o método é compreendendo:

formação da referida camada de ligação por CVD de tal forma que a referida camada de ligação tenha uma espessura total entre 0,1 μιη e 1,0 μιη.

O material referido aqui como TiAlOCN, ou TiAlOCN, é uma solução sólida de átomos de Al e O dentro do TiCN. Da mesma forma, o material referido aqui como TiAlON e TiAlOC são soluções sólidas de átomos de Al e O dentro de TiN e TiC, respectivamente.

Será visto que os materiais descritos aqui como TiN, TiC, TiCN e semelhantes, não necessariamente são estequiométricos. Na realidade, somente onde os subscritos são apresentados, como para a Al2O3, pode ser considerado que são indicadas as proporções relativas.

TiOCN refere-se a uma família genérica de materiais com proporções largamente diferentes de oxigênio, carbono e nitrogênio. TiAlOCN também se refere a uma família genérica de materiais com proporções largamente diferentes de oxigênio, carbono e nitrogênio. Além disso, o teor de alumínio poderá variar consideravelmente. Além disso, a microestrutura do revestimento não está totalmente 5 caracterizada, e poderá incluir inclusões da segunda fase dentro da estrutura cristalina ou ao longo das extremidades dos cristalitos.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

Para um melhor entendimento da invenção e para mostrar como ela pode ser executada, será agora feita referência, puramente para fins de exemplo, aos seguintes desenhos anexos.

Com referência específica agora aos desenhos em detalhes, é enfatizado que as partículas mostradas são para fins de exemplo e que são somente para fins de discussão ilustrativa das realizações preferidas da presente invenção, e são apresentadas com a finalidade de fornecer o que 15 acredita-se que sejam a descrição mais útil e mais rapidamente entendível dos princípios e aspectos conceituais da invenção. A este respeito, não é feita nenhuma tentativa para mostrar detalhes estruturais da invenção em maiores detalhes do que é necessário para um entendimento fundamental da invenção; a descrição, em conjunto com os desenhos, faz com que fique aparente para 20 aqueles adestrados na técnica, como as várias formas da invenção poderiam ser unidas na prática. Nos desenhos anexos:

A figura 1 é uma seção em corte esquemática das camadas de revestimento de um inserto de acordo com uma realização da invenção;

A figura IA detalha um inserto de corte revestido tendo um formato genérico, o revestimento estando de acordo com a presente invenção;

A figura 2 é uma microfotografia SEM mostrando uma seção em corte através de um revestimento de experiência de acordo com a presente invenção; e

A figura 3 é um espectro de difração de raios X mostrando as fases cristalinas identificadas dentro do revestimento.

TABELAS

A tabela 1 resume a temperatura, pressão e composições da fase gasosa durante a deposição do revestimento da experiência mostrado na figura 2.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

Existe uma quantidade de técnicas CVD disponíveis para a deposição de Al2O3 (também conhecido como óxido de alumínio, corindo, e alumina).

O vapor tipicamente é composto de gases voláteis que reagem

quimicamente sobre o substrato, depositando a Al2O3; Os outros produtos da reação são produtos químicos em fase gasosa que são transportados para fora. Utilizando-se o CVD térmico convencional, o Al2O3 requer uma temperatura acima de IOOO0C para a sua deposição. O CVD plasma permite que tais 15 revestimentos sejam depositados em temperaturas abaixo de 900°C. Neste processo, os compostos químicos são decompostos e reagem ao mesmo tempo utilizando descarga de plasma e aquecimento. Como resultado, poderão ser gerados sobre a superfície do substrato filmes de alumina muito pura. O processo CVD utilizado convencionalmente para Al2O3 envolve o reagente 20 corrosivo AlCl3. A utilização de uma mistura gasosa de A1C13/C02/H2 em baixa pressão tende a resultar em crescimento colunar ao invés de um revestimento com eixos equivalentes. A mistura gasosa de A1C13/C02/H2 na pressão atmosférica poderá levar ao crescimento de cristalitos grandes.

O tri-isopropoxido de alumínio é outro precursor que poderá ser utilizado para a deposição de alumina-α. Outra rota inclui o bombardeamento reativo de alvos de alumínio em plasma de argôniooxigênio.

O acetil acetonato de alumínio também tem sido utilizado como o precursor para a deposição de vapor químico em metal de alumina na pressão atmosférica, ver "MOCVD of Aluminum Oxide Barrier Coating" por Jun C. Nable et al. J. Phys. IV France 12 (2002) Pr 4-139.0 tris-tetrametilheptadionato de alumínio [Al(thd)3] e o tris-acetilacetonato de alumínio [Al(acac)] também têm sido utilizados para o CVD de filmes de Al2O3.

Ver "Diketonates as Preeursors MOCVD of Aluminum Oxide

Films Using Aluminium", por A. Devi, S.A. Shivashankar e A.G. Samuelson.

Ainda outra rota é a pirólise do precursor acetil acetonato de alumínio, a qual poderá ser executada em temperaturas relativamente baixas, digamos, de 435 - 550°C, para depositar um filme fino de alumina.

Em altas temperaturas, o crescimento do cristalito é favorecido

em relação à nucleação e a deposição de alumina-α através de processos CVD tende a resultar em uma estrutura de cristalito colunar relativamente grossa, caracterizada por extremidades agudas entre cristais adjacentes e uma ligação inter-cristalina fraca. Em conseqüência, tais revestimentos de alumina-a 15 tendem a ser suscetíveis à propagação de fraturas através da espessura do revestimento. A temperatura de deposição não é o único parâmetro que afeta o crescimento do cristalito e as velocidades de nucleação, e outros parâmetros, tais como as pressões parciais dos reagentes, a temperatura do substrato, ou o uso de H2S ou outro catalisador, poderão influenciar a 20 microestrutura resultante e a sua manipulação produz um meio de se controlar as características dos revestimentos assim formados.

Uma característica específica das realizações preferidas da presente invenção conforme descrito aqui abaixo, é um revestimento de camadas múltiplas de alumina-α, bem ligadas, espessas, tendo uma 25 microestrutura fina de cristalitos de eixos equivalentes. Isto é obtido através das deposição altemante de sub-camadas de alumina ou estratos de camadas interfaciais de um segundo material tendo uma boa adesão com a sub-camada de alumina-α, como por exemplo ,TiAlCON, TiAlON, ou TiAlOC, considerada como sendo uma solução sólida de alumina em TiOCN, TiON, ou TiOC, respectivamente. A segunda camada é depositada através da deposição de vapor químico de uma mistura de TiCl4, AICI3, N2, CH4, H2, CO2 e H2S. Desta forma, a deposição de alumina-α é periodicamente interrompida pela deposição de camadas muito finas do segundo material, que 5 interrompe tanto o crescimento do cristalito de alumina-α do estrato anterior como produz sítios para a nucleação de cristais novos de alumina α no novo estrato e é construída uma estrutura de camadas múltiplas de alumina a. Assim sendo, a camada interfacial do segundo material é formada sobre uma camada de óxido de alumina-α imediatamente precedente antes do 10 desenvolvimento de uma estrutura colunar na referida camada de óxido de alumina-α imediatamente precedente. O desenvolvimento do crescimento de alumina-α colunar espessa, direcionada, é dessa forma evitado, o que reduz significativamente a suscetibilidade do revestimento cerâmico à propagação de fraturas.

De forma diferente do sistema descrito na US 20020176755A1

e a maioria dos outros revestimentos de alumina resistentes a desgaste, será verificado que o sistema de revestimento das realizações preferidas é relacionado com a alumina-α e não com o Al2O3-K ou Al2O3 γ. Será verificado que, além de ser o alótropo estável, a alumina-α é também o alótropo mais 20 denso (densidade de cerca de 4 g/cm3 ao contrário de cerca de 3,6 - 3,8 g cm/m3 para outros alótropos). Descobriu-se que no regime de pressãotemperatura encontrado durante as operações de fresagem, a alumina α provou ser mais resistente do que os outros alótropos, e é capaz de se deformar plasticamente para aliviar a tensão. Adicionalmente, descobriu-se 25 que as camadas interfaciais do segundo material auxiliam a assegurar uma boa ligação interfacial com a alumina, produzindo uma integridade elevada do revestimento. Acredita-se que a camada interfacial do segundo material produz uma densidade elevada de sítios para a nucleação de cristais novos de Al2O3, dessa forma resultando em um grande número de cristais pequenos. Acredita-se também que a presença de ambos Al e O nas camadas intermediárias do segundo material produz uma ligação química do Al e do O no Al2O3 e também produz sítios de nucleação que encorajem uma grande densidade de cristalitos de alumina que encorajem o crescimento de cristalitos 5 pequenos.

Com referência agora à figura 1, é mostrada uma seção em corte esquemática das camadas de revestimento de um inserto 10. Conforme visto na figura IA, o inserto 10 consiste de um corpo não revestido ou substrato 12 e um revestimento de camadas múltiplas 14. O corpo 12 poderá ser fabricado de uma liga de aço de alta velocidade contendo, além de ferro e carbono, por exemplo, quantidades variadas de metais refratários, tais como cromo, tungstênio, molibdênio e titânio. Alternativamente, o corpo 12 poderá incluir uma cerâmica como um composto capilar, como Si3N4, Al2O3, Al203/TiC, SiAlON, Al203/SiC, e semelhantes. Mais comumente, o corpo 12 é um composto do tipo ceramal, como TiC ou TiN em um aglutinante metálico. No entanto, mais comumente, o corpo 12 é o assim chamado material composto do tipo carbureto cementado de metal duro, como o carbureto de tungstênio (WC) e carburetos adicionais cementados por uma matriz metálica, com freqüência, cobalto (Co) daqui por diante referido como carbureto de tungstênio cementado. Os carburetos cementados são descritos na página 321 em "Tungsten Properties, Chemistry, Technology of the Element, Alloys, and Chemical Compounds", publicado pela Kluwer Academic/Plenum Publishers em 1999. O corpo não revestido 12 poderá ser qualquer das composições conhecidas mencionadas anteriormente e será referido aqui, daqui por diante, como o substrato 12.

Tipicamente, o substrato 12 será preparado através de desengraxamento, jato de areia e limpeza em um banho ultra-sônico antes da deposição do revestimento de camadas múltiplas 14 sobre o mesmo.

O revestimento de camadas múltiplas 14 é composto de uma camada de revestimento inferior relativamente espessa 16 de um primeiro material duro. A camada de revestimento inferior 16 tipicamente tem uma espessura de 4 μηι a 15 μιη e é especialmente boa para resistir a desgaste nos lados e no nariz. Uma camada base opcional final 18 (0,1 μπι a 1,5 μηι), 5 tipicamente TiN, geralmente é depositada antes da camada de revestimento inferior 16. A camada base 18 permite que o inserto 10 seja submetido às condições CVD relativamente severas que poderiam ser requeridas para a deposição da camada de revestimento inferior 16 sem a descarburização do substrato 12 da mesma, dessa forma minimizando a formação das fases η 10 quebradiças, indesejáveis (Mi2C, M6C, onde M é Co e W) sendo formada próximo da superfície do substrato 12.

Uma camada de ligação fina 20 (0,1 μπι a 1 μπι) é depositada sobre a camada de revestimento inferior 16. A camada de ligação 20 poderá ser uma estrutura em sanduíche consistindo de uma camada de ligação interna de TiAlOCN 22 em sanduíche entre uma camada de ligação do fundo e uma camada de ligação do topo de TiOCN, 24, 26, respectivamente.

O TiCON poderá ser depositado por várias rotas. Por exemplo:

TiCl4 + N2 + H2 + CH4 + CO2 —» TiCON + cloretos e outros

gases.

O TiAlCON poderá também ser depositado por várias rotas.

Por exemplo:

TiCl4 + N2 + H2 + CH4 + CO2 + AlCl3 -> TiAlCON + cloretos

e outros gases.

Um revestimento de cerâmica espesso 28 é depositado sobre a 25 camada de ligação 20. O revestimento cerâmico 28 tem uma estrutura estratificada de camadas 30 de Al2O3-Ct com as camadas interfaciais 32. Primeiramente, é depositada uma primeira camada de óxido 3OA. Acredita-se que devido à camada de ligação de topo 26 de TiOCN a camada de óxido 30A é depositada com uma densidade elevada de cristalitos e portanto um tamanho de cristalito pequeno, e é bem ligada na camada de ligação 20.

A camada interfacial 32 é um segundo material que é uma

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solução sólida de oxigênio e alumínio em uma matriz de TiCN5 TiC ou TiN. E feita a hipótese de que a ligação excelente da camada de óxido 30 com a 5 camada interfacial 32 resulta da interação entre o Al e o O na camada interfacial 32 e na camada de óxido 30 pela camada interfacial 32, produzindo um espaçamento de treliça mais apropriado, e possibilidades de ligação química mais compatíveis para a nucleação da camada de óxido 30 na mesma.

Se for permitido o crescimento não obstruído, os cristalitos da 10 camada de óxido 30 tipicamente serão grandes e colunares. Em alguns casos, eles poderão também ter uma orientação preferida. No entanto, na realização atual, uma primeira camada interfacial 32A muito fina, de TiAlCON, por exemplo, é depositada sobre a primeira camada de óxido 30A. A primeira camada interfacial 32A finaliza o crescimento do cristalito da primeira 15 camada de óxido 30A, e, acredita-se, fornece sítios novos para a nucleação e o crescimento de cristalitos nos quais pode ser depositada uma segunda camada de óxido 3 0B. Uma segunda camada interfacial muito fina 32B poderá então ser depositada sobre a mesma.

Altemando-se as camadas de óxido 30 com as camadas 20 interfaciais 32, um revestimento de cerâmica espesso 28 tendo um tamanho pequeno de cristalitos de eixos eqüidistantes poderá ser desenvolvido por CVD. Cada camada interfacial 32 impede o crescimento do cristalito da camada de óxido 30 anterior e possivelmente também produz uma alta densidade de sítios para a nucleação de cristais cerâmicos novos no mesmo.

Será visto que é encontrada uma melhoria na dureza e na

resistência a desgaste da maior parte dos materiais com uma redução no tamanho do cristalito devido ao efeito Hall-Petch. Adicionalmente, e mais significativamente, a renucleação continua evita o crescimento de cristais colunares espessos, direcionados, e portanto reduz significativamente a suscetibilidade à propagação de fraturas do revestimento cerâmico assim formado.

O número preferido de camadas de óxido 30 e de camadas interfaciais 32 dentro de um revestimento cerâmico 28 depende do critério de 5 projeto para cada aplicação específica. Acredita-se que até um certo ponto, a composição da camada interfacial 32, especialmente, o teor de Al e de O dentro da camada interfacial de solução sólida 32, determina o tamanho do cristalito. Será visto que apesar da composição da camada interfacial 32 ser afetada pelas pressões parciais das espécies reativas, ela não é determinada de 10 uma forma simples, e a concentração dos vários elementos no revestimento, invariavelmente, será diferente da sua concentração dos gases reativos.

Em uma realização preferida, o substrato 12 é carbureto de tungstênio cementado e o primeiro material duro da camada de revestimento inferior 16 é TiCN que é especialmente bom em relação a redução do 15 desgaste dos lados e do desgaste da cratera. Para evitar a descarburização do substrato 12, que de outra forma levaria à formação das fases η através das condições severas de processamento requeridas para a deposição da camada de revestimento inferior de TiCN 16, uma camada base 18, de preferência, é fornecida embaixo da mesma. Descobriu-se que o TiN é uma opção 20 apropriada para a camada base 18 para este fim e é bem estabelecida na técnica.

A camada de ligação 20 é depositada entre a camada de revestimento inferior de TiCN 16 e o revestimento cerâmico 28, que é composto de camadas altemantes de óxido Al2O3-Ci 30 e camadas interfaciais TiAlCON 32 depositadas alternadamente (30A, 32A, 30B, 32 B, 30 C, 32 C...).

O uso de TiAlCON para as camadas interfaciais 32A, 32B, 32C... promove a nucleação das camadas de óxido Al2O3-Ci 30B, 30C, 30D... e assim por diante. Descobriu-se que as camadas de óxido Al2O3-Ci 30A, 30B, 30C... e as camadas interfaciais TiAlCON 32A, 32B... têm uma adesão excelente.

O número de camadas de óxido 30 e das interfaciais 32 variará, dependendo da espessura do revestimento cerâmico 28 desejado. Em 5 geral, variando-se a temperatura de operação e/ou as pressões parciais dos gases de processo e a atividade da camada base 18 e especificamente, a superfície superior da mesma, a nucleação do óxido 30 poderá ser favorecida em detrimento do crescimento do cristalito e resultará um tamanho de cristalito menor. Acredita-se também que as camadas de óxido Al2O3-O 3OA, 10 30B, 30C são quase totalmente de eixos equivalentes, ou muito menos direcionadas do que o crescimento cristalino colunar resultante do crescimento contínuo de CVD Al2O3-CL

De forma útil, para se produzir um acabamento atrativo, a camada extema 34 poderá ser depositada sobre o revestimento 14 descrito 15 aqui acima. O TiN poderá ser utilizado para este fim, dessa forma produzindo um acabamento dourado atrativo, conforme é conhecido. Opcionalmente, a camada extema 34 de TiN poderá ser removida pelo menos de uma face da incidência de um inserto.

Exemplo 1

Para fins de prova de conceito, com referência à figura 2, é

mostrada uma microfotografia SEM de uma seção em corte de um inserto 100 compreendendo um substrato 112 e um revestimento de camadas múltiplas 114 de acordo com uma realização preferida da invenção. Na parte inferior da imagem, é mostrado o substrato 112 de carbureto de tungstênio cementado. 25 Os cristais angulares de carbureto de tungstênio possuem um tamanho médio de cristalito em tomo de 1 μηι. O revestimento de camadas múltiplas 114 é compreendendo um revestimento base fino de TiN 118 de cerca de 1 μπι. No topo do revestimento base de TiN 118, foi depositado um revestimento inferior relativamente espesso de cerca de 7 μιη da camada de revestimento inferior colunar de TiCN 116. Em cima da mesma é depositada uma camada de ligação 120. O sistema de camada de ligação 120, na realidade, é uma estrutura em sanduíche de TiOCN, TiAlOCN e TiOCN, mas por causa da interdifusão, existe um contraste pobre e as sub-camadas diferentes não estão 5 incluídas na microfotografia SEM.

É mostrado uma revestimento cerâmico espesso estratificado 128 de sub-camadas altemantes de óxido Al2O3-Oi 130A, 130B, e 130C com espessura de aproximadamente 1 μπι que se alternam com as camadas interfaciais de TiAlOCN 132A, 132B, 132 C com espessura de 10 aproximadamente 0,1 μιη. Assim sendo, a relação de espessura entre o óxido e a camada interfacial é da ordem de 10. Esta relação pode ter outros valores, mas de preferência, está entre 7 e 15. Também pode ser vista uma camada extema de TiN 134 com a espessura de aproximadamente de 0,5 μπι.

A temperatura, a pressão e as vazões dos gases usados para a deposição de vapor químico são mostrados na tabela I. Estes detalhes apresentam uma descrição completa exeqüível para a produção de uma realização preferida da invenção.

O revestimento mostrado na figura 2 foi examinado através de difração de raios X (XRD) utilizando-se raios X de uma fonte de Cu-Κα. Na 20 figura 3, é mostrado o espectro de difração de raios X. Conforme é bem conhecido na técnica, o eixo vertical é o número de contagens por segundo de fótons recebidos por um detector de raios X, e o eixo horizontal (20) é o ângulo de difração (no qual é ajustado o detector) e onde 0 é o ângulo de incidência dos raios X. Todos os tipos principais são marcados como se 25 segue: 1 é Al203-a; 2 é TiN; 3 é TiCN(MT); e 4 é WC. Conforme é claramente mostrado, as camadas de óxido são na realidade Al203-a e não outros alótropos. Além disso, com base na verticalidade dos picos e no ruído traseiro relativamente baixo, pode ser visto que o revestimento tem só uma estrutura cristalina com tamanho de cristal de mais de 100 nm. Tabela I etapa Duração Temp Pressão N2 CH4 TiCl4 CH3CN CO2 CO H2S HCl AiCl3 H2 [min] [0C] [mbar] [%] Γ/ο1 [%1 [%] [%] [%1 [%] [%] [%] [%1 l.TiN 60 900 160 39,0 1,4 0 restante 2.TÍCN 140 880 90 24,3 1,8 0,8 0 restante 3.TiOCN 10 880 90 23,9 1,8 0,8 1,6 0 restante 4.TÍA10CN 15 980 150 2,5 4,5 1,2 0,6 2 0 restante 5. TiOCN 5 980 150 2,2 4,5 0,9 1,6 0 restante 6.AI2O3 10 1010 65 2,7 2,2 3,9 0 restante 7. Al2O3 50 1010 65 3,5 0,3 2,1 5,6 0 restante 8. TiAlOCN 15 1010 160 10,4 3,8 1,1 1,9 2,9 0 restante 9. Al2O3 10 1010 65 3,5 1,9 4,8 0 restante 10. Al2O3 50 1010 65 3,5 0,3 1,9 5,2 0 restante 11. TiAlOCN 15 1010 160 10,4 3,8 1,1 1,9 2,9 0 restante 12. Al2O3 10 1010 65 3,5 1,9 4,8 0 restante 13. Al2O3 50 1010 65 3,5 0,3 1,9 5,2 0 restante Os exemplos 2-4 exemplificam as vantagens dos insertos de grau A (i.e., insertos que foram revestidos de acordo com a apresentação) que foram testadas com condições idênticas, juntamente com os insertos de grau B (i.e., insertos revestidos com um revestimento conhecido da técnica anterior). Os 5 detalhes do revestimento com o inserto da técnica anterior de grau B da camada mais interna até a camada extema é como se segue: uma camada mais interna de TiN com espessura de aproximadamente 0,6 μπι seguida por uma segunda camada espessa de TiCN MT com a espessura de aproximadamente 6 μπι com cristalitos colunares utilizando a técnica MTCVD. A terceira camada é de TiN 10 com espessura de aproximadamente 0,15 μιη e a quarta camada é de TiC com espessura de aproximadamente 0,3 μιη. A quinta camada é de TiOCN com espessura de aproximadamente 0,1 μιη e a sexta camada é de AI2O3-01 com espessura de camada de aproximadamente 3 μπι. A camada extema de topo é de TiN com espessura de aproximadamente 0,8 μιη.

Estes exemplos são resumidos na forma de tabelas.

Exemplo 2

Operação Fresagem Material GG25 Tipo de inserto ADKT1505 Velocidade de corte 300 m/min Alimentação 0.2 mm/t Número de dentes 1 Profundidade de corte 4 mm Largura do corte 3 Omm Fluido de resfriamento nenhum Resultados Vida da ferramenta (min) Grau A (revestimento de acordo com a invenção) 86,5 Grau B (técnica anterior) 57 Exemplo 3

Operação Fresagem Material GG50 Tipo de inserto ADKTl 505 Velocidade de corte 220 m/min Alimentação 0,15 mm/t Número de dentes 1 Profundidade de corte 3 mm Largura do corte 3 Omm Fluido de resfriamento nenhum Resultados Vida da ferramenta (min) Grau A (revestimento de acordo com a invenção) 30 Grau B (técnica anterior) 20 Exemplo 4

Operação Fresagem Material SAE4340 Tipo de inserto ADKTl 505 Velocidade de corte 200 m/min Alimentação 0,15 mm/t Número de dentes 1 Profundidade de corte 3 mm Largura do corte 3 Omm Fluido de resfriamento nenhum Resultados Vida da ferramenta (min) Grau A (revestimento de acordo com a invenção) 67,5 Grau B (técnica anterior) 45 Apesar das combinações de material de uma realização

preferida serem apresentados aqui acima, outros materiais e combinações são possíveis e outros elementos de liga poderão ser substituídos.

Assim sendo, o escopo da presente invenção é definido através

das reivindicações anexas e inclui ambas as combinações e sub- combinações das várias características descritas aqui acima, assim como as variações e modificações das mesmas, que ocorreriam às pessoas adestradas na técnica após a leitura da descrição mencionada anteriormente.

Nas reivindicações, a palavra "compreender", e variações da

mesma, tais como "compreende", "compreendendo" e semelhantes, indicam que os componentes listados são incluídos, mas não geralmente excluindo outros componentes.

Claims (30)

1. Inserto de corte revestido, caracterizado pelo fato de compreender um substrato e um revestimento cerâmico de camadas múltiplas depositadas por CVD sobre o substrato, o revestimento cerâmico de camadas múltiplas compreendendo: camadas altemantes de um material de óxido e uma camada interfacial aderida no material de óxido, em que: a camada interfacial compreende uma solução sólida pelo menos de um elemento do material de óxido em um material duro.

2. Inserto de corte revestido de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do revestimento cerâmico de camadas múltiplas compreender pelo menos de seis camadas, que incluem três camadas do referido material de óxido alternadas com três camadas da referida camada interfacial.

3. Inserto de corte revestido de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de: o material duro ser selecionado do grupo que consiste de TiN, TiC e TiCN.

4. Inserto de corte revestido de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de: o material de óxido é o AI2O3-C1.

5. Inserto de corte revestido de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de: a camada interfacial é de TiAlCON.

6. Inserto de corte revestido de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de: o material de óxido é alumina; e a camada interfacial é selecionada do grupo que consiste de TiAlON, TiAlOC e TiAlCON.

7. Inserto de corte revestido de acordo com a reivindica9ao 1， caracterizado pelo fato de ter: uma rela9ao de espessura entre uma camada de material de oxido e a espessura de uma camada interfacial entre 7 e 15.

8. Inserto de corte revestido de acordo com a reivindica9ao 1, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente: uma camada de revestimento inferior entre o substrato e o revestimento ceramico, a referida camada de revestimento inferior compreendendo um material duro.

9. Inserto de corte revestido de acordo com a reivindicagSo 8, caracterizado pelo fato de: o material duro da camada de revestimento inferior ser selecionado do grupo que consiste de TiC, TiCN e TiN.

10. Inserto de corte revestido de acordo com a reivindica9ao 9， caracterizado pelo fato de: a referida camada de revestimento inferior ter uma espessura na faixa de 2 ^im a 15 pm.

11. Inserto de corte revestido de acordo com a reivindicafao 8, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente: uma camada de IigagSo entre a camada de revestimento inferior e o revestimento ceramico.

12. Inserto de corte revestido de acordo com a reivindicapSo 11，caracterizado pelo fato de: a camada de liga9ao e uma do grupo que consiste de: (a) uma camada de TiOCN; (b) uma camada de TiAlOCN; (c) uma camada de TiOCN seguida por uma camada de TiAlOCN; e (d) uma estrutura em sanduiche compreendendo uma primeira camada de TiOCN seguida por uma camada de TiAlOCN seguida por uma segunda camada de TiOCN.

13. Inserto de corte revestido de acordo com a reivindicação11, caracterizado pelo fato de compreender: uma camada base entre o substrato e a camada de revestimento inferior.

14. Inserto de corte revestido de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de: a camada base compreender TiN.

15. Inserto de corte revestido de acordo com a reivindicação14, caracterizado pelo fato de: a camada base ter uma espessura entre 0,1 μπι e 1,5 μπι.

16. Inserto de corte revestido de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente: uma camada extema de TiN por cima do revestimento cerâmico de camadas múltiplas.

17. Inserto de corte revestido de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de: a referida camada extema de TiN estar ausente das faces de incidência do inserto de corte.

18. Inserto de corte revestido de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender: uma camada base formada sobre o substrato; uma camada de revestimento inferior formada sobre a camada base, a camada de revestimento inferior compreendendo um material duro; e uma camada de ligação formada sobre a camada de revestimento inferior por baixo do revestimento cerâmico de camadas múltiplas.

19. Inserto de corte revestido de acordo com a reivindicação .18, caracterizado pelo fato de compreender: uma camada extema de TiN formada acima do revestimento cerâmico de camadas múltiplas.

20. Inserto de corte revestido de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de: a camada base compreender TiN. a camada de revestimento inferior ser selecionada do grupo que consiste de TiC, TiCN e TiN; a camada de ligação ser compreendendo uma estrutura em sanduíche de TiOCN, TiAlOCN e TiOCN; o material de óxido ser composto de AI2O3-C1; e a camada interfacial é composta de TiAlCON.

21. Método para formar um revestimento cerâmico de camadas múltiplas depositadas por CVD (Deposição química de vapor) sobre um inserto de corte tendo um substrato, caracterizado pelo fato de compreender: deposição, sobre o referido substrato, de camadas alternadas de um material de óxido e uma camada interfacial aderida no material de óxido sobre o referido substrato, onde a camada interfacial é compreendendo uma solução sólida e pelo menos um elemento do material de óxido em um material duro.

22. Método de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de compreender: deposição da camada interfacial sobre uma camada de óxido imediatamente precedente antes do desenvolvimento de uma estrutura colunar na referida camada de óxido imediatamente precedente.

23. Método de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato da: deposição da camada interfacial sobre uma camada de óxido imediatamente precedente que serve como uma superfície para deposição de uma camada de óxido subseqüente.

24. Método de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de compreender: deposição de uma camada base sobre o substrato; deposição de uma camada de revestimento inferior sobre a camada base, a camada de revestimento inferior compreendendo um material duro; deposição de uma camada de ligação sobre a camada de revestimento inferior e abaixo das referidas camadas altemantes de um material de óxido e uma camada interfacial.

25. Método de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de: a camada base compreender TiN; a camada de revestimento inferior ser selecionada do grupo que consiste de TiC, TiCN e TiN; a camada de ligação ser composta de uma estrutura em sanduíche de TiOCN, TiAlOCN e TiOCN; o material de óxido ser composto de AI2O3-C1; e a camada interfacial ser composta de TiAlCON.

26. Método de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de compreender: deposição de uma camada extema de TiN sobre o revestimento cerâmico de camadas múltiplas.

27. Método de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de compreender: remoção seletiva da referida camada extema de TiN das faces de incidência do inserto de corte.

28. Método de tratamento de um inserto de corte tendo uma camada de revestimento compreendendo um material duro, preparada para a deposição subseqüente por CVD de uma camada de Al2O3-α, caracterizado pelo fato de compreender: formação de uma camada de ligação sobre a camada de revestimento inferior antes da deposição por CVD da camada de Al2O3-α, onde a camada de ligação é uma do grupo compreendendo: (a) uma camada de TiOCN; (b) uma camada de TiAlOCN; (c) uma camada de TiOCN seguida por uma camada de TiAlOCN; e (d) uma estrutura em sanduíche composta de uma primeira camada de TiOCN seguida por uma camada de TiAlOCN seguida por uma segunda camada de TiOCN.

29. Método de acordo com a reivindicação 28, caracterizado pelo fato de compreender: formação de uma estrutura em sanduíche de TiOCN, TiAlOCN e TiOCN.

30. Método de acordo com a reivindicação 28, caracterizado pelo fato de compreender: formação da referida camada de ligação através de CVD, de tal forma que a referida camada de ligação tenha uma espessura total entre 0,1 μm e 1,0 μm.