[其他]多层包涂硬质合金制品

说明书

有优良抗磨损性和韧性的多层包涂硬质合金含有硬质合金基质、与基质表面相接的内层和与内层相接的外层，内层是单层和／或叠层，该包涂层至少有钛的下述化合物之一：碳化物、氮化物，含碳氮化物、羧基氮化物、含氧氮化物、含硼氮化物和含硼碳化物；外层总厚度为５～２０微米叠层，由多层Ａｌ₂Ｏ层构成，每层中都溶有氧化钛，或者至多３０％氧化钛共存，分别由０．０１～２微米中间层隔开，每层由ＴｉＣ、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ、ＴｉＣＮＯ、ＴｉＮＯ、Ｔｉ的氧化物、Ｔｉ（Ｂ，Ｎ），Ｔｉ（Ｂ，Ｎ，Ｃ），ＳｉＣ、ＡｌＮ和ＡｌＯＮ。

本发明是关于具有优良抗磨损性和韧性的包涂硬质合金（Cemented Carbides）尤其是涉及适用于作切削工具的多层包涂的硬质合金该切削工具的切削速度可达很高，例如，在超过300米/分下，长期使用。

涂有主要含有一种抗磨损性能优良的硬质材料如TiC、Al₂O₃TiN等的单层或多层硬质合金至今仍被采用。尤其是，众所周知两层包涂硬质合金工具，其外层为Al₂O₃层，具有良好的抗磨损性能，因为Al₂O₃具有较高的抗热和抗氧化性能。对于这种切削工具所要求的切削条件近年来变的更加苛刻，而且对这种切削工具要求的较高抗磨损性能随着切削速度的增加而增加，如切削速度达300米/分以上。为了满足这一要求，人们一直在努力增加三氧化二铝层的厚度。

可是，三氧化二铝本身是易碎材料，这样增加它的膜厚度常导致韧性降低，因此，增加Al₂O₃厚度的硬质合金的切削工具因其韧性差而不能满足广泛地适用做具有耐磨和韧性的工具。

本发明的一个目的是提供一种新的抗磨性和韧性优良的硬质合金，从而可以克服上面已有技术中描述的缺点。

本发明的另一个目的是提供一涂有多层Al₂O₃的硬质合金，使其克服了韧性差的问题。

这些目的通过下列方法可以达到。多层包涂硬质合金含有硬质合金基质，与基质的表面相接的内层和与内层相接的外层，所说的内层至少是一层，该层主要由至少一种以下化合物构成;钛的碳化物、钛的氮化物、钛的含碳氮化物、钛的羧基氮化物、钛的含氧氮化物、钛的含硼氮化物和钛的含硼碳氮化物;所说的外层是总厚度为5～20微米的叠层，该层由多层Al₂O₃构成，每层Al₂O₃的厚度为0.01～2微米每层中都溶有氧化钛，或者与至少30%（体积）的氧化钛是共存的，每层分别由厚度为0.01～2微米的中间层隔开且每层至少含有以下一种化合物：TiC、TiN、TiCNO、TiCO、TiNO、Ti的氧化物，Ti（B、N）、Ti（B、N、C）、SiC、AlN和AlON。

为了提高抗磨损性，发明人在不降低其韧性下尽力增加Al₂O₃的层厚度，结果发现，使用具有Al₂O₃层和中间层的复合层是有效的。每个Al₂O₃层含有固溶体或混合结晶形式的氧化钛。本发明就是基于这一发现。

因此，本发明提供的多层包涂硬质合金含有硬质合金基质，与基质表面相接的内层和与内层相接的外层。所说的内层至少是一层，该层至少由以下一种化合物构成;钛的碳化物、钛的氮化物、钛的含碳化物、钛的羧基氮化物、钛的含氧氮化物、钛的含硼碳化物和钛的含硼碳氮化物;所说的外层是总厚度为5～20微米的叠层，该层由多层Al₂O₃层构成，每层厚度为0.01～2微米，每层中都溶有氧化钛，或者至多30%（体积）的氧化钛是共存的，每层Al₂O₃分别由厚度为0.01～2微米的中间层隔开，该中间层至少由以下一种化合物构成：