[发明专利]包括氧化铝和/或含钛材料的CVD涂覆方案及其制造方法

说明书

发明背景

 本发明涉及通过化学气相沉积(CVD)而涂覆的一种涂层 以及涂覆的产品，尤其是在材料去除应用(例如，切削加工、车削和 铣削)中有用的涂覆的切削镶片。更确切地，本发明涉及一种涂覆体 和制造涂层和涂覆体的方法，该涂覆体例如像一种涂覆的切削镶片， 其中该涂覆方案包括氧化铝和一种含钛材料(即，碳氮化钛和/或氧碳 氮化铝钛)，由此，通过CVD涂覆的涂层具有可接受的附着力和耐磨 性。

 迄今为止，涂覆体类，例如像涂覆的切削镶片已用于材料 去除应用中。这些涂层典型地包括呈现耐磨特性的硬耐火材料。在切 削镶片上使用涂层的一个主要目的是延长切削镶片的使用寿命。已经 有包括氧化铝和/或碳氮化钛涂层的多种涂覆方案，并且这些涂覆方案 的一些示例描述于下列专利文件中的一些。

 Ljungberg的美国公开的专利申请号US2003/0008181 A1 涉及一种涂覆的切削工具，其具有一种有精细、等轴颗粒的氧化铝涂 层。Bryant等的美国专利号4,984,940和欧洲专利号0 463 000 B1 各自披露了使用钛、锆和/或铪的氮化物的多个薄层来分开氧化铝层， 其中它包括中断一种涂覆材料的沉积的一种方法。Ljungberg等的公 开的美国专利申请号US2002/0122701 A1披露了非柱状氧化铝可以通 过中断氧化铝的沉积来进行沉积。

 Ruppi的美国专利专利号No.5,700,569披露了一种包括 多个氧化铝层的涂覆方案。如果该氧化铝是κ-氧化铝，在衬底层 (underlaying)氧化铝层的表面沉积有一个“改性层(modification layer)”，其中该改性层可以包括(Al Ti)(O，C，N)。

 Toshiba Tungaloy的欧洲专利号0980917 B 1披露了一 个涂覆方案，它包括TiN/Ti(C，N)/(Ti，Al)(C，N，O)+ Al₂O₃/Al₂O₃/TiN。Oshika的美国专利号5,545,490涉及一种涂覆的切 削工具，它包括TiN/TiCN/TiCNO/Al₂O₃。该TiCNO层是将TiCN与氧化 铝层分离的一个薄层。Valenite Inc.的PCT专利申请号WO 99Z58738 披露了一种烧结碳化物或陶瓷物品，它表现出一种多层的CVD涂覆。 在一个实施方案中，该涂层包括靠近烧结碳化物基体表面的一个碳氮 化钛层，一个具有交替的碳氮化钛和氧化铝超薄层的多层涂覆结构， 以及一个氮化钛外层。

 Gates，Jr.的美国专利号4,714,660涉及在一种烧结碳 化物基体上的硬涂层。该涂层可以包括氧碳氮化钛铝(Ti_wAl_xO_yC_zN_u)， 其中w、x、y、z和u分别代表Ti、Al、O、C和N的摩尔分数。Ruppi 的公开的美国专利申请号US2002Z0176755 A1展示了MT-TiCN和氧化 铝(κ相和γ相)的多重交替层。Strondl等的美国专利号6,333,099 B1的专利涉及包括氧化铝和或许是钛铝碳化物或氮化物的交替涂层 序列。

 Sandvik AB的PCT专利申请号WO99Z29920和PCT专利申 请号WO99Z29921均涉及一种周期性涂覆方案，其中氧化铝是多个交替 涂层之一。另一种层是一种碳化物或氮化物，其中金属(M和L)可以 包括Ti和Al。Kennametal的PCT专利申请号WO00Z52225(题为具 有包括多重MTCVD层的多层涂覆的工具)，披露了经一个插入层分离 的MTCVD涂覆材料的多重层。

 Kukino等的美国专利号5,700,551披露了一种调整的涂 层。图4表示在涂层构成上的一个周期性变化。Sumitomo Electric Industries的欧洲专利0 709 483 B 1涉及一种涂覆方案，其表现出 一个组成上被调整的区域。图17描述了一个调整后的涂覆方案。