[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

本申请是优先权日为2006年6月22日、发明名称为“包括氧化铝和/或含钛材料的CVD涂覆方案及其制造方法”的中国发明专利申请第200780022923.5(国际申请号PCT/US2007/013773)的分案申请。

技术领域

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。

背景技术

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US2003/0008181A1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0463000B1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US2002/0122701A1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0980917B1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US2002Z0176755A1展示了MT-TiCN和氧化铝(κ相和γ相)的多重交替层。Strond1等的美国专利号6,333,099B1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0709483B1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。