[发明专利]具有金属基氮化物层的刀体和涂布该刀体的方法

权利要求书

1.一种刀体用硬质且耐磨的涂层，所述涂层包含至少一个金属基氮化物层，其特征在于所述层是(Zr_1-x-zSi_xMe_z)N_y，其中0<x<0.30，0.90<y<1.20，0≤z<0.25，和Me是元素Y、Ti、Nb、Ta、Cr、Mo、W和Al中的一种或多种，和所述层包含单一立方相或单一六方相或其混合物、优选地氯化钠结构的立方相，和所述层的厚度在0.5μm和15μm之间。

2.根据权利要求1所述的硬质且耐磨的涂层，其中0<x<0.15。

3.根据权利要求2所述的硬质且耐磨的涂层，其中0<x<0.085。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的硬质且耐磨的涂层，其中0<z<0.15。

5.根据权利要求4所述的硬质且耐磨的涂层，其中0<z<0.10。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的硬质且耐磨的涂层，其中Me为元素Ta、Ti、Nb、Cr和Al中的一种或多种。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的硬质且耐磨的涂层，其中TC(200)>1.5，并且同时TC(111)、TC(220)和TC(311)都应<1.5，其中

如下从XRD数据确定TC(hkl)：

其中

I_测量(hkl)是(hkl)反射的测量强度，和I_o(hkl)是根据035-0753号JCPDS卡的标准强度，和n＝4是计算中使用的(hkl)反射的数目。

8.根据权利要求7所述的硬质且耐磨的涂层，其中TC(200)>2.0。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的硬质且耐磨的涂层，其中所述至少一个金属基氮化物层的厚度在0.5μm和10μm之间。

10.根据前述权利要求中的任一项所述的硬质且耐磨的涂层，其中所述至少一个金属基氮化物层的纳米硬度>20Gpa。

11.根据权利要求10所述的硬质且耐磨的涂层，其中所述至少一个金属基氮化物层的纳米硬度在25GPa和40GPa之间。

12.根据前述权利要求中的任一项所述的硬质且耐磨的涂层，其中所述涂层由以下组成：最内部的单层和/或多层，其包含例如TiN、TiC、Ti(C,N)或(Ti,Al)N，优选地(Ti,Al)N单层，然后是所述(Zr,Si,Me)N层和外部单层和/或多层，其包含例如TiN、TiC、Ti(C,N)或(Ti,Al)N，优选地TiN单层，总涂层厚度在1μm和20μm之间、优选地在1μm和15μm之间、最优选地在1μm和7μm之间。

13.根据前述权利要求中的任一项所述的硬质且耐磨的涂层，其中将所述至少一个金属基氮化物层沉积到通过排屑进行加工的切削工具刀片上，所述刀片包括烧结碳化物硬质合金、金属陶瓷、陶瓷、立方氮化硼基材料或高速钢的刀体。

14.制造硬质且耐磨的涂层的方法，其特征在于，使用复合和/或合金化阴极，用在50A和200A之间的蒸发电流，通过阴极电弧蒸发，在含有N₂和任选地含载气例如Ar的反应性气氛中，在1.0Pa和7.0Pa之间、优选地在1.5Pa和4.0Pa之间的总气体压力下，在0V和300V之间、优选地在10V和150V之间的负衬底偏压下，在200℃和800℃之间、优选地在300℃和600℃之间的温度下，生长金属基氮化物层，其中所述层是(Zr_1-x-zSi_xMe_z)N_y，其中0<x<0.30，0.90<y<1.20，0≤z<0.25，其中Me是如下元素中的一种或多种：Y、Ti、Nb、Ta、Cr、Mo、W或Al。

15.根据权利要求13所述的切削工具刀片的用途，其用于通过排屑进行加工，其特别地会产生高温，切削速度为50-400m/分钟、优选75-300m/分钟，在铣削情况下，每齿平均进给量为0.08-0.5mm、优选0.1-0.4mm，其取决于切削速度和刀片几何形状。