[发明专利]用于切削刀具的耐热涂层

说明书

技术领域

本发明涉及用于切削刀具的涂层，并且更特别地涉及通过化学气相沉积(CVD)而沉积的涂层。 

背景技术

包括烧结碳化物切削刀具在内的切削刀具已经在有涂层和无涂层两种情况中用于对不同金属和合金进行机加工。为了提高切削刀具的耐磨损性、性能和寿命，已经将一层或多层耐热材料施加到切削刀具的表面上。例如，已经通过CVD并且通过物理气相沉积(PVD)将TiC、TiCN、TiN和/或Al₂O₃施加到烧结碳化物基体上。虽然在各种应用中在抑制磨损和延长刀具寿命方面是有效的，但是基于上述耐热材料的单层或多层构造的耐热涂层已经逐渐达到其性能极限，由此要求发展用于切削刀具的新的涂层结构。 

发明内容

在一个方面，在此描述了切削刀具，这些切削刀具具有附着到其上的涂层，在一些实施例中这些涂层可以展示出希望的耐磨损性以及增加的切削寿命。简单地说，在此所述的涂覆的切削刀具包括一个基体以及附着到该基体上的一个涂层，该涂层包括一个耐热层，该耐热层包括多个子层组，一个子层组包括一个氧氮化铝子层或复合氧氮化铝子层以及一个氧化铝子层或复合氧化铝子层。在一些实施例中，附着到该切削刀具基体上的涂层进一步包括在该耐热层与该基体之间的一个或多个内层和/或沉积在该耐热层上的一个或多个外层。 

在另一方面，在此描述了用于制作涂覆的切削刀具的方法。一种用于制作涂覆的切削刀具的方法包括提供一个基体并且在该基体上通过化学气相沉积而沉积一个涂层，该涂层包括一个耐热层，该耐热层包括多个子层组，一个子层组包括一个氧氮化铝子层或复合氧氮化铝子层以及一个氧化铝子层或复合氧化铝子层。在一些实施例中，将一个或多个内涂覆层在该耐热层沉积之前沉积在该基体上。另外，可以将一个或多个外层沉积在该耐热层上。 

在下面的详细说明中进一步说明这些和其他实施例。 

附图说明

图1展示了根据在此说明的一个实施例的一个切削刀具基体。 

图2展示了根据在此说明的一个实施例的涂覆的切削刀具的示意图。 

图3展示了根据在此说明的一个实施例的涂覆的切削刀具的示意图。 

图4展示了根据在此说明的一个实施例的涂覆的切削刀具的示意图。 

图5是根据在此说明的一个实施例的一个涂覆的切削镶片的截面扫描电子显微镜(SEM)图像。 

图6是根据在此描述的一个实施例的一个涂层的耐热层表面的SEM图像。 

图7(a)是具有在此所述的涂层结构的一个切削镶片的照片，该切削镶片已经经受了如实例3所述的铣削测试。 

图7(b)-(c)是已经经受了实例3所述的铣削测试的多个对比切削镶片的照片。 

具体实施方式

通过参考以下详细说明和实例以及它们的上述和以下说明可以更容易地理解在此描述的实施例。但是，在此描述的元素、设备和方法并不限于在详细说明和实 例中提及的具体实施例。应该认识到，这些实施例仅是本发明原理的展示。在不脱离本发明的精神和范围而做出的许多修改和修正，对于本领域的普通技术人员将是容易明白的。 

I.涂覆的切削刀具

在一个方面，描述了切削刀具，这些切削刀具具有附着到其上的涂层，在某些实施例中这些涂层展示出希望的耐磨损性以及增加的切削寿命。在此所述的涂覆的切削刀具包括一个基体以及附着到该基体上的一个涂层，该涂层包括一个耐热层，该耐热层包括多个子层组，一个子层组包括一个氧氮化铝(AlON)子层或复合AlON子层以及一个氧化铝(Al₂O₃)子层或复合氧化铝子层。在一些实施例中，附着到该基体上的涂层进一步包括在该耐热层与该基体之间的一个或多个内层和/或沉积在该耐热层上的一个或多个外层。