[发明专利]带涂层的切削工具及其制造方法

权利要求书

1.一种制造带涂层的切削工具的方法，所述切削工具具有基体，以及施加到所述基体的具有至少一个氧化物层的涂层，所述方法包括以下步骤：

在存在反应气体的情况下，电压脉冲溅射至少一种阴极金属，所述阴极金属选自镁、铝、钪、钇、硅、锌、钛、锆、铪、铬、铌、钽，以及它们的混合物和合金；和

沉积至少一个氧化物层至所述基体上，所述氧化物层通过所述反应气体与溅射的阴极金属反应形成，

其中所述阴极金属至少包括铝，

其中一氧化二氮，任选地在与氮的混合物中，用作所述反应气体，并且

其中所述至少一个氧化物层以所述至少一种阴极金属的氧化物、混合氧化物或氧化物混合物，任选地在与一种或多种所述阴极金属的氧氮化物的混合物中的形式形成。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基体选自硬质金属、金属陶瓷、立方晶型氮化硼、钢和陶瓷。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其特征在于，在所述基体上施加氮化铝钛底层。

4.根据前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述电压脉冲溅射在使用具有一定份额的另外的阴极金属的一个或多个铝阴极的情况下实施，所述阴极金属诸如Mg、Sc、Y、Si、Zn、Ti、Zr、Hf、Cr、Nb和/或Ta，它们的混合物和合金，以及它们与铝的混合物和合金。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，电压脉冲溅射在使用一个或多个铝阴极和至少一个其他阴极的情况下实施，所述其它阴极包括钛、锆、铪、硅和/或铬、它们的混合物，和它们的合金，以及它们与铝的混合物和合金。

6.根据前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述至少一个氧化物层由氧化铝构成，任选地掺杂有一定份额的至少一种其他阴极金属，所述阴极金属选自Mg、Sc、Y、Si、Zn、Ti、Zr、Hf、Cr、Nb和Ta，以及它们的组合。

7.根据前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述至少一个氧化物层由掺杂有至少一种另外的阴极金属的氧化铝构成，其中所述另外的金属选自Mg、Sc、Y、Si、Zn、Ti、Zr、Hf、Cr、Nb和Ta，并且所述另外的阴极金属的份额为1至30原子％。

8.根据前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述涂层包括多个氧化物层，任选地与金属Ti、Zr、Hf、Cr、Nb和Ta的一种或多种氮化物或碳氮化物交替，或与氮化铝钛交替。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述多个氧化物层具有铝含量从所述基体向最外侧氧化物层的方向下降的梯度。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，交替层的厚度分别为约0.1μm至0.5μm。

11.根据前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述溅射在使用氩气和一氧化二氮的气体混合物的情况下实施，其中所述气体混合物中的一氧化二氮的份额为5至10体积％。

12.根据前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述溅射通过中频脉冲溅射以10至100kHz范围内的交变场频进行。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述溅射在使用双极脉冲阴极的情况下以10至100kHz范围内的脉冲频率进行。

14.一种具有基体和涂层的切削工具，其特征在于，所述涂层具有一个或多个氧化物层，所述氧化物层可通过根据权利要求1至13中任一项的方法获得。

15.根据权利要求14所述的切削工具，其特征在于，直接在所述基体上施加氮化铝钛底层。

16.根据权利要求14或15所述的切削工具，其特征在于，所述至少一个氧化物层由氧化铝和任选的氧氮化铝构成，任选地掺杂有一定份额的至少一种其他阴极金属，所述阴极金属选自Mg、Sc、Y、Si、Zn、Ti、Zr、Hf、Cr、Nb和Ta，以及它们的组合。

17.根据权利要求16所述的切削工具，其特征在于，所述至少一个氧化物层由掺杂有至少一种另外的阴极金属的氧化铝和任选的氧氮化铝构成，其中所述另外的金属选自Mg、Sc、Y、Si、Zn、Ti、Zr、Hf、Cr、Nb和Ta，并且所述另外的阴极金属的份额为1至30原子％。