[发明专利]用于切削工具的多层结构化涂层

说明书

本发明涉及用于切削工具的多层结构化涂层。本发明描述了具有涂层的切削工具，所述涂层可展示出所需的耐磨性和延长的切削寿命。本文所述的带涂层的切削工具具有基底和涂层，所述涂层具有Al₂O₃的第一层和MeAl₂O₃和MeAl₂O₃/MeO₂复合物中的至少一者的第二层的多个交替层，其中Me为Zr、Hf、Ti或它们的组合。所述涂层具有超晶格样结构。

技术领域

本发明涉及用于切削工具的涂层，具体地讲涉及通过化学气相沉积法(CVD)沉积的涂层。

背景技术

切削工具(包括烧结碳化物切削工具)已在带涂层的和不带涂层的条件中均有应用以用于加工各种金属和合金。为了提高切削工具耐磨性、性能和寿命，已将一层或多层耐火材料施加于切削工具表面。已通过CVD并通过物理气相沉积法(PVD)将例如TiC、TiCN、TiN和/或Al₂O₃施加于烧结碳化物基底。虽然在多种应用中有效抑制磨损和延长工具寿命，但基于上述耐火材料的单层或多层构造的耐火涂层天然具有性能极限，因此需要开发具有改善的性能的新涂层。

发明内容

在一个方面，描述了具有粘附到其上的涂层的切削工具，在一些实施例中，该涂层可展示出所需的耐磨性和延长的切削寿命。本文所述的带涂层的切削工具包括基底和涂层，该涂层包括多个交替层，该多个交替层包括Al₂O₃的第一层和MeAl₂O₃和MeAl₂O₃/MeO₂复合物中的至少一者的第二层，其中Me为Zr、Hf或Ti或它们的组合。

还提供了制作带涂层的切削工具的方法。本文所述的制作带涂层的切削工具的方法包括提供切削工具基底，以及通过CVD在切削工具基底表面上沉积涂层，该涂层包括多个交替层，该多个交替层包括Al₂O₃的第一层和MeAl₂O₃和MeAl₂O₃/MeO₂复合物中的至少一者的第二层，其中Me为Zr、Hf、Ti或它们的组合。多个交替层可从基底最近的第一层或第二层开始。

这些和其他实施例在下文的具体实施方式中更详细地描述。

附图说明

图1示出了根据本文所述的一个实施例的带涂层的切削工具。

图2为根据本文所述的一个实施例的带涂层的切削刀片的横截面扫描电镜(SEM)图像。

图3为根据本文所述的一个实施例的带涂层的切削刀片的放大的横截面扫描透射电镜(STEM)明视场(BF)图像。

图4为图3的根据本文所述的一个实施例的带涂层的切削刀片的放大的横截面STEM BF图像。

图5为根据本文所述的一个实施例的带涂层的切削刀片的放大的横截面STEM高角环形暗场(HAADF)图像。

图6为根据本文所述的一个实施例的用聚焦离子束处理过的带涂层的切削刀片的放大的横截面STEM HAADF图像。

图7为根据本文所述实施例的多种掺杂工艺的示意图。

具体实施方式

参考以下具体实施方式和实例以及前述和下述内容，将更容易地理解本文所述的实施例。

然而，本文所述的元素、设备和方法并不限于具体实施方式和实例中所述的具体实施例。应当认识到，上述实施例仅示例性地说明本发明的原理。在不脱离本发明精神和范围的情况下，多种修改和变更对于本领域技术人员而言将是显而易见的。