[发明专利]包含多层PVD涂层的切削工具

权利要求书

1.一种工具，所述工具包含由硬质金属、金属陶瓷、陶瓷、钢或高速钢组成的基材，和使用PVD方法施加且总厚度是1μm至20μm的多层涂层，其中所述多层涂层包含粘结层和直接沉积到所述粘结层上的耐磨保护层，

其特征在于：

所述粘结层通过阴极真空电弧气相沉积(电弧PVD)沉积且具有多层设计，其中所述粘结层的一层直接布置在另一层之上的多个层具有不同的组成，且其中所述粘结层的多个层各自由至少两种选自Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Ru、Hf、Ta、W、Al、Si、Y、Li和B中的不同金属的碳化物、氮化物、氧化物、碳氮化物、碳氧化物、碳氧氮化物及其固溶体形成，和

所述耐磨保护层通过高功率脉冲磁控溅射(HIPIMS)沉积且具有单层或多层设计，其中所述耐磨保护层中的一层或多层各自由至少两种选自Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Ru、Hf、Ta、W、Al、Si、Y、Li和B中的不同金属的碳化物、氮化物、氧化物、碳氮化物、碳氧化物、碳氧氮化物及其固溶体形成。

2.根据权利要求1所述的工具，其特征在于，所述粘结层的多个层各自由至少两种选自Ti、Al、Si和Cr中的不同金属的氮化物或碳氮化物形成，优选由AlCrN、AlCrSiN、TiAlN、TiAlSiN和TiSiN形成，特别优选由TiAlN形成。

3.根据前述权利要求中的一项所述的工具，其特征在于，所述多层粘结层具有至少4个、优选至少10个且至多300个、优选至多100个、特别优选至多50个一层布置在另一层之上的层。

4.根据前述权利要求中的一项所述的工具，其特征在于，在所述多层粘结层内，维氏硬度沿着从所述基材到所述耐磨保护层的方向垂直于所述基材的表面增加，且在所述多层粘结层内的维氏硬度在1800HV至3500HV、优选2000HV至3300HV的范围内。

5.根据前述权利要求中的一项所述的工具，其特征在于，在所述多层粘结层内，弹性模量(E模量/杨氏模量)沿着从所述基材到所述耐磨保护层的方向垂直于所述基材的表面增加，且在所述多层粘结层内的弹性模量(E模量)的值在380GPa至550GPa、优选420GPa至500GPa的范围内。

6.根据前述权利要求中的一项所述的工具，其特征在于，所述多层粘结层的垂直于基材表面的厚度在0.01μm至1μm、优选0.05μm至0.6μm、特别优选0.1μm至0.4μm的范围内，和/或所述单层或多层耐磨保护层的厚度在0.4μm至20μm、优选1μm至10μm、特别优选1.5μm至5μm的范围内。

7.根据前述权利要求中的一项所述的工具，其特征在于，所述单层或多层耐磨保护层的厚度对所述多层粘结层的厚度的比为至少2.0、优选至少2.3、特别优选至少3.5、非常特别优选至少4.0。

8.根据前述权利要求中的一项所述的工具，其特征在于，所述多层粘结层的多个层包含具有不同组成的氮化钛铝的交替层，其中具有(30至36):(70至64)的Ti:Al比的层与具有(40至60):(60至40)、优选(47至53):(53至47)的Ti:Al比的层交替。

9.根据前述权利要求中的一项所述的工具，其特征在于，所述耐磨保护涂层为多层的且具有至少2个、4个或10个且至多50个、100个或300个一层布置在另一层之上的层。

10.根据前述权利要求中的一项所述的工具，其特征在于，至少一个另外的硬质材料层设置在所述基材与所述粘结层之间，所述至少一个另外的硬质材料层优选是TiN硬质材料层或金属Ti硬质材料层，和/或至少一个另外的硬质材料层设置在所述耐磨保护涂层之上，所述至少一个另外的硬质材料层优选为一个或多个TiN、TiCN、ZrN装饰层。