[发明专利]用H-ALN层和TI1-XAlXCYNZ层的涂覆的切削刀具

说明书

一种涂覆的切削刀具，其包括由硬质合金、金属陶瓷、陶瓷、钢或立方氮化硼制成的基底以及多层耐磨涂层，其中，所述多层耐磨涂层具有5μm至25μm的总厚度并且包括通过化学汽相沉积(CVD)或中温化学汽相沉积(MT‑CVD)沉积的耐火涂层，并且所述多层耐磨涂层包括至少一对层(a)和(b)，层(b)紧挨着沉积在层(a)的顶上，其中，层(a)是具有六方晶体结构的氮化铝(h‑AlN)的层，且厚度为10nm至750nm，并且层(b)是由通式Ti_1‑xAl_xC_yN_z表示的氮化钛铝或碳氮化钛铝的层，其中，0.4<x<0.95，0≤y≤0.10且0.85<z<1.15，其厚度为0.5pm至15pm，并且层(b)的Ti_1‑xAl_xC_yN_z的至少90％具有面心立方(fcc)晶体结构。

技术领域

本发明涉及一种切削刀具刀片，该切削刀具刀片由涂覆的切削刀具构成，该切削刀具包括由硬质合金、金属陶瓷，陶瓷、钢或立方氮化硼制成的基底以及通过化学汽相沉积(CVD)或中温化学汽相沉积(MT-CVD)沉积在上面的多层耐磨涂层，并且该多层耐磨涂层包括至少一层TiAlN或TiAlCN。

背景技术

通常由通过CVD或PVD技术沉积的硬质耐火涂层改进切削刀具的耐磨性。已知多晶结构的涂层相对于基底表面以优先的结晶取向(纤维织构)生长。优先结晶取向(纤维织构)可取决于若干因素，诸如，涂层组成、成核和沉积条件，沉积表面等。已知的是，涂层的优先结晶取向可能对涂覆的切削刀具的机械和切削性能具有显着影响。例如，已经描述了具有优先结晶取向的α-Al₂O₃涂层(其中结晶平面{0 0 1}垂直于基底表面生长)，在许多切削应用中表现出优异性能。

优先结晶取向(纤维织构)可以由层生长条件引起，这可能由于动力学或热力学原因而有利于沿着某些结晶方向(生长织构)生长，或者它可以由结晶取向或者底层或基底的结构引起(通过取向附生的织构)。通过选择合适的工艺条件控制CVD涂层中的优先结晶取向(纤维织构)已得到很好的建立，特别是对于最常涂敷的涂层组成，诸如Ti(C,N)、TiAl(C,N)或α-Al₂O₃。确定优先结晶取向(纤维织构)的参数可以是反应气体和/或催化剂气体的选择和流量比。

JP2014-128837公开了一种表面涂覆的切削刀具，其被描述为在高速间歇切削中发挥改进的抗崩刃性和抗缺陷性。硬质涂层通过CVD沉积并且包括其中0.80≤x≤0.95和0.005≤y≤0.05的(Ti_1-xAl_x)(C_yN_1-y)层。(Ti_1-xAl_x)(C_yN_1-y)层的总厚度为1至20μm，并且该层沿其厚度被其中0.50≤x≤0.70且0.005≤y≤0.05的、Al含量较低的多个1-10nm的薄的(Ti_1-xAl_x)(C_yN_1-y)分层中断。分层在层厚度方向上以每1μm层厚度10至50层的密度而存在，并且分层在CVD沉积工艺中通过在工艺气体混合物中施加铝前体AlCl₃和Al(CH₃)₃的较低浓度的脉冲而获得。分层的效果是(Ti_1-xAl_x)(C_yN_1-y)层的柱状晶粒生长中的中断，并且该中断被认为限制了涂层性能的各向异性并且导致有利的机械行为。(Ti_1-xAl_x)(C_yN_1-y)层具有立方晶体结构。