[发明专利]涂层切削工具

说明书

本发明公开了一种涂层切削工具以及制造这样的涂层切削工具的方法，所述涂层切削工具包含涂有多层耐磨涂层的基材，所述涂层包含α‑Al₂O₃层和沉积在α‑Al₂O₃层上的碳氮化钛Ti_xC_yN_1‑y层，其中0.85≤x≤1.3并且0.4≤y≤0.85，其中所述Ti_xC_yN_1‑y具有通过使用CuKα辐射和θ‑2θ扫描的X射线衍射测量并且根据Harris公式定义的织构系数TC(hkl)，其中I(hkl)是所述(hkl)反射的测量强度(积分面积)；I₀(hkl)是根据42‑1489号JCPDS卡的标准粉末衍射数据的标准强度；n是计算中使用的反射数量，并且其中所使用的(hkl)反射是(111)、(200)、(220)、(311)、(331)、(420)和(422)；并且其中TC(111)≥3。

技术领域

本公开涉及一种用于金属切屑成形机械加工的涂层切削工具，更确切地说是一种包含涂有多层耐磨涂层的基材的涂层切削工具，所述涂层包含氧化铝层和碳氮化钛层。本公开的切削工具特别是可用于对于耐磨损性具有高的要求的应用，例如金属材料如合金钢、碳钢或韧性硬化钢的车削、铣削、钻削。

背景技术

在切削工具上沉积薄的耐火涂层已在机械加工业中广泛使用了数十年。诸如TiCN和Al₂O₃的涂层已经显示出改善了切削刀片在切削许多不同材料时的耐磨性。在被设计用于车削或铣削例如钢的许多市售切削工具上，可发现内层TiCN和外层α-Al₂O₃的组合。然而，随着技术的发展，对切削工具提出了更高的要求。因此，对在金属切削操作中具有耐磨的耐磨性的涂层切削工具，存在着需求。

发明内容

本公开提供在切削操作中具有耐磨的性能的涂层切削工具，特别是具有改善的耐磨性、例如耐月牙洼磨损和侧面磨损性更高的涂层切削工具。本发明还提供一种用于制造具有上述性质的涂层切削工具的方法。

根据本文中示例的方面，提供一种涂层切削工具，其包含涂有多层耐磨涂层的基材，所述涂层包含α-Al₂O₃层和沉积在所述α-Al₂O₃层上的碳氮化钛Ti_xC_yN_1-y层，其中0.85≤x≤1.3，优选为1.1≤x≤1.3，并且0.4≤y≤0.85，其中所述Ti_xC_yN_1-y具有通过使用CuKα辐射和θ-2θ扫描的X射线衍射测量并且根据Harris公式定义的织构系数TC(hkl)：

其中

I(hkl)是(hkl)反射的测量强度(积分面积)；

I₀(hkl)是根据42-1489号JCPDS卡的标准粉末衍射数据的标准强度；

n是计算中使用的反射的数量，并且其中所使用的(hkl)反射是(1 1 1)、(2 0 0)、(2 2 0)、(3 1 1)、(3 3 1)、(4 2 0)和(4 2 2)；并且其中TC(1 1 1)≥3。

已经意外地显示，本公开的切削工具的Ti_xC_yN_1-y层表现出出乎意料的高硬度。涂层的硬度增加通常与耐磨性、例如耐月牙洼磨损和侧面磨损性改善相关。用在本文中时，术语切削工具包括但不限于可更换的切削刀具刀片、可转位的切削刀具刀片，还有整体切削刀具。