[发明专利]切削工具用硬质涂层

说明书

本发明提供了一种切削工具用硬质涂层，其通过PVD方法形成在硬质基材上并与硬质基材相邻，其特征在于，整个硬质涂层的厚度为0.5μm至10μm，并且硬质涂层包括一个或多个氮化物层和一个或多个氧化物层。一个或多个氮化物层各自的厚度为0.1μm至5.0μm并且由处于立方相的Alsubgt;a/subgt;Tisubgt;b/subgt;Mesubgt;c/subgt;N(其中Me是选自Si、W、Nb、Mo、Ta、Hf、Zr和Y中的至少一种，并且0.55≤a≤0.7，0.2b≤0.45，并且0≤c0.1)或Alsubgt;a/subgt;Crsubgt;b/subgt;Mesubgt;c/subgt;N(其中Me是选自Si、W、Nb、Mo、Ta、Hf、Zr和Y中的至少一种，并且0.55≤a≤0.7，0.2b≤0.45，并且0≤c0.1)组成，一个或多个氧化物层各自的厚度为0.1μm至3.0μm并且由处于立方相的γ‑Alsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;组成。当包括硬质基材的整个硬质涂层中组成上不连续界面的个数为n时，n满足4≤n≤9，并且氮化物层的微硬度(H1)与氧化物层的微硬度(H2)的比率满足1.03H1/H21.3，并且氮化物层的弹性模量(E1)与氧化物层的弹性模量(E2)的比率满足1.1E1/E21.3。各个氮化物层和各个氧化物层的抗弹性形变指数(H/E)为0.07至0.09，抗塑性形变指数(Hsupgt;3/supgt;/Esupgt;2/supgt;)为0.13至0.29，整个硬质涂层的抗弹性形变指数(H/E)为0.09至0.12，整个硬质涂层的抗塑性形变指数(Hsupgt;3/supgt;/Esupgt;2/supgt;)为0.29至0.32。

技术领域

本发明涉及通过PVD方法形成的切削工具用硬质涂层，并且涉及具有优异的结合力、耐磨性和耐崩裂性的涂层。

背景技术

为了开发高硬度切削工具材料，自1980年代后期以来已经提出了各种TiN基多层膜体系。

例如，当通过以交替的方式重复堆叠TiN或VN至几纳米的厚度而形成多层膜来进行涂覆以形成具有一个晶格常数的所谓的超晶格，从而使得尽管单个单一层之间的晶格常数不同，但在膜之间形成共格界面时，该多层膜可以具有至少为各个单一膜的典型硬度的两倍的高硬度。因此，已经进行了各种尝试来将上述现象应用于切割工具用薄膜。

近来，已经使用了具有各种多层结构的切削工具用硬质涂层，其通过以交替的方式重复堆叠各种组成的氮化物如AlTiN、TiAlN、AlTiMeN(其中，Me是金属元素)，实现了比单一膜更加改善的物理性能。

此外，如在欧洲公开专利公报第1029105号中所述，还试图通过复合堆叠Al₂O₃和诸如TiAlN等氮化物膜来利用氮化物和氧化物各自的优点。

然而，包括通过PVD法形成的TiAlN基氮化物膜和Al₂O₃基氧化物膜的复合层的硬质涂层在各层之间具有低结合力，并且通过具有高硬度和弹性模量的氮化物膜与具有低硬度和弹性模量的氧化物膜的复合而获得的复合多层根据混合规则而表现出中值的硬度和弹性模量，因此不具有优异的耐磨性和耐崩裂性。因此，存在以下问题，即这种复合多层作为切削工具用硬质涂层的使用价值不高。

发明内容

技术问题

本发明的目的是提供一种切削工具用硬质涂层，其中，该硬质涂层在构成该硬质涂层的层之间具有优异的结合力，并且还具有优异的耐磨性和耐崩裂性。

技术方案