[发明专利]涂层和包括所述涂层的涂覆的切削工具

说明书

本发明公开了涂层和包括所述涂层的涂覆的切削工具。涂层包含具有氧化铝基质以及所述氧化铝基质中的氧化锆晶粒和二氧化铪晶粒中的至少一种的层。所述氧化锆晶粒和所述二氧化铪晶粒中的所述至少一种的平均晶粒度为100nm或更小。一种涂覆的切削工具包含基体和粘结到所述基体的涂层。所述基体具有前刀面、后刀面和在所述前刀面与所述后刀面的相交处形成的切削刃。

技术领域

本申请涉及涂层领域，并且具体地说，涉及用于切削工具的涂层。

背景技术

切削工具，包含硬质合金切削工具，已在涂覆和未涂覆两种条件下用于加工各种金属和合金。为了提高切削工具的耐磨性、性能和寿命，已将一个或多个耐火材料层施加到切削工具表面。例如，已通过化学气相沉积(CVD)和物理气相沉积(PVD)将TiC、TiCN、TiN和/或Al₂O₃施加到硬质合金基体。虽然能够在各种应用中有效抑制磨损并延长工具寿命，但基于前述耐火材料的单层或多层构造的耐火涂层已越来越接近其性能极限，因此需要开发用于切削工具的新的涂层结构。

发明内容

在一个实施例中，一种涂层包含具有氧化铝基质以及所述氧化铝基质中的氧化锆晶粒和二氧化铪晶粒中的至少一种的层。所述氧化锆晶粒和所述二氧化铪晶粒中的所述至少一种的平均晶粒度为100nm或更小。

所述氧化锆晶粒和所述二氧化铪晶粒中的所述至少一种的所述平均晶粒度可在1nm至80nm的范围内。

所述氧化锆晶粒和所述二氧化铪晶粒中的所述至少一种的所述平均晶粒度可在1nm至40nm的范围内。

所述氧化锆晶粒和所述二氧化铪晶粒中的所述至少一种的所述平均晶粒度可在40nm至80nm的范围内。

所述氧化锆晶粒和所述二氧化铪晶粒中的所述至少一种可包含具有四方晶体结构、单斜晶体结构和正交晶体结构中的至少一个的晶粒。

所述氧化锆晶粒和所述二氧化铪晶粒中的所述至少一种可主要安置在所述氧化铝基质的晶粒内。

所述氧化锆晶粒和所述二氧化铪晶粒中的所述至少一种可主要安置在所述氧化铝基质的晶界处。

所述层可具有0.1μm至25μm的厚度。

在另一实施例中，一种涂覆的切削工具包含基体和粘结到所述基体的涂层。所述基体具有前刀面、后刀面和在所述前刀面与所述后刀面的相交处形成的切削刃。所述涂层包含具有氧化铝基质以及所述氧化铝基质中的氧化锆晶粒和二氧化铪晶粒中的至少一种的层。所述氧化锆晶粒和所述二氧化铪晶粒中的所述至少一种的平均晶粒度为100nm或更小。

所述氧化锆晶粒和所述二氧化铪晶粒中的所述至少一种的所述平均晶粒度可在1nm至80nm的范围内。

所述氧化锆晶粒和所述二氧化铪晶粒中的所述至少一种的所述平均晶粒度可在1nm至40nm的范围内。

所述氧化锆晶粒和所述二氧化铪晶粒中的所述至少一种的所述平均晶粒度可在40nm至80nm的范围内。

所述氧化锆晶粒和所述二氧化铪晶粒中的所述至少一种可包含具有四方晶体结构、单斜晶体结构和正交晶体结构中的至少一个的晶粒。

在一个方面，所述氧化锆晶粒和所述二氧化铪晶粒中的所述至少一种可主要安置在所述氧化铝基质的晶粒内。

所述氧化锆晶粒和所述二氧化铪晶粒中的所述至少一种可主要安置在所述氧化铝基质的晶界处。

所述层可具有0.1μm至25μm的厚度。

所公开的涂层和涂覆的切削工具的其它实施例将从以下详细描述、附图和所附权利要求书变得显而易见。

附图说明