[发明专利]织构强化的κ-Al2

权利要求书

1.一种织构强化的κ-Al₂O₃涂层工具，其特征在于，包括基体及涂覆在所述基体上的涂层；所述涂层由所述基体向外分布，依次包括第一涂层、第二涂层、第三涂层、第四涂层；所述第一涂层的厚度为0.1～3μm，包括一个或多个第一子涂层，所述第一子涂层由氮化钛或碳化钛构成；所述第二涂层为MT-TiCN涂层，厚度为0.1～8μm；所述第三涂层为TiAlOCN涂层，厚度为0.1～0.5μm；所述第四涂层为κ-Al₂O₃涂层；所述κ-Al₂O₃涂层具有柱状结构且平均晶粒度小于2μm；所述κ-Al₂O₃涂层具有优先在(013)方向生长的显微组织结构，其织构系数TC大于等于3.7，所述织构系数TC的定义如下：

式中

I(hkl)为通过X射线衍射而测量到的(hkl)晶面的反射强度；

I₀为根据PDF卡号880107的衍射反射的标准强度；

n为计算中所用的反射晶面的数目；

所用的(hkl)反射晶面为(011)、(002)、(013)、(122)、(004)、(132)、(135)。

2.根据权利要求1所述的一种织构强化的κ-Al₂O₃涂层工具，其特征在于，所述κ-Al₂O₃涂层的厚度在1μm至25μm之间；TC(011)、TC(002)、TC(122)、TC(004)、TC(132)和TC(135)都小于1。

3.根据权利要求1所述的一种织构强化的κ-Al₂O₃涂层工具，其特征在于，所述κ-Al₂O₃涂层的显微硬度在22GPa以上。

4.根据权利要求1所述的一种织构强化的κ-Al₂O₃涂层工具，其特征在于，所述基体由硬质合金、钛基碳氮化物、陶瓷材料中的一种制成；所述涂层总厚度为1～30μm，所述κ-Al₂O₃涂层由化学气相沉积(CVD)沉积而成。

5.根据权利要求1所述的一种织构强化的κ-Al₂O₃涂层工具，所述涂层的最外侧还包括第五涂层；所述第五涂层为着色层，由TiN、TiC、TiCN中的一种或多种构成。

6.如权利要求1-5任一项所述的一种织构强化的κ-Al₂O₃涂层工具的制备方法，其特征在于，使用2.5Vol％的HCl、1.3Vol％的AlCl₃以及3.4Vol％的CO₂，通过氢气作为载气，在900～1050℃下发生化学反应并沉积形成所述κ-Al₂O₃涂层；在所述κ-Al₂O₃涂层的生长过程中，添加0.7Vol％的H₂S；通过调控TiAlOCN层的氧含量和氧化铝的生长工艺来调控所述κ-Al₂O₃涂层的织构的形成，所述κ-Al₂O₃涂层具有优先在(013)方向生长的显微组织结构，其织构系数TC大于等于3.7，所述织构系数TC的定义如下：

式中

I(hkl)为通过X射线衍射而测量到的(hkl)晶面的反射强度；

I₀为根据PDF卡号880107的衍射反射的标准强度；

n为计算中所用的反射晶面的数目；

所用的(hkl)反射晶面为(011)、(002)、(013)、(122)、(004)、(132)、(135)。

7.根据权利要求6所述的一种织构强化的κ-Al₂O₃涂层工具的制备方法，其特征在于，使用喷砂或抛光对所述涂层进行后处理，使得所述涂层的表面粗糙度Ra≤0.3μm。