[發明專利]用于產生高溫的金屬切削應用的涂層切削工具

無效

• 申請號: 200980122244.4
• 申請日: 2009-06-09
• 公開（公告）號: CN102066616A
• 公開（公告）日: 2011-05-18
• 發明（設計）人: 馬茨·約翰松;利納·羅格斯特倫;拉爾斯·約翰遜;芒努斯·奧登;拉爾斯·胡爾特曼;格里格·霍坎松;托里爾·米爾特韋特;瑪麗安娜·科林;雅各布·舍倫
• 申請（專利權）人: 山高刀具公司
• 主分類號: C23C30/00
• 分類號: C23C30/00;B23B27/14;C04B41/87;C04B41/89;C23C14/06;C23C14/32;C23C14/35
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 張珂珂;郭國清

1.一種包括硬質合金、金屬陶瓷、陶瓷、高速鋼(HSS)、聚晶金剛石(PCD)或聚晶立方氮化硼(PCBN)主體的切削工具刀片，施加有硬質耐磨涂層，所述涂層包括至少一個如下的層，該層的特征在于：所述的層由(Zr_xAl_1-x)N組成，0.05＜x＜0.30，優選0.10＜x＜0.25，所述層厚度在0.5至10μm之間，優選在0.5至5μm之間，并且所述層具有由單一的立方相或六角相和立方相的混合物組成的納米晶體柱狀微結構。

2.根據權利要求1的切削工具刀片，特征在于平均柱寬＜500nm，優選＜100nm。

3.根據前述權利要求中任一項的切削工具刀片，特征在于所述柱包括尺寸＜100nm，優選＜50nm的結晶區域。

4.根據前述權利要求中任一項的切削工具刀片，特征在于所述層的硬度＞25GPa。

5.根據前述權利要求中任一項的切削工具刀片，特征在于所述主體具有內部單層和/或多層涂層、和/或外部單層和/或多層涂層以達到涂層總厚度為0.7至20μm，優選1至10μm，最優選2至7μm；所述內部單層和/或多層涂層例如TiN、TiC、Ti(C，N)或(Ti，Al)N，優選TiN或(Ti，Al)N；所述外部單層和/或多層涂層例如TiN、TiC、Ti(C，N)、(Ti，Al)N或氧化物，優選TiN或(Ti，Al)N。

6.一種制造切削工具刀片的方法，所述切削工具刀片包括基于硬質合金、金屬陶瓷、陶瓷、PCD、HSS、CBN材料的主體，施加有硬質耐磨涂層，所述涂層包括至少一個如下的層，該層的特征在于：在混合的Ar+N₂氣氛中，優選在純N₂中，在1.0至7.0Pa之間、優選1.5至4.0Pa之間的總壓強下，偏壓為0至-300V之間，優選-10至-150V之間，沉積溫度為200至800℃之間，優選為300至600℃之間，使用(Zr，Al)陰極通過陰極電弧蒸鍍生成所述(Zr，Al)N層，所述的(Zr，Al)陰極具有這樣的組成，該組成產生希望的層組成，取決于陰極的尺寸，蒸鍍電流在50至200A之間。

7.一種制造切削工具刀片的方法，所述切削工具刀片包括基于硬質合金、金屬陶瓷、陶瓷、PCD、HSS、CBN材料的主體，施加有硬質耐磨涂層，所述涂層包括至少一個如下的層，該層的特征在于：在混合的Ar+N₂或純N₂氣氛中，在0.13至7.0Pa之間、優選0.13至2.5Pa之間的總壓強下，使用(Zr，Al)濺鍍靶材通過磁控濺鍍法生成所述(Zr，Al)N層，所述的(Zr，Al)濺鍍靶材具有這樣的組成，該組成產生希望的層組成，施加至濺鍍陰極的功率密度在0.5至15W/cm²之間，優選在1至5W/cm²之間，偏壓為0至-300V之間，優選為-10至-150V之間，沉積溫度為200至800℃之間，優選為300至600℃之間。

8.根據權利要求1-5中任一項的切削工具刀片用于鋼、不銹鋼和硬化鋼中的金屬切削應用，切削速度為50-500m/min，優選75-400m/min，取決于切削速度和刀片幾何形狀，銑削時平均每齒進給量為0.08-0.5mm，優選為0.1-0.4mm。