[發(fā)明專利]表面改性涂層的切削刀具及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210014411.7
• 申請日: 2012-01-17
• 公開（公告）號: CN103205728A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發(fā)明（設計）人: 李秀萍;陳響明;王社權;劉王平
• 申請（專利權）人: 株洲鉆石切削刀具股份有限公司
• 主分類號: C23C16/30
• 分類號: C23C16/30;B23B27/14
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所 43008
• 代理人: 趙洪

1.一種表面改性涂層的切削刀具，包含刀具基體和涂層，所述刀具基體上至少部分涂有涂層，所述涂層中至少包含一層具有剛玉結構的Al(Zr)₂O₃改性涂層，其特征在于：所述Al(Zr)₂O₃改性涂層同時在(110)及(300)晶面織構取向明顯，且具有表面光滑的柱狀結構。

2.根據權利要求1所述的表面改性涂層的切削刀具，其特征在于：所述Al(Zr)₂O₃改性涂層的織構系數TC(110)在1.6～3.1，TC(300)在1.5～4.0。

3.根據權利要求2所述的表面改性涂層的切削刀具，其特征在于：所述Al(Zr)₂O₃改性涂層在(012)、(104)、(113)、(024)、(116)晶面的織構系數均≤1。

4.根據權利要求1、2或3所述的表面改性涂層的切削刀具，其特征在于：所述Al(Zr)₂O₃改性涂層的表面粗糙度Ra≤0.21μm。

5.根據權利要求1、2或3所述的表面改性涂層的切削刀具，其特征在于：位于所述切削刀具表面的Al(Zr)₂O₃改性涂層的厚度差值在0.4μm～1.5μm。

6.根據權利要求1、2或3所述的表面改性涂層的切削刀具，其特征在于：所述Al(Zr)₂O₃改性涂層中元素Zr的含量在0.1at％～0.8at％，且元素Zr主要以ZrO₂微晶形式存在于所述的Al(Zr)₂O₃改性涂層中。

7.根據權利要求1、2或3所述的表面改性涂層的切削刀具，其特征在于：所述Al(Zr)₂O₃改性涂層的表面沉積厚度為2.5μm～6.0μm，涂層晶粒的平均粒徑≤1μm。

8.根據權利要求1、2或3所述的表面改性涂層的切削刀具，其特征在于：所述涂層中還包含有TiN層、TiCN層、TiCO層、α-Al₂O₃層中的至少一層。

9.根據權利要求8所述的表面改性涂層的切削刀具，其特征在于：所述涂層由內到外依次包含有所述的TiN層、TiCN層、TiCO層、α-Al₂O₃層和Al(Zr)₂O₃改性涂層。

10.一種如權利要求9所述的表面改性涂層的切削刀具的制備方法，包括以下步驟：

(1)先采用現有的CVD工藝在所述刀具基體上沉積最里層的TiN層；

(2)再利用MT-CVD工藝在所述TiN層上沉積TiCN層；

(3)然后利用現有的CVD工藝在所述TiCN層上沉積一層TiCO層；

(4)再利用CVD工藝在所述TiCO層上沉積α-Al₂O₃層；

(5)最后利用CVD工藝在所述α-Al₂O₃層上沉積Al(Zr)₂O₃改性涂層，沉積所述Al(Zr)₂O₃改性涂層的具體工藝條件包括：以ZrCl₄-AlCl₃-CO₂-HCl-H₂S-H₂作為沉積氣氛體系，沉積溫度控制在980℃～1050℃，沉積壓力控制在50mbar～70mbar，調整所述沉積氣氛體系中的CO₂與HCl的氣氛濃度比在0.7～0.8，調整所述沉積氣氛體系中的ZrCl₄與AlCl₃的氣氛濃度比在0.10～0.12，同時控制所述沉積氣氛體系中H₂S的氣氛濃度在0.12vol％～0.15vol％，沉積厚度控制為2.5μm～6.0μm，沉積完成后不進行涂層表面的后處理工藝，直接得到表面改性涂層的切削刀具。