[發(fā)明專利]具有碳氮氧化鈦涂層的切削鑲片及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210304255.8
• 申請(qǐng)日: 2012-08-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102965639A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 小阿爾弗雷德·S·蓋茨;班志剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鈷碳化鎢硬質(zhì)合金公司
• 主分類號(hào): C23C16/30
• 分類號(hào): C23C16/30;B23B27/14
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 李帆

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種帶有涂層方案的涂覆的切削鑲片及其制造方法，其中該涂層方案包括一個(gè)碳氮氧化鈦涂覆層。更確切地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種帶有涂層方案的涂覆的切削鑲片（其中該基底可以是多晶的立方氮化硼（PcBN））及其制造方法，其中該涂層方案包括一個(gè)用氣態(tài)混合物通過(guò)化學(xué)氣相沉積（CVD）所沉積的碳氮氧化鈦涂覆層，該氣態(tài)混合物包含乙腈，尤其是量值不大于該氣態(tài)混合物的約0.15摩爾百分比的乙腈。此外，本發(fā)明涉及一種帶有涂層方案的涂覆的切削鑲片（其中該基底可以是多晶的立方氮化硼（PcBN）），該涂層方案包括一個(gè)通過(guò)CVD施加的碳氮氧化鈦涂覆層，其中這些碳氮氧化鈦晶須具有根據(jù)下文列出的技術(shù)在二維平面視圖中測(cè)量的、大于約1.0μm的平均長(zhǎng)度、大于約0.2μm的平均寬度、以及大于約2.0的平均長(zhǎng)寬比。

背景技術(shù)

迄今為止，乙腈（CH₃CN）已被用于氣態(tài)混合物中以便通過(guò)CVD來(lái)沉積一個(gè)涂覆層。授予Gates,Jr.等人的美國(guó)專利號(hào)7,455,918中列出了許多包含乙腈的氣態(tài)組合物，它們可以用于沉積包含多個(gè)含碳氮氧化鈦的層的改性層。見(jiàn)第6欄第48行至第67行。在授予Gates,Jr.等人的美國(guó)專利號(hào)7,455,918中表5和表6中列出了具體實(shí)例，這些實(shí)例在氫氣、氮?dú)狻⑺穆然仭⒁约耙谎趸嫉臍鈶B(tài)混合物中包含未披露體積的乙腈。授予住友商事株式會(huì)社（Sumitomo?Electric?Industries,Ltd.）的歐洲專利號(hào)1?413?648?B1似乎顯示了將CH₃CN以及其他氣體一起用于生產(chǎn)可能會(huì)是TiOCN的柱狀結(jié)構(gòu)。見(jiàn)第3頁(yè)第48行至第4頁(yè)第5行。其他氣體似乎包括選自以下各項(xiàng)中的那些：VCl₄、ZrCl₄、TiCl₄、H₂、N₂、Ar、CO、以及CO₂。看起來(lái)該氣態(tài)混合物需要H₂O的存在。表I（第8頁(yè)）列出了使用從0.3到2.0體積百分比的乙腈來(lái)形成TiCNO涂覆層的實(shí)例。

有一段時(shí)間，乙腈是通過(guò)CVD來(lái)沉積碳氮化鈦涂覆層以及其他涂覆層所使用的氣態(tài)混合物的一部分。在此方面，授予Undercoffer（轉(zhuǎn)讓給肯納金屬公司（Kennametal?Inc.））的PCT專利申請(qǐng)WO00/52224在第2頁(yè)第12行至第3頁(yè)第11行清楚地披露，乙腈（以及其他氣體（例如，TiCl₄和H₂））已經(jīng)被用于碳氮化鈦的沉積中，這似乎是PCT專利申請(qǐng)WO00/52224的焦點(diǎn)。PCT專利申請(qǐng)WO00/52224在第11頁(yè)第4-12行提到，將CO或CO₂添加到該氣態(tài)混合物可以導(dǎo)致產(chǎn)生其他含鈦的涂層，包括碳氮氧化鈦（TiOCN）在內(nèi)。

授予Omori等人的美國(guó)專利申請(qǐng)公布號(hào)US2007/0298280披露了使用乙腈來(lái)沉積一個(gè)碳氮化鈦涂覆層。一般性地提及了使用乙腈來(lái)通過(guò)CVD沉積一個(gè)碳氮氧化鈦涂覆層。見(jiàn)段落[0057]至[0060]。授予Kodama等人的歐洲專利申請(qǐng)?zhí)?138,800A1集中于在包括碳氮氧化鈦的硬質(zhì)涂層的生產(chǎn)中使用乙烷。然而，提及了可以在該過(guò)程中用乙腈代替乙烷。見(jiàn)段落[0021]至[0024]。

授予Hirakawa等人的歐洲專利申請(qǐng)?zhí)?160?353?A1披露了具有一個(gè)濃度梯度的TiCN層，其中在該氣體混合物中CH₃CN的濃度是影響該TiCN濃度的因素之一。在這些實(shí)例中，該TiOCN層并沒(méi)有使用CH₃CN作為該氣態(tài)混合物的一個(gè)組分。

授予Ruppi的美國(guó)專利申請(qǐng)公布號(hào)US2006/0115662中披露了使用CH₃CN來(lái)制造碳氮氧化鈦鋁“粘結(jié)”涂層。參見(jiàn)表I和表II。授予Sottke等人的美國(guó)專利申請(qǐng)公布號(hào)US2006/0257689?A1中披露了在中間層的沉積中使用乙腈（0.5vol.%-2vol.%），該中間層可以是TiOCN，其中Ti至少在某種程度上被Zr或Hf替代。授予Ruppi的美國(guó)專利號(hào)7,192,660B2包含以下披露內(nèi)容：暗示了使用CH₃CN來(lái)生產(chǎn)一個(gè)(Ti_x,Al_y,X_z)(C_u,O_w,N_v)涂覆層，其中x、u、和v是大于零，并且y、z和w中的至少一個(gè)是大于零。見(jiàn)第5欄，第53行至第63行。