[發明專利]納米層壓的涂層切削工具

有效

• 申請號: 201380012427.7
• 申請日: 2013-03-06
• 公開（公告）號: CN104204275A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 喬恩·安德森;馬茨·約翰松
• 申請（專利權）人: 山高刀具公司
• 主分類號: C23C14/06
• 分類號: C23C14/06;C23C14/32;C23C30/00;B23B27/14
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 郭國清;穆德駿

1.一種通過排屑進行加工的切削工具刀片，所述切削工具刀片包括燒結碳化物、金屬陶瓷、陶瓷、立方氮化硼基材料或高速鋼的硬質合金的刀體(1)，在其上沉積硬質耐磨PVD涂層，其特征在于，所述涂層包括至少一個多晶納米層壓結構(3)，所述多晶納米層壓結構(3)包括交替的層A和B的序列(4)，其中所述層A是(Al_x1Me1_1-x1)N_y1，其中0.3＜x1＜0.95，0.9＜y1＜1.1，和Me1是元素Ti、Y、V、Nb、Mo、Si和W中的一種或多種，或者Me1是Ti和以下元素中的一種或多種：Y、V、Nb、Mo、Si、Cr和W，和所述層B是(Zr_1-x2-z2Si_x2Me2_z2)N_y2，其中0＜x2＜0.30，0.90＜y2＜1.20，0≤z2＜0.25，和Me2是元素Y、Ti、Nb、Ta、Cr、Mo、W和Al中的一種或多種，層A和B的平均單層厚度是1nm-50nm，和所述納米層壓結構具有0.5μm-15μm的厚度。

2.根據權利要求1所述的切削工具刀片，其中所述層A是(Ti_1-x1-z1Al_x1Me1_z1)N_y1，其中0.3＜x1＜0.95，0.9＜y1＜1.1，0≤z1＜0.25，和(1-x1-z1)＞0，和Me1是元素Y、V、Nb、Mo、Si、Cr和W中的一種或多種。

3.根據前述權利要求中的任一項所述的切削工具刀片，其中0.45＜x1＜0.75。

4.根據前述權利要求中的任一項所述的切削工具刀片，其中0.96＜y1＜1.04。

5.根據前述權利要求中的任一項所述的切削工具刀片，其中0＜x2＜0.15。

6.根據前述權利要求中的任一項所述的切削工具刀片，其中0.90＜y2＜1.10。

7.根據前述權利要求中的任一項所述的切削工具刀片，其中0≤z1＜0.15和/或0≤z2＜0.15。

8.根據權利要求2-6中的任一項所述的切削工具刀片，其中z1＝0。

9.根據前述權利要求中的任一項所述的切削工具刀片，其中z2＝0。

10.根據前述權利要求中的任一項所述的切削工具刀片，其中所述納米層壓結構包含立方和六方相的相混合物。

11.根據權利要求1-9中的任一項所述的切削工具刀片，其中所述納米層壓結構包含立方相。

12.根據權利要求11所述的切削工具刀片，其中所述立方相為NaCl相。

13.根據前述權利要求中的任一項所述的切削工具刀片，其中所述涂層由最內單層和/或多層(2)和接著的所述納米層壓結構(3)及任選地外部單層和/或多層(5)組成，其中所述最內單層和/或多層(2)包括例如TiN、TiC、Ti(C，N)或(Ti，Al)N，優選(Ti，Al)N單層，所述外部單層和/或多層(5)包括例如TiN、TiC、Ti(C，N)或(Ti，Al)N，優選TiN單層，所述涂層具有1μm-20μm的總厚度。

14.一種制備硬質耐磨納米層壓涂層結構的方法，其特征在于，分別使用固定裝置旋轉和用于層A和層B的至少兩個相對的不同復合和/或合金化陰極，通過PVD，優選通過陰極電弧蒸發，生長交替的A：(Al，Me1)N和B：(Zr，Si，Me2)N層的序列，其中Me1是元素Ti、Y、V、Nb、Mo、Si、Cr和W中的一種或多種，或者Me1是Ti和以下元素中的一種或多種：Y、V、Nb、Mo、Si、Cr和W，和Me2是以下元素中的一種或多種：Y、Ti、Nb、Ta、Cr、Mo、W和Al，其條件是，反應氣氛含N₂，任選地具有例如Ar的載氣，總氣壓為1.0Pa-7.0Pa，優選1.5Pa-4.0Pa，蒸發電流為50A-200A，負基底偏壓為0V-300V，優選10V-150V，最優選15V-100V，和沉積溫度為200℃-800℃，優選300℃-600℃。

15.根據權利要求1-13中的任一項所述的切削工具刀片在如下條件下通過排屑進行加工的用途：其特別地產生高溫，取決于切削速度和刀片幾何形狀，切削速度為50-400m/分鐘，優選75-300m/分鐘，在銑削的情況下，每齒的平均進給量為0.08-0.5mm，優選0.1-0.4mm。