[發明專利]用于切削工具的綠色耐火涂層

有效

• 申請號: 201710053005.4
• 申請日: 2014-01-24
• 公開（公告）號: CN106995917B
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發明（設計）人: K.H.溫特;V.索特克;R.A.庫珀;P.萊克特;劉一雄
• 申請（專利權）人: 鈷碳化鎢硬質合金公司
• 主分類號: C23C16/30
• 分類號: C23C16/30;C23C16/40
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 王增強

在一個方面，本文描述了帶涂層切削工具。本文所述的帶涂層切削工具包括基底和粘附于所述基底的涂層，所述涂層包括通過化學氣相沉積法所沉積的至少一個復合層，所述復合層包含氧氮化鋁相、包括氧化鋯在內的金屬氧化物相、硫氮化鋯相以及除所述氧氮化鋁相之外的金屬氧氮化物相，所述金屬氧氮化物相包括氧氮化鋯。

本申請是申請日為2014年1月24日、申請號為201480005943.1、發明名稱為“用于切削工具的綠色耐火涂層”的發明專利申請的分案申請。

相關專利申請資料

本專利申請特此根據35 U.S.C.§120要求提交于2013年1月25日的美國專利申請No.13/750,252的優先權，該專利據此全文以引用方式并入。

技術領域

本發明涉及用于切削工具的耐火涂層，并且具體地講，涉及通過化學氣相沉積法(CVD)沉積的呈綠色的涂層。

背景技術

切削工具(包括陶瓷切削工具)已用于帶涂層和不帶涂層條件兩者以便加工各種金屬和合金。為了提高切削工具耐磨性、性能和壽命，已將一層或多層耐火材料施加于切削工具表面。已通過CVD并通過物理氣相沉積法(PVD)將例如TiC、TiCN、TiN和/或Al₂O₃施加于陶瓷基底。雖然在多種應用中能有效抑制磨損并延長工具壽命，但基于上述耐火材料的單層或多層構造的耐火涂層已日益達到其性能極限，從而要求開發用于切削工具的新涂層結構。

發明內容

在一個方面，描述了其上粘附有涂層的切削工具，所述涂層在一些實施例中可展示出所需的耐磨性和延長的切削壽命。本文所述的帶涂層切削工具包括基底和粘附于基底的涂層，所述涂層包括通過化學氣相沉積法所沉積的至少一個復合層，所述復合層包含氧氮化鋁相、包括氧化鋯在內的金屬氧化物相以及除氧氮化鋁相之外的金屬氧氮化物相，所述金屬氧氮化物相包括氧氮化鋯。在一些實施例中，金屬氧化物相還包含選自鋁、鉿和鈦的金屬元素。當存在時，金屬元素可形成另外的金屬氧化物和/或與鋯形成混合氧化物。另外，復合層還可包含硫氮化鋯相。

在可供選擇的實施例中，通過化學氣相沉積法所沉積的復合層包含氧氮化鋁相、包括氧化鋯在內的金屬氧化物相以及硫氮化鋯相。涂層的復合層在一些實施例中還包含除氧氮化鋁相之外的金屬氧氮化物相，所述金屬氧氮化物相包括氧氮化鋯。此外，金屬氧化物相還可包含選自鋁、鉿和鈦的金屬元素。當存在時，金屬元素可形成另外的金屬氧化物和/或與鋯形成混合氧化物。

本文所述的復合層在一些實施例中展現出在490nm至580nm波長范圍內的顏色。此外，粘附于基底的涂層可具有至少60N的臨界負載(L_c)。

本文還描述了制備帶涂層切削工具的方法。制備帶涂層切削工具的方法包括提供基底以及通過化學氣相沉積法在基底上沉積涂層的至少一個復合層，所述復合層包含氧氮化鋁相、包括氧化鋯在內的金屬氧化物相以及除氧氮化鋁相之外的金屬氧氮化物相，所述金屬氧氮化物相包括氧氮化鋯。如本文所述，沉積復合層還可包含硫氮化鋯相。另外，沉積復合層的金屬氧化物相還可包含選自鋁、鉿和鈦的金屬元素。當存在時，金屬元素可形成另外的金屬氧化物和/或與鋯形成混合氧化物。

復合層在一些實施例中從包含鋁源、氧源、氮源和鋯源的氣體混合物沉積。如本文進一步所述，氣體沉積混合物還可包含硫源。

在另一個方面，制備帶涂層切削工具的方法包括提供基底以及通過化學氣相沉積法在基底上沉積涂層的至少一個復合層，所述復合層包含氧氮化鋁相、包括氧化鋯在內的金屬氧化物相以及硫氮化鋯相。復合層在一些實施例中從包含鋁源、氧源、氮源、鋯源和硫源的氣體混合物沉積。

這些和其他實施例在下文的具體實施方式中進一步描述。

附圖說明

圖1示出了根據本文所述的一個實施例的帶涂層切削工具的基底。