[发明专利]涂层切削工具刀片

说明书

发明背景

本发明涉及一种切削工具刀片，其包含基于烧结碳化物、金属陶瓷、陶瓷和立方氮化硼的材料的硬质合金主体和为了用于产生高刀具温度的金属切削应用中而设计的涂层。所述涂层包含至少一个基于热稳定、织构化(Ti、Al、Cr、Me)的氮化物、碳氮化物、氧氮化物和/或氧碳氮化物层，其中Me是如下元素中的一种或多种：Zr、Hf、V、Nb、Ta、Mo、W或Si。通过物理气相沉积（PVD）并优选通过阴极电弧蒸发来生长所述涂层。

自从20世纪80年代中期开始，已经尝试改进刀具涂层的性质如耐磨性以及因此的性能。在那时，一般的实践是用TiN涂覆切削工具。然而，TiN的抗氧化性差。通过将Al合金化在(Ti、Al)N中实现了改进的耐热性。为了进一步提高刀具涂层的性能，已经对宽范围的三元和四元体系进行了研究，一些取得了好的结果而一些取得了差的结果。在该研究中最关键的参数之一是获得对合金化元素的溶解度特性的良好控制以及因此这如何获得优化的涂层性能。近来，已经显示，将Cr合金化在(Ti、Al、Cr)N中提高了金属切削应用的涂层特性。

JP7237010公开了一种涂层切削工具，其包含至少一个选自(Ti、Al、Cr)C、(Ti、Al、Cr)N或(Ti、Al、Cr)(C、N)的层和至少一层Ti、TiC、TiN或TiCN。

JP4128363公开了一种(Ti_1-x-yAl_xCr_y)N层，其中x<0.8且0.2<y<0.7。

JP2000038653公开了一种(Ti_1-x-yCr_xAl_y)N层，其中0.02≤x<1.0且0.02≤y≤0.7。

EP1219723公开了一种由(Ti_1-a-b-c-dAl_aCr_bSi_cB_d)(C_1-eN_e)构成的切削工具用硬涂层，其中0.5≤a≤0.8，0.06≤b，0≤c≤0.1，0≤d≤0.1，0≤c+d≤0.1，a+b+c+d<1且0.5≤e≤1。

EP1132498公开了一种包含一层或两层(Al_aTi_bCr_c)(N_wO_1-w)的硬质耐磨涂层，其中30≤a≤70，30≤b≤70，0.5≤c≤20，a+b+c=100且0.7≤w≤0.9。

EP1947209公开了(Cr_1-xM_x)(B_aC_bN_1-a-b)的第一层和(Ti_1-X-YCr_XAl_YL_Z)(B_BC_AN_1-A-B)的第二层，在(Cr_1-xM_x)(B_aC_bN_1-a-b)中0≤x≤0.7，0≤a≤0.2和0≤b≤0.5且M为元素W、V、Mo、Nb、Ti和Al中的至少一种，在(Ti_1-X-YCr_XAl_YL_Z)(B_BC_AN_1-A-B)中0≤1-X-Y≤0.5，0<X≤0.5，0.4≤Y≤0.7，0≤Z≤0.15，0≤A≤0.5和0≤B≤0.2且L为Si和Y中的至少任一者。

如同所提及的，金属切削行业一直在寻找具有改进的高温耐磨性的新型硬涂层，并且在一定程度上倾向于正在发展先进加工材料以及需要提高生产率。这些方面又通常导致在切削操作期间刀具温度提高。因此，本发明要解决的问题集中在如何提供一种用于制备涂层切削工具刀片、钻或立铣刀的替代方法。

本发明的目的是提供一种在高刀具温度下的金属切削应用中产生改进性能的涂层切削工具刀片。