[发明专利]复合材料耐火涂层及其应用

说明书

本发明题为“复合材料耐火涂层及其应用”。在一个方面，本发明描述了包括耐磨涂层的制品，所述耐磨涂层采用一个或多个复合材料耐火层。例如，本文所述的带涂层的制品包括基底和通过CVD沉积的涂层，所述涂层粘附到所述基底，所述涂层包括多相耐火层，所述多相耐火层包括氧化铝相和氧化锆相，其中所述氧化锆相具有(200)生长方向的大于4的织构系数TC(200)。

技术领域

本发明涉及耐火涂层，并且具体地讲，涉及通过化学气相沉积法(CVD)沉积以用于切削工具和/或磨损应用的复合材料耐火涂层。

背景技术

包括烧结碳化物切削工具在内的切削工具已用于带涂层的和不带涂层的条件两者中以便加工各种金属和合金。为了提高切削工具耐磨性、性能和寿命，已将一个或多个耐火材料层施加于切削工具表面。已通过CVD并通过物理气相沉积法(PVD)将例如TiC、TiCN、TiN和/或Al₂O₃施加于烧结碳化物基底。虽然在多种应用中能有效抑制磨损并延长工具寿命，但基于上述耐火材料的单层或多层构造的耐火涂层已日益达到其性能极限，从而要求开发用于切削工具的新涂层结构。

发明内容

在一个方面，本发明描述了包括耐磨涂层的制品，所述耐磨涂层采用一个或多个复合材料耐火层。简而言之，本文所述的带涂层的制品包括基底和通过CVD沉积的涂层，所述涂层粘附到所述基底，所述涂层包括多相耐火层，所述多相耐火层包括氧化铝相和氧化锆相，其中氧化锆相具有(200)生长方向的大于4的织构系数TC(200)，所述织构系数(TC)被定义为：

其中

I(hkl)＝(hkl)反射的测得强度

I_o(hkl)＝根据国际衍射数据中心(ICDD)卡号00-037-1484的(hkl)反射的标准强度

n＝TC计算中使用的反射数目

TC计算中使用的(hkl)反射为(-111)、(111)、(200)、(-112)、(220)和(-221)。

在一些实施方案中，氧化铝相掺杂有锆。此外，在一些实施方案中，多相耐火层中铝与锆的比率为1.5至3。

这些和其他实施方案在下文的具体实施方式中进一步描述。

附图说明

图1示出了根据本文所述的一些实施方案的带涂层的切削刀片的基底。

图2为根据一个实施方案的示出了氧化锆相的多相耐火层的XRD，该XRD。

图3比较了本文所述的一个实施方案的复合材料涂层的锆掺杂氧化铝的XRD和标准氧化铝的XRD。

图4为根据本文所述的一个实施方案的多相耐火层的横截面扫描电子显微镜(SEM)图像。

图5为根据本文所述的一个实施方案的多相耐火层的横截面SEM图像。

图6为多相耐火层的横截面SEM图像。

具体实施方式

参考以下具体实施方式和示例以及前述和下述内容可更容易地理解本文所述的实施方案。然而，本文所述的元素、设备和方法并不限于具体实施方式和示例中所述的具体实施方案。应当认识到，这些实施方案仅示例性地说明本发明的原理。在不脱离本发明实质和范围的情况下，多种修改和变更对于本领域技术人员而言将是显而易见的。