[发明专利]涂覆体和用于涂覆的方法

说明书

公开了涂覆体和用于涂覆的方法。涂覆体具有基体和通过物理气相沉积施加到基体的涂层。涂层包括邻近基体的主层和邻近主层的多层。主层包含至少Al和Ti的氮化物。多层包括氧化物或氧氮化物层与氮化物层的交替层。氧化物或氧氮化物层包含Zr、Hf和Cr中的至少之一的氧化物或氧氮化物。氮化物层包含Zr、Hf和Cr中的至少之一的氮化物。金属间层在主层与多层之间，或者在多层的氧化物或氧氮化物层与氮化物层之间。

技术领域

本申请涉及一种涂覆体，特别是切削工具，其包括基体和基体上的涂层，本申请还涉及一种用于涂覆基体的方法。

背景技术

用于机械加工金属和金属合金如钢和铸铁的切削工具通常由主体和施加到主体的涂层组成。涂层用于使切削刀片更硬和/或更耐磨，并改善切削性能。涂层可包括由硬质材料如氮化钛、碳化钛、氮化钛碳、氮化钛铝和/或氧化铝制成的一个或多个层。在沉积氮化钛和氮化钛铝时通常使用物理气相沉积(PVD)方法。虽然能够在各种应用中有效抑制磨损并延长工具寿命，但基于前述材料的单层或多层构造的涂层已越来越接近其性能极限，因此需要开发用于切削工具的新的涂层结构。

本发明的目的在于为切削工具提供进一步的涂层以使切削工具对于切削各种金属和金属合金具有改善的性能和增长的使用寿命。

发明内容

在一个实施例中，涂覆体具有基体和通过物理气相沉积施加到基体的涂层。涂层包括邻近基体的主层和邻近主层的多层。主层包含至少Al和Ti的氮化物。多层包括氧化物或氧氮化物层与氮化物层的交替层。氧化物或氧氮化物层包含Zr、Hf和Cr中的至少之一的氧化物或氧氮化物。氮化物层包含Zr、Hf和Cr中的至少之一的氮化物。金属间层在主层与多层之间，或者在多层的氧化物或氧氮化物层与氮化物层之间。

在另一个实施例中，用于涂覆基体的方法包括：通过在氮气流下进行物理气相沉积来在基体上沉积主层；和通过在氮气流与氧气或氧气和氮气流之间交替地进行物理气相沉积来在主层上沉积多层。主层包含至少Al和Ti的氮化物。多层包括氧化物或氧氮化物层与氮化物层的交替层。氧化物或氧氮化物层包含Zr、Hf和Cr中的至少之一的氧化物或氧氮化物。氮化物层包含Zr、Hf和Cr中的至少之一的氮化物。在沉积主层和沉积多层的步骤中的至少一个期间，减少气流中的至少一个达一定的持续时间，同时继续物理气相沉积，以在主层与多层之间或在多层的氧化物或氧氮化物层与氮化物层之间形成金属间层。

所公开的涂覆体和用于涂覆的方法的其他实施例将从下面的详细描述、附图和附随的权利要求书显而易见。

附图说明

图1为根据本文描述的一个实施例的示例性涂覆体的透视图。

图2为根据本文描述的一个实施例的涂覆体的涂层的横截面的代表性视图。

图3为根据本说明书的对比例产生的涂覆体的显微照片。

图4为根据本说明书的本发明实例产生的涂覆体的显微照片。

具体实施方式

本文所描述的实施例可以通过参考以下详细描述和实例以及其先前描述和以下描述而更容易地理解。然而，本说明书不限于具体实施方式和实例中呈现的具体实施例。应当认识到，这些实施例仅仅说明本说明书的原理。

根据本说明书，涂覆体包括基体和施加到基体的涂层。

涂覆体可具有与本说明书的目的不矛盾的任何形状。在一个方面，涂覆体可具有切削工具的形状。切削工具包含但不限于可转位切削刀片、端铣刀、锯片或钻头。可转位切削刀片可具有用于铣削或车削应用的任何所需ANSI标准几何形状。涂覆切削工具的基体通常包括在基体的前刀面与至少一个后刀面的接合处形成的一个或多个切削刃。