[发明专利]涂层切削刀具

权利要求书

1.一种切削刀具，包括硬质合金、金属陶瓷、陶瓷、立方氮化硼或高速钢的基底，至少在该基底的表面的作用部分上涂敷有薄的、粘性的、硬的且耐磨的涂层，其特征在于，所述涂层包括交替的PVD或PECVD金属氧化物层的叠层多层，Me₁X+Me₂X+Me₁X+Me₂X...，金属原子Me₁和Me₂为Ti，Nb，V，Mo，Zr，Cr，Al，Hf，Ta，Y和Si中的一种或多种，优选为Hf，Ta，Zr和Al，最优选为Zr和Al，且Me₁X和Me₂X中的至少一个为由具有不同组成和不同结构的两种组分，组分A和组分B构成的金属氧化物+金属氧化物的纳米复合层，所述两种组分由一种金属元素的单相氧化物或者两种或多种金属氧化物的固溶体组成，其中层Me₁X和Me₂X在组成或结构上、或者在组成和结构两者上都是不同的，并且各具有大于0.4纳米小于50纳米的层厚，所述叠层多层的总厚度在0.2微米到20微米之间的范围内，并且对于一种或多种金属原子的浓度，所述叠层多层具有沿着从涂层外表面朝向基底的方向的组成梯度，所述梯度使得叠层多层最外部分的平均浓度和叠层多层最内部分的平均浓度之间的差以绝对单位为至少5at-％。

2.根据前述权利要求所述的切削刀具，其特征在于，所述各Me₁X和Me₂X的层厚均大于1纳米且小于30纳米。

3.根据前述权利要求所述的切削刀具，其特征在于，所述涂层还包括金属碳化物、金属氮化物或者金属碳氮化物的第一、内部单层或多层，且层厚在0.2微米到20微米之间，其中金属原子选自下列元素中的一种或多种：Ti，Nb，V，Mo，Zr，Cr，Al，Hf，Ta，Y或Si。

4.根据权利要求3所述的切削刀具，其特征在于，所述至少一个金属氧化物+金属氧化物纳米复合层的一种或多种金属原子为比所述第一、内部单层或多层中的一种或多种金属原子更强的碳化物或氮化物形成元素。

5.根据前述权利要求任一项所述的切削刀具，其特征在于，所述涂层在叠层多层的顶部还包括至少一个金属碳化物、金属氮化物或者金属碳氮化物的外部单层或多层，且层厚在0.2微米到5微米之间，其中金属原子选自下列元素中的一种或多种：Ti，Nb，V，Mo，Zr，Cr，Al，Hf，Ta，Y或Si。

6.根据前述权利要求任一项所述的切削刀具，其特征在于，所述组分A的平均颗粒尺寸为1-100纳米，优选为1-70纳米，最优选为1-20纳米。

7.根据前述权利要求所述的切削刀具，其特征在于，所述组分B的中数线性截距为0.5-200纳米，优选为0.5-50纳米，最优选为0.5-20纳米。

8.根据前述权利要求任一项所述的切削刀具，其特征在于，组分A和B的体积量分别为40-95％和5-60％。

9.根据前述权利要求任一项所述的切削刀具，其特征在于，所述组分A包含四方或立方氧化锆，所述组分B由非晶或晶态氧化铝，其阿尔法(α)相和伽玛(γ)相之一或两者组成。

10.根据前述权利要求任一项所述的切削刀具，其特征在于，Me₁X为金属氧化物+金属氧化物纳米复合层，Me₂X为阿尔法(α)相和伽玛(γ)相之一或两者的晶态氧化铝层。