[发明专利]涂层切削工具和其制造方法

权利要求书

1.一种制造用于金属加工的切削工具的方法，特征在于该方法包括利用一个或多个Ti靶和包括三甲基硅烷气体流的反应性气体气氛，使用电弧蒸镀向硬质合金、金属陶瓷、陶瓷或超硬材料的切削工具基材上沉积具有组成梯度的PVD Ti-Si-C-N层，以及在沉积过程期间以连续或逐渐变化的方式改变所述三甲基硅烷气体流量。

2.根据权利要求1所述制造切削工具的方法，其中在沉积过程中所述三甲基硅烷气体是惟一的Si源。

3.根据权利要求1-2任一项所述制造切削工具的方法，其中通过在所述沉积过程期间连续降低所述三甲基硅烷的流量，在所述Ti-Si-C-N层中的组成梯度是连续的，Si/(Si+Ti)原子比在从所述层内部朝向所述Ti-Si-C-N层外部的方向上连续降低。

4.根据权利要求1-2任一项所述制造切削工具的方法，其中通过在沉积期间连续增加所述三甲基硅烷的流量，在所述Ti-Si-C-N层中的组成梯度是连续的，Si/(Si+Ti)原子比在从所述层内部朝向所述层外部方向上连续增加。

5.根据权利要求1-2任一项所述制造切削工具的方法，其中在所述Ti-Si-C-N层中所述组成梯度是逐渐变化的，并且其中在沉积期间逐渐地增加或降低所述三甲基硅烷的流量，导致所述Ti-Si-C-N层的平均组成的连续变化。

6.根据权利要求5所述制造切削工具的方法，其中所述组成梯度是逐渐变化的，所述Ti-Si-C-N层包括至少两个交替的亚层，该交替的亚层具有不同的Si/(Si+Ti)原子比，并且通过分别连续地增加或降低所述至少一个亚层的沉积时间而连续地增加或降低至少一个所述交替亚层的厚度，获得所述梯度。

7.一种用于金属加工的切削工具，其包括硬质合金、金属陶瓷、陶瓷或超硬质材料的切削工具基材和耐磨涂层，特征在于所述耐磨涂层包括具有组成梯度的PVD Ti-Si-C-N层。

8.根据权利要求7所述的切削工具，其中所述PVD Ti-Si-C-N层的平均Si/(Si+Ti)原子比为0.03至0.20。

9.根据权利要求7-8任一项所述的切削工具，其中所述PVD Ti-Si-C-N层具有的残余应力为-3.0Gpa的压缩应力至最高达+0.5GPa的拉伸应力。

10.根据权利要求7-9任一项所述的切削工具，其中所述PVD Ti-Si-C-N层的平均Si/(Si+Ti)原子比为0.05至0.15，并且残余应力为-3.0GPa的压缩应力至最高达+0.5Gpa的拉伸应力。

11.根据权利要求7-10任一项所述的切削工具，其中所述PVDTi-Si-C-N层的平均C/(C+N)原子比为0.05至0.20。

12.根据权利要求7-11任一项所述的切削工具，其中所述切削工具基材是硬质合金。

13.根据权利要求7-12任一项所述的切削工具，其中所述工具是切削工具刀片。

14.根据权利要求7-12任一项所述的切削工具，其中所述工具是整体钻头、铣刀或螺纹丝锥。