[发明专利]涂覆体系、涂覆的工件及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及涂覆的工件及其生产领域。更详细地讲，本发明涉及通过磨损防护涂层防护工件以免磨损及所述涂层的沉积。

发明背景

TiAlN涂层广泛用作磨损防护应用的物理气相沉积(physical vapor deposition，PVD)涂层。据报道AlCrN体系展示诸如硬度和热硬度的优异机械性质、引起涂覆部件的优异应用寿命的热和摩擦学性质。如本领域中通常所了解，没有明确标出化学计量系数，例如，AlCrN更确切地代表(Al_yCr_1-y)N(0＜y＜1)。

US 7 226 670公开了涂覆有包括至少一种由(Al_yCr_1-y)X构成的膜的膜层体系的工件，其中X＝N、C、B、CN、BN、CBN、NO、CO、BO、CNO、BNO或BNCO，所述工件为铣削工具、滚刀、球头铣刀、平面或异型刀具、清洁工具、铰刀、用于车削和铣削的刀片、冲模或注模，其显示出优异的磨损防护性能。

US 7 348 074公开了由具有10层封装(packet)的多层结构组成的涂覆原理。这些原理在钻孔应用中显示出优良防护性能。

美国专利申请US 2008/0229891公开了多层涂层，其包括包含物质(TiAl)X(其中X＝N、CN、CNO或NO)或(AlCr)X(其中X＝N、CN、CNO或NO)的至少一个层A，且包括具有(AlCrSiMe)X的至少一个层B，其中X＝N、CN、CNO或NO，其中Me代表Nb、Mo、Ta或W。

此外，所述US 2008/0229891公开了设计成由至少两个不同结晶相组成的所述至少一个层B的层结构。这例如可为立方和六方相部分。

在所述US 2008/0229891中，进一步公开了层A和层B之间的厚度比是一个重要问题，在此意义上层A与层B的厚度比超过1似乎展示出低劣性能。

所有这些现有技术涂层对于或多或少的具体应用显示出优良磨损防护性能。因此，仍然需要提供用于大量不同应用的磨损防护涂层。

发明概述

因此，本发明的一个目的是形成没有上述缺点的涂覆体系。具体地说，将提供可用于大量不同应用的涂覆体系。另外，将提供相应涂覆的工件和生产所述工件的相应方法。

本发明的另一目的是提供涂覆体系、相应涂覆的工件和生产提供改善的磨损防护和/或耐磨性质的所述工件的方法。

本发明的另一目的是提供用于涂覆工件的涂覆体系、相应涂覆的工件和生产所述工件的方法，所述工件提供用于非常广泛的应用的寿命增加的工具。其中，所述应用可包括连续和间歇切削应用，包括但不限于钻凿、铣削、铰削、车削、打孔、螺纹攻丝和滚刀应用。

本发明的另一目的是提供用于涂覆工件的涂覆体系、相应涂覆的工件和生产所述工件的方法，其中所述工件为用于机械加工部件的工件，所述部件可由诸如铁质和非铁金属以及复合材料的各种材料制成。

本发明的另一目的是提供用于涂覆工件的涂覆体系、相应涂覆的工件和生产所述工件的方法，其中所述工件可在各种工作条件下使用，诸如干式切削、用乳液和/或液体冷却剂切削、用最少量的润滑油(minimal quantity lubrication，MQL)切削和用气态冷却剂切削。

本发明的另一目的是提供用于涂覆工件的涂覆体系、相应涂覆的工件和生产所述工件的方法，其中所述工件为钻头、端铣刀、刀片或滚刀。

本发明的另一目的是提供用于涂覆工件的涂覆体系、相应涂覆的工件和生产所述工件的方法，其中所述工件底材基本是钢制的，具体地说，由高速钢、硬质合金、立方氮化硼、金属陶瓷或陶瓷材料制成。

本发明的另一目的是提供用于涂覆工件的涂覆体系、相应涂覆的工件和生产所述工件的方法，其中所述工件适用于机械加工以下材料中的至少一种、优选大部分：铁质和非铁材料、优选硬化钢、退火钢、合金钢、低碳钢、不锈钢、钛基合金、镍基合金和复合材料。

本发明的另一目的是提供用于涂覆工件的涂覆体系、相应涂覆的工件和生产所述工件的方法，其中所述涂层将具有优异的机械性质和热性质，特别是硬度、热硬度和抗氧化性。

本发明的另一目的是提供用于涂覆工件的涂覆体系、相应涂覆的工件和生产所述工件的方法，其中所述涂层在低温和高温应用条件下将对工件提供优异的防护。

本发明的另一目的是提供用于生产涂覆工件、尤其是如上所述的工件的方法，其尤其是可时间有效地进行。

本发明的另一目的是提供用于生产涂覆工件、尤其是如上所述的工件的方法，其尤其是可简单地进行。