[发明专利]具有多重织构分量的氧化铝层

说明书

技术领域

本发明涉及涂层切削工具、其制备方法和用途，所述涂层切削工具包含合并多重织构化的α-氧化铝（α-Al₂O₃）层涂覆的主体。所述层通过化学气相沉积（CVD）来生长，且本发明提供具有改进的磨损性质和良好的成屑机械加工性质的氧化物层。

发明背景

通常，基于CVD氧化铝的涂层包含碳氮化钛的内层和Al₂O₃的外层。开发和使用包含不同的Al₂O₃多形体例如α-Al₂O₃、κ-Al₂O₃和γ-Al₂O₃及其多层结构。

US3967035公开了一种α-Al₂O₃涂覆的切削工具刀片，其中通过铁族金属铝酸盐的薄中间层将层粘结到刀片上。

US3836392公开了一种α-Al₂O₃涂覆的切削工具刀片，其中将层直接沉积到刀片上。

US3837896公开了一种α-Al₂O₃涂覆的切削工具刀片，其中在氧化物层之前沉积中间碳化物或氮化物层。

US4619866公开了一种α-Al₂O₃涂覆的切削工具刀片，其中利用选自硫、硒、碲、磷、砷、锑、铋及其混合物的掺杂剂来沉积氧化物，大幅提高层的生长速率。

US5968595公开了一种涂覆有单个层或多个层的切削工具刀片，其包含至少一个{210}织构化κ-Al₂O₃的层。

US5162147公开了一种涂覆有内部α-Al₂O₃层和外部κ-Al₂O₃层的切削工具刀片。

US5700569公开了一种多层氧化物涂覆的切削工具刀片，其包含α-Al₂O₃层或κ-Al₂O₃层。

US6015614公开了一种在单层和/或双层α-Al₂O₃和κ-Al₂O₃的厚层上涂覆有TiN/TiC多层结构的切削工具刀片。

US6632514公开了一种涂覆有κ-Al₂O₃和TiN或Ti(C、N)层的多个层的切削工具刀片。

US7470296公开了一种涂覆有包含Ti(C,N)和Al₂O₃优选κ-Al₂O₃的层的多个层的切削工具刀片。

US6855413公开了一种涂覆有包含TiN和κ-Al₂O₃的层的多个层的切削工具刀片。

US6572991公开了一种具有γ-Al₂O₃层外层的氧化物涂覆的切削工具刀片。

US6689450公开了一种具有κ-Al₂O₃和/或γ-Al₂O₃或TiN的多个层的涂层切削工具刀片。

近来，通过控制晶体学取向、织构，尤其是对于α-Al₂O₃多形体，已经实现了氧化物层的进一步增强。通过开发新的合成路线，已经实现了该目的，所述新的合成路线包括使用成核和生长顺序、粘结层、反应物气体的顺序、添加织构改性剂和/或通过使用氧化铝转化层。通常，使用X射线衍射（XRD）技术和织构系数的概念对织构进行评价。

使用多种粘结/成核层和生长顺序来合成织构化的氧化铝层

US7094447公开了一种制造具有改进的耐磨性和韧性的织构化的α-Al₂O₃层的方法。使用由铝化和氧化步骤构成的成核顺序在(Ti,Al)(C,O,N)粘结层上形成α-Al₂O₃层。所述层的特征在于通过XRD所确定的{012}生长织构。