[发明专利]纳米层压的涂层切削工具

权利要求书

1.一种通过排屑进行加工的切削工具刀片，所述切削工具刀片包括烧结碳化物、金属陶瓷、陶瓷、立方氮化硼基材料或高速钢的硬质合金的刀体(1)，在其上沉积硬质耐磨PVD涂层，其特征在于，所述涂层包括至少一个多晶纳米层压结构(3)，所述多晶纳米层压结构(3)包括交替的层A和B的序列(4)，其中所述层A是(Al_x1Me1_1-x1)N_y1，其中0.3＜x1＜0.95，0.9＜y1＜1.1，和Me1是元素Ti、Y、V、Nb、Mo、Si和W中的一种或多种，或者Me1是Ti和以下元素中的一种或多种：Y、V、Nb、Mo、Si、Cr和W，和所述层B是(Zr_1-x2-z2Si_x2Me2_z2)N_y2，其中0＜x2＜0.30，0.90＜y2＜1.20，0≤z2＜0.25，和Me2是元素Y、Ti、Nb、Ta、Cr、Mo、W和Al中的一种或多种，层A和B的平均单层厚度是1nm-50nm，和所述纳米层压结构具有0.5μm-15μm的厚度。

2.根据权利要求1所述的切削工具刀片，其中所述层A是(Ti_1-x1-z1Al_x1Me1_z1)N_y1，其中0.3＜x1＜0.95，0.9＜y1＜1.1，0≤z1＜0.25，和(1-x1-z1)＞0，和Me1是元素Y、V、Nb、Mo、Si、Cr和W中的一种或多种。

3.根据前述权利要求中的任一项所述的切削工具刀片，其中0.45＜x1＜0.75。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的切削工具刀片，其中0.96＜y1＜1.04。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的切削工具刀片，其中0＜x2＜0.15。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的切削工具刀片，其中0.90＜y2＜1.10。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的切削工具刀片，其中0≤z1＜0.15和/或0≤z2＜0.15。

8.根据权利要求2-6中的任一项所述的切削工具刀片，其中z1＝0。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的切削工具刀片，其中z2＝0。

10.根据前述权利要求中的任一项所述的切削工具刀片，其中所述纳米层压结构包含立方和六方相的相混合物。

11.根据权利要求1-9中的任一项所述的切削工具刀片，其中所述纳米层压结构包含立方相。

12.根据权利要求11所述的切削工具刀片，其中所述立方相为NaCl相。

13.根据前述权利要求中的任一项所述的切削工具刀片，其中所述涂层由最内单层和/或多层(2)和接着的所述纳米层压结构(3)及任选地外部单层和/或多层(5)组成，其中所述最内单层和/或多层(2)包括例如TiN、TiC、Ti(C，N)或(Ti，Al)N，优选(Ti，Al)N单层，所述外部单层和/或多层(5)包括例如TiN、TiC、Ti(C，N)或(Ti，Al)N，优选TiN单层，所述涂层具有1μm-20μm的总厚度。

14.一种制备硬质耐磨纳米层压涂层结构的方法，其特征在于，分别使用固定装置旋转和用于层A和层B的至少两个相对的不同复合和/或合金化阴极，通过PVD，优选通过阴极电弧蒸发，生长交替的A：(Al，Me1)N和B：(Zr，Si，Me2)N层的序列，其中Me1是元素Ti、Y、V、Nb、Mo、Si、Cr和W中的一种或多种，或者Me1是Ti和以下元素中的一种或多种：Y、V、Nb、Mo、Si、Cr和W，和Me2是以下元素中的一种或多种：Y、Ti、Nb、Ta、Cr、Mo、W和Al，其条件是，反应气氛含N₂，任选地具有例如Ar的载气，总气压为1.0Pa-7.0Pa，优选1.5Pa-4.0Pa，蒸发电流为50A-200A，负基底偏压为0V-300V，优选10V-150V，最优选15V-100V，和沉积温度为200℃-800℃，优选300℃-600℃。

15.根据权利要求1-13中的任一项所述的切削工具刀片在如下条件下通过排屑进行加工的用途：其特别地产生高温，取决于切削速度和刀片几何形状，切削速度为50-400m/分钟，优选75-300m/分钟，在铣削的情况下，每齿的平均进给量为0.08-0.5mm，优选0.1-0.4mm。