[发明专利]具有CVD涂层的工具

说明书

本发明涉及一种工具，所述工具具有由硬质合金、金属陶瓷、陶瓷、钢或高速钢制成的基体和在CVD工艺中施加至所述基体的单层或多层磨损防护涂层，其中所述磨损防护涂层具有至少一个Ti_1‑xAl_xC_yN_z层，其化学计量系数为0.70≤x<1、0≤y≤0.25和0.75≤z<1.15，其中所述Ti_1‑xAl_xC_yN_z层具有1μm至25μm范围内的厚度并具有结晶择优取向，所述结晶择优取向以结晶{111}平面和{200}平面的X射线衍射峰强度比来表征，其中I{111}/I{200}>1+h(In h)²，其中h是所述Ti_1‑xAl_xC_yN_z层的以μm计的厚度。

技术领域

本发明涉及一种工具，所述工具具有硬质合金、金属陶瓷、陶瓷、钢或高速钢的基体和在CVD工艺中施加至其上的单层或多层磨损防护涂层，其中所述磨损防护涂层具有至少一个Ti_1-xAl_xC_yN_z层，其化学计量系数为0.70≤x&lt;1、0≤y&lt;0.25和0.75≤z&lt;1.15，并具有结晶择优取向。本发明还涉及一种制造这种工具的方法。

背景技术

用于材料机械加工、特别是用于切削金属机械加工的切削刀片包含硬质合金、金属陶瓷、陶瓷、钢或高速钢的基体，所述基体在大多数情况下设置有用于改进切削和/或磨损特性的单层或多层硬质合金涂层。所述硬质合金涂层包含单金属或混合金属硬质合金相的相互叠置层。单金属硬质合金相的实例是TiN、TiC、TiCN和Al₂O₃。其中在晶体中一种金属被另一种部分代替的混合金属相的实例是TiAlN和TiAlCN。通过CVD工艺(化学气相沉积)、PCVD工艺(等离子体辅助CVD工艺)或PVD工艺(物理气相沉积)来施加上面所指种类的涂层。

已发现，在PVD或CVD工艺中，沉积物中晶体生长的某种择优取向可具有特定优势，在这方面涂层的给定层的不同择优取向对于切削刀片的不同用途也可以是特别有利的。生长的择优取向通常是关于晶格平面进行说明的，通过米勒指数进行限定并且被称为结晶织构(例如纤维织构)。

DE 10 2005 032 860公开了具有Al含量为0.75&lt;x&lt;0.93的面心立方Ti_1-xAl_xC_yN_z层的硬质合金涂层和其制造方法。

DE 10 2007 000 512公开了一种硬质合金涂层，其具有沉积在直接沉积在基底上的TiN、TiCN或TiC第一层上的TiAlN层，和设置在所述两个层之间的粘结层，具有相梯度。所述TiAlN层关于晶格的(200)平面具有晶体生长的择优取向。

特许公开说明书WO 2009/112115、WO 2009/112116和WO 2009/112117A1公开了通过CVD工艺沉积的TiAlN和TiAlCN层，其具有高的Al比例和面心立方晶格，但未描述晶体生长的结晶择优取向。

通过PVD工艺制造的TiAlN涂层是已知的，其具有晶体生长的各种结晶择优取向，但相比于CVD涂层，将具有TiAlN涂层的面心立方晶格的PVD涂层限制于小于67％的Al含量。关于晶粒的生长方向具有{200}平面的结晶择优取向的TiAlN涂层被描述为对于金属机械加工是有利的(例如US 2009/0274899、US 2009/0074521和WO 2009/127344)。

发明内容

本发明的目的是提供用于切削金属机械加工、特别是钢或铸造材料的车削和铣削机械加工的切削刀片，所述切削刀片相比于现有技术具有改进的耐磨性。