[发明专利]硬质涂层、硬质涂布构件及其生产方法以及用于制造硬质涂层的靶及其生产方法

权利要求书

1.一种硬质涂层，所述硬质涂层具有由(Al_xTi_yM_z)_aN_(1-a-b)O_b表示的组成，其中M是Cr和Nb中的至少一种元素，并且x、y、z、a和b是按原子比分别满足0.6≤x≤0.8，0.05≤y≤0.38，0.02≤z≤0.2，x+y+z＝1，0.2≤a≤0.8和0.02≤b≤0.10的数；

作为通过X射线光电子能谱鉴定的键合状态，所述硬质涂层具有M-O键，而没有超过不可避免的杂质水平的Al-O键，并且所述硬质涂层在其X射线衍射图中仅具有NaCl型结构。

2.根据权利要求1所述的硬质涂层，其中所述硬质涂层在其电子衍射图中具有NaCl型结构作为主结构和纤锌矿型结构作为子结构。

3.一种硬质涂布构件，所述硬质涂布构件具有在基板上形成的权利要求1或2所述的硬质涂层。

4.一种用于制造硬质涂布构件的方法，所述硬质涂布构件具有通过电弧离子镀在基板上形成的硬质涂层；所述硬质涂层具有由(Al_xTi_yM_z)_aN_(1-a-b)O_b表示的组成，其中M是Cr和Nb中的至少一种元素，并且x、y、z、a和b是按原子比分别满足0.6≤x≤0.8，0.05≤y≤0.38，0.02≤z≤0.2，x+y+z＝1，0.2≤a≤0.8和0.02≤b≤0.10的数，并且作为通过X射线光电子能谱鉴定的键合状态，所述硬质涂层具有M-O键，而没有超过不可避免的杂质水平的Al-O键，并且所述硬质涂层在其X射线衍射图中仅具有NaCl型结构；所述方法包括：

在氮化气体气氛中，使用具有由(Al)_p(AlN)_q(Ti)_r(TiN)_s(MN)_t(MO_x)_u表示的组成的靶，其中M是Cr和Nb中的至少一种元素；p、q、r、s、t和u是按原子比分别满足0.59≤p≤0.8，0.01≤q≤0.1，0.04≤r≤0.35，0.03≤s≤0.15，0.01≤t≤0.20，0.01≤u≤0.1，且p+q+r+s+t+u＝1的数；并且x是按原子比1～2.5的数。

5.根据权利要求4所述的用于制造硬质涂布构件的方法，其中，

所述基板在氮化气体气氛中保持在400℃～550℃的温度下；

向所述基板施加-270V至-20V的DC偏置电压或单极脉冲偏置电压；

向设置在电弧放电蒸发源上的所述靶供应脉冲电弧电流；并且

所述脉冲电弧电流具有基本上矩形的波形，具有90A～120A的最大电弧电流和50A～90A的最小电弧电流，所述最大电弧电流与所述最小电弧电流之间的差为10A或以上，频率为2kHz～15kHz，占空比为40％～70％。

6.根据权利要求4或5所述的用于制造硬质涂布构件的方法，其中

所述基板由WC类硬质合金制成；并且

在形成所述硬质涂层之前，向保持在400℃～700℃的温度下的所述基板施加-850V至-500V的负DC电压，并向设置在电弧放电蒸发源上的靶供应50A～100A的电弧电流，所述靶具有Ti_eO_1-e的组成，其中e是表示Ti的原子比的数，其满足0.7≤e≤0.95，由此在流速为30sccm～150sccm的氩气气氛中使所述基板的表面经受由所述靶产生的离子的轰击。