纳米叠层涂覆的切削工具.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号(10)授权公告号CNCN102449195102449195B(45)授权公告日2014.08.20(21)申请号201080024204.9(51)Int.Cl.(22)申请日2010.05.28C23C30/00(2006.01)B23B27/14(2006.01)(30)优先权数据C04B41/87(2006.01)0900738-62009.06.01SEC04B41/89(2006.01)(85)PCT国际申请进入国家阶段日C23C14/06(2006.01)2011.12.01C23C14/24(2006.01)C23C14/32(2006.01)(86)PCT国际申请的申请数据PCT/SE2010/0505812010.05.28(56)对比文件US2005/0202283A1,2005.09.15,全文.(87)PCT国际申请的公布数据WO2010/140959EN2010.12.09US2006/0182999A1,2006.08.17,全文.US6599062B1,2003.07.29,全文.(73)专利权人山高刀具公司JP特开2010-76084A,2010.04.08,说明书地址瑞典法格什塔第8-13段,说明书66段.(72)发明人乔恩·安德森拉奇德·埃姆萨乌毕审查员张占江托米·拉尔森马茨·约翰松珀·阿尔姆(74)专利代理机构中原信达知识产权代理有限责任公司11219代理人张珂珂郭国清权权利要求书2页利要求书2页说明书7页说明书7页附图1页附图1页(54)发明名称纳米叠层涂覆的切削工具(57)摘要本发明涉及一种用于通过排屑加工的切削工具刀片，其包括或者作为固体刀片或者附着于支持体的多晶立方氮化硼压块(PCBN)的刀体，在其上沉积有硬质耐磨的物理气相沉积(PVD)涂层。所述涂层包括交替的A和B层的多晶纳米叠层结构，其中层A为(Ti、Al、Me1)N且Me1为元素周期表中的第3族、第4族、第5族或第6族金属元素的一种或多种，层B为(Ti、Si、Me2)N且Me2为包括Al的元素周期表中的第3族、第4族、第5族或第6族金属元素的一种或多种，并且厚度在0.5至10m之间。本发明的刀片尤其可用于产生高温的金属切削应用，例如钢、铸铁、超合金和硬化钢的CN102449195BCN102495B高速加工。CN102449195B权利要求书1/2页1.一种用于通过排屑加工的切削工具刀片，其包括或者作为固体刀片或者附着于支持体的刀体，其上沉积有硬质耐磨的PVD涂层，其特征在于所述刀体为包含至少30体积%在粘结剂中的立方相氮化硼（cBN）的多晶立方氮化硼压块（PCBN），所述粘合剂包含至少一种选自属于元素周期表中第4族、第5族和第6族元素以及Al的一种或多种的氮化物、硼化物、氧化物、碳化物和碳氮化物的化合物，并且在所述涂层中包括交替的A和B层的柱状多晶纳米叠层结构，其中层A为(Ti1-xAlxMe1p)Na，0.3＜x＜0.95，0.90＜a＜1.10，p=0，且Me1为Zr、Y、V、Nb、Mo和W的一种或多种，层B为(Ti1-y-zSiyMe2z)Nb，并且0.05＜y＜0.25，0≤z＜0.4，0.9＜b＜1.1，且Me2为Y、V、Nb、Mo、W和Al的一种或多种，并且所述纳米叠层结构的厚度在0.5至10μm之间，平均柱宽在20至1000nm之间，且单独A和B层的平均厚度在1至50nm之间。2.根据权利要求1所述的切削工具刀片，其特征在于0.45＜x＜0.75。3.根据权利要求1所述的切削工具刀片，其特征在于0.96＜a＜1.04。4.根据权利要求1所述的切削工具刀片，其特征在于0.96＜b＜1.04。5.根据权利要求1所述的切削工具刀片，其特征在于0.05＜y＜0.18。6.根据权利要求1所述的切削工具刀片，其特征在于如通过X-射线衍射测定的，所述纳米叠层结构包含立方和六角结构的混合相。7.根据权利要求1所述的切削工具刀片，其特征在于如通过X-射线衍射测定的，所述纳米叠层结构仅包含立方相。8.根据权利要求1-7中任一项所述的切削工具刀片，其特征在于z=p=0。9.根据权利要求1-7中任一项所述的切削工具刀片，其特征在于所述涂层包含TiN、TiC、Ti(C、N)或(Ti、Al)N的内部单层和/或多层涂层，和/或TiN、TiC、Ti(C、N)、(Ti、Si)N或(Ti、Al)N的外部单层和/或多层涂层，包括纳米叠层结构厚度的总涂层厚度在0.5至20μm之间。10.根据权利要求1-7中任一项所述的切削工具刀片，其特征在于所述多晶立方氮化硼压块（PCBN）包含：30体积%＜cBN＜70体积%，平均cBN晶粒度在0.5μm至4μm之间，和含80重量%＜Ti(