一种带涂层的切削刀具.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113957413A(43)申请公布日2022.01.21(21)申请号202111258303.X(22)申请日2021.10.27(71)申请人赣州澳克泰工具技术有限公司地址341000江西省赣州市经济开发区工业三路(72)发明人谭卓鹏朱骥飞邱联昌成伟殷磊(74)专利代理机构广州睿金泽专利代理事务所(普通合伙)44430代理人董湘(51)Int.Cl.C23C16/34(2006.01)C23C16/36(2006.01)C23C28/00(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种带涂层的切削刀具(57)摘要本发明公开了一种带涂层的切削刀具，包括基体以及采用化学气相沉积方法沉积并具有0.5～20μm总厚度的多层耐磨涂层；所述多层耐磨涂层由内至外依次包括：至少一层钛化合物层和至少一层周期性涂层，所述周期性涂层由AlTiN层与AlTiSiN层交替沉积形成，所述AlTiN层与所述AlTiSiN层之间设有一层过渡层；所述过渡层由AlTiN或AlTiSiN构成，且其Si含量由所述AlTiN层至所述AlTiSiN层呈现梯度递增。本发明的目的在于解决带涂层切削刀具中AlTiN层与AlTiSiN层之间结合力弱的问题。CN113957413ACN113957413A权利要求书1/1页1.一种带涂层的切削刀具，其特征在于，包括基体以及采用化学气相沉积方法沉积并具有0.5～20μm总厚度的多层耐磨涂层；所述多层耐磨涂层由内至外依次包括：至少一层钛化合物层和至少一层周期性涂层，所述周期性涂层由AlTiN层与AlTiSiN层交替沉积形成，所述AlTiN层与所述AlTiSiN层之间设有过渡层；所述过渡层由AlTiN和/或AlTiSiN构成，且其Si含量由所述AlTiN层至所述AlTiSiN层呈现梯度递增。2.根据权利要求1所述的一种带涂层的切削刀具，其特征在于，所述过渡层的厚度为0.1μm～0.2μm，所述过渡层的成分由AlTiSiαN通式表述，式中Si含量α由所述AlTiN层一侧的0％逐渐过渡到另一侧的所述AlTiSiN层的Si含量，所述过渡层的微观结构也相应由柱状结构过渡到SixNy非晶包裹高铝fcc‑AlTiN纳米晶结构。3.根据权利要求1所述的一种带涂层的切削刀具，其特征在于，所述周期性涂层的重复周期为8～12。4.根据权利要求1‑3任一项所述的一种带涂层的切削刀具，其特征在于，所述AlTiSiN层为SixNy非晶包裹高铝fcc‑AlTiN纳米晶结构，其AlTiN的晶粒度＜50nm，且其中Al含量为70at％～95at％，Si含量为0.1at％～10at％；由内至外，Si含量在每一层所述AlTiSiN层中的含量递增，第一层所述AlTiSiN层中的Si含量控制在0.1‑1at％之间，第二层中的Si含量控制在1‑2at％之间；以此类推，当n≥2之后，第n层所述AlTiSiN层中的Si含量控制在n‑1at％～nat％。5.根据权利要求4所述的一种带涂层的切削刀具，其特征在于，所述AlTiSiN层的厚度为0.2μm～1.5μm。6.根据权利要求5所述的一种带涂层的切削刀具，其特征在于，所述AlTiSiN层的硬度大于35GPa。7.根据权利要求1‑3任一项所述的一种带涂层的切削刀具，其特征在于，所述AlTiN层具有面心立方(FCC)晶体结构并且晶体生长呈现(111)方向，其成分由通式TixAl1‑xN表示，0.67≤x≤0.96。8.根据权利要求7所述的一种带涂层的切削刀具，其特征在于，所述AlTiN层的厚度范围为0.2μm至1.5μm。9.根据权利要求8所述的一种带涂层的切削刀具，其特征在于，所述AlTiN层的纳米硬度大于30GPa。10.根据权利要求1‑3任一项所述的一种带涂层的切削刀具，其特征在于，所述钛化合物层由TiN、TiC、TiCN中的一种或多种构成。2CN113957413A说明书1/5页一种带涂层的切削刀具技术领域[0001]本发明属于加工刀具领域，尤其涉及一种带涂层的切削刀具。背景技术[0002]现代机械加工领域对高生产效率、环保的要求，以及被加工材料的复杂化和多样化的趋势对刀具涂层的耐磨损性能提出了更高的要求。目前的刀具材料，特别是刀具涂层材料为了满足高速干切的需求，必须再一步提高涂层材料的耐磨性和韧性。为应对难加工材料，还需提高刀具材料的抗粘结磨损的能力以及涂层的结合力。[0003]AlTiN涂层能显著提高刀具的高温抗磨损性，一般采用PVD(物理气相沉积)方法制备。然而PVD方法制备的面心立方结构的AlTiN涂层Al含量不可能超过0.67，因此限制了涂层在高温切削环境下的应用。采用CVD(化学气相沉积)技术，可以制备超高Al含