用于切削刀具的涂层制造技术

本发明专利技术涉及用于切削刀具的涂层。在一个方面说明了切削刀具，这些切削刀具具有粘附到其上的涂层。在一些实施例中，一种涂覆的切削刀具包括一个基底以及一个粘附到该基底上的涂层，该涂层包括至少一个通过化学气相沉积而沉积的复合层，该复合层包括一个氧氮化铝相和一个金属氧化物相，该金属氧化物相包括至少一种选自周期表的第IVB族的金属元素的氧化物。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及用于切削刀具的涂层。在一个方面说明了切削刀具，这些切削刀具具有粘附到其上的涂层。在一些实施例中，一种涂覆的切削刀具包括一个基底以及一个粘附到该基底上的涂层，该涂层包括至少一个通过化学气相沉积而沉积的复合层，该复合层包括一个氧氮化铝相和一个金属氧化物相，该金属氧化物相包括至少一种选自周期表的第IVB族的金属元素的氧化物。【专利说明】用于切削刀具的涂层
本专利技术涉及用于切削刀具的涂层，并且更特别地涉及通过化学气相沉积(CVD)而沉积的涂层。
技术介绍
包括烧结碳化物切削刀具在内的切削刀具已经在有涂层和无涂层两种情况中用于对不同金属和合金进行机加工。为了提高切削刀具的耐磨损性、性能和寿命，已经将一层或多层耐火材料施加到切削刀具的表面上。例如，已经通过CVD并且通过物理气相沉积(PVD)将TiC、TiCN、TiN和/或Al2O3施加到烧结碳化物基底上。虽然在各种应用中在抑制磨损和延长刀具寿命方面是有效的，但是基于上述耐火材料的单层或多层构造的耐火涂层已经逐渐达到其性能极限，由此要求发展用于切削刀具的新的涂层结构。
技术实现思路
在一个方面，描述了切削刀具，这些切削刀具具有粘附到其上的涂层，在一些实施例中，这些涂层可以展示出希望的耐磨损性以及增加的切削寿命。在一些实施例中，一种涂覆的切削刀具包括一个基底以及一个粘附到该基底上的涂层，该涂层包括至少一个通过化学气相沉积而沉积的复合层，该复合层包括一个氧氮化招相和一个金属氧化物相，该金属氧化物相包括至少一种选自周期表的第IVB族的金属元素的氧化物。在一些实施例中，一个复合层的金属氧化物相包括多种选自周期表的第IVB族的金属元素的氧化物。此外，在此所描述的涂层的 复合层除了该氧氮化铝相和金属氧化物相之外可以进一步包括一种金属氧氮化合物相，该金属氧氮化合物相包括至少一种选自周期表的第IVB族的金属元素的氧氮化合物。在另一个方面，在此描述了制造涂覆的切削刀具的方法。在一些实施例中，一种制造涂覆的切削刀具的方法包括:提供一个基底并且在该基底上通过化学气相沉积来沉积涂层的至少一个复合层，该复合层包括一个氧氮化铝相和一个金属氧化物相，其中该金属氧化物相包括至少一种选自周期表的第IVB族的金属元素的氧化物。在一些实施例中，该金属氧化物相包括多种选自周期表的第IVB族的金属元素的氧化物。此外，所沉积的复合层除了该氧氮化铝相和金属氧化物相之外还可以包括一种金属氧氮化合物相，该金属氧氮化合物相包括至少一种选自周期表的第IVB族的金属元素的氧氮化合物。在下面的详细说明中进一步说明了这些和其他实施例。【专利附图】【附图说明】图1展示了根据在此说明的一个实施例的一个涂覆的切削刀具的基底。图2是根据在此说明的一个实施例的涂覆的切削镶片的一个截面的显微照片，展示了该涂层结构的多个层。图3是根据在此说明的一个实施例的一个涂覆的切削镶片的截面扫描电子显微镜(SEM)图像。图4是根据在此说明的一个实施例的复合层表面的SEM图像。【具体实施方式】通过参考以下详细说明和实例以及它们的上述和以下说明可以更容易地理解在此描述的实施例。但是，在此描述的元素、设备和方法并不限于在详细说明和实例中提及的具体实施例。应该认识到，这些实施例仅是本专利技术原理的展示。在不脱离本专利技术的精神和范围的情况下做出的许多修改和修正将是本领域的普通技术人员容易明白的。1.涂覆的切削刀具在一个方面，描述了切削刀具，这些切削刀具具有粘附到其上的涂层，在一些实施例中这些涂层可以展示出希望的耐磨损性以及增加的切削寿命。在一些实施例中，一种涂覆的切削刀具包括一个 基底以及一个粘附到该基底上的涂层，该涂层包括至少一个通过化学气相沉积而沉积的复合层，该复合层包括一个氧氮化招相和一个金属氧化物相，该金属氧化物相包括至少一种选自周期表的第IVB族的金属元素的氧化物。一个复合层的金属氧化物相可以包括多种选自周期表的第IVB族的金属元素的氧化物。此外，在此所描述的涂层的复合层除了该氧氮化铝相和金属氧化物相之外可以进一步包括一种金属氧氮化合物相，该金属氧氮化合物相包括至少一种选自周期表的第IVB族的金属元素的氧氮化合物。在此描述的周期表的族是根据CAS命名法确定的。现在转向具体的部件，在此描述的涂覆的切削刀具包括一个基底。涂覆的切削刀具的基底可以包括不与本专利技术的目的相矛盾的任何材料。在一些实施例中，一个基底包括:烧结碳化物、碳化物、陶瓷、金属陶瓷或钢。在一些实施例中，烧结碳化物基底包括碳化钨(WC)。WC可以在一个基底中存在的量是至少约70的重量百分比。在一些实施例中，WC在一个基底中存在的量是至少约80重量百分比或至少约85重量百分比。另外，一个烧结碳化物基底的金属粘结剂可以包括钴或钴合金。例如，钴可以在一个烧结碳化物基底中存在的量的范围是从约3重量百分比至约15重量百分比。在一些实施例中，钴在一个烧结碳化物基底中存在的量的范围是从约5重量百分比至约12重量百分比或从约6重量百分比至约10重量百分比。此外，一个烧结碳化物基底可以呈现出在该基底的表面开始并向内延伸的一个粘结剂富集区。一个烧结碳化物基底还可以包括一种或多种添加剂，例如像以下元素和/或它们的化合物中的一种或多种:钛、铌、钒、钽、铬、锆和/或铪。在一些实施例中，钛、铌、钒、钽、铬、锆和/或铪与该基底中的WC形成固溶体碳化物。在一些实施例中，该基底包括一种或多种固溶体碳化物，其量的范围是从约0.1重量百分比至约5重量百分比。另外，一种烧结碳化物基底可以包括氮。在一些实施例中，在此描述的一种涂覆的切削刀具的基底包括在该基底的一个前刀面与多个肋侧面的相接处形成的一个或多个切削刃。图1展示了根据在此说明的一个实施例的一个涂覆的切削刀具的基底。如图1所展示的，基底10具有在基底前刀面14与胁侧面16的相接处形成的多个切削刃12。该基底还包括一个孔18，该孔可用于将基底10固定到一个刀夹具上。在一些实施例中，一种涂覆的切削刀具的基底是一个镶片、钻头尖、锯片或其他切削装置。如在此描述的，粘附到该基底上的一个涂层包括至少一个通过化学气相沉积而沉积的复合层，该复合层包括一个氧氮化铝(AlON)相和一个金属氧化物相，该金属氧化物相包括至少一种选自周期表的第IVB族的金属元素的氧化物。该AlON相可以在该复合层中以不与本专利技术的目的相矛盾的任何量存在。例如，该AlON相可以是该复合层的主要相，用作在此进一步讨论的金属氧化物和金属氧氮化合物相的基质。在一些实施例中，该AlON相在该复合层中存在的量是选自表1。表1-复合层的AlON相(体积百分比)【权利要求】1.一种涂覆的切削刀具，包括: 一个基底；以及 一个粘附到该基底上的涂层，该涂层包括至少一个通过化学气相沉积而沉积的复合层，该复合层包括一个氧氮化铝相和一个金属氧化物相，该金属氧化物相包括至少一种选自周期表的第IVB族的金属元素的氧化物。2.如权利要求1所述的涂覆的切削刀具，其中，该金属氧化物相包括Zr02、Hf02、或它们的混合体。3.如权利要求1所述的涂覆的切削刀具，除了该氧氮化铝相和金属氧化物相之外进一步包括一个金属氧氮化合物相，该金属氧氮化合物相包括至少一种选自周期表的第IVB族的金属元素的氧氮化合物。4.如权利要求3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涂覆的切削刀具，包括：一个基底；以及一个粘附到该基底上的涂层，该涂层包括至少一个通过化学气相沉积而沉积的复合层，该复合层包括一个氧氮化铝相和一个金属氧化物相，该金属氧化物相包括至少一种选自周期表的第IVB族的金属元素的氧化物。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：V·索特凯，D·伦克，H·韦斯特法尔，H·范登伯格，P·莱希特，M·格林菲尔德，Y·刘，
申请(专利权)人：钴碳化钨硬质合金公司，
类型：发明
国别省市：美国;US