專利名稱：：帶涂層的切削工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及由下列制成或包括下列的帶涂層銳邊切削工具領(lǐng)域燒結(jié)體，其包含至少硬質(zhì)材料和粘合劑材料，其中所述燒結(jié)體已經(jīng)在形成所述燒結(jié)體的溫度和壓力下被燒結(jié)。切削工具包括例如，用于銑削的工具(銑削工具)、車削工具、分度鑲?cè)?indexableinsert)、齒輪切削工具、齒輪滾銑刀(hob)、帶柄類型工具、螺紋成形工具(toolforthreading)、攻絲工具(tappingtool)。
背景技術(shù)：
：利用過去和目前的粉末冶金學(xué)燒結(jié)技術(shù)，燒結(jié)碳化物切削工具已經(jīng)被用于無涂層條件和CVD(化學(xué)氣相沉積)和PVD(物理氣相沉積)涂層條件。CVD涂層工藝，包括MT-CVD(適溫CVD或中溫CVD)涂層工藝，需要高溫，通常對于HT-CVD(高溫CVD)超過950°C,或者對于MT-CVD在800°C和900°C之間，以及化學(xué)腐蝕性工藝氛圍。尤其是，這具有關(guān)于下列方面的缺點(diǎn)切削工具的橫斷裂強(qiáng)度(TRS)和低刀口強(qiáng)度，以及無法避免的涂層的熱裂紋。下面以燒結(jié)碳化物涂層為例給出了關(guān)于HT-CVD缺點(diǎn)的更詳細(xì)描述a)如前所述，基材TRS的降低可能是由于下列事實(shí)在涂層之前表面的狀態(tài)是由于正確研磨工藝所誘導(dǎo)的殘余壓應(yīng)力狀態(tài),這是有利的；這種狀態(tài)被高溫所改變,其中高溫會釋放這種有利的殘余壓應(yīng)力。因此，和涂覆無關(guān)，高溫退火對于碳化物基材具有這種作用。然而，即使基材沒有被適當(dāng)研磨_例如，如果其被進(jìn)行"過度研磨"，這會留下殘余拉伸應(yīng)力或者甚至某些表面裂紋-高溫處理基本上沒有有利的效果。b)帶涂層的工具的TRS的進(jìn)一步減小來自于熱裂紋的出現(xiàn)，這是由于在從高CVD溫度冷卻時(shí)涂層和基材之間的熱膨脹配合不當(dāng)所誘導(dǎo)的。裂紋會貫穿涂層的厚度，因此能夠引起在某些切割條件下的疲勞失效。c)在WC-Co硬質(zhì)金屬的情況中，還已知在大約85(TC及更高的溫度下，鈷會朝表面擴(kuò)散,這同樣與CVD工藝過程中的脫碳和n相的形成相關(guān)。這類n相可以例如通過在TiC或TiCNCVD第-層的起始形成中基材的外部區(qū)的脫碳而形成，其中所述第一層是CVD八1203涂層的常用底層。n相區(qū)形成高多孔性的脆化層，同樣造成了微開裂起始位點(diǎn)以及涂層的分層傾向。HT-CVD的至少該缺點(diǎn)己經(jīng)被MT-CVD所克服，例如通過在大約85(TC施加第一TiCN層，由此使得基材n相形成最小化。因此，已經(jīng)采取了不同的措施減少這些不利的影響。US4，610，931建議使用燒結(jié)碳化物體，其在外周表面附近具有粘合劑富集。在US5，266，388和US5，250，367中已經(jīng)建議將處于殘余拉伸應(yīng)力狀態(tài)的CVD涂層，之后是處于殘余壓應(yīng)力的PVD涂層應(yīng)用于所提到的富集粘合劑的工具。盡管上面已經(jīng)用燒結(jié)碳化物舉例說明了CVD涂覆工藝的缺點(diǎn)，但從其他具有燒結(jié)體的基材也已經(jīng)知道了相同或至少相似的問題。金屬陶瓷也具有Co、Ni(和其他金屬如Mo、Al...)粘合劑，并且經(jīng)歷了與燒結(jié)碳化物相似的燒結(jié)工藝。TiCN-基金屬陶瓷如今例如不4是容易進(jìn)行CVD涂覆的，因?yàn)檫@些基材與涂覆氣體物種(species)反應(yīng)性更強(qiáng)，這造成了在界面的不期望的反應(yīng)層。超硬的CBN工具使用與用于碳化物和金屬陶瓷所不同的高溫高壓燒結(jié)技術(shù)。然而，它們也可具有金屬粘合劑例如Co、Ni...,其傾向于在CVD涂覆工藝過程中的高溫反應(yīng)。這些基材有時(shí)被PVD涂覆以TiN、TiAlN、CrA:IN或其他主要用于在切削刃口處指示磨損的涂層系統(tǒng)。然而，這些涂層僅能夠提供有限的對抗高溫和高氧化應(yīng)力的保護(hù)，其中所述高溫和高氧化應(yīng)力例如是由于現(xiàn)有技術(shù)中車床所采用高切削速度造成的。引入玻璃相作為粘合劑的基于固體A1203、A1203-TiC或者A1203-Si3N4(SiA10N)的陶瓷工具材料,代表另一種工具類型這些工具是電絕緣的，并因此同樣難以利用傳統(tǒng)PVI)進(jìn)行涂覆。這些材料是被燒結(jié)-HIP的(HIP:熱等靜壓)，這與低壓燒結(jié)的碳化物不同。這些陶瓷鑲?cè)型瑯硬荒苓M(jìn)行CVD涂覆，因?yàn)楦邷啬軌蛟斐蒘i3N4基材的軟化，或者使其由于非晶態(tài)玻璃粘合劑相變成晶體而損失一些韌性。然而,無涂層材料能夠允許在金屬切削過程中在它們粘合劑相和工件材料之間發(fā)生相互作用，因此易于形成磨損凹陷(crateringwear)，這將這類工具的用途限制到了有限的適當(dāng)應(yīng)用。因此，對于高度需要工具韌性或?qū)缀涡螤钣刑厥庑枨蟮脑S多操作，PVD涂層已經(jīng)部分甚至完全替代了CVD涂層。這些工具的例子是用于斷續(xù)切削應(yīng)用如銑削工具或特別是銳邊螺紋形成工具和攻絲工具。然而，由于突出的熱化學(xué)抗性和熱硬度，氧化CVD涂層例如a-禾n/或y-晶體結(jié)構(gòu)A1203或者包含這些涂層的厚多層仍然被廣泛應(yīng)用，特別是用于所有類型材料的中車削-粗車削、分型和開槽應(yīng)用，并且在鑄鐵的車削上幾乎是獨(dú)用。直到近來，這些涂層都不能通過PVD工藝產(chǎn)生,這是因?yàn)榕c電絕緣材料特別是氧化涂層相關(guān)的主要工藝限制。正如本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的，上述所有問題都傾向于出現(xiàn)和集中于隨著切削刃半徑越小切削刃變得越尖銳。因此，為了避免帶CVD涂層的工具出現(xiàn)刃口剝落或破裂，對于切削刃和工具尖端必需考慮額外的幾何限制，其中例如，對于燒結(jié)碳化物而言切削刃限制為最小半徑為40um。另外，通常使用進(jìn)一步的措施例如將倒角(chamfer)、水簾(waterfall)、擦拭器或其他特殊的幾何形狀應(yīng)用到切削刃的間隙側(cè)刀面(clearanceflank)、前刀面或者兩面，但通常為生產(chǎn)燒結(jié)工具基材增添了另外的處理起來復(fù)雜的生產(chǎn)步驟。
發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的目標(biāo)是提供帶單層或多層PVD涂層的銳邊切削工具，其可以同時(shí)表現(xiàn)令人滿意的耐磨性和熱化學(xué)抗性，以及對刃口剝落的抗性。切削工具包括由燒結(jié)碳化物、CBN、金屬陶瓷或陶瓷材料制成的燒結(jié)體，其具有刃口半徑(edgeradius):^的切削刃、側(cè)刀面和前刀面；和單層或多層涂層，所述單層或多層涂層由包含至少-個(gè)氧化性PVD層的PVD涂層構(gòu)成并覆蓋所述燒結(jié)體表面的至少部分。在一個(gè)實(shí)施方案中，刃口半徑Re小于40iim，優(yōu)選小于或等于30iim。所覆蓋的表面部分包含燒結(jié)體的銳邊的至少一些部分。需要提到的是，如果在工具銳化之后不應(yīng)用任何后處理如搪磨(honing)或鈍化等，則等于或者甚至小于20um的刃口半徑Re可以在燒結(jié)工具上被構(gòu)建。同樣，這些工具可以被有利地涂覆上氧化PVD涂層，因?yàn)閷ν扛补に嚊]有任何有害影響并且不會發(fā)生切削刃的弱化。該涂層不存在熱裂紋并且不含任何鹵化物或者其他源自CVD工藝氣體的污染。另外，涂層或至少氧化PVD層可以不含惰性元素例如He、Ar、Kr等。這可以通過在純活性氣體氛圍中的真空電弧沉積(vacuumarcd印osition)而實(shí)現(xiàn)。作為多層涂層的例子，粘附層和或硬、磨損保護(hù)層的沉積可以在氮?dú)夥諊虚_始，接著是特征在于不斷增加的氧氣流的工藝步驟以產(chǎn)生朝向氧化涂層的梯度，其伴隨或者之后是氮?dú)饬鞯南陆祷蜿P(guān)閉。在陰極電弧靶的表面面積....匕施加小垂直磁場可能在高度絕緣靶表面(例如通過在純氧氣氛圍下由電弧工藝形成的)的情況下是有利的。如何進(jìn)行這類涂層工藝的詳細(xì)指導(dǎo)可見于申請WO2006-099758、WO2006-099760、WO2006-099754以及在C:H1166六)3中，通過引用將它們并入作為本文實(shí)際公開內(nèi)容的一部分。優(yōu)選所述氧化層引入了電絕緣氧化物，其包含選自元素周期表中IV、V、VI族過渡金屬和Al、Si、Fe、Co、Ni、Y、La的組的至少一種元素。(Al卜xCrx)203和A1203是這類材料的兩種重要的例子。這類氧化物的晶體結(jié)構(gòu)可以變化，并且可以包含立方或六方晶格如阿爾法(a)、貝塔(!3)、伽馬(y)、德爾塔(S)相或尖晶石結(jié)構(gòu)。例如,包含不同氧化物膜的氧化物層可以被施加于所述工具。盡管多層式涂層可以包含在不同元素或化學(xué)計(jì)量組成的所限定層之間具有尖銳或梯度轉(zhuǎn)移區(qū)的所提到元素的氮化物、碳氮化物、氧氮化物(oxinitrides)、硼化物等，但需要提到的是針對高溫和/或高氧化應(yīng)力的最佳保護(hù)可以僅僅通過包含由基本上純的氧化物組成的至少-一層的涂層來確保。就形成熱動力學(xué)穩(wěn)定相而言，剛玉型結(jié)構(gòu)將是氧化層的優(yōu)選實(shí)施方案，其中所述剛玉型結(jié)構(gòu)例如可以是A1兆、(AlCr)203、(A1V)A型的，或者更通常是(Mel卜xMe2x)203型的，其中0.2《x《0.98，Mel和Me2是選自Al、Cr、Fe、Li、Mg、Mn、Nb、Ti、Sb、V組的不同元素。關(guān)于如何形成這類剛玉型單層或多層結(jié)構(gòu)的詳細(xì)指導(dǎo)可以見于申請CH01614/06，通過引用將該申請并入本文。在本發(fā)明的實(shí)施方案中，涂層包括直接位于體表面上的粘附層,和/或位于所述體和氧化層之間或者位于兩層或更多層連續(xù)氧化層之間和/或位于涂層頂部的至少一層硬質(zhì)磨損保護(hù)層。其中的粘附層以及磨損保護(hù)層優(yōu)選包含選自元素周期表中IV、V、VI族過渡金屬和Al、Si、Fe、Co、Ni、Y、La的組的至少一種元素。磨損保護(hù)層的化合物將進(jìn)一步包含N、C、0、B或其混合物，其中優(yōu)選N、C和CN。這些磨損保護(hù)層的例子是TiN、TiC、CrN、CrC、TiAlN、CrAlN、TiCrA:I.N以及TiCN、CrCN、TiA:I.CN、CrAlCN和TiCrAlCN。粘附層的化合物可以包含N、C、O或其混合物,其中優(yōu)選N和O。這類粘附層的例子是TiN、CrN、TiAlN、CrAlN、TiCrAlN或TiON、CrON、TiA10N、CrA10N、TiCrA10N。該粘附層的厚度優(yōu)選是0.1-1.5iim。如果粘附層包含直接位于體表面的薄金屬層，則對于最佳的工具-涂層結(jié)合而言，金屬層的厚度應(yīng)該是10-2()()mn。這類金屬中間層的例子是Ti、Cr、TiAl或CrAl。涂層的整個(gè)厚度應(yīng)該是2-30um，而在大多數(shù)情況中，由于涂層工藝的經(jīng)濟(jì)性原因，該厚度應(yīng)該是3-10um。然而，應(yīng)該指出，原則上能夠提供具有甚至更厚涂層的工具，如果對于某些特殊應(yīng)用需要的話，例如其可以是對鑄鐵的高速車削。根據(jù)實(shí)際需要，所有層都可以被沉積上形成尖銳的或梯度的層間過渡區(qū)的涂層，所述涂層顯示出離散的或梯度的層結(jié)構(gòu)。層的厚度可以從數(shù)微米至數(shù)納米中選擇，如果這些結(jié)構(gòu)對于特定應(yīng)用應(yīng)該是優(yōu)選的話。與包含氧化性CVD層的切削工具不同，這些PVD涂層的工具不需要富含粘合劑的基材以最小化CVD工藝對燒結(jié)體TRS(橫切斷裂強(qiáng)度)的不利影響。PVD工藝的低工藝溫度以及施加處于壓應(yīng)力狀態(tài)的涂層或某些層(特別是前述的磨損保護(hù)層)的可能性,證明可以用作抵抗裂紋擴(kuò)展和刃口剝落風(fēng)險(xiǎn)的措施。因此，對于大部分實(shí)際切削應(yīng)用，不再使用富含粘合劑的基材，這對于碳化物工具生產(chǎn)而言是明顯簡化的。然而，在某些切削條件F，甚至PVD涂覆的、富集的碳化物等級也(PVDcoatedenrichedcarbidegrade)可以是有用的，例如如果切削參數(shù)需要被擴(kuò)展以便施加更高的進(jìn)給力以及優(yōu)選甚至更高的TRS。由于這類PVD涂覆的硬質(zhì)金屬等級的可能的較高TRS，對于特定的精細(xì)加工應(yīng)用，不僅可以生產(chǎn)具有非常小刃口半徑的切削工具，而且可以生產(chǎn)具有較小刀尖半徑(noseradius)或頂角(pointangle)的切削工具。作為例子，與具有最小0.2mm(0.008英寸)至2.4mm(().094英寸)的常見刀尖半徑的傳統(tǒng)燒結(jié)碳化物鑲?cè)邢啾?，甚至諸如().15、().10、0.05和0.01mm的半徑可以被涂層并在常見的精細(xì)車削條件下進(jìn)行測試,而沒有過早的尖端剝落跡象。由于PVD工藝的固有"幾何"性質(zhì)，可以僅僅通過使用規(guī)定的夾具系統(tǒng)(fixturingsystem)為簡單幾何形狀的某些燒結(jié)體(例如鑲?cè)?提供進(jìn)一步的涂層特征，由此暴露所述體的某些區(qū)域至來自電弧或?yàn)R射源的"直接"離子和/或中性流(在后面稱作粒子流)，而其他區(qū)域?qū)嵸|(zhì)上是僅僅被擦邊(grazing)或間接入射而碰撞。在本文中，"直接"意味著電弧源所發(fā)出的粒子的主要部分或大部分以大約90±15°的角度碰撞表面。因此，這些區(qū)域上的層生長大于在暴露于基本上"間接"粒子流的表面上的生長。這種影響可以用以在一個(gè)PVD涂層工藝過程中施加不同厚度的涂層；這與CVD工藝完全不同,其中CVD工藝在每個(gè)表面上提供了均一的涂層厚度，而不依賴由于不同基材/源定位的幾何影響。例如，使用三重旋轉(zhuǎn)軸(threefoldrotatingspindle)以固定帶中心孔的方形13xl3x5鵬的鑲?cè)泻徒惶?mra間隔物時(shí)，對于所述鑲?cè)卸裕赗CS型商業(yè)()erlikon涂覆裝置中可以在大約500mm的基材轉(zhuǎn)盤總長度上，或者在市售0erlikonBAI1200涂覆裝置中可以在大約900mm的基材轉(zhuǎn)盤的長度....匕調(diào)節(jié)側(cè)刀面厚度(d{M7M)和前刀面厚度(d，力面)的比例為大約2±0.5。厚度測量是在側(cè)刀面的中部進(jìn)行的，對于前刀面則是在距離切削刃2mi的等分線(bisectingline)處測量的，其中所述等分線連接所述鑲?cè)械膬蓚€(gè)相對的刀尖(nose)，限定了刀尖的頂角。具有商值9*=d前刀面/d側(cè)刀面〈1的鑲?cè)?其中d前刀面是前刀面上的整個(gè)涂層厚度，d，力gj是側(cè)刀面....匕的整個(gè)涂層厚度)對于銑削工具是特別便利的，這是由于在銑削操作過程中的沖擊應(yīng)力得益于來自側(cè)刀面上更高PVD涂層厚度。這種效應(yīng)通過具有高殘余應(yīng)力的PVD涂層得到增強(qiáng)，其可以通過工藝參數(shù)如基材偏壓(substratebias)、總壓力等而進(jìn)行控制。與銑削不同，車削操作的磨損抗性得益于在前刀面上更高的涂層厚度，這是由于正經(jīng)過的切屑所造成的高摩擦和熱化學(xué)磨損。因此,在這種情況中，商值Q，應(yīng)當(dāng)高于1:QK/F=dffl7M/d.W7TlS>1。對于鑲?cè)卸?，這種涂層分布可以通過夾具產(chǎn)生，所述夾具將前刀面相位(rakephase)暴露到電弧或?yàn)R射源的直接粒子流。例如雙重旋轉(zhuǎn)磁力夾具可以用于將燒結(jié)碳化物鑲?cè)械那暗睹嬷苯颖┞兜剿鲈?。這種磁力夾具導(dǎo)致在切削刃上厚度的額外增強(qiáng)，這能受到工藝參數(shù)的影響如基材偏壓,并且可以用于改善工具性能。對于非磁力切割板，可以根據(jù)需要而使用夾持性或掛鉤性夾具。此外，對于車削工具,包含磨損保護(hù)層的涂層設(shè)計(jì)被證明是特別有效的，其中所述磨損保護(hù)層定位在所述體和氧化層之間，是由TiN、TiC或TiCN、TiAIN或TiAlCN、AlCrN或AlCrCN制成的。根據(jù)本發(fā)明的切削工具可以用于多種不同的工件材料，例如所有類型的金屬，如有色金屬，但尤其是黑色金屬、鑄鐵等。用于銑削或車削這些材料的特殊工具可以如上所述被優(yōu)化。這使得PVD涂層成為目前CVD涂層的有利競爭者，甚至在直到目前尚未觸及的CVD領(lǐng)域，如車削操作中，特別是鋼和鑄鐵的粗制和高速精加工。在許多切削應(yīng)用中，具有氧化層作為涂層系統(tǒng)最外層的工具被證明是最佳解決方案。特別的，這指的是齒輪切削工具、齒輪滾銑刀(hob)或不同類型的帶柄工具包括分度帶柄類型工具。下面的實(shí)施例是為了利用某些特定的工具和涂層證明本發(fā)明的有益效果,并不以任何方式將本發(fā)明的范圍限制為這些具體的實(shí)施例。需要提到的是，進(jìn)行了一些測試來和如下公知應(yīng)用進(jìn)行比較在所述公知應(yīng)用中，很早就知道PVD涂層工具優(yōu)于CVD涂層，例如在不同類型金屬材料的螺紋成形和鉆孔中，非鐵材料的千銑削和濕銑削，以及對鋼或超合金的某些銑削和車削。對于這種鋼銑削，已經(jīng)采用了低速或中速最高達(dá)到100m/min，但最高達(dá)到().20.4/齒的高進(jìn)給速度。在大多數(shù)情況中，根據(jù)本發(fā)明的工具與公知的TiCN或TiAIN基PVD涂層工具表現(xiàn)一樣或者甚至更好。然而，本發(fā)明的一個(gè)焦點(diǎn)是在高熱化學(xué)和/或磨蝕應(yīng)用中替代CVD涂層，例如鐵、鋼以及硬質(zhì)材料的高速銑削以及鋼、鐵如鑄鐵、超合金和硬質(zhì)材料的車削。已經(jīng)通過陰極電弧工藝沉積了下列實(shí)施例的PVD涂層；沉積溫度在比較TiCN涂層的50(TC和氧化涂層的55(TC之間。對于氧化PVD涂層，基材偏壓已經(jīng)被脈沖化(pulsed)并且施加了小垂直磁場，該磁場具有350高斯的垂直場分量和實(shí)質(zhì)上較小的水平分量。對于實(shí)驗(yàn)25、28、35和37,額外的脈沖信號被疊加到Al。.6Cr。.4(Al。.6V。.4)電弧源的DC電流上。這類或類似可實(shí)用氧化物涂層工藝的細(xì)節(jié)可見于WO2006-099758以及其他前面所提到的通過引用并入本文的文獻(xiàn)中。在基材和頂部氧化物層之間的TiN和TiCN中間層的層厚度是0.51.5um。通過MT-CVD以及850°C的沉積溫度，已經(jīng)沉積了比較CVD涂層。實(shí)施例A)合金鋼AIS]:4140(DIN1.7225)的銑削工具可分度平面銑刀，--個(gè)鑲?cè)衂=1工具直徑d=98mm切削速度vc=152m/min進(jìn)給速度fz=0.25mni/齒切削深度dc=2.5mm工藝?yán)美鋮s劑的向下銑切鑲?cè)蓄愋蚄ennametalSEHW1204AFTN,12wt%Co;對于PVD涂覆而言是帶倒角的8尖銳切削刃，對于CVD涂覆而言經(jīng)過倒角和搪磨至非常小的40um半徑。表1)<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>實(shí)施例B)合金鋼AISI4140(DIN1.7225)的銑削工具分度平面銑刀，一個(gè)鑲?cè)衵=1工具直徑:d=98mm切削速度vc=213m/rain進(jìn)給速度fz=0.18mm/齒切削深度dc=2.5mm工藝無冷卻劑的向下銑切鑲?cè)蓄愋蚄ennameta:l.SEH:W1204AFTN，12wt%Co;切削刃制備參見實(shí)施例A。表2)<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>實(shí)施例C)合金鋼AISI4140(DIN1.7225)的銑削工具分度平面銑刀，一個(gè)鑲?cè)衵=1工具直徑d=98咖切削速度ve=260m/min進(jìn)給速度fz=0.20mm/齒切削深度dc=3.125mm工藝向下銑切鑲?cè)蓄愋蚄ennamet.alSEHW1204AFTN，實(shí)驗(yàn)13、15、17、19為Co6.0重量％富集的碳化物等級，10.4重量％立方碳化物。實(shí)驗(yàn)14、16、18、20為Co6.0重量％未富集的碳化物級別，10.4重量％立方碳化物。切削刃制備參見實(shí)施例A。表3)<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>實(shí)施例C，實(shí)驗(yàn)14明確顯示CVD工藝對未富集的碳化物級別的不利影響，這是由于所提到的工藝效應(yīng)。另一方面，Co富集的表面區(qū)的有利影響表明利用PVD涂覆時(shí)僅有有限的影響。如同實(shí)施例A和B所述，包括氧化層的PVD涂層的優(yōu)點(diǎn)是明顯的。實(shí)施例D)不銹鋼AISI430F(DIN1.4104)的車削切削速度vc=200m/min進(jìn)給速度fz=0.2()咖/齒[國]切削深度dc=1.0mm工藝外徑的連續(xù)車削鑲?cè)蓄愋徒饘偬沾杉墑e，ISOVNMG160408A11,對于PVD涂覆而言是尖銳的切削刃，在CVD涂覆之前進(jìn)行倒角并搪磨至微小的60ym半徑。表4)<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>除了涂覆類型和材料的影響之外，還可以看到氧化PVD涂層厚度的明顯有利影響。不過，即使最薄的氧化PVD涂層也顯示了比實(shí)驗(yàn)22的厚MT-CVD-涂層好的性能。實(shí)施例E)灰口鑄鐵的車削切削速度vc=550m/min進(jìn)給速度fz=0.65mm/齒切削深度dc=5.Oram工藝外徑的連續(xù)車削鑲?cè)蓄愋吞沾桑珹l203-TiC20%,ISORNGN120400T,對于PVD涂覆而言是尖銳的切削刃，在CVD涂覆之前,進(jìn)行倒角并搪磨至微小的5()um半徑。表5)<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>實(shí)施例F)鍛鋼—AISI4137H(DIN1.7225)的車削切削速度vc=lOOm/min進(jìn)給速度fz=0.8()mra/齒切削深度:dc=5-15mm工藝外徑的連續(xù)車削鑲?cè)蓄愋蜔Y(jié)碳化物，6%未富集，ISOTNMG330924對于PVD涂覆而言是尖銳的切削刃，在CVD涂覆之前，進(jìn)行倒角并搪磨至微小的50um半徑。表6)<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>通過實(shí)施例AF可以證明氧化涂層可以通過PVD涂覆工藝而被有利地施加于尖銳切削刃的工具--匕。尖銳切削刃是合意的，因?yàn)槠鋵?dǎo)致較低的切割力，降低的工具尖端溫度，從而得到更精細(xì)的工件表面精度，以及得到工具壽命的大大改進(jìn)。權(quán)利要求切削工具，包括-燒結(jié)碳化物、CBN、金屬陶瓷或陶瓷燒結(jié)體，其具有刃口半徑為Re的切削刃、側(cè)刀面和前刀面，以及-單層或多層PVD涂層，其覆蓋所述燒結(jié)體的表面的至少一部分并且含有至少一層氧化層，其特征在于所述刃口半徑Re小于40μm，優(yōu)選小于或等于30μm。2.根據(jù)權(quán)利要求1的切削工具,其特征在于所述PVD涂層沒有熱裂紋。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的切削工具，其特征在于所述PVD涂層不含鹵化物。4.根據(jù)權(quán)利要求13任一項(xiàng)的切削工具,其特征在于所述氧化層包含電絕緣氧化物，所述電絕緣氧化物包含選自元素周期表中IV、V、VI族過渡金屬和Al、Si、Fe、Co、Ni、Y、La的至少一種元素。5.根據(jù)權(quán)利要求14任一項(xiàng)的切削工具，其特征在于所述氧化層包括立方或六角晶體結(jié)構(gòu)。6.根據(jù)權(quán)利要求15任一項(xiàng)的切削工具，其特征在于所述氧化層包含(Al卜xCrx)203化合物。7.根據(jù)權(quán)利要求16任一項(xiàng)的切削工具,其特征在于所述氧化層包含剛玉型結(jié)構(gòu)。8.根據(jù)權(quán)利要求7的切削工具，其特征在于所述剛玉型結(jié)構(gòu)是剛玉或具有下列組成的多重式氧化物(Mel卜xMe2》2()3,其中0.2《x《0.98，其中Mel和Me2是選自組Al、Cr、Fe、Li、Mg、Mn、Nb、Ti、Sb和V的不同元素。9.根據(jù)權(quán)利要求7或8的切削工具，其特征在于所述剛玉型結(jié)構(gòu)是(AlCr)A或闊203。10.根據(jù)權(quán)利要求19任一項(xiàng)的切削工具，其特征在于所述PVD涂層是多層的。11.根據(jù)權(quán)利要求l()或11的切削工具,其特征在于所述氧化層包含不同氧化物的膜。12.根據(jù)權(quán)利要求11的切削工具，其特征在于所述PVD涂層包含_粘附層，其直接位于所述燒結(jié)體表面--匕和/或:至少一層硬質(zhì)磨損保護(hù)層,其位于所述燒結(jié)體和所述氧化層之間，或者兩個(gè)或者更多個(gè)連續(xù)氧化層之間，和/或是所述:PVD涂層的最外層，其中所述粘附層和所述硬質(zhì)保護(hù)層分別優(yōu)選包含元素周期表中IV、V、VI族過渡金屬和Al、Si、Fe、Co、Ni、Y、La的至少一種元素。13.根據(jù)權(quán)利要求12的切削工具,其特征在于所述磨損保護(hù)層的至少一種元素連同N、C、0、B或與它們的混合物，其中優(yōu)選N、C和CN，被包含在化合物中。14.根據(jù)權(quán)利要求12或13的切削工具，其特征在于至少一層磨損保護(hù)層包含至少一個(gè)組成偏析膜。15.根據(jù)權(quán)利要求1214任一項(xiàng)的切削工具，其特征在于所述粘附層的至少一種元素連同N、C、0或它們的混合物，其中優(yōu)選N和0,被包含在化合物中。16.根據(jù)權(quán)利要求1215任一項(xiàng)的切削工具,其特征在于所述粘附層的厚度為0.11.5um。17.根據(jù)權(quán)利要求1216任一項(xiàng)的切削工具，其特征在于所述粘附層包含直接位于所述燒結(jié)體表面上的薄金屬層。18.根據(jù)權(quán)利要求117任一項(xiàng)的切削工具,其特征在于總涂層厚度是230iim，優(yōu)選310tim。19.根據(jù)權(quán)利要求118任--項(xiàng)的切削工具，其特征在于所述燒結(jié)體是未富集粘合劑的。20.根據(jù)權(quán)利要求118任一項(xiàng)的切削工具,其特征在于所述燒結(jié)體是富集粘合劑的。21.根據(jù)權(quán)利要求120任一項(xiàng)的切削工具，其特征在于所述側(cè)刀面的涂層厚度與所述前刀面的涂層厚度不同。22.根據(jù)權(quán)利要求21的切削工具，其特征在于所述工具是銑削工具，并且采用Qr/f=d前刀面./d側(cè)刀面〈1'其中dt^ffi是前刀面上的總涂層厚度，dfl^gj是側(cè)刀面上的總涂層厚度。23.根據(jù)權(quán)利要求21的切削工具，其特征在于所述工具是車削工具，并且采用Qk./f=d前刀靣/d側(cè)刀靣〉1，其中d^，是前刀面上的總涂層厚度，d,，是側(cè)刀面上的總涂層厚度。24.根據(jù)權(quán)利要求l21任一項(xiàng)的切削工具，其特征在于所述工具包含或是分度鑲?cè)小?5.根據(jù)權(quán)利要求124任一項(xiàng)的切削工具，其特征在于所述工具是用于下列工作材料至少一種的工具金屬、有色金屬、黑色金屬、鑄鐵。26.根據(jù)權(quán)利要求1217任一項(xiàng)的切削工具,其特征在于所述工具是齒輪切削工具、齒輪滾銑刀或帶柄類型工具，其具有氧化層作為涂層系統(tǒng)的最外層。27.根據(jù)權(quán)利要求26的切削工具，其特征在于所述磨損保護(hù)層是TiN、TiC或TiCN、TiAlN或TiAlCN、AlCrN或AlCrCN類型的層，并且位于所述燒結(jié)體和所述氧化層之間。全文摘要本發(fā)明提供了帶有單層或多層PVD涂層的尖銳切削刃切削工具，其可以同時(shí)表現(xiàn)出令人滿意的磨損和熱化學(xué)抗性以及對刃口剝落的抗性。切削工具包括由燒結(jié)碳化物、CBN、金屬陶瓷或陶瓷材料制成的燒結(jié)體，其具有刃口半徑為Re的切削刃、側(cè)刀面和前刀面、以及覆蓋至少部分燒結(jié)體表面的多層涂層，所述多層涂層由包含至少一層氧化PVD層的PVD涂層構(gòu)成。在一個(gè)實(shí)施方案中，刃口半徑Re小于40μm，優(yōu)選小于或等于30μm。所覆蓋的部分表面優(yōu)選包含燒結(jié)體的尖銳切削刃的至少某些部分。文檔編號C23C30/00GK101720365SQ200880016247公開日2010年6月2日申請日期2008年5月5日優(yōu)先權(quán)日2007年5月16日發(fā)明者C·沃爾拉布,D·奎因托,J·拉姆申請人:奧爾利康貿(mào)易股份公司(特呂巴赫)