專利名稱：涂層切削工具和其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有耐磨涂層的涂層切削工具，所述耐磨涂層包括通過物理氣相 沉積而沉積的四元合金Ti-Si-C-N。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代金屬的高產(chǎn)量切屑形成加工要求具有高耐磨性、良好的韌性和優(yōu)異的耐塑性 變形的可靠工具。迄今為止通過將合適的涂層施加至工具基材表面實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。結(jié)果，可 以明顯更高切削速度和進(jìn)料速度使用所述工具。所述涂層優(yōu)選是堅(jiān)硬、耐磨和高溫穩(wěn)定的。 所述工具基材通常為用于夾在刀架中的刀片的形狀，但也可以是整體鉆頭或銑刀的形式。通常使切削工具最優(yōu)化，以用于由對所述工具的特殊要求而限定的特定應(yīng)用領(lǐng) 域，例如高耐月牙洼磨損性能、高耐后刀面磨損性能等。然而，希望通過改善一種或若干種 性質(zhì)，而不損失其它性質(zhì)，擴(kuò)大應(yīng)用范圍。物理氣相沉積(PVD)是已知的用于穩(wěn)定化合物的薄膜生長的技術(shù)。金屬切削工業(yè) 中，包括例如TiN、Ti (C，N)和(Ti，A1)N層的PVD涂層是最常見的。在含氮或碳的反應(yīng)性 氣體中通過電弧或離子轟擊實(shí)現(xiàn)金屬從靶的蒸發(fā)。通常靶的金屬組成與最終的層相同。Ma 等人(Thin Solid Films 496 Q006)，第 438-444 頁)和(Surface &Coatings Technology 200 (2005)，第382-386頁)公開了使用等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積，從TiCl4/ SiCl4/H2/N2/CH2/Ar混合物將Ti-Si-C-N涂層沉積到高速鋼基材上，其中特別評價(jià)了所述沉 積涂層的硬度性能。Jeon 等人(Surface and Coatings Technology 188—189 0004)，第 415—419 頁) 公開了在Ar/N2/CH4氣態(tài)混合物中使用Ti和Si靶，結(jié)合電弧離子鍍(AlP)和DC磁控濺射 技術(shù)，通過混合系統(tǒng)在WC-Co基材上沉積Ti-Si-C-N涂層。H. Xu 等人(Surface & Coatings Technology 201，2006，第 4236-4241 頁)公開 了在等離子增強(qiáng)磁控濺射工藝中使用三甲基硅烷，將厚Ti-Si-C-N涂層沉積到不銹鋼基材 上。制造17 μ m厚的Ti-Si-C-N涂層并進(jìn)行銷盤磨損試驗(yàn)，以評估具有鋁和氧化鋁對應(yīng)物 的摩擦性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種用于切屑形成加工的PVD涂層切削工具，其具有改善的耐 月牙洼磨損性能，而不損失耐后刀面磨損性能。本發(fā)明本發(fā)明提供了一種用于金屬加工的切削工具，其包括硬質(zhì)合金、金屬陶瓷、陶瓷或 超硬材料例如立方氮化硼或金剛石的切削工具基材，以及耐磨涂層，其中所述耐磨涂層包 括具有組成梯度的PVD Ti-Si-C-N層。本發(fā)明還提供了一種用于金屬加工的切削工具的制造方法，其中所述方法包括利 用一個或更多個Ti靶和包括三甲基硅烷氣體流的反應(yīng)性氣體氣氛，使用電弧蒸鍍將具有
3組成梯度的PVD Ti-Si-C-N層沉積到硬質(zhì)合金、金屬陶瓷、陶瓷或超硬材料的切削工具基材 上，以及在沉積期間以連續(xù)或逐漸變化的方式改變所述三甲基硅烷氣體流。所述PVD Ti-Si-C-N層的厚度適當(dāng)?shù)卦谕ǔＳ糜诮饘偾邢鞴ぞ逷VD功能層的范圍 內(nèi)，即1至10 μ m，優(yōu)選2至7 μ m，最優(yōu)選2至5 μ m。所述涂層可以包括其它的層，例如在所述基材和所述PVD Ti-Si-C-N層之間的薄 粘合層，例如TiN。所述涂層還可以包括用于磨損檢測或著色目的的最外層，例如TiN。適當(dāng)?shù)某练e涂層總厚度小于11 μ m，優(yōu)選小于8 μ m,以避免剝落。當(dāng)相對于Ti觀察Si時(shí)，Ti-Si-C-N層的平均組成，即在所述Ti-Si-C-N層總厚度 上測量的平均Si/(Si+Ti)原子比適當(dāng)?shù)貫?. 03至0. 20，優(yōu)選0. 045至0. 18，更優(yōu)選0. 05 至0. 15，最優(yōu)選0.06至0. 14。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)降低比例會導(dǎo)致耐后刀面磨損性能的損失，而更高 的比例可能導(dǎo)致過于易碎的層，以致耐月牙洼磨損性能的損失。然而所述層可以局部地具 有>=0，優(yōu)選> 0，但是優(yōu)選小于0. 25的Si/(Si+Ti)原子比，以避免形成非致密的層。關(guān)于C相對于N的平均組成，即在所述層總厚度上測量的平均C/ (C+N)原子比，適 當(dāng)?shù)貫?.05至0.20，優(yōu)選0. 10至0.20，更優(yōu)選為0. 10至0. 18。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)低于這些值可能 會降低硬度，產(chǎn)生不能接受的耐后刀面磨損性能。另一方面，過高的C含量可能導(dǎo)致殘留的 壓縮應(yīng)力水平過高和切削性能較差。然而所述層局部的C/(C+N)原子比可以>=0，優(yōu)選> 0，但是優(yōu)選小于0. 23，以避免形成游離的C。還優(yōu)選在O20)-方向上測量的Ti-Si-C-N層的殘余應(yīng)力為-3. OGPa(壓縮應(yīng)力) 至最高達(dá)+0. 5GPa (拉伸應(yīng)力)，優(yōu)選最高達(dá)-1. OGPa (壓縮應(yīng)力)。所描述的Ti-Si-C-N涂層的硬度范圍為20至40GPa。然而已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過研究涂 層硬度而預(yù)測在金屬加工中的性能是不可能的。結(jié)果顯示涂層硬度的增加并不會自動導(dǎo)致 耐磨性的增加。在本發(fā)明一個具體實(shí)施方式
中，所述PVD Ti-Si-C-N層具有0. 05至0. 15的平均 Si/(Si+Ti)原子比，在O20)-方向上測得的殘余應(yīng)力為-3. OGPa(壓縮應(yīng)力)至最高達(dá) +0. 5GPa (拉伸應(yīng)力)，優(yōu)選-1. OGPa (壓縮應(yīng)力)。在本發(fā)明一個具體實(shí)施方式
中，所述組成梯度為連續(xù)的，在從所述層的內(nèi)部朝向 所述層的外部方向上的Si/(Si+Ti)原子比增加。適當(dāng)?shù)腟i/(Si+Ti)原子比增加至少為 0. 01/μ m,優(yōu)選至少 0. 015/ μ m。在本發(fā)明一個具體實(shí)施方式
中，所述組成梯度為連續(xù)的，從層內(nèi)部朝向?qū)油獠糠?向上的Si/(Si+Ti)原子比降低。適當(dāng)?shù)腟i/(Si+Ti)原子比降低至少為ο.ο /μπι，優(yōu)選至 少 0. 015/μ m。本發(fā)明一個具體實(shí)施方式
中，組成梯度是逐漸變化的，其中層中Si/(Si+Ti)原子 比逐漸增加或降低，從而具有Ti-Si-C-N層的平均組成的連續(xù)變化。每個變化步長中Si/ (Si+Ti)原子比的適當(dāng)?shù)脑隽孔兓?gt; 0至最高達(dá)0. 02范圍內(nèi)，優(yōu)選> 0至最高達(dá)0.01。本發(fā)明一個具體實(shí)施方式
中，組成梯度為逐漸變化的，其中Ti-Si-C-N層包括至 少兩個具有不同Si/(Si+Ti)原子比的交替亞層。通過連續(xù)增加或降低至少一個所述交替 亞層的Si/(Si+Ti)原子比而獲得所述梯度。所述交替亞層的適當(dāng)厚度為1至lOOnm。本發(fā)明一個具體實(shí)施方式
中，組成梯度為逐漸變化的，其中Ti-Si-C-N層包括具有不同Si/(Si+Ti)原子比的至少兩個交替亞層。通過連續(xù)增加或降低至少一個所述交替 亞層的厚度獲得所述梯度。所述交替亞層的適當(dāng)厚度為1至lOOnm。本發(fā)明一個具體實(shí)施方式
中，組成梯度為逐漸變化的，其中Ti-Si-C-N層包括具 有不同Si/(Si+Ti)原子比的兩個交替亞層C和d。通過連續(xù)增加Si/(Si+Ti)原子比或亞 層c或d的厚度，或降低Si/(Si+Ti)原子比或亞層c或d的厚度，獲得所述梯度。適當(dāng)?shù)?所述亞層c和d的平均Si/(Si+Ti)原子比分別為> 0至0. 07，和> 0. 07至0. 20。在優(yōu)選的具體實(shí)施方式
中，所述基材是硬質(zhì)合金的，即具有WC作為主要硬相成分 和Co基粘結(jié)相的復(fù)合材料。根據(jù)本發(fā)明，適當(dāng)?shù)慕饘偾邢鞴ぞ邽殂娤?、車削、鉆床或車削螺紋刀片，用于夾在 刀架中，但是還可以為整體鉆頭、銑刀或螺紋絲錐的形式。制造本發(fā)明切削工具的方法包括在有能力將硅含量的引入控制在連續(xù)級別上和 有能力將所述Ti-Si-C-N層的殘余應(yīng)力控制在連續(xù)級別上的情況下，通過PVD電弧蒸鍍技 術(shù)，將PVD Ti-Si-C-N層沉積到硬質(zhì)合金、金屬陶瓷、陶瓷或超硬材料例如立方氮化硼或金 剛石的基材上，所述基材優(yōu)選硬質(zhì)合金。電弧蒸鍍過程中，為了沉積Ti-Si-C-N層，使用一個或更多個Ti靶，并同時(shí)在由質(zhì) 量流量控制器控制的流量下將三甲基硅烷氣體(CH3)3SiH加入到反應(yīng)氣體氣氛中。該方法 所對應(yīng)的一個重要特征是能夠連續(xù)控制沉積涂層的材料組成，具體為控制所述Si的濃度， 并且還利用了提到的電弧蒸鍍方法的益處，并通過在沉積過程中連續(xù)或逐漸地改變?nèi)谆?硅烷氣體的流量而產(chǎn)生組成梯度。


圖1表示用于制造本發(fā)明涂層切削工具的電弧蒸鍍設(shè)備的示例性靶構(gòu)造示意圖， 其中A)鈦靶；B)襯底架；C)真空系統(tǒng)，進(jìn)氣口。圖2表示通過本發(fā)明示例性涂層切削工具所作的剖面示意圖，表示基材a，所述a 涂覆有Ti-Si-C-N層b，所述b包括兩個交替亞層c和d，所述c和d具有不同的Si/ (Si+Ti) 原子比。圖3表示通過本發(fā)明示例性涂層切削工具所作的剖面示意圖，表示基材a，所述a 涂覆有Ti-Si-C-N層b，所述b包括兩個交替亞層c和d，所述c和d具有不同的Si/ (Si+Ti) 原子比，其中亞層c在從Ti-Si-C-N層內(nèi)部朝向所述層外部的方向上具有連續(xù)增加的Si/ (Si+Ti)原子比(c'，c")。優(yōu)選加入的三甲基硅烷氣體是沉積過程中Si的惟一來源。在400至600°C之間的基材溫度下，適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行沉積過程。沉積之前的底壓優(yōu)選 < 5(^1^^1~濺射氣流適當(dāng)為0至5008(^111。通過共同的入口或通過單獨(dú)的入口加入反應(yīng) 性氣體例如隊(duì)和三甲基硅烷。N2流適當(dāng)?shù)貫?00至lOOOsccm。通過改變沉積期間三甲基硅烷的氣體流量，可控制得到的涂層關(guān)于Si和C含量的 組成。所述方法允許三甲基硅烷的流量為零，即產(chǎn)生其中局部的Si和C含量為零的層。三 甲基硅烷流量的上限適當(dāng)?shù)貫镹2流量的約25% (sccm)。所述基材由對沉積室壁的電位差連接，該電位稱為基材偏壓。所述基材偏壓適當(dāng) 地為-50至-150V?？梢酝ㄟ^改變基材偏壓而控制得到的涂層的殘余應(yīng)力；通過增加基材偏壓，增加殘余壓縮應(yīng)力。令人驚訝地發(fā)現(xiàn)，還可以通過改變Si含量，控制得到的涂層的 殘余應(yīng)力；通過降低Si含量而增加殘余壓縮應(yīng)力。通過使用本發(fā)明方法，從而可獲得相對 高的Si含量，同時(shí)保持殘余壓縮應(yīng)力在中等水平上，即避免在所述壓力下出現(xiàn)涂層自發(fā)剝 落的過度殘余壓縮應(yīng)力。與使用TiSi靶作為惟一 Si源的現(xiàn)有技術(shù)體系相比，這是有利的， 在使用TiSi靶的情況下，為了獲得致密層要求增大的基材偏壓，導(dǎo)致殘余壓縮應(yīng)力水平增 加，使得自發(fā)剝落變?yōu)閱栴}。本發(fā)明一個具體實(shí)施方式
中，所述Ti-Si-C-N層中的組成梯度是連續(xù)的，Si/ (Si+Ti)原子比在從層內(nèi)部朝向?qū)油獠康姆较蛏线B續(xù)增加，這通過在沉積期間連續(xù)增大三 甲基硅烷的流量而獲得。通過在所述層每沉積μ m的情況下增大三甲基硅烷的流量為N2流 量(在恒定N2流量下)的至少(sccm)，優(yōu)選1. 5% (sccm)，獲得適當(dāng)?shù)腟i/(Si+Ti)原 子比增加為至少0.01/μ m,優(yōu)選至少0. 015/ μ m。本發(fā)明一個具體實(shí)施方式
中，Ti-Si-C-N層中的組成梯度是連續(xù)的，Si/(Si+Ti) 原子比在從層內(nèi)部朝向?qū)油獠康姆较蛏辖档停@通過在沉積期間連續(xù)降低三甲基硅烷的流 量而獲得。適當(dāng)?shù)腟i/(Si+Ti)原子比降低為至少0.01/μ m，優(yōu)選至少0.015/μ m，這通過 在所述層每沉積μ m的情況下降低三甲基硅烷的流量為N2流量(在恒定隊(duì)流量下)的至 少 0.5% (sccm)，優(yōu)選 1. 5% (sccm)而獲得。本發(fā)明一個具體實(shí)施方式
中，Ti-Si-C-N層中的組成梯度是逐漸變化的，其中沉積 期間逐漸地增加或降低三甲基硅烷的流量，產(chǎn)生Ti-Si-C-N層平均組成的連續(xù)變化。每個 變化步長中適當(dāng)?shù)娜谆柰榱髁康脑隽孔兓癁殛?duì)流量的> 0至2% (sccm)，優(yōu)選0. 5至 1.5% (sccm) ο本發(fā)明一個具體實(shí)施方式
中，組成梯度為逐漸變化的，其中Ti-Si-C-N層包括一 系列具有不同Si/(Si+Ti)原子比的至少兩個亞層。通過逐漸地分別增加或降低三甲基 硅烷的流量，在從Ti-Si-C-N層內(nèi)部朝向所述層外部的方向上增加或降低至少一個亞層的 Si/(Si+Ti)原子比，獲得所述梯度。所述亞層的適當(dāng)厚度為1至lOOnm。本發(fā)明一個具體實(shí)施方式
中，組成梯度為逐漸變化的，其中Ti-Si-C-N層包括具 有不同Si/(Si+Ti)原子比的至少兩個交替亞層。通過逐漸地分別增加或降低三甲基硅 烷的流量，連續(xù)地增加或降低至少一個所述交替亞層的Si/(Si+Ti)原子比，而獲得所述梯 度。所述交替亞層的適當(dāng)厚度為1至lOOnm。圖3表示根據(jù)該具體實(shí)施方式
的示例性切削 工具。本發(fā)明一個具體實(shí)施方式
中，組成梯度為逐漸變化的，其中Ti-Si-C-N層包括具 有不同Si/(Si+Ti)原子比的至少兩個交替亞層。通過連續(xù)地分別增加或降低所述至少一 個亞層的沉積時(shí)間，連續(xù)地增加或降低至少一個所述交替亞層的厚度，獲得所述梯度。所述 交替亞層的適當(dāng)厚度為1至lOOnm。圖2表示根據(jù)該具體實(shí)施方式
的示例性切削工具。本發(fā)明一個具體實(shí)施方式
中，組成梯度為逐漸變化的，其中Ti-Si-C-N層包括具 有不同Si/(Si+Ti)原子比的至少兩個交替亞層c和d。通過連續(xù)增加Si/(Si+Ti)原子比或 亞層c或d的厚度，或降低Si/ (Si+Ti)原子比或亞層c或d的厚度，獲得所述梯度。所述亞 層c的適當(dāng)?shù)钠骄鵖i/(Si+Ti)原子比為> 0至0. 07，通過使用為N2流量的> 0直至10% (sccm)的三甲基硅烷流而獲得，所述亞層d的適當(dāng)?shù)钠骄鵖i/(Si+Ti)原子比為> 0. 07至 0.20，通過使用為隊(duì)流量的> 10%至最高達(dá)20% (sccm)的三甲基硅烷流而獲得。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1樣品1_5(對比)如下清潔用于車削的ISO-型CNMG120408硬質(zhì)合金刀片，并經(jīng)PVD涂層工藝處理， 其中所述刀片由10wt% Co、0. 39wt% Cr和余量的WC構(gòu)成，硬度為1600HV3。將所述刀片裝 入反應(yīng)性電弧蒸鍍型PVD設(shè)備室中，所述室中包括成兩對設(shè)置的四個金屬蒸鍍源。為了對 其進(jìn)行均勻涂覆，進(jìn)一步使所述刀片進(jìn)行三重軸旋轉(zhuǎn)。所述蒸鍍源具有全部Ti靶。抽空所 述室，隨后進(jìn)行加熱和等離子蝕刻，以進(jìn)一步清潔所述工具，并通過從所述刀片表面除去過 量粘結(jié)劑相而調(diào)節(jié)它們的表面。通過在金屬蒸鍍的同時(shí)保持涂布機(jī)中的氮分壓，在450°C的 溫度下沉積薄TiN粘合層。接下來通過在混合的氬氣、氮?dú)夂腿谆柰闅夥罩械乃膫€Ti 靶的電弧蒸鍍而沉積耐磨Ti-Si-C-N層。將氬氣引入所述工藝中，以避免對所述Ti靶的毒 害。發(fā)現(xiàn)約100-400Sccm的氬氣流是有利的，盡管氬氣流為零時(shí)的工藝運(yùn)行也是令人滿意 的。選擇所述基材偏壓水平以獲得具有低壓縮應(yīng)力的致密涂層。所述耐磨層的沉積溫度是 4500C 0詳細(xì)情況列于表1。表1.樣品1_5(對比)
樣品時(shí)間(分鐘)偏壓(V)Ar(sccm)N2(sccm)三甲基硅烷 (sccm)1120-75300700422120-901007001253120-75300700624120-75300700835150-7510070066 表2中給出了不同涂層的分析結(jié)果。 用電子探針顯微分析(EPMA)測定所述Si/ (Si+Ti)和C/ (C+N)比例。通過EPMA， 使用配備有波長色散譜儀的JEOL JXA-8900R，以IOkV加速電壓和IOnA探測電流測定平均 化學(xué)組成。通過分析得到Ti、Si和C含量，同時(shí)通過測得的Ti、Si和C含量之和與100% 之間的差值估算N含量。在從切削刃2mm內(nèi)的刀片側(cè)隙進(jìn)行所述測量。使用X射線衍射技術(shù)，更具體地，使用sin2 Ψ方法(I. C. Noyan, J. B. Cohen, Residual Stress Measurement by Diffraction and Interpretation,Springer—Verlag, New ^rk，1987(第117-130頁))用于測定耐磨層中的殘余應(yīng)力。使用CSEM納米硬度測試儀測定所述涂層的硬度。對于所有涂層，基材貢獻(xiàn)的50mN 載荷被認(rèn)為是非常小或是沒有的。在兩個不同的車削應(yīng)用中測量耐月牙洼和后刀面磨損性能。在第一測試中，評估耐月牙洼磨損性。該測試中，工作材料為軸承鋼。切削速度為 160米/分鐘。進(jìn)料為0.3毫米/轉(zhuǎn)，切削深度為2.0毫米。將壽命定義為直至月牙洼區(qū)域
7變得足夠大以至于到達(dá)切削刃時(shí)的切削時(shí)間。在第二測試中，評估耐后刀面磨損性。該情況下使用球墨鑄鐵作為工作材料。切 削速度為200米/分鐘。進(jìn)料為0.1毫米/轉(zhuǎn)，切削深度為2.0毫米。切削時(shí)間為2分鐘。 之后檢查刀片的后表面，并測定磨破的切削刃的比例。表2.樣品1-5的結(jié)果(對比)
權(quán)利要求
1.一種制造用于金屬加工的切削工具的方法，特征在于該方法包括利用一個或多個 Ti靶和包括三甲基硅烷氣體流的反應(yīng)性氣體氣氛，使用電弧蒸鍍向硬質(zhì)合金、金屬陶瓷、陶 瓷或超硬材料的切削工具基材上沉積具有組成梯度的PVD Ti-Si-C-N層，以及在沉積過程 期間以連續(xù)或逐漸變化的方式改變所述三甲基硅烷氣體流量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述制造切削工具的方法，其中在沉積過程中所述三甲基硅烷氣體 是惟一的Si源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2任一項(xiàng)所述制造切削工具的方法，其中通過在所述沉積過程 期間連續(xù)降低所述三甲基硅烷的流量，在所述Ti-Si-C-N層中的組成梯度是連續(xù)的，Si/ (Si+Ti)原子比在從所述層內(nèi)部朝向所述Ti-Si-C-N層外部的方向上連續(xù)降低。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-2任一項(xiàng)所述制造切削工具的方法，其中通過在沉積期間連續(xù)增加 所述三甲基硅烷的流量，在所述Ti-Si-C-N層中的組成梯度是連續(xù)的，Si/(Si+Ti)原子比 在從所述層內(nèi)部朝向所述層外部方向上連續(xù)增加。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-2任一項(xiàng)所述制造切削工具的方法，其中在所述Ti-Si-C-N層中 所述組成梯度是逐漸變化的，并且其中在沉積期間逐漸地增加或降低所述三甲基硅烷的流 量，導(dǎo)致所述Ti-Si-C-N層的平均組成的連續(xù)變化。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述制造切削工具的方法，其中所述組成梯度是逐漸變化的，所述 Ti-Si-C-N層包括至少兩個交替的亞層，該交替的亞層具有不同的Si/(Si+Ti)原子比，并 且通過分別連續(xù)地增加或降低所述至少一個亞層的沉積時(shí)間而連續(xù)地增加或降低至少一 個所述交替亞層的厚度，獲得所述梯度。
7.一種用于金屬加工的切削工具，其包括硬質(zhì)合金、金屬陶瓷、陶瓷或超硬質(zhì)材料的切 削工具基材和耐磨涂層，特征在于所述耐磨涂層包括具有組成梯度的PVD Ti-Si-C-N層。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的切削工具，其中所述PVDTi-Si-C-N層的平均Si/(Si+Ti)原 子比為0. 03至0. 20。
9.根據(jù)權(quán)利要求7-8任一項(xiàng)所述的切削工具，其中所述PVDTi-Si-C-N層具有的殘余 應(yīng)力為-3. OGpa的壓縮應(yīng)力至最高達(dá)+0. 5GPa的拉伸應(yīng)力。
10.根據(jù)權(quán)利要求7-9任一項(xiàng)所述的切削工具，其中所述PVDTi-Si-C-N層的平均Si/ (Si+Ti)原子比為0. 05至0. 15，并且殘余應(yīng)力為-3. OGPa的壓縮應(yīng)力至最高達(dá)+0. 5Gpa的 拉伸應(yīng)力。
11.根據(jù)權(quán)利要求7-10任一項(xiàng)所述的切削工具，其中所述PVDTi-Si-C-N層的平均C/ (C+N)原子比為0. 05至0. 20。
12.根據(jù)權(quán)利要求7-11任一項(xiàng)所述的切削工具，其中所述切削工具基材是硬質(zhì)合金。
13.根據(jù)權(quán)利要求7-12任一項(xiàng)所述的切削工具，其中所述工具是切削工具刀片。
14.根據(jù)權(quán)利要求7-12任一項(xiàng)所述的切削工具，其中所述工具是整體鉆頭、銑刀或螺 紋絲錐。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有改善耐磨性的用于金屬加工的切削工具，其包括硬質(zhì)合金、金屬陶瓷、陶瓷或超硬材料的切削工具基材(a)和耐磨涂層。所述耐磨涂層包括具有組成梯度的PVD Ti-Si-C-N層(b)。本發(fā)明還涉及利用一個或更多個Ti靶和包括三甲基硅烷氣體流的反應(yīng)性氣體氣氛，通過使用電弧蒸鍍制造所述切削工具的方法。所述三甲基硅烷氣體流在沉積方法期間以連續(xù)或逐漸變化的方式改變。
文檔編號C23C14/06GK102066617SQ200980122939
公開日2011年5月18日 申請日期2009年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月18日
發(fā)明者馬茨·阿爾格倫 申請人:山特維克知識產(chǎn)權(quán)股份有限公司