專利名稱：多層式氮化物硬質(zhì)涂層的制作方法
CN 102933736 A書明說1/7頁多層式氮化物硬質(zhì)涂層發(fā)明領(lǐng)域
本發(fā)明涉及用于基底的多層式氮化物硬質(zhì)涂層。更特別地，本發(fā)明涉及包括一個第一層和一個第二層的硬質(zhì)涂層，該第一層為氮化鈦鋁并且該第二層包括氮化鈦硅和氮化鈦鋁的交替子層組。本發(fā)明還涉及具有此類硬質(zhì)涂層的涂覆物品并且涉及制作這些硬質(zhì)涂層和這些硬涂覆物品的方法。
發(fā)明背景
幾十年來，硬質(zhì)涂層已經(jīng)被施用至各種類型的物品上以改善其耐磨損性從而延長它們的工作壽命。硬質(zhì)涂層通常被施用至切削刀具和耐磨損部件上。歷年來，為了研發(fā)具有改進特性的新型硬質(zhì)涂層已經(jīng)付出了很多努力。
例如,授予Fukui等人的美國專利號7，060，345中傳授了一種硬質(zhì)涂層,該硬質(zhì)涂層包括一個或多個第一層以及一個或多個第二層，這個或這些第一層由潤滑化合物構(gòu)成， 該潤滑化合物是選自鈦硅的氮化物、碳化物、碳氮化物、氧氮化物和碳氮化物；并且這個或這些第二層為選自以下各項的硬質(zhì)化合物從鈦、鉻、和鈦鉻合金中選定的一種金屬的氮化物、碳化物、以及碳氮化物。這些第一和第二層可以一個在另一個上重復地沉積，以便構(gòu)成一種由多個交替的潤滑層和硬質(zhì)層構(gòu)成的硬質(zhì)涂層。
授予Ishikawa等人的美國專利號6，586，122還傳授了在切削刀具上使用一種多層式硬質(zhì)涂層。在此情況下，該多層式硬質(zhì)涂層包括一個第一層，該第一層包括一種或多種選自由鈦、鋁以及鉻組成的組中的金屬元素以及一種或多種選自由氮、硼、碳、以及氧組成的組中的非金屬兀素；和一個第二層，該第二層包括娃和一種或多種選自由周期表中4a、 5a以及6a族中金屬元素組成的組中的金屬元素、和鋁、以及一種或多種選自由氮、硼、碳和氧組成的組中的非金屬元素。該第二層具有一種結(jié)構(gòu)，其中一種富含硅的的相被分散在一個包含了相對少量的硅的基質(zhì)相中。該富含硅的相可以是無定形的或者結(jié)晶的氮化硅或硅并且是通過使用在約300° C至500° C范圍內(nèi)的基底溫度并結(jié)合一個在不同水平的負電壓之間或在正電壓與負電壓之間周期性變化的基底偏置電壓來形成的。
同樣地，未經(jīng)審查的日本專利公開2000-334606傳授了一種多層的硬質(zhì)涂層，其中該硬質(zhì)涂層包括氮化鈦鋁和氮化鈦硅的交替層。這些氮化鈦鋁層包含了 40至75原子百分比的鋁。這些氮化鈦硅層包含了 10至60原子百分比的硅。這些氮化鈦硅層包含了硅和氮化硅的獨立相。與這個申請相伴的，即，未經(jīng)審查的日本專利公開2000-334607，包含了幾乎相同的硬質(zhì)涂層的傳授內(nèi)容，除了它并未提及硅和氮化硅的獨立相。不同的是，它將該氮化鈦硅層描述為具有一種氯化鈉晶體結(jié)構(gòu)，盡管在這個申請中披露的那些硬質(zhì)涂層組合物與在其伴隨的申請中披露的那些是相同的。比較這兩個相伴的申請，似乎在該硬質(zhì)涂層的物理氣相沉積過程中施加的基底偏置電壓就是用于控制該氮化鈦硅涂層的結(jié)構(gòu)的電壓。一個低值的負偏壓(-30V)被用于產(chǎn)生氮化鈦硅層，這些層包括硅和氮化硅的獨立相，而一個高得多的負偏壓(-100V)被用于生產(chǎn)僅具有氯化鈉晶體結(jié)構(gòu)的氮化鈦硅層。在這兩個申請中，這些硬質(zhì)涂層是使用不超過400° C的基底溫度來形成的。
不過，隨著生產(chǎn)速率的升高以及提供制造的經(jīng)濟效率的努力密集化，對更持久的、5更耐磨損的切削刀具以及磨損部件持續(xù)存在需要。本發(fā)明的一個目的是滿足這種需要。
發(fā)明概述
本發(fā)明的諸位發(fā)明人發(fā)現(xiàn)了具有出人意料地改善了的耐磨損性的一種硬質(zhì)涂層。 本發(fā)明提供了一種硬質(zhì)涂層，該硬質(zhì)涂層包括一個第一氮化鈦鋁層以及一個包括多個子層組的第二層。每個子層組包括一個第一氮化鈦硅子層以及一個第二氮化鈦鋁子層。在該第一層和這些子層組二者之中，該氮化鈦鋁的構(gòu)成是通過化學式(TixAl1JN給出的， 其中O. 4彡X彡0.6。這些氮化鈦硅子層的構(gòu)成是通過化學式(TiySi1JN給出的，其中O.85^y^0. 98。本發(fā)明的諸位發(fā)明人已經(jīng)做出了出人意料的發(fā)現(xiàn)，即，該硬質(zhì)涂層的改進的耐磨損性是取決于這些子層組中存在的鋁和硅的組合量，該組合量被控制得很窄，使得X 與I之和是在I. 38至I. 46的范圍內(nèi)。
本發(fā)明還包括包含此類硬質(zhì)涂層的物品、以及制作這些硬質(zhì)涂層和這些硬涂覆的(hard coated)物品的方法。
附圖簡要說明
通過參考附圖將更好地理解本發(fā)明的特征和優(yōu)點的關(guān)鍵性。然而，應該理解的是附圖的設(shè)計僅是為了解說的目的并且不是作為對本發(fā)明的限制的定義。
圖I是根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的一個硬質(zhì)涂層的示意圖。
圖2是描繪了圖I中的硬質(zhì)涂層的第二層的三個子層組的示意圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的硬質(zhì)涂層的截面通過透射電子顯微術(shù)拍攝的顯微照片。
圖4是圖2中的硬質(zhì)涂層的第二層在更高放大倍率下拍攝的顯微照片。
圖5是測試編號I的車削工具壽命結(jié)果隨著化學式(TixAl1JN中的X和化學式 (TiySi1^y)N中的y之和而變的曲線圖。
圖6是測試編號2的車削工具壽命結(jié)果隨著化學式(TixAl1JN中的x和化學式 (TiySi1^y)N中的y之和而變的曲線圖。
本發(fā)明的優(yōu)選實施方案的說明
在這個部分，以足以使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員實現(xiàn)本發(fā)明的詳細程度來描述本發(fā)明的一些優(yōu)選實施方案。但是，應當理解以下事實，即，在此描述的是有限數(shù)目的優(yōu)選實施方案，并不以任何方式限制在所附權(quán)利要求中給出的本發(fā)明范圍。
參見

圖1，示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的一個硬質(zhì)涂層2的示意圖。如所示， 該硬質(zhì)涂層2由一個附接至基底6上的第一層4和一個第二層8組成。第二層8包括多個相鄰堆放的子層組，例如圖2所示的子層組10a、10b、10c。每個這樣的子層組，例如，子層組 10a，包含一個第一子層12和一個第二子層14。
該第一層4和每個第二子層14的構(gòu)成是具有化學式(TixAl1J N的氮化鈦鋁，其中O.4 < X < O. 6。不過，應理解，該第一層的構(gòu)成不需要與任何具體的氮化鈦鋁子層的構(gòu)成相同。為了幫助避免混淆，在權(quán)利要求書中，該第一層的構(gòu)成是在權(quán)利要求書中通過化學式 (TizAl1JN表示，其中O. 4彡z彡O. 6。此外，應理解，這些氮化鈦鋁子層的構(gòu)成不需要彼此相同。此范圍之外的氮化鈦鋁構(gòu)成具有較差的硬度和內(nèi)應力水平。該第一層4和每個第二子層14具有的晶體結(jié)構(gòu)是面心立方的或面心立方與密排六方的組合。
每個子層12的構(gòu)成是具有化學式(TiySipy) N的氮化鈦硅，其中O. 85彡y彡O. 98。不過，應理解，這些氮化鈦硅子層的構(gòu)成不需要與彼此相同。具有較少的硅的氮化鈦硅構(gòu)成具有較差的硬度水平，而具有更高硅水平的那些卻容易形成無定形硅和/或氮化硅的二次相，這兩者對硬質(zhì)涂層的韌性都具有有害的影響。
本發(fā)明的諸位發(fā)明人做出了出人意料的發(fā)現(xiàn)，S卩，該硬質(zhì)涂層的耐磨損性取決于每個子層組中存在的鋁和硅的組合量。更具體而言，他們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在化學式(TixAlh) N中的X和在化學式(TiySi1JN中的y的總和被控制在I. 38至1.46的窄范圍內(nèi)。此范圍內(nèi)以上和以下的和給出了差的耐磨損性水平。優(yōu)選地，為了進一步優(yōu)化該耐磨損性，這個和是I.39與I. 45之間。
根據(jù)本發(fā)明的硬質(zhì)涂層的厚度優(yōu)選地是在大約I微米到大約10微米之間的范圍內(nèi)，并且更加優(yōu)選地在大約2微米到大約6微米之間的范圍內(nèi)。優(yōu)選地，該硬質(zhì)涂層的第一層占該硬質(zhì)涂層的總厚度的約20%與60%之間。此范圍之外的相對第一層厚度對該硬質(zhì)涂層提供了較差的粘附性和耐磨損性的組合。
本發(fā)明的硬質(zhì)涂層的第二子層組的單獨子層的厚度優(yōu)選地是在約I至約15納米的范圍內(nèi)。對于更小的厚度，很難維持該子層的穩(wěn)定性。在一個子層組中該第一和第二子層的厚度之比優(yōu)選地是在約O. 2至約2的范圍內(nèi)，以便為硬質(zhì)涂層提供硬度與韌性的最佳組合。該比率的數(shù)值可以是相同的或從子層組至子層組發(fā)生變化。
在本發(fā)明的硬質(zhì)涂層中子層組的厚度優(yōu)選地是在從大約2納米到大約20納米的范圍內(nèi)，并且更加優(yōu)選地是在大約3納米到大約10納米的范圍內(nèi)。該子層組厚度可以從子層組至子層組發(fā)生變化。這些范圍之外的子層組厚度遇到了以上對于在其優(yōu)選范圍之外的子層厚度所描述的困難。這些子層組的厚度與子層組的數(shù)量相結(jié)合有助于確定該第二層的總厚度。在一些優(yōu)選地實施方案中，子層組的數(shù)量是200或更多。
參見圖3，示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的一個硬質(zhì)涂層的截面的透射電子顯微照片。盡管在該顯微照片中很難辨別出該硬質(zhì)涂層2的下部是一個單層的第一氮化鈦鋁層4而上部是一個由多個子層組構(gòu)成的多層式第二層6，這些子層組具有一個氮化鈦硅子層和一個氮化鈦鋁子層。圖4示出了圖3中顯示的在一個更高的放大倍率下的多層式第二層8，使得這些單獨的第一和第二子層12、14是可辨的。在本發(fā)明的該實施方案中，每個子層組10的厚度是約5納米。
在本發(fā)明的考慮之內(nèi)的是，除了以上所述的這些之外的多個層或子層也可以被包含在該硬質(zhì)涂層內(nèi)。例如，可以在該基底與該硬質(zhì)涂層的第一層之間插入一個層或子層。 額外的多個層或子層可以被沉積在該硬質(zhì)涂層的第二層上。這些額外的層或子層可以具有任何所希望的厚度和構(gòu)成。優(yōu)選地，此類額外層的厚度是在范圍50至600納米的范圍內(nèi)并且此類額外子層的厚度是在10至1000納米的范圍內(nèi)。此類額外的層和子層的構(gòu)成優(yōu)選是 Ti、Cr、TiN, TiAlN, CrN, TiAlCrN, AlCrN, TiSiN, TiAlSiN, AlCrSiN 以及 TiAlCrSiN0
本發(fā)明還包括具有以上所述的本發(fā)明硬質(zhì)涂層的物品。這些物品優(yōu)選地是機加工工具和耐磨損部件，但也可以是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員已知的任意種類的物品，對于該物品而言，一個物理氣相沉積的硬質(zhì)涂層對于通過提高其抗氧化性和/或耐磨損性而延長其使用壽命會是有益的。這些物品優(yōu)選地包括燒結(jié)碳化鎢、金屬陶瓷、鋼(尤其是高速鋼)、陶瓷、立方氮化硼、聚晶金剛石、氮化硅、氧化鋁、以及氮化鋁-鈦。此類物品的說明性實例包括鉆頭、立銑刀、用于銑削或車削的可轉(zhuǎn)位鑲片、金屬開槽鋸、齒輪切削刀具、鉸刀、絲錐、以及地下鉆頭尖和穿孔器、?？凇⒁约澳＞?。
本發(fā)明還包括制作具有以上所述的本發(fā)明的硬質(zhì)涂層的方法。此類方法包括以下步驟在一個表面上物理氣相沉積一個氮化鈦鋁的第一層并且接著，并且然后在該第一層上物理氣相沉積多個子層組，其中的每個具有一個氮化鈦硅的第一子層和一個氮化鈦鋁的第二子層，使得該硬質(zhì)涂層的總厚度是在約I與10微米之間，該第一層構(gòu)成了該總厚度的約20%-60%，并且每個子層組的厚度是在約2與20納米之間。在一個子層組中該第一和第二子層的厚度的比率優(yōu)選地是在約O. 2至約2的范圍內(nèi)。這些硬質(zhì)涂層的第二層的這些子層組的氮化鈦硅以及氮化鈦鋁的交替子層的厚度可以通過調(diào)整該基底旋轉(zhuǎn)速度和目標蒸發(fā)速率而控制。這些氮化鈦鋁層和子層的構(gòu)成以及這些氮化鈦硅子層的構(gòu)成就是以上關(guān)于本發(fā)明的硬質(zhì)涂層所描述的。可以使用本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的任何物理氣相沉積方法， 但磁控派射和陰極弧蒸發(fā)(cathodic arc evaporation)方法是優(yōu)選的。第一層沉積在其上的這個表面可以是該基底的表面或已被施加到基底上的另一個涂層的表面。該方法還可以包括在該第一和第二層的上方或下方沉積一個或多個額外的層或子層。此類額外的層的實例已經(jīng)在對于額外的層或子層的討論中被描述，其可以是本發(fā)明的硬質(zhì)涂層的一部分。
本發(fā)明還包括制作以上所述的本發(fā)明的涂覆物品的方法。此類方法包括以下步驟提供有待涂覆的物品、在該物品的表面的至少一部分上物理氣相沉積一個包含氮化鈦鋁的第一層并然后在該第一層上物理氣相沉積多個子層組，其中的每個子層組具有一個氮化鈦硅的第一子層和一個氮化鈦鋁的第二子層，使得該硬質(zhì)涂層的總厚度是在約I與10微米之間，該第一層構(gòu)成了該總厚度的約20%-60%，并且每個子層組的厚度是在約2與20納米之間。在一個子層組中該第一和第二子層的厚度的比率優(yōu)選地是在約O. 2至約2的范圍內(nèi)。這些氮化鈦鋁層和子層的構(gòu)成以及這些氮化鈦硅子層的構(gòu)成是以上關(guān)于本發(fā)明的硬質(zhì)涂層所描述的那些。可以使用本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的任何物理氣相沉積方法，但磁控濺射和陰極弧蒸發(fā)方法是優(yōu)選的。第一層沉積在其上的這個表面可以是該基底的的表面或已被施加到基底上的另一個涂層的表面。被沉積了該硬質(zhì)涂層的物品的這個表面或其任何部分可能已經(jīng)具有一個涂層，使得該硬質(zhì)涂層被沉積在該涂層上。該方法還可以包括在該第一和第二層的上方或下方沉積一個或多個額外的層或子層。此類額外的層的實例已經(jīng)在對于額外的層或子層的討論中被描述，其可以是本發(fā)明的硬質(zhì)涂層的一部分。
實例
如實例1-7在表I中指明了本發(fā)明的硬質(zhì)涂層的實例。這些硬質(zhì)涂層是通過陰極電弧蒸發(fā)方法而物理氣相沉積在粘結(jié)碳化物(WC-Co)上的，使用了 450° C-550° C的基底溫度和-40至-60V的偏置電壓。該第二層的每個子層組具有一個約5納米的厚度并且該氮化鈦硅的厚度與該氮化鈦鋁的厚度之比約為O. 47。
為了比較，在類似的條件下沉積了一個商業(yè)的氮化鈦鋁的單層硬質(zhì)涂層。該硬質(zhì)涂層的特征被報告在表I中。報告于表I中的化學組成是在這些第一層和第二層的代表性樣品上使用掃描電子顯微鏡、以20keV通過電子色散光譜儀來測量的。
表I
權(quán)利要求
1.一種用于基底(6)的硬質(zhì)涂層(2)，包括一個包括(TizAl1JN的第一層(4)，其中O. 4彡z彡O. 6 ;以及具有多個子層組(IOa)的一個第二層(8)，每個子層組包括一個第一(TiySipy)N子層(12)，其中O. 85≤y≤O. 98 ;以及一個第二 (TixAl1J N子層(14)，其中O. 4≤x≤O. 6 ;其中在該第一子層(12)中既不存在純的硅相也不存在純的氮化硅相，并且X與y之和是在I. 38至I. 46的范圍內(nèi)。
2.如權(quán)利要求I所述的硬質(zhì)涂層(2)，其中，該第一層(4)占該整個硬質(zhì)涂層厚度的 20% 至 60%ο
3.如權(quán)利要求I所述的硬質(zhì)涂層(2)，其中，該每個子層組(IOa)的厚度是在3至20nm 的范圍內(nèi)。
4.如權(quán)利要求I所述的硬質(zhì)涂層(2)，其中，每個子層組(IOa)內(nèi)該第一子層(12)的厚度與該第二子層(14)的厚度之比是在O. 2至2. O的范圍內(nèi)。
5.如權(quán)利要求I所述的硬質(zhì)涂層(12)，其中，X與y之和是在I.39至I. 45的范圍內(nèi)。
6.一種硬涂覆的物品(6)，包括具有一個表面的一個物品(6);以及覆蓋該物品(6)的表面的至少一部分的一個硬質(zhì)涂層(2)，該硬質(zhì)涂層(2)具有一個包括(TizAl1JN的第一層(4)，其中O. 4彡z彡O. 6 ;以及具有多個子層組(IOa)的一個第二層(8)，每個子層組(IOa)包括一個第一 (TiySih)N子層(12)，其中0.85彡y彡0.98 ;以及一個第二(TixAl1JN子層(14)，其中O.4 ^ X ^ O. 6 ；其中在該第一子層(12)中既不存在純的硅相也不存在純的氮化硅相，并且X與y之和是在I. 38至I. 46的范圍內(nèi)。
7.如權(quán)利要求6所述的硬涂覆的物品(6)，其中，該第一層(4)占該整個硬質(zhì)涂層厚度的 20% 至 60%ο
8.如權(quán)利要求6所述的硬涂覆的物品(6)，其中，該每個子層組(IOa)的厚度是在3至 20nm的范圍內(nèi)。
9.如權(quán)利要求6所述的硬涂覆的物品，其中，在每個子層組(IOa)內(nèi)該第一子層(12) 的厚度與該第二子層(14)的厚度之比是在O. 2至2. O的范圍內(nèi)。
10.如權(quán)利要求6所述的硬涂覆的物品(6)，其中，X與y之和是在I.39至I. 45的范圍內(nèi)。
11.如權(quán)利要求6所述的硬涂覆的物品(6)，其中，該物品(6)是選自下組中的一種，該組由以下各項組成切削刀具以及磨損部件。
12.如權(quán)利要求6所述的硬涂覆的物品(6)，其中，該物品(6)是選自下組中的一種，該組由以下各項組成鉆頭、立銑刀、用于銑削或車削的可分度鑲片、金屬開槽鋸、齒輪切削刀具、鉸刀、絲錐。
13.如權(quán)利要求6所述的硬涂覆的物品(6)，其中，該物品(6)是選自下組中的一種，該組由以下各項組成地下鉆頭尖、穿孔器、?？?、以及模具。
14.如權(quán)利要求6所述的硬涂覆的物品(6)，其中，該物品(6)包括選自下組中的至少一種，該組由以下各項組成燒結(jié)碳化鎢、金屬陶瓷、鋼(尤其是高速鋼)、陶瓷、立方氮化硼、聚晶金剛石、氮化硅、氧化鋁、以及氮化鋁_碳化鈦。
15.一種制造硬質(zhì)涂層(2)的方法，包括以下步驟a)在一個表面上物理氣相沉積一個包括(TizAl1JN的第一層(4)，其中O.4彡z彡O. 6 ;并且b)在該第一層(4)上物理氣相沉積具有多個子層組(IOa)的一個第二層(8)，每個子層組(IOa)包括一個第一(TiySi1JN子層(12)，其中O. 85彡y彡0.98 ;以及一個第二 (TixAl1J N 子層(14)，其中 O. 4 ^ X ^ O. 6 ；其中在該第一子層(12)中既不存在純的硅相也不存在純的氮化硅相，并且X與y之和是在I. 38至I. 46的范圍內(nèi)。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，該第一層(2)占該整個硬質(zhì)涂層厚度的20%至60%。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，每個子層組(IOa)的厚度是在3至20nm的范圍內(nèi)。
18.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，在每個子層組(IOa)內(nèi)該第一子層(12)的厚度與該第二子層(14)的厚度之比是在O. 2至2. O的范圍內(nèi)。
19.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，X與y之和是在I.39至I. 45的范圍內(nèi)。
20.一種制造硬涂覆的物品(6)的方法，包括以下步驟a)提供具有一個表面的一個物品(6)；b)在該物品表面的至少一部分上物理氣相沉積一個包括(TizAl1JN的第一層(4)，其中O. 4彡z彡O. 6 ;并且c)在該第一層上物理氣相沉積具有多個子層組(IOa)的一個第二層(8)，每個子層組 (IOa)包括一個第一(TiySih) N 子層(12)，其中 O. 85 ^ y ^ O. 98 ;以及一個第二(TixAl1J N子層(14)，其中O. 4彡X彡O. 6 ;其中在該第一子層(12)中既不存在純的硅相也不存在純的氮化硅相，并且X與y之和是在I. 38至I. 46的范圍內(nèi)。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其中，該第一層(4)占該整個硬質(zhì)涂層厚度的20%至60%。
22.如權(quán)利要求20所述的方法，其中，該每個子層組(IOa)的厚度是在3至20nm的范圍內(nèi)。
23.如權(quán)利要求20所述的方法，其中，在每個子層組(IOa)內(nèi)該第一子層(12)的厚度與該第二子層(14)的厚度之比是在O. 2至2. O的范圍內(nèi)。
24.如權(quán)利要求20所述的方法，其中，X與y之和是在I.39至I. 45的范圍內(nèi)。
25.如權(quán)利要求20所述的方法，其中，該物品(6)是選自下組中的一種，該組由以下各項組成切削刀具以及耐磨損性部件。
26.如權(quán)利要求20所述的方法，其中，該物品(6)是選自下組中的一種，該組由以下各項組成鉆頭、立銑刀、用于銑削或車削的可分度鑲片、金屬開槽鋸、齒輪切削刀具、鉸刀、絲錐。
27.如權(quán)利要求20所述的方法，其中，該物品(6)是選自下組中的一種，該組由以下各項組成地下鉆頭尖、穿孔器、?？?、以及模具。
28.如權(quán)利要求20所述的方法，其中，該物品(6)包括選自下組中的至少一種，該組由以下各項組成燒結(jié)碳化鎢、金屬陶瓷、鋼(尤其是高速鋼)、陶瓷、立方氮化硼、聚晶金剛石、 氮化硅、氧化鋁、以及氮化鋁_碳化鈦。
全文摘要
一種用于基底(6)的耐磨損性多層式氮化物硬質(zhì)涂層(2)。該硬質(zhì)涂層(2)包括一個第一氮化鈦鋁層(4)以及包括多個子層組(10a)的一個第二層(8)。每個子層組(10a)包括一個第一氮化鈦硅子層(12)以及一個第二氮化鈦鋁子層(14)。在該第一層(4)和這些子層組(10a)5二者之中，該氮化鈦鋁的構(gòu)成為(TixAl1-x)N，其中0.4≤x≤0.6。這些氮化鈦硅子層(12)的構(gòu)成為(TiySi1-y)N，其中0.85≤y≤0.98，并且所有的硅在該氮化鈦硅中是處于固溶體中，使得在這個子層(12)中不存在硅相或氮化硅相。這些子層組(10a)中存在的鋁和硅的組合量被控制得很窄，使得x與y之和是在1.38至1.46的范圍內(nèi)。
文檔編號C23C14/16GK102933736SQ201180026355
公開日2013年2月13日 申請日期2011年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月28日
發(fā)明者R·M·佩尼徹, 劉一雄, 倪旺陽, M·S·格里恩菲爾德 申請人:鈷碳化鎢硬質(zhì)合金公司