CN101274493B - 织构强化的α-氧化铝涂层工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及被用于金属加工的一种涂层切削工具刀片和一种织构强化的α-Al₂O₃层。氧化铝层的特征在于改善的韧性，并且它附着在基底上，覆盖其全部的功能零件。涂层由一个或多个耐火层组成，其中至少一层是厚度范围从2到20微米的织构强化的α-Al₂O₃层，所述织构强化的α-Al₂O₃层由长宽比为2到1 2的柱状晶粒组成。该α-Al₂O₃展示出强(0006)衍射峰。当对于(0006)反射的织构系数大于1.33ln h+2时，其中h是α-Al₂O₃层的厚度，并且当α-Al₂O₃层的表面被湿喷砂至Ra值＜1微米时，可以获得改善的耐磨性和韧性。具有强(0001)织构的氧化铝层被应用在富粘结相的硬质合金基底上。该组合有助于增强的耐磨性和韧性。

Description

织构强化的α-氧化铝涂层工具

技术领域

本发明涉及一种涂层的硬质合金刀片，其组合了具有坚韧表面区域的基底和织构强化的α-Al₂O₃层，所述涂层的硬质合金刀片在金属切削操作的很多领域中有用，例如车削加工钢材(低合金钢和淬火钢)与铸铁，尤其是在机械约束可能变化很显著的切削应用中广泛使用的球墨铸铁。

背景技术

在20世纪90年代初，采用基于US专利5,137,774的商业产品，获得了在工业规模中α-Al₂O₃多晶型的控制。这个专利后来的变形已经被用来沉积具有优选织构的α-Al₂O₃。在US 5,654,035中公开了一种具有

织构的氧化铝层，在US 5,980,988中公开了一种具有

织构的氧化铝层。

和

织构都被公开在US 5,863,640。US 6,333,103描述了控制α-Al₂O₃在

面上形核和生长的改进方法。US 6,869,668描述了用织构改性剂(ZrCl₄)在α-Al₂O₃中得到强

织构的方法。前面讨论的现有技术的操作都使用大于1000℃的沉积温度。US 7,094,447描述了获得显著的

织构的技术。US2006/0199026和US 2006/0141271分别公开了产生显著的

和

织构的增强的沉积技术。然而，作为(0001)织构的标识的(0006)衍射峰，以前并没有被观察到。US 2007/104945公开了(0001)织构的氧化铝层。比较

和(0001)织构的氧化铝层，发现(0001)织构要优于其他的织构。

在涂层前硬质合金切削刀具刀片的上部，产生坚韧的富粘结相的表面区域的方法通常被称为梯度烧结。存在两种工艺用来产生富粘结相的表面区域：

(i)通过在表面附近立方碳化物相的溶解(N-梯度)，如US4,277,283、4,610,931、4,830,930和5,106,674。

(ii)通过受控制的冷却或脱碳(C-梯度)，如US 5,106,674和4,830,930。

发明内容

新的规律/规则将会提高金属加工过程中使用冷却润滑剂的成本。这促进了干切削加工。反过来，它将提高对更耐温涂层的硬质合金的需求，并普遍地促使金属切削工业去考虑新的替代方法。下面是在市场的一些最重要的趋势：

●对增长的生产率，需要更高的切削速度。

●对消减的成本和环境状况，需要干切削加工和/或微量润滑(MQL)。

●对更轻的零件和构造，需要难以切削加工的材料，即高强度材料。

所有这些趋势对于耐磨性，连同变形抗力和韧性提出了更多的要求。由于Al₂O₃的高度的化学稳定性和有利的热力学性质，它是高速金属切削的理想涂层材料。由于前面讨论的市场上的趋势，就凸出了对增强的耐磨性，连同增强的韧性的需要。

本发明的目的是提供一种改进的氧化铝涂覆的硬质合金刀具，其具有改善的耐磨性，连同变形抗力和韧性。

附图说明

图1显示了来自根据本发明的α-Al₂O₃层，使用CuK_α辐射在2θ为41.675°时的(0006)衍射峰。

图2a是具有N-梯度的硬质合金表面区域的未涂覆的抛光的断面，在1200X放大倍数下的光学显微照片。白色相是粘结相，浅灰色的是WC，深灰色的是立方相。

图2b是根据本发明的刚沉积的α-Al₂O₃层的抛光的断面，在10000X放大倍数下，用背散射电子得到的SEM显微照片，该α-Al₂O₃层沉积在Ti(C，N)层上，而该Ti(C，N)层沉积在来自图2a的基底上。

图3显示了根据本发明的织构强化的α-Al₂O₃层、来自实例3的涂层的断面SEM显微照片。以箭头指示的是近似平行于涂层表面的(0001)面。

图4所示的分别是来自实例3的(0001)织构的α-Al₂O₃的层c和层d的SEM表面图像。根据本发明的层，图4a中的层c不是由(0001)面终止的，其是图4b中根据现有技术的层d。

图5所示的是来自实例4中(2θ＝25-45°)的α-Al₂O₃的层a、b和c的X射线衍射(XRD)图谱。

图6所示的是在实例7中的切削测试中，未损坏的切削刃的数目vs.进刀量(毫米/转)。

具体实施方式

现在已经令人惊讶地发现，与富粘结相的基底结合，可以获得织构强化的效果的充分的优点。当应用在这样的硬质合金上时，(0001)织构强化的α-Al₂O₃明显优于现有技术。(0001)织构的存在加强了钴富集的效果。另一个令人惊讶的效果是(0001)织构明显地减少切削刃的塑性变形的趋势。

因此，本发明将具有富粘结相的表面区域的硬质合金和织构强化的α-Al₂O₃层结合起来。一个切削刀具刀片由以下几部分组成：

a)块体基质

根据本发明提供了一种涂层的切削刀具刀片，其有硬质合金主体组成，该硬质合金主体的成分是4-12wt-％、优选5-9wt-％、最优选6-7wt-％的钴，和5-10wt-％、优选7.5-9.5wt-％的金属的立方碳化物，所述金属来自元素周期表的IVb、Vb和VIb族，优选Ti、Nb和Ta，以及其余为WC，优选83-87wt-％的WC。Ta和Nb的重量浓度比率在1.0和3.0之间，优选在1.5和2之间。Ti和Nb的重量浓度比率是0.5-2.0，优选0.8-1.2。

钴粘结相优选与钨很好地熔合在一起。在粘结相中W的浓度可以表示成S值＝σ/16.1，其中σ是粘结相中以μTm³kg^-1为单位的磁矩。S值依赖于在粘结相钨的含量，并随着钨的含量的减少而增大。因此，S＝1对应的是纯钴或者碳饱和的粘结剂。进一步需要注意的是，S＝0.78对应的是这样的粘结相，所述粘结相包含W，W的数量对应于η-相形成的临界线。S应该稍微高于临界值0.78，优选在范围0.79-0.90之间，最优选0.80-0.85。

WC的平均晶粒尺寸以矫顽磁性表示为9-18kA/m，优选10-15kA/m，最优选11-13kA/m。

b)钴富集

在硬质合金块表面区域中，富粘结相层的厚度是5-50微米，优选10-30微米，最优选15-25微米。它的平均粘结相含量是块体的额定粘结相含量的1.2-2.5倍，并且基本上没有立方碳化物。

c)α-Al₂O₃层

涂层是由一个或多个耐火层组成的，其中至少有一层是织构强化的α-Al₂O₃。α-Al₂O₃层的厚度范围是1到20微米，优选2-15微米，更优选4-12微米，并且最优选4-7微米。α-Al₂O₃层由具有强(0001)织构的柱状晶粒组成。氧化铝晶粒的长宽比是从2到12，优选2到10，和层厚度有关。α-Al₂O₃层以用Cu K_α辐射时在2θ＝41.675°处(0006)衍射峰为特征。其它普通的衍射峰，例如

和

显示出低强度。氧化铝层的织构系数(TC)按照下式确定：

$\mathrm{TC}\left(\mathrm{hkil}\right)=\frac{I\left(\mathrm{hkil}\right)}{I_o\left(\mathrm{hkil}\right)}{\left[\frac{1}{n}\underset{n=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\frac{I\left(\mathrm{hkil}\right)}{I_o\left(\mathrm{hkil}\right)}\right]}^{-1}---\left(1\right)$

其中

I(hkil)为(hkil)反射的强度

I₀(hkil)为根据JCPDS卡号46-1212的标准强度

n为计算中使用的反射的数目

使用的(hkil)反射是

(0006)、

和

因此，n＝6并且织构系数的最大值是6。

从大量的氧化铝层测量出TC(0006)反射的TC值，把得到的值表示为层厚度的函数，后续曲线就可以用实验数据拟合，因此，优选的TC(0006)值可以如下表示：

TC(0006)≥1.33lnh+2，h∈[1，20]    (2)

方程2表示了从具有从大约1微米变化到20微米的不同厚度h的实验层得到的最低TC(0006)。它指出了如果TC(0006)比方程2给出的高，就可以获得更好的性能。例如，当厚度h≥4微米时，大于4、优选大于5的TC(0006)值是优选的。切削测试清楚地表明当TC(0006)≥5时就可以获得增强的性能。考虑成核和生长恰当地控制CVD过程，就可以获得这些情况。值得进一步注意的是，正如可以清楚地从方程2中得到那样，再次在合适地控制CVD过程的条件下，CVD层的厚度越大，(0006)峰的强度和TC(0006)一般都越高。TC(0006)大于3、优选大于4，对于小于4微米的相对薄的氧化铝层是可以接受的。织构强化的CVD氧化铝层是在大约0.5-1.0GPa的拉伸残余应力状态下。值得强调的是根据本发明的α-Al₂O₃层关注的是刚沉积的α-Al₂O₃。

通过有光泽的优选黑色的表面涂饰来进一步表征α-Al₂O₃层，所述有光泽的优选黑色的表面涂饰可以用Al₂O₃浆液通过湿喷砂方式得到。用R_a表示的表面粗糙度应该小于1.0微米，优选小于0.7微米，最优选小于0.5微米。

d)涂层

根据本发明的涂层包括与基底相邻的第一层，所述第一层是CVDTi(C，N)、CVD TiN、CVD TiC、MTCVD Ti(C，N)、MTCVD Zr(C，N)，MTCVD Ti(B，C，N)、CVD HfN或其组合，优选是厚度为1到12微米、优选5到10微米、最优选5到8微米的Ti(C，N)。所述第一层的末端是0.5到1微米厚的(Ti，Al)(C，O，N)粘结层，所述(Ti，Al)(C，O，N)粘结层优选具有朝向外表面增加的铝含量。优选在基底和所述第一层间有一个厚度小于3微米、优选0.5-2微米的TiN中间层。

在一实施方式中，前面描述的织构强化的α-Al₂O₃是最上层。在另一实施方式中，在前面描述的织构强化的α-Al₂O₃层上，有一层厚度从大约0.5到3微米，优选0.5到1.5微米的Ti、Zr和Hf中的一种或多种的碳化物、氮化物、碳氮化物或羧基氮化物。在这种情况下涂层表面也具有上述R_a表示的表面粗糙度。

e)优选实施方式

在一优选实施方式中切削刀具刀片的成分为：6-9wt-％钴和6.5-9.5wt-％的金属的立方碳化物，所述金属来自元素周期表的IVB、VB和VIB族，其中最上层是4-7微米厚、湿喷砂(Ra小于1微米)的α-Al₂O₃层，所述α-Al₂O₃层由长宽比为2到15并且TC(0006)≥4.5的柱状晶粒组成。涂层还包括与硬质合金基底相邻的第一层，所述第一层是CVD Ti(C，N)、CVD TiN、CVD TiC、MTCVD Ti(C，N)、MTCVDTi(C，O，N)、MTCVD(Ti，Al)(C，O，N)或其组合，优选是厚度为4到10微米，优选5到7微米的Ti(C，N)。

在另一优选实施方式中，切削刀具刀片的成分为：4-6wt-％钴和5-10wt-％的金属的立方碳化物，所述金属来自元素周期表的IVB、VB和VIB族，其中最上层是6-15微米厚、湿喷砂(Ra小于1微米)的α-Al₂O₃层，所述α-Al₂O₃层由长宽比为2到20并且TC(0006)≥5.0的柱状晶体组成。涂层还包括与硬质合金基底相邻的第一层，所述第一层是CVD Ti(C，N)、CVD TiN、CVD TiC、MTCVD Ti(C，N)、MTCVDTi(C，O，N)、MTCVD(Ti，Al)(C，O，N)或其组合，优选是厚度为4到15微米、优选5到10微米的Ti(C，N)。

f)方法

发明还涉及制作根据所述的切削刀具刀片的方法，所述刀具刀片包括硬质合金基底和涂层，所述硬质合金基底由Co的粘结相、WC和立方碳氮化物相组成，具有基本上不含立方相的富粘结相表面区域。粉末混合物含4-9wt-％、优选5-8wt-％、最优选6-7wt-％的钴和6-10wt-％、优选6.5-9.5wt-％、最优选7.5-9wt-％的金属的立方碳化物，所述金属来自元素周期表的IVB、VB和VIB族，优选Ti、Nb和Ta，以及其余为WC，优选84-88wt-％WC。Ta和Nb的重量浓度比率在1.0至3.0之间，优选1.5至2.0之间。Ti和Nb的重量浓度比率在0.5至1.5之间，优选0.8至1.2之间。通过例如氮化物的粉末的方式，或者通过在炉膛里用氮气实施原位氮化处理，来添加已控制好数量的氮。要添加的最合理数量的氮依赖于硬质合金的成分，尤其依赖于立方相的数量。精确的条件在一定程度上依赖于所使用的烧结设备的设计。为了获得所需的结果，按照本说明书，决定和改变氮的添加以及烧结的过程，是属于熟练技工的范围。

用压制剂和钨或碳，按可以得到所需的S值的方式，与粉末材料混合，并且为了得到所需的性能，混合物是被湿磨和喷雾干燥的。然后，粉末被压紧和烧结。烧结在1300-1500℃的温度下在大约50mbar的受控气氛中进行，然后冷却。

在做完包括刃钝化在内的常规后烧结处理后，用CVD和MTCVD技术进行涂层。第一层是MTCVD Ti(C，N)，所述MTCVD Ti(C，N)任选包括与硬质合金基底相邻的、薄薄的、厚度小于3微米、优选0.5-2.0微米的TiN层，以及此外另一个任选的TiN层，该TiN层的厚度小于3微米，优选0.5-2.0微米，位于氧化铝-Ti(C，N)的界面下0.5-2.0微米处。

本发明还涉及一种精制的方法，以在850-1050℃、优选900-1000℃的温度下产生具有(0001)织构的织构α-Al₂O₃层。该α-Al₂O₃层被沉积在(Ti，Al)(C，O，N)的粘结层上，所述(Ti，Al)(C，O，N)粘结层优选具有朝向外表面增加的铝含量。具有受控的氧含量的Ti(C，O)层被沉积在这层上。类似在ALD(原子层沉积)中使用的方式，得到一层非常薄的氧化钛形核层。过程如下：

(i)第一前体TiCl₄的曝光，优选连同AlCl₃一起，

(ii)清除(N₂)，

(iii)第二前体H₂O的曝光，以及

(iv)清除(N₂)。步骤(i)和(iii)的持续时间是1-5分钟，优选每步2分钟；步骤(ii)和(iv)的持续时间是2-10分钟，优选每步5分钟。

α-Al₂O₃的沉积始于一个相当长的30-120分钟、优选60分钟、不含硫或含氟化合物的形核步骤。用含硫化合物H₂S或SO₂、优选H₂S，任选与含氟化合物SF₆或HF、优选SF₆一起，使α-Al₂O₃生长到它所需的厚度。当α-Al₂O₃正确地形核，接着的是采用相对低量的这些添加剂以及CO+CO₂气体的沉积过程，其中CO＝2.5-5.5×CO₂，能以控制方式得到比已知现有技术得到的(0001)生长织构更强的(0001)生长织构。和现有技术比较，重要的差别是织构是可控的，除了在形核过程外，也在α-Al₂O₃自身的生长过程中。为了维持优选的生长方向，在CVD过程中CO和CO₂的比例从2.5逐渐增加到5.5。因此，(0001)织构更坚固，并且氧化铝层的表面微结构不同于以前已知的被

和表面终止那些表面微结构。除非晶核的形成和生长都控制无误，否则就不能得到所描述的织构。对于(0001)织构((0006)衍射峰)迄今为止是未知的这样的事实，这是可能的解释。

在涂层操作后，使最外层光滑以得到有光泽、优选黑色的表面涂饰，所述表面涂饰用以R_a来表示的表面粗糙度，其值小于1.0微米，优选小于0.7微米，最优选小于0.5微米，这可以用Al₂O₃浆液通过湿喷砂得到。通过湿喷砂的数据，例如压力和时间，可以容易地控制R_a值。当然还有一些其它可能的表面处理，这些处理也可以被采用。

实例1

CNMG120408-M5型号和SNUN120408型号的硬质合金刀片通过原料粉末的常规研磨、毛坯的压制和随后在1430℃烧结而成，所述硬质合金刀片的成分是：6.6wt％钴、3.6wt％TaC、2.2wt％NbC、2.5wt％TiC以及其余为WC，具有对应于0.83的S值与W合铸的粘结相。在碳化物粉末中添加氮，成为Ti(C，N)。烧结后的微结构的研究显示形成了厚度约为20微米的不含立方碳化物的区域(图2a)。矫顽磁性是11.8kA/m，对应于大约1微米的平均晶粒尺寸。该基底被称为“基底A”。

实例2(比较实例)

从如在实例1中使用的类似粉末混合物，但是没有氮添加，根据标准流程压制和烧结CNMG120408-M5型号和SNUN120408型号的刀片。检测这些刀片，它们没有展示任何钴富集。平均晶粒尺寸和实例1中的相同。该基底被称为“基底B”。

实例3

来自实例1和实例2的硬质合金刀具刀片被涂上MTCVD Ti(C，N)层。MTCVD层的厚度大约是6微米。由大约6微米α-Al₂O₃组成的四层α-Al₂O₃被沉积在这层上：

a)织构的α-Al₂O₃(根据现有技术)，

b)

织构的α-Al₂O₃(根据现有技术)，

c)(0001)织构的α-Al₂O₃(本发明)和

d)(0001)织构的α-Al₂O₃，根据现有技术US 2007/104945。

这些层将被称为层a、层b、层c和层d。例如，具有层a的基底A被称为Aa。层c是根据发明被沉积的。层d是使用现有技术的方法被沉积的。用于层c的方法导致了沿(0001)方向更强的生长，并且α-Al₂O₃晶粒的表面没有被(0001)表面(本发明)终止。

用氧化铝颗粒湿喷砂涂层后的刀具，直到Ra值小于0.8微米。图3显示了层c在湿喷砂前的断面SEM显微照片。氧化铝层由氧化铝晶粒构成，这些晶粒具有平行于基底表面(用箭头标出)的(0001)面。图4显示了层c和层d的SEM表面图像，证明了上面讨论的在表面形态上的差别。

实例4

用X射线衍射研究层a)、层b)、层c)和层d)。射线衍射图谱在图5中表示。应该注意的是在层a)和层b)缺少(0006)衍射峰。TC

TC

和TC(0006)被确定。结果在表1中表示。注意产生了两个不同(0001)织构的氧化铝层(层c和层d具有强(0006)衍射峰)。层c是依照本发明的。

表1

实例5

60个来自实例1的硬质合金切削刀片被涂上了一层MTCVDTi(C，N)。这些中的十个刀片被涂上了根据本发明的α-Al₂O₃氧化铝层，所述α-Al₂O₃氧化铝层具有以下的厚度：2、4、6、8、10和15微米(10刀片/厚度)。用相同方法沉积了氧化铝层。通过XRD确定了衍射峰的强度，并且通过方程1得到了TC值。结果给在表2中。

表2

层厚度(微米)	TC(10个刀片的平均值)
		2	3.4±0.4
4	4.9±0.6
		6	5.2±0.5
8	5.4±0.4
		10	5.5±0.4
15	5.7±0.2

实例6

在下面的条件下用槽形条测试评价沉积在来自实例1的富粘结相基底上的层a)、层b)和层c)：

工件：柱状槽形条

材料：SS1672

刀片型号：CNMG120408-M5

切削速度：130m/min

进刀量：0.1、0.125、0.16、0.20、0.25、0.315、0.4、0.5、0.63、0.8和1.0毫米/转，在10毫米切削长度后逐渐增加

切削深度：2.0毫米

备注：干式车削

刀具寿命标准：逐渐增加进刀量直到刀刃破损。每个变量测试十个刀刃。

结果表示在图6中，图6显示了作为进刀量(毫米/转)的函数的残存刀刃的数量。图6证明了层织构对刀具的性能是重要的。织构强化的(0001)层优于现有技术。

实例7

关于韧性，在具有断续切削的车削操作中，测试了来自实例1-3的涂层刀片。工件材料是SS2343。

工件：柱状槽形条

材料：SS2343

刀片型号：CNMG120408-M5

切削速度：70m/min

进刀量：0.1、0.125、0.16、0.20、0.25、0.315、0.4、0.5、0.63、0.8和1.0毫米/转，10毫米切削长度后逐渐增加

切削深度：2.0毫米

备注：冷却剂，每个变量测试15个刀刃。

从表3可以清楚地看出，当层根据本发明的层被沉积在富粘结相的基底时，刀刃的韧性得到相当可观的增强。测试的结果显示了，当沉积在富粘结相的基底上时，根据本发明的层(层c)清楚地展示出比现有技术(层a和层b)更好的韧性行为。

表3

基底/涂层	破损时的平均进刀量(毫米)
		Aa	0.31
Ab	0.40
		Ac(本发明)	0.64(和Ab比较，多60％)
Ad(现有技术)	0.49(和Ab比较，多23％)
		Ba	0.14
Bb	0.21
		Bc	0.26(和Bb比较多24％)
Bd	0.24(和Bb比较多14％)

实例8

关于崩刃，在铸铁的纵向车削中，测试了层a)、层b)、层c)和层d)。这种类型的铸铁，即使不是这类刀具的优选工件材料，也被用于评估氧化铝层的崩刃趋势。

工件：柱状条

材料：SS0130

刀片型号：SNUN120408

切削速度：220m/min

进刀量：0.4毫米/转

切削深度：2.0毫米

备注：干式车削。

切削加工2分钟和6分钟后检查该刀片。从表4可以清楚的看出，当产生根据本发明的层时，现有技术的产品的刀刃韧性得到相当可观的增强。

表4

	2分钟后边缘线的脱落(％)	6分钟后边缘线的脱落(％)
			Aa	8	22
Ab	6	17
			Ac(本发明)	4	8
Ad(现有技术)	4	12

实例9

在使用冷却剂的普通碳钢的连续切削过程中，对来自实例3的层a(现有技术)、层c(本发明)和层d(现有技术)进行测试。使用以下切削数据：

工件：柱状条

材料：SS1672

刀片型号：SNUN120408

切削速度：320m/min

进刀量：0.4毫米/转

切削深度：2.0毫米

刀具寿命标准：侧面磨损＞0.3mm。

该实例证明了根据本发明具有更高TC(0006)的氧化铝层的耐磨性更强。测试结果被总结在表5中。

表5

实验基底/涂层	刀具寿命(min)
		涂层Aa(现有技术)	5.2
涂层Ac(本发明)	11.5
		涂层Ad(现有技术)	8.2

Claims (23)

1.一种切削工具刀片，包括硬质合金主体和涂层，其特征在于，

所述硬质合金主体包括：WC；4-12wt-％的Co；以及5-10wt-％的金属的立方碳化物，所述金属来自元素周期表的IVb、Vb和VIb族，具有0.79-0.90的S值以及9-18kA/m的矫顽磁性，所述硬质合金主体的至少一个表面包括富粘结相的表面区域，所述富粘结相的表面区域的厚度为5-50微米，在邻近涂层处基本上不含有立方碳化物，其中至少一层是厚度为1-20微米的形核α-Al₂O₃层，所述α-Al₂O₃层由长宽比为2到12的柱状晶粒组成，从而所述α-Al₂O₃层具有织构系数TC(0006)

TC(0006)≥1.331nh+2

其中，h是以微米为单位的所述α-Al₂O₃层的厚度，并且TC(0006)由下式定义：

$\mathrm{TC}\left(\mathrm{hkil}\right)=\frac{I\left(\mathrm{hkil}\right)}{I_0\left(\mathrm{hkil}\right)}{\left[\frac{1}{n}\underset{n=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\frac{I\left(\mathrm{hkil}\right)}{I_0\left(\mathrm{hkil}\right)}\right]}^{-1}$

其中

I(hkil)＝(hkil)反射的测量强度

I₀(hkil)＝根据JCPDS卡号46-1212的标准强度

n＝计算中使用的反射的数目

使用的(hkil)反射是：

和

所述涂层包括与所述主体相邻的第一层，所述第一层是CVDTi(C，N)、CVD TiN、CVD TiC、CVD HfN、MTCVD Ti(C，N)、MTCVDTi(C，O，N)、MTCVD Zr(C，N)、MTCVD Zr(C，O，N)、MTCVD Ti(B，C，N)、MTCVD(Ti，Al)(C，O，N)或其组合，并且所述织构强化的α-Al₂O₃层与所述第一层邻近。

2.根据权利要求1所述的切削工具刀片，其特征在于，厚度为5-30微米的富粘结相的表面区域在邻近涂层处基本上不含有立方碳化物，其中至少一层是厚度为4-15微米的α-Al₂O₃层，所述α-Al₂O₃层由长宽比为2到12并且TC(0006)≥5的柱状晶粒组成。

3.根据权利要求1所述的切削工具刀片，其特征在于，厚度为5-30微米的富粘结相的表面区域在邻近涂层处基本上不含有立方碳化物，其中至少一层是厚度小于4微米的α-Al₂O₃层，所述α-Al₂O₃层由长宽比为2到10并且TC(0006)≥4的柱状晶粒组成。

4.根据任意前述权利要求所述的切削工具刀片，其特征在于，所述α-Al₂O₃层是最上层，并且所述α-Al₂O₃层的R_a值小于1.0微米。

5.根据权利要求1-3中的任意项所述的切削工具刀片，其特征在于，Ti、Zr和Hf中的一种或多种的碳化物、氮化物、碳氮化物或羧基氮化物的层位于所述α-Al₂O₃层上，所述碳化物、氮化物、碳氮化物或羧基氮化物的层的厚度为0.5到3微米。

6.根据权利要求5所述的切削工具刀片，其特征在于，所述碳化物、氮化物、碳氮化物或羧基氮化物的层是最上层，并且所述碳化物、氮化物、碳氮化物或羧基氮化物的层的R_a值小于1.0微米。

7.根据权利要求1所述的切削工具刀片，其特征在于如下的成分：6-9wt-％的钴和6.5-9.5wt-％的所述金属的立方碳化物，所述金属来自所述元素周期表的IVb、Vb和VIb族，其中最上层是4-7微米厚、湿喷砂的α-Al₂O₃层，α-Al₂O₃层的表面粗糙度R_a＜1微米，所述α-Al₂O₃层由长宽比为2到15并且TC(0006)≥4.5的柱状晶粒组成，所述涂层还包括与硬质合金基底相邻的第一层，所述第一层由以下物质组成：CVD Ti(C，N)、CVD TiN、CVD TiC、MTCVD Ti(C，N)、MTCVDTi(C，O，N)、MTCVD(Ti，Al)(C，O，N)或其组合。

8.根据权利要求1所述的切削工具刀片，其特征在于如下的成分：4-6wt-％的钴和5-10wt-％的所述金属的立方碳化物，所述金属来自所述元素周期表的Ivb、Vb和VIb族，其中最上层是6-15微米厚、湿喷砂的α-Al₂O₃层，α-Al₂O₃层的表面粗糙度R_a＜1微米，所述α-Al₂O₃层由长宽比为2到20并且TC(0006)≥5.0的柱状晶粒组成，所述涂层还包括与硬质合金基底相邻的第一层，所述第一层由以下物质组成：CVDTi(C，N)、CVD TiN、CVD TiC、MTCVD Ti(C，N)、MTCVD Ti(C，O，N)、MTCVD(Ti，Al)(C，O，N)或其组合。

9.根据权利要求1所述的切削工具刀片，其特征在于，所述硬质合金主体包括5-9wt-％的Co。

10.根据权利要求1所述的切削工具刀片，其特征在于，所述硬质合金主体包括7.5-9.5wt-％的金属的立方碳化物。

11.根据权利要求1所述的切削工具刀片，其特征在于，所述金属为Ti、Nb或Ta。

12.根据权利要求1所述的切削工具刀片，其特征在于，矫顽磁性为10-15kA/m。

13.根据权利要求1所述的切削工具刀片，其特征在于，所述富粘结相的表面区域的厚度为5-30微米。

14.根据权利要求1所述的切削工具刀片，其特征在于，形核α-Al₂O₃层的厚度为2-15微米。

15.根据权利要求1所述的切削工具刀片，其特征在于，所述第一层是厚度为1到20微米的Ti(C，N)。

16.根据权利要求15所述的切削工具刀片，其特征在于，所述第一层是厚度为5到10微米的Ti(C，N)。

17.根据权利要求4所述的切削工具刀片，其特征在于，所述α-Al₂O₃层的R_a值小于0.7微米。

18.根据权利要求5所述的切削工具刀片，其特征在于，所述碳化物、氮化物、碳氮化物或羧基氮化物的层的厚度为0.5到1.5微米。

19.根据权利要求6所述的切削工具刀片，其特征在于，所述碳化物、氮化物、碳氮化物或羧基氮化物的层的R_a值小于0.5微米。

20.根据权利要求7所述的切削工具刀片，其特征在于，所述第一层是厚度为4到10微米的Ti(C，N)。

21.根据权利要求20所述的切削工具刀片，其特征在于，所述第一层是厚度为5到7微米的Ti(C，N)。

22.根据权利要求8所述的切削工具刀片，其特征在于，所述第一层是厚度为4到15微米的Ti(C，N)。

23.根据权利要求22所述的切削工具刀片，其特征在于，所述第一层是厚度为5到10微米的Ti(C，N)。

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