CN102575334A - 工具涂层 - Google Patents

工具涂层 Download PDF

Info

Publication number
CN102575334A
CN102575334A CN2010800388182A CN201080038818A CN102575334A CN 102575334 A CN102575334 A CN 102575334A CN 2010800388182 A CN2010800388182 A CN 2010800388182A CN 201080038818 A CN201080038818 A CN 201080038818A CN 102575334 A CN102575334 A CN 102575334A
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
coating
outer cover
layer part
metal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2010800388182A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102575334B (zh
Inventor
法伊特·席尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Walter AG
Original Assignee
Walter AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Walter AG filed Critical Walter AG
Publication of CN102575334A publication Critical patent/CN102575334A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102575334B publication Critical patent/CN102575334B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/0015—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterized by the colour of the layer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/08—Oxides
    • C23C14/081—Oxides of aluminium, magnesium or beryllium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/14—Metallic material, boron or silicon
    • C23C14/16—Metallic material, boron or silicon on metallic substrates or on substrates of boron or silicon
    • C23C14/165—Metallic material, boron or silicon on metallic substrates or on substrates of boron or silicon by cathodic sputtering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/02—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/30—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C30/00—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process
    • C23C30/005—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process on hard metal substrates
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T407/00—Cutters, for shaping
    • Y10T407/27—Cutters, for shaping comprising tool of specific chemical composition
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12535—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.] with additional, spatially distinct nonmetal component
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24942—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including components having same physical characteristic in differing degree
    • Y10T428/2495—Thickness [relative or absolute]
    • Y10T428/24967—Absolute thicknesses specified
    • Y10T428/24975—No layer or component greater than 5 mils thick
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/26—Web or sheet containing structurally defined element or component, the element or component having a specified physical dimension
    • Y10T428/263—Coating layer not in excess of 5 mils thick or equivalent
    • Y10T428/264—Up to 3 mils
    • Y10T428/265—1 mil or less
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31678—Of metal

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Drilling Tools (AREA)

Abstract

本发明涉及用于切削工具的涂层(10)，其包含多个互相叠置的层，特征在于所述涂层具有外部顶涂层(1)，该外部顶涂层(1)具有第一层(3)和布置在所述第一层(3)上的第二层(2)，所述第一层(3)得自金属铝或铝合金，和所述第二层(2)得自氧化铝或包含铝和至少一种其它金属的混合氧化物。

Description

工具涂层
技术领域
本发明涉及用于切削工具的涂层、带有这样涂层的切削工具和用于生产根据本发明涂覆的切削工具的方法。
背景技术
也包括特别是可更换的切削刀片和切削钻头的涂层切削工具包括具有单层或多层涂层的基体或主体，其中所述涂层沉积在所述基体或主体上并且起到特别是磨蚀防护的作用，而且还具有装饰和指示的功能。所述基体通常包括钢、硬质合金或金属陶瓷，并且使用CVD工艺或PVD工艺施加所述涂层。所述涂层还旨在改进所述工具对于给定应用的切削性能和/或降低工具磨损。
在现有技术中已知通常包括具有装饰和/或指示功能的外部层的切削工具的涂层。
EP 1 762 638描述了一种切削刀片，其包括硬质合金基体和用于磨蚀防护的多层硬质材料涂层以及ZrN最外层，该ZrN最外层首先借助于PVD以＜1μm的厚度施加，和然后通过刷光或喷砂处理将其从前刀面和切削刃再次除去。所述外部层的磨料磨损指示了工具是否已经被使用以及工具已经被使用程度。DE 10 2004 010 285和DE 100 48 899也描述了具有指示覆盖层的切削工具，所述指示覆盖层得自金棕色TiN或者得自TiC、HfC或HfN，其与在下的磨蚀防护层颜色不同，并且使得可以使用裸眼区分已经被使用过的工具和未使用过的工具。
关于切削刀片最通常使用的外部硬质磨蚀防护层是使用CVD或PVD工艺沉积的氧化铝层。在其上施加具有装饰和/或指示功能的装饰层。所述已知的ZrN、TiN、TiC、HfC或HfN覆盖层的缺点是使用所述PVD工艺施加那些层需要另外的靶材作为所沉积金属成分的来源，因为对于施加所述磨蚀防护涂层，通常不存在所述金属的源。另外有利是的，所述装饰和指示覆盖层也具有与ZrN或TiN的鲜明的金棕色不同的颜色，从而也能够允许不同类型工具的颜色区分。
发明内容
发明目的：
因此，本发明的目的是提供一种用于切削工具的具有覆盖层的涂层，所述覆盖层具有装饰和/或指示功能，所述涂层能够相对简单和低廉地生产。
技术方案：
根据本发明，所述目的通过如下用于切削工具的涂层实现，所述涂层包括多个互相叠置的层，其中所述涂层具有外部覆盖层，该外部覆盖层具有第一层部分以及布置于其上的第二层部分，所述第一层部分得自金属铝或铝合金，和所述第二层部分得自氧化铝或包含铝和至少一种其它金属的混合氧化物。
使用这种涂层，所述铝或所述铝合金的灰色透过布置于其上的本身为无色的氧化物层部分显现出来，从而所述工具具有磨光的浅灰色表面。在该情况下所述氧化铝或混合氧化物完全覆盖在所述铝上，并且保护其不受外部的影响，特别是不受氧化和其它反应的影响，其例如由于湿气或手出汗所导致，并从而防止所述金属层中的变化。
根据本发明，得自铝或铝合金的金属层部分是包括纯金属或纯金属合金的层部分，在此方面并不排除通常的杂质。如果所述金属层部分包含最高达10原子％的氧比例，并且所述金属层并未因此丧失其金属特性，则根据本发明其旨在被包括在金属层部分的表达中。
由于许多提供磨蚀保护性的涂层具有得自氧化铝和/或包含铝和至少一种其它金属的混合氧化物的层部分，因此适当的铝靶材或具有铝和其它金属的混合靶材或铝靶材和其它金属的靶材通常已经存在于PVD设备中用于施加所述涂层，从而使得根据本发明的覆盖层能够被容易地施加到所述磨蚀层上，而不需要改变在所述PVD设备中的一个或多个靶材。
在所述涂层中，根据本发明的覆盖层的另外的优点是能够通过机械磨蚀工艺或通过刷光容易地将其除去，所述机械磨蚀工艺例如为使用微粒喷砂剂的喷砂处理。
在本发明的优选实施方式中，在所述覆盖层中，所述得自铝或铝合金的第一层部分的层厚度为10nm至500nm，优选20nm至70nm。所述得自氧化铝或包含铝和至少一种其它金属的混合氧化物的第二层部分的层厚度优选为5nm至100nm，特别优选10nm至50nm。例如，所述覆盖层优选包括50nm厚的得自金属铝的第一层部分，然后是20nm厚的得自氧化铝的第二层部分。
另外优选在所述覆盖层之下的涂层具有至少一个金属硬质材料层作为磨蚀保护层，优选得自氧化铝的硬质材料层。使用所述PVD工艺使用单靶材用于所述涂层的所有层部分可以廉价地生产仅包含铝作为所述金属成分的三层涂层。在本发明的另外的实施方式中，所述涂层还包括作为磨蚀保护层的硬质材料层部分。优选的硬质材料层部分例如是如下物质的层部分，TiAlN、AlCrN或其混合物，以及包含Si的那些。在优选实施方式中，作为磨蚀保护层提供的所述硬质材料层部分的层厚度为0.5至10μm，优选1.0至5μm，特别优选约3μm。然后例如可以将氧化铝层布置于其上，其层厚度例如为1μm，然后是根据本发明的覆盖层，所述覆盖层具有第一层部分和布置于其上的第二层部分，所述第一层部分得自金属铝或铝合金，和所述第二层部分得自铝或包含铝和至少一种其它金属的混合氧化物。
在根据本发明的涂层中特别优选的是所述外部覆盖层的所述第一层部分包含金属铝，和/或布置于其上的所述第二层部分包含氧化铝。使用所述PVD工艺使用仅一个铝靶材可以有利地产生所述层系列。
在可选实施方式中，在根据本发明的涂层中，所述外部覆盖层的所述第一层部分包含铝铬合金，和/或布置于其上的所述第二层部分包含氧化铝铬(AlCr)2O3。本领域普通技术人员能够容易地生产另外的具有铝与其它金属的合金和混合氧化物，并且这被包括在本发明的范围内。
在本发明的一个实施方式中，在所述涂层中，所述外部覆盖层具有至少两重和优选多重的互相叠置关系的层部分系列，该层部分系列包括第一层部分以及布置于其上的第二层部分，所述第一层部分得自金属铝或铝合金，和所述第二层部分得自氧化铝或包含铝和至少一种其它金属的混合氧化物。在该实施方式中，所述覆盖层因此包括金属层部分和氧化物层部分的多重系列。
在本发明的另一个实施方式中，在所述涂层中，在所述得自氧化铝或混合氧化物的最外部氧化物层部分之上的外部覆盖层具有另外的得自金属铝或铝合金的层部分。该外部金属层部分主要起到装饰或磨蚀指示层部分的作用，因为其不具有磨蚀保护性。在使用所述切削工具时，在与工件接触时，该外部金属层部分将被迅速磨掉。
本发明还包括如下切削工具，所述切削工具包括基体或主体，该基体或主体具有沉积于其上的根据本发明的单层或多层涂层。所述基体或主体优选包括硬质合金、金属陶瓷、陶瓷或钢。
在根据本发明的切削工具的一个实施方式中，所述外部覆盖层仅存在于所述工具的选择区域上，在所述涂层中/上。可以通过仅将所述覆盖层施加至所述工具的选择区域而生产所述覆盖层的这种布置，然而使用通常的PVD沉积工艺时这是困难的。优选地，将所述外部覆盖层完全施加，并在所述工具的选择区域内施加之后再次将所述外部覆盖层从所述涂层中除去。
用于金属加工的切削工具，例如切削钻头，具有邻接切削刃的前刀面和后刀面。在根据本发明的切削工具的特别优选的实施方式中，前述种类的涂层在所述前刀面和/或所述切削刃上至少部分或优选完全不含所述外部覆盖层。以这种方式，所述切削工具的特别是具有机械应力并且与所述工件接触的部分不含所述具有装饰和/或指示功能的覆盖层。使用相应的机械负荷可以将所述覆盖层非常迅速地磨掉。此外，在所述前刀面上和可能也在所述切削刃上的所述覆盖层可能具有不希望的摩擦和润滑效果。与其相反地，所述切削工具的暴露于低水平机械负荷或不暴露于机械负荷的部分被所述覆盖层保护不受腐蚀。此外，在那些部分上，所述覆盖层具有装饰和/或指示功能并且指示所述切削工具的使用，因为即使在低负荷下，所述覆盖层已经显示磨损痕迹，例如在切削刃附近的后刀面区域中显示磨损痕迹。
本发明还涉及一种生产本文中所述的涂层切削工具的方法，其中通过CVD和/或PVD工艺将本文所述的这种多层涂层施加到基体或主体上，其中在使用至少一个含铝的靶材的PVD工艺中施加所述外部覆盖层，所述外部覆盖层具有第一层部分以及布置于其上的第二层部分，所述第一层部分得自金属铝或铝合金，所述第二层部分得自氧化铝或包含铝和至少一种其它金属的混合氧化物。
基本上所有已知的PVD工艺可以用于施加所述覆盖层，例如双靶磁控溅射、反应磁控溅射、电弧气相沉积(ARC)、脉冲电弧气相沉积(ARC)或HIPIMS(高功率脉冲磁控溅射)。
理想地，所述PVD工艺在惰性气体气氛中，优选氩气中进行，其中加入作为反应气体的氧气用于氧化铝的沉积。
在本发明的另外优选的实施方式中，在随后的工艺步骤中，通过机械磨蚀工艺从所述切削工具的选择表面区域再次除去所述外部覆盖层，所述外部覆盖层具有第一层部分以及布置于其上的第二层部分，所述第一层部分得自金属铝或铝合金，和所述第二层部分得自氧化铝或包含铝和至少一种其它金属的混合氧化物。特别地，在该工艺步骤中，从切削工具的前刀面和/或切削刃除去所述外部覆盖层。
优选地，所述机械磨蚀工艺是刷光或使用微粒喷砂剂例如石英砂或金刚砂的磨料喷砂工艺。
从如下的附图和优选实施方式的描述中将更清楚地看到本发明的另外的优点、特征和可能的用途。
附图说明
图1
图1显示了具有根据本发明的涂层的切削工具的示意性切开的截面图。该视图被极大地放大并且不成比例。
涂层10被施加到基体或主体20。在该实施方式中，涂层10包括磨蚀保护层11，其可以包括一个或多个层部分。特别地，所述磨蚀保护层可以包括多个得自不同材料的层部分，其例如是被交替施加的。
布置于所述磨蚀保护层11上的是覆盖层1，其包含得自金属铝的第一层部分3和远离所述基体布置于所述第一层部分之上的得自氧化铝的第二层部分2。所述得自金属铝的第一层部分3粘附到所述磨蚀保护层11上，但是能够被充分除去。所述得自氧化铝的第二层部分2充分粘附到所述得自金属铝的第一层上并且保护其不受磨蚀。
具体实施方式
使用PVD涂覆装置(Flexicoat；Hauzer Techno Coating)，在具有磨蚀保护涂层的硬质合金基体上提供双层覆盖层，其中所述磨蚀保护涂层具有得自Al2O3的最外层部分。在沉积所述层部分之前，将所述装置抽真空至1×10-5毫巴。
在如下条件下实现沉积所述包括双层部分的覆盖层：
第一层部分：(金属铝；Al)
-PVD工艺：非反应磁控溅射
-靶材：矩形Al源(80cm×20cm)
-沉积：阴极比功率约7W/cm2
0.5帕Ar压力
30伏基体偏压，在70kHz下双极性脉冲
-温度：550℃
-层厚度：50nm
第二层部分：(氧化铝；Al 2 O 3 )
-PVD工艺：反应磁控溅射
-靶材：矩形Al源(80cm×20cm)
-沉积：阴极比功率约7W/cm2
0.5帕Ar压力，约80sccm O2(作为反应气体)
150伏基体偏压，在70kHz下双极性脉冲
-温度：550℃
-层厚度：20nm
所述涂层切削工具具有哑光灰色表面，其容易通过喷砂除去。
为了本原始公开的目的，需要指出的是，所有的特征，如本领域普通技术人员从本说明书和所附的权利要求书中也可以看出的，即使它们以仅与一些其它特征相关的特定术语进行描述，其也可以单独地组合或也可以与本文公开的其它特征或特征组相结合，只要所述组合没有被明确排除或没有技术方面使得所述组合不可能或无意义。此处仅仅为了本说明书的简洁和可读性的原因，省略了所有可以想到的特征组合的全面清楚的说明。

Claims (13)

1.一种用于切削工具的涂层(10)，其包括多个互相叠置的层部分，特征在于所述涂层具有外部覆盖层(1)，该外部覆盖层(1)具有第一层部分(3)以及布置于其上的第二层部分(2)，所述第一层部分(3)得自金属铝或铝合金，和所述第二层部分(2)得自氧化铝或包含铝和至少一种其它金属的混合氧化物。
2.根据权利要求1所述的涂层，其特征在于所述得自铝或铝合金的第一层部分(3)的层厚度为10nm至500nm，优选20nm至70nm，和所述得自氧化铝或包含铝和至少一种其它金属的混合氧化物的第二层部分(2)的层厚度为5nm至100nm，优选10nm至50nm。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的涂层，其特征在于在所述覆盖层之下的涂层具有至少一个作为磨蚀保护层的金属硬质材料层部分(11)，优选得自氧化铝的硬质材料层部分。
4.根据前述权利要求中的一项所述的涂层，其特征在于所述外部覆盖层(1)的第一层部分(3)包含金属铝，和/或布置在其上的所述第二层部分(2)包含氧化铝。
5.根据权利要求1至3中的一项所述的涂层，其特征在于所述外部覆盖层(1)的第一层部分(3)包含铝铬合金，和/或布置在其上的所述第二层部分(2)包含氧化铝铬(AlCr)2O3。
6.根据前述权利要求中的一项所述的涂层，其特征在于所述外部覆盖层(1)具有至少双重和优选多重的互相叠置关系的层部分系列，该层部分系列包括第一层部分以及布置于其上的第二层部分，所述第一层部分得自金属铝或铝合金，和所述第二层部分得自氧化铝或包含铝和至少一种其它金属的混合氧化物。
7.根据前述权利要求中的一项所述的涂层，其特征在于在所述得自氧化铝或混合氧化物的最外氧化物层部分之上的外部覆盖层(1)具有另外的层部分，该另外的层部分得自金属铝或铝合金。
8.一种切削工具，其包括基体或主体(20)，该基体或主体(20)优选得自硬质合金、金属陶瓷、陶瓷或钢，其具有沉积于其上的根据前述权利要求中的一项所述的单层或多层涂层(10)。
9.根据权利要求8所述的切削工具，其特征在于所述外部覆盖层(1)仅存在于所述工具的选择区域上，在所述涂层(10)中/上，和/或在施加所述工具的选择区域之后将所述外部覆盖层(1)从所述涂层(10)再次除去。
10.根据权利要求8或9中的一项所述的切削工具，其特征在于在前刀面和/或切削刃上，所述涂层(10)至少部分或完全不含外部覆盖层(1)。
11.一种生产涂层切削工具的方法，其中通过CVD和/或PVD工艺将根据前述权利要求中的一项所述的多层涂层(10)施加到基体或主体(20)上，特征在于在使用至少一个含铝的靶材的PVD工艺中施加所述外部覆盖层(1)，该外部覆盖层(1)具有第一层部分(3)和布置于其上的第二层部分(2)，所述第一层部分(3)得自金属铝或铝合金，和所述第二层部分(2)得自氧化铝或包含铝和至少一种其它金属的混合氧化物。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于在随后的工艺步骤中，通过机械磨蚀工艺从所述切削工具的选择表面区域再次除去所述外部覆盖层(1)，该外部覆盖层(1)具有第一层部分(3)和布置于其上的第二层部分(2)，所述第一层部分(3)得自金属铝或铝合金，和所述第二层部分(2)得自氧化铝或包含铝和至少一种其它金属的混合氧化物。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于所述机械磨蚀工艺是刷光或使用微粒喷砂剂的磨料喷砂工艺。
CN201080038818.2A 2009-09-23 2010-08-26 工具涂层 Active CN102575334B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009044927A DE102009044927A1 (de) 2009-09-23 2009-09-23 Werkzeugbeschichtung
DE102009044927.2 2009-09-23
PCT/EP2010/062511 WO2011036022A1 (de) 2009-09-23 2010-08-26 Werkzeugbeschichtung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102575334A true CN102575334A (zh) 2012-07-11
CN102575334B CN102575334B (zh) 2015-05-27

Family

ID=43034175

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201080038818.2A Active CN102575334B (zh) 2009-09-23 2010-08-26 工具涂层

Country Status (8)

Country Link
US (1) US8858666B2 (zh)
EP (1) EP2480701B1 (zh)
JP (1) JP5671042B2 (zh)
KR (1) KR20120070556A (zh)
CN (1) CN102575334B (zh)
DE (1) DE102009044927A1 (zh)
ES (1) ES2662052T3 (zh)
WO (1) WO2011036022A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105102673A (zh) * 2013-03-21 2015-11-25 钴碳化钨硬质合金公司 用于切削工具的涂层
US9903018B2 (en) 2013-03-21 2018-02-27 Kennametal Inc. Coated body wherein the coating scheme includes a coating layer of TiAl2O3 and method of making the same

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011053716A1 (de) * 2011-09-16 2013-03-21 Walter Ag Schneidwerkzeug mit Verschleißerkennungsschicht
EP3406751A1 (en) 2017-05-24 2018-11-28 Walter Ag A coated cutting tool and a method for its production
EP3406761A1 (en) * 2017-05-24 2018-11-28 Walter Ag A method for producing a coated cutting tool and a coated cutting tool
DE102017219642A1 (de) * 2017-11-06 2019-05-09 Siemens Aktiengesellschaft Schichtsystem und Schaufel
EP3483319B1 (de) 2017-11-09 2021-12-22 Groz-Beckert KG Textilwerkzeug mit indikatorschicht

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5879823A (en) * 1995-12-12 1999-03-09 Kennametal Inc. Coated cutting tool
EP1806192A1 (en) * 2004-10-29 2007-07-11 Sumitomo Electric Hardmetal Corp. Edge replacement type cutting tip and method of manufacturing the same
WO2008008207A2 (en) * 2006-07-13 2008-01-17 Kennametal Inc. Coated cutting tool with anodized top layer and method of making the same

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6362864A (ja) * 1986-09-02 1988-03-19 Seikosha Co Ltd 黒銀色を呈する物品
US4904542A (en) * 1988-10-11 1990-02-27 Midwest Research Technologies, Inc. Multi-layer wear resistant coatings
JPH0685702U (ja) * 1993-05-27 1994-12-13 サンドビツク株式会社 使用目的等を表面の色で判別可能にした切削用チップ
JPH07227703A (ja) * 1994-02-15 1995-08-29 Kyocera Corp 被覆切削工具
CH688863A5 (de) * 1994-06-24 1998-04-30 Balzers Hochvakuum Verfahren zum Beschichten mindestens eines Werkstueckes und Anlage hierfuer.
DE19518779C1 (de) * 1995-05-22 1996-07-18 Fraunhofer Ges Forschung Verbundkörper aus vakuumbeschichtetem Sinterwerkstoff und Verfahren zu seiner Herstellung
JP3994590B2 (ja) * 1999-08-02 2007-10-24 三菱マテリアル株式会社 高能率切削で硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を発揮する表面被覆超硬合金製切削工具
JP4502475B2 (ja) * 2000-08-04 2010-07-14 株式会社神戸製鋼所 硬質皮膜および耐摩耗部材並びにその製造方法
DE10048899B4 (de) 2000-10-02 2004-04-08 Walter Ag Schneidplatte mit Verschleißerkennung
DE102004007653A1 (de) * 2003-02-17 2004-08-26 Kyocera Corp. Oberflächenbeschichtetes Teil
JP2005007531A (ja) * 2003-06-19 2005-01-13 Kyocera Corp スローアウェイチップおよびその製造方法
DE10332101B4 (de) 2003-07-15 2016-02-04 Kennametal Inc. Schneidwerkzeug und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102004010285A1 (de) 2004-03-03 2005-09-29 Walter Ag Beschichtung für ein Schneidwerkzeug sowie Herstellungsverfahren
SE0402082L (sv) * 2004-08-25 2006-04-18 Sandvik Intellectual Property Metallprodukt, metod för att tillverka en metallprodukt och användning av denna
DE102004044240A1 (de) * 2004-09-14 2006-03-30 Walter Ag Schneidwerkzeug mit oxidischer Beschichtung
SE528890C2 (sv) * 2005-02-17 2007-03-06 Sandvik Intellectual Property Metallsubstrat, artikel och förfarande
US9997338B2 (en) * 2005-03-24 2018-06-12 Oerlikon Surface Solutions Ag, Pfäffikon Method for operating a pulsed arc source
US7670674B2 (en) 2005-09-09 2010-03-02 Sandvik Intellectual Property Ab PVD coated cutting tool
SE529015C2 (sv) * 2005-09-09 2007-04-10 Sandvik Intellectual Property PVD-belagt skärverktygsskär tillverkat av hårdmetall
DE102006051709A1 (de) 2006-10-30 2008-05-08 AHC-Oberflächentechnik GmbH Erzeugung von Verschleißschutzschichten auf Werkstoffen aus sperrschichtbildenden Metallen oder deren Legierungen mittels Laserbehandlung
EP2072637B1 (en) * 2007-12-21 2018-08-15 Sandvik Intellectual Property AB Coated cutting tool and a method of making a coated cutting tool

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5879823A (en) * 1995-12-12 1999-03-09 Kennametal Inc. Coated cutting tool
EP1806192A1 (en) * 2004-10-29 2007-07-11 Sumitomo Electric Hardmetal Corp. Edge replacement type cutting tip and method of manufacturing the same
WO2008008207A2 (en) * 2006-07-13 2008-01-17 Kennametal Inc. Coated cutting tool with anodized top layer and method of making the same

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105102673A (zh) * 2013-03-21 2015-11-25 钴碳化钨硬质合金公司 用于切削工具的涂层
CN105102673B (zh) * 2013-03-21 2017-11-17 钴碳化钨硬质合金公司 用于切削工具的涂层
US9903018B2 (en) 2013-03-21 2018-02-27 Kennametal Inc. Coated body wherein the coating scheme includes a coating layer of TiAl2O3 and method of making the same

Also Published As

Publication number Publication date
DE102009044927A1 (de) 2011-04-07
US20120171509A1 (en) 2012-07-05
US8858666B2 (en) 2014-10-14
EP2480701A1 (de) 2012-08-01
JP2013505361A (ja) 2013-02-14
KR20120070556A (ko) 2012-06-29
CN102575334B (zh) 2015-05-27
WO2011036022A1 (de) 2011-03-31
EP2480701B1 (de) 2017-12-27
ES2662052T3 (es) 2018-04-05
JP5671042B2 (ja) 2015-02-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102575334B (zh) 工具涂层
CN101687257B (zh) 具有呈现磨损指示的耐磨损涂覆体系的切削镶片及其制造方法
KR101820165B1 (ko) 다층 코팅된 절삭 공구
CN104662195B (zh) 具有TiAlCrSiN PVD涂层的工具
CN101652502B (zh) 具有陶瓷涂层的切削刀片
US9249515B2 (en) Tool with chromium-containing functional layer
EP1914331B1 (en) Coated cutting tool
CN107075692A (zh) 包含多层pvd涂层的切削工具
CN101164772B (zh) 涂层切削刀具
JP3343727B2 (ja) 硬質皮膜被覆工具
JPS6154114B2 (zh)
JP2000326108A (ja) 硬質皮膜被覆工具
CN101821040A (zh) 刃口替换型切削刀片
CZ20031314A3 (cs) Řezné tělesoŹ způsob výroby vrstvy z tvrdokovu a použití řezného tělesa
CN101720362A (zh) 具有多层金属氧化物涂层的工具和制备所述涂层工具的方法
CN116438325A (zh) 切削工具用硬质涂膜
JP2944761B2 (ja) 磨耗保護膜
CN114761606B (zh) 其上形成有硬质涂膜的切削工具
JP4253184B2 (ja) 密着性に優れた硬質皮膜およびその製造方法
JP3159572B2 (ja) 高強度被覆物体
CN113166919B (zh) 切削工具用硬质涂层
JP2000218407A (ja) 硬質皮膜被覆工具
JPH03180464A (ja) 耐摩耗性に優れた表面被覆硬質部材
KR20210083665A (ko) 내박리성이 향상된 절삭 공구용 피막
JP3589396B2 (ja) 硬質皮膜被覆工具

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant