CN106086885A - 一种具有复合涂层的刀具 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有复合涂层的刀具，除包括刀具本体，还包括钛铝氮化合物膜层，和，钛铝氮化合物与钛碳氮化合物组成的第一混合物膜层；所述钛铝氮化合物膜层和所述第一混合物膜层层叠设置于所述刀具本体的表面；所述钛铝氮化合物膜层和所述第一混合物膜层均为纳米级膜层。因第一混合物膜层为钛铝氮化合物和钛碳氮化合物的混合物，所以既具有钛铝氮化合物的耐高温特性，又具有钛碳氮化合物低摩擦系数的特性；同时，第一混合物膜层中的钛铝氮化合物又和钛铝氮化合物膜层具有较好的结合特性，提高复合涂层的整体强度。

Description

一种具有复合涂层的刀具
技术领域
本发明涉及金属加工设备技术领域，特别涉及一种具有复合涂层的刀具。
背景技术
涂层刀具是在刀具本体上涂覆耐磨性能好的难熔金属或非金属化合物而获得的加工用工具。涂层刀具结合了表面涂层高耐磨性、低摩擦系数和刀具本体高韧性、高强度的优点，可大幅度改善刀具的切削性能，提高金属材料的加工效率和加工质量。有些涂层刀具的涂层为多层膜复合涂层，多层膜依次叠加涂覆在刀具本体上，利用膜层材料性质不同，进一步提高刀具的综合性能。
目前，在涂层刀具领域中已经广泛应用的涂层材料有钛铝氮化合物和钛碳氮化合物。其中：钛铝氮化合物的耐热温度达到900-1000℃，硬度达到HV3300，但是摩擦系数较高，因此膜层容易磨损；钛碳氮化合物的硬度可达到HV2800，摩擦系数较低，但耐热温度仅在400℃
为综合采用前述两种涂层材料的性能、提高刀具的综合性能，现有技术多将两种涂层材料顺次沉积在在刀具本体(1)表面形成复合涂层。但是，因为钛铝氮化合物和钛碳氮化合物的金相结构不同，两种涂层材料连接区域为应力集中区域。和，在高速切削过程中，膜层之间的应力较大而容易脱落或出现裂痕，影响刀具的使用寿命。因此，如何提供一种具有应力集中较小的涂层材料，提高刀具的耐用性本领域技术人员需要解决的技术问题。
发明内容
本发明提供一种新的具有复合涂层的刀具，通过改进复合涂层的结构提高复合涂层的强度，克服膜层容易脱落或出现裂痕的问题。
本发明提供一种具有复合涂层的刀具，包括刀具本体和沉积于所述刀具本体的复合涂层；所述复合涂层包括钛铝氮化合物膜层，和，钛铝氮化合物与钛碳氮化合物组成的第一混合物膜层；所述钛铝氮化合物膜层和所述第一混合物膜层沿所述复合涂层的厚度方向层叠沉积于所述刀具本体的表面；所述钛铝氮化合物膜层和所述第一混合物膜层均为纳米级膜层。
可选的，所述复合涂层包括钛铝氮化合物与钛硅氮化合物组成的第二混合物膜层；所述第二混合物膜层为纳米级膜层；所述钛铝氮化合物膜层、所述第一混合物膜层和所述第二混合物膜层沿所述复合涂层的厚度方向层叠沉积于所述刀具本体的表面。
可选的，所述钛铝氮化合物膜层、所述第一混合物膜层、所述钛铝氮化合物膜层、所述第二混合物膜层沿所述复合涂层的厚度方向顺次层叠沉积于所述刀具本体的表面。
可选的，所述钛铝氮化合物膜层、所述第一混合物膜层、所述第二混合物膜层沿所述复合涂层的厚度方向顺次层叠沉积于所述刀具本体的表面。
可选的，所述钛铝氮化合物膜层、所述第二混合物膜层、第一混合物膜层沿所述复合涂层的厚度方向顺次层叠沉积于所述刀具本体的表面。
可选的，所述复合涂层还包括钛碳氮化合物膜层；所述钛碳氮化合物膜层为纳米级膜层；所述钛铝氮化合物膜层、所述钛碳氮化合物膜层和所述第一混合物膜层沿所述复合涂层的厚度方向层叠沉积于所述刀具本体表面；所述钛铝氮化合物膜层和钛碳氮化合物膜层间具有所述第一混合物膜层。
可选的，所述钛铝氮化合物膜层、所述第一混合物膜层、所述钛碳氮化合物膜层和所述第一混合物膜层沿所述复合涂层的厚度方向顺次层叠沉积于所述刀具本体的表面。
可选的，所述复合涂层还包括钛铝氮化合物与钛硅氮化合物组成的第二混合物膜层；所述第二混合物膜层为纳米级膜层；所述钛铝氮化合物膜层、所述第一混合物膜层、所述第二混合物膜层、所述钛碳氮化合物膜层沿所述复合涂层的厚度方向层叠沉积于所述刀具本体的表面。
可选的，所述钛铝氮化合物膜层、所述第一混合物膜层、所述钛碳氮化合物膜层、所述第一混合物膜层、所述钛铝氮化合物膜层和所述第二混合物膜层沿所述复合涂层的厚度方向顺次层叠沉积于所述刀具本体表面。
可选的，所述钛铝氮化合物膜层、所述第二混合物膜层、所述钛铝氮化合物膜层、所述第一混合物膜层、所述钛碳氮化合物膜层、所述第一混合物膜层顺次沿所述复合涂层的厚度方向顺次层叠沉积于所述刀具本体表面。
可选的，所述钛铝氮化合物膜层或所述第一混合物膜层与所述刀具本体直接贴合。
可选的，所述复合涂层还包括沉积于最外侧的钛氮化合物膜层。
本发明还提供另外一种具有复合涂层的刀具，包括刀具本体和复合涂层；所述复合涂层还包括钛铝氮化合物膜层，和，钛铝氮化合物与钛硅氮化合物组成的第二混合物膜层；所述钛铝氮化合物膜层和所述第二混合物膜层沿所述复合涂层的厚度方向层叠沉积于所述刀具本体的表面；所述钛铝氮化合物膜层和所述第二混合物膜层均为纳米级膜层。
可选的，所述复合涂层还包括沉积于最外层的钛氮化合物膜层。
包括本发明提供的具有复合涂层的刀具，复合涂层除包括钛铝氮化合物膜层层外，还包括钛铝氮化合物和钛碳氮化合物组成的第一混合膜层，或，钛铝氮化合物和钛硅氮化合物组成的第二混合物膜层。复合涂层中的第一混合物膜层或第二混合物膜层除可起到降低摩擦系数，还可利用第一其中的钛铝氮化合物或钛碳氮化合物提高与相邻膜层的结合强度，进而提高整个复合涂层的整体强度，减小高速切削过程中膜层之间应力较大而造成复合涂层容易脱落或出现裂痕的问题。
附图说明
为更清楚地说明背景技术或本发明的技术方案，下面对现有技术或具体实施方式中结合使用的附图作简单地介绍；显而易见地，以下结合具体实施方式的附图仅是用于方便理解本发明实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；
图1是本发明第一实施例的涂层刀具结构示意图；
图2是本发明第二实施例的涂层刀具结构示意图；
图3是本发明第三实施例的涂层刀具结构示意图；
图4是本发明第四实施例的涂层刀具结构示意图；
图5是本发明第五实施例的涂层刀具结构示意图；
图6是本发明第六实施例的涂层刀具结构示意图；
图7是本发明第七实施例的涂层刀具结构示意图；
图8是本发明第八实施例的涂层刀具结构示意图；
图9是本发明第九实施例的涂层刀具结构示意图；
图10是本发明第十实施例的涂层刀具结构示意图；
图11是本发明第十一实施例的涂层刀具结构示意图；
其中：1-刀具本体、2-钛铝氮化合物膜层、3-第一混合物膜层、4-钛氮化合物膜层、5-第二混合物膜层、6-钛碳氮化合物膜层。
具体实施方式
本发明提供的具有复合涂层刀具，在复合涂层中具有两种不同特性化合物混合得到的膜层，以通过混合物膜层中混合物与两侧的单一化合物膜层的结合提高复合层的整体强度。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细说明。
第一实施例
图1是本发明第一实施例的涂层刀具结构示意图。如图1，本实施例中具有复合涂层的刀具包括刀具本体1和涂覆在刀具本体1上的复合涂层。复合涂层可以涂覆在刀具本体1的全部，也可以涂覆在刀具本体1具体实现切削加工的部分。具体应用中，刀具本体1优选聚晶金刚石、聚晶立方氮化硼等超硬材料制成的本体，但也可以为金属合金制成的本体。
如图1，本实施例的复合涂层包括钛铝氮化合物膜层2、钛铝氮化合物与钛碳氮化合物混合组成的第一混合物膜层3，钛铝氮化合物膜层2和第一混合物膜层3沿复合涂层的厚度方向依次层叠沉积于刀具本体1的表面。因为钛铝氮化合物具有耐高温特性，钛碳氮化合物的摩擦系数(0.2左右)较低，所以由钛铝氮化合物和钛碳氮化合物组成的第一混合物膜层3能够综合两种材料的优点，具有摩擦系数低、耐高温的特性；因为第一混合物膜层3具有的钛铝氮化合物，可提高与钛铝氮化合物膜层2的结合强度，使复合涂层的一体化效果较好。
另从图1中还可看出，本实施例在复合涂层的最外侧还具有钛氮化合物膜层4。钛氮化合物膜层4为金色膜层，与钛铝氮化合物膜层2和第一混合物膜层3的颜色不同。在刀具使用后，表层的钛氮化合物会因磨损而脱落，所以钛氮化合物膜层4可用于标识刀具是否使用。另外，钛氮化合物的摩擦系数在0.3左右，在刀具开始使用时也可起到减小损耗的作用。
如图1，从复合涂层的最内侧到外侧，顺次沉积钛铝氮化合物膜层2、第一混合物膜层3、钛铝氮化合物膜层2、第一混合物膜层3，与刀具本体1连接的膜层为钛铝氮化合物膜层2。应当注意，本实施例中的钛铝氮化合物膜层2和第一混合物膜层3均为纳米级材料膜层，各个膜层的厚度优选在1.0nm-30.0nm间，根据每个膜层的厚度，膜层的堆叠层数为10-200层，使得最终形成的复合涂层总厚度在1.50um-5.00um之间。当然，复合涂层在刀具本体1上的沉积顺序也可改变，即从复合涂层的最内侧到外侧，依次为第一混合物膜层3、钛铝氮化合物膜层2、第一混合物膜层3、钛铝氮化合物膜层2……、直至最外侧的钛氮化合物膜层4。本实施例中不限制与钛氮化合物膜层直接接触的膜层，可为第一混合物膜层3，也可为钛铝氮化合物膜层2。
第二实施例
图2是本发明第二实施例的涂层刀具结构示意图。如图2，第二实施例中的涂层刀具也包括刀具本体1和涂覆在刀具本体1上的复合涂层。相对于第一实施例，本实施例仅对复合涂层结构做改变，刀具本体1可为第一实施例中的刀具本体1，在此不再复述。
除具有第一实施例中的钛铝氮化合物膜层2和第一混合物膜层3外，第二实施例的复合涂层还具有由钛铝氮化合物和钛硅氮化合物组成的第二混合物膜层5。钛硅氮化合物的耐热温度可达1300℃，摩擦系数在0.3左右，其和钛铝氮化合物组成的第二混合膜层具有耐高温、摩擦系数较低的特性。如第一实施例，第一混合物膜层3、钛铝氮化合物膜层2均为纳米级材料膜层，此外第二混合物膜层5也为纳米级材料膜层。本实施例中，各个膜层的厚度也在1.0nm-30.0nm间，膜层数量在10-200层，膜层沉积形成的复合涂层厚度在1.5um-5.0um间。
如图2，在复合涂层的厚度方向，刀具本体上由内到外依次层叠沉积钛铝氮化合物膜层2、第一混合物膜层3、第二混合物膜层5、钛铝氮化合物膜层2、第一混合物膜层3、第二混合物膜层5。因在各个化合物膜层中均具有钛铝氮化合物，所以各个膜层结合强度较高在一起，使得复合涂层一体化效果。当然，也可将第一混合物膜层3或第二混合物膜层5设置在复合涂层的最内侧，并仍然按照前述顺序依次层叠各个膜层。但考虑第二混合物膜层5中钛硅氮化合物与刀体的连接强度不好，所以实际应用中优选钛铝氮化合物膜层2和第一混合物膜层3与刀具本体1直接贴合。与第一实施例相同，在本实施例的复合涂层最外侧也沉积有钛氮化合物膜层4，以标识刀具是否使用。从图2中可看出，与钛氮化合物膜层4结合的第二混合物膜层5；当然，在其他实施例中也可为钛铝氮化合物膜层2或第一混合物膜层3。
第三实施例
图3是本发明第三实施例的涂层刀具结构示意图。第三实施例中复合涂层的膜层材料与第二实施例中的膜层材料相同，只是膜层的排列方式不同，因此仅对本实施例膜层具体排列方式做介绍，其他材料可参见第二实施例。
如图3，本实施例中复合涂层按照钛铝氮化合物膜层2、第一混合物膜层3、钛铝氮化合物膜层2、第二混合物膜层5、钛铝氮化合物膜层2、第一混合物膜层3、钛铝氮化合物膜层2、第二混合物膜层5的顺序层叠沉积。本实施例中直接沉积在刀具本体1上的膜层为钛铝氮化合物膜层2，在其他实施例中也可为第一混合物膜层3或第二混合物膜层5。同样，本实施例最外侧也具有钛氮化合物膜层4，与钛氮化合物膜层4直接接触膜层可以三种膜层中的任一种，并不限于图示中的第二混合物膜层5。
第四实施例
图4是本发明第四实施例的涂层刀具结构示意图；第四实施例中复合涂层的膜层材料与第二实施例中的膜层材料相同，只是膜层的排列方式不同，因此仅对本实施例膜层具体排列方式做介绍，其他材料可参见第二实施例。
本实施例中复合涂层的按照钛铝氮化合物膜层2、第二混合物膜层5、钛铝氮化合物膜层2、第一混合物膜层3、钛铝氮化合物膜层2、第二混合物膜层5、钛铝氮化合物膜层2、第一混合物膜层3的顺序层叠沉积。本实施例中直接沉积在刀具本体1上的膜层为钛铝氮化合物膜层2，在其他实施例中也可为第一混合物膜层3或第二混合物膜层5。同样，本实施例最外侧也具有钛氮化合物膜层4，与钛氮化合物膜层4直接接触膜层可以三种膜层中的任一种，并不限于图示中的第二混合物膜层5。
第五实施例
图5是本发明第五实施例的涂层刀具结构示意图。第五实施例复合涂层的膜层材料与第二实施例中的膜层材料相同，只是膜层的排列方式不同，因此仅对本实施例膜层具体排列方式做介绍，其他材料可参见第二实施例。
如图5，本实施例中复合涂层按照钛铝氮化合物膜层2、第二混合物膜层5、第一混合物膜层3、钛铝氮化合物膜层2、第二混合物膜层5、第一混合物膜层3的顺序层叠沉积。本实施例中直接沉积在刀具本体1上的膜层为钛铝氮化合物膜层2，在其他实施例中也可为第一混合物膜层3或第二混合物膜层5。同样，本实施例最外侧也具有钛氮化合物膜层4，与钛氮化合物膜层4直接接触膜层可以为钛铝氮化合物膜层2、第二混合物膜层5、第一混合物膜层3三种膜层中的任一种，并不限于图示中的第一混合物膜层3。
第六实施例
图6是本发明第六实施例的涂层刀具结构示意图。如图6，第六实施例中的涂层刀具也包括刀具本体1和涂覆在刀具本体1上的复合涂层。相对于第一实施例，本实施例进是对复合涂层结构做改变，刀具本体1可为第一实施例中的刀具本体1，在此不再复述
本实施例中，除具有第一实施例中的钛铝氮化合物膜层2、第一混合物膜层3外，还具有钛碳氮化合物膜层6。如第一实施例，本实施例的钛铝氮化合物膜层2、第一混合物膜层3均为纳米级材料膜层，另外钛碳氮化合物膜层6也为纳米级材料膜层。本实施例中，各个膜层的厚度可在1.0nm-30.0nm间，膜层数量在10-200层，形成的复合涂层厚度在1.5um-5.0um。
如图6，在复合涂层的厚度方向，刀具本体上由内到外依次沉积钛铝氮化合物膜层2、第一混合物膜层3、钛碳氮化合物膜层6、第一混合物膜层3、钛铝氮化合物膜层2、第一混合物膜层3、钛碳氮化合物膜层6、第一混合物膜层3的层叠顺序依次排列。在第一混合物膜层3中具有钛铝氮化合物和钛碳氮化合物，这两种化合物使第一混合物膜层3与两侧的钛铝氮化合物膜层2、钛碳氮化合物膜层6结合程度较好、提高复合涂层的一体化效果。
当然，在本实施例中也可使第一混合物膜层3或钛碳氮化合物膜层6设置在复合涂层的最内侧，并仍然按照前述顺序依次层叠各个膜层。
此外，本实施例的复合涂层最外侧也设置有钛氮化合物膜层4，以标识刀具是否使用。从图6中可看出，与钛氮化合物膜层4结合的是第一混合物膜层3；当然，在其他实施例中也可为钛铝氮化合物膜层2或钛碳氮化合物膜层6。
第七实施例
图7是本发明第七实施例的涂层刀具结构示意图。如图7，第七实施例中的复合涂层具有钛铝氮化合物膜层2、钛碳氮化合物膜层6、第一混合物膜层3和第二混合物膜层5，其中第一混合物膜层3为钛铝氮化合物和钛碳氮化合物组成的混合物膜层，第二混合物膜层5为钛铝氮化合物和钛硅氮化合物组成的混合物膜层。本实施例中，各个膜层的厚度可在1.0nm-30.0nm间，膜层数量在10-200层，形成的复合涂层厚度在1.5um-5.0um间。
如图7，本实施例中，在复合涂层的厚度方向，刀具本体上由内到外依次层叠沉积钛铝氮化合物膜层2、第一混合物膜层3、钛碳氮化合物膜层6、第一混合物膜层3、钛铝氮化合物膜层2、第二混合物膜层5、钛铝氮化合物膜层2、第一混合物膜层3、钛碳氮化合物膜层6、第一混合物膜层3、钛铝氮化合物膜层2、第二混合物膜层5。第一混合物膜层3、第二混合物膜层5分别具有与两侧相邻膜相同的材料，相同的材料可提高与相邻膜层的结合强度。当然，在本实施例中也可使第一混合物膜层3第二混合物膜层5或钛碳氮化合物膜层6的一种设置在复合涂层的最内侧，并仍然按照前述顺序依次层叠各个膜层，但优选为钛铝氮化合物膜层2和第一混合物膜层3。
此外，本实施例的复合涂层最外侧也设置有钛氮化合物膜层4，以标识刀具是否使用。从图7中可看出，与钛氮化合物膜层4结合的是第二混合物膜层5；当然，在其他实施例中也可为其他膜层。
第八实施例
图8是本发明第八实施例的涂层刀具结构示意图；第八实施例复合涂层的膜层材料与第七实施例中的膜层材料相同，只是膜层的排列方式不同，因此仅对本实施例膜层具体排列方式做介绍，其他材料可参见第七实施例。
本实施例中复合涂层按照钛铝氮化合物膜层2、第二混合物膜层5、第一混合物膜层3、钛碳氮化合物膜层6、第一混合物膜层3、钛铝氮化合物膜层2、第二混合物膜层5、第一混合物膜层3、钛碳氮化合物膜层6、第一混合物膜层3的顺序层叠沉积。本实施例中直接沉积在刀具本体1上的膜层为钛铝氮化合物膜层2，在其他实施例中也可为其他膜层。同样，本实施例最外侧也具有钛氮化合物膜层4，与钛氮化合物膜层4直接接触膜层可以为钛铝氮化合物膜层2、第二混合物膜层5、第一混合物膜层3、钛碳氮化合物膜层6四种膜层中的任一种，并不限于图示中的第一混合物膜层3。
第九实施例图9是本发明第九实施例的涂层刀具结构示意图；第九实施例复合涂层的膜层材料与第七实施例中的膜层材料相同，只是膜层的排列方式不同，因此仅对本实施例膜层具体排列方式做介绍，其他材料可参见第七实施例。
本实施例中复合涂层按照钛铝氮化合物膜层2、第一混合物膜层3、钛铝氮化合物膜层2、第二混合物膜层5、第一混合物膜层3、钛碳氮化合物膜层6、第一混合物膜层3、钛铝氮化合物膜层2、第一混合物膜层3、钛铝氮化合物膜层2、第二混合物膜层5、第一混合物膜层3、钛碳氮化合物膜层6、第一混合物膜层3的顺序层叠沉积。本实施例中直接沉积在刀具本体1上的膜层为钛铝氮化合物膜层2，在其他实施例中也可为其他膜层。同样，本实施例最外侧也具有钛氮化合物膜层4，与钛氮化合物膜层4直接接触膜层可以为钛铝氮化合物膜层2、第二混合物膜层5、第一混合物膜层3、钛碳氮化合物膜层6中的任一种，并不限于图示中的第一混合物膜层3。
第十实施例图10是本发明第十实施例的涂层刀具结构示意图；第十实施例复合涂层的膜层材料与第七实施例中的膜层材料相同，只是膜层的排列方式不同，因此仅对本实施例膜层具体排列方式做介绍，其他材料可参见第七实施例。
本实施例中复合涂层按照钛铝氮化合物膜层2、第二混合物膜层5、钛铝氮化合物膜层2、第一混合物膜层3、钛碳氮化合物膜层6、第一混合物膜层3、钛铝氮化合物膜层2、第二混合物膜层5、钛铝氮化合物膜层2、第一混合物膜层3、钛碳氮化合物膜层6、第一混合物膜层3的顺序层叠沉积。本实施例中直接沉积在刀具本体1上的膜层为钛铝氮化合物膜层2，在其他实施例中也可为其他膜层。同样，本实施例最外侧也具有钛氮化合物膜层4，与钛氮化合物膜层4直接接触膜层可以为钛铝氮化合物膜层2、第二混合物膜层5、第一混合物膜层3、钛碳氮化合物膜层6四种膜层中的任一种，并不限于图示中的第一混合物膜层3。
第十一实施例
图11是本发明第十一实施例的涂层刀具结构示意图。如图11，第十一实施例中的涂层刀具也包括刀具本体1和涂覆在刀具本体1上的复合涂层。相对于第一实施例，本实施例进是对复合涂层结构做改变，刀具本体1可为第一实施例中的刀具本体1，在此不再复述。
本实施例的复合涂层包括钛铝氮化合物膜层2、由钛铝氮化合物和钛硅氮化合物组成的第二混合物膜层5。如图11，在复合涂层的厚度方向，刀具本体上由内到外依次沉积钛铝氮化合物膜层2、第二混合物膜层5、钛铝氮化合物膜层2、第二混合物膜层5顺序依次排列。第二混合物膜层5具有钛铝氮化合物，钛铝氮化合物可提高第二混合物膜层与与钛铝氮化合物膜层2的结合强度，使复合涂层的一体化效果较好。本实施例中，各个膜层的厚度可在1.0nm-30.0nm间，膜层数量在10-200层，形成的复合涂层厚度在1.5um-5.0um间。
与第一实施例相同，在本实施例的复合涂层最外侧也设置有钛氮化合物膜层4，以标识刀具是否使用。从图11中可看出，与钛氮化合物膜层4结合的第二混合物膜层5；当然，在其他实施例中也可为第二混合物膜层5。
应当注意，本领域技术人员按照上述发明构思按可得到其他类型的实施例。另外，还应注意，本领域技术人员也可将以上各个实施例中的重复沉积结构组合得到其他复合涂层。
以上对本发明实施例中的具有复合涂层的刀具进行了详细介绍。本部分采用具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想，在不脱离本发明原理的情况下，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (14)

1.一种具有复合涂层的刀具，包括刀具本体(1)和沉积于所述刀具本体(1)的复合涂层；其特征在于：所述复合涂层包括钛铝氮化合物膜层(2)，和，钛铝氮化合物与钛碳氮化合物组成的第一混合物膜层(3)；所述钛铝氮化合物膜层(2)和所述第一混合物膜层(3)沿所述复合涂层的厚度方向层叠沉积于所述刀具本体(1)的表面；所述钛铝氮化合物膜层(2)和所述第一混合物膜层(3)均为纳米级膜层。
2.根据权利要求1所述的具有复合涂层的刀具，其特征在于：所述复合涂层包括钛铝氮化合物与钛硅氮化合物组成的第二混合物膜层(5)；所述第二混合物膜层(5)为纳米级膜层；所述钛铝氮化合物膜层(2)、所述第一混合物膜层(3)和所述第二混合物膜层(5)沿所述复合涂层的厚度方向层叠沉积于所述刀具本体(1)的表面。
3.根据权利要求2所述的具有复合涂层的刀具，其特征在于：所述钛铝氮化合物膜层(2)、所述第一混合物膜层(3)、所述钛铝氮化合物膜层(2)、所述第二混合物膜层(5)沿所述复合涂层的厚度方向顺次层叠沉积于所述刀具本体(1)的表面。
4.根据权利要求2所述的具有复合涂层的刀具，其特征在于：所述钛铝氮化合物膜层(2)、所述第一混合物膜层(3)、所述第二混合物膜层(5)沿所述复合涂层的厚度方向顺次层叠沉积于所述刀具本体(1)的表面。
5.根据权利要求2所述的具有复合涂层的刀具，其特征在于：所述钛铝氮化合物膜层(2)、所述第二混合物膜层(5)、第一混合物膜层(3)沿所述复合涂层的厚度方向顺次层叠沉积于所述刀具本体(1)的表面。
6.根据权利要求1所述的具有复合涂层的刀具，其特征在于：所述复合涂层还包括钛碳氮化合物膜层(6)；所述钛碳氮化合物膜层(6)为纳米级膜层；所述钛铝氮化合物膜层(2)、所述钛碳氮化合物膜层(6)和所述第一混合物膜层(3)沿所述复合涂层的厚度方向层叠沉积于所述刀具本体(1)表面；所述钛铝氮化合物膜层(2)和钛碳氮化合物膜层(6)间具有所述第一混合物膜层(3)。
7.根据权利要求6所述的具有复合涂层的刀具，其特征在于：所述钛铝氮化合物膜层(2)、所述第一混合物膜层(3)、所述钛碳氮化合物膜层(6)和所述第一混合物膜层(3)沿所述复合涂层的厚度方向顺次层叠沉积于所述刀具本体(1)的表面。
8.根据权利要求6所述的具有复合涂层的刀具，其特征在于：所述复合涂层还包括钛铝氮化合物与钛硅氮化合物组成的第二混合物膜层(5)；所述第二混合物膜层(5)为纳米级膜层；所述钛铝氮化合物膜层(2)、所述第一混合物膜层(3)、所述第二混合物膜层(5)、所述钛碳氮化合物膜层(6)沿所述复合涂层的厚度方向层叠沉积于所述刀具本体(1)的表面。
9.根据权利要求8所述的具有复合涂层的刀具，其特征在于：所述钛铝氮化合物膜层(2)、所述第一混合物膜层(3)、所述钛碳氮化合物膜层(6)、所述第一混合物膜层(3)、所述钛铝氮化合物膜层(2)和所述第二混合物膜层(5)沿所述复合涂层的厚度方向顺次层叠沉积于所述刀具本体(1)表面。
10.根据权利要求8所述的具有复合涂层的刀具，其特征在于：所述钛铝氮化合物膜层(2)、所述第二混合物膜层(5)、所述钛铝氮化合物膜层(2)、所述第一混合物膜层(3)、所述钛碳氮化合物膜层(6)、所述第一混合物膜层(3)顺次沿所述复合涂层的厚度方向顺次层叠沉积于所述刀具本体(1)表面。
11.根据权利要求1-10任一项所的具有复合涂层的刀具，其特征在于：所述钛铝氮化合物膜层(2)或所述第一混合物膜层(3)与所述刀具本体(1)直接贴合。
12.根据权利要求1-10任一项所述的具有复合涂层的刀具，其特征在于：所述复合涂层还包括沉积于最外侧的钛氮化合物膜层(4)。
13.一种具有复合涂层的刀具，包括刀具本体(1)和复合涂层；其特征在于：所述复合涂层还包括钛铝氮化合物膜层(2)，和，钛铝氮化合物与钛硅氮化合物组成的第二混合物膜层(5)；所述钛铝氮化合物膜层(2)和所述第二混合物膜层(5)沿所述复合涂层的厚度方向层叠沉积于所述刀具本体(1)的表面；所述钛铝氮化合物膜层(2)和所述第二混合物膜层(5)均为纳米级膜层。
14.根据权利要求13所述的具有复合涂层的刀具，其特征在于：所述复合涂层还包括沉积于最外层的钛氮化合物膜层(4)。
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010142932A (ja) * 2008-12-22 2010-07-01 Sumitomo Electric Ind Ltd 表面被覆切削工具
KR20100076281A (ko) * 2008-12-26 2010-07-06 (주)보림시스템 다중 코팅 방법
US20100227160A1 (en) * 2004-05-19 2010-09-09 Tdy Industries, Inc. Al203 CERAMIC TOOLS WITH DIFFUSION BONDING ENHANCED LAYER
CN101837478A (zh) * 2009-03-17 2010-09-22 双叶电子工业株式会社 切削工具
CN101967623A (zh) * 2010-11-03 2011-02-09 成都工具研究所有限公司 双结构涂层硬质合金刀具
CN102933736A (zh) * 2010-05-28 2013-02-13 钴碳化钨硬质合金公司 多层式氮化物硬质涂层
CN104862652A (zh) * 2015-05-11 2015-08-26 上海应用技术学院 一种TiAlSiN超硬梯度涂层的制备方法
CN105112858A (zh) * 2015-08-31 2015-12-02 科汇纳米技术（深圳）有限公司 一种多层结构的纳米复合刀具涂层
CN205874543U (zh) * 2016-08-05 2017-01-11 北京沃尔德金刚石工具股份有限公司 一种具有复合涂层的刀具

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100227160A1 (en) * 2004-05-19 2010-09-09 Tdy Industries, Inc. Al203 CERAMIC TOOLS WITH DIFFUSION BONDING ENHANCED LAYER
JP2010142932A (ja) * 2008-12-22 2010-07-01 Sumitomo Electric Ind Ltd 表面被覆切削工具
KR20100076281A (ko) * 2008-12-26 2010-07-06 (주)보림시스템 다중 코팅 방법
CN101837478A (zh) * 2009-03-17 2010-09-22 双叶电子工业株式会社 切削工具
CN102933736A (zh) * 2010-05-28 2013-02-13 钴碳化钨硬质合金公司 多层式氮化物硬质涂层
CN101967623A (zh) * 2010-11-03 2011-02-09 成都工具研究所有限公司 双结构涂层硬质合金刀具
CN104862652A (zh) * 2015-05-11 2015-08-26 上海应用技术学院 一种TiAlSiN超硬梯度涂层的制备方法
CN105112858A (zh) * 2015-08-31 2015-12-02 科汇纳米技术（深圳）有限公司 一种多层结构的纳米复合刀具涂层
CN205874543U (zh) * 2016-08-05 2017-01-11 北京沃尔德金刚石工具股份有限公司 一种具有复合涂层的刀具

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