CN108977808B - 多层氮化物硬涂层 - Google Patents

Abstract

本发明公开了多层氮化物硬涂层。在一个方面，本文描述了采用复合架构的涂层，所述复合架构为各种切削应用提供高铝含量和高硬度。例如，带涂层的切削工具包括基底和涂层，所述涂层包括通过物理气相沉积来沉积的粘附到所述基底的耐火层，所述耐火层包括多个子层组，子层组包括氮化钛铝子层和相邻的复合子层，所述复合子层包括氮化钛硅和氮化钛铝的交替纳米层。

Description

多层氮化物硬涂层

技术领域

本发明涉及多层氮化物硬涂层，并且具体地讲，涉及通过物理气相沉积来沉积并且包括具有氮化钛铝和氮化钛硅的交替纳米层的多层氮化物硬涂层。

背景技术

通常通过物理气相沉积(PVD)技术将一个或多个耐火材料层施加到切削工具表面以增加包括切削工具的耐磨性、性能和寿命的性质。例如，氮化钛(TiN)涂层通常通过PVD施加到烧结碳化物切削工具基底上。然而，TiN在约500℃下开始氧化，形成金红石TiO₂，从而促进快速的涂层劣化。将铝掺入到立方晶格中可通过在涂层表面处形成保护性富铝氧化物膜来减缓TiN涂层的降解氧化。

在提供高温稳定性的增强时，铝也可在TiN涂层中引起对涂层性能具有负面影响的结构变化。掺入到TiN涂层中的铝的增加量可引起六方紧密堆积(hcp)氮化铝(AlN)相的生长，从而将涂层的晶体结构从单相立方改变为立方和六方相的混合物。在一些情况下，超过70原子％的铝含量可进一步将AlTiN层的晶体结构改变为单相hcp。显著量的六方相可导致AlTiN的硬度显著降低，从而导致过早的涂层失效或其他不期望的性能特性。控制六方相形成的困难可阻碍对TiN涂层的铝添加所提供的优点的充分实现。

发明内容

在一个方面，本文描述了采用复合架构的涂层，该复合架构为各种切削应用提供高铝含量和高硬度。例如，带涂层的切削工具包括基底和涂层，该涂层包括通过物理气相沉积来沉积的粘附到基底的耐火层，该耐火层包括多个子层组，子层组包括氮化钛铝子层和相邻的复合子层，该复合子层包括氮化钛硅和氮化钛铝的交替纳米层。在一些实施方案中，氮化钛铝子层具有式Ti_1-xAl_xN，其中x≥0.68。在一些实施方案中，粘附到基底的涂层还包括在耐火层和基底之间的一个或多个中间层。例如，中间层可包含氮化钛铝。在一些实施方案中，中间层的氮化钛铝具有式Ti_1-zAl_zN，其中z≥0.68。在其他实施方案中，z可小于0.68。

这些和其他实施方案在下文的具体实施方式中更详细地描述。

附图说明

图1示出了根据本文所述的一个实施方案的切削工具基底。

图2示出了根据本文所述的实施方案的用于确定临界负载(L_c)的PVD涂层剥落的非限制性参考示例。

图3为根据一些实施方案的带涂层的切削工具的横截面示意图。

具体实施方式

参考以下具体实施方式和实施例以及前述和下述内容可更容易地理解本文所述的实施方案。然而，本文所述的元素、设备和方法并不限于具体实施方式和实施例中所述的具体实施方案。应当认识到，这些实施方案仅示例性地说明本发明的原理。在不脱离本发明精神和范围的情况下，多种修改和变更对于本领域技术人员而言将是显而易见的。

在一个方面，带涂层的切削工具包括基底和涂层，该涂层包括通过物理气相沉积来沉积的粘附到基底的耐火层，该耐火层包括多个子层组，子层组包括氮化钛铝子层和相邻的复合子层，该复合子层包括氮化钛硅和氮化钛铝的交替纳米层。

现在转到具体的组成部分，本文所述的带涂层的切削工具包括基底。带涂层的切削工具可包括不违背本发明目的的任何基底。在一些实施方案中，基底是端铣刀、钻头或可转位切削刀片。可转位切削刀片可具有用于铣削、制孔或车削应用的任何期望的ANSI标准几何形状或非标准几何形状。本文所述的带涂层的切削工具的基底可由烧结碳化物、碳化物、陶瓷、金属陶瓷或钢形成。在一些实施方案中，烧结碳化物基底包含碳化钨(WC)。WC可以至少约80重量％的量或以至少约85重量％的量存在于切削工具基底中。另外，烧结碳化物的金属粘结剂可包含钴或钴合金。钴例如可以在3重量％至15重量％的范围内的量存在于烧结碳化物基底中。在一些实施方案中，钴以在5重量％-12重量％或6重量％-10重量％的范围内的量存在于烧结碳化物基底中。此外，烧结碳化物基底可表现出始于基底表面并从基底表面向内延伸的粘结剂富集区。

烧结碳化物切削工具基底还可包含一种或多种添加剂，诸如例如下列元素和/或它们的化合物中的一种或多种：钛、铌、钒、钽、铬、锆和/或铪。在一些实施方案中，钛、铌、钒、钽、铬、锆和/或铪与基底的WC形成固溶体碳化物。在此类实施方案中，基底可以在0.1重量％-5重量％的范围内的量包含一种或多种固溶体碳化物。另外，烧结碳化物基底可包含氮。

切削工具基底可包括在基底的前刀面与后刀面的接合点处形成的一个或多个切削刃。图1示出了根据本文所述的一个实施方案的切削工具基底。如图1所示，基底(10)具有在基底前刀面(14)与后刀面(16)的接合点处形成的切削刃(12)。基底(10)还包括用于将基底(10)固定到刀架上的孔(18)。

如本文所述，粘附到基底的涂层包含通过PVD沉积的耐火层。PVD耐火层包括多个子层组，子层组包括氮化钛铝子层和相邻的复合子层，该复合子层包括氮化钛硅和氮化钛铝的交替纳米层。在一些实施方案中，氮化钛铝子层具有式Ti_1-xAl_xN，其中x≥0.68。在一些实施方案中，Ti_1-xAl_xN子层的x具有选自表I的值。

表I–Ti_1-xAl_xN子层的Al含量(原子％)

Ti<sub>1-x</sub>Al<sub>x</sub>N中x的值
	≥0.69
≥0.7
	≥0.75
≥0.8
	0.68-0.9
0.7-0.9
	0.72-0.9
0.75-0.9
	0.8-0.9

氮化钛铝的子层通常可在子层组之间具有均匀的铝含量。作为另外一种选择，氮化钛铝子层的铝含量可在子层组之间变化。例如，氮化钛铝子层的铝含量可随着耐火层的厚度周期性地或非周期性地变化。在一些实施方案中，铝含量在氮化钛铝子层中沿远离基底行进的方向增加。在其他实施方案中，铝含量在氮化钛铝子层中沿远离基底行进的方向减少。

氮化钛铝子层的厚度可根据若干考虑因素来选择，包括但不限于耐火层的总体期望厚度，子层组的数量，以及包括氮化钛硅和氮化钛铝的交替纳米层的相邻复合子层的厚度。在一些实施方案中，氮化钛铝的子层具有小于100nm的厚度。子层组的氮化钛铝子层也可具有选自表II的厚度。

表II–氮化钛铝子层厚度(nm)

5-100
	10-100
20-100
	20-90
20-60

氮化钛铝的子层通常可在子层组之间具有均匀的厚度。作为另外一种选择，氮化钛铝子层的厚度可在子层组之间变化。例如，氮化钛铝子层的厚度可随着耐火层的厚度周期性地或非周期性地变化。在一些实施方案中，氮化钛铝子层厚度沿远离基底行进的方向增加。在其他实施方案中，氮化钛铝子层厚度沿远离基底行进的方向减少。

子层组还包括邻近氮化钛铝子层的复合子层。复合子层包括氮化钛硅(TiSiN)和氮化钛铝的交替纳米层。在一些实施方案中，氮化钛硅具有式Ti_1-pSi_pN，其中0.05≤p≤0.3。在一些实施方案中，Ti_1-pSi_pN纳米层的p具有选自表III的值。

表III–Ti_1-pSi_pN纳米层的Si含量(原子％)

TiSiN的纳米层通常可在子层组之间或子层组内具有均匀的硅含量。作为另外一种选择，TiSiN纳米层的硅含量可在子层组之间或子层组内变化。例如，TiSiN纳米层的硅含量可随着耐火层的厚度周期性地或非周期性地变化。在一些实施方案中，硅含量在TiSiN纳米层中沿远离基底行进的方向增加。在其他实施方案中，硅含量在TiSiN纳米层中沿远离基底行进的方向减少。

子层组的TiSiN纳米层的厚度可根据若干考虑因素来选择，包括但不限于单个子层组的TiSiN纳米层的数量，交替氮化钛铝纳米层的厚度和/或数量，耐火层的总体期望厚度，以及相邻氮化钛铝子层的厚度。在一些实施方案中，TiSiN纳米层具有小于10nm的厚度。例如，TiSiN纳米层可具有1nm-7nm、1nm-5nm或1nm-3nm的厚度。

复合子层还包括与TiSiN子层交替的氮化钛铝子层。在一些实施方案中，氮化钛铝子层具有式Ti_1-yAl_yN，其中y≥0.68。在一些实施方案中，Ti_1-yAl_yN子层的y具有选自上表I的值。氮化钛铝的纳米层通常可在子层组之间或子层组内具有均匀的铝含量。作为另外一种选择，氮化钛铝纳米层的铝含量可在子层组之间或子层组内变化。例如，氮化钛铝纳米层的铝含量可随着耐火层的厚度周期性地或非周期性地变化。在一些实施方案中，铝含量在氮化钛铝纳米层中沿远离基底行进的方向增加。在其他实施方案中，铝含量在氮化钛铝纳米层中沿远离基底行进的方向减少。

子层组的氮化钛铝纳米层的厚度可根据若干考虑因素来选择，包括但不限于单个子层组的氮化钛铝纳米层的数量，交替TiSiN纳米层的厚度和/或数量，耐火层的总体期望厚度，以及相邻氮化钛铝子层的厚度。在一些实施方案中，氮化钛铝纳米层具有小于10nm的厚度。例如，氮化钛铝纳米层可具有1nm-7nm、1nm-5nm或1nm-3nm的厚度。

复合子层组可包括任何期望数量的TiSiN和氮化钛铝的交替纳米层。在一些实施方案中，复合子层包括多达30个或多达20个TiSiN和氮化钛铝的组合纳米层。复合子层的厚度取决于形成复合子层的交替的TiSiN和氮化钛铝纳米层的数量。在一些实施方案中，复合子层厚度具有选自在上文的表II的值。另外，在一些实施方案中，在复合子层和相邻氮化钛铝子层(例如，Ti_1-xAl_xN子层)之间的厚度比在0.5至5的范围内。在一些实施方案中，在复合子层和相邻氮化钛铝子层之间的厚度比在1.5至5或2至4的范围内。

此外，复合子层厚度在整个耐火层中可为大致均匀的。作为另外一种选择，复合子层厚度可在子层组之间变化。例如，复合子层厚度可随着耐火层的厚度周期性地或非周期性地变化。在一些实施方案中，复合子层厚度沿远离基底行进的方向增加。在其他实施方案中，复合子层厚度沿远离基底行进的方向减少。

可通过PVD沉积任意数量的子层组以提供期望厚度的耐火层。在一些实施方案中，包括子层组的耐火层具有小于1μm的厚度。包括子层组的耐火层也可具有选自表IV的厚度。

表IV–PVD耐火层厚度(μm)

0.1-1
	0.2-0.8
0.1-0.6
	≤0.5
0.1-0.5

如本文所述，耐火层中的氮化钛铝可具有高铝含量。复合层子层的Ti_1-xAl_xN子层和Ti_1-yAl_yN纳米层可表现出其中x和y中的每个超过0.68的铝含量。在一些实施方案中，x和y中的每个具有选自上表I的值。在高铝含量的此类实施方案中，PVD耐火层可表现出小于35重量％的六方相。在一些实施方案中，PVD耐火层可表现出具有选自表V的值的六方相。

表V–耐火层的六方相含量

在一些实施方案中，PVD耐火层不包含任何六方相。此外，PVD耐火层还可包含一个或多个氮化硅相，诸如Si₃N₄。在一些实施方案中，PVD耐火层除了TiSiN和/或氮化钛铝相之外包含非晶相。

使用X射线衍射(XRD)技术和Rietveld精化方法(其为完全拟合方法)来确定本文所述的耐火涂层的相确定(包括六方相确定)。将所测量的样本轮廓和计算的轮廓进行比较。通过本领域的技术人员已知的若干参数的变化，将两个轮廓之间的差值最小化。为了进行适当的Rietveld精化，考虑在分析下的涂层中存在的所有相。

可使用需要平坦表面的掠入射技术根据XRD分析本文所述的包括涂层的切削工具，该涂层包括PVD耐火层。可根据切削工具几何形状来分析切削工具前刀面或后刀面。可使用装配有铜x射线管的平行光束光学系统来完成本文所述的涂层的XRD分析。操作参数是45KV和40MA。用于掠入射分析的典型光学器件包括具有1/16度抗散射狭缝和0.04弧度索勒狭缝的x射线反射镜。接收光学器件包括平坦石墨单色器，平行板准直器和密封的比例计数器。X射线衍射数据以被选择为最大化涂层峰值强度和消除来自基底的干扰峰的掠入射角收集。选择计数时间和扫描速率以提供Rietveld分析的最佳数据。在收集掠入射数据之前，使用x射线束分裂来设定样本高度。

拟合背景轮廓并对样本数据执行峰值搜索以识别所有峰值位置和峰值强度。使用任何可商购获得的晶相数据库，峰值位置和强度数据用于识别样本涂层的晶相组成。

为样本中存在的晶相中的每个输入晶体结构数据。典型的Rietveld精化参数设置为：

背景计算方法： 多项式

样品几何形状： 平板

线性吸收系数： 由平均样本组成计算

加权方案： 针对lob

轮廓函数： 伪Voigt

轮廓基部宽度： 按照样本选择

最小平方类型： Newton-Raphson

偏振系数： 1.0

Rietveld精化通常包括：

样本位移： 从x射线对准移位样本

背景轮廓 被选择为最佳描述衍射数据的背景轮廓

尺度函数： 每个相的尺度函数

B总体： 应用于相中的所有原子的位移参数

晶胞参数： a、b、c以及α、β和γ

W参数： 描述峰值FWHM

用以实现可接受“加权R轮廓”的任何附加参数所有Rietveld相分析结果以重量百分比值报告。

包括本文所述的子层组的PVD耐火层可具有至少22GPa的硬度。硬度值根据ISO14577用压痕深度为0.25μm的维氏压头测定。在一些实施方案中，具有本文所述构造的PVD耐火层具有根据表VI的硬度。

表VI–PVD耐火层硬度(GPa)

≥25
	≥27
≥28
	25-35
25-30
	27-35
28-35
	30-35

除了硬度之外，包括本文所述的子层组的PVD耐火层可显示至少60kgf的临界负载(L_c)。根据以下方案测定表征耐火层粘附性的临界负载。采用具有表面刻度的洛氏硬度计，该洛氏硬度计具有洛氏A或C金刚石压头，该压头没有裂纹、碎片、瑕疵和附着的表面碎屑。还采用了点砧(0.25寸直径)和平砧(2英寸直径)。选择施加于压头负载的适当预负载(10kg)。选择带涂层的基底的平坦表面并将其定位在金刚石压头下方的砧座上，并且将升降螺钉调节至所需的零刻度位置。以期望的表面负载(例如，60kgf、100kgf、150kgf等)施加压痕。将升降螺钉释放并且将样品横向定位以便施加下一个负载。凹痕间隔开以避免来自相邻压痕的干扰效应或贡献。推荐间距距离为压痕直径的3-5倍。可通过将样品浸入超声波浴中几分钟来移除任何脱粘的但仍粘附的耐火层。作为另外一种选择，可使用胶带来移除脱粘的耐火层。在光学显微镜(10倍-100倍)下沿着凹痕的表面周边检查凹痕样品的剥落和分层。临界负载(L_c)在涂层剥落和/或分层发生超出凹痕的直径的负载下报告。图2示出了在本发明的粘附测试下PVD涂层的剥落的非限制性参考示例。在一些实施方案中，包括本文所述的子层组的耐火层表现出选自表VII的L_c。

表VII–M_1-xAl_xN耐火层的临界负载(L_c)

≥60Kgf
	≥100Kgf
≥150Kgf

在一些实施方案中，粘附到基底的涂层还包括在PVD耐火层和基底之间的一个或多个中间层。例如，中间层可包含氮化钛铝。例如，中间层的氮化钛铝可具有式Ti_1-zAl_zN，其中z≥0.68。在一些实施方案中，z具有选自上表I的值。在其他实施方案中，z可小于0.68。在一些实施方案中，中间Ti_1-zAl_zN层具有小于5重量％的六方相。例如，中间Ti_1-zAl_zN层可不含六方相。

在一些实施方案中，包括子层组的PVD耐火层可直接沉积在包含Ti_1-zAl_zN的中间层上。作为另外一种选择，具有不同组成的一个或多个中间层可沉积在Ti_1-zAl_zN层与包括本文所述的多个子组层的PVD耐火层之间。中间层可通过PVD和/或化学气相沉积(CVD)来沉积。中间Ti_1-zAl_zN层可具有任何期望的厚度。在一些实施方案中，中间Ti_1-zAl_zN层具有0.5μm至2μm的厚度。在其他实施方案中，中间Ti_1-zAl_zN层可具有2μm至10μm的厚度。中间Ti_1-zAl_zN层也可表现出具有选自在上文的表VI的值的硬度。

图3为根据一些实施方案的带涂层的切削工具的横截面示意图。如图3所示，带涂层的切削工具30包括基底31和中间TiAlN层32。在图3的实施方案中，中间TiAlN层32直接粘附到基底31。在其他实施方案中，一个或多个内层可定位在中间TiAlN层32和基底31之间。包括多个子层组33a的PVD耐火层33被粘附到中间TiAlN层32。子层组33a包括氮化钛铝子层(B)和相邻复合子层(A)，该复合子层包括TiSiN和TiAlN的交替纳米层。

如相对于图3所述，本文所述的涂层还可包括在中间Ti_1-zAl_zN层和基底之间的一个或多个内层。涂层的内层可包含选自由铝及元素周期表的IVB族、VB族和VIB族的金属元素组成的组的一种或多种金属元素以及选自由元素周期表的IIIA族、IVA族、VA族和VIA族的非金属元素组成的组的一种或多种非金属元素。例如，在一些实施方案中，TiN、TiC、TiCN或Al₂O₃的一个或多个内层可定位在切削工具基底和中间Ti_1-zAl_zN层之间。内层可具有不违背本发明目的的任何期望厚度。在一些实施方案中，内层具有在100nm至5μm的范围内的厚度。

此外，涂层还可包括在包含本文所述的多个子层组的PVD耐火层上方的一个或多个外层。涂层的外耐火层可包含选自由铝及元素周期表的IVB族、VB族和VIB族的金属元素组成的组的一种或多种金属元素以及选自由元素周期表的IIIA族、IVA族、VA族和VIA族的非金属元素组成的组的一种或多种非金属元素。例如，在一些实施方案中，TiN、AlTiN、TiC、TiCN或Al₂O₃的一个或多个外耐火层可定位在由子层组形成的耐火层上方。外耐火层可具有不违背本发明目的的任何期望厚度。在一些实施方案中，外耐火层具有在100nm至5μm的范围内的厚度。作为另外一种选择，包括子层组的PVD耐火层可为涂层的最外层。

形成耐火层的子层可通过任何物理气相沉积技术来沉积，包括阴极电弧沉积或磁控溅射。子层组的阴极电弧沉积期间所采用的偏置电压通常可在-40V至-210V的范围内。另外，偏置电压可在子层沉积之间变化。在一些实施方案中，氮化钛铝子层和相邻复合子层的氮化钛铝纳米层从相同阴极沉积。在此类实施方案中，氮化钛铝组合物在耐火层的厚度上可以是均匀的。作为另外一种选择，可通过控制沉积工艺参数并且/或者通过从不同阴极组合物沉积来在子层之间和/或在子层内建立组成变化。

在一些实施方案中，一个或多个中间Ti_1-zAl_zN层也通过阴极电弧沉积来沉积。中间Ti_1-zAl_zN层可用耐火层的氮化钛铝沉积中采用的相同阴极来沉积。另外，偏置电压通常可在-20V至-100V的范围内。在一些实施方案中，在中间Ti_1-zAl_zN层沉积期间偏置电压增大或减小。

在以下非限制性实施例中对这些和其他实施方案进行进一步说明。

实施例1–带涂层的切削工具

切削工具涂覆有由多个子层组形成的耐火层，子层组包括Ti_1-xAl_xN子层和相邻的复合子层，该复合子层包括TiSiN和Ti_1-yAl_yN的交替纳米层，其中x和y≥0.68。在基底与包括子层组的耐火层之间采用Ti_1-zAl_zN(z≥0.68)的中间层。根据表VIII中的参数，通过阴极电弧蒸发将涂层沉积在烧结碳化物(WC-6重量％Co)可转位刀片基底[ANSI标准几何形状CNGG432FS]上。

表VIII-阴极电弧涂层沉积参数

所得涂层的性质在表IX中提供。顶部耐火层的六方相含量和硬度根据其在本文中描述的相应技术来确定。

表IX—耐火层性质

实施例	硬度(GPa)	六方相(重量％)	涂层厚度(μm)
				1	30.2	0	1.8

实施例2–金属切削测试

使具有实施例1的架构的带涂层的切削刀片(1)相对于对比的带涂层的切削刀片(2-4)经受切削寿命测试。对比的带涂层的切削刀片(2-4)在表X中表现出组成性质。表X中所列出的涂层通过阴极电弧沉积来沉积。

表X-对比的带涂层的切削刀片

带涂层的切削刀片1-4在Inconel 718连续车削测试中经受切削寿命测试。切削条件如下：

切削速度：300sfm

每转走刀量：0.006ipr

切削的轴向深度：0.01英寸

冷却剂：射流

工具寿命标准在表XI中提供。

表XI-工具寿命标准(英寸)

对每个切削刀片进行总共4次复制。平均切削寿命在表XII中提供。

表XII-带涂层的切削工具寿命(分钟)

带涂层的切削刀片	平均寿命
		1	13.8
2	2.2
		3	2.0
4	5.7

如表XII中所提供，具有本文实施例1的涂层架构的切削工具相对于对比切削刀片显示出切削寿命的显著增加。

针对实现本发明多个目的，已描述了本发明的多个实施方案。应当认识到，这些实施方案仅示例性地说明本发明的原理。在不脱离本发明精神和范围的情况下，其多种修改和变更对于本领域技术人员而言将是显而易见的。

Claims (21)

1.一种带涂层的切削工具，所述带涂层的切削工具包括：

基底；以及

涂层，所述涂层包括通过物理气相沉积来沉积的粘附到所述基底的耐火层，所述耐火层包括多个子层组，子层组包括氮化钛铝子层和相邻的复合子层，所述复合子层包括氮化钛硅和氮化钛铝的交替纳米层，其中，所述氮化钛铝子层具有式Ti_1-xAl_xN，其中0.72≤x≤0.9。

2.根据权利要求1所述的带涂层的切削工具，其中所述复合子层的氮化钛铝纳米层具有式Ti_1-yAl_yN，其中y≥0.68。

3.根据权利要求2所述的带涂层的切削工具，其中y≥0.69。

4.根据权利要求2所述的带涂层的切削工具，其中0.72≤y≤0.9。

5.根据权利要求1所述的带涂层的切削工具，其中所述耐火层具有至少22GPa的硬度。

6.根据权利要求1所述的带涂层的切削工具，其中所述耐火层具有25GPa至35GPa的硬度。

7.根据权利要求1所述的带涂层的切削工具，其中所述耐火层具有小于35重量％的六方相。

8.根据权利要求1所述的带涂层的切削工具，其中所述耐火层具有小于5重量％的六方相。

9.根据权利要求1所述的带涂层的切削工具，其中所述氮化钛硅纳米层具有式Ti_{1- p}Si_pN，其中0.05≤p≤0.3。

10.根据权利要求1所述的带涂层的切削工具，其中所述耐火层具有至少100kgf的临界负载(L_c)。

11.根据权利要求1所述的带涂层的切削工具，其中所述耐火层具有小于1μm的厚度。

12.根据权利要求1所述的带涂层的切削工具，所述带涂层的切削工具还包括在所述耐火层和所述基底之间的中间层。

13.根据权利要求12所述的带涂层的切削工具，其中所述中间层包含氮化钛铝。

14.根据权利要求13所述的带涂层的切削工具，其中在所述中间层和所述耐火层之间存在铝梯度。

15.根据权利要求13所述的带涂层的切削工具，其中所述中间层的所述氮化钛铝具有式Ti_1-zAl_zN，其中z≥0.68。

16.根据权利要求15所述的带涂层的切削工具，其中所述中间层包含小于5重量％的六方相。

17.根据权利要求15所述的带涂层的切削工具，其中所述中间层具有大于22GPa的硬度。

18.根据权利要求12所述的带涂层的切削工具，其中所述中间层接触所述基底。

19.根据权利要求12所述的带涂层的切削工具，所述带涂层的切削工具还包括在所述中间层和所述基底之间的内层。

20.根据权利要求19所述的带涂层的切削工具，其中所述内层包含选自由铝及周期表的IVB族、VB族和VIB族的金属元素组成的组的一种或多种金属元素以及所述周期表的IIIA族、IVA族、VA族和VIA族的一种或多种非金属元素。

21.根据权利要求1所述的带涂层的切削工具，所述带涂层的切削工具还包括在所述耐火层上方的外层，所述外层包含选自由铝及周期表的IVB族、VB族和VIB族的金属元素组成的组的一种或多种金属元素以及所述周期表的IIIA族、IVA族、VA族和VIA族的一种或多种非金属元素。

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