CN110651067B - 一种生产涂覆的切削工具的方法以及一种涂覆的切削工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种生产涂覆的切削工具的方法，所述方法包括以下步骤：在基材上沉积0.5‑10μm的氮化物层，随后沉积Al或者Al+Me，进一步随后沉积0.1‑5μm氧化物层，所述氮化物层是Ti、Zr、Hf、V、Ta、Nb、Si、Cr和Al中的一种或多种的氮化物，所述氧化物层是(Al_aMe_1‑a)₂O₃层，0.05≤a≤1，Me是Ti、Mg、Ag、Zr、Si、V、Fe、Hf、B和Cr中的一种或多种，所述层是通过磁控溅射来沉积的。本发明还涉及一种涂覆的切削工具，其包含具有涂层的基材，所述涂层包含所述的氮化物层和氧化物层，所述涂层具有在所述氧化物层中的在所述氮化物层和所述氧化物层的界面处的(Al，Me，O)包含物，和/或具有位于所述氮化物层和所述氧化物层之间的(Al，Me，O)层。

Description

一种生产涂覆的切削工具的方法以及一种涂覆的切削工具

技术领域

本发明涉及一种生产涂覆的切削工具的方法，所述工具具有包含金属氮化物和含铝氧化物的涂层。本发明还涉及一种涂覆的切削工具。

背景技术

一直期望改进用于金属加工的切削工具，以使得它们更持久，经受更高的切削速度和/或其它日益苛刻的切削作业。通常，用于金属加工的切削工具包含硬质基材材料例如硬质合金，其具有通常通过化学气相沉积(CVD)或者物理气相沉积(PVD)而沉积的薄硬涂层。

所述涂层通常包含不同化学组成的两个或更多个单层的组合。除了所述涂层的最内层与基材材料之间的粘附性的重要性之外，影响工具寿命的另一重要性因素是所述涂层内单层之间的粘附性。

金属氮化物例如(Ti，Al)N和氧化物层例如氧化铝的层组合是已知的，并且通常在不同的作业中提供了良好的切削性能。

整个碳化物工具的高韧性是重要的。在较高温度下的沉积导致碳化物基材的韧性降低。这导致了更高的破裂风险。为了保持基材和金属氮化物层的韧性足够高，人们会希望在相对低的温度下沉积氧化物层。但是，可能会在所述金属氮化物层和氧化物层之间发生粘附性问题，从而导致了较短的工具寿命。

因此，本发明的目的是克服上述在金属氮化物层和含铝氧化物层之间的粘附性问题，并提供一种具有改进的工具寿命的切削工具。

发明内容

此时已经提供了一种生产涂覆的切削工具的方法，其提供了对于上述目的的解决方案。

所述方法包括以下步骤：在基材上沉积0.5-10μm的氮化物层，随后沉积Al或者Al+Me，进一步随后沉积0.1-5μm氧化物层，所述氮化物层是Ti、Zr、Hf、V、Ta、Nb、Cr、Si和Al中的一种或多种的氮化物，所述氧化物层是(Al_aMe_1-a)₂O₃层，0.05≤a≤1，Me是Ti、Mg、Ag、Zr、Si、V、Fe、Hf、B和Cr中的一种或多种，所述层是通过磁控溅射来沉积的。

合适地，在沉积的Al或者Al+Me中，原子比Al/(Al+Me)是0.05-1，或者0.1-1，或者0.25-1，或者0.5-1，或者0.75-1。

所述沉积的Al或者Al+Me可以形成连续层或者岛状物。“岛状物”在此表示沉积的Al或者Al+Me的分离的区域，使得暴露了下层的氮化物层。参见图1，其是沉积的岛状物的俯视SEM图像。

所述沉积的Al或者Al+Me也可以在所述氮化物层的一些区域中形成连续层，并且在所述氮化物层的一些区域中形成上面定义的岛状物。

在一个实施方案中，Al或者Al+Me沉积形成岛状物，其覆盖了至少25％的所述氮化物层面积，或者至少50％的所述氮化物层面积，或者至少75％的所述氮化物层面积。

在平行于表面平面的方向上，所述岛状物在它们最长的延伸中的宽度可以达到约300nm。在平行于表面平面的方向上，所述岛状物在它们最长的延伸中的平均宽度可以是2-200nm，或者5-100nm，或者5-80nm，或者10-60nm，其合适地是在至少1(μm)²面积上测量的。

所述岛状物的厚度可以是2-200nm，或者5-150nm，或者10-100nm。

所述岛状物的宽度与厚度的纵横比合适地是1-50，或者5-25。

对于沉积的Al或者Al+Me的连续层，所述Al层或者Al+Me层的厚度可以是2-200nm，或者5-150nm，或者10-100nm。

在一个实施方案中，在磁控溅射过程中的所述基材的温度是350-600℃，或者400-500℃。

在一个实施方案中，Al或者Al+Me沉积形成岛状物，其覆盖了至少25％的所述氮化物层面积，或者至少50％的所述氮化物层面积，或者至少75％的所述氮化物层面积。

对于沉积的Al或者Al+Me的连续层，Al层或者Al+Me层的厚度可以是2-200nm，或者5-150nm，或者10-100nm。

在一个实施方案中，在磁控溅射过程中所述基材的温度是350-600℃，或者400-500℃。

在一个实施方案中，所述磁控溅射是高功率脉冲磁控溅射(HIPIMS)。

对于用HIPIMS沉积所述氮化物层来说，DC偏压合适地是20-100V，或者30-75V。

在沉积所述氮化物层的HIPIMS方法中所用脉冲的最大局部峰值功率密度合适地大于100W·cm^-2，或者大于500W·cm^-2，或者大于900W·cm^-2。

在沉积所述氮化物层的HIPIMS方法中所用脉冲的最大局部峰值电流密度合适地大于0.4A·cm^-2，或者大于0.8A·cm^-2，或者大于1.2A·cm^-2。

对于用HIPIMS沉积所述氮化物层来说，平均功率密度合适地是20-100W·cm^-2，或者30-75W·cm^-2。

对于用HIPIMS沉积Al或者Al+Me层来说，单极偏压合适地是20-200V，或者50-175V，或者75-150V。

对于用HIPIMS沉积Al或者Al+Me层来说，平均功率密度合适地是2-25W·cm^-2，或者5-15W·cm^-2。

对于用HIPIMS沉积所述氧化物层来说，单极偏压合适地是20-400V，或者50-200V，或者75-150V。

在沉积所述氧化物层的HIPIMS方法中所用脉冲的最大局部峰值功率密度合适地大于50W·cm^-2，或者大于100W·cm^-2，或者大于200W·cm^-2。

对于用HIPIMS沉积所述氧化物层来说，平均功率密度合适地是5-150W·cm^-2，或者10-60W·cm^-2。

在沉积所述氧化物层的HIPIMS方法中所用脉冲的最大局部峰值电流密度合适地大于0.2A·cm^-2，或者大于0.4A·cm^-2，或者大于0.6A·cm^-2。

在沉积所述氮化物层和沉积所述氧化物层二者中的HIPIMS方法所用的脉冲长度合适地是2μs-200ms，或者10μs-100ms。

所述氮化物层可以是通式Ti_bZr_cHf_dV_eTa_fNb_gCr_hSi_iAl_jN所示的，其中0≤b≤1，0≤c≤1，0≤d≤1，0≤e≤1，0≤f≤1，0≤g≤1，0≤h≤1，0≤i≤1，0≤j≤1，b+c+d+e+f+g+h+i+j＝1。

在一个实施方案中，所述氮化物层是Al和下面中的一种或多种的氮化物：Zr，Hf，V，Ta，Nb，Si和Cr，优选是Al以及Ti和Cr中的一种或多种的氮化物。

在一个实施方案中，所述氮化物层是通式Ti_bAl_1-bN的(Ti，Al)N层，其中0＜b＜1，或者0.1＜b＜0.9，或者0.2＜b＜0.7，或者0.3＜b＜0.6。

在一个实施方案中，所述氮化物层是通式Ti_bCr_hAl_1-b-hN的(Ti，Al，Cr)N层，其中0＜b＜1，0＜h＜1，0＜b+h＜1。在一个实施方案中，0.1＜b＜0.9和0.05＜h＜0.8，或者0.2＜b＜0.8和0.05＜h＜0.5。

在一个实施方案中，所述氮化物层是通式Cr_hAl_1-hN的(Al，Cr)N层，其中0＜h＜1。在一个实施方案中，0.2＜h＜0.8，或者0.25＜h＜0.75，或者0.25＜h＜0.35。

合适地，在(Al_aMe_1-a)₂O₃层中，0.1≤a≤1，或者0.25≤a≤1，或者0.5≤a≤1，或者0.75≤a≤1，或者0.25≤a≤0.9，或者0.25≤a≤0.7。

在一个实施方案中，所述(Al_aMe_1-a)₂O₃层是(Al_aCr_1-a)₂O₃层。

在一个实施方案中，所述(Al_aMe_1-a)₂O₃层是Al₂O₃层。

所述Al₂O₃层合适地是γ晶体结构。

所述(Al_aMe_1-a)₂O₃层合适地是γ晶体结构。

此时还提供一种涂覆的切削工具，所述切削工具包含具有涂层的基材，所述涂层包含氮化物层和位于所述氮化物层上的氧化物层(A)，所述氮化物层是Al和另外的Ti、Zr、Hf、V、Ta、Nb、Cr和Si中的一种或多种的氮化物的层，所述氧化物层(A)是(Al_aMe_1-a)₂O₃层，0.05≤a≤1，其中Me是Ti、Mg、Ag、Zr、Si、V、Fe、Hf、B和Cr中的一种或多种，所述涂层具有

-在氧化物层(A)中的(Al，Me，O)包含物，所述(Al，Me，O)包含物具有等于或者大于2/3的平均原子比(Al+Me)/O，从所述涂层的垂直于表面平面的横截面切面测量，所述包含物从所述氮化物层和所述氧化物层(A)之间的界面开始，在朝着所述氧化物层(A)的上表面的方向上延伸2-200nm，和/或

-(Al，Me，O)层(B)，所述(Al，Me，O)层(B)具有大于2/3的平均原子比(Al+Me)/O，并且位于所述氮化物层和所述氧化物层(A)之间，所述(Al，Me，O)层(B)的厚度是2-200nm。

在(Al，Me，O)包含物以及在层(B)中，原子比Al/(Al+Me)合适地是0.05-1，或者0.1-1，或者0.25-1，或者0.5-1，或者0.75-1。

在一个实施方案中，从所述氮化物层和所述氧化物层(A)之间的界面开始，所述涂层具有在与所述氮化物层相邻的界面区域中的(Al，Me，O)包含物。(Al，Me，O)包含物来源于沉积的金属Al或者Al+Me岛状物，所述岛状物在所述氧化物层(A)的沉积方法过程中已经部分或者完全氧化。

因此，在一个实施方案中，(Al，Me，O)包含物具有大于2/3的平均原子比(Al+Me)/O，即，相比于其余的氧化物层具有更高的Al+Me含量。

在另一个实施方案中，(Al，Me，O)包含物是完全氧化的。因此，(Al，Me，O)包含物的平均原子比(Al+Me)/O是2/3，并且所述包含物是不同于其余氧化物层(A)的另一晶体结构。一种实例是其余的氧化物层(A)是γ晶体结构，而(Al，Me，O)包含物是α或者κ晶体结构。

从所述涂层的垂直于表面平面的横截面切面测量，合适地在至少1μm的长度上测量，所述包含物的平均宽度可以是2-200nm，或者5-100nm，或者5-50nm，或者10-30nm。

从所述涂层的垂直于表面平面的横截面切面测量，所述包含物可以在朝着所述氧化物层(A)的上表面方向上延伸5-150nm，或者10-100nm。

在一个实施方案中，(Al，Me，O)包含物中的Al+Me含量平均是40-100原子％，或者45-95原子％，或者50-75原子％。

在一个实施方案中，所述涂层具有位于所述氮化物层和所述氧化物层(A)之间的(Al，Me，O)的层(B)。所述(Al，Me，O)层(B)来源于沉积的金属Al或者Al+Me层，所述金属Al或者Al+Me层在所述氧化物层(A)的沉积方法过程中已经部分氧化。

因此，在一个实施方案中，存在(Al，Me，O)层(B)，其具有大于2/3的平均原子比(Al+Me)/O，即，相比于位于上面的氧化物层(A)具有相对更高的Al+Me含量。

(Al，Me，O)层(B)的厚度可以是2-200nm，或者5-150nm，或者10-100nm。

在一个实施方案中，(Al，Me，O)层(B)的Al+Me含量平均是＞40原子％且≤100原子％，或者≥45原子％且≤95原子％，或者≥50原子％且≤75原子％。

在一个实施方案中，在朝着所述涂层的表面的方向与氮化物层相邻的100nm界面区域中，所述涂覆的切削工具具有大于2/3的金属与氧的平均原子比(Al+Me)/O。

所述界面区域在此定义为涂层的直接在所述氮化物层之上的100nm部分。

在界面区域中，金属与氧的平均原子比(Al+Me)/O合适地是大于0.70，或者大于0.75。

界面区域中的金属与氧的平均原子比(Al+Me)/O的上限合适地是0.85，或者0.80，或者0.75。

所述氮化物层的厚度合适地是0.5-5μm，或者1-4μm。

所述氧化物层(A)的厚度合适地是0.1-5μm，或者0.3-3μm，或者0.5-1μm。

所述氮化物层可以是通式Ti_bZr_cHf_dV_eTa_fNb_gCr_hSi_iAl_jN所示的，其中0≤b≤1，0≤c≤1，0≤d≤1，0≤e≤1，0≤f≤1，0≤g≤1，0≤h≤1，0≤i≤1，0≤j≤1，b+c+d+e+f+g+h+i+j＝1。

在一个实施方案中，所述氮化物层是Al和下面中的一种或多种的氮化物：Zr，Hf，V，Ta，Nb，Si和Cr，优选是Al以及Ti和Cr中的一种或多种的氮化物。

在一个实施方案中，所述氮化物层是通式Ti_bAl_1-bN的(Ti，Al)N层，其中0＜b＜1，或者0.1＜b＜0.9，或者0.2＜b＜0.7，或者0.3＜b＜0.6。

在一个实施方案中，所述氮化物层是通式Ti_bCr_hAl_1-b-hN的(Ti，Al，Cr)N层，其中0＜b＜1，0＜h＜1，0＜b+h＜1。在一个实施方案中0.1＜b＜0.9和0.05＜h＜0.8，或者0.2＜b＜0.8和0.05＜h＜0.5。

在一个实施方案中，所述氮化物层是通式Cr_hAl_1-hN的(Al，Cr)N层，其中0＜h＜1。在一个实施方案中0.2＜h＜0.8，或者0.25＜h＜0.75，或者0.25＜h＜0.35。

合适地，在(Al_aMe_1-a)₂O₃层中，0.1≤a≤1，或者0.25≤a≤1，或者0.5≤a≤1，或者0.75≤a≤1，或者0.25≤a≤0.9，或者0.25≤a≤0.7。

在一个实施方案中，所述(Al_aMe_1-a)₂O₃层是(Al_aCr_1-a)₂O₃层。

在一个实施方案中，所述(Al_aMe_1-a)₂O₃层是Al₂O₃层。

所述Al₂O₃层合适地是γ晶体结构。

所述(Al_aMe_1-a)₂O₃层合适地是γ晶体结构。

在一个实施方案中，所述氧化物层(A)是涂层的最顶层。

在一个实施方案中，所述涂层具有在所述氧化物层(A)的顶部的另外的层，来用于磨损保护、装饰或者磨损识别的目的。这个最顶层合适的厚度是0.1-10μ，m，并且可以例如是氮化物，例如TiN、(Ti，Al)N、CrN、HfN，碳化物，例如TiC，硼化物，例如TiB₂，或者氧化物(AlMe)₂O₃、ZrO₂、TiO₂、V₂O₅(包括金属夹层)，或者前述的多层。

所述涂层合适地在它的表面上基本上没有靶材的小滴。

所述涂层的氧化物层(A)优选是PVD氧化物层，即，它通过PVD方法，优选磁控溅射，最优选HIPIMS来沉积。

所述涂层的氮化物层优选是PVD氮化物层，即，它通过PVD方法，优选磁控溅射，最优选HIPIMS来沉积。

所述涂覆的切削工具的基材可以是用于金属加工的切削工具领域中常用的任何种类。基材包括硬质合金，金属陶瓷，cBN，陶瓷，PCD和HSS。

在一个实施方案中，所述基材是硬质合金，其组成为6-12wt％的Co，任选的高达10wt％的元素周期表第4、5和6族中的一种或多种金属的碳化物或者碳氮化物，和余量的WC。

元素周期表第4、5和6族的金属合适地属于Ti、Ta、Nb、V、Zr、Cr、W和Mo的族。

所述硬质合金体中的WC晶粒度d合适地是0.2-5μm，或者0.5-2μm。WC的晶粒度d是由磁矫顽力的值确定的。矫顽力和WC的晶粒度之间的关系描述在例如Roebuck等人，Measurement Good Practice No.20，National Physical Laboratory，ISSN 1368-6550，1999年11月，2009年2月修订，第3.4.3节，第19-20页中。

所述涂覆的切削工具可以是涂覆的切削刀片，例如用于车削的涂覆的切削刀片或者用于铣削的涂覆的切削刀片，或者用于钻削的涂覆的切削刀片，或者用于车螺纹的涂覆的切削刀片，或者用于切断和槽铣的涂覆的切削刀片。所述涂覆的切削工具还可以是涂覆的整体钻头、立铣刀或者丝锥。

在一个优选的实施方案中，所述涂覆的切削工具是涂覆的整体钻头或者涂覆的立铣刀。

实施例

实施例1(本发明)：

提供了硬质合金整体立铣刀生坯，其组成为10wt％的Co，0.4wt％的Cr和余量的WC。

由矫顽力所确定的WC晶粒度是0.5μm。

样品1：

(Ti，Al)N层是通过HIPIMS，使用根据US2014/0339917A1的说明书所提供的连续功率脉冲来沉积的。使用下面的加工参数/条件：

总压力：0.60Pa

Ar-压力：0.43Pa

N₂-压力：0.17Pa

基材温度：430℃

偏压：-40V DC

偏流：-4.1A

功率：在3×Ti₄₀Al₆₀靶上为27.8kW

靶直径：160mm

平均功率密度：46.1Wcm^-2

脉冲接通时间：7.56ms

脉冲频率：20Hz

沉积时间：180分钟

层厚度测量为2.8μm。沉积的(Ti，Al)N层的硬度测量为3300HV0.015。降低的E-模量测量为450GPa。

此外，通过HIPIMS使用连续功率脉冲沉积了金属(Al，Cr)(少量Cr归因于所用Al靶上的含铬边缘)。使用了下面的加工参数/条件：

Ar-压力：0.6Pa(＝总压力)

基材温度：430℃

偏压：100V单极脉冲

偏流：-0.2A，+0.3A

偏压接通时间：10μs

偏压关闭时间：10μs

功率：在3×Al靶(具有Al₅₀Cr₅₀边缘)上为5kW

靶直径：160mm

平均功率密度：8.3Wcm^-2

脉冲接通时间：50ms

脉冲频率：6.67Hz

沉积时间：13s

所述(Al，Cr)以厚度约为2-20nm的岛状物形式存在于(Ti，Al)N表面上。图1显示了俯视SEM图像，其中可以看到岛状物。

此外，(Al，Cr)₂O₃层(具有少量Cr)是通过HIPIMS使用根据WO2013083238A1的说明书提供的连续功率脉冲来沉积的。使用下面的加工参数/条件：

总压力：0.72Pa

Ar-压力：0.6Pa

O₂-压力：0.12Pa

基材温度：430℃

偏压：100V单极脉冲

偏流：-1.2A，+1.3A

偏压接通时间：10μs

偏压关闭时间：10μs

功率：在3×Al靶(具有Al₅₀Cr₅₀边缘)上为10kW

靶直径：160mm

平均功率密度：16.6Wcm^-2

脉冲接通时间：50ms

脉冲频率：6.67Hz

沉积时间：140分钟

所沉积的(Al，Cr)₂O₃层通过XRD测定为γ-Al₂O₃层。层厚度测量为0.65μm。沉积的(Al，Cr)₂O₃层的硬度测量为2800HV0.015。降低的E-模量测量为370GPa。

样品2：

(Ti，Al)N/(Ai，Cr)/(Al，Cr)₂O₃是使用与样品1相同的程序来沉积的，但是当沉积(Al，Cr)层时使用一半的功率，即2.5kW。这实现了更少沉积量的(Al，Cr)。

样品3：

(Ti，Al)N/(Al，Cr)/(Al，Cr)₂O₃是使用与样品1相同的程序来沉积的，但是当沉积(Ai，Cr)层时使用更长的沉积时间(约27秒)。这实现了更大沉积量的(Al，Cr)。

样品4：

在所述氮化物和所述氧化物层之间没有任何沉积的金属(Al，Cr)的对比样品，是使用与样品1的沉积(Ti，Al)N层和(Al，Cr)₂O₃层相同的程序来制造的。

该涂覆的立铣刀然后在钢的铣削作业中进行测试。

工件材料：1.2311钢

机器：Grob G 550

Vc＝140m/分钟(切削速度，米/分钟)

fz＝0.04mm/齿(进给速度，毫米/齿)

液体冷却

a_p＝4.0mm

a_e＝10.0mm

用于整体圆形立铣刀的工具几何结构是Walter Prototyp Protomax ST，直径10mm，4个凹槽，转角倒角0.1mm。这个测试中所用的全部工具是来自于同一生产订单。

用于工具寿命的切断标准是在主切削刃和倒角的至少一个上的75μm磨损。

表1显示了结果：

表1.

	倒角磨损(μm)	主切削刃的磨损(μm)	总(铣削)长度
				样品1	71.2	85.5	40m
样品2	91.4	69.8	40m
				样品3	64.0	51.0	40m
样品4(对比)	75.7	77.3	30m

可以得出，在所述氮化物和所述氧化物层之间没有任何沉积的任何金属(Al，Cr)而制造的涂层(样品4)在30m的总铣削长度后已经达到了所述切断标准。

具有涂层的全部样品优于对比样品4，所述涂层是在所述氮化物和所述氧化物层之间包括金属(Al，Cr)的沉积而制造的。

Claims (18)

1.一种生产涂覆的切削工具的方法，所述方法包括以下步骤：在基材上沉积0.5-10μm的氮化物层，随后沉积Al或者Al+Me，进一步随后沉积0.1-5μm氧化物层，所述氮化物层是Ti、Zr、Hf、V、Ta、Nb、Cr、Si和Al中的一种或多种的氮化物，所述氧化物层是(Al_aMe_1-a)₂O₃层，0.05≤a≤1，Me是Ti、Mg、Ag、Zr、Si、V、Fe、Hf、B和Cr中的一种或多种，所述层是通过磁控溅射来沉积的，

所述Al或者Al+Me形成岛状物和/或连续层，

所述Al或者Al+Me岛状物在所述氧化物层的沉积方法过程中已经部分或者完全氧化而形成(Al,Me,O)包含物，所述(Al,Me,O)包含物中Al+Me含量平均为40-75原子％，

所述Al或者Al+Me连续层在所述氧化物层的沉积方法过程中已经部分氧化而形成(Al,Me,O)层，所述(Al,Me,O)层中Al+Me含量平均为>40原子％且≤75原子％。

2.根据权利要求1所述的方法，其中在磁控溅射过程中所述基材的温度是350-600℃。

3.根据权利要求1-2中的任一项所述的方法，其中所述磁控溅射是高功率脉冲磁控溅射(HIPIMS)。

4.根据权利要求1-2中的任一项所述的方法，其中所述Al或者Al+Me沉积形成岛状物，所述岛状物覆盖至少25％的氮化物层面积。

5.根据权利要求1-2中的任一项所述的方法，其中沉积的Al或者Al+Me在所述氮化物层的一些区域中形成连续层，并且在所述氮化物层的一些区域中形成岛状物。

6.根据权利要求1-2中的任一项所述的方法，其中所述岛状物的平均宽度是2-200nm。

7.根据权利要求1-2中的任一项所述的方法，其中Al层或者Al+Me层的厚度是2-200nm。

8.根据权利要求1-2中的任一项所述的方法，其中所述氮化物层是通式Ti_bAl_1-bN的(Ti,Al)N层，其中0<b<1。

9.根据权利要求1-2中的任一项所述的方法，其中所述(Al_aMe_1-a)₂O₃层是(Al_aCr_1-a)₂O₃层。

10.一种涂覆的切削工具，所述涂覆的切削工具包含具有涂层的基材，所述涂层包含氮化物层和位于所述氮化物层之上的氧化物层(A)，所述氮化物层是Ti、Zr、Hf、V、Ta、Nb、Cr、Si和Al中的一种或多种的氮化物的层，所述氧化物层(A)是厚度为0.3-5μm的(Al_aMe_1-a)₂O₃层，0.05≤a≤1，其中Me是Ti、Mg、Ag、Zr、Si、V、Fe、Hf、B和Cr中的一种或多种，所述涂层具有

-在所述氧化物层(A)中的(Al,Me,O)包含物，所述(Al,Me,O)包含物具有等于或者大于2/3的平均原子比(Al+Me)/O，从所述涂层的垂直于表面平面的横截面切面测量，所述包含物从所述氮化物层和所述氧化物层(A)之间的界面开始，在朝着所述氧化物层(A)的上表面的方向上延伸2-200nm，所述(Al,Me,O)包含物中Al+Me含量平均为40-75原子％，和/或，

-(Al,Me,O)层(B)，所述(Al,Me,O)层(B)具有大于2/3的平均原子比(Al+Me)/O，并且位于所述氮化物层和所述氧化物层(A)之间，所述(Al,Me,O)层(B)的厚度是2-200nm，所述(Al,Me,O)层(B)中Al+Me含量平均为>40原子％且≤75原子％。

11.根据权利要求10所述的涂覆的切削工具，其中所述氮化物层是通式Ti_bAl_1-bN的(Ti,Al)N层，其中0<b<1。

12.根据权利要求10-11中的任一项所述的涂覆的切削工具，其中在(Al_aMe_1-a)₂O₃层中，0.1≤a≤1。

13.根据权利要求10-11中的任一项所述的涂覆的切削工具，其中所述(Al_aMe_1-a)₂O₃层是(Al_aCr_1-a)₂O₃层。

14.根据权利要求10-11中的任一项所述的涂覆的切削工具，其中所述氮化物层的厚度是0.5-10μm，并且所述氧化物层(A)的厚度是0.5-3μm。

15.根据权利要求10-11中的任一项所述的涂覆的切削工具，其中在所述氧化物层(A)中的(Al,Me,O)包含物具有大于2/3的平均原子比(Al+Me)/O。

16.根据权利要求10-11中的任一项所述的涂覆的切削工具，其中在朝着所述涂层的表面的方向与所述氮化物层相邻的100nm区域中，金属与氧的平均原子比(Al+Me)/O大于2/3。

17.根据权利要求12所述的涂覆的切削工具，其中在(Al_aMe_1-a)₂O₃层中，0.25≤a≤1。

18.根据权利要求12所述的涂覆的切削工具，其中在(Al_aMe_1-a)₂O₃层中，0.5≤a≤1。

Images