CN114836754B - 一种带涂层的切削工具及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种带涂层的切削工具，包括基体和依次设置在所述基体表面的复合涂层，所述复合涂层包括第一子涂层和第二子涂层；所述第一子涂层为Ti1‑nSinCxNy，其中x+y＝1，0.4≤x≤0.8，0<n≤0.2；所述第一子涂层的组成包括非晶SiCxNy包裹纳米晶Ti(C,N)。本发明的目的在于提供一种具有良好的抗氧化性能、耐磨性能以及高硬度的TiSiCN涂层的涂层工具及其制备方法。

Description

一种带涂层的切削工具及其制备方法
技术领域
本发明属于切削工具制备领域，尤其涉及一种带涂层的切削工具及其制备方法。
背景技术
现代切削加工要求高效环保，少用或不用冷却液，高速干式切削需求日益增加。高速切削时刀具局部温度可达1000℃以上，因此要求刀具具有良好的抗高温氧化性能。
淬硬钢是指经过淬火后组织为马氏体、硬度大于HRC50的钢，在难切削材料中占有相当大的比重。淬硬钢切削时的特点有，硬度高、强度高，几乎没有塑性，切削力大、切削温度高，不易产生积屑瘤，刀刃易崩碎、磨损，导热系数低，切削热很难通过切屑带走，切削温度很高，加快了刀具的磨损。
高硬度铸铁主要是指硬度在HRC50以上的各种高铬铸铁、硬镍铸铁、冷硬铸铁及合金铸铁，其加工难点是加工效率低，刀具磨损大。
为提升高硬度铸铁和淬硬钢的加工效率可提高切削速度，但切削温度会急剧上升，刀具磨损加快，因此要求刀具具有良好的抗高温氧化性和耐磨性。
物理气相沉积(PVD)方法制备的TiSiCN涂层，硬度可达到40GPa及以上，耐磨性好，但通常存在大的残余压应力，结合强度较低，涂层易剥落。
中温氮碳化钛(MT-Ti(C,N))涂层具有较高的硬度(通常在25GPa左右)、耐磨性好，广泛应用于切削刀具上。但其在850℃空气中退火时涂层氧化严重，MT-Ti(C,N)涂层的抗氧化性能较差。
在PVD方法制备TiAlN涂层的基础上掺入Si元素，形成TiAlSiN涂层，可显著提升TiAlN涂层的抗氧化性和耐磨性，已成功应用于高硬铸铁、淬硬钢等材料的切削加工，但这种涂层在耐磨性与抗氧化性能方面却不能令人满意。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种具有良好的抗氧化性能、耐磨性能以及高硬度的TiSiCN涂层的涂层工具及其制备方法。
本申请方案提供一种带涂层的切削工具，包括基体和依次设置在所述基体表面的复合涂层，所述复合涂层包括第一子涂层和第二子涂层；所述第一子涂层为Ti1-nSinCxNy，其中x+y＝1，0.4≤x≤0.8，0<n≤0.2；所述第一子涂层的组成包括非晶SiCxNy包裹纳米晶Ti(C,N)。
具体的，所述复合涂层采用化学气相沉积(CVD)技术制备。
进一步地，所述第二子涂层为TiaAlbSicN，其中a+b+c＝1，0<a≤0.15，0.65≤b≤0.85，0.01≤c≤0.05；所述第二子涂层的物相组成包含面心立方结构fcc-AlN，且所述fcc-AlN的体积分数不低于75％。
具体的，所述纳米晶Ti(C,N)与所述fcc-AlN的X射线衍射最强峰均为(200)晶面，并分别具有如下晶体取向关系：0.5<R≤1以及0.5<T≤1，其中所述的R＝ITi(C,N)-(200)/(ITi(C,N)-(200)+ITi(C,N)-(111))，所述的T＝Ifcc-AlN(200)/(Ifcc-AlN(111)+Ifcc-AlN(200))。
进一步地，所述复合涂层还包括沉积在所述基体与所述第一子涂层之间的结合层，所述结合层为Ti、TiN、TiC、TiCN中的一种或多种，优选TiN。
进一步地，所述复合涂层还包括沉积在所述第二子涂层表面的表层，所述表层由除TiaAlbSicN之外的成分组成。
具体的，所述表层为Ti、TiN、TiC、TiCN、TiAlN、TiSiN材料中的一种或多种，优选TiN。
本申请还提供一种制备上述切削工具的方法，包括：
采用化学气相沉积(CVD)技术，在700～900℃、4～30mbar条件下，以包括H2、TiCl4、CH3CN、SiCl4、NH3、N2、Ar的材料为原料，通过发生化学反应获得所述第一子涂层；
通过化学气相沉积(CVD)技术，在700～900℃、4～30mbar条件下，以包括H2、TiCl4、AlCl3、SiCl4、NH3、N2、Ar的材料为原料，在所述第一子涂层的表面发生化学反应获得所述第二子涂层。
进一步地，所述复合涂层还包括沉积在所述基体表面和所述第一子涂层之间的结合层，采用化学气相沉积(CVD)技术，在850～950℃、50～200mbar条件下以包括TiCl4、N2、H2的材料为原料，在所述基体表面发生化学反应获得所述结合层。
进一步地，所述复合涂层还包括沉积在所述第二子涂层表面的表层，采用化学气相沉积(CVD)技术，在900～1000℃、50～200mbar条件下以包括TiCl4、N2、H2的材料为原料，在所述第二子涂层表面沉积形成所述表层。
本申请的改进带来如下优点：
(1)本申请实施例提供的切削工具，为了提高MT-Ti(C,N)涂层的抗氧化性，本申请在该涂层中掺杂Si元素形成TiSiCN涂层，即第一子涂层Ti1-nSinCxNy，使其具有良好的抗氧化性能。
(2)此外，本申请还通过对第一子涂层Ti1-nSinCxNy中的Si含量进行调控，使Si含量的处于本申请所限定的范围内，可以获得硬度大于40GPa的TiSiCN超硬涂层。
附图说明
图1为本申请实施例切削刀具的涂层结构示意图。
其中，100为基体，200为复合涂层，201为结合层，202为第一子涂层，203为第二子涂层，204为表层。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
本申请实施例一种带涂层的切削工具，如图1所示，包括基体100和设置在基体100表面的复合涂层200。
基体100的材料可以为硬质合金、高速钢、金属陶瓷、聚晶金刚石、立方氮化硼等材料中的一种。
复合涂层200从基体100向外依次包括第一子涂层202和第二子涂层203。
第一子涂层202可以用通式Ti1-nSinCxNy表示，其中x+y＝1，0.4≤x≤0.8，0<n≤0.2。优选地，0.5≤x≤0.7，0<n≤0.15；优选地，0.55≤x≤0.6，0<n≤0.1。本实施例在MT-Ti(C,N)涂层的基础上掺杂Si元素形成TiSiCN涂层，即第一子涂层Ti1-nSinCxNy，使其具有良好的抗氧化性能。而且通过对第一子涂层Ti1-nSinCxNy中的Si含量进行调控，使Si含量的处于上述范围内，可以获得硬度大于35GPa、甚至超过40GPa的TiSiCN超硬涂层。
第一子涂层的组成包括非晶SiCxNy包裹纳米晶Ti(C,N)，优选地，第一子涂层202主要由非晶SiCxNy包裹纳米晶Ti(C,N)组成。非晶SiCxNy的形成可使涂层由柱状晶生长转变成致密的无定型态生长，高温下可更加有效阻止氧原子从涂层表面扩散至涂层内部，从而提高涂层的抗氧化性。
纳米晶尺寸过小时(例如<10nm)，会导致非晶SiCxNy的体积分数过高，从而降低涂层的硬度和耐磨性；纳米晶尺寸过大时(例如>50nm)，会导致非晶SiCxNy的体积分数过低，非晶SiCxNy无法有效包覆纳米晶Ti(C,N)，也会降低涂层的硬度和耐磨性。优选地，纳米晶Ti(C,N)的晶粒尺寸在10-50nm之间，或在20-40nm之间，或在30-35nm之间；纳米晶Ti(C,N)的晶粒尺寸在上述范围内时，非晶SiCxNy可以有效地包覆纳米晶Ti(C,N)，同时又不会导致非晶SiCxNy的体积分数过低，实现了涂层硬度和耐磨性能的最大化。
作为一个实施例，第一子涂层202Ti1-nSinCxNy采用化学气相沉积(CVD)技术制备，或复合涂层200中的所有涂层均采用化学气相沉积(CVD)技术制备。相比于现有技术中采用PVD技术制备的TiSiCN涂层，采用CVD技术制备的TiSiCN涂层(第一子涂层202Ti1-nSinCxNy)由于CVD方法沉积温度较高，使得CVD TiSiCN涂层的结合强度通常明显好于PVD TiSiCN涂层。
作为一个实施例，第二子涂层可以用通式203为TiaAlbSicN表示，其中a+b+c＝1，0<a≤0.15，0.65≤b≤0.85，0.01≤c≤0.05。优选地，0<a≤0.1，0.75≤b≤0.8，0.02≤c≤0.03。通过对涂层中的Si元素和Al元素进行调控，使其处于上述范围，可提升涂层的抗氧化性和耐磨性。第二子涂层203的物相组成包含面心立方结构fcc-TiN、面心立方结构fcc-AlN、密排六方结构hcp-AlN、非晶相a-SixNy，且fcc-AlN的体积分数不低于75％；优选地，fcc-AlN的体积分数不低于85％或90％。面心立方结构fcc-AlN的体积分数不低于75％有利于提高涂层的耐磨性能，且体积分数越高，对耐磨性能的提升越显著。
作为一个优选的具体示例，在现有技术中，在PVD方法制备TiAlN涂层的基础上掺入Si元素，形成TiAlSiN涂层，可显著提升TiAlN涂层的抗氧化性和耐磨性，已成功应用于高硬铸铁、淬硬钢等材料的切削加工。但采用PVD方法制备的TiAlSiN涂层Al不能过高，且容易出现低硬度的密排六方结构hcp-AlN相。而本实施例的第二子涂层203采用化学气相沉积(CVD)技术制备。涂层可在比PVD TiAlSiN含有更高Al含量的情况下不出现低硬度的密排六方结构hcp-AlN相。因此，相比PVD TiAlSiN涂层，CVD方法制备的TiAlSiN涂层可拥有更高的耐磨性与抗氧化性，第二子涂层203的抗高温氧化温度达到950℃以上。
作为一个实施例，为了解决现有技术中物理气相沉积(PVD)方法制备的TiSiCN涂层，存在较大的残余压应力、结合强度较低、涂层易剥落等问题。本实施例中的纳米晶Ti(C,N)与fcc-AlN的X射线衍射最强峰均为(200)晶面，并分别具有如下晶体取向关系：0.5<R≤1以及0.5<T≤1，其中
R＝ITi(C,N)-(200)/(ITi(C,N)-(200)+ITi(C,N)-(111))，T＝Ifcc-AlN(200)/(Ifcc-AlN(111)+Ifcc-AlN(200))。ITi(C,N)-(111)和ITi(C,N)-(200)分别是从利用Cu-Kα辐射对于Ti(C,N)-(111)和Ti(C,N)-(200)衍射峰获得的θ-2θ扫描的准Voigt峰形拟合结果中提取的X射线衍射峰面积。Ifcc-AlN(111)和Ifcc-AlN(220)分别是从利用Cu-Kα辐射对于fcc-AlN(111)和fcc-AlN(220)衍射峰获得的θ-2θ扫描的准Voigt峰形拟合结果中提取的X射线衍射峰面积。通过调控涂层的生长方向，使第一子涂层202和第二子涂层203的X射线衍射最强峰均为(200)晶面，该两层涂层之间容易形成共格界面生长，从而使得复合涂层200具有较高的结合强度，制备的复合涂层刀具适合于高硬度铸铁和淬硬钢等难加工材料的切削。
作为一个实施例，复合涂层200还包括沉积在基体100与第一子涂层202之间的结合层201，以及沉积在第二子涂层203表面的表层204，以进一步提高涂层的切削性能。结合层201为Ti、TiN、TiC、TiCN中的一种或多种，优选TiN。表层204由除TiaAlbSicN之外的成分组成，例如Ti、TiN、TiC、TiCN、TiAlN、TiSiN材料中的一种或多种，优选TiN，可以让涂层具有更高的硬度和抗高温氧化性能。
作为一个实施例，复合涂层200的总厚度为8.0～20.0μm，第一子涂层202的厚度为3.5～10.0μm，第二子涂层203的厚度为3.0～8.0μm，结合层201厚度为1.0～2.0μm，表层204的厚度为0.5～3.0μm。
本申请还提供一种制备上述带涂层的切削工具的方法，包括：
采用化学气相沉积(CVD)技术，在700～900℃、4～30mbar条件下，以H2、TiCl4、CH3CN、SiCl4、NH3、N2、Ar为原料，通过发生化学反应获得第一子涂层202。
通过化学气相沉积(CVD)技术，在700～900℃、4～30mbar条件下，以H2、TiCl4、AlCl3、SiCl4、NH3、N2、Ar为原料，在第一子涂层202的表面发生化学反应获得第二子涂层203。
作为一个实施例，采用化学气相沉积(CVD)技术，在850～950℃、50～200mbar条件下以TiCl4、N2、H2为原料，在基体100表面发生化学反应获得所述结合层201。
作为一个实施例，采用化学气相沉积(CVD)技术，在900～1000℃、50～200mbar条件下以TiCl4、N2、H2为原料，在第二子涂层203表面沉积形成表层204。作为一个具体示例，结合层201和表层204均为TiN。
优选地，上述所有制备方法中的原料的纯度均在90％以上，更优选的是在99％以上。
实施例1
基体为WC-Co基硬质合金，结合层为TiN，第一子涂层为Ti0.90Si0.10C0.75N0.25，第二子涂层为Ti0.10Al0.75Si0.15N，表层为TiN，各涂层的制备方法如下：
(1)结合层TiN，沉积温度900℃，沉积压力100mbar，反应原料TiCl4、N2、H2，各原料的纯度大于99％，沉积时间90min，涂层厚度1.5μm；
(2)第一子涂层Ti0.90Si0.10C0.75N0.25，沉积温度850℃，沉积压力20mbar，反应原料H2、TiCl4、CH3CN、SiCl4、NH3、N2、Ar，各原料的纯度大于99％，沉积时间200min，涂层厚度5.0μm；
(3)第二子涂层Ti0.10Al0.75Si0.15N，沉积温度800℃，沉积压力20mbar，反应原料H2、TiCl4、AlCl3、SiCl4、NH3、N2、Ar，各原料的纯度大于99％，沉积时间180min，涂层厚度5.5μm；
(4)表层TiN，沉积温度950℃，沉积压力150mbar，反应原料TiCl4、N2、H2，各原料的纯度大于99％，沉积时间60min，涂层厚度1.0μm。
对比例1
CVD MT-TiC0.75N0.25+Ti0.17Al0.83N多层涂层，具体制备方法如下：
(1)MT-TiC0.75N0.25层，沉积温度950℃，沉积压力150mbar，反应原料TiCl4、CH3CN、N2、H2，各原料的纯度大于99％，沉积时间240min，涂层厚度6.0μm；
(2)Ti0.17Al0.83N层，沉积温度800℃，沉积压力20mbar，反应原料H2、TiCl4、AlCl3、NH3、N2、Ar，各原料的纯度大于99％，沉积时间105min，涂层厚度7.0μm。
对比例2
PVD Ti0.90Si0.10C0.70N0.30+Ti0.30Al0.55Si0.15N多层涂层，采用多弧离子镀技术制备，具体制备方法如下：
(1)Ti0.90Si0.10C0.70N0.30层，合金靶材Ti/Si＝90/10(原子比)、沉积温度550℃、沉积压力8.0×10-2mbar，靶材电流150安培，通入CH4、N2、Ar，各原料纯度99％，沉积时间240min，涂层厚度6.0μm；
(2)Ti0.30Al0.55Si0.15N层，合金靶材Ti/Al/Si＝30/55/15(原子比)、沉积温度550℃、沉积压力8.0×10-2mbar，靶材电流150安培，通入N2，原料纯度99％，沉积时间280min，涂层厚度7.0μm。
对比例3
CVD TiN+Ti0.90Si0.10C0.75N0.25多层涂层，各层的制备方法如下：
(1)结合层TiN，沉积温度900℃，沉积压力100mbar，反应原料TiCl4、N2、H2，各原料的纯度大于99％，沉积时间90min，涂层厚度1.5μm；
(2)功能层Ti0.90Si0.10C0.75N0.25，沉积温度850℃，沉积压力20mbar，反应原料H2、TiCl4、CH3CN、SiCl4、NH3、N2、Ar，各原料的纯度大于99％，沉积时间420min，涂层厚度11.5μm。
对比例4
CVD TiN+Ti0.10Al0.75Si0.15N多层涂层，各层的制备方法如下：
(1)结合层TiN，沉积温度900℃，沉积压力100mbar，反应原料TiCl4、N2、H2，各原料的纯度大于99％，沉积时间90min，涂层厚度1.5μm；
(2)功能层Ti0.10Al0.75Si0.15N，沉积温度800℃，沉积压力20mbar，反应原料H2、TiCl4、AlCl3、SiCl4、NH3、N2、Ar，各原料的纯度大于99％，沉积时间370min，涂层厚度11.5μm。
表1为实施例1、对比例1、对比例2、对比例3和对比例4的力学性能比较。
表1力学性能比较
对比例1的涂层为CVD MT-TiC0.75N0.25+Ti0.17Al0.83N多层涂层，而实施例1中第一子涂层为Ti0.90Si0.10C0.75N0.25，第二子涂层为Ti0.10Al0.75Si0.15N。对比例1的两个涂层与实施例1的第一子涂层和第二子涂层相比，均缺少Si元素。由表1可以看出，实施例1相比对比例1在硬度及高温抗氧化性能上均有显著的提升，证明通过对Si含量的调控，可以提高涂层的硬度及高温抗氧化性能。
对比例2的涂层为PVD Ti0.90Si0.10C0.70N0.30+Ti0.30Al0.55Si0.15N多层涂层，其与实施例1的第一子涂层和第二子涂层相比，对比例2的涂层首先是使用PVD方法制备，而实施例1的涂层使用的CVD方法；其次是两者的TiAlSiN涂层中各元素的原子百分比不同，对比例2中的Ti0.30Al0.55Si0.15N涂层中Ti、Al、Si的原子百分比都超出了本申请实施例中第二子涂层所限定的含量范围(第二子涂层为TiaAlbSicN，其中a+b+c＝1，0<a≤0.15，0.65≤b≤0.85，0.01≤c≤0.05)。由表1可以看出，实施例1相比对比例2在结合强度与高温抗氧化方面有着明显的提升。说明将TiAlSiN涂层中各元素的原子百分比调控到合理的范围内，可以提升涂层的结合强度与高温抗氧化性能。
对比例3的涂层为CVD TiN+Ti0.90Si0.10C0.75N0.25多层涂层。与实施例1相比，对比例3缺少本申请的第二子涂层和表层。由表1可以看出，实施例1相对对比例3在结合强度和高温抗氧化方面都有明显的提升，尤其是高温抗氧化方面的提升更加显著。
对比例4的涂层为CVD TiN+Ti0.10Al0.75Si0.15N多层涂层。与实施例1相比，对比例4缺少本申请的第一子涂层和表层。由表1可以看出，实施例1相对对比例4无论在硬度、结合强度还是高温抗氧化方面都有明显的提升，而且各方面的提升都较为均衡。说明本申请的第一子涂层Ti1-nSinCxNy，通过掺杂Si元素形成TiSiCN涂层，使其具有良好的抗氧化性能；并对Si含量进行调控，使Si含量的处于本申请所限定的范围内，可以获得较高硬度的涂层。
硬度的检测方法如下：
将基体表面抛光成镜面，涂层沉积后用直径为20mm的轴承钢球在涂层表面对磨20秒，研磨时加入金刚石研磨剂。然后采用TTX-NHT2型纳米压痕仪(奥地利安东帕公司)测试磨痕处涂层的硬度(放大100倍)，压针为金刚石玻氏压头(Berkovich)，最大载荷20mN，加载速率40mN/min，卸载速率为40mN/min，保压时间5秒，为了消除基体对硬度的影响，压入深度小于涂层总厚度的1/10。共测量20个不同点的硬度，取平均值为涂层的硬度。
结合强度的检测方法如下：
采用瑞士CSM公司生产的REVETEST划痕测试仪测量涂层与基体的结合强度。划痕试验法是用一个直径约200微米的半球形金刚石压头在涂层表面上滑动，在此过程中通过自动加载机构连续增加垂直载荷L，当L达到其临界载荷Lc时，涂层与基体开始剥离，涂层和基体之间的界面临界载荷Lc即压头完全划透涂层并使之从其基体上连续剥离所需要的最小载荷；同时，压头与涂层和基体的摩擦力F相应发生变化。此时，涂层会产生声发射，通过传感器获取划痕时的声发射信号、载荷的变化量、切向力的变化量，经放大处理，输入计算机经A/D转换将测量结果绘制成图形，在声发射信号-载荷曲线上临界载荷值Lc处对应得出声发射峰，此时临界载荷Lc即为涂层与基体结合强度的判据。测试参数为：线性加载，加载载荷200N，加载速率99N/min，划痕速度5mm/min，划痕长度5mm。
氧化增重的测试方法如下：
将样品置于马弗炉中在空气气氛下加热至950℃，保温1h，然后将样品取出在空气中冷却至室温。采用精度为0.1mg的高精度电子天平称量样品氧化前后的重量，计算样品的氧化增重。
铣削高硬度铸铁对比
材料：Cr26(HRC60)
刀片类型：LNHQ150416FW-W
切削条件：切削速度250m/min，进给0.5mm/z，切深0.04mm，切宽8mm，无冷却液
切削不同时间后刀片后刀面的磨损量VB(单位mm)测量结果见表2，刀片后刀面磨损量采用带刻度标尺的OLYMPUS SZ61光学超景深显微镜测量。
表2铣削高硬度铸铁Cr26(HRC60)刀片后刀面磨损量对比
涂层 3min 6min 9min 12min
实施例1 0.10 0.18 0.26 0.33
对比例1 0.12 0.21 0.32 ——
对比例2 0.15 0.25 0.35 ——
对比例3 0.20 0.26 刃口崩损 ——
对比例4 0.13 0.19 0.28 0.45
铣削淬硬钢对比
材料：GCr15(HRC62)
刀片类型：LNHQ150416FW-W
切削条件：切削速度250m/min，进给0.5mm/z，切深0.04mm，切宽8mm，无冷却液
切削不同时间后刀片后刀面的磨损量VB(单位mm)测量结果见表3，刀片后刀面磨损量采用带刻度标尺的OLYMPUS SZ61光学超景深显微镜测量。
表3铣削淬硬钢GCr15(HRC62)刀片后刀面磨损量对比
涂层 2min 4min 6min 8min
实施例1 0.12 0.19 0.25 0.31
对比例1 0.18 0.23 0.30 ——
对比例2 0.20 0.26 0.40 ——
对比例3 0.15 0.25 刃口崩损 ——
对比例4 0.14 0.21 0.35 ——
由表2和表3可以看出，实施例1相比对比例2-4无论是铣削高硬度铸铁还是铣削淬硬钢，其后刀面的磨损量均为所有样品中最低。说明实施例1的涂层刀具有较高的硬度和良好的抗高温氧化性能，刀具使用寿命高，不容易崩刃，适合于加工高硬度铸铁、淬硬钢等材料的加工。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1. 一种带涂层的切削工具，其特征在于，包括基体和依次设置在所述基体表面的复合涂层，所述复合涂层包括第一子涂层和第二子涂层；所述第一子涂层为Ti1-nSinCxNy，其中x+y=1，0.4≤x≤0.8，0<n≤0.2；所述第一子涂层的组成包括非晶SiCxNy包裹纳米晶Ti(C,N)，所述纳米晶Ti(C,N)的晶粒尺寸在10-50 nm之间；所述第二子涂层为TiaAlbSicN，其中a+b+c=1，0<a≤0.15，0.65≤b≤0.85，0.01≤c≤0.05；所述第二子涂层的物相组成包含面心立方结构fcc-AlN，且所述fcc-AlN的体积分数不低于75%；所述纳米晶Ti(C,N)与所述fcc-AlN的X射线衍射最强峰均为（200）晶面，并分别具有如下晶体取向关系：0.5<R≤1以及0.5<T≤1，其中所述R=ITi(C,N)-(200)/(ITi(C,N)-(200)+ITi(C,N)-(111))，所述T=Ifcc-AlN(200)/(Ifcc-AlN(111)+Ifcc-AlN(200))。
2.根据权利要求1所述的切削工具，其特征在于，所述复合涂层采用化学气相沉积（CVD）技术制备。
3.根据权利要求1所述的切削工具，其特征在于，所述复合涂层还包括沉积在所述基体与所述第一子涂层之间的结合层，所述结合层为Ti、TiN、TiC、TiCN中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的切削工具，其特征在于在，所述复合涂层还包括沉积在所述第二子涂层表面的表层，所述表层由除所述TiaAlbSicN之外的成分组成。
5.根据权利要求4所述的切削工具，其特征在于，所述表层为Ti、TiN、TiC、TiCN、TiAlN、TiSiN材料中的一种或多种。
6.权利要求1-5任一项所述的切削工具的制备方法，包括：
采用化学气相沉积（CVD）技术，在700~900℃、4~30 mbar条件下，以包括H2、TiCl4、CH3CN、SiCl4、NH3、N2、Ar的材料为原料，通过发生化学反应获得所述第一子涂层；
通过化学气相沉积（CVD）技术，在700~900℃、4~30 mbar条件下，以包括H2、TiCl4、AlCl3、SiCl4、NH3、N2、Ar的材料为原料，在所述第一子涂层的表面发生化学反应获得所述第二子涂层。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述复合涂层还包括沉积在所述基体与所述第一子涂层之间的结合层，采用化学气相沉积（CVD）技术，在850~950 ℃、50~200mbar条件下以包括TiCl4、N2、H2的材料为原料，在所述基体表面发生化学反应获得所述结合层。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述复合涂层还包括沉积在所述第二子涂层表面的表层，采用化学气相沉积（CVD）技术，在900~1000 ℃、50~200 mbar条件下以包括TiCl4、N2、H2的材料为原料，在所述第二子涂层表面沉积形成所述表层。
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