TW200841978A - Coating and coated insert - Google Patents

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TW200841978A
TW200841978A TW096114263A TW96114263A TW200841978A TW 200841978 A TW200841978 A TW 200841978A TW 096114263 A TW096114263 A TW 096114263A TW 96114263 A TW96114263 A TW 96114263A TW 200841978 A TW200841978 A TW 200841978A
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ceramic coating
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TW096114263A
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Marcel Elkouby
Gadi Greenman
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Iscar Ltd
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Description

200841978 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係針對改良之塗覆材料系統，且特定言之並非係 專有地針對新穎的厚塗覆材料及其製造方法，該新穎的厚 塗覆材料用於塗覆至適當基板以提供具有諸如（例如）較長 的工作壽命之增強的性質之切割工具、刀片及可更換切害: 頭0
【先前技術】 對於藉由切割、車削、銑削、鑽孔及其類似者加工金屬 工件而言’係使用㈣工具。為確保自工件有效地移除削 片’同時確保切割工具之長的工作壽命，需要之切割工具 刀片係硬的且堅韌的。 。然而，硬度可能與脆性相關。皆係硬的且堅拿刃的，由金 屬基質巾之硬喊微粒㈣之複合材料為非常風行之刀片 選擇。已開發許多此等陶瓷金屬複合物或陶金。所謂的硬 質金屬或燒結碳化物(詳言之，由始基質中之碳化鎢晶粒 組成之WC-C。）為製造用於許多應用之切割工具刀片所選 擇之材料。 刀片移除削片並使工件成形但自身在處理中磨損。㈣ 工具刀片之磨損在其與工件之接觸表面處發生，且通常; 歸因於與工件之機械、化學及熱相互作用。 更換刀片所致之加工工具之停機時間通常係昂貴的本 作。許多研究係針對藉由應用硬質塗覆材料來改良刀片戈 耐磨性。硬度為對塑性變形之抗性之量測，且在硬度^ 120190.doc 200841978 磨性之間存在相關性。雖然塗覆材料增加耐磨性，但其常 容易受到諸如剝落及其類似者之災難性失效模式的影響。 塗覆材料可藉由通常被分類為PVD(物理氣相沈積）或 CVD(化學氣相沈積）之範圍的塗覆技術而形成於刀片上。 PVD提供非常好的性質。塗覆材料為僅視線性的。PVD 塗覆材料之特徵為藉由來自沈積處理之壓縮性殘餘應力。 由於藉由剝落之塗覆材料失效之風險隨著塗覆材料厚度而 增加，故PVD通常受限於薄的塗覆材料。 CVD塗覆材料係非視線性的。此外，沈積溫度通常頗高 於PVD技術之沈積溫度且此有助於在塗覆材料與基板之間 的受擴散誘發之界面之發展，此允許達成良好的黏著。實 際上，良好的黏著為刀片之塗覆材料之關鍵要求中之一。 此外，存在僅可藉由一或其他塗覆技術實踐之某些材料 及材料-基板組合。 CVD(化學氣相沈積）已用於塗覆刀片藉此改良其加工效 能歷時超過40年。TiN、TiC及TiC，N之塗覆材料可藉由使 四氯化鈦與其他氣體反應且移除因此形成之氣態氯化物而 沈積於適當的基板上：
TiCl4+N2+H2—TiN+氣化物及其他氣體了 —
TiCl4+CH4+H2 —TiC+氣化物及其他氣體丁
TiCl4+N2+CH4+H2 — TiCN+氣化物及其他氣體T A12 〇 3塗覆材料可以類似方式產生· A1+HC1+H2—A1C13+H2 aici3+h2+co2+h2s—ai2o3+氯化物及其他氣體t 120190.doc 200841978 其中H2S用作催化劑；增強Al2〇3塗覆材料之沈積速率及 厚度均一性。 應瞭解，在近幾年中，其他化學氣相沈積方法已變得可 用於TiN、TiC、TiCN及A1203之沈積，且使用氯化鈦及氯 化鋁之以上方法僅藉由非限制性實例而提供。 實際上，諸如各種碳化物、氮化物、氧化物、硼化物及 其混合物之廣泛的多種硬質塗覆材料可藉由各種PVD及/或 CVD技術中之一者或其他而沈積。在硬質材料（諸如，鑄 鐵）之加工中，產生高溫。在此等高溫下，諸如碳化物及 氮化物之許多塗覆材料係反應性的，且可能與工件及/或 與冷卻流體及空氣反應。A1203(氧化鋁）係非常耐化學藥品 的且係非常硬的。因此，氧化鋁為用於增加刀片之壽命之 風行的塗覆材料。 頒予 Ruppi 之標題為 ’’Enhanced Al203-Ti(C，N) Multi-Coating Deposited at Low Temperature” 之歐洲專利第 EP1245700號係關於用作金屬切割工具且具有視情況由碳 氮化鈦Ti(C，N)層分散的多層k-A1203及/或γ-Α1203之燒結碳 化物、陶金、陶瓷及/或高速鋼的經塗覆主體，其亦可由 MTCVD塗覆。 包含基於Ti之層及αι2ο3層兩者之其他已知多層化塗覆 材料包括· JP11269650A2 JP2000119855A2 JP2000107909Α2 JP03122280A2 JP2000096235A2 JP2000096234A2 JP11347806A2 JP11310878Α2 JP2002144109A2 JP2001062604A2 JP2000158208A2 JP2000158207A2 120190.doc 200841978 EP0594875A1 JP59025970A2 JP2005246596A2 JP2004188577A2 US6689450 JP2004299023A2 JP2004299021A2 JP2004188576A2 JP2004188575A2 JP2000052130A2 JP11254208A2 JP11090737A2 JP11000804A2 JP10310878A2 JP10310877A2 氧化鋁以許多形式存在。表之頂部γ-氧化鋁及K-氧化鋁 為介穩態相。在許多加工情況下，諸如斷續打開車床且當 在無冷卻液情況下車削時’（例如）已發現塗覆有α-氧化I呂 之刀片比塗覆有γ-氧化鋁或κ-氧化鋁之刀片執行得更好。 ® 自氧化鋁相圖，在標準壓力下於高於1050°C之溫度下， γ-氧化鋁及κ-氧化鋁變換為穩定的α-氧化鋁同素異形體（剛 玉）。歸因於氧化鋁之差的熱擴散性質及在加工中產生的 高溫，在某些切割處理中（尤其在乾加工情況下）且在刀片 之前刀面上經受之非常高的壓力下，前刀面達到1050 °C是 很可能的，相轉換很可能在較低溫度下出現。刀片之氧化 鋁表面在加工處理期間的再結晶可能導致加速之磨損。 φ 亦可能在切割處理期間藉由刀片經受之高溫-壓力條件 下，其中1000^之溫度並不罕見，且諸如滑移、雙晶、晶 粒邊界滑動及可能地擴散潛變之各種機制在α-Α1203中開 ' 始活動且此允許足夠的延展性以防止脆性破裂。參見藉由 • Ruppi、Laarsson及 Flink編著之"Nanoindentation Hardness，
Microstructure and Wear Resistance of CVD α-Alumina and K-Alumina Coatings”。 所沈積之層之成長處理、結構及性質藉由諸如基板的本 質及溫度與氣體流量之含量及動能之沈積條件來支配。為 120190.doc -10、 200841978 穩定的同素異形體之菱面體α-氧化鋁相及最硬的各種多晶 型物通常在1000-1100°C之沈積溫度下達成。參見（例 如）Prengel 等人之 Surface Coatings Technology，68-69，217 (1994)，雖然在580°C處之沈積已藉由電漿輔助CVD達成。 參見 Krylov 等人之（例如）Appl. Phys. A 80 1657 (2004)。藉 由使用適當的模板（亦即，有利的基板）（特定言之 Chromia、Andersson)，藉由反應性磁控滅鑛在與280°C — 樣低之溫度下達成α-氧化铭沈積。參見藉由Jon Martin Andersson 編著之由 Linkoping Universitet，Institute of Technology, Link6ping 於 2005 年出版之 Ph.D.論文 "Controlling the Formation and Stability of Alumina Phases” 。 a-氧化鋁之相對較厚之塗覆材料可使用CVD技術來沈 積。然而，此等塗覆材料通常顯示通過塗覆材料厚度而定 向之晶粒成長^從而導致猶微易受裂痕擴展之影響的柱狀 微觀結構。 用於避免κ-氧化I呂中之柱狀成長之已知技術為，藉由沈 積一薄層之不同材料而週期性中斷κ-氧化鋁之沈積，其後 可重新開始κ-氧化鋁之沈積。TiN為已用以中斷κ-氧化鋁 之成長之一此材料。參見 S· Ruppi & A· Larsson Journal de Physique IV France 8 (1999)之”Microstructure and
Deposition Characteristics of k-A1203” EuroCVD 12 第 8部 分第350-355頁。藉由週期性引入一薄層（0.1 μπι至1 gm)TiN，κ-氧化鋁晶體成長可被阻止且新的氧化鋁層可成 120190.doc -11 - 200841978 核。所得K-氧化鋁幾乎為 t冰丨』 釉的且顯不顯著比CVD K-氧化 鋁之典型柱狀微觀結構 …丄^ 的抗性好之對裂痕的抗性。 . ^La 層具有相對較差的黏著從而 ^上泠致加速之磨損），故技術 亚禾徒供用於切割刀Μ芬甘#/ t 〗刀月及其類似物之良好結果。 因此，仍存在對厚的、高σ 间口口貝、α-乳化鋁塗覆材料之需 要 展不尚延展性及對裂瘤垆展芬立丨w 丄々 展擴展及剝洛兩者之低傾向， 且本發明解決了此需要。 【發明内容】 本發明之一目標為藉 々穎基板-塗覆材料組合而提供 改良的切剎工具及用於切且 ，、ι刀月。下文中刀片包括 可更換之用於加工金屬之刀、 月Α大&或鑽頭、切割頭、固 體碳化物端銑刀及可被銅焊為£之切割板。
根據本發明之第一態樣，提供刀片之陶究塗覆材料··陶 是塗覆材料為層化之結構，其包含與第二材料之界面層交 替之氧化物材料的子層之組態，該第二材料具有與氧化物 材料之良好黏者。塗覆材料藉由化學氣相沈積而沈積。每 -隨後沈積之界面層用來終止先前沈積之氧化物材料子層 且用作用於沈積後續的氧化物材料子層之表面。界面層I 第二材料包含硬質材料中之氧化物材料層之元素中的^少 一者之固溶體。 .通常，界面層包含硬質材料中之氧化物材料的係選自由 TiN、TiC及hCN組成之群的固溶體。 較佳地，氧化物材料為氧化铭且界面層之第二材料係選 120390.doc -12- 200841978 自包含 TiAlON、TiAlOC 及 TiAlCON 之群。 較佳地，氧化物材料為Al2〇3且界面層為TiAlCON。 最佳地，氧化物材料為α-Α12〇3。 本發明之較佳塗覆材料結構之特定特徵為，氧化物材料 子層之每一層的成長在發展成為柱狀結構之前藉由界面層 之沈積而阻止。 根據本發明之另一態樣，多層塗覆材料包含請求項1之 0 陶瓷塗覆材料及一在陶瓷層之前的第一硬質材料之底塗 層。 通常，底塗層之第一硬質材料係選自由Tic、TiCN及 TiN組成之群。 通常，底塗層具有在2 μπι至15 μπι範圍内之厚度。 通常，在底塗層與層化之結構之間提供黏結層。 視情況，黏結層包含以下中之一者：Ο) — TiOCN層； (b) — TiAlOCN 層；（c) 一 TiOCN層，接著一 TiAlOCN層，及 φ (d)包含一第一 TiOCN層接著一 TiAlOCN層接著一第二
TiOCN層之夾層構造。 其中，底塗層之第一硬質材料包含沈積於鎢燒結碳化物 基板上之TiCN，較佳地在底塗層之沈積之前將諸如TiN之 ^ 基底層沈積於基板的表面上以防止基板表面之脫碳。 通常，基底層具有在〇·1 μπι與1·5 μπι之間的厚度。 陶曼塗覆材料通常沈積於係選自由硬質金屬、陶金、高 速鋼及陶瓷組成之群的基板上。 視情況，在陶瓷塗覆材料上提供TiN外部層。 120190.doc -13- 200841978 視情況’ TiN外部層自前刀面選擇性移除。 根據本發明之第二態樣，提供： 一種切割工具刀片，其包含一鎢燒結碳化物基板及一多 層塗覆材料，其包含：（a) —TiN基底層；（b) — TiCN底塗 層；（c) 一黏結層，其包含TiOCN、TiAlOCN及TiOCN之夾 層結構；(d)具有一層化之結構之陶曼塗覆材料，該層化之 結構包含與TiAlOCN界面層交替的α-Α1203子層。 視情況，在刀片之外表面上提供一另外TiN層。 根據本發明之第三態樣，提供用於輔助將α-Α1203 CVD 層黏結於第一硬質材料之底塗層上的黏結層，該第一硬質 材料係選自由TiN、TiC及TiCN組成之群，其中該黏結層 係選自包含以下之群：（a)TiOCN ; (b)TiAlOCN ; (c)包含 TiOCN 接著 TiAlOCN之雙層，及（d)TiOCN、TiAlOCN 及 TiOCN之夾層結構。 本文中被稱為TiAlOCN或TiAlCON之材料為在TiCN内之 A1及Ο原子之固溶體。同樣，本文中被稱為TiAlON與 TiAlOC之材料分別為TiN與TiC内之A1及Ο原子的固溶體。 請注意，本文中所描述之如TiN、TiC、TiCN及其類似 物之材料並非必須為化學計量的。實際上，僅在諸如對於 ai2o3提供下標之處可假定指示相對比例。
TiOCN係關於具有氧、碳及氮之廣泛不同比例的材料之 通用族。
TiAlOCN亦係關於具有氧、碳及氮之廣泛不同比例的材 料之通用族。此外，鋁含量可顯著變化。此外，塗覆材料 120190.doc -14- 200841978 之微觀結構並未完全特徵化，且可在結晶結構内或沿晶粒 邊界包括第二相内含物。 【實施方式】 存在可用於沈積Al2〇3(亦稱為氧化銘（aluminum oxide)、 剛玉、及氧化銘（alumina))之許多CVD技術。 蒸氣通常包含在基板上發生化學反應從而沈積A12〇3之 揮發性氣體；反應之其他產物為被運走之氣相化學物質。 使用習知的熱cvd，ai2o3要求高於100jO°C之溫度用於其 沈積。電漿CVD允許此等塗覆材料在低於900°C之溫度下 經沈積。在此處理中，化合物使用電漿放電及加熱而分解 並一起反應。結果，可在基板表面上產生非常純的氧化鋁 薄膜。對於A1203按照慣例使用之CVD處理涉及腐蝕性反 應物A1C13。在低壓下使用A1C13/C02/H2之氣體混合物傾向 於導致柱狀成長而非等軸塗覆材料。大氣壓下之 A1C13/C02/H2之氣體混合物可導致大晶粒之成長。 三異丙醇鋁為可用以沈積α-氧化鋁之另一前驅體。另一 方法包括氬-氧電漿中之鋁目標的反應性濺鍍。 乙醯基丙酮酸鋁亦已用作在大氣壓下氧化鋁之金屬-有 機化學氣相沈積的前驅體，參見藉由Jun C· Nable等人之 !fMOCVD of Aluminum Oxide Barrier coating11 J. Phys. IV France 12 (2002) Pr 4-139 o 三-四甲基-庚二酸鋁[Al(thd) 3]及三-乙醯基丙酮酸鋁 [Al(acac)3]亦已被用於人1203薄膜之（：¥0。參見藉由八. Devi 、 S.A. Shivashankar 及 A.G. Samuelson 編著之 120190.doc -15- 200841978 HDiketonates as Precursors MOCVD of Aluminium Oxide Films Using Aluminium”。 再一方法為乙醯基丙酮酸铭前驅體之熱解，其可在（假 定）435-550。(：之相對較低的溫度下執行以沈積氧化鋁薄 膜0 在高溫下，晶粒成長勝於成核且藉由CVD處理之α-氧化
紹之沈積傾向於導致藉由相鄰晶體之間的尖銳邊界及弱的 結晶間黏結而特徵化之相對粗略的柱狀晶粒結構。因此， 此α-氧化鋁塗覆材料傾向於易受通過塗覆材料厚度之裂痕 擴展的影響。沈積溫度並非係影響晶粒成長及成核速率之 唯一參數，且諸如反應物之局部壓力、基板溫度、Η。或 其他催化劑之使用之其他參數可影響所得微觀結構且其操 縱提供控制因此形成的塗覆材料之特徵之手段。 如下文中所描述之本發明之較佳實施例的特定特徵為具 有等軸晶粒之精細微觀結構之良好黏結、厚的、多層化之 心乳化铭塗覆材料。此藉由交替沈積氧化銘子層或層與第 材料之界面層而達成，認為具有與心氧化铭子層的良好 黏著之該第二材料如TiAlc〇N、TiA1〇N或Μ·分別為 TiOCN、Ti⑽或Ti〇c中的氧化链之固溶體。第二層藉由 來自卿、如3、N2、CH4、H2、c〇jH2kMM :學乳相沈積而沈積。以此方式’ α_氧化紹沈積藉由非常 :的弟二材料層之沈積(其中斷先前層之&氧化銘晶粒成 匕且Γ新的層中提供新的α-氧化銘晶體之成核之位點)而 m巾斷且建置多層化之α氧化㉝結構。防止厚的、定 120190.doc -16- 200841978 向的柱狀α-氧化鋁成長之發展，此顯著減小陶瓷塗覆材料
對裂痕擴展之敏感度。 A
與在US 20020176755Α1中描述之系統及大多數其他氧化 鋁耐磨塗覆材料不同，請注意，較佳實施例之塗覆系統係 關於α-氧化鋁且並非係關於κ-Α12〇3或^从〇3。應瞭解 除為穩定的同素異性體外，α_氧化鋁亦為最緻密的同素異 形體（與其他同素異形體之約3·6_3·8 g cm/m3的密度對比， 心氧化鋁密度為約4 g/cm3)。已發現，在加工操作期間遭 遇之壓力-溫度狀態中，α-氧化鋁證明比其他同素異形體 更堅韌且能夠塑性變形以解除應力。另外，已發現第二材 料之界面層有助於確保與氧化鋁之良好的界面黏結，從而 提供鬲的塗覆材料完整性。咸信，第二材料之界面層提供 新的AUO3晶體之成核之高密度位點，藉此導致大量的小 晶體。亦咸信，第二材料中間層中之刈及〇兩者的存在提 供對Al2〇3中之Α1及〇的化學鍵接且亦提供促進大密度氧化 鋁晶粒之成核位點，其促進小晶粒之成長。 現參看圖1，展示刀片1〇之塗覆材料層的示意圖。刀片 10由未塗覆之主體或基板12及一多層塗覆材料14組成。舉 例而言，主體12可由一含有（除鐵及碳外）諸如鉻、鎢、鉬 及鈦之可變量的耐火金屬之高速鋼合金製成。或者，主體 12可包括諸如叫队、Ai2〇3、A1必/丁沱、siA1〇N、 A1203/SiC晶須複合物及其類似物之肖亮。更通常，主體 12為諸如在金屬性黏合劑中之丁ic或TiN之陶金類型複合 物。然而，最通常地，主體I2為諸如藉由金屬基質（常為 120190.doc -17- 200841978 敍（Co))燒結之碳化鎢（wc)及額外碳化物（下文中稱為鶬燒 結碳化物）之所謂的硬質金屬燒結碳化物類型複合物材 料。在以引用方式倂入本文中之藉由KiUwer Academic/
Plenum Publishers 於 1999 年出版之 Tungsten Properties，
Chemistry, Technology 〇f the Element, Alloys, and Chemieal Compounds中在第321頁描述燒結碳化物。未塗 覆之主體12可為前述已知組合物中之任一者且下文中將被 ^ 稱為基板12。 通常’基板12在於其上沈積多層塗覆材料14之前藉由脫 脂、噴沙及在超音清洗槽中清潔而製備。 多層塗覆材料14包含一第一硬質材料之相對較厚的底塗 層16。底塗層16通常為4 μιη至15 μιη厚且尤其擅長於抵抗 側面磨損及前端磨損。在底塗層16之前，大體沈積薄的 (〇·1 μιη至1.5 μιη)可選基底層18(通常為TiN)。基底層18允 許刀片10經受相對嚴格的CVD條件（對於底塗層16之沈積 Φ 而言可能係需要的）而不使其基板12脫碳，藉此最小化接 近基板12之表面而形成之非所要、脆的η相（m12c、m6C， 其中Μ為Co及W)的形成。 薄的黏結層20(0.1 μπι至1 μπι)沈積於底塗層2〇上。有用 地’黏結層20貫際上為一夾層結構，其由分別夾於Ti〇CN 底部黏結層24與TiOCN頂部黏結層26之間的TiAlOCN内部 黏結層2 2組成。
TiCON可藉由許多方法沈積。舉例而言： TiCU+N2+H2+CH4+C〇2->TiCON+氯化物及其他氣體 τ 120190.doc -18- 200841978
TiAlCON亦可藉由許多方法沈積。舉例而言：
TiCl4+N2十H2+CH4十C02+A1C13 —TiAlCON+ 氯化物及其他 氣體ΐ 厚陶究塗覆材料28沈積於黏結層20上。陶瓷塗覆材料28 具有一具有界面層32之α-Α1203的氧化物層30之層化結
構。首先’沈積第一氧化物層3〇Α。咸信，歸因於Ti〇cN 頂部黏結層26，氧化物層3〇A以高晶粒密度及因此小的晶
粒大小來沈積，且良好地黏結至黏結層2〇。 界面層32為第二材料，其係在TiCN、Tic或TiN之基質 中的氧及紹之固浴體。假定氧化物層3〇與界面層32之優良 的黏結藉由界面層32提供在界面層32上的氧化物層3〇的成 核之更適當的晶格間距及更相容的化學物質黏結可能性而 由界面層32與氧化物層3〇中之八丨及〇之間的相互作用產 生0 若允許不受阻礙之成長，職化物層3G晶粒料較大且 為柱狀的。在某些狀況下，其亦可具有較佳的定向。然 而，在本實施例中，（例如）·⑽之非常薄的第一界面 層似沈積於第—氧化物層繼上。第—界面層終止第 -氧化物層30A之晶粒成長，且咸信提供成核及晶粒成長 之新位點(其上可沈積第二氧化物層3〇B)。第二 界面層32B可接著沈積於其上。 、 藉由交替氧化物層30與界面層32，可藉由咖成長 小的^軸晶粒大小之厚陶究塗覆材㈣。每_界面^阻 止先前氧化物層30之晶粒成長且亦可能提供在其上二新的 120190.doc > 19- 200841978 陶瓷晶體之成核的高密度位點。 應瞭解，發現歸因於效應而由晶粒大小之減 小而改良多數材料之硬度及耐磨性。另外且更顯著地，連 ，重新成核防止厚的、定向的、柱狀晶體之成長且因此顯 著咸i 口此开^成之陶瓷塗覆材料之裂痕擴展敏感度。 陶瓷塗覆材料28内之氧化物層30及界面層32之較佳數目 視每一特定應用之設計準則而定。咸信，在某種程度上， 界面層32之組份（特定言之，在固溶體界面層32内之A1及Ο 含夏）確定晶粒大小。應注意，雖然界面層32之組份由反 應性物質之局部壓力而影響，但並不藉此以簡單方式確定 界面層32之組份，且塗覆材料中之各種元素的濃度將總是 不同於其在反應性氣體中之濃度。 在一較佳實施例中，基板12為鎢燒結碳化物且底塗層16 之第一硬質材料為TiCN，其尤其擅長於減小側面磨損及焊 口磨損。為避免基板12之脫碳（其將藉由沈積底塗層 16所要求之嚴格的處理條件而另外導致脆的”相之形成）， 較佳在底塗層16下方提供一基底層18。已發現TiN為用於 此目的之基底層1 8之適當選項且在此項技術中良好建立。 黏結層20沈積於TiCN底塗層16與陶兗塗覆材料2 8之間， 陶瓷塗覆材料28由依次（30A、32A、30B、32B、30C、 32C··.)置放之α-Α12〇3氧化物層3〇與TiAlCON界面層32的交 替層建置。 用於界面層32A、32B、32C.··之TiAlCON的使用促進在 界面層32A、32B、32C.··上的α-Α1203氧化物層30B、 120I90.doc -20- 200841978 30C、30D···之成核。已發現交替之α-Α12〇3氧化物層3〇A、 30B、30C…與TiA1C0N界面層32A、32B·.·具有優良的黏 著。 氧化物30與界面32層之數目將視所需要的陶瓷塗覆材料 28之厚度而變化。大體而言，藉由改變處理氣體之操作溫 度及/或局部壓力及基底層18之活性且具體言之基底層1 8 的上表面之活性，氧化物30之成核可勝於晶粒成長且將導 致較小的晶粒大小。亦咸信，心八丨⑷3氧化物層3〇A、 3OB、3 0C係幾乎完全等軸的，或以任何速率遠不及由連 縯CVDa-Al2〇3成長產生之柱狀結晶成長的定向。 有用地，為提供有吸引力之表面光度，可將一外部層34 沈積於上文所述之塗覆材料14上。如已知，TiN可用於此 目的’藉此提供有吸引力的金色表面光度。視情況，TiN 外部層34可自刀片之至少一前刀面移除。 實例1 藉由概念之驗證，參看圖2，展示根據本發明之一較佳 實施例的包含一基板112及一多層塗覆材料114之刀片1〇〇 的橫截面之SEM顯微照片。在影像之底部，展示燒結碳化 鎢基板112。石厌化鐫之有角晶體具有約1 之平均晶粒大 小。多層塗覆材料114包含約1 μχη之薄的dn基底塗覆材料 118。在TiN基底塗覆材料118之頂部上，沈積約7 之底 塗部分的相對較厚的柱狀TiCN底塗層116。黏結層ι2〇沈積 於底塗層116上。黏結層系統120實際上為Ti〇CN、 TiAlOCN及TiOCN之夾層結構，但由於相互擴散，存在差 120190.doc -21 · 200841978 的對比度且在SEM顯微照月中未解析出不同子層。 展不與厚度約0·1 _之丁iAIOCN界面層132A、132B、 132C父替之厚度約1 的心ΑΙΑ3氧化物層i30A、〗3〇；6及 130C之父替子層的層化、厚陶竞塗覆材料128。亦可見厚 度約〇·5 μηι之丁iN外部層134。 ;子氣相沈積之氣體的溫度、壓力及流動速率在表 1中展不。此專細節提供用於吝座士 捉伢用於產生本發明之一較佳實施例
的完全賦能描述。 ' 團z T展不之塗覆材料使用央白 竹便用不自Cu_Ka源之X-射線而藉 由X-射線繞射（XRD)來檢驗。在· 制在圖4中，展示χ一射線繞射 光譜。所有主要尖峰標記如 脅 α·Α12〇3，2為 TiN ; 3 為TiCN (MT)，且4為WC。如清婪土士尸一 ^ 月是地展不，氧化物層實際 上為cc-A12〇3且非其他同素異形體。 ,ι ^ 此外，自尖峰之銳度 及相對較低的背景雜訊，可見塗覆絲 材料具有唯一的結晶結 構，該結晶結構具有大於10〇 nm之曰 120190.doc -22- 200841978
Kg 平衡 平衡 平衡 平衡 平衡 平衡 平衡 平衡 平衡 平衡 平衡 平衡 平衡 A1C13 [%] (N 〇\ cn Ό tn Os (N oo (N in 〇\ (N CX) 寸* u 1~» (M <N S Os On r-H G\ G\ 山1_1 CO ro 〇 rn O ^0 u色 vq v〇 〇 v〇 ON as H t> (N tn cn ΓΠ vn cn cn rn u 〇〇 00 0 J鬥 oo 00 <N ON 〇 ，丨-H t—H gg co — 00 rn 00 rn 0 〇\ cn m ON <N vr> (N (N (N 〇 r—H 寸· o t-H 壓力 [mbar] § r-H 〇 t-H 〇 t-H VO § ^0 § r-H in v〇 v〇 溫度 [°C] 〇 ON § oo § OO 〇 OO G\ 0 00 ON 1010 1010 1010 1010 1010 1010 1010 1010 f類 t? Φ 0 r-H 0 m 0 0 0 步驟 l.TiN 2. TiCN 3. TiOCN 4. TiAlOCN 5. TiOCN 6.Al2〇3 7. Al2〇3 8. TiAlOCN 9. AI2O3 10.AI2〇3 11. TiAlOCN 12.Al2〇3 13·Α12〇3 120190.doc -23- 200841978 表1 實例2至實例4例示根據本揭示案塗覆之等級a刀片之優 勢，該刀片在等同條件下與由已知塗_塗覆之等級b 刀片-起被測試。等級B刀片塗覆材料自最内層至最外層 之細節如下：使用MTCVD技術之厚度约〇6㈣的最内棚 層接者厚度约6陣的具有柱狀晶粒之第二較厚層则 MT。第三層為厚度約〇.15 _之训層且第四層為厚度約
3 μιη的TiC層。第五層為厚度約〇 ! 之Ti〇cN層且第六 層為厚度約3陣的α-Αΐ2〇3較厚層。頂部外部層為厚度約 0·8 μπι厚之丁iN層。 此等實例以表形式經概述。 實例2 操作 銑削 材料 GG25 刀片類型 ADKT1505 切割速度 300 m/min 走刀（Feed) 0.2 mm/t 齒之數目 1 切口深度 4 mm 切口寬度 30 mm 冷卻液 無 結果 工具壽命（分鐘） 等級A(根據本發明之塗覆材料） 86.5 等級B(先前技術） ---------- 57 -------__一 120190.doc -24- 200841978 實例3
操作 銑削 材料 GGG50 刀片類型 ADKT1505 切割速度 220 m/min 走刀 0.15 mm/t 齒之數目 1 切口深度 3 mm 切口寬度 30 mm 冷卻液 無 結果 工具壽命（分鐘） 等級A(根據本發明之塗覆材料) 30 等級B(先前技術） 20 實例4 操作 銑削 材料 SAE4340 刀片類型 ADKT1505 切割速度 200 m/min 走刀 0.15 mm/t 齒之數目 1 切口深度 3 mm 切口寬度 3 0 mm 冷卻液 無 120190.doc -25 - 200841978 工具胥命（分鐘） 677 結果 等級A(根據本發明之塗覆材料） 雖然上文提供一較佳實施例之材料組合，但其他材料及 組合係可能的且可取代另外的合金元素。 因此，本發明之範疇藉由隨附申請專利範圍來界定且包 括本文所描述之各種特徵的組合及子組合以及熟習此項技
術者在研讀前述實施方式後即想到之其變化及修改。 在申請專利範圍中，詞”包含”及其變化型式指示列出之 組件被包括，但通常不排斥其他组件。 【圖式簡單說明】 圖1為本發明之一實施例之示意性橫截面； 圖2為展示通過根據本發明之實驗性塗覆材料之橫截面 的SEM顯微照片；及 圖3為展示塗覆材料内識別之結晶相之X射線繞射光譜。 【主要元件符號說明】 1 (X - A12 0 3 2 TiN 3 TiCN (MT) 4 wc 10 刀片 12 未塗覆之主體/基板 14 多層塗覆材料 16 底塗層 120190.doc -26- 200841978
18 基底層 20 黏結層 22 TiAlOCN内部黏結層 24 TiOCN底部黏結層 26 TiOCN頂部黏結層 28 陶瓷塗覆材料 30A 第一氧化物層 SOB 第二氧化物層 30C 氧化物層 3 0D 氧化物層 32A 第一界面層 32B 界面層 32C 界面層 34 外部層 100 刀片 112 基板 116 TiCN底塗層 118 TiN基底塗覆材料 120 黏結層 128 陶变^塗覆材料 130A (X-AI2O3氧化物層 130B α-Α12〇3氧化物層 130C α-Al2〇3氧化物層 132A TiAlOCN界面層 120190.doc -27- 200841978 132B TiAlOCN界面層 134 TiN外部層
120190.doc -28-

Claims (1)

  1. 200841978 十、申請專利範圍·· h 一種用於刀片之陶瓷塗覆材料，該陶瓷塗覆材料為層化 之結構，該層化之結構包含氧化物材料之子層及第二材 料之界面層的交替層化組態，該第二材料具有與該氧化 =材料之良好黏著’·該陶瓷塗覆材料藉由化學氣相沈積 來沈積，每一隨後沈積之界面層用來終止先前沈積的氧 化物材料子層，且作為沈積後續氧化物材料子層之表
    面其中該第二材料包含在硬質材料中之該氧化物材料 的至少一元素之固溶體。 2·如味求項1之陶瓷塗覆材料，其中該硬質材料係選自由 TiN、TiC及TiCN組成之群。 如明求項1之陶瓷塗覆材料，其中該氧化物材料為氧化 鋁且该第二材料係選自由TiA1〇N、TiA1〇c及丁iAICON組 成之群。 4.如請求们之陶兗塗覆材料，其中該氧化物材料為a叫 且邊第二材料為TiAlCON。 5·如請求項丨之陶瓷塗覆材料， ，、干δ玄礼化物材料為 6 ·如請求項1之陶瓷塗 之成長受在發展成為 積阻止。 覆材料，其中每一氧化物材料子 一柱狀結構之前由該界面層之該
    沈 -種多層塗覆材料’其包含如請求们之該陶兗 枓及在該陶瓷塗覆材料之前沈積之第： 層。 更負材枓的底塗 120190.doc 200841978 8. 如請求項7之多層塗覆材料，其中該第一硬質材料係選 自由TiC、TiCN及TiN組成之群。 9. 如請求項8之多層塗覆材料，其中該底塗層具有介於2 μιη至1 5 μπι之範圍内之厚度。 10. 如請求項7之多層塗覆材料，其進一步包含一在該底塗 層與該陶瓷塗覆材料之間的黏結層。 11 ·如請求項10之多層塗覆材料，其中該黏結層包含以下中 # 之一者： ⑷TiOCN層； (b) TiAlOCN層； (c) TiOCN層接著 TiAlOCN層；及 (d) 夾層構造，其包含第一 TiOCN層接著TiAlOCN層接著 第二 TiOCN層。 12. 如請求項8之多層塗覆材料，其中該第一硬質材料包含 沈積於一鎢燒結碳化物基板上之TiCN，且一基底層在該 • 底塗層沈積之前沈積於該基板之表面。 13. 如請求項12之多層塗覆材料，其中該基底層包含TiN。 14. 如請求項12之多層塗覆材料，其中該基底層具有0.1 μπι 與1 · 5 μπι之間的厚度。 1 5.如請求項1之陶瓷塗覆材料，其係沈積於選自由硬質金 屬、陶金、高速鋼及陶瓷所組成之群的基板上。 1 6.如請求項1之陶瓷塗覆材料，其包含TiN外部層。 17.如請求項1之陶瓷塗覆材料，其中該TiN外部層自前刀面 選擇性移除。 120190.doc 200841978 18. —種包含基板及多層塗覆材料之刀片，其包含： (a) TiN基底層； (b) TiCN底塗層； (c) 黏結層，其包含TiOCN、TiAlOCN及TiOCN之夾層結 _ 構；及 (d) 具有層化結構之陶瓷塗覆材料，該層化結構包含與 TiAlOCN界面層交替之α-Α1203子層。 φ 19.如請求項18之刀片，其進一步包含可選TiN外部層。 20. —種用於輔助α-Α1203之CVD層黏結於第一硬質材料之底 塗層上之黏結層，該第一硬質材料係選自由TiN、TiC及 TiCN組成之群，其中該黏結層包含以下中之一者： (a) TiOCN ； (b) TiAlOCN ； (c) 包含TiOCN接著TiAlOCN之雙層 (d) TiOCN、TiAlOCN及TiOCN之夾層結構。 120190.doc
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4427271B2 (ja) * 2003-04-30 2010-03-03 株式会社神戸製鋼所 アルミナ保護膜およびその製造方法
SE528109C2 (sv) * 2004-07-12 2006-09-05 Sandvik Intellectual Property Fasningsskär, speciellt för fasfräsning av stålplåt för oljerör, samt sätt att tillverka detsamma
KR101386384B1 (ko) * 2006-08-31 2014-04-16 스미또모 덴꼬오 하드메탈 가부시끼가이샤 표면피복 절삭공구
US20110016946A1 (en) * 2009-07-21 2011-01-27 Sudhir Brahmandam Coated Tooling
US8323783B2 (en) * 2009-11-10 2012-12-04 Kennametal Inc. Coated cutting insert and method for making the same
US8668982B2 (en) 2009-11-10 2014-03-11 Kennametal Inc. Coated cutting insert and method for making the same
CN102373412A (zh) * 2010-08-20 2012-03-14 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 真空镀膜件及其制造方法
KR101179255B1 (ko) * 2010-11-17 2012-09-03 한국야금 주식회사 절삭공구 공구용 피막
JP5153969B2 (ja) * 2011-04-22 2013-02-27 京セラ株式会社 切削工具
DE202011050704U1 (de) * 2011-07-12 2012-10-23 Jongen Werkzeugtechnik Gmbh & Co. Kg Schneidplatte zur Montage in den Sitz eines Fräswerkzeuges mit einer mehreckigen oberen Fläche
KR101471257B1 (ko) * 2012-12-27 2014-12-09 한국야금 주식회사 절삭공구용 다층박막과 이를 포함하는 절삭공구
US8974896B2 (en) * 2013-03-08 2015-03-10 Vapor Technologies, Inc. Coated article with dark color
CN105142832A (zh) * 2013-03-28 2015-12-09 钴碳化钨硬质合金公司 用于切削工具的多层结构化涂层
BR102014015836B1 (pt) * 2013-06-27 2022-01-25 Sandvik Intellectual Property Ab Ferramenta de corte revestida
US9427808B2 (en) * 2013-08-30 2016-08-30 Kennametal Inc. Refractory coatings for cutting tools
CN103668105B (zh) * 2013-12-31 2016-03-09 厦门金鹭特种合金有限公司 一种在切削刀片上制备涂层的方法
KR20150083621A (ko) * 2014-01-10 2015-07-20 한국야금 주식회사 절삭공구용 경질 피막
JP6206686B2 (ja) * 2014-01-27 2017-10-04 株式会社タンガロイ 被覆切削工具
AU2015253670B2 (en) * 2014-04-30 2019-07-18 Oerlikon Metco (Us) Inc. Titanium carbide overlay and method of making
WO2016031741A1 (ja) * 2014-08-28 2016-03-03 京セラ株式会社 被覆工具
WO2016047685A1 (ja) * 2014-09-24 2016-03-31 京セラ株式会社 被覆工具
US9719175B2 (en) * 2014-09-30 2017-08-01 Kennametal Inc. Multilayer structured coatings for cutting tools
US9650712B2 (en) * 2014-12-08 2017-05-16 Kennametal Inc. Inter-anchored multilayer refractory coatings
US10100405B2 (en) * 2015-04-20 2018-10-16 Kennametal Inc. CVD coated cutting insert and method of making the same
CN104985207A (zh) * 2015-08-07 2015-10-21 江苏塞维斯数控科技有限公司 用于便携式数控切割机的陶瓷刀具
US9890084B2 (en) 2015-10-01 2018-02-13 Kennametal Inc. Hybrid nanocomposite coatings and applications thereof
KR101737707B1 (ko) * 2015-12-17 2017-05-29 한국야금 주식회사 절삭공구용 경질피막
CN105463388B (zh) * 2016-02-11 2018-01-19 广东工业大学 氧化铝系复合涂层、具有该复合涂层的梯度超细硬质合金刀具及其制备方法
JP6905807B2 (ja) * 2016-08-29 2021-07-21 三菱マテリアル株式会社 硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性、耐剥離性を発揮する表面被覆切削工具
KR102205933B1 (ko) * 2017-01-16 2021-01-20 오에스지 가부시키가이샤 공구
KR102513063B1 (ko) * 2017-06-07 2023-03-22 산드빅 인터렉츄얼 프로퍼티 에이비 코팅된 절삭 공구
JP7087441B2 (ja) * 2018-02-27 2022-06-21 株式会社ジェイテクト 切削加工方法
JP6565092B1 (ja) 2018-03-22 2019-08-28 住友電工ハードメタル株式会社 表面被覆切削工具およびその製造方法
EP3769869A4 (en) 2018-03-22 2021-12-29 Sumitomo Electric Hardmetal Corp. Surface coated cutting tool and method for manufacturing same
JP6565093B1 (ja) 2018-03-22 2019-08-28 住友電工ハードメタル株式会社 表面被覆切削工具およびその製造方法
BR112020026642A2 (pt) 2018-06-28 2021-03-30 Ab Sandvik Coromant Ferramenta de corte revestida
EP3670699A1 (en) * 2018-12-20 2020-06-24 AB Sandvik Coromant Coated cutting tool
CN110670019B (zh) * 2019-10-14 2021-04-02 四川大学 一种抗月牙洼磨损的铝钛锆氮与氧化铝多层复合涂层及其制备方法
EP3828311A1 (en) * 2019-11-28 2021-06-02 BIC-Violex S.A. Razor blade coating
CN113584459B (zh) * 2021-08-03 2023-09-22 赣州澳克泰工具技术有限公司 织构强化的κ-Al2O3涂层工具及其制备方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60238481A (ja) * 1984-05-14 1985-11-27 Sumitomo Electric Ind Ltd 多重層被覆超硬合金
EP0408535B1 (en) † 1989-07-13 1994-04-06 Seco Tools Ab Multi-oxide coated carbide body and method of producing the same
US5576093A (en) * 1992-10-22 1996-11-19 Mitsubishi Materials Corporation Multilayer coated hard alloy cutting tool
US5372873A (en) 1992-10-22 1994-12-13 Mitsubishi Materials Corporation Multilayer coated hard alloy cutting tool
SE502174C2 (sv) * 1993-12-23 1995-09-04 Sandvik Ab Sätt och alster vid beläggning av ett skärande verktyg med ett aluminiumoxidskikt
SE502223C2 (sv) * 1994-01-14 1995-09-18 Sandvik Ab Sätt och alster vid beläggning av ett skärande verktyg med ett aluminiumoxidskikt
DE69617767T2 (de) † 1995-02-17 2002-08-08 Seco Tools Ab Fagersta Sinterkarbidsubstrat mit Mehrschichten aus Aluminien
JP3367311B2 (ja) * 1995-12-26 2003-01-14 三菱マテリアル株式会社 硬質被覆層がすぐれた耐欠損性を有する表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具
JP3266047B2 (ja) 1997-05-12 2002-03-18 三菱マテリアル株式会社 硬質被覆層がすぐれた層間密着性を有する表面被覆超硬合金製切削工具
EP0878563B1 (en) * 1997-05-12 2001-10-17 Mitsubishi Materials Corporation Coated cutting tool member
SE518134C2 (sv) * 1997-12-10 2002-09-03 Sandvik Ab Multiskiktbelagt skärverktyg
DE69901985T2 (de) * 1998-07-29 2002-12-05 Toshiba Tungaloy Co Ltd Aluminiumoxid-beschichteter Werkzeugteil
DE19962056A1 (de) * 1999-12-22 2001-07-12 Walter Ag Schneidwerkzeug mit mehrlagiger, verschleissfester Beschichtung
US6689450B2 (en) 2001-03-27 2004-02-10 Seco Tools Ab Enhanced Al2O3-Ti(C,N) multi-coating deposited at low temperature
US6733874B2 (en) * 2001-08-31 2004-05-11 Mitsubishi Materials Corporation Surface-coated carbide alloy cutting tool
JP2004188575A (ja) 2002-06-28 2004-07-08 Mitsubishi Materials Corp 硬質被覆層がすぐれた耐熱衝撃性を有する表面被覆サーメット製切削工具
SE526603C3 (sv) * 2003-01-24 2005-11-16 Sandvik Intellectual Property Belagt hårdmetallskär
DE102004063816B3 (de) 2004-12-30 2006-05-18 Walter Ag Al2O3-Multilagenplatte
JP2006334757A (ja) * 2005-06-06 2006-12-14 Mitsubishi Materials Corp 硬質被覆層が高速切削ですぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆サーメット製切削工具
US8080312B2 (en) † 2006-06-22 2011-12-20 Kennametal Inc. CVD coating scheme including alumina and/or titanium-containing materials and method of making the same

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Publication number Publication date
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