涂覆的切削工具的制作方法

技术特征：
1.一种制造涂覆的切削工具的方法，所述方法包括在基材上化学气相沉积涂层，其中所述涂层包含tin内层、后续的ticn层和位于所述ticn层和所述涂覆的切削工具的最外表面之间的al2o3层，其中所述基材由硬质合金制成，所述硬质合金由金属粘结剂中的硬质成分构成，并且其中所述金属粘结剂包含60至90重量％ni，其特征在于，所述tin层在约850
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900℃的温度和约300
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600毫巴、优选300
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500毫巴的压力下在两个紧接的步骤中沉积在所述硬质合金基材上：第一tin沉积tin
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1，随后是第二tin沉积tin
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2，所述tin
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1沉积在包含1
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1.5体积％ticl4以及h2和n2的气体中进行，其中h2/n2体积比为0.05
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0.18，优选为0.09
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0.14，并且其中所述气体优选包含0.5
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1.5体积％hcl，更优选0.8
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1.0体积％hcl，并且所述tin
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2沉积在包含2
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3体积％ticl4以及h2和n2的气体中进行，其中h2/n2体积比为0.8
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2.5，优选为0.9
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1.7，更优选为0.9
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1.2。2.根据权利要求1所述的方法，其中在约875
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895℃的温度和约50
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70毫巴的压力下在两个紧接的步骤中沉积所述ticn层：第一ticn沉积，随后是第二ticn沉积，所述第一ticn沉积在包含55
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65体积％h2、35
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40体积％n2、2.8
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3.1体积％ticl4和0.4
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0.5体积％ch3cn的气体中进行，以及所述第二ticn沉积在包含75
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85体积％h2、6
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9体积％n2、2.3
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2.5体积％ticl4、0.6
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0.7体积％ch3cn和7
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9体积％hcl的气体中进行。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法还包括在所述ticn层和所述涂覆的切削工具的最外表面之间沉积al2o3层，所述al2o3沉积在至少两个步骤中进行，所述两个步骤都在980
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1020℃的温度和50
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60毫巴的压力下进行，其中第一步骤在1.1
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1.3体积％alcl3、4.5
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5体积％co2、1.6
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2.0体积％hcl和余量h2的气体组成中进行，并且其中后续的第二步骤在1.1
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1.3体积％alcl3、4.5
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5体积％co2、2.8
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3.0体积％hcl、0.55
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0.6体积％h2s和余量h2的气体组成中进行。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述金属粘结剂包含10
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20重量％fe，优选10
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15重量％fe；和/或65
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88重量％ni，优选70
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87重量％ni，甚至更优选75
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85重量％ni；和/或3
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8重量％co，优选5
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6重量％co。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述硬质合金中的金属粘结剂含量为3
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20重量％，优选为5
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15重量％，最优选为5
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10重量％。6.一种涂覆的切削工具，包含基材和涂层，其中所述基材由硬质合金制成，所述硬质合金由金属粘结剂中的硬质成分构成，并且其中所述金属粘结剂包含60
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90重量％ni，并且其中所述涂层包含tin内层、ticn层和位于所述ticn层和所述涂覆的切削工具的最外表面之间的al2o3层，其中所述ticn由晶粒构成，并且其中在距离所述tin层1μm的位置处沿平行于所述基材表面的方向上的线所测量的所述ticn层的晶粒尺寸为约0.10
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0.30μm，优选为0.15
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0.27μm。7.根据权利要求6所述的涂覆的切削工具，其中所述金属粘结剂包含10
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20重量％fe，优选10
‑
15重量％fe；和/或65
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88重量％ni，优选70
‑
87重量％ni，更优选75
‑
85重量％ni；和/或3
‑
8重量％co，优选5
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6重量％co。8.根据权利要求6
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7中任一项所述的涂覆的切削工具，其中所述硬质合金中的金属粘结剂含量为3
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20重量％，优选为5
‑
15重量％，最优选为5
‑
10重量％。
9.根据权利要求6
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8中任一项所述的涂覆的切削工具，其中所述tin层的厚度为0.3
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1μm，所述tin层优选地直接沉积在所述硬质合金基材上。10.根据权利要求6
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9中任一项所述的涂覆的切削工具，其中所述ticn层表现出通过使用cukα辐射和θ
‑
2θ扫描的x射线衍射所测量的、根据哈里斯公式所定义的织构系数tc(hkl)其中i(hkl)是(hkl)反射的测量强度(积分面积)，i0(hkl)是根据icdd的pdf卡号42
‑
1489的标准强度，n是反射次数，计算中使用的反射为(1 1 1)、(2 0 0)、(2 2 0)、(3 1 1)、(3 3 1)、(4 2 0)、(4 2 2)和(5 1 1)，其中tc(4 2 2)≥3.5。11.根据权利要求6
‑
10中任一项所述的涂覆的切削工具，其中所述ticn层的厚度为6
‑
12μm。12.根据权利要求6
‑
11中任一项所述的涂覆的切削工具，其中所述cvd涂层还包含选自如下的一个或多个层：tin、ticn、altin、zrcn、tib2、al2o3或者包含α
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al2o3和/或κ
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al2o3的多层。13.根据权利要求6
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12中任一项所述的涂覆的切削工具，其中所述cvd涂层的总厚度为2
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20μm。14.根据权利要求6
‑
13中任一项所述的涂覆的切削工具，其中所述ticn层和所述涂覆的切削工具的最外表面之间的所述al2o3层是α
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al2o3层。15.根据权利要求14所述的涂覆的切削工具，其中所述α
‑
al2o3层表现出通过使用cukα辐射和θ
‑
2θ扫描的x射线衍射所测量的、根据哈里斯公式所定义的织构系数tc(hkl)，其中i(hkl)是(hkl)反射的测量强度(积分面积)，i0(hkl)是根据icdd的pdf卡号00
‑
010
‑
0173的标准强度，n是计算中使用的反射次数，其中使用的(hkl)反射为(1 0 4)、(1 1 0)、(1 1 3)、(024)、(1 1 6)、(2 1 4)、(3 0 0)和(0 0 12)，其特征在于，tc(0 0 12)≥6，优选≥7。16.根据权利要求14
‑
15中任一项所述的涂覆的切削工具，其中所述α
‑
al2o3层表现出≥0.8、优选≥1的强度比i(0 0 12)/i(0 1 14)。17.根据权利要求6
‑
16中任一项所述的涂覆的切削工具，其中位于所述ticn层与所述涂覆的切削工具的最外表面之间的所述al2o3层的厚度为4
‑
8μm。

技术总结
本发明涉及一种涂覆的切削工具。该切削工具是CVD涂覆的并且基材是硬质合金，其中硬质合金中的金属粘结剂包含Ni。CVD涂层包含TiN内层和后续的TiCN层和Al2O3层。层。层。


技术研发人员：里纳斯
受保护的技术使用者：山特维克科洛曼特公司
技术研发日：2020.05.26
技术公布日：2022/1/3