具有优异耐磨性的切削工具用硬涂层的制作方法

专利2025-06-10  6


本发明涉及在切削工具中使用的硬基材(例如硬质合金、金属陶瓷、陶瓷和立方氮化硼)上形成的硬涂层,更具体地,涉及在硬基材上形成的立方结构的almnn基硬涂层。


背景技术:

1、在切削工具中,由于在切削过程中产生的热,在切削刀片(cutting blade)上不断发生氧化和劣化。结果,切削刀片的硬度降低并且变脆,导致工具容易损坏。

2、为了解决该限制,使用了在硬基材(例如硬质合金、金属陶瓷、陶瓷或立方氮化硼)上沉积作为硬涂层的tin、tialn、aln或al2o3薄膜的方法。人们不断需要通过这种硬涂层提高抗氧化性和机械强度,从而延长工具的寿命。

3、在硬涂层中,alxn(其中x是过渡金属)基薄膜具有优异的耐磨性和抗氧化性,因此最广泛地用作切削工具用涂层。在这种硬涂层中,al含量越大,抗氧化性和耐磨性越优异。然而,虽然根据x元素而存在差异,但当al元素的含量为约50%至70%以上时,存在由于硬涂层具有b4六方晶体结构的晶体结构而使硬度急剧降低的问题。


技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种切削工具用硬涂层,其中该硬涂层具有优异的耐磨性和抗氧化性以及硬度特性。

2、根据本发明的一个方面,提供了一种切削工具,其包括硬基材和形成在所述硬基材上的硬涂层,其中所述硬涂层具有下述结构,其中具有由以下[式1]表示的组成范围并且具有立方结构的第一子涂层(sub-coating)和具有由以下[式2]表示的组成并且具有立方结构的第二子涂层交替堆叠。

3、[式1]al1-xmnxn(0.005≤x≤0.1)

4、[式2]men(其中,me包括选自ti、cr、zr、hf、v、nb、ta、mo和al中的一种或多种)

5、另外,在本发明的实施方式的切削工具中,上述[式1]中的x可以在0.005≤x≤0.05的范围内。

6、另外,在本发明的实施方式的切削工具中,作为连续涂层的一个第一子涂层的厚度和一个第二子涂层的厚度之和可以在1nm至40nm的范围内。

7、另外,在本发明的实施方式的切削工具中,硬涂层的厚度可以在0.5μm至20μm的范围内。

8、另外,在本发明的实施方式的切削工具中,硬涂层在通过xrd的分析中可能不显示b4六方结构。

9、另外,在本发明的实施方式的切削工具中,基于第一子涂层的晶格常数,第一子涂层的晶格常数与第二子涂层的晶格常数之差可以为10%以下。

10、有益效果

11、根据本发明,可以获得具有硬涂层的切削工具,其中该硬涂层具有高耐磨性和抗氧化性,同时保持高硬度。



技术特征:

1.一种切削工具,其包括硬基材和形成在所述硬基材上的硬涂层,

2.根据权利要求1所述的切削工具,

3.根据权利要求1所述的切削工具,

4.根据权利要求1所述的切削工具,

5.根据权利要求1所述的切削工具,

6.根据权利要求1所述的切削工具,


技术总结
本发明涉及具有优异耐磨性的切削工具用硬涂层。本发明的目的是提供一种切削工具用硬涂层,其中所述硬涂层具有优异的耐磨性和抗氧化性以及硬度特性。为了实现该目的,本发明可以提供一种切削工具,其包括硬基材和形成在所述硬基材上的硬涂层,其中所述硬涂层具有下述结构,其中具有由以下[式1]表示的组成范围并且具有立方结构的第一子涂层和具有由以下[式2]表示的组成范围并且具有立方结构的第二子涂层交替堆叠。[式1]Al<subgt;1‑x</subgt;Mn<subgt;x</subgt;N(0.005≤x≤0.1)[式2]MeN(其中,Me包括选自Ti、Cr、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Mo和Al中的一种或多种)。

技术研发人员:安承洙,朴帝勋,曺永朱,金智雄,金明载,金孝京
受保护的技术使用者:韩国冶金株式会社
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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