20 2涂層的工藝參數(shù)
[0062]
[0063] 表3列出溫度（°C)、壓力（托），以及涂層沉積的持續(xù)時間（分鐘）的范圍。下表 3A列出特定溫度（°C)、壓力（托），以及涂層沉積的持續(xù)時間（分鐘）。
[0064]表3A:用于不伸用H2S的A1202涂層的工藝參數(shù)
[0065]
[0066] 下一個涂層為不使用H2S沉積在A1203涂層表面上的TiAl203涂層。用以沉積 TiAl203涂層的工藝參數(shù)在表4和表4A中列出。
[0067] 下一個涂層為根據(jù)表3中的工藝參數(shù)不使用H2S沉積在TiAl203涂層表面上的 A1203涂層。使用H2S的A1203涂層使用表2中的工藝參數(shù)沉積在不使用H2S的A1203涂層 上。
[0068] 頂部兩個涂層為使用H2S沉積在A1203涂層表面上的TiCN涂層，以及沉積在TiCN 涂層表面上的TiN涂層。用于TiCN層的工藝參數(shù)類似于表1(和表1A)中的用于HT-TiCN 涂層的那些工藝參數(shù)，并且用于TiN的工藝參數(shù)類似于表1(和表1A)中的用于TiN涂層的 那些工藝參數(shù)。薄的TiN頂層被沉積以用于磨損指示和光學外觀。另外，TiN頂層還可用 作犧牲層以用于后涂布濕噴射來修改涂層中的應力情況。
[0069] 參見示于圖4中的涂層方案，該涂層方案為對于用于切削測試中的特定實例R3切 削刀片的涂層方案，其結果在表5-實例R1至R4的測試結果中列出。示出作為以下組成的 燒結（鈷）碳化鎢的基底：約93重量％碳化鎢以及約7重量％鈷。用于實例R3的涂層方 案類似于用于實例R2的涂層方案，不同的是在TiAl203涂層沉積期間引入TiC14。參見表 1。
[0070] 參見示于圖5中的涂層方案，該涂層方案為對于用于切削測試中的特定實例R4切 削刀片的涂層方案，其結果在表5-實例R1至R4的測試結果中列出。示出作為以下組成的 燒結（鈷）碳化鎢的基底：約93重量％碳化鎢以及約7重量％鈷。用于實例R4的涂層方 案類似于用于實例R2的涂層方案，不同的是在TiAl203涂層沉積期間引入TiC14。參見表 7。圖14是切削刀片實例R4的拐角的橫截面的顯微照片（具有50微米的標度）。
[0071] 表5列出實例R1的金屬切削測試的測試結果。
[0072] 表5 :實例R1至R4的金屬切削測試結果
[0073] 測試條件：
[0074] 1000sfm/0. 012ipr/0. 08doc
[0075] 304. 8m/min/0. 3048mm/0. 08mmdoc
[0076] 連續(xù)車削測試/導程角：約5
[0077] 工件材料：1045 鋼（C45DIN)
[0078]
[0079] 通過R4與KCP25切削刀片相比。圖15描述了用于測試中的KCP25切削刀片的涂 層方案。標記"沒有后涂布"意指帶涂層的切削刀片并未經(jīng)受后涂布處理。標記"后涂布處 理"意指帶涂層的切削刀片在涂層方案沉積之后經(jīng)受利用氧化鋁磨粒的濕噴射。
[0080] 從測試結果明顯看出，實例R2至R4表現(xiàn)出超過KCP25切削刀片的增加的工具壽 命，所述KCP25切削刀片使用如圖15所列出的涂層方案。
[0081] 實例R1至R4的厚度（以微米計）
[0082] 表6 :實例R1至R4的涂層的厚度（微米）
[0083]
[0084] 在上表6中列出。關于厚度，標記為Al203/TiAl203/Al203的列表示A1 203涂層和Ti A1203涂層的總厚度（厚度的總和）。
[0085] 因此，應當理解，涂層方案可具有以下厚度參數(shù)?；A氮化鈦涂層的厚度等于約 0? 5ym至約0? 7ym之間。MT-碳氮化鈦涂層的厚度等于約9. 2ym至約10ym之間。HT-碳 氮化鈦涂層的厚度等于約0. 8iim至約1. 3iim之間。通過化學氣相沉積使用硫化氫沉積的 內部氧化鋁涂層和通過化學氣相沉積使用硫化氫沉積的外部鋁涂層以及TiAl203涂層的厚 度加在一起介于約7. 3ym至約11. 2ym之間。外部含鈦涂層方案的厚度介于約2ym至約 2. 6ym之間。
[0086] 應當進一步理解，涂層方案可具有以下厚度參數(shù)?；A氮化鈦涂層的厚度等于約 0. 05ym至約2. 0ym之間。MT-碳氮化鈦涂層的厚度等于約1. 0ym至約25. 0ym之間。 HT-碳氮化鈦涂層的厚度等于約0. 05ym至約5. 0ym之間。通過化學氣相沉積使用硫化氫 沉積的內部氧化錯涂層以及TiAl203涂層的厚度加在一起介于約0. 5ym至約25. 0ym。外 部碳氮化鈦涂層和外部氮化鈦層的厚度加在一起介于約〇. 5ym至約5. 0ym之間。
[0087] 參見圖6至圖9列出的涂層方案，涂層是不需加以說明的。對于圖6-圖9的涂 層方案中的每一個，背襯涂層方案沉積在基底的表面上。背襯涂層方案包括施加到基底 表面的氮化鈦的基礎涂層。在氮化鈦的基礎涂層的表面上，通過CVD技術沉積中等溫度 CVD (MT-CVD)碳氮化鈦涂層。在MT-CVD碳氮化鈦涂層的表面上，通過CVD技術沉積碳氮化 鈦涂層（在較高溫度下沉積，例如950-1000°C )，并且該涂層可表征為HT-TiCN涂層。在 HT-碳氮化鈦涂層的表面上，通過CVD技術沉積氧碳氮化鈦涂層（或TiCNO涂層）。用于沉 積背襯涂層方案的這些涂層的工藝參數(shù)在表1-背襯涂層方案的工藝參數(shù)中列出。
[0088] 對于圖6的涂層方案，TiAl203涂層沉積在TiCNO涂層的表面上。TiAl 203涂層通常 根據(jù)表4的工藝參數(shù)來沉積。頂部兩個涂層為沉積在TiAl203涂層的表面上的TiCN涂層， 以及沉積在TiCN涂層的表面上的TiN涂層。用于TiCN層的工藝參數(shù)類似于表1中的用于 HT-TiCN涂層的那些工藝參數(shù)，并且用于TiN的工藝參數(shù)類似于表1中的用于TiN涂層的那 些工藝參數(shù)。
[0089] 對于圖7的涂層方案，TiAl203涂層沉積在TiCNO涂層的表面上。TiAl203涂層通 常根據(jù)表4的工藝參數(shù)來沉積。A1203涂層沉積在TiAl203涂層的表面上。特定工藝參數(shù)選 自表3中的不使用H2S沉積A1203涂層的那些工藝參數(shù)以及表2中的使用H2S沉積A1203涂 層的那些工藝參數(shù)。TiAl203涂層沉積在A1 203涂層的表面上。TiAl203涂層通常根據(jù)表4的 工藝參數(shù)來沉積。頂部兩個涂層為沉積在TiAl203涂層的表面上的TiCN涂層，以及沉積在 TiCN涂層的表面上的TiN涂層。用于TiCN層的工藝參數(shù)類似于表1中的用于HT-TiCN涂 層的那些工藝參數(shù)，并且用于TiN的工藝參數(shù)類似于表1中的用于TiN涂層的那些工藝參 數(shù)。
[0090] 期望的是，與多個薄的A1203涂層相比，使用A1203涂層和TiAl203涂層的交替涂層 可影響晶粒生長動力學，從而導致晶界、化學和界面結構差異。
[0091] 另外，期望的是，晶?？删哂胁煌木葏^(qū)域，例如TiAl203晶內區(qū)域和A1 203晶內 區(qū)域。在晶粒中可存在從具有零鈦的晶內區(qū)域到具有最大鈦含量的另一個晶內區(qū)域的鈦濃 度梯度。還期望的是，在晶粒中可存在從具有零鈦的晶內區(qū)域到具有最大鈦含量的另一個 晶內區(qū)域以及然后具有零鈦的又一個晶內區(qū)域的鈦濃度梯度。建議晶粒（例如，TiA1203) 可從早期晶核生長，并保持生長直到A1203區(qū)域。
[0092] 對于圖8的涂層方案，A1203涂層沉積在TiCNO涂層的表面上。特定工藝參數(shù)選自 表3中的不使用H2S沉積A1203涂層的那些工藝參數(shù)以及表2中的使用H2S沉積A1203涂層 的那些工藝參數(shù)。TiAl203涂層沉積在A1 203涂層的表面上。TiAl203涂層通常根據(jù)表4的工 藝參數(shù)來沉積。A1203涂層沉積在TiAl 203涂層的表面上，并且TiAl 203涂層沉積在A1 203涂 層的表面上，并且另一個A1203涂層沉積在TiAl 203涂層的表面上。頂部兩個涂層為沉積在 A1203涂層的表面上的TiCN涂層，以及沉積在TiCN涂層的表面上的TiN涂層。用于TiCN層 的工藝參數(shù)類似于表1中的用于HT-TiCN涂層的那些工藝參數(shù)，并且用于TiN的工藝參數(shù) 類似于表1中的用于TiN涂層的那些工藝參數(shù)。
[0093] 對于圖9的涂層方案，TiAl203涂層沉積在TiCNO涂層的表面上。TiAl 203涂層通 常根據(jù)表4的工藝參數(shù)來沉積。A1203涂層沉積在TiAl 203涂層的表面上。特定工藝參數(shù)選 自表3中的不使用H2S沉積A1203涂層的那些工藝參數(shù)以及表2中的使用H 2S沉積A1203涂 層的那些工藝參數(shù)。TiAl203涂層沉積在A1 203涂層的表面上。TiAl 203涂層通常根據(jù)表4的 工藝參數(shù)來沉積。A1203涂層沉積在TiAl 203涂層的表面上。頂部兩個涂層為沉積在TiAl 203 涂層的表面上的TiCN涂層，以及沉積在TiCN涂層的表面上的TiN涂層。用于TiCN層的工 藝參數(shù)類似于表1中的用于HT-TiCN涂層的那些工藝參數(shù)，并且用于TiN的工藝參數(shù)類似 于表1中的用于TiN涂層的那些工藝參數(shù)。
[0094] 應當理解，上述例子不包括所有可能的涂層方案，其包括TiAl203涂層。涂層序 列可改變以使得TiAl203涂層被夾在A1 203涂層之間，其中另外的變型形式包括使用H2S的 A1203涂層和不使用H2S的A1203涂層。
[0095] 圖10和圖11分別比較A1203涂層和TiAl203涂層的表面形態(tài)。TiAl203涂層的晶 粒形態(tài)表現(xiàn)出較小的晶粒，而較大的晶粒由聚集的較小、較細的晶粒形成。A1203涂層具有 更銳利的小