自硬化TiAlN／CrAlN多层涂层刀具及其制备方法

　　自硬化TiAlN/CrAlN多层涂层刀具及其制备方法

　　【**摘要】本发明公开了一种自硬化TiAlN/CrAlN多层涂层刀具及其制备方法。该多层涂层刀具包括刀具基体和沉积于刀具基体上的多层涂层，多层涂层中包含有一交替沉积Ti1-xAlxN层和Cr1-yAlyN层的多周期涂层，其中，0.35≤x≤0.67，0.50≤y≤0.70，Ti1-xAlxN层与Cr1-yAlyN层的厚度之比≥1.5。制备方法包括将刀具基体进行预处理，然后选择性沉积过渡层，再交替沉积Ti1-xAlxN层和Cr1-yAlyN层的多周期涂层，得到多层涂层刀具。本发明的多层涂层刀具具有优异的热稳定性和高温抗氧化性，并且能够时效硬化，制备方法工艺简单、设备常规、生产成本低。

　　【**说明】自硬化TiAlN/CrAIN多层涂层刀具及其制备方法

　　【技术领域】

　　[0001]本发明涉及一种切削刀具及其制备，尤其涉及一种带有复合涂层的切削刀具及其制备方法。

　　【背景技术】

　　[0002]由Al替代立方结构(C)过渡族金属氮化物MeN(Me = T1、Zr、Cr等)中部分Me形成的亚稳相MeAlN涂层，因具有高硬度、高熔点和抗氧化性好等优良性能成为刀具涂层的研究热点。MeAlN涂层的晶体结构和力学性能在很大程度上取决于涂层中的Al含量，当Al含量超过MeN的固溶度时，立方结构的MeAlN向六方相(w) AlN转化而使其力学和热性能显著下降。另外，在保持涂层为立方结构时，涂层的力学性能和高温抗氧化性能随涂层中的Al含量增加而上升，因此，Me-Al-N涂层中的Al含量控制显得尤为重要。其中，固溶度较高的TiAlN和CrAlN涂层相对其他涂层具有更高的高温抗氧化性能，在切削刀具上应用更为广泛。

　　[0003]亚稳相的C-TiAlN在高温时(约900°C )发生调幅分解生成亚稳相的富Al立方相和贫Al立方相，亚稳相的析出引起的共格应变导致了时效硬化的发生。T1-Al-N涂层的时效硬化特性使得涂层刀具在切削过程中产生“自硬化效应”是T1-Al-N涂层在工业应用领域取得成功的关键因素之一。然而，继续升高温度至约1000°C时，生成的亚稳相会向其稳定相C-TiN和w-ΑΙΝ转化而导致力学性能急剧下降。另外，T1-Al-N涂层抗氧化温度较低约850°C，限制了其高温应用。

　　[0004]亚稳相的CrAlN涂层更典型的优势是优异的抗氧化性，抗氧化温度高于1000°C。CrAlN在高温时(约900°C)也会向其稳定相单质Cr和w-ΑΙΝ转化而引起力学性能的下降，其中Cr的生成需要经过Cr2N过渡完成。但是，CrAlN的热分解过程并没有伴随着时效硬化的发生。相比于其高的抗氧化温度，Cr-Al-N涂层低的热稳定温度同样限制了其高温应用。

　　[0005]综上所述，TiAlN和CrAlN的热服役温度均低于900°C。然而，随着高速切削技术的发展，一些加工场合的温度达到1000°c以上。因此，开发新的具有高的热性能涂层材料进一步改善涂层刀具的切削性能成为推动高速切削技术发展的关键技术之一。

　　[0006]目前，已有一些**和文章报道了关于CrAlN/TiAIN多层涂层的研究，但大多关注于涂层的力学性能和高温抗氧化性能，对于涂层的热稳定性基本没有涉及，特别是关于如何控制CrAlN/TiAIN多层涂层结构以达到涂层在高温时产生时效硬化效应未见报道。

　　【发明内容】

　　[0007]本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能表现出高硬度、高热性能的自硬化TiAlN/CrAIN多层涂层刀具，还相应提供一种工艺简单、设备常规、生产成本低的自硬化TiAlN/CrAIN多层涂层刀具的制备方法。

　　[0008]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为一种自硬化TiAlN/CrAIN多层涂层刀具，包括刀具基体和沉积于刀具基体上的多层涂层，所述多层涂层中包含有一交替沉积TipxAlxN层和CivyAlyN层的多周期涂层，其中，0.35彡x彡0.67，0.50彡y彡0.70，所述TihAlxN层与CivyAlyN层的厚度之比彡1.5。

　　[0009]上述的自硬化TiAlN/CrAIN多层涂层刀具中，优选的，所述多周期涂层中，0.50 ^ X ^ 0.64，0.60 ^ y ^ 0.68，1.5 ^ Ti1^xAlxN 层与 CivyAlyN 层的厚度之比彡 15。

　　[0010]上述的自硬化TiAlN/CrAIN多层涂层刀具中，优选的，所述TihAlxN层的晶体结构为面心立方结构，所述(^_/1#层的晶体结构为面心立方结构，所述TihAlxN层和CivyAlyN层共格外延生长成超点阵结构。

　　[0011]上述的自硬化TiAlN/CrAIN多层涂层刀具中，优选的，所述多层涂层是以刀具基体表面为基面向外呈现出“TihAlJ层到CivyAlyN层”的周期性变化趋势。

　　[0012]上述的自硬化TiAlN/CrAIN多层涂层刀具中，优选的，所述多周期涂层中，所述TihAlxN层的单层厚度为3nm?30nm,所述CivyAlyN层的单层厚度为2nm?20nm。

　　[0013]上述的自硬化TiAlN/CrAIN多层涂层刀具中，优选的，所述多层涂层还包含有TihAlzN过渡层，其中，O彡z ( 0.67，所述TihAlzN过渡层沉积于所述刀具基体表面，所述多周期涂层沉积于所述TihAlzN过渡层上。

　　[0014]上述的自硬化TiAlN/CrAIN多层涂层刀具中，优选的，所述TihAlzN过渡层的晶体结构为面心立方结构，所述TihAlzNS渡层的厚度为10nm?500nm。

　　[0015]上述的自硬化TiAlN/CrAIN多层涂层刀具中，优选的，所述多层涂层的总厚度为2 μ m?12 μ m。更优选的,所述多层涂层的总厚度为2 μ m?6 μ m。

　　[0016]作为一个总的技术构思，本发明还提供一种上述的自硬化TiAlN/CrAIN多层涂层刀具的制备方法，包括以下步骤:

　　[0017]S1:将刀具基体进行预处理；

　　[0018]S2:在预处理后的刀具基体上交替沉积TihAlxN层和CivyAlyN层(优选采用物理气相沉积工艺的多靶交替沉积方式，以依次沉积TihAlxN层到CivyAlyN层为一个周期)，形成以“TihAlxN层/CivyAlyN层”为调制周期的多周期涂层，得到自硬化TiAlN/CrAIN多层涂层刀具。

　　[0019]作为一个总的技术构思，本发明还提供一种上述的自硬化TiAlN/CrAIN多层涂层刀具的制备方法，包括以下步骤:

　　[0020]S1:将刀具基体进行预处理；

　　[0021]S2:在预处理后的刀具基体上沉积TihAlzN过渡层(优选采用物理气相沉积工艺)；

　　[0022]S3:在TihAlzN过渡层上交替沉积TipxAlxN层和CivyAlyN层(优选采用物理气相沉积工艺的多靶交替沉积方式，以依次沉积TihAlxN层到CivyAlyN层为一个周期)，形成以IihAlxNMZCivyAlyNM”为调制周期的多周期涂层，得到自硬化TiAlN/CrAIN多层涂层刀具。

　　[0023]在本发明的技术方案中，组成多层涂层的单层厚度过厚或过薄，均有可能影响本发明多层涂层的界面强化作用。本领域技术人员可以根据已有的技术知识通过控制涂层炉中载物基座的旋转速率和各靶材的功率，使各涂层的单层厚度控制在上述各范围内。

　　[0024]在本发明的技术方案中，多层涂层优选的结构形式为:以刀具基体表面为基面向外呈现出“!VXA1XN层到CivyAlyN层”而不是“CivyAlyN层到IVxAlxN层”，是因为IVxAlxN层在CivyAlyN层上生长会表现出CivyAlyN涂层的结构，在高温时没有调幅分解发生，相应的就没有时效硬化效应。

　　[0025]在本发明的多周期涂层中，TihAlxN层中Al含量的原子百分数为35%?67%，优选为50%?64%，确保按TVxAlxN层成分制备的单一涂层结构应为面心立方结构并在高温时发生调幅分解而表现出时效硬化效应。根据发明人的试验表明，Al元素的含量过高会使涂层的晶体结构由面心立方向密排六方转化，而过低则会影响到涂层的性能(例如涂层硬度、热性能等)。另外，过高或过低均不能在高温时发生调幅分解而引起自硬化效应。

　　[0026]在本发明的多周期涂层中，CivyAlyN层中Al含量的原子百分数为50%?70%，优选为60 %?68 %，确保按CivyAlyN层成分制备的单一涂层结构应为面心立方结构。上述多周期涂层中，根据发明人的试验表明，Al元素的含量过高会使涂层的晶体结构由面心立方向密排六方转化而影响涂层的力学性能，而过低也会影响到涂层的性能(例如涂层硬度、热性能等)。

　　[0027]在本发明的多周期涂层中，TihAlxN层和CivyAlyN层共格外延生长成超点阵结构，这种共格结构的界面强化效应可提高涂层的力学及热性能。

　　[0028]在本发明的多周期涂层中，TihAlxN层的单层厚度为3nm?30nm，CivyAlyN层的单层厚度为2nm?20nm。过薄或过厚均会影响到涂层的性能(例如涂层硬度、热性能等)。特别是过厚时还会破坏TihAlxN和CivyAlyN层之间的共格外延生长关系。

　　[0029]在本发明的多周期涂层中，所述IVxAlxN层和CivyAlyN层的厚度比例> 1.5。发明人大量的试验表明，当TihAlxN层和CivyAlyN层的厚度比例< 1.5时，涂层的热分解过程主要由CivyAlyN层控制，没有调幅分解的发生，相应的也没有表现出时效硬化效应。

　　[0030]在本发明的多周期涂层中，多周期涂层还优选包括有一沉积于刀具基体表面的TihAlzN过渡层，多周期涂层沉积于TihAlzN过渡层上。TVzAlzN过渡层的厚度在本领域人员公知的范围内优选为10nm?500nm, Ti1=AlzN过渡层中的Al兀素原子百分含量小于或等于67%。

　　[0031]在本发明的多周期涂层中，多周期涂层的总厚度优选为2 μ m?12 μ m，更优选为

　　2μ m?6 μ m。因为经过发明人的反复实验和研究，多周期涂层如果过薄，会影响到涂层的保护性能和保护效果，但过厚的多周期涂层不仅会产生过高的应力，导致涂层易剥落，而且成本也随之增加。

　　[0032]上述的各技术方案中，刀具基体可以为本领域公知的各种切削刀具，特别适用于硬质合金刀具、金属陶瓷刀具、超硬刀具和高速钢刀具。

　　[0033]与现有技术相比，本发明的优点在于:

　　[0034]本发明的多自硬化TiAlN/CrAIN多层涂层刀具具有优异的热稳定性、高温抗氧化性并且能够时效硬化。本发明还通过层与层之间的共格界面来强化涂层，改善涂层的韧性，提高了涂层与刀具基体的结合强度。本发明针对该多层涂层刀具提供了一种工艺简单、设备要求低、生产成本低的制备方法。通过本发明方法制备的多层涂层刀具能够满足高速切削的需求，大大延长了切削刀具的使用寿命。

　　【**附图】

　　

　　【附图说明】

　　[0035]图1为本发明实施例1?2、实施例4?10中的自硬化TiAlN/CrAIN多层涂层刀具的结构示意图。

　　[0036]图2为本发明实施例3的自硬化TiAlN/CrAIN多层涂层刀具的结构示意图。

　　[0037]图例说明:

　　[0038]1、刀具基体 ATi1^AlzN 过渡层 ATi1^AlxN 层；4、CivyAlyN 层。

　　【具体实施方式】

　　[0039]以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。

　　[0040]实施例1:

　　[0041]一种本发明的自硬化TiAlN/CrAIN多层涂层刀具，如图1所示，包括刀具基体I和沉积于刀具基体I上的多层涂层，该多层涂层中包含有TLzAlzN过渡层2和多周期涂层。TihAlzN过渡层2沉积于刀具基体I表面，多周期涂层沉积于TihAlzN过渡层2上。该多周期涂层为一交替沉积TihAlxN层3和CivyAlyN层4的多层结构，呈现出以“TihAlxN层3到CivyAlyN层4”为一个周期的多周期性变化趋势。TihAlxN层3的晶体结构为面心立方结构，CivyAlyN层4的晶体结构为面心立方结构，TihAlxN层3和CivyAlyN层4共格外延生长成超点阵结构，TihAlzN过渡层的晶体结构为面心立方结构。

　　[0042]上述本发明的自硬化TiAlN/CrAIN多层涂层刀具的制备方法，包括以下步骤:

　　[0043]首先将刀具基体I (例如以硬质合金刀具基体为例)经过表面清洗、Ar浸蚀等预处理，然后在预处理后的刀具基体I上采用物理气相沉积法先沉积一层厚度为10nm?500nm的Ti1=AlzN过渡层2，接着采用多靶交替沉积方法在Ti1=AlzN过渡层2上交替沉积以“打卜/丨-层3到CivyAlyN层4”为调制周期的多周期涂层。其中，TihAlxN层3单层厚度控制在3nm?30nm, Cr1^AlyN层4单层厚度控制在2nm?20nm,且TihAlxN层与CivyAlyN层的厚度之比> 1.5(优选1.5彡IVxAlxN层与CivyAlyNM的厚度之比彡15)。通过控制和调节各靶材的成分，使TihAlxN层3中Al元素的原子百分数为35%?67% (优选50%?64% )、(^劝…层4中Al元素的原子百分数为50%?70% (优选60%?68%)以及TihAlzNS渡层中Al元素的原子百分数为0%?67%。重复多个周期直至多层涂层的总厚度达到2 μ m?12 μ m(优选2 μ m?6 μ m)，得到上述的自硬化TiAlN/CrAIN多层涂层刀具。在沉积TihAlzN过渡层2时，可选用较大的基体偏压(150V?200V)来增加沉积粒子的能量，使沉积粒子获得较高的表面扩散能力来改善涂层与基体的结合强度；而较高的基体偏压会导致涂层应力增加，因此在沉积周期性3到CivyAlyN层4”涂层时，降低基体偏压(O?120V)。

　　[0044]实施例2:

　　[0045]一种本发明的自硬化TiAlN/CrAIN多层涂层刀具，如图1所示，包括刀具基体I和沉积于刀具基体I上的多层涂层，该多层涂层中包含有TLzAlzN过渡层2和多周期涂层。TihAlzN过渡层2沉积于刀具基体I表面，多周期涂层沉积于TihAlzN过渡层2上。IVzAlzN过渡层2具体为Tia5tlAla5tlN过渡层，厚度为500nm。该多周期涂层是以“TihAlJ层3和CivyAlyN层4”为调制周期，具体为200个周期，其中TVxAlxN层3具体为Tia5tlAla5tlN层，厚度为10nm，CivyAlyN层4具体为Cra33Ala67N层，厚度为6nm。在该多层涂层刀具中，多层涂层的总厚度为3.7 μ m，多周期涂层的总厚度为3.2 μ m。

　　[0046]本实施例中，多层涂层是以刀具基体表面为基面向外呈现出3到CivyAlyNM 4”的周期性变化趋势，IVxAlxNM 3的晶体结构为面心立方结构，CivyAlyN层4的晶体结构为面心立方结构，TihAlxN层3和CivyAlyN层4共格外延生长成超点阵结构，TihAlzN过渡层2的晶体结构为面心立方结构。

　　[0047]本实施例中，刀具基体I采用型号为SEET120304的硬质合金刀片。

　　[0048]一种上述本实施例的自硬化TiAlN/CrAIN多层涂层刀具的制备方法，包括以下步骤:

　　[0049]首先，将型号为SEET120304的硬质合金刀片进行表面清洗、Ar浸蚀等预处理；然后在预处理的刀具基体I上采用物理气相多靶沉积方法沉积TihAleN过渡层2，在TihAlzN过渡层2表面交替沉积以3和CivyAlyN层4”为调制周期的多周期涂层，T1、Al、Cr元素的含量均通过调节各靶材的成分进行控制，经过200个周期后得到自硬化TiAlN/CrAIN多层涂层刀具，其中Ti1=AlzN过渡层2 Ji1JlxN层3及CivyAlyN层4的分别为 Ti0.50A10.50N 过渡层、Ti0.50A10.50N 层及 Cr0.33A10.67N 层。该自硬化 TiAlN/CrAIN 多层涂层刀具中，多层涂层的总厚度为3.7 μ m，多周期涂层的总厚度为3.2 μ m，其中Tia5tlAla5tlN过渡层厚度为500nm、Tia5tlAla5tlN层及Crci33Ala67N层的单层厚度分别为1nm和6nm。

　　[0050]对照品同样是以上述硬质合金刀片作为刀具基体，按普通的物理气相沉积方法沉积目前刀具常用的Tia5tlAla5tlN和Cra32Ala68N涂层(单一涂层结构，厚度均为3.5 μ m，下同)，然后用本实施例2制得的多层涂层刀具(SEET120304)和对照品(SEET120304)进行铣肖Ij钢材(NAK80)的对比实验，对比实验结果如下表I所示:

　　[0051]表1:实施例2的本发明产品与对照品的对比实验效果

　　[0052]

　　刀片型号使用寿命切削条件

　　对照品(Tk50Al0.5oN涂层)1min’’

　　切削线速度

　　SEET120304 对照品(Cra32Ala68N涂层)13min Vc=260m/min；

　　--进给量 i=0.2mm/r；

　　本发明(实施例2)20min1 ?

　　切削深度ap=1.0mm。

　　[0053]由上表I可见，在刀具基体相同、切削条件相同的情况下，本发明的多层涂层刀具在铣削NAK80时的使用寿命比现有技术下的Tia5tlAla5tlN涂层和Cra32Ala68N涂层刀具均有明显提高。可见，本发明产品及制备工艺的技术效果非常显著。

　　[0054]实施例3:

　　[0055]一种本发明的自硬化TiAlN/CrAIN多层涂层刀具，如图2所示，包括刀具基体I和沉积于刀具基体I上的多层涂层，该多层涂层中包含有多周期涂层。多周期涂层沉积于刀具基体I上，是以“111_!^1#层3和CivyAlyN层4”为调制周期，具体为200个周期，其中 IVxAlxN 层 3 具体为 Tia5tlAla5tlN 层，厚度为 10nm，CivyAlyN 层 4 具体为 Crtl33Ala67N 层，厚度为6nm。在该多层涂层刀具中，多层涂层的总厚度为3.2 μ m，多周期涂层的总厚度为

　　3.2 μ m0

　　[0056]本实施例中，多层涂层是以刀具基体表面为基面向外呈现出3到CivyAlyNM 4”的周期性变化趋势，IVxAlxNM 3的晶体结构为面心立方结构，CivyAlyN层4的晶体结构为面心立方结构，TihAlxN层3和CivyAlyN层4共格外延生长成超点阵结构。

　　[0057]本实施例中，刀具基体I采用型号为SEET120304的硬质合金刀片。

　　[0058]一种上述本实施例的自硬化TiAlN/CrAIN多层涂层刀具的制备方法，包括以下步骤:

　　[0059]首先，将型号为SEET120304的硬质合金刀片进行表面清洗、Ar浸蚀等预处理；然后在预处理的刀具基体I上采用物理气相多靶沉积方法交替沉积以“TihAlxN层和CivyAlyN层”为调制周期的多周期涂层，经过200个周期后得到自硬化TiAlN/CrAIN多层涂层刀具，其中TihAlxN层3及CivyAlyN层4的分别为Tia5tlAla5tlN层及Cra33Ala67N层。该自硬化TiAlN/CrAIN多层涂层刀具中，多层涂层的总厚度为3.2 μ m，多周期涂层的总厚度为3.2 μ m，其中Tia50Ala50N层及Cra33Ala67N层的单层厚度分别为1nm和6nm。

　　[0060]对照品同样是以上述硬质合金刀片作为刀具基体，按普通的物理气相沉积方法沉积目前刀具常用的Tiu/込^和 Cra32Ala68N涂层(单一涂层结构)，然后用本实施例3制得的多层涂层刀具(SEET120304)和对照品(SEET120304)进行铣削钢材(NAK80)的对比实验，对比实验结果如下表2所示:

　　[0061]表2:实施例3的本发明产品与对照品的对比实验效果

　　[0062]

　　刀片型号使用寿命切削条件

　　,.~~ TTT铣削；干式切削;^

　　对照 Fm (Tiq.5qA10.5oN标层) 1min

　　切削线速度

　　SEET120304 对照品(Cra32Ala68N涂层)13min Vc=260m/min；

　　--进给量 i=0.2mm/r；

　　本发明(实施例3)25min1Λ

　　切削诛度ap=1.0mm。

　　[0063]由上表2可见，在刀具基体相同、切削条件相同的情况下，本发明的多层涂层刀具在铣削NAK80时的使用寿命比现有技术下的Tia5tlAla5tlN涂层和Cra32Ala68N涂层刀具有所提高。但较实施例2，去除了 TihAlzN过渡层2，降低了涂层与基体之间的结合强度，涂层刀具的切削性能明显下降。

　　[0064]实施例4:

　　[0065]一种本发明的自硬化TiAlN/CrAIN多层涂层刀具，如图1所示，包括刀具基体I和沉积于刀具基体I上的多层涂层，该多层涂层中包含有TLzAlzN过渡层2和多周期涂层。TihAlzN过渡层2沉积于刀具基体I表面，多周期涂层沉积于TihAlzN过渡层2上。IVzAlzN过渡层2具体为Tia5tlAla5tlN过渡层，厚度为500nm。该多周期涂层是以“TihAlJ层3和CivyAlyN层4”为调制周期，具体为500个周期，其中TLxAlxN层3具体为Tia5tlAla5tlN层，厚度为10nm，CivyAlyN层4具体为Cra33Ala67N层，厚度为6nm。在该多层涂层刀具中，多层涂层的总厚度为8.5 μ m，多周期涂层的总厚度为8.0 μ m。

　　[0066]本实施例中，多层涂层是以刀具基体表面为基面向外呈现出3到CivyAlyNM 4”的周期性变化趋势，IVxAlxNM 3的晶体结构为面心立方结构，CivyAlyN层4的晶体结构为面心立方结构，TihAlxN层3和CivyAlyN层4共格外延生长成超点阵结构，TihAlzN过渡层2的晶体结构为面心立方结构。

　　[0067]本实施例中，刀具基体I采用型号为SEET120304的硬质合金刀片。

　　[0068]一种上述本实施例的自硬化TiAlN/CrAIN多层涂层刀具的制备方法，包括以下步骤:

　　[0069]首先，将型号为SEET120304的硬质合金刀片进行表面清洗、Ar浸蚀等预处理；然后在预处理的刀具基体I上采用物理气相多靶沉积方法沉积TihAleN过渡层2，在TihAlzN过渡层2表面交替沉积以3和Crl_yAlyN层4”为调制周期的多周期涂层，T1、Al、Cr元素的含量均通过调节各靶材的成分进行控制，经过500个周期后得到自硬化TiAlN/CrAIN多层涂层刀具，其中Ti1=AlzN过渡层2 Ji1JlxN层3及CivyAlyN层4的分别为 Ti0.50A10.50N 过渡层、Ti0.50A10.50N 层及 Cr0.33A10.67N 层。该自硬化 TiAlN/CrAIN 多层涂层刀具中，多层涂层的总厚度为8.5 μ m，多周期涂层的总厚度为8.0 μ m，其中Tia5tlAla5tlN过渡层厚度为500nm、Tia5tlAla5tlN层及Crci33Ala67N层的单层厚度分别为1nm和6nm。

　　[0070]对照品同样是以上述硬质合金刀片作为刀具基体，按普通的物理气相沉积方法沉积目前刀具常用的Tiu/込^和 Cra32Ala68N涂层(单一涂层结构)，然后用本实施例4制得的多层涂层刀具(SEET120304)和对照品(SEET120304)进行铣削钢材(NAK80)的对比实验，对比实验结果如下表3所示:

　　[0071]表3:实施例4的本发明产品与对照品的对比实验效果

　　[0072]

　　刀片型号WM使用寿命切削条件彳口 ~Α,^铣削；干式切削;^

　　对只P、pn (T1.5oAl(),5oNfe 层) 1mm

　　切削线速度

　　SEET120304 对照品(Cra32Ala68N涂层)13min Vc=260m/min；

　　--进给量 f=0.2mm/r；

　　本发明(实施例4)IBmin切削深度ap=LOmm。

　　[0073]由上表3可见，在刀具基体相同、切削条件相同的情况下，本发明的多层涂层刀具在铣削NAK80时的使用寿命与现有技术下的Cra32Ala68N涂层刀具相当。与实施例2对比，涂层的厚度从3.7 μ m增加到8.5 μ m，涂层刀具的切削性能下降。

　　[0074]实施例5:

　　[0075]一种本发明的自硬化TiAlN/CrAIN多层涂层刀具，如图1所示，包括刀具基体I和沉积于刀具基体I上的多层涂层，该多层涂层中包含有TLzAlzN过渡层2和多周期涂层。TihAlzN过渡层2沉积于刀具基体I表面，多周期涂层沉积于TihAlzN过渡层2上。IVzAlzN过渡层2具体为Tia5tlAla5tlN过渡层，厚度为500nm。该多周期涂层是以“TihAlJ层3和CivyAlyN层4”为调制周期，具体为400个周期，其中IVxAlxN层3具体为Tia5tlAla5tlN层，厚度为6nm，CivyAlyN层4具体为Cra33Ala67N层，厚度为2nm。在该多层涂层刀具中，多层涂层的总厚度为3.7 μ m，多周期涂层的总厚度为3.2 μ m。

　　[0076]本实施例中，多层涂层是以刀具基体表面为基面向外呈现出3到CivyAlyNM 4”的周期性变化趋势，IVxAlxNM 3的晶体结构为面心立方结构，CivyAlyN层4的晶体结构为面心立方结构，TihAlxN层3和CivyAlyN层4共格外延生长成超点阵结构，TihAlzN过渡层2的晶体结构为面心立方结构。

　　[0077]本实施例中，刀具基体I采用型号为SEET120304的硬质合金刀片。

　　[0078]一种上述本实施例的自硬化TiAlN/CrAIN多层涂层刀具的制备方法，包括以下步骤:

　　[0079]首先，将型号为SEET120304的硬质合金刀片进行表面清洗、Ar浸蚀等预处理；然后在预处理的刀具基体I上采用物理气相多靶沉积方法沉积TihAleN过渡层2，在TihAlzN过渡层2表面交替沉积以3和CivyAlyN层4”为调制周期的多周期涂层，T1、Al、Cr元素的含量均通过调节各靶材的成分进行控制，经过400个周期后得到自硬化TiAlN/CrAIN多层涂层刀具，其中Ti1=AlzN过渡层2 Ji1JlxN层3及CivyAlyN层4的分别为 Ti0.50A10.50N 过渡层、Ti0.50A10.50N 层及 Cr0.33A10.67N 层。该自硬化 TiAlN/CrAIN 多层涂层刀具中，多层涂层的总厚度为3.7 μ m，多周期涂层的总厚度为3.2 μ m，其中Tia5tlAla5tlN过渡层厚度为500nm、Tia5tlAla5tlN层及Cra33Ala67N层的单层厚度分别为6nm和2nm。

　　[0080]对照品同样是以上述硬质合金刀片作为刀具基体，按普通的物理气相沉积方法沉积目前刀具常用的Tiu/込^和 Cra32Ala68N涂层(单一涂层结构)，然后用本实施例5制得的多层涂层刀具(SEET120304)和对照品(SEET120304)进行铣削钢材(NAK80)的对比实验，对比实验结果如下表4所示:

　　[0081]表4:实施例5的本发明产品与对照品的对比实验效果

　　[0082]

　　刀片型号使用寿命切削条件

　　^n7jn ,.~~: 铣削；干式切削;^

　　对照Rn (TiQ.5oAla5()N涂层) 1mm

　　切削线速度

　　SEET120304 对照品(Cra32Ala68N涂层)13minVc=260m/min；

　　--进给量 i=0.2mm/r；

　　棚(实施例5)23min切削深度―。

　　[0083]由上表4可见，在刀具基体相同、切削条件相同的情况下，本发明的多层涂层刀具在铣削NAK80时的使用寿命比现有技术下的Tia5tlAla5tlN涂层和Cra32Ala68N涂层刀具明显提高。但与实施例2对比，TihAlxN层和CivyAlyN层的厚度降低，涂层刀具的切削性能提闻。

　　[0084]实施例6:

　　[0085]一种本发明的自硬化TiAlN/CrAIN多层涂层刀具，如图1所示，包括刀具基体I和沉积于刀具基体I上的多层涂层，该多层涂层中包含有TLzAlzN过渡层2和多周期涂层。TihAlzN过渡层2沉积于刀具基体I表面，多周期涂层沉积于TihAlzN过渡层2上。IVzAlzN过渡层2具体为Tia5tlAla5tlN过渡层，厚度为300nm。该多周期涂层是以“TihAlJ层3和CivyAlyN层4”为调制周期，具体为100个周期，其中IVxAlxN层3具体为Tia4tlAla6tlN层，厚度为20nm，CivyAlyN层4具体为Cra3tlAla7tlN层，厚度为10nm。在该多层涂层刀具中，多层涂层的总厚度为3.3 μ m，多周期涂层的总厚度为3.0 μ m。

　　[0086]本实施例中，多层涂层是以刀具基体表面为基面向外呈现出3到CivyAlyNM 4”的周期性变化趋势，IVxAlxNM 3的晶体结构为面心立方结构，CivyAlyN层4的晶体结构为面心立方结构，TihAlxN层3和CivyAlyN层4共格外延生长成超点阵结构，TihAlzN过渡层2的晶体结构为面心立方结构。

　　[0087]本实施例中，刀具基体I采用型号为SEET120304的硬质合金刀片。

　　[0088]一种上述本实施例的自硬化TiAlN/CrAIN多层涂层刀具的制备方法，包括以下步骤:

　　[0089]首先，将型号为SEET120304的硬质合金刀片进行表面清洗、Ar浸蚀等预处理；然后在预处理的刀具基体I上采用物理气相多靶沉积方法沉积TihAleN过渡层2，在TihAlzN过渡层2表面交替沉积以3和CivyAlyN层4”为调制周期的多周期涂层，T1、Al、Cr元素的含量均通过调节各靶材的成分进行控制，经过100个周期后得到自硬化TiAlN/CrAIN多层涂层刀具，其中Ti1=AlzN过渡层2 Ji1JlxN层3及CivyAlyN层4的分别为 Ti0.50A10.50N 过渡层、Ti0.40A10.60N 层及 Cr0.30A10.70N 层。该自硬化 TiAlN/CrAIN 多层涂层刀具中，多层涂层的总厚度为3.3 μ m，多周期涂层的总厚度为3.0 μ m，其中Tia5tlAla5tlN过渡层厚度为300nm、Tia4tlAla6tlN层及Cra3tlAla7tlN层的单层厚度分别为20nm和10nm。

　　[0090]对照品同样是以上述硬质合金刀片作为刀具基体，按普通的物理气相沉积方法沉积目前刀具常用的Tiu/込^和 Cra32Ala68N涂层(单一涂层结构)，然后用本实施例6制得的多层涂层刀具(SEET120304)和对照品(SEET120304)进行铣削钢材(NAK80)的对比实验，对比实验结果如下表5所示:

　　[0091]表5:实施例6的本发明产品与对照品的对比实验效果

　　[0092]

　　刀片型号WE使用寿命切削条件

　　SEET120304对照品(TiQ.50Al0.5()N涂层)1min 铣削；干式切削；

　　[0093]

　　对照品(Cra32AWN涂层)13mm

　　__V c=260m/m i η ；

　　本发明(实施例6)18min — f=0-2mm/r；

　　切削深度ap=1.0mm。

　　[0094]由上表5可见，在刀具基体相同、切削条件相同的情况下，本发明的多层涂层刀具在铣削NAK80时的使用寿命比现有技术下的Tici 5ciAlci 5tlN涂层和Crtl 32Altl 68N涂层刀具有所提闻。

　　[0095]实施例7:

　　[0096]一种本发明的自硬化TiAlN/CrAIN多层涂层刀具，如图1所示，包括刀具基体I和沉积于刀具基体I上的多层涂层，该多层涂层中包含有TLzAlzN过渡层2和多周期涂层。TihAlzN过渡层2沉积于刀具基体I表面，多周期涂层沉积于TihAlzN过渡层2上。IVzAlzN过渡层2具体为Tia7tlAla3tlN过渡层，厚度为lOOnm。该多周期涂层是以“IVXA1XN层3和CivyAlyN层4”为调制周期，具体为70个周期，其中TihAlxN层3具体为Tia6Ala4tlN层，厚度为30nm，CivyAlyN层4具体为Cra5tlAla5tlN层，厚度为20nm。在该多层涂层刀具中，多层涂层的总厚度为3.6 μ m，多周期涂层的总厚度为3.5 μ m。

　　[0097]本实施例中，多层涂层是以刀具基体表面为基面向外呈现出3到CivyAlyNM 4”的周期性变化趋势，IVxAlxNM 3的晶体结构为面心立方结构，CivyAlyN层4的晶体结构为面心立方结构，TihAlxN层3和CivyAlyN层4共格外延生长成超点阵结构，TihAlzN过渡层2的晶体结构为面心立方结构。

　　[0098]本实施例中，刀具基体I采用型号为SEET120304的硬质合金刀片。

　　[0099]一种上述本实施例的自硬化TiAlN/CrAIN多层涂层刀具的制备方法，包括以下步骤:

　　[0100]首先，将型号为SEET120304的硬质合金刀片进行表面清洗、Ar浸蚀等预处理；然后在预处理的刀具基体I上采用物理气相多靶沉积方法沉积TihAleN过渡层2，在TihAlzN过渡层2表面交替沉积以“TihAlxN层3和CivyAlyN层4”为调制周期的多周期涂层，T1、AlXr元素的含量均通过调节各靶材的成分进行控制，经过70个周期后得到自硬化TiAlN/CrAlN多层涂层刀具，其中IVzAlzN过渡层2、Ti1^xAlxN层3及CivyAlyN层4的分别为Ti0.70A10.30N 过渡层、Ti0.6A10.40N 层及 Cr0.50A10.50N 层。该自硬化 TiAlN/CrAIN 多层涂层刀具中，多层涂层的总厚度为3.6 μ m，多周期涂层的总厚度为3.5 μ m，其中Tia7tlAla3tlN过渡层厚度为lOOnm、Tia6Ala4tlN层及Cra5tlAla5tlN层的单层厚度分别为30nm和20nm。

　　[0101]对照品同样是以上述硬质合金刀片作为刀具基体，按普通的物理气相沉积方法沉积目前刀具常用的Tiu/込^和 Cra32Ala68N涂层(单一涂层结构)，然后用本实施例7制得的多层涂层刀具(SEET120304)和对照品(SEET120304)进行铣削钢材(NAK80)的对比实验，对比实验结果如下表6所示:

　　[0102]表6:实施例7的本发明产品与对照品的对比实验效果

　　[0103]

　　刀片型号使用寿命切削条件

　　对照品(T1.5oAl0.5oN涂层)1min铣削；干式切削；

　　切削线速度

　　SEET120304 对照品(Cr0.32Al0.68N涂层)13min Vc=260m/min；

　　--进给量 ^0.2mm/r；

　　柳月(实施例7)16min切削深度ap=10mm。

　　[0104]由上表6可见，在刀具基体相同、切削条件相同的情况下，本发明的多层涂层刀具在铣削NAK80时的使用寿命比现有技术下的Tia5tlAla5tlN涂层和Cra32Ala68N涂层刀具有所提1? O

　　[0105]实施例8:

　　[0106]一种本发明的自硬化TiAlN/CrAIN多层涂层刀具，如图1所示，包括刀具基体I和沉积于刀具基体I上的多层涂层，该多层涂层中包含有TLzAlzN过渡层2和多周期涂层。TihAlzN过渡层2沉积于刀具基体I表面，多周期涂层沉积于TihAlzN过渡层2上。IVzAlzN过渡层2具体为Tia7tlAla3tlN过渡层，厚度为200nm。该多周期涂层是以“TihAlJ层3和CivyAlyN层4”为调制周期，具体为600个周期，其中TipxAlxN层3具体为Tia6Ala4tlN层，厚度为3nm，CivyAlyN层4具体为Cra3tlAla7tlN层，厚度为2nm。在该多层涂层刀具中，多层涂层的总厚度为3.2 μ m，多周期涂层的总厚度为3.0 μ m。

　　[0107]本实施例中，多层涂层是以刀具基体表面为基面向外呈现出3到CivyAlyNM 4”的周期性变化趋势，IVxAlxNM 3的晶体结构为面心立方结构，CivyAlyN层4的晶体结构为面心立方结构，TihAlxN层3和CivyAlyN层4共格外延生长成超点阵结构，TihAlzN过渡层2的晶体结构为面心立方结构。

　　[0108]本实施例中，刀具基体I采用型号为SEET120304的硬质合金刀片。

　　[0109]一种上述本实施例的自硬化TiAlN/CrAIN多层涂层刀具的制备方法，包括以下步骤:

　　[0110]首先，将型号为SEET120304的硬质合金刀片进行表面清洗、Ar浸蚀等预处理；然后在预处理的刀具基体I上采用物理气相多靶沉积方法沉积TihAleN过渡层2，在TihAlzN过渡层2表面交替沉积以3和CivyAlyN层4”为调制周期的多周期涂层，T1、Al、Cr元素的含量均通过调节各靶材的成分进行控制，经过600个周期后得到自硬化TiAlN/CrAIN多层涂层刀具，其中Ti1=AlzN过渡层2 Ji1JlxN层3及CivyAlyN层4的分别为 Ti0.70A10.30N 过渡层、Ti0.6A10.40N 层及 Cr0.30A10.70N 层。该自硬化 TiAlN/CrAIN 多层涂层刀具中，多层涂层的总厚度为3.2 μ m，多周期涂层的总厚度为3.0 μ m，其中Tia7tlAla3tlN过渡层厚度为200nm、Tia6Ala4tlN层及Cra3tlAla7tlN层的单层厚度分别为3nm和2nm。

　　[0111]对照品同样是以上述硬质合金刀片作为刀具基体，按普通的物理气相沉积方法沉积目前刀具常用的Tiu/込^和 Cra32Ala68N涂层(单一涂层结构)，然后用本实施例8制得的多层涂层刀具(SEET120304)和对照品(SEET120304)进行铣削钢材(NAK80)的对比实验，对比实验结果如下表7所示:

　　[0112]表7:实施例8的本发明产品与对照品的对比实验效果

　　[0113]

　　刀片型号使用寿命切削条件

　　^naa ,.~~； 铣削；干式切削;^

　　对照nn (Tiq.5oA1g.5qN涂层) 1mm

　　切削线速度

　　SEET120304 对照品(Cra32Ak68N涂层)13min Vc=260m/min；

　　--进给量m.2mm/v,

　　本发明(实施例8)22min, Λ

　　切削诛度ap=1.0mm。

　　[0114]由上表7可见，在刀具基体相同、切削条件相同的情况下，本发明的多层涂层刀具在铣削NAK80时的使用寿命比现有技术下的Tia5tlAla5tlN涂层和Cra32Ala68N涂层刀具有明显提闻。

　　[0115]实施例9:

　　[0116]一种本发明的自硬化TiAlN/CrAIN多层涂层刀具，如图1所示，包括刀具基体I和沉积于刀具基体I上的多层涂层，该多层涂层中包含有TLzAlzN过渡层2和多周期涂层。TihAlzN过渡层2沉积于刀具基体I表面，多周期涂层沉积于TihAlzN过渡层2上。IVzAlzN过渡层2具体为TiN过渡层，厚度为200nm。该多周期涂层是以“TihAlxN层3和CivyAlyN层4”为调制周期，具体为600个周期，其中TihAlxNM 3具体为Tia6tlAla4tlN层，厚度为3nm，CivyAlyN层4具体为Cra3tlAla7tlN层，厚度为2nm。在该多层涂层刀具中，多层涂层的总厚度为3.2 μ m，多周期涂层的总厚度为3.0 μ m。

　　[0117]本实施例中，多层涂层是以刀具基体表面为基面向外呈现出3到CivyAlyNM 4”的周期性变化趋势，IVxAlxNM 3的晶体结构为面心立方结构，CivyAlyN层4的晶体结构为面心立方结构，TihAlxN层3和CivyAlyN层4共格外延生长成超点阵结构，TihAlzN过渡层2的晶体结构为面心立方结构。

　　[0118]本实施例中，刀具基体I采用型号为SEET120304的硬质合金刀片。

　　[0119]一种上述本实施例的自硬化TiAlN/CrAIN多层涂层刀具的制备方法，包括以下步骤:

　　[0120]首先，将型号为SEET120304的硬质合金刀片进行表面清洗、Ar浸蚀等预处理；然后在预处理的刀具基体I上采用物理气相多靶沉积方法沉积TihAleN过渡层2，在TihAlzN过渡层2表面交替沉积以3和CivyAlyN层4”为调制周期的多周期涂层，T1、Al、Cr元素的含量均通过调节各靶材的成分进行控制，经过600个周期后得到自硬化TiAlN/CrAIN多层涂层刀具，其中Ti1=AlzN过渡层2 Ji1JlxN层3及CivyAlyN层4的分别为TiN过渡层、Ti。.6A10.40N层及Cr。.30A10.70N层。该自硬化TiAlN/CrAIN多层涂层刀具中，多层涂层的总厚度为3.2 μ m，多周期涂层的总厚度为3.0 μ m，其中TiN过渡层厚度为200nm、Ti0.B0Al0.?N层及Crtl3tlAla7tlN层的单层厚度分别为3nm和2nm。

　　[0121]对照品同样是以上述硬质合金刀片作为刀具基体，按普通的物理气相沉积方法沉积目前刀具常用的Tiu/込^和 Cra32Ala68N涂层(单一涂层结构)，然后用本实施例9制得的多层涂层刀具(SEET120304)和对照品(SEET120304)进行铣削钢材(NAK80)的对比实验，对比实验结果如下表8所示:

　　[0122]表8:实施例9的本发明产品与对照品的对比实验效果

　　[0123]

　　刀片型号使用寿命切削条件

　　~Α1"洗削；干式切削;^

　　对照Rn (T1.5oAl0.5oN^S) 1mm

　　切削线速度

　　SEETl20304 对照品(Cra32Ala6sN涂层)13min Vc=260m/min；

　　--进给量 i=0.2mm/r；

　　本发明(实施例9)25min , ^ ?

　　切削株度ap=1.0mm。

　　[0124]由上表8可见，在刀具基体相同、切削条件相同的情况下，本发明的多层涂层刀具在铣削NAK80时的使用寿命比现有技术下的Tia5tlAla5tlN涂层和Cra32Ala68N涂层刀具有明显提高。与实施例8相比，仅过渡层由Tia7tlAla3tlN改变为TiN层，切削性能得到改善。

　　[0125]对照品是采用中国**文献CN102268637A公开的方法，首先对前述刀具基体进行表面清洗、Ar浸蚀等预处理，然后在预处理后的刀具基体上采用物理气相沉积方法依次沉积20nm的TiAl层和20nm的Tia5tlAla5tlN层作为过渡层，然后在过渡层表面沉积Yra3tlAla7tlN层到Tia5tlAla5tlN层”为一个周期的多周期涂层，经过300个周期后，多周期涂层的厚度为3μηι,其中CrciJAla7tlN层的厚度为6nm, Tia5tlAla5tlN层的厚度为4nm。

　　[0126]采用纳米压痕测试本实施例9的硬度为38.7GPa，按上述文献方法制备的涂层的硬度为36.2GPa。将本实施例和文献方法制备的涂层置于真空中于1000°C回火I小时之后，采用纳米压痕测试的本实施例和文献方法制备的涂层的硬度分别为40.6GPa和32.4GPa，从上述结论可以看出，本实施例表现出时效硬化效应，而文献制备的方法在1000°C回火后硬度下降，并没有表现出时效硬化效应。将本实施例制备的周期性涂层和文献方法制备的涂层置于空气气氛中在1000°C氧化10h，按本实施例方法和文献方法制备的涂层均未完全氧化。

　　[0127]采用本实施例9制得的多层涂层刀具(SEET120304)和上述对照品(SEET120304)进行铣削钢材(NAK80)的对比实验，对比实验结果如下表9所示:

　　[0128]表9:实施例9的本发明产品与对照品的对比实验效果

　　[0129]

　　刀片型号涂层使用寿命切削条件

　　铣削；干式切削;^

　　对照品(文献方法)17min切肖U线速度

　　SEET120304Vc=260m/niin；

　　--进给量 l=0.2mm/r；

　　本发明(实施例9)25mmΛ

　　切削株度ap=1.0mmo

　　[0130]由上表9可见，在刀具基体相同、切削条件相同的情况下，本发明的多层涂层刀具在铣削NAK80时的使用寿命比文献方法制备的涂层刀具有明显提高。

　　[0131]实施例10:

　　[0132]一种本发明的自硬化TiAlN/CrAIN多层涂层刀具，如图1所示，包括刀具基体I和沉积于刀具基体I上的多层涂层，该多层涂层中包含有TLzAlzN过渡层2和多周期涂层。TihAlzN过渡层2沉积于刀具基体I表面，多周期涂层沉积于TihAlzN过渡层2上。IVzAlzN过渡层2具体为Tia5tlAla5tlN过渡层，厚度为300nm。该多周期涂层是以“TihAlJ层3和CivyAlyN层4”为调制周期，具体为100个周期，其中IVxAlxN层3具体为Tia4tlAla6tlN层，厚度为30nm，CivyAlyN层4具体为Cra 3(ιΑ1α 7(IN层，厚度为2nm。在该多层涂层刀具中，多层涂层的总厚度为3.5 μ m，多周期涂层的总厚度为3.2 μ m。

　　[0133]本实施例中，多层涂层是以刀具基体表面为基面向外呈现出3到CivyAlyNM 4”的周期性变化趋势，IVxAlxNM 3的晶体结构为面心立方结构，CivyAlyN层4的晶体结构为面心立方结构，TihAlxN层3和CivyAlyN层4共格外延生长成超点阵结构，TihAlzN过渡层2的晶体结构为面心立方结构。

　　[0134]本实施例中，刀具基体I采用型号为SEET120304的硬质合金刀片。

　　[0135]一种上述本实施例的自硬化TiAlN/CrAIN多层涂层刀具的制备方法，包括以下步骤:

　　[0136]首先，将型号为SEET120304的硬质合金刀片进行表面清洗、Ar浸蚀等预处理；然后在预处理的刀具基体I上采用物理气相多靶沉积方法沉积TihAleN过渡层2，在TihAlzN过渡层2表面交替沉积以3和CivyAlyN层4”为调制周期的多周期涂层，T1、Al、Cr元素的含量均通过调节各靶材的成分进行控制，经过100个周期后得到自硬化TiAlN/CrAIN多层涂层刀具，其中Ti1=AlzN过渡层2 Ji1JlxN层3及CivyAlyN层4的分别为 Ti0.50A10.50N 过渡层、Ti0.40A10.60N 层及 Cr0.30A10.70N 层。该自硬化 TiAlN/CrAIN 多层涂层刀具中，多层涂层的总厚度为3.5 μ m，多周期涂层的总厚度为3.2 μ m，其中Tia5tlAla5tlN过渡层厚度为300nm、Tia4tlAla6tlN层及Cra3tlAla7tlN层的单层厚度分别为30nm和2nm。

　　[0137]对照品同样是以上述硬质合金刀片作为刀具基体，按普通的物理气相沉积方法沉积目前刀具常用的Tia5tlAla5tlN和Cra32Ala68N涂层(单一涂层结构)，然后用本实施例10制得的多层涂层刀具(SEET120304)和对照品(SEET120304)进行铣削钢材(NAK80)的对比实验，对比实验结果如下表10所示:

　　[0138]表10:实施例10的本发明产品与对照品的对比实验效果

　　[0139]

　　刀片型号使用寿命切削条件

　　对照品(HN涂层)1min

　　切削线速度

　　SEET120304 对照品(Cra32Alfl68N涂层)13min Vc=260m/min；

　　--进给量 f=0.2mm/r；

　　本发明(实施例10)16min1Λ

　　切削诛度ap=1.0mmo

　　[0140]由上表10可见，在刀具基体相同、切削条件相同的情况下，本发明的多层涂层刀具在铣削NAK80时的使用寿命比现有技术下的Tia5tlAla5tlN涂层和Cra32Ala68N涂层刀具有所提闻。

　　[0141]上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

　　【权利要求】

　　1.一种自硬化TiAlN/CrAIN多层涂层刀具，包括刀具基体和沉积于刀具基体上的多层涂层，其特征在于:所述多层涂层中包含有一交替沉积TiJlxN层和CivyAlyN层的多周期涂层，其中，0.35 ^ X ^ 0.67,0.50 ^ y ^ 0.70，所述 TipxAlxN 层与 CivyAlyN 层的厚度之比> 1.5。

　　2.根据权利要求1所述的自硬化TiAlN/CrAIN多层涂层刀具，其特征在于:所述多周期涂层中，0.50 彡 X 彡 0.64，0.60 ^ y ^ 0.68，1.5 ^ Ti1^AlxN 层与 CivyAlyN 层的厚度之比 < 15。

　　3.根据权利要求1或2所述的自硬化TiAlN/CrAIN多层涂层刀具，其特征在于:所述打卜/丨-层的晶体结构为面心立方结构，所述(^_/1#层的晶体结构为面心立方结构，所述TihAlxN层和CivyAlyN层共格外延生长成超点阵结构。

　　4.根据权利要求1或2所述的自硬化TiAlN/CrAIN多层涂层刀具，其特征在于:所述多层涂层是以刀具基体表面为基面向外呈现出“TihAl#层到CivyAlyN层”的周期性变化趋势。

　　5.根据权利要求1或2所述的自硬化TiAlN/CrAIN多层涂层刀具，其特征在于:所述多周期涂层中，所述的单层厚度为3nm?30nm，所述CivyAlyN层的单层厚度为2nm ?20nmo

　　6.根据权利要求1或2所述的自硬化TiAlN/CrAIN多层涂层刀具，其特征在于:所述多层涂层还包含有TihAlzN过渡层，其中，O ^ Z^0.67，所述TihAlzN过渡层沉积于所述刀具基体表面，所述多周期涂层沉积于所述TihAlzN过渡层上。

　　7.根据权利要求6所述的自硬化TiAlN/CrAIN多层涂层刀具，其特征在于:所述Ti1^zAlzN过渡层的晶体结构为面心立方结构，所述TihAlzN过渡层的厚度为10nm?500nmo

　　8.根据权利要求7所述的自硬化TiAlN/CrAIN多层涂层刀具，其特征在于:所述多层涂层的总厚度为2 μ m?12 μ m。

　　9.根据权利要求8所述的自硬化TiAlN/CrAIN多层涂层刀具，其特征在于:所述多层涂层的总厚度为2 μ m?6 μ m。

　　10.一种如权利要求1?5中任一项所述的自硬化TiAlN/CrAIN多层涂层刀具的制备方法，包括以下步骤: S1:将刀具基体进行预处理； S2:在预处理后的刀具基体上交替沉积IVxAlxN层和CivyAlyNM，形成以“打^⑶层/CivyAlyN层”为调制周期的多周期涂层，得到自硬化TiAlN/CrAIN多层涂层刀具。

　　11.一种如权利要求6?9中任一项所述的自硬化TiAlN/CrAIN多层涂层刀具的制备方法，包括以下步骤: 51:将刀具基体进行预处理； 52:在预处理后的刀具基体上沉积TiJlzN过渡层； 53:在Ti1JlzN过渡层上交替沉积TihAlxN层和CivyAlyN层，形成以“TihAlxN层/CivyAlyN层”为调制周期的多周期涂层，得到自硬化TiAlN/CrAIN多层涂层刀具。

　　【文档编号】B32B33/00GK104175682SQ201410436427

　　【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年8月29日 优先权日:2014年8月29日

　　【发明者】陈利, 吴明晶, 李佳 申请人:苏州钻石切削刀具股份有限公司