阅读说明：本技术 涂层切削工具 (Coated cutting tool ) 是由 扬·恩奎斯特 埃里克·林达尔 于 2018-06-19 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种涂层切削工具,其中所述涂层包括由交替的κ-Al<Sub>2</Sub>O<Sub>3</Sub>子层和TiN、TiC、TiCN、TiCO或TiCNO子层组成的多层,所述多层包括至少3个κ-Al<Sub>2</Sub>O<Sub>3</Sub>子层。所述多层进一步在15°-140°的θ-2θ扫描上表现出XRD衍射,其中0 0 2衍射峰(峰面积)是源自所述多层的所述κ-Al<Sub>2</Sub>O<Sub>3</Sub>子层的最强峰。(The present invention relates to a coated cutting tool wherein the coating comprises a material consisting of alternating kappa-Al 2 O 3 A sublayer and a TiN, TiC, TiCN, TiCO or TiCNO sublayer, said multilayer comprising at least 3 kappa-Al sublayers 2 O 3 And a sublayer. The multilayer further exhibits XRD diffraction on a theta-2 theta scan of 15 ° -140 °, with the 002 diffraction peak (peak area) being derived from the kappa-Al of the multilayer 2 O 3 Strongest peak of sublayer.)

涂层切削工具

技术领域

本发明涉及一种涂层的金属切削工具，其包括具有κ-氧化铝子层和TiN、TiC、TiCN、TiCO或TiCNO的子层的多层。

背景技术

在金属切削工业中，涂层切削工具是本领域众所周知的。CVD涂层切削工具和PVD涂层切削工具是两种最主要的类型。切削工具上涂层的优点是诸如提高的耐化学性和耐磨蚀性的效果，这对于提供长的工具寿命是重要的。

已知包括TiCN层和后续氧化铝层的CVD涂层表现良好。在某些苛刻的操作中，施加多层CVD涂层已显示出优势。

EP0463000B1(Kennametal)公开了多层涂覆的硬质合金切削刀片，其中所述多层包括氧化铝子层和氮化物子层。所述氧化铝子层<1.5μm并且所述氮化物子层<1μm。所述切削工具在SS1672钢的车削中显示出改善的侧刀面和月牙洼耐磨性。

EP1245700B1(Seco)公开了一种涂层切削工具，其具有3-30μm的多层，所述多层包括0.1-3.2μmκ-氧化铝和0.3-1.2μm Ti(C,N)的子层。所述切削工具在SS1672钢的车削中显示出改善的侧刀面和月牙洼耐磨性。

一直在努力提供性能比先前已知的切削工具更好的切削工具。技术解决方案取决于操作和工件材料而有所不同。旨在车削高硬化钢的切削工具并未针对不锈钢铣削进行优化。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种与已知切削工具相比具有改进耐磨性的涂层切削工具。本发明的另一个目的是提供一种在硬化钢和非合金钢的车削中具有改进性能的切削工具。本发明的另一个目的是提供一种在车削操作中具有改善的月牙洼和侧刀面耐磨性的切削工具。

这些目的中的至少一个是利用根据权利要求1所述的切削工具来实现。在从属权利要求中列出了优选的实施方式。

本发明涉及一种包括基材和涂层的涂层切削工具，其中所述涂层包括由交替的κ-Al₂O₃子层和TiN、TiC、TiCN、TiCO或TiCNO子层组成的多层，所述多层包括至少3个κ-Al₂O₃子层。所述多层表现出在15°-140°的θ-2θ扫描上的XRD衍射，其中0 0 2衍射峰(峰面积)是源自所述多层的所述κ-Al₂O₃子层的最强峰。

令人惊讶地发现，在κ-Al₂O₃多层中，高的“0 0I取向”，即来自κ-Al₂O₃子层的0 0I晶面(其中I＝2、4、6等)的高反射强度，在硬化钢的车削中提供了非常有前景的耐磨性。

缩写“切削工具”在本文中旨在表示用于铣削或车削的切削刀片或者钻头或立铣刀。所述切削工具适用于金属切削应用。

在本发明的一个实施方式中，每个TiN、TiC、TiCN、TiCO或TiCNO子层的平均厚度为10-500nm，优选50-200nm。如果这些子层太薄，则存在这些层不能完全覆盖下面的层的风险，这将降低多层的性能。另一方面，如果这些层太厚，则所述层的性能将与单层相当。

在本发明的一个实施方式中，每个κ-Al₂O₃子层的平均厚度为30-900nm，优选为50-800nm，更优选为100-700nm。如果这些子层太薄，则存在这些层不能完全覆盖下面的层的风险，这将降低多层的性能。另一方面，如果这些层太厚，则所述层的性能将与单层相当。

在本发明的一个实施方式中，所述涂层还包括位于基材与多层之间的α-Al₂O₃层。位于多层下面的α-Al₂O₃层显示的优点在于，它是增加后续多层的0 0 I取向的有前景的方式。

在本发明的一个实施方式中，所述α-Al₂O₃层的厚度为0.1-10μm，优选为0.1-5μm，更优选为0.1-3μm，最优选为0.3-2μm。如果所述α-Al₂O₃层太薄，则将不会在后续κ-Al₂O₃子层的0 0I取向上提供任何增加。如果所述α-Al₂O₃层太厚，例如超过10μm，则涂层的性能会变脆。

在本发明的一个实施方式中，所述涂层还包括位于基材与多层之间的TiCN层。在本发明的一个实施方式中，所述TiCN层位于基材与α-Al₂O₃层之间。所述TiCN层优选包含柱状晶粒。TiCN层的有利之处在于它有助于切削工具的耐磨性，并且还有助于在生长过程中可以形成TiCN层的取向，这对于后续层的取向是有利的。

在本发明的一个实施方式中，所述TiCN层的厚度为2-15μm。如果TiCN层太薄，则降低了形成高取向的优点。如果TiCN层太厚，则涂层将变脆。

在本发明的一个实施方式中，TiCN层展现织构系数TC(hkl)，通过使用CuKα辐射和θ-2θ扫描的X射线衍射测量，根据哈里斯公式定义，其中I(hkl)是所测量的(hkl)反射晶面的强度(峰面积)，I₀(hkl)是根据ICDD的42-1489号PDF卡的标准强度，n是反射级数，计算中使用的反射晶面是(1 1 1)、(2 0 0)、(2 2 0)、(3 1 1)、(3 3 1)、(4 2 0)和(4 2 2)，其中TC(422)+TC(311)>3，优选>4。哈里斯公式：

其中I(hkl)是所测量的(hkl)反射晶面的强度(峰面积)，并且I₀(hkl)是根据PDF卡的标准强度。

在本发明的一个实施方式中，所述多层的厚度为1-15μm，优选为1-10μm，更优选为1-5μm。如果多层薄于1μm，则涂层切削工具的耐磨性将不那么显著。另一方面，如果多层太厚，则涂层将变脆，并且多层的优点不太明显。

在本发明的一个实施方式中，总涂层厚度为2-9μm，并且所述κ-Al₂O₃多层包括5-70个κ-Al₂O₃子层。这种实施方式适用于铣削或钻削金属切削应用。

在本发明的一个实施方式中，总涂层厚度为7-25μm，并且κ-Al₂O₃多层包括5-150个κ-Al₂O₃子层。这种实施方式适用于车削金属切削应用。

在本发明的一个实施方式中，所述多层由交替的κ-Al₂O₃子层和TiN子层组成。所述TiN子层优选是(111)取向的，使得原子间距离与后续的(0 0 I)取向的κ-Al₂O₃子层适当匹配。这会影响子层的取向和残余应力。

在本发明的一个实施方式中，基材是硬质合金或金属陶瓷。这些基材具有适合本发明涂层的硬度和韧性。

在本发明的一个实施方式中，涂层切削工具的基材由硬质合金组成，该硬质合金包含4-12重量％的Co，优选地6-8重量％的Co，任选地0.1-10重量％的金属的立方碳化物、氮化物或碳氮化物，所述金属来自元素周期表的IVb、Vb和VIb族，优选是Ti、Nb、Ta或其组合，和余量的WC。

根据结合附图考虑的以下

具体实施方式

，本发明的其它目的和特征将变得清楚。

附图说明

图1示出了根据样品A的涂层的扫描电子显微镜(SEM)图像。

图2示出了根据样品B的涂层的扫描电子显微镜(SEM)图像。

图3示出了样品A的θ-2θXRD衍射图。未对强度进行校正。

图4示出了样品D的θ-2θXRD衍射图。未对强度进行校正。

方法

XRD检查

分析多晶膜织构的一种常用方法是基于哈里斯公式和标准强度PDF卡来计算织构系数(TC)。然而，由于κ-Al₂O₃的晶体结构具有低的对称性并且因此在衍射图中存在许多低强度的峰，因此难以通过织构系数的计算来确定κ-Al₂O₃多层的面外织构。也存在很多重叠的峰。因此，此处选择κ-Al₂O₃多层的最高强度的峰作为该层织构的量度。

在分析κ-Al₂O₃子层的取向时，通常应考虑到子层中的线性吸收而对数据进行薄膜校正。在理想情况下，还应针对TiN、TiC、TiCN、TiCO、TiCNO子层中的吸收对数据进行校正。然而，子层的低厚度和子层的高数量使得这些校正很麻烦。由于本发明的κ-Al₂O₃子层提供非常强的0 0 I取向，并且由于这种校正的影响是有限的，因此没有将这种校正应用于XRD数据。本发明的κ-Al₂O₃子层的织构是基于未校正的数据设定的，即未对多层的κ-Al₂O₃子层内的吸收或多层的TiN、TiC、TiCN、TiCO、TiCNO子层内的吸收进行补偿。从这个意义上讲，多层被视为一个单层。然而，如本领域技术人员众所周知的，背景散射和重叠峰被校正。

在分析多层下面的任何层的取向时，应考虑到层的线性吸收系数，对峰强度进行薄膜校正。可以通过将相同组成的子层的厚度汇总为单层并基于这些厚度及其吸收进行计算，来归纳多层中的吸收。

例如多层上方的可能的另外的层将影响进入多层并离开整个涂层的X射线强度，并且需要考虑到层中相应化合物的线性吸收系数来对这些进行校正。可替选地，可以通过基本上不影响XRD测量结果的方法，例如化学蚀刻，来去除在多层上方的任何其它层比如TiN。

具体实施方式

本发明涉及一种包括基材和涂层的涂层切削工具，其中所述涂层包括由交替的κ-Al₂O₃子层和TiN、TiC、TiCN、TiCO或TiCNO子层组成的多层，所述多层包括至少3个κ-Al₂O₃子层。所述多层表现出在15°-140°的θ-2θ扫描上的XRD衍射，其中0 0 2衍射峰(峰面积)是源自所述多层的κ-Al₂O₃子层的最强峰。

令人惊讶地发现，在κ-Al₂O₃多层中，高的“0 0I取向”，即来自κ-Al₂O₃子层的0 0I晶面(其中I＝2、4、6等)的高反射强度，在硬化钢的车削中提供了非常有前景的耐磨性。

缩写“切削工具”在本文中旨在表示用于铣削或车削的切削刀片或者钻头或立铣刀。所述切削工具适用于金属切削应用。

在本发明的一个实施方式中，每个TiN、TiC、TiCN、TiCO或TiCNO子层的平均厚度为10-500nm，优选为50-200nm。如果这些子层太薄，则存在所述层不能完全覆盖下面的层的风险，这将降低多层的性能。另一方面，如果这些层太厚，则所述层的性能将与单层相当。

在本发明的一个实施方式中，每个κ-Al₂O₃子层的平均厚度为30-900nm，优选为50-800nm，更优选为100-700nm。如果这些子层太薄，则存在这些层不能完全覆盖下面的层的风险，这将降低多层的性能。另一方面，如果这些层太厚，则所述层的性能将与单层相当。

在本发明的一个实施方式中，所述涂层还包括位于基材与多层之间的α-Al₂O₃层。位于多层下面的α-Al₂O₃层显示的优点在于，它是增加后续多层的0 0 I取向的有前景的方式。

在本发明的一个实施方式中，所述α-Al₂O₃层的厚度为0.1-10μm，优选为0.1-5μm，更优选为0.1-3μm，最优选为0.3-2μm。如果所述α-Al₂O₃层太薄，则将不会提供后续κ-Al₂O₃子层的0 0I取向的任何增加。如果α-Al₂O₃层太厚，例如超过10μm，则涂层的性能会变脆。

在本发明的一个实施方式中，涂层还包括位于基材与多层之间的TiCN层。在本发明的一个实施方式中，所述TiCN层位于基材与α-Al₂O₃层之间。所述TiCN层优选包含柱状晶粒。TiCN层的有利之处在于它有助于切削工具的耐磨性，并且还有助于在生长过程中可以形成TiCN层的取向，这对于后续层的取向是有利的。

在本发明的一个实施方式中，所述TiCN层的厚度为2-15μm。如果TiCN层太薄，则降低了形成高取向的优点。如果TiCN层太厚，则涂层将变脆。

在本发明的一个实施方式中，TiCN层展现织构系数TC(hkl)，通过使用CuKα辐射和θ-2θ扫描的X射线衍射测量，根据哈里斯公式定义，其中I(hkl)是所测量的(hkl)反射晶面的强度(峰面积)，I₀(hkl)是根据ICDD的42-1489号PDF卡的标准强度，n是反射级数，计算中使用的反射晶面为(1 1 1)、(2 0 0)、(2 2 0)、(3 1 1)、(3 3 1)、(4 2 0)和(4 2 2)，其中TC(422)+TC(311)>3，优选>4。

在本发明的一个实施方式中，所述多层的厚度为1-15μm，优选为1-10μm，更优选为1-5μm。如果多层薄于1μm，则涂层切削工具的耐磨性将不那么显著。另一方面，如果多层太厚，则涂层将变脆，并且多层的优点不太明显。

在本发明的一个实施方式中，总涂层厚度为2-9μm，并且所述κ-Al₂O₃多层包括5-70个κ-Al₂O₃子层。这种实施方式适用于铣削或钻削金属切削应用。

在本发明的一个实施方式中，总涂层厚度为7-25μm，并且κ-Al₂O₃多层包括5-150个κ-Al₂O₃子层。这种实施方式适用于车削金属切削应用。

在本发明的一个实施方式中，多层由交替的κ-Al₂O₃子层和TiN子层组成。TiN子层优选是(111)取向的，使得原子间距离与后续的(0 0I)取向的κ-Al₂O₃子层适当匹配。这会影响子层的取向和残余应力。

在本发明的一个实施方式中，基材是硬质合金或金属陶瓷。这些基材具有适合本发明涂层的硬度和韧性。

在本发明的一个实施方式中，涂层切削工具的基材由硬质合金组成，该硬质合金包含4-12重量％的Co，优选地6-8重量％的Co，任选地0.1-10重量％的金属的立方碳化物、氮化物或碳氮化物，所述金属来自元素周期表的IVb、Vb和VIb族，优选是Ti、Nb、Ta或其组合，以及余量的WC。

在本发明的一个实施方式中，基材由具有粘结相富集的表面区的硬质合金组成。从基材的表面朝着基材的芯部测量，粘结相富集的表面区的厚度优选为5-35μm。粘结相富集区的粘结相含量平均比基材芯部中的粘结相含量高至少50％。粘结相富集的表面区增强了基材的韧性。具有高韧性的基材在诸如钢的车削的切削操作中是优选的。

在本发明的一个实施方式中，所述基材由具有基本上不含立方碳化物的表面区的硬质合金组成。从基材的表面朝着基材的芯部测量，基本上不含立方碳化物的表面区的厚度优选为5-35μm。“基本上不含”是指在利用光学显微镜对横截面的目测分析中看不到立方碳化物。

在本发明的一个实施方式中，所述基材由具有如上文所公开的粘结相富集的表面区与如上文所公开的基本上不含立方碳化物的表面区的硬质合金组成。

在本发明的一个实施方式中，κ-Al₂O₃层是涂层的最外层。或者，一个或多个其它层可以覆盖所述多层，例如TiN、TiC、Al₂O₃层和/或其组合。在本发明的一个实施方式中，从侧刀面或前刀面或切削刃或其组合中去除覆盖所述多层的一个或多个其它层。

在本发明的一个实施方式中，通过喷砂或刷涂对涂层进行后处理，以释放CVD涂层的拉伸应力并降低表面粗糙度。

在本发明的一个实施方式中，所述涂层包括α-Al₂O₃层，该α-Al₂O₃层以00I晶面平行于基材表面而高度取向。在一个实施方式中，α-Al₂O₃层展现织构系数TC(hkl)，通过使用CuKα辐射和θ-2θ扫描的X射线衍射测量，根据哈里斯公式定义所述织构系数TC(hkl)，

其中I(hkl)是所测量的(hkl)反射晶面的强度(峰面积)，I₀(hkl)是根据ICDD的00-010-0173号PDF卡的标准强度，n是计算中使用的反射级数，并且其中使用的(hkl)反射晶面是(1 0 4)、(1 1 0)、(1 1 3)、(0 2 4)、(1 1 6)、(2 1 4)、(3 0 0)和(0 0 12)，其中TC(0 0 12)≥2，优选>4，更优选>5。

实施例

将结合以下实施例更详细地公开本发明的实施方式。这些实施例应被视为说明性的，而不是限制实施方式。在以下实施例中，将制造、分析并在切削测试中评估涂层切削工具(刀片)。

在径向Ionbond型CVD反应器(530尺寸)中已沉积了六种类型的涂层，该反应器能够容纳10.000个半英寸尺寸的切削刀片。在四种类型的样品中，样品A和B是本发明的实施例，而样品C和D是参考。所述样品是具有ISO型几何形状CNMG 120408-PM的刀片。

样品A-D的基材组成包含7.2重量％的Co、2.9重量％的TaC、0.5重量％的NbC、1.9重量％的TiC、0.4重量％的TiN和余量的WC。

利用光学显微镜，通过在1000倍放大率下研究每个涂层的横截面来分析层厚度。表1中呈现了层厚度。

表1.层厚度

CVD沉积

在400毫巴和885℃下的工艺中，将约0.4μm TiN的第一最内涂层沉积在所有基材上。使用48.8体积％H₂、48.8体积％N₂和2.4体积％TiCl₄的气体混合物。

此后，分两步沉积约2μm(样品B)或约8μm(样品A、C、D)厚的MTCVD TiCN，即内部TiCN和外部TiCN。

所述内部TiCN在885℃下在55毫巴下在3.0体积％TiCl₄、0.45体积％CH₃CN、37.6体积％N₂和余量H₂的气体混合物中沉积约10分钟。

所述外部TiCN在885℃下在55毫巴下在7.8体积％N₂、7.8体积％HCl、2.4体积％TiCl₄、0.65体积％CH₃CN和余量H₂的气体混合物中沉积。

在MTCVD TiCN层的顶部，通过由四个独立反应步骤组成的工艺，在1000℃的温度下沉积约1μm厚的粘结层。

首先，使用1.5体积％TiCl₄、3.4体积％CH₄、1.7％HCl、25.5体积％N₂和67.9体积％H₂的气体混合物在400毫巴下沉积HTCVD TiCN。

接下来的三个步骤均在70毫巴下沉积。在第一步骤(TiCNO-1)中，使用1.5体积％TiCl₄、0.40体积％CH₃CN、1.2体积％CO、1.2体积％HCl、12.0体积％N₂和余量H₂的气体混合物。下一步骤(TiCNO-2)使用3.1体积％TiCl₄、0.63体积％CH₃CN、4.6体积％CO、30.6体积％N₂和余量H₂的气体混合物。在最后的粘结层步骤(TiN)中，使用3.2体积％TiCl₄、32.3％体积％N₂和64.5体积％H₂的气体混合物。

在随后的Al₂O₃成核开始之前，将样品A、B和C上的粘结层在CO₂、CO、N₂和H₂的混合物中氧化4分钟。在样品D上没有进行氧化。

在样品A、B和C上，在两个步骤中，在1000℃和55毫巴下，将约1μm的α-Al₂O₃层沉积在粘结层的顶部。第一步骤包含1.2体积％AlCl₃、4.7体积％CO₂、1.8体积％HCl和余量H₂的气体混合物，并且第二步骤包含1.2体积％AlCl₃、4.7体积％CO₂、2.9体积％HCl、0.58体积％H₂S和余量H₂的气体混合物。

在样品C上，在1000℃和55毫巴下，在57.5体积％H₂、41.1体积％N₂和1.4体积％TiCl₄的气体混合物中，将约0.1μm TiN层沉积在α-Al₂O₃层的顶部。在1000℃和55毫巴下以两个步骤在该TiN层的顶部沉积κ-Al₂O₃层。第一步骤包含2.3体积％AlCl₃、4.6体积％CO₂、1.7体积％HCl和余量H₂的气体混合物，并且第二步骤包含2.2体积％AlCl₃、4.4体积％CO₂、5.5体积％HCl、0.33体积％H₂S和余量H₂的气体混合物。将第一κ-Al₂O₃工艺步骤进行10分钟并且调整第二步骤，以得到κ-Al₂O₃总层厚度为4.0μm。

在样品A和B上，将上述三个工艺步骤(TiN、第一κ-Al₂O₃工艺、第二κ-Al₂O₃工艺)重复6次，来形成TiN/κ-Al₂O₃多层。在这两个样品中，使用与样品C中相同的TiN子层厚度(约0.1μm)。对于κ-Al₂O₃多层，在重复步骤中，对于第一κ-Al₂O₃工艺步骤，使用与样品C相同的工艺时间(10分钟)。调整第二步骤的工艺时间，以使TiN/κ-Al₂O₃多层的总厚度分别为4.6μm(样品A)和2.8μm(样品B)。

在样品D上，将4.8μmκ-Al₂O₃直接沉积在粘结层上。使用与样品A、B和C所述相同的气体混合物在两个工艺步骤中沉积κ-Al₂O₃。第一步骤进行10分钟并且调整第二步骤，以得到κ-Al₂O₃总厚度为4.8μm。

XRD分析

为了研究κ-Al₂O₃多层的织构，使用配备有PIXcel检测器的PANalytical CubiX³衍射仪在侧刀面上进行X射线衍射(XRD)。将涂层切削工具安装在样品架中，以确保样品的侧刀面与样品架的参考表面平行，并且侧刀面也处于适当的高度。在45kV的电压和40mA的电流下，使用Cu-Kα辐射进行测量。使用1/2度的防散射狭缝和1/4度的发散狭缝。来自涂层切削工具的衍射强度在15°至140°2θ的范围内测量，即在入射角θ为7.5至70°的范围内测量。

提供了XRD衍射图中的峰强度。样品A和样品D的衍射图(未应用校正)分别显示在图3和图4中。在图3中，对于(0 0 2)、(0 0 4)和(0 0 6)晶面，来自{0 0I}晶面的峰分别在2θ＝19.85°、40.33°和62.24°显示出高强度。与ICDD的00-052-0803号PDF卡相比，这些峰似乎对于(0 0 2)、(0 0 4)和(0 0 6)晶面分别具有11％、8％和7％的强度。根据00-052-0803号PDF卡的最强峰是(1 1 2)，这在图3中很难观察到。00-052-0803号PDF卡中的第二最强峰是(0 1 3)，其在图3中作为弱峰可以观察到。样品A的κ-Al₂O₃多层显示强的织构，其中{00I}晶面与表面平行。在图4中，来自(1 1 2)晶面和(0 1 3)的反射清晰可见。表2中列出了用于确定样品的κ-Al₂O₃子层织构的κ-Al₂O₃峰的2θ值以及这些峰的强度。

表2.来自κ-Al₂O₃ XRD衍射图的峰强度(峰面积)，将其归一化，使得最强的κ-Al₂O₃峰强度设置为100.0。

峰(h k l)	2θ(°)	样品A	样品B	样品C	样品D
						(0 0 2)	19.85°	100.0	100.0	100.0	1.4
(0 1 3)	31.89°	17.0	71.9	10.4	19.5
						(1 2 2)	34.81°	5.3	22.7	1.8	100.0
(0 0 4)	40.34°	64.0	60.4	65.0	1.0
						(0 0 6)	62.30°	26.1	25.0	24.7	0.5

还研究了TiCN和α-Al₂O₃层的织构。通过使用CuKα辐射和θ-2θ扫描的X射线衍射来测量织构系数TC(hkl)。在计算中使用哈里斯公式

其中I(hkl)是所测量的(hkl)反射晶面的强度(峰面积)，I₀(hkl)是标准强度，n是在计算中使用的反射级数，并且(hkl)是使用的反射晶面。在TiCN层和α-Al₂O₃层的织构分析中，对薄膜校正和覆盖层的吸收校正进行了校正。通过汇总6个TiN子层和6个κ-Al₂O₃子层的厚度来归纳由于多层中的吸收引起的校正，并且如同只有一个TiN层和一个κ-Al₂O₃层覆盖研究层那样进行计算。

对于TiCN层，使用ICDD的42-1489号PDF卡，反射级数为7，并且使用的(hkl)反射晶面是(1 1 1)、(2 0 0)、(2 2 0)、(3 1 1)、(3 3 1)、(4 2 0)和(4 2 2)。对TiCN层应用了薄膜校正，并对上述各层即α-Al₂O₃层、κ-Al₂O₃子层和TiN子层中的吸收进行了数据校正。结果示于表3。

对于α-Al₂O₃层，使用ICDD的00-010-0173号PDF卡，反射级数为8，并且使用的(hkl)反射晶面是(1 0 4)、(1 1 0)、(1 1 3)、(0 2 4)、(1 1 6)、(2 1 4)、(3 0 0)和(0 0 12)。对α-Al₂O₃层应用了薄膜校正，并对上述各层即κ-Al₂O₃子层和TiN子层中的吸收进行了数据校正。结果示于表4。

表3.TiCN的织构系数。

表4.α-Al₂O₃的织构系数。

样品	TC104	TC110	TC113	TC024	TC116	TC214	TC300	TC0012
									A	0.08	0.82	0.04	0.23	0.04	0.04	0.00	6.74
B	0.36	0.52	0.14	0.36	0.37	0.13	0.05	6.07
									C	0.03	1.23	0.02	0.19	0.04	0.08	0.00	6.42

磨损测试

使用以下切削数据在滚珠轴承钢(Ovako 825B)的纵向车削中评估ISO型CNMG120408的涂层切削刀片的抗月牙洼磨损性：

切削速度v_c：220m/分钟

切削进给f：0.3mm/转

切削深度a_p：2mm

将与水混溶的金属加工液用于冷却。

以2分钟的时间间隔测试每个刀片，其中在每次断裂时测量月牙洼磨损。当首次暴露涂层下面的基材时，可以认为已达到刀片的使用寿命。两项测试的寿命如表5所示。

表5.磨损结果

对于测试2中的样品A，虽然没有基材暴露，但是测试要在44分钟后结束，因此使用寿命指示为>44分钟。

从切削测试可以得出结论，在滚珠轴承钢的纵向车削中，00I取向的样品A和C均比样品D显示更高的抗月牙洼磨损性。样品A和样品C的涂层中的1μmα-Al₂O₃层不能单独解释与样品D相比耐磨性的巨大差异。因此，认为κ-Al₂O₃的高00I取向是有利的。样品A的性能优于样品C，并且这些涂层之间的区别在于样品A具有κ-Al₂O₃多层，而样品C具有单一κ-Al₂O₃层。因此，具有良好取向的00I-κ-Al₂O₃多层的样品A是测试中性能最好的样品。

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