ПОКРЫТОЕ ИЗДЕЛИЕ С НАНОСЛОЙНОЙ СИСТЕМОЙ ПОКРЫТИЯ

1. Покрытая режущая пластина для применения в операции по снятию материала со стружкообразованием, причем режущая пластина включает:
основу и систему износостойкого покрытия, где система износостойкого покрытия включает:
систему покрытия в виде промежуточных многократно повторяющихся нанослоев, содержащую титан, алюминий, хром и азот; и
систему покрытия в виде промежуточных многократно повторяющихся нанослоев, содержащую множество наборов в виде комбинаций чередующихся слоев, где каждая из комбинаций чередующихся слоев содержит базовый слой, включающий титан, алюминий и азот, и нанослойную область, включающую множество наборов чередующихся нанослоев, где каждый набор чередующихся нанослоев содержит один нанослой, включающий алюминий, хром, титан и азот, и другой нанослой, включающий алюминий, хром, титан и азот, причем базовый слой имеет толщину базового слоя, и нанослойная область имеет толщину нанослойной области, причем толщина базового слоя меньше, чем толщина нанослойной области.
y
1-y
y
x
1-(x+y)
p
q
1-(p+q)
2. Покрытая режущая пластина по п.1, где базовый слой включает (TiAl)N, где 0,2 ≤ y ≤ 0,65; и один нанослой набора чередующихся нанослоев в нанослойной области включает (TiCrAl)N, где 0 < x ≤ 0,15 и 0,2 ≤ y ≤ 0,65, и другой нанослой набора чередующихся нанослоев в нанослойной области включает (TiAlCr)N, где 0,2 ≤ p ≤ 0,65 и 0,01 ≤ q ≤ 0,65 и (p + q) < 1.
3. Покрытая режущая пластина по п.1, где система износостойкого покрытия дополнительно включает:
нижний слой, содержащий алюминий, хром и азот;
верхний слой, содержащий алюминий, хром и азот, и при этом нижний слой находится ближе к основе, чем верхний слой;
нижнюю переходную область покрытия, включающую множество наборов чередующихся нижних переходных нанослоев, где каждый набор чередующихся нижних переходных нанослоев содержит один нижний переходный нанослой, включающий алюминий, хром, титан и азот, и другой нижний переходный нанослой, включающий алюминий, хром, титан и азот, причем нижняя переходная область покрытия обеспечивает переход между системой покрытия в виде промежуточных многократно повторяющихся нанослоев и нижним слоем;
верхнюю переходную область покрытия, включающую множество наборов чередующихся верхних переходных нанослоев, где каждый набор чередующихся нанослоев содержит один верхний переходный нанослой, включающий алюминий, хром, титан и азот, и другой верхний переходный нанослой, включающий алюминий, хром, титан и азот, причем верхняя переходная область покрытия обеспечивает переход между системой покрытия в виде промежуточных многократно повторяющихся нанослоев и верхним слоем; и
систему покрытия в виде промежуточных многократно повторяющихся нанослоев, которая находится между нижней переходной областью покрытия и верхней переходной областью покрытия.
4. Покрытая режущая пластина по п.3, где нижняя переходная область покрытия имеет нижнюю переходную толщину, верхняя переходная область покрытия имеет верхнюю переходную толщину, и где нижняя переходная толщина меньше, чем толщина нанослойной области, и верхняя переходная толщина меньше, чем толщина нанослойной области.
5. Покрытая режущая пластина по п.3, где нижний слой имеет толщину нижнего слоя в диапазоне от приблизительно 20 нм до приблизительно 500 нм, и верхний слой имеет толщину верхнего слоя в диапазоне от приблизительно 300 нм до приблизительно 2000 нм; каждый набор в виде комбинаций чередующихся слоев имеет толщину в диапазоне от приблизительно 200 нм до приблизительно 1400 нм; и наборы в виде чередующихся нанослоев имеют периодичность в диапазоне от приблизительно 2 нм до приблизительно 50 нм.
6. Покрытая режущая пластина по п.3, где
a
1-a
нижний слой включает (AlCr)N, и где 0,2 ≤ a ≤ 0,7;
a
1-a
верхний слой включает (AlCr)N, и где 0,2 ≤ a ≤ 0,7;
y
x
1-(x+y)
p
q
1-(p+q)
один верхний переходный нанослой включает (TiCrAl)N, где 0 < x ≤ 0,15 и 0,2 ≤ y ≤ 0,65, и другой верхний переходный нанослой включает (TiAlCr)N, где 0,2 ≤ p ≤ 0,5 и 0,01 ≤ q ≤ 0,65 и (p + q) < 1; и
y
x
1-(x+y)
p
q
1-(p+q)
один нижний переходный нанослой включает (TiCrAl)N, где 0 < x ≤ 0,15 и 0,2 ≤ y ≤ 0,65, и другой нижний переходный нанослой включает (TiAlCr)N, где 0,2 ≤ p ≤ 0,5 и 0,01 ≤ q ≤ 0,65 и (p + q) < 1.
7. Покрытая режущая пластина по п.3, где нижний слой имеет теплопроводность нижнего слоя, и базовый слой имеет теплопроводность базового слоя, и теплопроводность нижнего слоя меньше, чем теплопроводность базового слоя; а верхний слой имеет теплопроводность верхнего слоя, и теплопроводность верхнего слоя меньше, чем теплопроводность базового слоя.
8. Покрытая режущая пластина по п.3, где нижний слой, верхний слой, верхняя переходная область покрытия, нижняя переходная область покрытия и система покрытия в виде промежуточных многократно повторяющихся нанослоев, каждая дополнительно включает один или более металлов из группы IVb, Vb и VIb периодической таблицы и алюминий, и кремний.
9. Покрытая режущая пластина по п.3, где нижний слой, верхний слой, верхнюю переходную область покрытия, нижнюю переходную область покрытия и систему покрытия в виде промежуточных многократно повторяющихся нанослоев, каждую наносят с помощью нанесения покрытия осаждением из паров.
y
1-y
s
t
y
x
1-(x+y)
s
t
p
q
1-(p+q)
s
t
10. Покрытая режущая пластина по п.1, где система покрытия в виде промежуточных многократно повторяющихся нанослоев дополнительно включает углерод, и базовый слой включает (TiAl)CN, и где 0,2 ≤ y ≤ 0,65 и s + t = 1, один нанослой набора чередующихся нанослоев в нанослойной области включает (TiCrAl)CN, где 0 < x ≤ 0,15 и 0,2 ≤ y ≤ 0,65 и s + t = 1, и другой нанослой набора чередующихся нанослоев в нанослойной области включает (TiAlCr)CN, где 0,2 ≤ p ≤ 0,5 и 0,01 ≤ q ≤ 0,65 и (p + q) < 1 и s + t = 1.
11. Покрытая режущая пластина по п.1, где система износостойкого покрытия дополнительно включает:
a
1-a
s
t
нижний слой, содержащий алюминий, хром, азот и углерод согласно формуле (AlCr)CN, и где 0,2 ≤ a ≤ 0,7, и s + t = 1;
a
1-a
s
t
верхний слой, содержащий алюминий, хром, азот и углерод согласно формуле (AlCr)CN и где 0,2 ≤ a ≤ 0,7, и s + t = 1;
причем нижний слой находится ближе к основе, чем верхний слой;
нижнюю переходную область покрытия, включающую множество наборов чередующихся нижних переходных нанослоев, где каждый набор чередующихся нижних переходных нанослоев содержит один нижний переходный нанослой, включающий алюминий, хром, титан, азот и углерод, и другой нижний переходный нанослой, включающий алюминий, хром, титан, азот и углерод, причем нижняя переходная область покрытия обеспечивает переход между системой покрытия в виде промежуточных многократно повторяющихся нанослоев и нижним слоем;
верхнюю переходную область покрытия, включающую множество наборов чередующихся верхних переходных нанослоев, где каждый набор чередующихся нанослоев содержит один верхний переходный нанослой, включающий алюминий, хром, титан, азот и углерод, и другой верхний переходный нанослой, включающий алюминий, хром, титан, азот и углерод, причем верхняя переходная область покрытия обеспечивает переход между системой покрытия в виде промежуточных многократно повторяющихся нанослоев и верхним слоем; и
систему покрытия в виде промежуточных многократно повторяющихся нанослоев, которая находится между нижней переходной областью покрытия и верхней переходной областью покрытия.
12. Покрытая режущая пластина по п.1, где режущая пластина имеет наклонные поверхности и боковые поверхности, причем наклонные поверхности пересекают боковые поверхности с образованием режущих кромок на их пересечении.
13. Покрытая режущая пластина по п.1, где основа включает один из следующих материалов: быстрорежущая сталь, цементированные карбиды, включая карбид кобальта-вольфрама, керамика, включая SiAlON и оксид алюминия, и нитрид кремния, металлокерамические материалы, включая материалы на основе карбида титана, и сверхтвердые материалы, включая спеченный кубический нитрид бора и спеченный алмаз.
14. Покрытая режущая пластина для применения в операции по снятию материала со стружкообразованием, причем режущая пластина включает:
основу и систему износостойкого покрытия, где система износостойкого покрытия включает:
систему покрытия в виде промежуточных многократно повторяющихся нанослоев, содержащую титан, алюминий, хром и X;
систему покрытия в виде промежуточных многократно повторяющихся нанослоев, включающую множество наборов в виде комбинаций чередующихся слоев, где каждая из комбинаций чередующихся слоев содержит базовый слой, включающий титан, алюминий и X, и нанослойную область, включающую множество наборов чередующихся нанослоев, где каждый набор чередующихся нанослоев содержит один нанослой, включающий алюминий, хром, титан и X, и другой нанослой, включающий алюминий, хром, титан и X;
где X включает любой один из следующих компонентов: азот; углерод; бор; углерод и азот; бор и азот; углерод, и бор, и азот; азот и кислород; углерод и кислород; бор и кислород; углерод, и азот, и кислород; бор, и азот, и кислород; и углерод, и бор, и азот, и кислород; и
при этом базовый слой имеет толщину базового слоя и нанослойная область имеет толщину нанослойной области, где толщина базового слоя меньше, чем толщина нанослойной области.
15. Покрытая режущая пластина по п.14, где система износостойкого покрытия дополнительно включает:
нижний слой, содержащий алюминий, хром и X;
верхний слой, содержащий алюминий, хром и X, и где нижний слой находится ближе к основе, чем верхний слой;
нижнюю переходную область покрытия, включающую множество наборов чередующихся нижних переходных нанослоев, где каждый набор чередующихся нижних переходных нанослоев содержит один нижний переходный нанослой, включающий алюминий, хром, титан и X, и другой нижний переходный нанослой, включающий алюминий, хром, титан и X, причем нижняя переходная область покрытия обеспечивает переход между системой покрытия в виде промежуточных многократно повторяющихся нанослоев и нижним слоем;
верхнюю переходную область покрытия, включающую множество наборов чередующихся верхних переходных нанослоев, где каждый набор чередующихся верхних переходных нанослоев содержит один верхний переходный нанослой, включающий алюминий, хром, титан и X, и другой верхний переходный нанослой, включающий алюминий, хром, титан и X, причем верхняя переходная область покрытия обеспечивает переход между системой покрытия в виде промежуточных многократно повторяющихся нанослоев и верхним слоем; и
систему покрытия в виде промежуточных многократно повторяющихся нанослоев, которая находится между нижней переходной областью покрытия и верхней переходной областью покрытия.
16. Покрытая режущая пластина по п.15, где X содержит любой один компонент из следующих: азот; углерод; бор; углерод и азот; бор и азот; углерод, и бор, и азот; азот и кислород; углерод и кислород; бор и кислород; углерод, и азот, и кислород; бор, и азот, и кислород; и углерод, и бор, и азот, и кислород.
17. Способ нанесения системы покрытия, включающий этапы, на которых:
наносят систему покрытия в виде промежуточных многократно повторяющихся нанослоев, содержащую титан, алюминий, хром и X, причем этап, на котором наносят систему покрытия в виде промежуточных многократно повторяющихся нанослоев, включает стадии, на которых:
наносят множество наборов в виде комбинаций чередующихся слоев, где нанесение каждой комбинации чередующихся слоев включает стадии, на которых:
наносят базовый слой, включающий титан, алюминий и X; и
наносят нанослойную область, что включает следующие этапы:
наносят множество наборов чередующихся нанослоев, включая этапы, на которых:
наносят один нанослой, включающий титан, алюминий, хром, и X, и
наносят другой нанослой, включающий алюминий, хром, титан и X.
18. Способ нанесения системы покрытия по п.17, дополнительно включающий этапы, на которых:
обеспечивают основу режущей пластины;
перед нанесением системы покрытия в виде промежуточных многократно повторяющихся нанослоев наносят как можно ближе к основе нижний слой, содержащий алюминий, хром и X;
этап, на котором наносят систему покрытия в виде промежуточных многократно повторяющихся нанослоев, дополнительно включает нанесение системы покрытия в виде промежуточных многократно повторяющихся нанослоев на нижний слой; и
наносят верхний слой на систему покрытия в виде промежуточных многократно повторяющихся нанослоев, где верхний слой включает алюминий, хром и X.
19. Способ нанесения системы покрытия по п.18, дополнительно включающий этапы, на которых:
после нанесения нижнего слоя и до нанесения системы покрытия в виде промежуточных многократно повторяющихся нанослоев наносят нижний переходный слой, включающий множество наборов чередующихся нижних переходных нанослоев, включая этапы, на которых:
наносят множество наборов чередующихся нижних переходных нанослоев, включая этапы, на которых:
наносят один нижний переходный нанослой, включающий титан, алюминий хром, и X, и
наносят другой нижний переходный нанослой, включающий алюминий, хром, титан и X;
после нанесения системы покрытия в виде промежуточных многократно повторяющихся нанослоев наносят верхний переходный слой, включающий множество наборов чередующихся верхних переходных нанослоев, включая этапы, на которых:
наносят множество наборов чередующихся верхних переходных нанослоев, включая этапы, на которых:
наносят один верхний переходный нанослой, включающий титан, алюминий, хром, и X, и
наносят другой верхний переходный нанослой, включающий алюминий, хром, титан и X.
20. Способ нанесения системы покрытия по п.17, где X содержит любой один из следующих компонентов: азот; углерод; бор; углерод и азот; бор и азот; углерод, и бор, и азот; азот и кислород; углерод и кислород; бор и кислород; углерод, и азот, и кислород; бор, и азот, и кислород; и углерод, и бор, и азот, и кислород.
21. Покрытое изделие, включающее:
основу и систему износостойкого покрытия, где система износостойкого покрытия включает:
систему покрытия в виде промежуточных многократно повторяющихся нанослоев, содержащую титан, алюминий, хром и азот; и
систему покрытия в виде промежуточных многократно повторяющихся нанослоев, включающую множество наборов в виде комбинаций чередующихся слоев, где каждая из комбинаций чередующихся слоев содержит базовый слой, включающий титан, алюминий и азот, и нанослойную область, включающую множество наборов чередующихся нанослоев, где каждый набор чередующихся нанослоев содержит один нанослой, включающий алюминий, хром, титан и азот, и другой нанослой, включающий алюминий, хром, титан и азот, и базовый слой, имеющий толщину базового слоя, и нанослойную область, имеющую толщину нанослойной области, где толщина базового слоя меньше, чем толщина нанослойной области.
y
1-y
y
x
1-(x+y)
p
q
1-(p+q)
22. Покрытое изделие по п.21, где базовый слой включает (TiAl)N, где 0,2 ≤ y ≤ 0,65; и один нанослой набора из чередующихся нанослоев в нанослойной области включает (TiCrAl)N, где 0 < x ≤ 0,15 и 0,2 ≤ y ≤ 0,65, и другой нанослой набора чередующихся нанослоев в нанослойной области включает (TiAlCr)N, где 0,2 ≤ p ≤ 0,65 и 0,01 ≤ q ≤ 0,65 и (p + q) < 1.
23. Покрытое изделие по п.21, где основа включает один из следующих материалов: быстрорежущая сталь, цементированные карбиды, включая карбид кобальта-вольфрама, керамика, включая SiAlON и оксид алюминия, и нитрид кремния, металлокерамические материалы, включая материалы на основе карбида титана, и сверхтвердые материалы, включая спеченный кубический нитрид бора и спеченный алмаз.