具有铂族金属浓度梯度的涂层切削工具及相关方法

专利名称：具有铂族金属浓度梯度的涂层切削工具及相关方法
技术领域：
本发明公开涉及金属加工工具(例如切削工具)，该金属加工工具在诸如烧结碳化物(cemented carbide)材料之类的基底上包含涂层。此外，本发明公开还涉及用于生产在基底上包含涂层的切削工具的方法。
背景技术：
由烧结的硬颗粒构成的切削工具和切削插入件(inserts)用于机械加工操作中，例如切削、钻孔、铰孔、锥形扩孔(countersinking)、平底扩孔(counterboring)、铣削 (milling)、车削(turning)、切槽、攻丝(threading)和攻螺纹(tapping)。如本文所用，“烧结的硬颗粒”和“烧结的硬颗粒材料”是指包含在相对软的金属粘合剂中分散并烧结的相对硬的颗粒的材料。烧结的硬颗粒材料的实例为烧结碳化物材料。此外，如本文所用，“烧结的”制品为包含烧结的硬颗粒材料的制品。用于制造烧结的切削工具的方法可以涉及使冶金粉末(例如硬颗粒与金属粘合剂粉末的混合物)固结从而形成紧实体(compact)。该紧实体可以被烧结，从而形成具有固态的(solid)整体式构造(monolithic construction) 的工具坯件。在烧结后，烧结的工具坯件可以经过机械加工从而形成工具所需的ー种或多种切削刃或其他特定几何形状的特征。由于拉伸強度、耐磨性和韧性的结合而使得在粘合剂中包含烧结的硬颗粒的烧结的切削工具在エ业上是重要的，其中所述的结合为这些材料的特征。所述的硬颗粒可以包括例如在元素周期表中IIIA、以及IVB至VIB族的元素的碳化物、氮化物、硼化物、硅化物或氧化物。实例为碳化钨。所述的粘合剂可以为金属或金属合金，例如钴、镍、铁或这些金属的合金。所述的粘合剂将硬颗粒胶结(cements)在连续的且相互连接的基质中。烧结的材料的物理和化学性质部分取决于用于形成所述材料的冶金粉的单个的成分。烧结的硬颗粒材料的性质可以取决于例如硬颗粒的化学組成、硬颗粒的平均粒径及粒径分布、粘合剂的化学组成以及在基底中粘合剂与硬颗粒的比例。在钴粘合剂中烧结的碳化钨硬颗粒为普通的烧结碳化物材料，该材料在金属加工工具中具有用途，例如车削工具和插入件、铣削工具和插入件、钻孔工具和插入件、攻丝エ 具和插入件、以及切槽工具和插入件(统称为“切削工具”)。如本文所用，术语“切削工具” 包括用于模块切削工具的整体切削工具和插入件。发明概述本文所公开的实施方案涉及切削工具。该切削工具包含基底和位于该基底的至少一部分上的至少ー个耐磨涂层。所述的基底包含硬颗粒和粘合剤。该粘合剂包含至少ー种钼族金属和/或铼的近表面浓度梯度。本文所公开的其他实施方案涉及用于生产切削工具的方法。该方法包括将至少一种钼族金属和/或铼沉积在基底的至少一部分表面上。所述的基底包含硬颗粒和粘合剤。 在足以使至少ー种钼族金属和/或铼扩散到粘合剂中的温度和时间下加热所述的其上沉积有至少ー种钼族金属的基底。扩散到粘合剂中的至少ー种钼族金属在粘合剂中形成了近表面的钼族金属浓度梯度。应该理解的是本发明不限于发明概述中公开的这些实施方案。本发明预期涵盖在如唯独通过权利要求定义的本发明的范围内的修改和其他主題。附图简述可以參见附图而更好地理解本发明所公开的非限定性实施方案的某些特征。

图1A、1B和IC为示出了根据ASTM/IS0标准、名称为)(DLW120508SR-D的切削插入件的非限定性实施方案的图；图IA为切削插入件的透视图；图IB为切削插入件的俯视图； 图IC为切削插入件的侧面图。图2A为在图1A、1B和IC中所示的切削插入件的横截面；图2B为图2A中所示的切削插入件的部分的放大图；图2C为图2B所示的切削插入件的部分的备选图，并且还包含示出了在切削插入件部分的近表面区域中的钼族金属浓度梯度的叠置图。图3为作为由WC-IlCo基底(11重量％钴粘合剂基材料和87_89重量％碳化钨颗粒，可以加入少量的TiC/TaC/NbC)表面开始的深度的函数的、辉光放电光学发射光谱 (GD-OES)的放射的半对数图(钨、钴、碳和钌的相对强度值)，其中所述的基底涂敷有4微米的钌层，并通过1325°C和60分钟热处理循环来进行加工，从而形成作为扩散循环的结果的、如图所示的近表面的钌浓度梯度。图4为比较了工具磨损测试的试验结果的柱状图，其中所述的测试是针对三(3) 种类型的CVD涂敷的ADKT1505PDER-47切削插入件进行的，其中所述的插入件包含不同的基底，并对Ti-6A1-4Vエ件进行机械加工。图5为比较了工具磨损测试的试验结果的柱状图，其中所述的测试是针对三(3) 种类型的CVD涂敷的APKT1604PDER-43切削插入件进行的，其中所述的插入件包含不同的基底，并对Ti-6A1-4Vエ件进行机械加工。图6为比较了工具磨损测试的试验结果的柱状图，其中所述的测试是针对三(3) 种类型的CVD涂敷的)(DLT120508ER-D41切削插入件进行的，其中所述的插入件包含不同的基底，并对Ti-6A1-4Vエ件进行机械加工。图7为比较了工具磨损测试的试验结果的柱状图，其中所述的测试是针对三(3) 种类型的CVD涂敷的)(DLT120508ER-D41切削插入件进行的，其中所述的插入件包含不同的基底，并对Ti-6A1-4Vエ件进行机械加工。图8为比较了工具磨损测试的试验结果的柱状图，其中所述的测试是针对十八 (18)种类型的CVD涂敷的CNMG432-4T切削插入件进行的，其中所述的插入件包含不同的基底，并对4340钢エ件进行机械加工。图9为比较了工具磨损测试的试验结果的柱状图，其中所述的测试是针对八(8) 种类型的CVD涂敷的CNMG432-4E切削插入件进行的，其中所述的插入件包含不同的基底， 并对Ti-6A1-4Vエ件进行机械加工。图10为比较了工具磨损测试的试验结果的柱状图，其中所述的测试是针对两(2) 种类型的CVD涂敷的RCMR96S-4M切削插入件进行的，其中所述的插入件包含不同的基底， 并对1036钢エ件的两处不同的区域进行机械加工。图11为比较了工具寿命测试的试验结果的柱状图，其中所述的测试是针对六(6) 种类型的CVD涂敷的ADKT1505PDER-47切削插入件进行的，其中所述的插入件包含不同的基底，并对Ti-6A1_4Vエ件进行机械加工。发明详述应该理解的是所公开的实施方案的某些描述已经被简化为仅示出与清楚地理解所公开的实施方案相关的这些元件、特征和方面，同时为了清楚的目的，除去了其他的元件、特征和方面。本领域的普通技术人员在思考所公开的实施方案的目前的这些描述时，会意识到在所公开的实施方案的具体实施或应用中，其他的元件和/或特征可能是理想的。 但是，由于普通技术人员在思考所公开的实施方案的目前的描述时会容易地弄清此类其他的元件和/或特征，并且这些元件和/或特征对于完整地理解所公开的实施方案并非是必须的，所以本文并未提供这些元件和/或特征的描述。因此，应该理解的是本文所列的描述仅仅是所公开实施方案的示例和说明，并不易于限定本发明的范围，本发明的范围仅由权利要求书定义。在本发明公开中，除非另作说明，表示量或特征的所有数字在所有的情况下都被理解为由术语“大约”开始并修饰。因此，除非作出相反说明，在以下描述中列出的任何数值參数都可以根据人们根据本发明公开在组成和方法中所试图获得的所需的性质而改变。 最少地并且并非试图将等价物的应用教条地限定为权利要求的范围，本说明书中所述的各个数值參数都应该根据所报告的有效数字的数值以及通过应用普通的舍入技术来解释。此外，本文所述的任何数值的范围都将包含其中所归入的所有子范围。例如，“ 1至 10”的范围将包含在所述的最小值1和所述的最大值10之间(包括)的所有子范围，即，具有等于或大于1的最小值及等于或小于10的最大值。本文所述的任何最大数值极限都将包含其中所归入的所有较小数值极限，并且本文所述的任何最小数值极限都将包含其中所归入的所有较大的数值极限。因此，本申请人保留了修改本发明公开的权利(包括权利要求)，以便清楚地描述本文所清楚地描述的范围内的任何子范围。所有这些范围都将固有地在本文中公开，以便清楚地描述任何这些子范围的修改都符合35U. S. C. § 112第一段和 35U. S. C. § 132(a)的要求。如本文所用，语法冠词“一”、“ー个”、“ー种”以及“该”都将包含“至少一”或者“一或多”，除非另作说明。因此，所述的冠词在本文中用于指ー或多于ー(即，至少一)的该冠词的语法对象。例如，“ー种成分”是指ー种或多种成分，因此可能的是，多于ー种的成分被考虑，并且被应用或使用。更确切地说以參考方式全部或部分地并入本文的任何专利、出版物或其他公开材料全部地并入本文，但是仅仅达到所并入的材料不会与在本发明公开中所清楚地列出的现有定义、陈述或其他公开材料发生冲突的程度。因此，在必要的情况下，本文所列的表达公开取代了通过引用方式并入本文的任何发生冲突的材料。更确切地说以引用方式并入本文的、但是与本文所列的现有定义、陈述或其他公开材料冲突的任何材料或其部分仅以不会引起并入的材料与现有的公开材料之间的冲突的程度并入。烧结碳化物为金属-基质复合物，其包含一种或多种过渡金属的碳化物作为在例如钴、镍和/或铁(或这些这些金属的合金)的粘合剂中分散并烧结的硬颗粒。在这种方式下，硬颗粒形成了分散相，并且粘合剂形成了连续相。烧结碳化物提供了用于作为切削エ 具(包含例如车削插入件和铣削插入件)的強度、韧性和耐磨/耐腐蚀(即，磨损)的有吸引力的組合。在不同的可行的硬颗粒组合中，包含碳化钨作为硬颗粒以及钴作为粘合剂相的烧结碳化物为在难以进行机械加工的材料(例如钛和钛合金、镍和镍合金、超耐热合金、 不锈钢和延性铁)上进行金属加工操作的切削工具的通常选择。在烧结碳化物切削工具中的两种失效模式为由于机械冲击而破裂以及由于热冲击而破裂。这些失效模式在例如车削插入件和铣削插入件中遇到。机械冲击通常在铣削应用中、在具有断续切削(interrupted cuts)的车削应用中以及在机器或エ件(例如涡轮叶片机加工)中刚性并非最佳的任何机械加工应用中遇到。热冲击通常在难以进行机械加工的操作(例如高生产性的机械加工方法以及具有低热传导性以及高屈服应カ值的机械加 エ材料)中遇到。使用冷冻剂以避免切削工具的热变形可能具有増加热冲击的量的不利作用。
在铣削应用中，切削工具在铣削刀体的各个旋转过程中经历了热循环。随着插入件在各旋转中进入及离开工作材料，当插入件切削材料时其会变热而在未切削材料时其会冷却。在铣削操作中使用冷冻剂会恶化热冲击的量级。由于在热循环过程中较大的温度转换而使得热冲击増大，会导致通过热疲劳而使得插入件失效。在插入件的热循环过程中，插入件的不同部分之间的热膨胀差异会引起基底中破裂的形成并连续传播。在切削工具中两种其他的失效模式为热变形以及磨料磨损。由于切削插入件的切削刃的温度可以超过1000°c，所以粘合剂会失去其強度，并开始在切削操作中变形。耐磨涂层可以有助于基底与高温绝热；但是，基底仍可以达到开始变形(由于粘合剂材料的热硬度的缺乏)的温度。向粘合剂中加入较高熔融温度的元素或合金会増加其热硬度，并有助于避免热变形。此外，如果耐磨涂层被腐蚀并使基底暴露，则热硬度的增加还可会有助于最小化磨料磨损。在烧结的硬颗粒材料的粘合剂中使用至少ー种钼族元素和/或铼可以改善烧结的切削工具的性能。钼族元素(元素周期表中的VIIIB族)和铼(VIIB族)为具有相对高的熔点的硬的且有光泽的白色金属。钼族元素有时被称为“贵金属”，这是由于它们表现出与其他元素的极低的反应性，并且它们在室温下不会失去光泽。此外，钼族元素和铼还耐腐蚀，并且不容易在固溶体中形成碳化物。这些特征使得钼族元素和铼在烧结的硬颗粒基底 (例如烧结碳化物基底)中改性粘合剂相，而不干扰基底中的碳平衡。向烧结碳化物的粘合剂中加入至少ー种钼族元素和/或铼也可增强固溶体，从而改善烧结的基底的断裂韧性和硬度。钼族元素和铼具有适当地高于烧结硬颗粒材料的典型粘合剂的基础材料的熔点温度。添加钼族元素和/或铼的粘合剂可以表现为热变形抗性増加。某些钼族元素、铼以及典型的粘合剂基础材料的所选性质示于表1中。表 1元素原子序数熔点(°c)密度(g/cm3)原子半径(A)晶体结构钌44231012.301.89HCP铑45196612.401.83FCC名巴46155412.021.79FCC铼75318020.531.97HCP锇76270022.481.92HCP铱77241022.421.97FCC铂78177221.451.83FCC铁2615387.871.26BCC钴2714958.901.25HCP/FCC镍2814538.911.24FCC
本文所公开的非限定性实施方案涉及包含涂敷的基底的切削工具。所述的基底可
以包括烧结的硬颗粒材料，该材料包含硬颗粒和粘合剤。粘合剂可以包括基础材料以及扩散到该基础材料中的至少ー种钼族金属的近表面浓度梯度。如本文所用，术语“钼族金属”(以及縮写“PGM”)包含元素周期表的VIIB和VIIIB 族的金属。PGM包含例如钼，钯，铱，铑，锇，钌，任何这些金属的固溶体，以及任何这些金属的合金。此外，为了简化该描述，如本文所用，术语“钼族金属，，及縮写“PGM”还包含VIIB族金属铼、铼的固溶体以及铼的合金。如本文所用，术语“基础材料”是指形成基底的粘合剂相的大多数(bulk)的金属或合金，其中所述的基底包含在粘合剂中分散且烧结的硬颗粒。按照这种方式，在本发明公开中描述的多个实施方案可以包括含有粘合剂的基底，其中所述的粘合剂包含基础材料以及在所述的粘合剂基础材料中形成的近表面的PGM浓度梯度。在多个非限定性实施方案中，粘合剂的基础材料可以包含例如钴、钴合金、镍、镍合金、铁、铁合金、或者任何这些材料的組合。例如，粘合剂的基础材料基本上可以分别由钴、镍或铁构成。或者，粘合剂的基础材料可以由钴合金、镍合金或铁合金形成。在包含由合金形成的基础材料的多个实施方案中，基础材料可以包含例如钴，镍，铁，钨，铬，钛，钽，钒， 钼，铌，锆，铪，碳，铜，锰，银，铝，或者任何它们的組合。在多个非限定性实施方案中，粘合剂的主体组成(bulk composition)可以基本上由基础材料构成。粘合剂的近表面組成可包含扩散到粘合剂的基础材料中的至少ー种PGM 的浓度梯度，其特征为在基底的表面处粘合剂中形成的PGM浓度最大，并且在表面以下随着深度増加而浓度降低。在多个非限定性实施方案中，在粘合剂的内部主体組成中的ー些点位处，PGM的浓度梯度可以降低至低于形成梯度的PGM浓度的主体PGM浓度。在多个非限定性实施方案中，在粘合剂的内部主体組成中的ー些点位处，PGM的浓度梯度可以降低至不高于偶存水平。如本文所用，术语“硬颗粒”是指硬的无机颗粒，其通过粘合剂烧结到整体的烧结硬颗粒材料基底中。该硬颗粒可以包括例如金属碳化物、金属氮化物、金属碳氮化物、金属硼化物、金属硅化物、金属氧化物、任何这些材料的固溶体或者任何这些材料的組合。在这些材料中的金属可以为元素周期表的IIIA族以及IVB至VIB族的ー种或多种元素。例如， 所述的金属可以选自钛，铬，钒，锆，铪，钽，钼，铌，钨，任何这些金属的固溶体和任何这些金属的组合。根据本发明公开的多个实施方案的基底可以包括在粘合剂中分散并烧结的硬颗粒，其特征为在至少一部分基底中粘合剂包含近表面的PGM浓度梯度。在多个非限定性的实施方案中，形成近表面浓度梯度的PGM可以包括铼，钌，锇， 铑，铱，钯，钼，或者任何这些金属的組合。在至少一部分基底中，PGM可以扩散到粘合剂的基础材料中。粘合剂的基础材料可以包括钴，镍，铁，任何这些金属的合金以及任何这些金属和/或合金的組合。PGM可以以降低的浓度梯度的方式存在，其中在基底的表面在基础材料中包含最大的PGM浓度，并且在基底的内部主体部分中，在基础材料中，PGM浓度连续地或者増量地降低至PGM的偶存水平或主体水平(bulk level)。根据本发明公开，至少ー个涂层可以存在于基底的至少一部分表面上。在多个非限定性实施方案中，至少ー个涂层可以包括耐磨涂层。至少ー个涂层可以包括例如金属碳化物、金属氮化物、金属碳氮化物、金属硼化物、金属硅化物、金属氧化物或任何这些材料的組合。在这些具体材料中的金属可以包括例如元素周期表的IIIA族、IVA族以及IVB至 VIB族的ー种或多种元素。例如，所述的金属可以包括钛，铬，钒，锆，铪，钽，钼，铌，钨，铝， 硼，硅，任何这些材料的固溶体或者任何这些材料的組合。普通的技术人员将意识到切削エ 具上传统包含的各种涂层会改善例如对热、磨损和/或冲击的抗性，并且如果与基底相客， 则任何这种涂层都可以包含在根据本发明公开的切削工具上。图1A、1B和IC示出了切削插入件10的非限定性实施方案。图IA为切削插入件 10的透视图。图IB为切削插入件10的俯视图。图IC为切削插入件的侧面图。可以根据 ASTM/1SO标准的)(DLW120508SR-D来描述切削插入件10。用于描述切削插入件的ASTM/ ISO标准可以被切削工具领域的普通技术人员所理解，并因此在此无需进ー步描述所述插入件的几何学。切削插入件10的实施方案包含切削刃11，顶表面12，侧壁13和端角(nose corner) 14。切削插入件10具有通常用于具有高进给速率的重型铣削操作的设计。图2A为图1A、1B和IC所示的切削插入件10的横截面。图2A示出了切削插入件 10的部分20，其包含切削刃11的一部分和顶表面12的一部分。图2B为切削插入件10的部分20的放大图，并且可以在图2A中识别。參见部分20所示，切削插入件10在基底22上包含涂层21。涂层21可以包括例如金属碳化物、金属氮化物、金属碳氮化物、金属硼化物、 金属硅化物、金属氧化物、或者任何这些材料的組合或多层设置。在这些材料中的金属可以包括例如铝，钛，铬，钒，锆，铪，钽，钼，铌，钨，硼，硅，或者任何这些材料的組合。基底22可以为烧结的硬颗粒材料，该材料包含在粘合剂中分散和烧结的硬颗粒。例如，并且无意于限定，硬颗粒可以包括金属碳化物、金属氮化物、金属碳氮化物、金属硼化物、金属硅化物和/ 或金属氧化物，并且所述的粘合剂可以包括钴，镍，铁和/或这些金属的合金。涂层21和基底22通过界面23分开。界面23包含基底的表面，在该表面上沉积有涂层21。基底22包含近表面区域M和主体区域(bulk regi0n)25。近表面区域M可以通过由基底表面/涂层界面23进入到基底的深度来定义。主体区域25可以通过超过近表面区域M以外的、进入到基底中的深度来定义，其从表面/涂层界面23以相同的方向测里。
在近表面区域M中的粘合剂可以包含基础材料以及至少ー种PGM的近表面浓度梯度，其中所述的PGM可以通过扩散技术或任何其他合适的技术而被引入到基础材料中。 在主体区域25中的粘合剂可以包含基础材料以及零或背景水平的PGM。如本文所用，材料的“背景”水平或浓度是指偶然的水平，通过材料中的杂质产生的水平，或者不会以显著的方式影响材料的性质的水平。在近表面区域M中粘合剂的组成的特征可以为在基底表面/ 涂层界面23处的粘合剂中PGM的浓度最大，并且在主体区域25中所述的最大PGM浓度通过近表面区域M降低至背景水平(例如參见图2C)。或者，在基底表面/涂层界面23处的粘合剂中PGM的浓度最大，并且在主体区域25中所述的最大PGM浓度通过近表面区域M 降低至主体PGM浓度。在主体区域中的主体PGM浓度高于背景PGM水平，但低于形成近表面区域M中的梯度的PGM浓度。在近表面区域M中的粘合剂的组成可以包含选自铼，钌，锇，铑，铱，钯，钼，以及任何这些金属的組合的PGM。PGM可以溶解于基础材料中，该基础材料可以选自钴，镍，铁， 任何这些金属的合金以及任何这些金属和合金的組合。在主体区域25中的粘合剂的组成可以基本不含PGM，S卩，该主体粘合剂的组成可以包含零或背景水平的PGM。或者，在主体区域25中的粘合剂的组成可以包含低于形成近表面区域M中的梯度的PGM浓度的主体PGM 浓度。在本发明公开所描述的切削工具的多个非限定性实施方案中，可以使用粉末冶金技术来形成基底。例如，可以使用本领域已知的技术使包含硬颗粒和粘合剂金属粉末的冶金粉混合物固化从而形成具有切削工具或其他制品的一般形状的紧实体。粘合剂金属粉末可以包括例如粉末形式的钴、镍和/或铁。此外，粘合剂金属粉末还可以包括例如粉末形式的钨，铬，钛，钽，钒，钼，铌，锆，铪和碳。在粘合剂的基础材料中，各种元素(例如钴、镍、铁、 它们的合金或者它们的組合)可以存在达到它们的溶解度极限，使得在随后的烧结过程中形成単一相粘合剤。此外，粘合剂金属粉末可以包含例如占烧结的単一相粘合剂的总重量至多5重量％水平的铜、锰、银和铝。本领域的普通技术人员会意识到烧结的硬颗粒基底的任何或所有构成成分可以以元素形式、作为化合物和/或作为母合金引入。在多个非限定性实施方案中，在混合、固结和烧结阶段，未将显著水平的PGM有意地加入到冶金粉或紧实体中。在多个其他的非限定性实施方案中，可以有意地将PGM加入到形成紧实体的冶金粉中。按照这种方式，可以在粘合剂中形成主体PGM浓度，但是前提条件是主体PGM浓度足够低从而可以在随后通过扩散或其他合适的机制形成近表面PGM浓度梯度(如下文所述)。可以使用本领域已知的技术烧结紧实体从而形成具有固态整体式构造的完成的部件或坯件。按照这种方式，所述的部件或坯件包含烧结的硬颗粒基底。该基底可以包含例如占基底总重量的70%至97%硬颗粒以及3%至30%的粘合剤。在烧结后，对坯件进行机械加工从而形成至少ー个切削刃和/或切削工具所需的特定几何学的其他特征。在该阶段，所述的基底包含在粘合剂的连续相中分散和烧结的硬颗粒，其中粘合剂包括例如钴、 镍、铁、这些金属的合金、或者这些金属和合金的組合。在多个实施方案中，烧结的基底不包含任何有意加入的显著水平的PGM，并且在该点处在基底中存在的任何PGM仅以背景水平存在。在多个其他的实施方案中，烧结的基底包含主体浓度的PGM，其不会阻止随后形成近表面的PGM浓度梯度。
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可以通过将包含至少ー种PGM的层沉积在烧结基底的至少ー个表面的至少一部分上而形成近表面PGM浓度梯度。可以在所述基底的部分表面上、所述基底的整个表面上或者所述基底的所有表面上施加包含至少ー种PGM的层。例如，可以将所述的层施加到前刀面、后刀面、切削刃、和/或切削工具基底的其他表面/边缘中的任意ー种或多种上。在多个非限定性实施方案中，沉积的PGM层的厚度可以取决于对于层的应用所采用的方法。例如，可以使用物理气相沉积(PVD)法来沉积PGM层，其中所述的方法在本质上是定向的。在多个实施方案中，通过PVD法施加的PGM层可以具有2至25微米的厚度，在一些实施方案中，厚度为2至10微米。通过非定向方法(例如电镀和电铸)沉积的PGM层可以具有至多250微米的PGM层厚度。根据PGM涂层的密度和使用的方法，分散在水或挥发性载体中的并且通过喷雾或刷涂施加的PGM可以具有250微米至765微米(大约0. 010英寸至0.030英寸)的PGM层厚度。按照这种方式，通过使用多种方法，可以仅在基底的预定的表面上选择性地沉积PGM，其中所述的预定的表面例如为切削刃、后刀面、前刀面、和/或易于磨损和/或失效的切削工具的其他表面。这可以减少改善工具性能所需的PGM的量， 这是因为表面性质的改性可以靶向烧结的切削工具的特定区域。在多个实施方案中，例如平板印刷术或其他合适的制膜技术(masking technique)可以用于将层的沉积仅限制在基底表面的某些区域中。当至少ー种PGM的层沉积在烧结的硬颗粒基底上之后，可以使用热处理步骤使施加的PGM扩散到基底中。由于由扩散PGM产生的扩散浓度梯度和扩散深度直接取决于热处理循环的时间和温度的參数，并且由于所得的切削工具的改善的性能取决于扩散的梯度和深度，所以热处理循环的时间和温度是重要的。例如，PGM或者PGM的組合在钴中的扩散在正常的烧结温度( 1400°C )下是相对快的。如果PGM扩散到粘合剂基础材料中太快，则不会适当地形成浓度梯度。因此，在多个实施方案中，可以在低于1400°C的温度下处理其上沉积有PGM的基底。在多个实施方案中，可以在1325°C至1375°C的温度范围下处理其上沉积有PGM的基底。在其他实施方案中，可以在1325°C或更低的温度下处理其上沉积有PGM 的基底。在多个实施方案中，可以将其上沉积有PGM的基底在1325°C的温度下处理60分钟的时间，从而通过使PGM扩散到粘合剂基础材料中而得到所需的近表面浓度梯度。在多个实施方案中，可以将PGM沉积步骤和随后的热处理步骤重复一次或多次。 重复PGM沉积和热处理可以延伸近表面PGM浓度梯度的深度，否则由于PGM相对快地扩散到诸如钴之类的粘合剂基础材料中，不可能形成所述的深度。按照这种方式，可以使用多个连续的沉积和热处理循环来形成不同的近表面PGM浓度梯度。在多个实施方案中，在烧结紧实体之后但是在沉积包含至少ー种PGM的层之前， 一部分粘合剂可由基底的至少一部分表面去除。例如，可以对基底的表面进行蚀刻，从而由至少一部分的基底表面上去除一部分的粘合剤，然后将PGM沉积到该部分的表面上。蚀刻操作可以由烧结的基质上滤去(leach)粘合剤，由此在基底的表面上暴露硬颗粒的粒子。 在多个实施方案中，粘合剂可以被蚀刻达到2至100微米的深度。在其他实施方案中，粘合剂可以被蚀刻达到2至25微米的深度。可以通过控制蚀刻剂的化学強度和温度以及蚀刻剂与基底之间的接触时间来控制蚀刻的粘合剂的深度。在沉积PGM之前由基底的表面去除粘合剂可以通过改善PGM在烧结的硬颗粒基质中的粘合剂基础材料中的浓度梯度而改善切削工具的性能。例如，该方法可以通过润湿(wetting)暴露的硬颗粒粒子以及沿着硬颗粒表面的毛細管作用而在最初时使包含PGM的沉积层进入到烧结的硬颗粒基质中。在扩散过程的初始阶段，可以通过沉积PGM层与粘合剂基础材料之间的间隙来减少竞争性的替代式扩散(例如PGM扩散进入基础材料中，并且基础材料共扩散进入沉积的PGM层中)。当扩散过程持续并且间隙被扩散材料填满时，粘合剂基础材料可以扩散回蚀刻的体积中，并开始与扩散的PGM合金化。此外，还可以使用粘合剂的蚀刻操作来创建表面区域，该表面区域缺乏粘合剂基础材料，而代替地包含在含有PGM的沉积层中至少部分烧结的硬颗粒。在多个实施方案中， 浓度梯度可以在基底的表面以基本为100%的PGM开始，井随着粘合剂基础材料进入到基底的主体区域中而逐渐变稀释。基底的主体区域可以包含基本100%的粘合剂基础材料。 按照这样的方式，浓度梯度可以包含基本由PGM构成的表面粘合剂组成，并降低至基本由基础材料构成的主体粘合剂组成。在多个实施方案中，浓度梯度可以包含基本由PGM构成的表面粘合剂组成，并降低至主体粘合剂组成，该主体粘合剂组成包含基础材料以及以低于形成所述梯度的PGM浓度的浓度存在的PGM。由于在开始PGM和基础材料的共扩散之前通过PGM润湿暴露的硬颗粒粒子，可以得到在基底表面包含高达基本为100% PGM的粘合剂组成。所得的梯度可以由表面延伸至基底中，直到PGM的含量不可检测并且仅有粘合剂基础材料存在于基底的主体区域中。或者，所得的梯度可以由表面延伸至基底中，直到PGM的含量在基底的主体区域中为主体浓/又。因此，用于形成包含硬颗粒和粘合剂的基底的具体的加工步骤、包含近表面的钼族金属浓度梯度的粘合剤，可以直接影响基底的化学性和/或结构。在多个实施方案中，重要的是由基底的表面上去除足量的粘合剂基础材料，从而可以对硬颗粒粒子进行初始润湿而没有PGM和基础材料的立即共扩散。但是，还重要的是由于如果包含PGM的沉积层与下面粘合剂之间的开放体积太大而不会形成浓度梯度，所以要防止去除过多的粘合剤。在包含烧结在钴粘合剂中的碳化钨硬颗粒的多个实施方案中， 将钴粘合剂蚀刻2至100微米的深度可以形成最佳的PGM浓度梯度。在包含烧结在钴粘合剂中的碳化钨硬颗粒的多个实施方案中，将钴粘合剂蚀刻2至25微米的深度可以形成最佳的PGM浓度梯度。包含TiC、TaC和/或NbC的烧结的WC-Co基底可需要不同的热处理循环(例如升高的温度以及较长的暴露时间)来形成合适的PGM浓度梯度。据信，这是由于Ti、Ta和Nb 的存在所导致的粘合剂基础材料的替代式扩散參数的不同。在根据本发明公开的方法的多个实施方案中，可以使用多种类型的化学蚀刻剂， 其中对一部分的粘合剂进行蚀刻，然后沉积包含PGM的层。用于由烧结的基底去除钴的ー 种合适且有效的蚀刻剂的实例包括5体积％的磷酸(85% )与1体积％过氧化氢(30% ) 的水性溶液，其中所述的烧结的基底包含在钴粘合剂中分散且烧结的碳化钨颗粒。基底与所述的溶液接触五(5)分钟的时间将去除钴粘合剂至大约10微米的深度，由基底的表面开始测量。在少于60分钟的时间内，延长的时间使将浙滤过程(leaching process)以大致线性的方式进ー步滲透到WC-Co基底中。对于需要极锋利的边缘的切削工具(例如钻(burr)、立铣刀(endmill)、钻头 (drill)和插入件)而言，在由烧结的基底表面上部分去除粘合剂基础材料之后进行PGM的沉积和扩散可以减少不希望的粒子的生长以及边缘钝化(rounding)，如果在未首先去除一部分量的粘合剂的条件下将PGM沉积到基底表面上则会发生所述的生长及钝化。但是，根据本发明公开的实施方案，在未由烧结的基底上事先去除粘合剂的条件下，仍可以产生近表面的PGM浓度梯度。在多个实施方案中，特定的近表面PGM浓度梯度对于有效地生产取得增强性能水平的工具而言是重要的。由于表面情况与化学組成的差异可以改变替代式扩散的速率，所以重要的是根据用于形成梯度的具体的热处理加工循环来測量浓度梯度。因此，可以使用深度依赖的浓度分布技术(例如辉光放电光学发射光谱(GD-OEQ)来測量化学組成，其为由基底的表面的深度的函数。按照这种方式，可以由例如硬颗粒、粘合剂基础材料、PGMjg 合剂去除操作、以及热处理的多种组合来表征烧结的硬颗粒基底的近表面PGM浓度梯度。例如，在根据本发明公开的某些非限定性实施方案中使用GD-OES測定的适用于改善耐磨性的PGM浓度梯度为在WC-IlCo基底的表面上包含最多大约2重量％的钌(11 重量1^的钴粘合剂以及87-89重量％的碳化钨颗粒，可以少量地加入TiC/TaC/NbC)。浓度为2重量％的钌是以在表面上基底的总重量为基础的(钌、钴和碳化物颗粒的总重量)。如图3所示，在由基底表面的大约125微米内，经处理的WC-IlCo基底的钌浓度梯度以对数方式由2重量％降低至背景水平。所述的梯度对应于在基底表面上基于总粘合剂重量的大约 20重量％的钌(即，在基底表面的钌与钴基础材料的总重量)。通过使用PVD方法施加4 微米厚的钌层并在1325°C下对基底热处理60分钟使得PGM扩散进入到基底中粘合剂的近表面区域来形成所述的梯度。在多个实施方案中，在基底的表面上的粘合剂可以包含占粘合剂总重量(S卩，PGM 和基础材料的总重量)的5重量％至100重量％的PGM，以及0重量％至95重量％的基础材料。在多个实施方案中，在基底表面上的粘合剂可以包含占粘合剂总重量的10重量％至 100重量％的PGM，以及0重量％至90重量％的基础材料。在多个实施方案中，在基底表面上的粘合剂可以包含占粘合剂总重量的20重量％至100重量％的PGM，以及0重量％至80 重量％的基础材料。在多个实施方案中，在基底的主体区域中的粘合剂可以包含占粘合剂总重量的0 重量％至60重量％的PGM，以及40重量％至100重量％的基础材料。在其中主体区域中的粘合剂中包含0%至60%的PGM的实施方案中，粘合剂可以初始使用两种或多种冶金粉 (例如钴粉末和PGM粉末)形成。可以按照本文所述，混合并加工两种或多种冶金粉从而形成包含PGM的主体粘合剂材料。然后，可以按照本文所述形成近表面PGM的浓度梯度，其中在主体粘合剂材料中的PGM与形成近表面浓度梯度的PGM是相同的PGM或不同的PGM。在其中使用两种或多种冶金粉来形成主体粘合剂材料的实施方案中，在基底的主体区域中的粘合剂以及在基底的近表面区域中的粘合剂都可以包含相同的或不同的PGM，前提条件是在近表面的区域中的PGM形成了 PGM浓度梯度。在多个实施方案中，在热处理从而形成近表面的PGM浓度梯度之后，可以将涂层沉积到基底的表面上。涂层可以包含耐磨涂层。该涂层可以包含ー层或多层，其特征在于所述的层可以包含相同或不同的組成。在多个实施方案中，涂层可以包括例如金属碳化物、 金属氮化物、金属碳氮化物、金属硼化物、金属硅化物、金属氧化物、或任何这些材料的組合中的至少之一。所述的金属可以选自铝，钛，铬，钒，锆，铪，钽，钼，铌，钨，硼，硅，任何这些材料的固溶体，以及任何这些材料的組合。例如，涂层可以包括碳化钛(TiC)，氮化钛(TiN)，碳氮化钛(TiCN)，氮化钛铝(TiAlN)，氮化钛铝加碳(TiAlN+C)，氮化钛铝加碳化钨/碳(TiAlN+WC/C)，氮化铝钛 (AlTiN)，氮化铝钛加碳(AlTiN+C)，氮化铝钛加碳化钨/碳(AlTiN+WC/C)，氧化铝(Al2O3)， ニ硼化钛(TiB2)，碳化钨/碳(WC/C)，氮化铬(CrN)，氮化铝铬(AlCrN)，氮化锆(ZrN)，氮化锆碳(ZrCN)，氮化硼(BN)，氮化硼碳(BCN)，氮化铪(HfN)，或者氮化铪碳(HfCN)中的至少之一。在多个实施方案中，可以通过PVD方法施加涂层。可以用于所公开的方法中的PVD 方法的实例包括例如蒸发方法，活化反应性蒸发，电弧放电蒸发，激光消融，离子电镀，溅射以及离子束辅助的沉积。施加在基底上的某些PVD涂层可以表征为薄的、硬性的、均质光滑的、化学稳定的并具有高密度的结构，其中所述的基底包含在具有根据本发明公开的近表面PGM浓度梯度的粘合剂中分散且烧结的硬颗粒。在多个其他的实施方案中，可以通过化学气相沉积(CVD)方法施加涂层。可以用于本发明公开的CVD方法的实例包括例如热CVD和等离子体辅助的CVD。根据本发明公开的切削工具可以包含基底，该基底包含在粘合剂中烧结的硬颗粒，其中所述的粘合剂包含近表面PGM的浓度梯度。此外，所公开的切削工具还可以在基底上包含CVD和/或PVD涂层。所公开的切削工具可以表现出増加的硬度、降低的摩擦、化学稳定性、増加的耐磨性、増加的热破裂抗性以及延长的工具寿命。PVD涂层和CVD涂层可以分别表征为通过各自的方法沉积的涂层在显微组织和残余应カ中的某些独特的差异。例如，PVD涂层通常具有细粒子以及高的残余压缩应力，这往往会改善包含PVD涂层的切削工具的硬度和韧性。因此，当将PVD涂层施加到切削工具上时可以提供超过CVD涂层的某些性能优点。包含钴作为粘合剂的烧结的硬颗粒基底可以表现出钴在烧结过程中熔融并渗透通过紧实体的表面的倾向，由此在烧结的基底表面上形成了钴结构。这种现象可以称为钴封盖(capping)。基底表面上的钴封盖可以随机分布，由此在基底的表面上创建有纹的(crested)且粗糙的质地。PGM在基底表面上的钴粘合剂中的存在可以增加钴封盖的高度和频率。尽管可以实施ー些表面处理技术来将钴封盖作用降低至一定的程度，但是在钴粘合剂中包含PGM的经烧制的烧结硬颗粒基底上难以始终如一地形成均勻的表面。因此，在其中使用PVD和/或CVD方法施加涂层的实施方案中，可以使基底表面经过涂敷前 (pre-coating)的表面处理。预涂敷的表面处理可以包含至少ー种操作，例如电抛光(例如美国专利 No. 5，665，431，其以引用方式并入本文)，珠击处理，微喷砂(microblasting)，干喷砂，湿喷砂(例如美国专利No. 5，635，247和5，863，640，其以引用方式并入本文)，磨削(例如美国专利No. 6，217，992，其以引用方式并入本文)，擦光(例如美国专利No. 5，863，640，其以弓丨用方式并入本文)，喷射研磨或压缩空气喷砂。涂敷前表面处理可以降低由于对烧结的基底表面的钴封盖作用而产生的表面不规则性，这可以增强施加到烧结的基底表面上的CVD 和/或PVD涂层的粘附。在多个非限定性实施方案中，涂层可以为1至30微米厚。在多个非限定性实施方案中，涂层可以为1至30微米厚。在其他非限定性实施方案中，涂层可以为大于10至30
15微米厚。在多个其他的非限定性实施方案中，涂层可以为2至6微米厚，或者为3至5微米厚。在多个非限定性实施方案中，涂层可以包含通过PVD操作沉积的1至10微米厚的TiAlN层。在其他非限定性实施方案中，涂层可以包含通过连续的化学气相沉积(CVD)操作沉积的1至10微米厚的TiN-TiC-TiN三层涂层。在多个其他的非限定性实施方案中，涂层可以包含使用PVD操作沉积的至少一层以及使用CVD操作沉积的至少一层。当根据本文所公开的方法施加CVD和/或PVD涂层时，在烧结的基底的顶部存在金属层可以导致性能问题。该问题可以由在相对硬的耐磨涂层下方的金属层的软化所引起。由于金属层不包含硬颗粒粒子的基质，所以金属层可能不能有效地锚固在下面的经烧结的基底上。当位于相对硬的涂层的下方的此类相对软的金属层由于机械加工过程中产生的热而软化时，硬涂层会由于碎片对工具的前刀面的摩擦力而被剪切掉。如果硬涂层被剪切掉，则下方的基底不再受到保护并且可发生过度的成坑作用(cratering)和灾难性的工具失效。由基底的表面上去除任何金属层的涂敷前表面处理可以减少涂层失效的发生。例如，可以通过使用合适的喷砂介质(例如Al2O3)进行干喷砂或湿喷砂来对实现金属层的机械去除。此外，化学除去金属层也是可行的；但是由于近表面PGM的存在而引起的粘合剂耐腐蚀性的增加，所以与机械去除相比，化学去除更难以实施并更难以控制。在多个实施方案中，涂层可以经过涂敷后表面处理。涂敷后表面处理可以进一步改善涂层的表面性质。有多种方法用于经涂敷的切削工具表面的后处理，例如珠击处理(shot peening)。日本专利No. 022M144描述了使用注入少量金属颗粒的珠击处理方法，其中所述的颗粒为球形粒子，其粒径为10-2000微米，该文献以引用方式并入本文。涂敷后的表面处理的另一个实例为压缩空气喷砂。美国专利No. 6，869，334描述了使用无机喷砂试剂(例如Al2O3)的喷砂方法，其中所述的试剂具有1至100微米的极细的粒径，该文献以引用方式并入本文。涂敷后的表面处理的另一个实例为擦光。美国专利No. 6，638，609描述了使用包含SiC粒子的尼龙秆刷(nylon straw brush)的擦光方法，该文献以引用方式并入本文。此外，还可以使用湿喷砂作为涂敷后的表面处理来创建光滑的涂层，如美国专利No. 6，638，609 所述。可以使用所公开的方法来生产在基底上包含耐磨涂层的切削工具，其中所述的基底包含硬颗粒和粘合剂，其特征在于粘合剂的近表面组成包含PGM浓度梯度。所公开的方法消除或减少了在使用粉末冶金学技术生产切削工具的固结和烧结阶段中包含PGM的需要。通过在粉末冶金学方法中消除或减少PGM的加入，减少或消除了大量的产率损失以及所产生的费用。由于PGM是相对昂贵的材料，所以所公开的方法可以有利于在生产包含PGM的切削工具中节省大量的成本。此外，由于所公开的方法可以在固结或烧结阶段中选择性且有目的地将PGM加入到切削工具的特定部分中而非大批地加入PGM，所以所公开的方法可以得到整体性能得到显著改善的含PGM的切削工具。所公开的切削工具可以表现出在机械加工操作过程中对切削工具的磨损减小，例如侧面磨损减小。这可以使得工具的寿命延长。此外，所公开的切削工具可以在未牺牲工具寿命的条件下通过增加机械加工速度、进给速率和/或切削深度而显示金属切除率的增大。在给定的时间内增加切除的材料的量的能力可以对商业化的机械加工投资或操作的财政成功具有重要的影响。金属切除率(metal removal rate, MRR)的增加在对难以机械加工的材料(例如钛、钛合金、镍、镍合金、超耐热合金、不锈钢和延性铁)进行机械加工时是特别重要的。例如，钛合金往往具有相对低的导热性。钛合金的热性质需要在低速下进行机械加工操作，其由于过度地产生热以及随后的工具失效的倾向。所公开的切削工具可以通过例如增加在给定的时间内切除的材料的量同时还减少加工的成本来改善对钛合金进行机械加工的利润率。例如，对于钛的机械加工应用而言，这可以通过较高的MRR和较长的工具寿命来达到。近表面PGM浓度梯度通过改善固溶体的加固、硬度、断裂韧性、耐热性和耐磨性来增加所公开的切削工具的用途和应用。许多PGM和相关合金的高熔融温度会改善烧结的基底的高温性质，例如热硬度，这可以允许在工具的切削边缘具有极高的操作温度，而不会立即变形以及随后的失效。此外，近表面PGM浓度梯度会通过在切削边缘取得较高的PGM浓度来改善基底的性质，这转而会改善通过例如CVD、PVD或其他方法施加的耐磨涂层的基础。由于扩散及随后的固溶体加固而导致的基底加固会增加基底的热变形抗性和断裂韧性。这些改善的性质创建了用于耐磨涂层的更好的平台。结果，在相同或较长的工具寿命下取得较高的MRR。因此，近表面PGM浓度梯度与耐磨涂层相结合的益处会相互补充，从而提供大大改善的切削工具。以下的示意性非限定性实施例意欲进一步描述本文所提供的实施方案而非限定它们的范围。本领域的普通技术人员将会理解在仅由权利要求书定义的范围内，所述实施例的改变是可行的。除非另作说明，所有的分数和百分率均以重量计。
实施例实施例1制备根据本文所公开的多个实施方案的经涂敷的切削插入件。切削插入件包含使用粉末冶金学技术制备的并具有标称化学组成的基底，并选择下表2所示的性质。该基底包含在钴粘合剂中分散并烧结的碳化钨硬颗粒。此外，某些基底还包含较低浓度的碳化钛、碳化钽和碳化铌。此外，某些基底还在主体粘合剂组成中包含钌。将表2中所示的以重量百分率计的冶金粉混合。将各种冶金粉(A-Z)在球磨机中湿混。表权利要求
1.切削工具，其包含包含硬颗粒和粘合剂的基底，所述的粘合剂包含近表面钼族金属浓度梯度；以及在所述的基底的至少一部分上的至少ー个耐磨涂层。
2.权利要求1所述的切削工具，其中所述的钼族金属包括铼、钌、锇、铑、铱、钯、钼、或任何它们的組合。
3.权利要求1所述的切削工具，其中所述的硬颗粒包括金属碳化物、金属氮化物、金属碳氮化物、金属硼化物、金属硅化物、金属氧化物、或任何它们的組合。
4.权利要求3所述的切削工具，其中构成所述硬颗粒的所述金属包括钛，铬，钒，锆， 铪，钽，钼，铌，钨，或任何它们的組合。
5.权利要求1所述的切削工具，其中所述的粘合剂包括钴，镍，铁，任何它们的合金，或任何它们的組合。
6.权利要求1所述的切削工具，其中所述的至少ー个耐磨涂层包括金属碳化物、金属氮化物、金属碳氮化物、金属硼化物、金属硅化物、金属氧化物、或任何它们的組合。
7.权利要求6所述的切削工具，其中构成所述耐磨涂层的所述金属包括钛，铬，钒，锆， 铪，钽，钼，铌，钨，铝，硼，硅，或任何它们的組合。
8.权利要求1所述的切削工具，其中所述的近表面钼族金属浓度梯度在所述基底的表面包含占粘合剂总重量的10重量％至100重量％的钼族金属，且在所述基底的主体区域中包含零至背景水平的钼族金属。
9.权利要求1所述的切削工具，其中所述的近表面钼族金属浓度梯度在所述的基底的表面包含占粘合剂总重量的10重量％至100重量％的钼族金属，并且所述浓度梯度随着深度降低至零或背景水平的钼族金属。
10.权利要求1所述的切削工具，其中所述的近表面钼族金属浓度梯度在所述的基底的表面包含占粘合剂总重量的10重量％至100重量％的钼族金属，并且所述浓度梯度随着深度以对数方式降低，在所述基底的主体区域中降低至零或背景水平的钼族金属。
11.权利要求1所述的切削工具，其中所述的至少ー个耐磨涂层具有通过物理气相沉积施加的涂层的特征。
12.权利要求1所述的切削工具，其中所述的至少ー个耐磨涂层具有通过化学气相沉积施加的涂层的特征。
13.权利要求1所述的切削工具，其中所述的至少ー个耐磨涂层具有1至30微米的厚/又。
14.权利要求1所述的切削工具，其中所述的至少ー个耐磨涂层具有1至10微米的厚/又。
15.权利要求1所述的切削工具，其中所述的至少ー个耐磨涂层具有2至6微米的厚/又。
16.权利要求1所述的切削工具，其中所述的至少ー个耐磨涂层包含两个或多个层。
17.切削工具，其包含包含碳化钨颗粒和钴粘合剂的烧结碳化物基底，所述的粘合剂在所述基底的表面包含占粘合剂总重量的10重量％至100重量％的近表面钼族金属浓度梯度，并且所述浓度梯度随着深度以对数方式降低至背景水平的钼族金属；其中所述的钼族金属选自钌，锇，铑，铱，钯，钼，和任何它们的組合；以及在所述的基底的至少一部分上的至少ー个耐磨涂层，所述的涂层包括IIIA族、IVA族、 IVB族、VB族或VIIB族金属的金属碳化物、金属氮化物、金属碳氮化物、金属硼化物、金属硅化物、金属氧化物、或任何它们的組合。
18.ー种用于制备切削工具的方法，包括将至少一种钼族金属沉积到基底表面的至少一部分上，其中所述的基底包含硬颗粒和粘合剂；在足以使至少ー种钼族金属扩散到所述的粘合剂中并在所述的粘合剂中形成近表面钼族金属浓度梯度的温度和持续时间下加热所述的基底；以及在加热所述的基底并在所述的粘合剂中形成所述的近表面钼族金属浓度梯度之后，将耐磨涂层沉积到所述的基底表面上。
19.权利要求18所述的方法，其中所述的钼族金属包括铼，钌，锇，铑，铱，钯，钼，或任何它们的組合。
20.权利要求18所述的方法，其中所述的硬颗粒包括至少ー种金属碳化物、金属氮化物、金属碳氮化物、金属硼化物、金属硅化物、金属氧化物、或任何它们的組合。
21.权利要求20所述的方法，其中构成所述硬颗粒的所述金属包括钛，铬，钒，锆，铪， 钽，钼，铌，钨，或任何它们的組合。
22.权利要求18所述的方法，其中所述的粘合剂包括钴，镍，铁，任何它们的合金，或任何它们的組合。
23.权利要求18所述的方法，其中所述的近表面钼族金属浓度梯度在所述基底的表面包含占粘合剂总重量的10重量％至100重量％的钼族金属，且在所述基底的主体区域中包含零至背景水平的钼族金属。
24.权利要求18所述的方法，其中所述的近表面钼族金属浓度梯度在所述基底的表面包含占粘合剂总重量的10重量％至100重量％的钼族金属，并且所述浓度梯度随着深度降低至零或背景水平的钼族金属。
25.权利要求18所述的方法，其中所述的近表面钼族金属浓度梯度在所述基底的表面包含占粘合剂总重量的10重量％至100重量％的钼族金属，并且所述浓度梯度随着深度以对数方式降低，在所述的基底的主体区域中降低至零或背景水平的钼族金属。
26.权利要求18所述的方法，进ー步包括在将至少一种钼族金属沉积到所述基底表面的至少一部分上之前，由所述的基底表面的至少一部分去除所述的粘合剂的一部分。
27.权利要求沈所述的方法，包括在将至少一种钼族金属沉积到所述基底表面的至少一部分上之前，对所述的基底表面进行蚀刻，从而由所述的基底表面的至少一部分去除所述的粘合剂的一部分。
28.权利要求18所述的方法，其中使用物理气相沉积来沉积所述的耐磨涂层。
29.权利要求18所述的方法，其中使用化学气相沉积来沉积所述的耐磨涂层。
30.权利要求18所述的方法，其中所述的耐磨涂层包括金属碳化物、金属氮化物、金属碳氮化物、金属硼化物、金属硅化物、金属氧化物中的至少ー种。
31.权利要求30所述的方法，其中构成所述耐磨涂层的所述金属包括钛，铬，钒，锆， 铪，钽，钼，铌，钨，铝，硼，硅，或任何它们的組合。3
32.权利要求18所述的方法，进ー步包括在所述的加热基底之后以及在将所述的耐磨涂层沉积到所述的基底表面上之前，使用涂敷前处理来处理所述的基底表面的至少一部分。
33.权利要求32所述的方法，其中所述的涂敷前处理包括电抛光，珠击处理，微喷砂， 湿喷砂，干喷砂，磨削，擦光，喷射研磨，压缩空气喷砂，或任何它们的組合。
34.权利要求1所述的切削工具，其中所述的切削工具选自钻、立铣刀、钻头和插入件。
35.权利要求17所述的切削工具，其中所述的切削工具选自钻、立铣刀、钻头和插入件。
36.权利要求18所述的方法，其中所述的切削工具选自钻、立铣刀、钻头和插入件。
全文摘要
本发明涉及切削工具。所公开的切削工具在基底上可以具有耐磨涂层。所述的基底可以具有接合在粘合剂相中的硬颗粒。所述的粘合剂可以具有至少一种铂族元素和/或铼的近表面浓度梯度。此外，还提供了用于生产切削工具的方法。
文档编号C23C30/00GK102597324SQ201080048183
公开日2012年7月18日 申请日期2010年8月3日 优先权日2009年8月25日
发明者C.W.莫顿, D.J.威尔斯, D.多克, J.波斯特 申请人:Tdy工业公司