CN101687257B - 具有呈现磨损指示的耐磨损涂覆体系的切削镶片及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

在此说明了一种涂覆的切削镶片(20)，该切削镶片具有一个基底(40)，该基底具有一个侧表面(22)和一个前刀表面(24)以及在它们的相交处的一个切削刃(26)，以及一个附着到基底上的耐磨损涂覆体系(44)，并且包括一个或多个涂覆层(52)，该涂覆层具有氧化铝、氧化铪和氧化锆中的一种或多种。一个磨损指示涂层附着到该耐磨损涂覆体系上。磨损指示涂层(56)包括M(OxCyNz)，其中，M是选自下组，该组包括以下各项的一种或多种：钛、铪、锆、铬、钛-铝合金、铪-铝合金、锆-铝合金、铬-铝合金、以及它们的合金，并且x＞0、y＝0、z＝0、y+z＞0。在此还提供了一种制造切削镶片(20)的方法，这种方法用于涂敷一个沉积态非磨损指示涂覆层并且对它进行处理，以将其转化为一个磨损指示涂覆层。

Description

具有呈现磨损指示的耐磨损涂覆体系的切削镶片及其制造方法
早期共同待审专利申请的交叉引用
本专利申请是更早提交并且共同待审的美国专利申请序列号11/823,679的部分继续申请，该申请于2007年6月28日提交，发明人是Zhigang Ban、Mark J.Rowe、Yixiong Liu以及Alfred S.Gates，Jr.，发明名称是CUTTING INSERT WITH A WEAR-RESISTANTCOATING SCHEME EXHIBITING WEAR INDICATION ANDMETHOD OF MAKING THE SAME。诸位申请人(Zhigang Ban、MarkJ.Rowe、Yixiong Liu、Alfred S.Gates、Jr.、Kent P.Mizgalski以及MarkS.Greenfield)要求根据美国专利法(美国法典第35篇)的权益，这包括根据35U.S.C.§120的该在先母专利申请(序列号11/823,679)的申请日的权益。
发明背景
本发明涉及一种涂覆的切削镶片以及制造它的方法，该切削镶片具有表现磨损指示的一个耐磨损涂覆体系。更确切地说，本发明涉及一种涂覆的切削镶片，该切削镶片具有通过一种外部磨损指示涂层的视觉对比颜色来呈现磨损指示的一个耐磨损涂覆体系，该外部磨损指示涂层操作性地附着在一个氧化铝涂层上；以及一种制造该涂覆的切削镶片的方法。
被用于从工件上去除材料(例如，对一个工件的机加工)的铣刀以及其他工具有时存在者一个或几个切削镶片。这些切削镶片中的每一个呈现出某种工具寿命，这样，操作者必须不时地用未使用过的切削镶片来替换这些使用过的切削镶片。当切削镶片仅具有一个切削刃时，操作者将进行一次全体替换。对于一种带有多个切削刃的切削镶片，当进行接合的切削刃接近其有效的工具寿命的终点时，操作者将该切削镶片转位，以露出一个未使用过的切削刃。
在使用中将用过的切削刃放回工作状态对于整个的材料去除操作可以是有害的。因此，将会有利的是容易地识别一个用过的切削刃以避免在使用中将一个用过的切削刃放回工作状态。
迄今为止，一直存在用于切削镶片的多种涂覆体系，这些涂覆体系对于检测一个特定切削刃的使用是有用的。在此方面，授予
Figure G2008800223568D00021
等人的美国专利号6,682,274B2涉及一种带有磨损指示性能的涂覆的切削镶片，其中，根据该发明的切削镶片的一个或多个侧面配备有一个耐磨损的指示层，该指示层具有一种颜色，该颜色不同于表面或下层的颜色。该磨损指示涂层并不延伸到切削刃并且是“足够敏感的，这样即使邻近切削刃的短期使用也会在该指示层上留下清晰的痕迹。”见摘要。
欧洲专利申请号1757389A1(它直到2007年2月28日才公布(PCT对等申请(PCT WO 2006/067956)具有的公布日期为2006年6月29日)似乎披露了在切削工具的表面上的一种涂覆安排，该涂覆安排包括四个基本层。这些层是按以下顺序从基底向外移动的：第三层(邻近基底)、第一层、第二层以及第四层。第一层是在第二层之下并且包括钛硼氮化物(TiBN)或者钛硼-氧氮化物(TiBNO)。第二层是，“......被实施为一个单个层或多个层，通过选自下组中的至少一个，该组的成分为：氧化铝、氧化锆、氧化铪以及主要包括这些成分中的两种或更多的一种固溶体，并且第二涂层直接位于第一涂层上。”第三层是在第一层与基底之间，并且包括TiC、TiN、TiCN、TiCNO、TiB2、TiBN、TiCBN、ZrC、ZrO2HfC、HfN、TiAIN、AlCrN、CrN、VN、TiSiN、TiSiCN、AlTiCrN、以及TiAlCN。第四层是涂覆层，该涂覆层起到一个磨损指示涂覆层的作用并且它可以包括TiCNO并且通过喷砂被从该切削区域中去除。
位于美国宾夕法尼亚州15650Latrobe市的钴碳化钨硬质合金公司制造并销售一种商业性先有技术的涂覆的切削镶片。该先有技术的涂覆的切削镶片提出了如下涂覆体系：在基底上的一个氮化钛基础涂层、该氮化钛涂层上的一个碳氮化钛涂层、在该碳氮化钛涂层上包括Ti、Al、O、C以及N的一个粘结层以及在该粘结层上的一个α-氧化铝涂层。在制造该先有技术切削镶片的过程中，氮化钛/碳氮化钛涂层被应用到该α-氧化铝涂层上，并且然后通过喷砂被去除，由此，该α-氧化铝涂层经历了减少的拉伸残余应力或者压缩性残余应力。
授予Rodmar等人的美国专利号7,153,562涉及一种涂覆的切削镶片，该切削镶片包括一个TiCON层并且其中该碳氮化钛是外部涂层。
授予Ruppi等人的美国专利号6,472,060，与授予Ruppi等人的美国专利号6,620,498以及授予Ruppi等人的美国专利号6,652,913一样，涉及一种涂覆的切削镶片，该切削镶片在该涂覆体系中包括Ti(C，N，O)的一种纳米结晶涂层，该纳米结晶涂层是在700-900℃之间的一个温度范围内通过一种MTCVD工艺涂敷的。见第2栏第36行至第45行。
授予Ruppi的美国专利号6,015,614涉及用于切削镶片的一种多层涂覆体系，其中该过程包括一种涂覆后的喷砂处理。‘614专利似乎示出了一个α-Al2O3层，其上带有一个粘结层((Ti，Al)(C，O，N))，连同该粘结层上的一个单个的或多层TiN组合。见表3中的实例9和10。该多层TiN组合包括TiN和TiC的交替层。见表3中的实例8。‘614专利包括使用Al2O3颗粒(320目，中粒度30μm)来对涂覆的镶片的表面进行喷砂的步骤。见第3栏第66行至第4栏第3行。
授予Ruppi等人的美国专利号7,192,637涉及并披露了用于切削镶片的一种多层涂覆体系。‘637专利似乎示出了一个α-Al2O3层，其上带有Ti(C，O，N)(或Ti(C，N)[见第2栏，第37至第47行])的一个粘结层，连同该粘结层上的一个TiN层。见第4栏，第31行至第44行。在该α-Al2O3层上有一种TiCN/TiN涂覆体系。见第5栏，第1行至第3行。
授予Yazaki的美国专利号6,379,798似乎示出了一个内部Al2O3层，该层带有一个钛碳氮氧化物的最外层。见第3栏第8行至第20行。该最外层在受到机械应力时脱落以通过颜色区别来提供磨损指示特性。见第2栏第9行至第38行。与此一致，授予Larsson等人的美国专利号7,097,901似乎披露了在一个Al2O3层上的一层TiCxNyOz(见第4栏第55行至第59行)，并且授予Zackrisson等人的美国专利号7,132,153似乎披露了在一个Al2O3层上的一层TiCxNyOz(见第4栏第56行至第59行)。
授予Gates，Jr.等人的美国专利申请公布号US2006/0177584(转让给了本专利申请的受让人)包括对TiAlOCN/TiOCN的涂覆组合的一个披露。见表8(发明的热量编号9)。然而，这种粘结安排是在氧化铝层的下面，这样，TiAlOCN/TiOCN涂覆体系是一种修改组合的一部分，该修改的体系是在外部氧化铝涂层与内部TiCN涂层之间。
授予Okada等人的美国专利申请公布号US 2007/0128469提出了一个涂覆体系的总体说明，该涂覆体系包括一个基础涂层、一个中间涂层以及一个最外涂层。在此方面，部分地阅读段落[0013]至[0021]：[0013]本发明的表面涂覆的切削镶片包括：一个镶片本体，该镶片本体具有基于碳化物的钨烧结碳化物、基于碳氮化物的钛金属陶瓷或陶瓷的一种基底；以及一个基础层，一个中间层和一个最外层，该最外层提供在该镶片本体的一个表面上，其顺序是从该镶片本体侧；其中，一个切削刃形成在该镶片本体的一个前刀面与一个侧面相交的一个相交的边缘线区域处，该基础层与该最外层是由一个单个层或两个或更多层制成，该单个层或两个或更多层是由碳化物、氮化物、氧化物、或选自下组之一的硼化物形成，该组的成分为：周期表IVa组金属、Va组金属、VIa组金属、铝和硅、或者它们的络合物；并且该中间层是主要由Al2O3形成；该最外层被除去从而主要留下了露在该部分镶片本体表面上的中间层，该中间层包括至少该侧面以及被连接到该侧面上的相交的边缘线区域的一个侧表面的切削刃部分，使最外层留在了带有相交的边缘线区域的一个边界内部的该前刀面的至少一部分上。[0014]该最外层可以被除去，从而主要留下暴露于侧面上以及所有相交的边缘线区域上的中间层。
该最外层可以被除去，从而主要留下了从侧面到前刀面(从相交的边缘线区域与该前刀面之间的边界)内部的一个范围中暴露的中间层。
该最外层可以被除去，从而主要留下了直到该前刀面(从相交的边缘线区域与该前刀面之间的边界)内部2mm的范围之内暴露的中间层。＊＊＊
该基础层或最外层或二者都可以具有一个单个层或两个或更多层，这些层由选自下组之一的碳化物、氮化物、氧化物、或氮化物形成，该组包括：Ti、Zr、Hf以及Cr，它们是选自周期表IVa组金属、Va组金属以及VIa组金属，以及铝和硅或者它们的络合物。
该中间层可以是一个层，该层包括80体积百分比或更多含量的Al2O3。
在该侧面并且在该侧面侧的切削边缘部分处，该中间层可以暴露出表面积的70％或更多。
该最外层可以通过湿喷砂被除去。Okada等人的‘469专利公开文件还似乎提出了湿喷砂的多个变体，以将该涂层的一部分从该涂覆状态的切削镶片上除去。见段落[0029]至[0033]。[0015]授予Yoshimura等人的美国专利号5,372,873披露了将一个涂覆的切削镶片喷丸硬化的益处。该喷丸硬化可以将拉伸应力转化为压缩应力。该喷丸硬化可以是局部化的，这样使所选的表面呈现所选的应力状态。见第6栏第32行至第52行。相关的涂覆体系包括其上具有一个碳氮化钛层的氧化铝，该涂覆体系进而在其上具有一个氮化钛层。见第8栏第4行至第10行；表2中的试验5至8以及13至16。‘873专利在技术上与下列专利一致：授予Yoshimura等人的美国专利号5,576,093、授予Yoshimura等人的美国专利号5,374,471、以及授予Yoshimura等人的美国专利号5,681,651。[0016]授予Westphal等人的美国专利号6,884,496披露了对涂覆的切削镶片进行干喷砂的基本益处，其中有压缩应力方面上升。见第2栏第42行至第67行。授予Reed的美国专利号4,674,365披露了一种机械处理。授予Lenander等人的美国专利号5,861,210披露了在氧化铝上的一个Ti CxNyOz层(见第2栏，第30行至第43行)，并且披露了已知的改变这些喷砂参数(见实例1、第4栏第48行至第5栏第11行)来实现不同的结果。[0017]授予Bjormander的美国专利申请公开号US2006/0257690(欧洲专利申请号1717348A2是欧洲对应申请)涉及一种涂覆的切削工具镶片，其中该后处理(优选喷砂或擦刷)除去了该边缘线上以及该前刀面上的最外面的涂层。发明概述[0018]本发明在其一种形式中是一种在形成切屑的材料的去除操作中使用的一种涂覆的切削镶片，其中该涂覆的切削镶片包括一种基底，该基底具有一个侧表面以及一个前刀表面，其中该侧表面与该前刀表面相交，以在该相交处形成一个切削刃。存在着一种耐磨损涂覆体系，该涂覆体系附着到该基底的至少一部分上。该耐磨损涂覆体系包括一个或多个涂层，该一个或多个涂层是氧化铝、氧化铪以及氧化锆中的一种或多种。存在着一个磨损指示涂层，该磨损指示涂层附着到该耐磨损涂覆体系的至少一个部分上。该磨损指示涂层包括M(OxCyNz)，其中，M选自下组，该组包括以下各项中的一种或多种：钛、铪、锆、铬、钛-铝合金、铪-铝合金、锆-铝合金、铬-铝合金、以及它们的合金，并且x＞0、y≥0、z≥0、y+z＞0。[0019]本发明在其另一种形式中是一种在形成切屑的材料的去除操作中使用的涂覆的切削镶片。该涂覆的切削镶片包括一种基底，该基底具有一个侧表面以及一个前刀表面，其中该侧表面与该前刀表面相交，以在相交处形成一个切削刃。一种耐磨损涂覆体系附着到该基底的至少一个部分上，其中，该耐磨损涂覆体系包括一个或多个涂层，该一个或多个涂层是氧化铝、氧化铪以及氧化锆中的一种或多种，并且该耐磨损涂覆体系呈现出压缩性残余应力。一个磨损指示涂层附着到该耐磨损涂覆体系的至少一个部分上。该磨损指示涂层包括M(OxCyNz)，其中，M是选自下组，该组包括以下各项中的一种或多种：钛、铪、锆、铬、钛-铝合金、铪-铝合金、锆-铝合金、铬-铝合金、以及它们的合金，并且x＞0、y≥0、z≥0、y+z＞0。在使用之后，该磨损指示涂层呈现出在视觉上可感知的颜色指示。[0020]本发明在其又一种形式中是一种在形成切屑的材料的去除操作中使用的涂覆的切削镶片。该涂覆的切削镶片包括一种基底，该基底具有一个侧表面以及一个前刀表面，其中该侧表面与该前刀表面相交，以在相交处形成一个切削刃。存在着一种耐磨损涂覆体系，该涂覆体系附着到该基底的至少一个部分上，其中该耐磨损涂覆体系包括一个或多个涂层，该一个或多个涂层是氧化铝、氧化铪以及氧化锆中的一种或多种。存在着一个第一磨损指示涂层，该第一磨损指示涂层附着到该前刀表面上的耐磨损涂覆体系的至少一部分上，其中，该第一磨损指示涂层具有一个在视觉上可感知的第一颜色。存在着一个第二磨损指示涂层，该第二磨损涂层附着到该侧表面上的耐磨损涂覆体系的至少一部分上，其中该第二磨损指示涂层具有一个在视觉上可感知的第二颜色。[0021]本发明在其再另一种形式中是制造带有磨损指示的切削镶片的一种方法，该方法包括以下步骤：提供一种基底，该基底带有一个外部氧化铝涂层；将一种沉积态的非磨损指示涂层涂敷到该氧化铝涂层上；并且对该非磨损指示涂层进行处理，以将它转化为一种磨损指示涂层。
本发明在其再另一种形式中是一种制造带有磨损指示的涂层的切削镶片的方法，该方法包括以下步骤：提供一种基底，该基底带有一个外部氧化铝涂覆层；将一个磨损指示涂覆体系应用到该氧化铝涂覆层上，其中，该磨损指示涂覆体系具有一个最外面的磨损指示涂层，该最外面的磨损指示涂层具有一个第一厚度；并且对该磨损指示涂覆体系进行处理，从而部分地除去该最外面的磨损指示涂层，由此使该最外面的磨损指示涂层具有一个第二厚度，并且该第一厚度大于该第二厚度。
附图简要说明
以下是对附图的简要说明，这些附图形成本专利申请的一部分：
图1A是处于一种未使用过的状态下的本发明的一种涂覆的切削镶片的一个具体实施方案的等距图；
图1B是处于使用过的状态下的本发明的涂覆的切削镶片的一个具体实施方案的等距图，其中磨损产生的顶部涂层的去除给出在该前刀面上使用的一种在视觉上可感知的指示；
图2是在一种基底的表面上的一个特定涂覆体系的示意图，其中这些顶部涂层是根据在此的表1的这些工艺参数涂敷的；
图3是在涂覆的切削镶片的一个具体实施方案的涂覆体系的背向散射模式(一个10微米的尺度)中的一张扫描电子显微术(SEM)的黑白显微照片，其中指示了基底、碳氮化钛涂层、粘结涂覆层、氧化铝涂覆层、TiAlOCN涂覆中间层以及之后的氧碳氮化钛的顶部涂层；
图4A是切削镶片的一个具体实施方案的表面形态学的一张SEM显微照片(20微米的尺度)，该切削镶片在实施该涂覆后的喷砂处理之前带有氧碳氮化钛的一个外部涂层；
图4B是切削镶片的一个具体实施方案的表面形态学的一张SEM显微照片(20微米的尺度)，该切削镶片在实施涂覆后的喷砂处理之后带有氧碳氮化钛的一个外部涂层；
图5A是一个条形图，该条形图示出了在对于先有技术的涂覆的切削镶片的两个样品的氧化铝涂层中通过一种x-射线衍射技术所测量的压缩应力的数量级，其中，这两个样品被示为有斜阴影线的以及有点的，并且平均压缩应力是未标注的；
图5B是一个条形图，该条形图示出了对于本发明的切削镶片的两个样品的氧化铝涂层中通过一种x-射线衍射技术所测量的压缩应力(在涂覆后的喷砂处理之后)的数量级，并且其中这两个样品被示为有斜阴影线的以及有点的，并且平均压缩应力是未标注的；
图6是示出了测量氧化铝涂覆层中的应力的Psi方法的一个图示；
图7是本发明的涂覆的切削镶片的一个具体实施方案的等距视图，其中，该前刀表面具有一个在视觉上可感知的颜色并且这些侧表面具有另一种在视觉上可感知的颜色；
图7A是本发明的涂覆的切削镶片的一个具体实施方案的等距视图，其中，该前刀表面具有一个在视觉上可感知的颜色(如，金色)并且这些侧表面具有另一种在视觉上可感知的颜色(如，青铜色)；
图8是在图7的基底的前刀表面上的一种特定涂覆体系的示意图；
图9是在图7的基底的侧表面上的一种特定涂覆体系的示意图；
图10是在一种基底的表面上的一种特定涂覆体系的示意图，其中，该涂覆体系尚未进行处理；以及
图11是在图10的涂覆体系已经进行表面处理之后该特定涂覆体系的一个示意图。详细说明
参见图1A和图1B，图中示出了总体上表示为20的一个切削镶片。切削镶片20在一种形成切屑材料去除操作中是有用的，其中，该切屑镶片从一个工件去除材料。就该切削镶片的结构而言，切削镶片20具有多个侧表面22以及一个前刀表面24，其中在每个侧表面22与前刀表面24的连接处有一个切削刃26。切削镶片20因此提供了多个切削刃。切削镶片20进一步包括一个中心孔28，该孔对于将该切削镶片附接到一个刀架上是有用的。
如以上提到的，本发明涉及一种涂覆的切削镶片20，该切削镶片带有一种耐磨损涂覆体系，该涂覆体系通过一个外部磨损指示涂层(它操作性地附着到一个氧化铝涂层上)的在视觉上对比的颜色来呈现磨损指示。图1A和图1B所展示的涂覆的切削镶片的前刀表面的一种比较展示了切削镶片呈现磨损指示的方法。应该认识到，该耐磨损涂覆体系还可以指示该切削镶片的侧表面上的磨损。
图1A示出了处于未使用过的状态下的切削镶片20并且图1B示出了处于使用过的状态下的切削镶片20。当处于未使用的状态下时，该切削镶片的外表面在视觉外观上基本上是均匀的或一致的。在该形成切屑材料的去除操作过程中，工件材料的切屑经过该切削镶片的这些表面，这样，例如，该顶部涂层脱落而露出了下面的氧化铝涂层。在该顶部涂层与该氧化铝涂层之间存在着一种在视觉上可感知的颜色对比，这样，在磨损的区域中，较暗的氧化铝与这些未磨损的(或较少磨损的)区域相比是可感知的。该顶部涂层还可以通过热氧化导致的变色在视觉上指示使用，其中，在被氧化的顶部涂层与未被氧化的顶部涂层之间存在着一种颜色对比。该顶部涂层还可以通过工件材料在该切削镶片上的附着或积累而在视觉上指示使用，其中，在积累的工件材料与顶部涂层之间存在着一种颜色对比。指示使用的在视觉上可感知的区域在图1B中被标记为30，该区域可以是一个磨损的区域、一个被热氧化的区域或者带有工件材料积累的一个区域。因此，操作者可以观看该切削镶片并且将这个或这些使用过的切削刃与这个或这些未使用过的切削刃辨识出来。
图2示出了本发明的涂覆体系的一个具体实施方案的示意图，该涂覆体系是根据在下面的表1中阐述的工艺通过化学汽相沉积涂敷到基底40的表面42上。对于表1，被标识为“材料”的栏表示涂层的材料；被标识为“温度范围”的栏用摄氏度数(℃)表示用来沉积相应的涂覆层的工艺步骤的温度范围(温度)；被标识为“压力范围”的栏用毫巴(mb)表示用于沉积相应的涂层的工艺步骤的压力范围；并且被标识为“总时间”的栏用分钟表示用于沉积相应的涂层的工艺步骤的总持续时间；并且被标识为“存在的气体”的栏表示在用于沉积相应的涂层的工艺步骤的一个时间或另一个时间存在的气体。表1
这些基底可以用烧结碳化物、碳化物、陶瓷以及金属陶瓷制成。一种典型的烧结碳化物是烧结(钴)碳化钨，其中，钴含量在约0.2个重量百分比与约15个重量百分比之间的范围内。在一种烧结(钴)碳化钨的情况下，这些基底中的一些可呈现出粘合剂富集区域，该区域在该基底的表面处开始并且从该基底的表面向内延伸。该烧结碳化物基底还可以具有下列元素和/或它们的化合物：钛、铌、钒、钽、铬、锆和/或铪。当该基底是一种碳化物时，不存在粘合剂合金(如，钴)。
这些陶瓷基底包括基于氮化硅的陶瓷、基于SiAlON的陶瓷、基于碳氮化钛的陶瓷、基于二硼化钛的陶瓷、基于氧化铝的陶瓷以及基于氧氮化铝的陶瓷。金属陶瓷基底包括多种金属陶瓷，这些金属陶瓷具有镍钴粘合剂以及一种高水平的钛并且可以进一步包括碳化钨、碳化钛以及氮。
就图2的具体实施方案而言，该涂覆体系(见括弧44)表示了通过化学汽相沉积(CVD)施加的一个常规部分，其中，该常规部分包括：(A)涂敷到基底40的表面42上的一个氮化钛基础涂覆层46，它具有一个厚度，该厚度在大于0微米与约1微米之间的范围内，并且具有在大于0微米与约0.5微米之间的一个交替范围；(B)一个碳氮化钛涂层48被涂敷到氮化钛涂层46上，并且其中该碳氮化钛涂层具有在约1微米与约20微米之间的范围内的一个厚度，并且带有在约2微米与约15微米之间的一个交替范围以及在约2微米与约10微米之间的另一个交替范围；(C)一个粘结涂覆层50，它包括涂敷到该碳氮化钛涂覆层上的Ti、Al、O、C以及N(连同一些高温CVD碳氮化钛)，并且其中该粘结涂层具有在约0.1微米与约5微米之间的范围内一个厚度，并且具有在约0.5微米与约3微米之间的一个交替范围；以及(D)一个α-氧化铝涂层52，它被涂敷到粘结层50上并且其中该α-氧化铝涂覆层具有在约1微米与约20微米之间的范围内的一个厚度，并且具有在约2微米与约15微米之间的一个交替范围，以及具有在约4微米与约12微米之间的另一个交替范围。
关于发明的涂层，氧碳氮化钛铝的一个涂覆中间层54通过CVD被涂敷到α-氧化铝涂覆层52的表面上。涂覆中间层54具有在大于0微米与约3微米之间的范围内的一个厚度，并且具有在大于0微米与约1微米之间的一个交替范围。
氧碳氮化钛的外部涂覆层56通过CVD被施加到涂覆中间层54的表面上，该外部涂覆层还包括碳氮化钛的一个基础部分，以提供用于该碳氮化钛的外部涂覆层的成核作用的基础。氧碳氮化钛(TiOxCyNz，其中x＞0、y＞0并且z＞0)涂覆层56具有在约0.1微米与约3微米之间的范围内的一个厚度，并且具有在约0.5微米与约2微米之间的一个交替范围。
在以上说明中，该α-氧化铝涂覆层可以是一种耐磨损涂覆体系，该涂覆体系可以包括一层或多层。关于这一点，该耐磨损涂覆体系可以包括一个或多个涂覆层，该一个或多个涂覆层是氧化铝、氧化铪以及氧化锆中的一种或多种，并且该耐磨损涂覆体系呈现压缩性残余应力，其中该压缩性残余应力的范围是在约100MPa与约2000MPa之间，并且压缩性残余应力的交替范围是在约200MPa与约1000MPa之间。
在以上说明中，该外部涂覆层是氧碳氮化钛。应该认识到，该外部涂覆层(或磨损指示涂覆层)可以包括M(OxCyNz)，其中M是选自下组，该组包括以下各项中的一种或多种：钛、铪、锆、铬、钛-铝合金、铪-铝合金、锆-铝合金、铬-铝合金、以及它们的合金，并且x＞0、y≥0、z≥0、y+z＞0。当铝存在于该磨损指示层的“M”成分中时，它与其他元素(即，钛、铪、锆、铬)中的一种或多种组合。应该认识到，该外部涂覆层可以包括氧碳化钛、氧氮化钛、氧碳化钛铝或者氧氮化钛铝。
图3是一种SEM背向散射的图像(10微米的尺度)，该图像示出了发明的切削镶片的一个抛光的基底/涂层截面。在图3中，该基底是一种烧结(钴)碳化钨并且呈现一种淡色。该基底具有一个表面，其上存在着一个淡灰色的碳氮化钛涂覆层。应该认识到，存在一个非常薄的氮化钛的基础层，但在该显微照片中是看不见的。含有Al、Ti、O、C以及N的一个粘结层是在该碳氮化钛涂覆层的表面上。一种较暗的α-氧化铝涂覆层在该粘结层上。一个钛铝碳-氧氮化物中间层涂层是在该α-氧化铝涂覆层的表面上。
最后，氧碳氮化钛的一个淡灰色的外部涂覆层在该钛铝碳-氧氮化物中间层上，该外部涂覆层还包括作为该氧碳氮化钛的成核作用的基础的一个碳氮化钛的基础层。
图4A与图4B是显微照片，这些照片示出了该氧碳氮化钛的SEM图像。图4A示出了在涂覆之后并且在进行一种机械后涂层处理(它在本案中是喷砂)之前该氧碳氮化钛顶层的表面。图4B示出了在喷砂表面处理之后该氧碳氮化钛顶层的表面。虽然湿喷砂是优选的，但其他种类的喷砂处理可以是适合的。
如图4A所示，在喷砂之前，该氧碳氮化钛顶层呈现出带有非常高的二维长径比的片晶形态学。片晶的结晶结构的本性导致了光的更多的散射，从而使该涂层表面在该喷砂表面处理之前显现黑色或暗红色，其中带有黑色或暗红色表面的一个涂覆层不适合起到一个磨损指示层的作用。如图4B所示，在该喷砂表面处理之后，该涂层表面变得光滑并且在实际的样品中显现为青铜色，其中带有青铜色的涂覆层是适合作为一个磨损指示层的。本发明的这些涂覆的切削镶片的两个样品的喷砂外表面的表面粗糙度(Ra)对一个样品是340nm±6nm，并且对另一个样品是352nm±4nm。
除了使该外部涂覆层的表面变得光滑之外，该喷砂处理使沉积态的外部涂覆层从不适合成为磨损指示层的一个涂覆层变换成适合成为磨损指示涂覆层的一个涂覆层。对该外部涂覆层的表面进行喷砂导致该涂覆层的颜色从黑色或暗红色(即，一种暗色)到一种青铜色(即，一种较淡的颜色)的颜色变化。应该认识到，带有暗色的一个涂覆层不适合作为磨损指示层而带有较淡的颜色的一个涂覆层适合作为磨损指示涂覆层。当该外部涂覆层是一种较淡颜色时，它能够通过在使用过程中出现的以下机理中的一种或多种来提供一种磨损指示：切削镶片的变色、工件材料在该切削镶片上的积累或者该外部涂覆层的去除以露出氧化铝涂覆层，该氧化铝涂覆层具有与该外部涂覆层相比的一种在视觉上可感知的颜色对比度。
与沉积态的氧化铝涂覆层中现存的这些级别相比，喷砂的再另一个结果是减少了该氧化铝涂覆层中的拉伸残余应力级别。这种减少可以是使拉伸残余应力的量减少，其中该应力保持是拉伸性的，或者它可以是将这些残余应力减少为压缩性残余应力。
关于使用涂覆后的喷砂处理以减少涂覆之后存在于该氧化铝涂覆层中的残余应力的影响，图5A是一个条形图，该条形图示出了在用于先有技术的切削镶片的两个样品的氧化铝涂覆层中通过x-射线衍射技术测量的压缩应力的大小。在图5A中，这两个先有技术的样品是由条形示出的，这些条形是有斜阴影线的以及有点的，并且该平均压缩应力是由未作标记的条形示出的。图5B是一个条形图，该条形图示出了通过用于本发明的切削镶片的两个样品的一种x-射线衍射技术所测量的该氧化铝涂覆层中的压缩应力的大小(在该后涂层喷砂处理之后)。在图5B中，这两个发明的样品由条形示出，这些条形是有斜阴影线的以及有点的，并且该平均压缩应力是由未作标记的条形示出的。对于图5A以及图5B中的每一个，该应力以MPa报告。
如由图5B所示，在用于发明的这些样品的氧化铝中的压缩性残余应力在约-650MPa与-800MPa之间的范围内。虽然压缩应力的最大量值可以根据该涂层组成、涂层厚度、涂层涂敷技术或者涂层基底的热膨胀失配系数而变化，在此考虑该最大压缩应力约为2GPa。应该认识到，本发明的这些样品的氧化铝涂覆层中的压缩性残余应力是与先有技术切削镶片的氧化铝涂覆层中的压缩性残余应力处于相同的范围内；然而，在本发明的情况下，与先有技术的切削镶片相对比，由于本发明的外部涂覆层的氧化铝的改进的粘结强度，连同喷砂处理的外部涂覆层的改进的磨损抵抗力，所以该外部磨损指示层通过喷砂处理保持在适当的位置。
该氧化铝涂覆层中的XRD残余应力是通过一种Psi倾斜方法测量并且该氧化铝涂覆层中的反射(024)被选择用于这种测量。0度、33.9度、52.1度以及75度的Psi倾斜被选择用于这些残余应力级别的测量。正的和负的Psi倾斜被选择用来提供确定可能的剪切应力所要求的数据。此外，三个Phi旋转角度(0、45以及90)被选择用来提供确定材料的双轴应力状态所要求的数据。双轴应力计算是使用以下方程式完成的：
Figure G2008800223568D00151
其中：S1和1/2S2是x-射线的弹性常量
Figure G2008800223568D00152
是用于Psi倾斜和Phi旋转的d间隔的测量峰值d0是用于衍射的映像的d间隔的应力自由峰值
Figure G2008800223568D00161
σ1和σ2是初始应力这个方法中的不同的倾斜与旋转角度的关系在图6中示出。杨氏模量(E)被取为401GPa，泊松比(v)被取为0.22，并且x-射线弹簧常量(S1和S2)分别被取为-0.53×106mm2/N以及2.94×106mm2/N，用于Al2O3涂层中的应力计算。
进行了切削试验以将发明的有涂覆层的切削镶片与先有技术的切削镶片进行比较。这些试验中的发明的切削镶片是根据表1中所阐述的工艺来制成的。先有技术切削镶片呈现出类似于于这些发明的样品的涂覆体系一种涂覆体系，除了先有技术的切削镶片的外层包括α-氧化铝之外，这种α-氧化铝已被喷砂以减少压缩性残余应力的剩余。在对这些先有技术的切削镶片进行喷砂之前，氧化铝涂覆层由一个TiN/TiCN层覆盖。然而，喷砂去除了TiN/TiCN层以露出作为黑色外层的氧化铝涂覆层。
用于先有技术的切削镶片以及发明的切削镶片二者的这些基底包括烧结(钴)碳化钨，它具有以下近似成分：1.8个重量百分比的钽、0.4个重量百分比的钛、0.3个重量百分比的铌、6个重量百分比的钴，余量为碳化钨以及认可的杂质。
关于这些金属切削试验，这些试验参数如下：镶片类型：  CNMA432引导角：    -5度工件材料：  80-55-06韧性铁操作：      湿车削循环中断的切削速度：      656表面英尺/分钟进料速率：  0.004英寸/转切削深度：  0.08英寸失败指标是：侧面磨损、突出部分磨损以及等于0.012英寸(.0305毫米)的切削凹痕的深度(DOCN)。对于这些试验，失败模式是切削凹痕的深度以及侧面磨损。试验结果在表2和表3中给出。表2先有技术切削镶片和发明的切削镶片的工具寿命试验结果(分钟)
  试验对象   Rep.1   Rep.2   平均工具寿命
  先有技术镶片   7.3   7.0   7.2
  发明的镶片   9.4   7.4   8.4
表3先有技术切削镶片和发明的切削镶片的工具寿命试验结果(分钟)
  试验对象   Rep.1   Rep.2   Rep.3   平均工具寿命
  先有技术镶片   11.5   16.6   10.7   13.0
  发明的镶片   12.5   12.9   9.7   11.7
表2和表3表明本发明的切削镶片展示出与先有技术镶片类似的平均工具寿命。然而，与先有技术的切削镶片相比，本发明的切削镶片具有更好的刀刃识别能力。
人们应该认识到，在特定的环境中，由于前刀表面与有涂覆层的切削镶片的这些侧表面相比具有在视觉上可感知的不同的颜色，因此有存在多个优点。典型地，这是由于在涂覆的切削镶片的各自表面处的涂层的成分的差别。与在视觉上可感知的颜色的差异有关的多个优点包括(没有限制)：切削镶片的装饰性要求、提供视觉等级识别的能力以及提供不同表面粗糙度以及与不同成分相关联的内应力的能力，人们可以设计这些成分以适合于不同的应用。
不同的技术对于制造一种涂覆的切削镶片是有用的，其中，在该前刀表面与这个或这些侧表面之间存在着一种差异。图7至图9的特定的涂覆的切削镶片示出了一种机械表面处理(如，使用氧化铝砂砾的干喷砂或湿喷砂)的使用，以产生一种涂覆的切削镶片，其中，该前刀表面具有与这个或这些侧表面不同的成分。成分的不同导致那些表面上的在视觉上可感知的颜色的不同。虽然有处理技术存在，但表面处理的程度会导致带有在视觉上可感知的不同颜色的表面。例如，一个切削镶片的表面可以被处理到一个程度，这个程度导致呈现出一种在视觉上可感知的颜色的一个表面。同一个切削镶片的另一个表面可以被处理到另一种程度，这个程度导致呈现出另一种在视觉上可感知的颜色的一个表面。
参见图7，图中示出了总体指示为200的一个涂覆的切削镶片的一个具体实施方案。涂覆的切削镶片200包括多个侧表面202以及一个前刀表面204。这些侧表面202与前刀表面204相交，因此在它们的相交处有一个切削刃206。
如图7所示，前刀表面204具有一种在视觉上可感知的青铜色并且这些侧表面202各自具有一个在视觉上可感知的金色。如在此说明，该前刀表面与这些侧表面在视觉上可感知的颜色的差异是由于这些表面(即，前刀表面204以及多个侧表面202)处的成分的不同。
参见图7A，图中示出了总体上指示为300的一个涂覆的切削镶片的一个具体实施方案。涂覆的切削镶片300包括多个侧表面302和一个前刀表面304。这些侧表面302与前刀表面304相交，因此在其相交处有一个切削刃306。如图7A所示，前刀表面304具有一种在视觉上可感知的金色并且这些侧表面302各自具有一个在视觉上可感知的青铜色。如在此说明的，该前刀表面与这些侧表面在视觉上可感知的颜色的差异是由于这些表面(即，前刀表面304以及多个侧表面302)处的成分的不同。
图8是总体上指示为212的该涂覆体系的一个示意图，该涂覆体系是在涂覆的切削镶片200的基底210的这些侧表面上。涂覆体系212包括一个下层涂覆安排(在图8中指示为下层)。一个示例性下层涂层安排包括：(A)一个氮化钛基础涂覆层，它具有被涂敷到一个基底的表面上的一个厚度，该厚度在大于0微米与约1微米之间的范围内，并且具有在大于0微米与约0.5微米之间的一个交替范围；(B)一个碳氮化钛涂覆层，它被涂敷到该氮化钛涂覆层上，并且其中该碳氮化钛涂层具有在约1微米与约20微米之间的范围内的一个厚度，带有在约2微米与约15微米之间的一个交替范围以及在约2微米与约10微米之间的另一个交替范围；以及(C)一个粘结涂覆层，它包括应涂敷该碳氮化钛涂覆层上的Ti、Al、O、C以及N(连同一些高温-CVD碳氮化钛)，并且其中该粘结涂覆层具有在约0.1微米与约5微米之间的范围内的一个厚度，并且具有在约0.5微米与约3微米之间的一个交替范围。
一个氧化铝涂覆层(在图8中被标示为氧化铝)是在该下层涂覆安排的顶部上，其中，被用来涂敷这个涂覆层的典型技术是化学汽相沉积(CVD)。该氧化铝涂层安排可以包括氧化铝的一个单涂覆层，或者在替代实施方案中它可以包括多个氧化铝涂覆层。这个或这些氧化铝涂覆层是一种耐磨损的涂覆层安排。
一个氧碳氮化钛涂覆层(在图8中被标示为氧碳氮化钛)是在这个或这些氧化铝涂覆层的最外面的表面上，其中，被用来涂敷这个涂覆层的典型技术是化学汽相沉积(CVD)。该氧碳氮化钛涂覆层被预期用来改进这些最外面的涂覆层(即，碳氮化钛涂覆层/氮化钛涂覆层)的附着，如以下说明。一个碳氮化钛涂覆层(在图8中被指示为碳氮化钛)是在该钛氧碳氮涂覆层的表面上，其中，被用来涂敷这个涂覆层的典型技术是化学汽相沉积(CVD)。一个氮化钛涂覆层(在图8中被指示为氮化钛)是在该碳氮化钛涂覆层的表面上，其中，被用来涂敷这个涂覆层的典型技术是化学汽相沉积(CVD)。在这个具体实施方案中，该氮化钛涂覆层呈现出一种在视觉上可感知的金色。
图9是总体上表示为216的该涂覆体系的一个示意图，该涂覆体系是在涂覆的切削镶片200的基底210的前刀表面上。涂覆体系216是在涂覆体系212(它最初在该前刀表面上)已通过喷砂(即，湿喷砂或干喷砂)进行表面处理以去除该氮化钛涂覆层以及该碳氮化钛涂覆层之后的合成涂覆体系。该表面处理的结果是，由于被应用到该前刀表面的表面处理，这个或这些氧化铝涂覆层是处于减少的拉伸应力或实际上处于压缩应力。该表面处理被预期用来改进该涂覆的切削镶片的刀刃的粗糙度。在一个中断的切削应用中使用涂覆的切削镶片时尤其是这种情况。在这个特定实施方案中，该氧碳氮化钛涂覆层呈现出一种在视觉上可感知的青铜色。人们可以将该磨损指示涂层的特点表示为包括M1(OxCyNz)，其中M1是选自下组，该组包括以下各项中的一种或多种：钛、铪、锆、铬、钛-铝合金、铪-铝合金、锆-铝合金、铬-铝合金、以及它们的合金，并且x＞0、y＞0、z＞0。
清楚的是涂覆的切削镶片200在该前刀表面以及这个或这些侧表面上具有不同的在视觉上可感知的颜色。这种不同是由于通过对该前刀表面进行喷砂以去除碳氮化钛涂覆层/氮化钛涂覆层的机械处理，以露出氧碳氮化钛。与具有青铜色的碳氮化钛相比，氮化钛具有一种金色。人们可以将该磨损指示涂层的特点表示为包括M2(N)，其中M2是选自下组，该组包括以下各项中的一种或多种个：钛、铪、锆、铬、钛-铝合金、铪-铝合金、锆-铝合金、铬-铝合金、以及它们的合金。
图10是总体上表示为222的一种特定涂覆体系的一个示意图，该涂覆体系是在涂覆的切削镶片的一个具体实施方案的一种基底220的一个选定的表面上。应该认识到，在图10的状态中的涂覆体系可以存在于该切削镶件的所有表面上(或者至少在该前刀表面和/或一个或多个侧表面上)。在该替代实施方案中，可以处理涂覆体系222，以去除氮化钛涂覆层/碳氮化钛涂覆层而露出氧碳氮化钛涂覆层。在这个安排中，氧碳氮化钛涂覆层是在一个氧碳氮化钛铝涂覆层上。
涂覆体系222包括一个CVD下层涂覆安排(在图10中被指示为下层)，该安排与此处结合图说明的下层涂覆体系相类似。一个CVD氧化铝涂覆层(在图10中被指示为氧化铝)是在该下层涂覆安排的顶部上。该氧化铝涂安排可以包括一个单个的氧化铝涂覆层，或者在替代实施方案中，它可以包括多个氧化铝涂覆层。这个或这些氧化铝涂覆层是一个耐磨损的涂覆层安排。
一个CVD氧碳氮化钛铝涂覆层(在图10中被指示为氧碳氮化钛铝)是在这个或这些氧化铝涂覆层的最外面的表面上。一个CVD氧碳氮化钛涂覆层(在图10中被设计为氧碳氮化钛)是在这个或这些氧化铝涂覆层的表面上。该氧碳氮化钛铝涂覆层/氧碳氮化钛涂覆体系被预期用来改进这些最外面的涂覆层(即，碳氮化钛/氮化钛)的附着，如以下讨论。
一个CVD碳氮化钛涂覆层(在图10中被指示为碳氮化钛)是在该氧碳氮化钛涂覆层的表面上。一个CVD氮化钛涂覆层(在图10中被指示为氮化钛)是在该碳氮化钛涂覆层的表面上。该氮化钛涂覆层的厚度是“Y”。在这个具体实施方案中，该氮化钛涂覆层呈现出一种在视觉上可感知的金色。
在某些情形中，涂覆的切削镶片的表面不进行表面处理。如以上提到的，这是用于如图10所展示的涂覆体系的情况。在其他情形中，存在着与部分去除一个外部涂覆层相关联的多个优点。该外部涂覆层可以从该前刀表面以及这个或这些侧表面去除或者仅从这些表面的一个选择区域中去除。图11展示了除了该最外面的涂覆层(即，氮化钛涂覆层)已经通过一种表面处理(如喷砂)而被部分去除之外与图10的涂覆体系相类似的一个涂覆体系。
图11是总体上表示为226的涂覆体系的一个示意图，该涂覆体系是在一种涂覆的切削镶片的一个具体实施方案的基底224的一个选定的表面上。涂覆体系226包括一个CVD下层涂层安排(在图11中被指示为下层)，该安排与此处结合图8说明的该下层涂覆体系相类似。
一个CVD氧化铝涂覆层(在图11中被指示为氧化铝)是在该下层涂层安排的顶部上。该氧化铝涂层安排可以包括一个单个的氧化铝涂覆层或者在该替代实施方案中，它可以包括多个氧化铝涂覆层。这个或这些氧化铝涂覆层是一个耐磨损的涂覆层安排。
一个CVD氧碳氮化钛铝涂覆层(在图11中被指示为氧碳氮化钛铝)是在这个或这些氧化铝涂覆层的最外面的表面上。一个CVD氧碳氮化钛涂覆层(在图11中被设计为氧碳氮化钛)是在这个或这些氧化铝涂覆层的表面上。
一个CVD碳氮化钛涂覆层(在图11中被指示为碳氮化钛)是在该氧碳氮化钛涂覆层的表面上。一个氮化钛涂覆层(在图11中被指示为氮化钛)是在该碳氮化钛涂覆层的表面上。该氮化钛涂覆层的厚度是“Z”。在这个具体实施方案中，该氮化钛涂覆层呈现出一种在视觉上可感知的金色。
在将图10和图11中的实施方案的氮化钛涂覆层的厚度进行比较，清楚的是尺寸Y大于尺寸Z。在这种情况下，对涂覆体系226进行喷砂，该喷砂部分地去除了外部氮化钛涂覆层。因此，在喷砂之前，该氮化钛涂覆层的厚度Z小于厚度Y。
可以认识到，本发明提供了一种具有磨损(或使用)指示性能的涂覆切削镶片。这些性能将一个颜色对比使用在该磨损指示涂覆层上，该磨损指示涂覆层在未使用过的状态下呈现出基本上均匀或一致的视觉外观。然而，如果在使用过程中该磨损指示涂覆层被去除以露出该下层的耐磨损涂覆层(如，一个氧化铝涂覆层)，在该顶部涂覆层与该氧化铝涂覆层之间存在着一种在视觉上可感知的颜色对比，以指示使用或磨损。该顶部涂覆层还可以通过热氧化引起的变色而在视觉上指示使用，其中，在被氧化的顶部涂覆层与未被氧化的顶部涂覆层之间存在着一种颜色对比。该顶部涂覆层还可以通过工件材料在该切削镶片上的附着或积累而在视觉上指示使用，其中，在积累的工件材料与顶部涂覆层之间存在着一种颜色对比。操作者因此可以观察该切削镶片并且将这个或这些使用过的切削刃与这个或这些未使用过的切削刃辨别出来。
此外，本发明提供了这样一种呈现出光滑表面的切削镶片。另外，本发明提供了一种切削镶片，它提高了有用的工具寿命连同具有磨损指示性能以及一个光滑表面。
在此指明的所有专利、专利申请、文章以及其他文献均特此通过引用结合在此。通过考虑本说明书或实施在此披露的本发明，本发明的其他实施方案对于本领域普通技术人员可能是清楚的。在此的意图是本说明书以及在此给出的任何实例仅应被看作解说性的，而本发明的真实的精神和范围是由以下的权利要求书来表明。

Claims (36)

1.一种在形成切屑的材料的去除操作中使用的涂覆的切削镶片，该涂覆的切削镶片包括：
一个基底，该基底具有一个侧表面以及一个前刀表面，其中该侧表面与该前刀表面相交，以在该相交处形成一个切削刃；
粘附到该基底的至少一个部分上的一种耐磨损涂覆体系，并且该耐磨损涂覆体系包括一个或多个涂覆层，该一个或多个涂覆层具有氧化铝、氧化铪以及氧化锆中的一种或多种；以及
粘附到该耐磨损涂覆体系的至少一个部分上的一个磨损指示涂层，并且该磨损指示涂层包括机械处理的M(OxCyNz)，其中，M是选自下组，该组包括以下各项中的一种或多种：钛、铪、锆、铬、钛-铝合金、铪-铝合金、锆-铝合金、铬-铝合金、以及它们的合金，并且x＞0、y≥0、z≥0、y+z＞0，并且其中所述机械处理使沉积态的M(OxCyNz)涂覆层的颜色淡化，从不适合作为磨损指示的颜色变为适合作为磨损指示的视觉上可感知的颜色。
2.如权利要求1所述的涂覆的切削镶片，其中，该耐磨损涂覆体系包括氧化铝，并且该磨损指示涂层是青铜色的氧碳氮化钛。
3.如权利要求2所述的涂覆的切削镶片，进一步包括处在该耐磨损涂覆体系上的氧碳氮化钛铝的一个涂覆中间层。
4.如权利要求3所述的涂覆的切削镶片，进一步包括处在所述涂覆中间层上的碳氮化钛的一个基础部分，其中，该耐磨损涂覆体系对压缩性残余应力呈现出减少的拉伸。
5.如权利要求1所述的涂覆的切削镶片，其中，该耐磨损涂覆体系呈现出压缩性残余应力。
6.如权利要求1所述的涂覆的切削镶片，其中，该磨损指示涂覆层通过所述机械处理来维持附着到该耐磨损涂覆体系上。
7.如权利要求1所述的涂覆的切削镶片，其中，该磨损指示涂层是在该前刀表面的至少一个部分上以及该侧表面的至少一个部分上。
8.如权利要求1所述的涂覆的切削镶片，其中该基底给出多个切削刃，并且其中这些切削刃中选定的一个在该形成切屑的材料的去除操作过程中与工件接合，并且该磨损指示涂层提供这些切削刃中该选定的一个已经在使用的一种在视觉上可感知的指示物。
9.如权利要求1所述的涂覆的切削镶片，其中，该磨损指示层具有在大于0微米与5微米之间的范围内的一个厚度。
10.如权利要求1所述的涂覆的切削镶片，其中，该磨损指示层具有在大于0.1微米与3微米之间的范围内的一个厚度。
11.如权利要求1所述的涂覆的切削镶片，其中，该磨损指示层具有在大于0.5微米与2微米之间的范围内的一个厚度。
12.如权利要求1所述的涂覆的切削镶片，其中，该耐磨损涂覆体系呈现出在100MPa与2000MPa之间的范围内的一个压缩性残余应力。
13.如权利要求1所述的涂覆的切削镶片，其中，该耐磨损涂覆体系呈现出在200MPa与1000MPa之间的范围内的一个压缩残余应力。
14.如权利要求1所述的涂覆的切削镶片，其中，存在于该基底的前刀表面上的磨损指示涂层是一种在视觉上可感知的颜色，并且存在于该基底的侧表面上的磨损指示涂层是另一种在视觉上可感知的颜色。
15.如权利要求14所述的涂覆的切削镶片，其中，对于该前刀表面上的磨损指示涂层，M是钛并且y＞0并且z＞0；并且对于该侧表面上的磨损指示涂层，最外面的涂覆层包括氮化钛。
16.如权利要求1所述的涂覆的切削镶片，其中，该磨损指示涂层包括在该耐磨损涂覆体系上的一层氧碳氮化钛，并且一个最外面的涂覆层包括氮化钛。
17.如权利要求1所述的涂覆的切削镶片，其中，该磨损指示涂层包括在该耐磨损涂覆体系上的一层氧碳氮化钛铝以及在该氧碳氮化钛铝层上的一层氧碳氮化钛。
18.一种在形成切屑的材料的去除操作中使用的涂覆的切削镶片，该涂覆的切削镶片包括：
一个基底，该基底具有一个侧表面以及一个前刀表面，其中该侧表面与该前刀表面相交以便在该相交处形成一个切削刃；
粘附到该基底的至少一个部分上的一种耐磨损涂覆体系，并且该耐磨损涂覆体系包括至少一个α-氧化铝涂覆层，并且该α-氧化铝涂覆层呈现出压缩性残余应力；
一个磨损指示涂层，该磨损指示涂层粘附到该耐磨损涂覆体系的至少一个部分上，并且该磨损指示涂层包括M(OxCyNz)涂覆层，其中，M是选自下组，该组包括以下各项中的一种或多种：钛、铪、锆、铬、钛-铝合金、铪-铝合金、锆-铝合金、铬-铝合金、以及它们的合金，并且x＞0、y≥0、z≥0、y+z＞0；
该磨损指示涂层是由沉积态的M(OxCyNz)涂层经受机械处理而产生，所述沉积态的M(OxCyNz)涂层呈现出不适合作为磨损指示的颜色；以及
该磨损指示涂层具有一种可从该α-氧化铝涂覆层在视觉上感知的颜色。
19.如权利要求18所述的涂覆的切削镶片，其中，该耐磨损涂覆体系包括氧化铝，并且M是选自包括钛和钛-铝的组。
20.如权利要求18所述的涂覆的切削镶片，其中，该磨损指示涂覆层通过一种涂覆后机械处理来维持附着在该耐磨损涂覆体系上。
21.如权利要求18所述的涂覆的切削镶片，其中，该磨损指示涂层是在该前刀表面的至少一个部分上以及该侧表面的至少一个部分上。
22.如权利要求18所述的涂覆的切削镶片，其中，该基底给出多个切削刃，并且其中，这些切削刃中选定的一个在该形成切屑材料去除操作过程中与工件接合，并且该磨损指示涂层提供这些切削刃中选定的一个已经在使用的一种在视觉上可感知的指示物。
23.如权利要求18所述的涂覆的切削镶片，其中，该磨损指示层具有在大于0微米与5微米之间的范围内的一个厚度。
24.如权利要求18所述的涂覆的切削镶片，其中，该α-氧化铝涂覆层呈现出在100MPa与2000MPa之间的范围内的一个压缩性残余应力。
25.如权利要求18所述的涂覆的切削镶片，其中，该α-氧化铝涂覆层呈现出在200MPa与1000MPa之间的范围内的一个压缩性残余应力。
26.一种在形成切屑的材料的去除操作中使用的涂覆的切削镶片，该涂覆的切削镶片包括：
一个基底，该基底具有一个侧表面以及一个前刀表面，其中该侧表面与该前刀表面相交以便在该相交处形成一个切削刃；
粘附到该基底的至少一个部分上的一个耐磨损涂覆体系，并且该耐磨损涂覆体系包括一个或多个涂覆层，该一个或多个涂覆层具有氧化铝、氧化铪、氧化锆中的一种或多种；以及
一个第一磨损指示涂层，该指示涂层粘附到该前刀表面的耐磨损涂覆体系的至少一个部分上，并且该第一磨损指示涂层具有一种在视觉上可感知的第一颜色；以及在该侧表面上粘附到该耐磨损涂覆体系的至少一个部分上的一个第二磨损指示涂层，并且该第二磨损指示涂层具有一种在视觉上可感知的第二颜色。
27.如权利要求26所述的涂覆的切削镶片，其中，该第一磨损指示涂层包括M1(OxCyNz)，其中，M1是选自下组，该组包括以下各项中的一种或多种：钛、铪、锆、铬、钛-铝合金、铪-铝合金、锆-铝合金、铬-铝合金、以及它们的合金，并且x＞0、y＞0、z＞0；并且该第二磨损指示涂层包括M2(N)，其中M2是选自下组，该组包括以下各项中的一种或多种：钛、铪、锆、铬、钛-铝合金、铪-铝合金、锆-铝合金、铬-铝合金、以及它们的合金。
28.制造一种带有磨损指示涂层的切削镶片的一种方法，该方法包括以下步骤：
提供一个基底，该基底带有一个外部氧化铝涂覆层；
将一个沉积态的非磨损指示涂覆层涂敷到该氧化铝涂覆层上；并且
对该非磨损指示涂覆层进行处理，以使其转换为一个磨损指示涂覆层。
29.如权利要求28所述的制造一种切削镶片的方法，其中该非磨损指示涂覆层包括M(OxCyNz)，其中，M是选自下组，该组包括以下各项中的一种或多种：钛、铪、锆、铬、钛-铝合金、铪-铝合金、锆-铝合金、铬-铝合金、以及它们的合金，并且x＞0、y≥0、z≥0、y+z＞0。
30.如权利要求28所述的制造一种切削镶片的方法，其中该磨损指示涂覆层包括M(OxCyNz)，其中，M是选自下组，该组包括以下各项中的一种或多种：钛、铪、锆、铬、钛-铝合金、铪-铝合金、锆-铝合金、铬-铝合金、以及它们的合金，并且x＞0、y≥0、z≥0、y+z＞0；并且该磨损指示涂覆层呈现出一种在视觉上可从该氧化铝涂覆层的颜色中感知的颜色。
31.如权利要求28所述的制造一种切削镶片的方法，其中，该磨损指示涂覆层具有在大于0微米与5微米之间的范围内的一个厚度。
32.如权利要求28所述的制造一种切削镶片的方法，其中该处理步骤包括喷砂。
33.如权利要求28所述的制造一种切削镶片的方法，其中，该基底具有一个侧表面以及一个前刀表面，其中该侧表面与该前刀表面相交以便在它们的相交处形成一个切削刃；并且该外部氧化铝层是在该基底的前刀表面的至少一个部分上并且在该基底的侧表面的至少一个部分上；并且该处理步骤包括仅对在该前刀表面上的氧化铝涂覆层上的沉积态非磨损指示涂覆层进行处理。
34.如权利要求28所述的制造一种切削镶片的方法，其中，该基底具有一个侧表面以及一个前刀表面，其中该侧表面与该前刀表面相交以便在它们的相交处形成一个切削刃；并且该外部氧化铝层是在该基底的前刀表面的至少一个部分上并且在该基底的侧表面的至少一个部分上；并且该处理步骤包括：在将该前刀表面上的氧化铝涂覆层上的沉积态非磨损指示涂覆层处理到一种程度，并且将在该侧表面上的氧化铝涂覆层上的沉积态非磨损的指示涂覆层处理到另一种程度。
35.一种制造带有磨损指示涂层的切削镶片的方法，该方法包括以下步骤：
提供一个基底，该基底带有一个外部氧化铝涂覆层；
将一种磨损指示涂覆体系涂敷到该氧化铝涂覆层上，其中该磨损指示涂覆体系具有一个最外面的磨损指示涂覆层，该最外面的磨损指示涂覆层具有一个第一厚度；并且
对该磨损指示涂覆体系进行处理，以便部分地去除该最外面的磨损指示涂覆层，由此该最外面的磨损指示涂覆层具有一个第二厚度，并且该第一厚度大于该第二厚度。
36.如权利要求35所述的制造切削镶片的方法，其中，该最外面的磨损指示涂覆层包括氮化钛。
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