CN104662195B

CN104662195B - 具有TiAlCrSiN PVD涂层的工具

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Publication number: CN104662195B
Application number: CN201380049876.9A
Authority: CN
Inventors: 法伊特·席尔
Original assignee: Walter AG
Current assignee: Walter AG
Priority date: 2012-09-28
Filing date: 2013-09-27
Publication date: 2017-12-01
Anticipated expiration: 2033-09-27
Also published as: ES2719079T3; CN104662195A; KR20150064092A; US20150232978A1; JP6687390B2; EP2900842A1; DE102012109254A1; JP2015530270A; US10487388B2; EP2900842B1; WO2014049105A1

Abstract

本发明涉及一种工具，所述工具具有由硬质合金、金属陶瓷、陶瓷、钢或高速钢制成的主体和使用PVD工艺施加至所述主体上的多层耐磨保护性涂层，其特征在于所述耐磨保护性涂层包含至少一个层(A)：Ti_aAl_(1‑a)N，其中0.33≤a≤1并且层厚度为20nm至3μm；和至少一个层(B)，其包含一系列的至少4个交替堆叠布置的Ti_bSi_(1‑b)N和Al_cCr_(1‑c)N子层，其中0.70≤b≤0.98和0.3≤c≤0.75并且子层厚度为0.5nm至15nm，并且任选地还包含层(C)：Ti_dSi_(1‑d)N，其中0.70≤d≤0.98并且层厚度为50nm至1μm，其中所述耐磨保护性涂层可具有其它的硬质合金层，并且其中层(A)、(B)和(C)取决于所述工艺可含有每层至多10原子％的其它金属、B、C和/或O。

Description

具有TiAlCrSiN PVD涂层的工具

技术领域

本发明涉及一种工具，所述工具具有由硬质金属、金属陶瓷、陶瓷、钢或高速钢制成的主体，和通过PVD工艺施加至所述主体上的单层或多层耐磨保护性涂层。

背景技术

切削工具，尤其是金属去除加工工具，由例如由硬质金属、金属陶瓷、陶瓷、钢或高速钢制成的主体组成。为了增加工具寿命或改进切削性能，经常通过CVD或PVD工艺将单层或多层的由硬质材料制成的耐磨保护性涂层施加至所述主体上。PVD工艺存在多种不同的变体，例如磁控溅射、电弧气相沉积(电弧PVD)、离子镀、电子束气相沉积和激光烧蚀。磁控溅射和电弧气相沉积是最常用于涂覆工具的PVD工艺。单独的PVD工艺变体又包括多种改进，例如非脉冲或脉冲磁控溅射和非脉冲或脉冲电弧气相沉积等。

PVD工艺中的靶材可由纯金属或者两种或更多种金属的组合构成。当所述靶材包含多种金属时，所有这些金属同时被引入在PVD工艺期间构建的涂覆层中。当所述靶材由金属混合物构成时，所构造层中的金属的定量比率基本上是由所述靶材中的金属的定量比率决定的。

为了生产特定的金属化合物，将反应气体供应到PVD工艺的反应室中，这样的反应气体例如是用于生产氮化物的氮气、用于生产氧化物的氧气、用于生产碳化物的含碳化合物，或者用于生产相应混合化合物例如碳氮化物、氧碳化物等的这些气体的混合物。

WO 96/23911 A1描述了在基底上的耐磨保护性涂层，其由直接施加在所述基底上的硬质材料层和其上的一系列10至1000个另外的单独层构成，所述一系列层由金属硬质材料和共价硬质材料交替构成，其中所述单独层具有1至30nm的厚度。设计金属硬质材料和共价硬质材料的单独层的周期性交替布置，以改进所述耐磨保护性涂层的机械和化学性能。

WO 2006/041367 A1描述了一种涂层切削工具，其由硬质金属基底和通过PVD工艺沉积的涂层构成，所述涂层包含至少一个具有1.5至5μm厚度和>4至6GPa的内部压应力的TiAlN层。与已知层相比，所述TiAlN层被设计成具有改进的与基底的粘着力。

EP 2 298 954 A1描述了一种用于制造涂层切削工具的方法，其中通过PVD工艺将硬质材料例如TiAlN、TiAlCrN或TiAlCrSiN的涂层施加至基底，所述基底的偏压在沉积工艺期间改变。所述方法被设计成为工具赋予改进的耐磨性和较长的寿命。

EP 1 992 717描述了用于通过PVD工艺沉积硬质材料层的靶材，其可含有在不同定量范围内的Ti、Al、Cr、Si、B、C和N。

EP 1 174 528描述了具有多层耐磨保护性涂层的切削工具，其包含第一硬质材料层和第二硬质材料层，所述第一硬质材料层含有金属Ti、Al和Cr中的一种或多种以及非金属N、B、C和O中的一种或多种，并且所述第二硬质材料层含有Si和元素周期表第4a、5a和6a族金属的一种或多种和Al以及非金属N、B、C和O中的一种或多种。

对于特定的金属加工操作，例如铣削和车削，对工具具有特别高的要求。这些工具的重要参数是高温稳定性、高硬度、高断裂韧性和高弹性模量(E模量，杨氏模量)。

切削工具及其耐磨保护性涂层通常针对特定应用进行设计，并且由于不能同时优化所有期望的性能，因此当它们对于该应用至关重要时，通常必须在上文提及的性能方面作出妥协。因此，需要进一步改进对于特定应用来说重要的耐磨保护性涂层的性能。

耐磨保护性涂层中的已知Ti₈₅Si₁₅N层具有例如非常高的硬度和非常高的E模量，但在高温下的摩擦化学性能比较差。Al₇₀Cr₃₀N层也是这样。与这些相比，Ti₅₀Al₅₀N层在高温下具有更好的摩擦化学特性，但硬度较低并且E模量较低。

发明目的

本发明的目的在于提供材料、特别是钢的材料去除加工的工具，其具有涂层，所述工具相比于现有技术有所改进并具有高硬度、高断裂韧性、高弹性模量和良好的高温稳定性，特别是用于钢的铣削、镗孔和车削。

发明内容

通过如下工具来实现这个目的，所述工具具有由硬质金属、金属陶瓷、陶瓷、钢或高速钢制成的主体和通过PVD工艺施加在所述主体上的多层耐磨保护性涂层，所述耐磨保护性涂层包含：

至少一个层

(A)：Ti_aAl_(1-a)N，其中0.33≤a≤1并且层厚度为20nm至3μm

和至少一个层

(B)：一系列的至少4个交替叠置的Ti_bSi_(1-b)N和Al_cCr_(1-c)N子层，其中0.70≤b≤0.98和0.3≤c≤0.75，并且所述子层的层厚度为0.5nm至15nm

和任选地另外至少一个层

(C)：Ti_dSi_(1-d)N，其中0.70≤d≤0.98并且层厚度为50nm至1μm，

其中所述耐磨保护性涂层可具有其它的硬质材料层，并且其中所述层(A)、(B)和(C)取决于所述工艺可含有每层至多10原子％的其它金属、B、C和/或O。

令人惊讶的是，已显示，由于所述新型的耐磨保护性涂层，根据本发明种类的工具相比于根据现有技术的已知工具具有改进的切削结果和降低的磨损。根据本发明的耐磨保护性涂层具有高硬度、高断裂韧性、高弹性模量和良好的高温稳定性，其特别是对于钢的铣削、镗孔和车削是有利的。

具有TiAlN层(A)和具有交替叠置的TiSiN和AlCrN子层的层(B)和任选地TiSiN层(C)之组合的本发明耐磨保护性涂层的特征在于更高的耐磨性和更长的工具寿命，原因特别是在于，涂层在切削刃处的崩裂减少。

在不希望它们自身在这方面受理论束缚的情况下，本发明人推定，在层(B)中，由于立方面心晶格的晶格中的不同晶格常数，呈几纳米薄的叠置的TiSiN和AlCrN子层的层组成变化导致层(B)的内应力条件变化，其有利于根据本发明的耐磨保护性涂层的有利性能。

尽管其厚度微小，但具有不同组成的本发明层(B)中仅几纳米薄的叠置的TiSiN和AlCrN子层可在透射电子显微镜(TEM)下检测并区分。所述技术长期以来已为本领域的专家所公知。

在本发明的一个优选形式的实施方式中，层(B)具有一系列的交替叠置布置的至少4个Ti_bSi_(1-b)子层和4个Al_cCr_(1-c)N子层。因此在这种形式的实施方式中，Ti_bSi_(1-b)子层和Al_cCr_(1-c)N子层的总数是至少8个。如果Ti_bSi_(1-b)子层和Al_cCr_(1-c)N子层的数目过低，则相比于现有技术可获得更高的硬度值和更高的E模量，但层(B)的厚度不足对涂层整体的耐磨性具有不利的影响。

在本发明的另一个优选形式的实施方式中，层(B)具有一系列的交替叠置布置的至多1500个Ti_bSi_(1-b)子层和1500个Al_cCr_(1-c)N子层。因此在这种形式的实施方式中，Ti_bSi_(1-b)子层和Al_cCr_(1-c)N子层的总数是至多3000个。如果Ti_bSi_(1-b)子层和Al_cCr_(1-c)N子层的数目过高，则这导致耐磨保护性涂层的总厚度过大，其结果是涂层在切削刃区域中更快速地发生故障。

在本发明的另一个优选形式的实施方式中，层(B)具有40nm至3μm的总层厚度。如果层(B)的总层厚度过低，则层(B)失去有利的机械性能。如果层(B)的总层厚度过高，则这导致耐磨保护性涂层的总厚度过大，其结果是涂层在切削刃区域中更快速地发生故障。

在本发明的另一个优选形式的实施方式中，所述耐磨保护性涂层具有下列层顺序之一，其中m、n、o、p、q和r是>0的整数：

[A-B]_n 其中1≤n≤100，优选地1≤n≤20，

([A-B]_n-C)_m 其中1≤n≤100，优选地1≤n≤20，并且1≤m≤20，优选地1≤m≤5

A-[B-C]_n 其中1≤n≤30

[A-B-C]_n 其中2≤n≤30

{([A-B]_o-C)_q-(A-[B-C]_p)_r}_m 其中1≤o≤30，1≤p≤30，1≤q≤30，p+q≥2，(13q+25r)m≤500。

优选地，TiAlN层(A)是耐磨保护性涂层的最内部的层并且与主体的基底表面直接接触。TiAlN层(A)有助于耐磨保护性涂层在基底表面上的非常好的粘着力并且因此降低耐磨保护性涂层崩裂或剥离的危险。

在本发明的另一个优选形式的实施方式中，Ti_bSi_(1-b)N和Al_cCr_(1-c)N子层具有1.0nm至12nm、特别优选3.0nm至9.0nm的层厚度。

层(B)中根据本发明的Ti_bSi_(1-b)N和Al_cCr_(1-c)N子层(其中0.70≤b≤0.98和0.3≤c≤0.75)有利地具有立方面心晶体结构。

如果Ti_bSi_(1-b)N层中的Si含量过高，则存在层将变成无定形的危险。对于根据本发明的目的，Ti_bSi_(1-b)N层因而将具有不足的硬度。已发现，直至Si含量为约15原子％，即b>0.85，Ti_bSi_(1-b)N层的硬度增加，然后硬度下降。在根据本发明的浓度范围内，Ti_bSi_(1-b)N层具有高硬度和高E模量。

如果Al_cCr_(1-c)N层中的Al含量过高，即大于75原子％，则存在所述层将采用六方晶体结构的危险，其对于根据本发明的目的具有不足的硬度并且在高温下不稳定。

在本发明的另一个优选形式的实施方式中，所述耐磨保护性涂层具有0.5μm至10μm、优选地0.7μm至5μm、特别优选地1.0μm至3.0μm、非常特别优选地1.5μm至2.5μm的总厚度。如果所述耐磨保护性涂层的总厚度过低，则由于过度研磨和/或摩擦化学磨损和/或由于基底通过过热而发生故障，在切削刃处出现过早磨损。如果耐磨保护性涂层的总层厚度过高，则切削刃区域中的涂层的总压应力变得过高，并且发生耐磨保护性涂层的粘着或内聚故障或发生基底的机械故障，特别是在硬质金属基底的情况下是这样的。

在另一种形式的实施方式中，根据本发明的工具的耐磨保护性涂层可具有其它的硬质材料层。其它的硬质材料或其组合例如TiAlN、TiN、AlCrN、TiCN等的层，可存在于基底与包含层(A)、(B)和任选地(C)的根据本发明的一系列层之间。另外，呈磨损指示层形式的外层，纯金属层例如Al、Zr或Nb，或甚至金属氧化物层例如Al₂O₃、[AlCr]₂O₃、ZrO₂或Cr₂O₃，可存在于根据本发明的一系列层上，条件是这些其它层不会显著损害根据本发明的工具的性能。

在一个优选形式的实施方式中，根据本发明的耐磨保护性涂层至少在被布置为最外部层的区域中具有薄磨损识别层，优选TiN或ZrN层，其厚度为0.1至1.5μm。前述种类的磨损识别层本身是已知的并且主要充当装饰层和/或指示所述工具是否已经被使用和使用到何种程度以及已经在使用过程中磨损的严重程度。所述薄的磨损识别或指示层在工具的使用过程中以可见方式被磨掉，并且当磨损更严重时，下面的通常为不同颜色的耐磨保护性涂层变得可见。

根据本发明的耐磨保护性涂层适当地具有2500至4000、优选3000至3500的维氏硬度HV。根据本发明的耐磨保护性涂层的高硬度在加工金属、特别是在车削和铣削时具有特别的优点，因为在使用几何限定刀具的金属去除方法中这些金属加工方法是如下的方法，其在硬度、韧性、耐磨性和高温稳定性方面对刀具材料具有最高要求。硬度不足的缺点是涂层的耐磨性降低。硬度过大的缺点是涂层的伴随压应力升高并且涂层往往会在切削刃处崩裂。利用本发明的知识，本领域普通技术人员立即能够通过改变层的组成和/或层的顺序和/或层的厚度来设置耐磨保护性涂层的合适硬度值。

另外，根据本发明的耐磨保护性涂层适当地具有>380GPa、优选>400GPa的弹性模量(E模量)。当工具在切削操作期间经受外部载荷时，在涂层中和基底中产生机械应力，其水平通过弹性模量与所施加的弹性变形相关联。如果涂层的弹性模量过低，则当工具在使用中机械变形时在涂层内部产生小的应力，其产生如下缺点：涂层仅能够接受切削力的一小部分。然而，如果弹性模量过高，则其具有如下缺点：当发生机械变形时，过大的力指向涂层，可能导致其过早损坏。

如已陈述，高硬度和高弹性模量的组合特别有利于特定金属加工应用，特别是车削和铣削，尤其是对于在断续切削情况下的金属加工操作。高硬度确保高耐磨性。然而，高硬度通常伴随着脆性增加。同时，高弹性模量确保了材料具有降低的脆性并且能够更好地补偿例如在断续切削期间发生的高交变机械载荷。由于根据本发明的层顺序，所述工具的耐磨保护性涂层具有这些有利的性能。

先前对于本发明优选形式的实施方式提及的硬度和弹性模量值是在不存在任选地以最外部层形式提供的任何磨损指示层的情况下在耐磨保护性涂层的层夹层处测量的并与其有关。磨损指示层可执行与耐磨保护性涂层的层不同的功能，如上文所述的，并且因此更柔软和/或具有不同的弹性模量。因此，如果预期磨损指示层将由于其厚度和/或组成而显著影响测量结果，则应在上方未布置有磨损指示层的情况下进行耐磨保护性涂层的硬度和弹性模量值的测量。

根据本发明的工具可采用整体硬质金属工具或可转位刀具刀片的形式，根据本发明的工具优选是可转位刀具刀片。根据本发明的工具当用作钢的硬铣削的仿形平整或精整刀具时显示出特别令人预料不到的性能。

在根据本发明的工具的另一个优选形式的实施方式中，所述耐磨保护性涂层具有在10μm长度上测量的≤1.0μm、优选≤0.5μm的平均表面粗糙度Ra。

适用于在涂层沉积后平整工具表面的方法包括用相应的硬质和精细材料进行已知的喷射工艺、研磨或涂刷。一种适于平整工具表面的方法例如是使用由50％的直径为70-110μm的玻璃珠粒和50％的直径为40-70μm的玻璃珠粒组成的喷射介质在约2.5巴的压力下用玻璃珠粒进行湿式喷射。应通过测试所需的表面光洁度或光滑度来确定适当的喷射处理时间。

另一种适于平整工具表面的方法是拖曳精整。合适的磨料例如是具有精细金刚石粉末作为磨料的颗粒状椰子壳和粘合油。利用磨粒尺寸为例如280/320的金刚砂和在液体中浓度为约18％的喷射介质进行湿式喷射特别适于后处理。此处适宜使用约1.5至2巴的喷射压力，根据工具的类型和工具的尺寸来设置喷射方向和喷射角度。

对于本发明的目的，使用来自德国施文宁根HOMMEL-ETAMIC股份有限公司的HOMMEL-ETAMIC TURBO WAVE V7.32测量装置(传感器：TKU300–96625_TKU300/TS1；测量范围：80μm；测试距离：4.8mm；速度：0.5mm/s)在抛光的测试刀片上测量表面粗糙度。

根据本发明的耐磨保护性涂层的制造

通过PVD工艺进行根据本发明的硬质材料层的制造，可使用电弧气相沉积、磁控、双重磁控或HIPIMS工艺，或上文提及工艺的组合。使用具有旋转基底载体的来自Balzers的Innova型涂覆装置来沉积根据本发明的硬质材料层。对于靶材，使用熔融冶金或粉末冶金制造的Ti-Al靶材来制造层(A)，以及使用Ti-Si靶材和Al-Cr靶材来制造层(B)，以及使用Ti-Si靶材来制造层(C)，在每种情况下各种金属具有适当的定量百分比。

单个层的厚度可尤其受以下因素影响：沉积参数例如温度、偏压、所引入气体的分压等设置，以及靶材的布置，和各种基底在涂覆装置中的移动和旋转的设置。然而，本领域普通技术人员将知道如何根据装置的类型来进行相应的设置。在被涂覆之前，基底经受用Ar离子进行蚀刻清洁操作，本领域普通技术人员对其也将是熟悉的。

借助于纳米压痕来测量硬度和E模量(更准确地说是所谓的约化E模量)。此处将维氏金刚石测试器压入涂层中并且在测量期间绘制力-行程曲线。然后使用这种曲线来计算测试样本的机械性能，尤其是硬度和(约化)E模量。使用来自德国辛德尔芬根HelmutFischer股份有限公司的H100 XYp测定根据本发明的涂层的硬度和E模量。应注意到，压痕的深度不应大于涂层厚度的10％，否则基底的性能会使所述测量失真。

可通过X射线衍射来检查根据本发明的涂层中的内应力。这使得有可能在一级、二级和三级内应力之间作出区分，所述内应力的范围不同并且因此在它们对涂层粘着力的影响方面不同。关于耐磨保护性涂层在主体上的粘着力，已经证实如果所述涂层中的一级和二级内应力不变得过高，适当地不高于-5Gpa(压应力)，则其为有利的。

在本发明的另一个优选形式的实施方式中，所述工具还具有刃半径在3至10μm、优选5至7μm范围内的钝圆切削刃。如果切削刃半径过小，则存在刃会很快断裂的危险。如果切削刃半径过大，则造成非常高的切削力，其对工具寿命和切屑形式具有不利的影响。

具体实施方式

通过参考以下实施例进一步解释本发明的实施方式的其它优点、特征和形式。

实施例

实施例1–用于仿形平整或精整铣削刀具的可转位刀片

用来自德国蒂宾根Walter AG(瓦尔特公开股份有限公司)的刀具形式名称P3204-D16来仿形平整或精整铣削刀具的可转位刀片由具有7重量％Co和WC晶粒度为约1μm的细粒硬质金属等级制成，所述刀片具有根据本发明的涂层和根据现有技术的比较涂层，并且在切削测试中比较所述涂层工具。以所含金属的原子％比率形式提供其中所示的混合靶材的组成。

实施例1a(本发明)

层顺序：[A–B]₁

制造：

层(A)：

电弧气相沉积；Ti-Al混合靶材(Ti:Al＝50:50)；偏压：120V DC；4Pa N₂；160A蒸发器电流；沉积温度：550℃；

层厚度：150nm

层(B)：

电弧气相沉积；Ti-Si混合靶材(Ti:Si＝85:15)和Al-Cr混合靶材(Al:Cr＝70:30)；偏压：120V DC；4Pa N₂；160A蒸发器电流；沉积温度：550℃；旋转基底载体

层厚度：1.85μm

单独的TiSiN和AlCrN子层的厚度：约7nm

单独的TiSiN和AlCrN子层的数目：在每种情况下为约132

耐磨保护性涂层的总厚度：2μm

硬度：3700HV

E模量：420GPa

实施例1b(本发明)

层顺序：[A–B]₂₀

制造：

层(A)：

层厚度：50nm

层(B)：

层厚度：56nm

单独的TiSiN和AlCrN子层的厚度：约7nm

单独的TiSiN和AlCrN子层的数目：在每种情况下为约4

耐磨保护性涂层的总厚度：2.2μm

硬度：3450HV

E模量：420GPa

实施例1c(本发明)

层顺序：[A–B]₁₀–C

制造：

层(A)：

层厚度：50nm

层(B)：

层厚度：56nm

单独的TiSiN和AlCrN子层的厚度：约7nm

单独的TiSiN和AlCrN子层的数目：在每种情况下为约4

层(C)：

电弧气相沉积；Ti-Si混合靶材(Ti:Si＝85:15)和Al-Cr混合靶材(Al:Cr＝70:30)；偏压：振荡(0.004Hz)60V和120V DC；4Pa N₂；160A蒸发器电流；沉积温度：550℃；旋转基底载体

层厚度：1.0μm

耐磨保护性涂层的总厚度：2.1μm

硬度：3900HV

E模量：430GPa

实施例1d(比较)

制造：

TiAlN层：

电弧气相沉积；Ti-Al混合靶材(Ti:Al＝33:67)；偏压：120V DC；4Pa N₂；160A蒸发器电流；沉积温度：550℃；

层厚度：2.3μm

硬度：3400HV

E模量：380Gpa

切削测试

在铣削测试中比较涂层工具并且测定曲面工件表面上1至8次操作的最大工具侧面磨损V_b最大。下表1中给出的结果是在每种情况下基于每个工具和每个操作次数的2个测试的平均值。

工件：钢60HRC

切削条件：

切削速度v_c＝250m/分钟

齿进给量f_Z＝0.1mm

工作深度a_p＝0.5mm

工作深度a_e＝0.5mm

突出x_s＝147.44mm

在无冷却的情况下铣削

表1

Claims

1.一种工具，所述工具是用于钢的硬铣削的仿形平整或精整刀具的可转位刀片，所述工具具有由硬质金属、金属陶瓷、陶瓷或钢制成的主体，和通过PVD工艺施加在所述主体上的多层耐磨保护性涂层，其特征在于所述耐磨保护性涂层包含

至少一个层

(A)：Ti_aAl_(1-a)N，其中0.33≤a≤1并且层厚度为20nm至3μm

和至少一个层

(B)：一系列的至少4个交替叠置的Ti_bSi_(1-b)N和Al_cCr_(1-c)N子层，其中0.70≤b≤0.98和0.3≤c≤0.75并且所述子层的层厚度为3.0nm至9.0nm

和任选地另外至少一个层

(C)：Ti_dSi_(1-d)N，其中0.70≤d≤0.98并且层厚度为50nm至1μm，

其中所述耐磨保护性涂层可具有其它的硬质材料层并且其中所述层(A)、(B)和(C)取决于所述工艺可含有每层至多10原子％的其它金属、B、C和/或O，

其中所述耐磨保护性涂层的总厚度是1.5μm至2.5μm，

其中所述耐磨保护性涂层具有2500至4000的维氏硬度HV，并且

其中所述耐磨保护性涂层具有>400GPa的弹性模量(E模量)。

2.根据权利要求1所述的工具，其中所述钢是高速钢。

3.根据权利要求1所述的工具，其特征在于所述层(B)具有一系列的交替叠置布置的至少4个Ti_bSi_(1-b)子层和4个Al_cCr_(1-c)N子层，和/或特征在于所述层(B)具有一系列的交替叠置布置的至多1500个Ti_bSi_(1-b)子层和1500个Al_cCr_(1-c)N子层。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的工具，其特征在于所述层(B)具有40nm至1.85μm的总层厚度。

5.根据权利要求1至3中的任一项所述的工具，其特征在于所述耐磨保护性涂层具有下列层顺序之一，其中m、n、o、p、q和r是>0的整数：

[A-B]_n其中1≤n≤100，

([A-B]_n-C)_m其中1≤n≤100，和1≤m≤20，

A-[B-C]_n其中1≤n≤30，

[A-B-C]_n其中2≤n≤30，

{([A-B]_o-C)_q-(A-[B-C]_p)_r}_m其中1≤o≤30，1≤p≤30，1≤q≤30，p+q≥2，(13q+25r)m≤500。

6.根据权利要求5所述的工具，其中对于[A-B]_n，1≤n≤20。

7.根据权利要求5所述的工具，其中对于([A-B]_n-C)_m，1≤n≤20。

8.根据权利要求5所述的工具，其中对于([A-B]_n-C)_m，1≤m≤5。

9.根据权利要求1至3中的任一项所述的工具，其特征在于所述Ti_bSi_(1-b)N和Al_cCr_(1-c)N子层具有立方面心晶体结构。

10.根据权利要求1至3中的任一项所述的工具，其特征在于所述耐磨保护性涂层具有其它的硬质材料层和/或至少在被布置为最外部层的区域中具有薄磨损识别层，其厚度为0.1至1.5μm。

11.根据权利要求10所述的工具，其中所述薄磨损识别层是TiN或ZrN层。

12.根据权利要求1至3中的任一项所述的工具，其中所述耐磨保护性涂层具有3000至3500的维氏硬度HV。

13.根据权利要求1至3中的任一项所述的工具，其特征在于所述耐磨保护性涂层具有在10μm长度上测量的≤1.0μm的平均表面粗糙度Ra。

14.根据权利要求13所述的工具，其中所述平均表面粗糙度Ra≤0.5μm。