被覆切削工具制造技术

一种被覆切削工具，其包含基材、和在基材的表面上形成的被覆层，被覆层包含第1层叠结构和第2层叠结构，第1层叠结构具有将组成不同的2种特定的化合物层交替地层叠而成的层叠结构，且第1层叠结构满足特定的条件，第2层叠结构具有由特定氧化物和/或氮氧化物构成的第1化合物层、和由特定组成构成的第2化合物层交替地层叠而成的层叠结构，构成第1层叠结构的各化合物层的厚度、构成第2层叠结构的各化合物层的厚度、以及被覆层整体的厚度在特定范围内。

Coated cutting tools

A cladding cutting tool consisting of a substrate and a cladding layer formed on the surface of the substrate. The cladding layer consists of a first layer structure and a second layer structure. The stacking structure has a stacking structure consisting of a first compound layer composed of specific oxides and/or nitrogen oxides, and an alternating layer consisting of a second compound layer composed of a specific composition. The thickness of each compound layer constituting the first stacking structure, the thickness of each compound layer constituting the second stacking structure, and the overall thickness of the coating layer are as follows: Within a specified range.

【技术实现步骤摘要】
被覆切削工具
本专利技术涉及一种被覆切削工具。
技术介绍
近年来，随着切削加工的高效率化，人们寻求一种工具寿命比以往更长的切削工具。因此，作为工具材料的要求性能，提高直接关系到工具寿命的耐磨性和耐缺损性变得更加重要。为了提高这些特性，使用在基材的表面交替地层叠有涂层的被覆切削工具。人们提出了用于改善这种交替层叠涂层的特性的各种各样的技术。例如，在日本专利特开2016-185589号公报中提出了一种基底层由(Al，Ti)(O，N)层和(Al，Ti)N层的交互层叠构成，中间层由(Al，Ti)N层构成，上部层由(Al，Cr)(O，N)层和(Al，Mn)(O，N)层的交替层叠构成的表面被覆切削工具。
技术实现思路
为了提高加工效率，切削条件有变得比以往更加严格的倾向。因此，人们谋求比以往进一步延长工具寿命。特别是在不锈铸钢或耐热钢这样的难加工材料的加工中，切削刃因切削加工时的发热而变为高温。此时，由于涂层的硬度下降，耐磨性有下降的倾向。此外，由于发生由向切削刃产生的热量的原因引起的热裂纹，从而工具有发生缺损的倾向。由于这些原因，现状为在比较短的时间内就达到了工具寿命。例如，在日本专利特开2016-185589号公报的专利技术中，有时难以充分确保切削工具的耐磨性。特别是在以高速对难加工材料进行加工的条件下，复合氮氧化物层虽然能够提高耐氧化性，但有时会产生耐磨性降低的问题。本专利技术是为了解决这些问题而完成的，其提供一种特别是在以高速对不锈铸钢或耐热钢这样的难加工材料进行加工的切削条件下，耐磨性和耐缺损性优异，结果能够在长期间内进行加工的被覆切削工具。本专利技术人对被覆切削工具的工具寿命的延长进行了反复研究后发现，如果设为下述结构，则能够提高耐磨性和耐缺损性，其结果为，能够延长被覆切削工具的工具寿命。即，本专利技术的主旨如下所述。[1]一种被覆切削工具，其为包含基材、和在上述基材的表面上形成的被覆层的被覆切削工具，上述被覆层包含第1层叠结构和第2层叠结构，上述第1层叠结构具有将组成不同的2种化合物层交替地层叠而成的层叠结构，并且上述第1层叠结构的上述2种化合物层中的一种化合物层由下述式(1)：(AlaM1-a)N...(1)(式中，M表示选自由Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W和Si组成的群组中的至少一种元素，a表示Al元素相对Al元素和M所表示的金属元素的总量的原子比，并满足0.58≤a≤0.80。)所表示的组成构成，上述第1层叠结构的上述2种化合物层之中的另一种化合物层由下述式(2)：(AlbM1-b)N...(2)(式中，M表示选自由Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W和Si组成的群组中的至少一种的元素，b表示Al元素相对Al元素和M所表示的金属元素的总量的原子比，并满足0.57≤b≤0.79。)所表示的组成构成，上述第1层叠结构满足由下述式(A)表示的条件，0＜|Rx-Ry|＜5...(A)(式中，Rx表示上述一种的化合物层中的、1种金属元素相对金属元素整体的比例(单位：原子％)，Ry表示与上述一种化合物层邻接的上述另一种化合物层中的、上述1种金属元素相对金属元素整体的比例(单位：原子％)，上述1种金属元素表示，相对上述一种化合物层中的金属元素整体的比例、与相对上述另一种化合物层中的金属元素整体的比例之差的绝对值最大的元素。)上述第2层叠结构具有将第1化合物层和第2化合物层交替地层叠而成的层叠结构，上述第1化合物层由选自由具有下述式(3)：(Al1-cCrc)...(3)(式中，c表示Cr元素相对Al元素和Cr元素的总量的原子比，并满足0≤c≤0.60。)所表示的组成的元素的氧化物和氮氧化物组成的群组中的至少一种构成，上述第2化合物层由下述式(4)：(Al1-dLd)N...(4)(式中，L表示选自由Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W和Si组成的群组中的至少一种元素，d表示L所表示的元素相对Al元素和L所表示的金属元素的总量的原子比，并满足0≤d≤0.55)所表示的组成构成，构成上述第1层叠结构的上述一种化合物层和上述另一种化合物层的各层的平均厚度为1nm以上300nm以下，构成上述第2层叠结构的上述第1化合物层和上述第2化合物层的各层的平均厚度为50nm以上500nm以下，上述被覆层整体的厚度为1.5μm以上15.0μm以下。[2]如[1]所述的被覆切削工具，其中，上述|Rx-Ry|为1原子％以上4原子％以下。[3]如[1]或[2]所述的被覆切削工具，其中，上述第1化合物层由下述式(5)或(6)：(Al1-cCrc)2O3...(5)(Al1-cCrc)(N1-eOe)...(6)(式中，c表示Cr元素相对Al元素和Cr元素的总量的原子比，e表示O元素相对N元素和O元素的总量的原子比，并满足0≤c≤0.60，0＜e≤1。)所表示的组成构成。[4]如[1]～[3]中任一项所述的被覆切削工具，其中，上述被覆层包含上述第1层叠结构和上述第2层叠结构交替连续层叠2个以上而成的结构。[5]如[1]～[4]中任一项所述的被覆切削工具，其中，上述第1层叠结构的平均厚度为0.1μm以上10.0μm以下。[6]如[1]～[5]中任一项所述的被覆切削工具，其中，上述第2层叠结构的平均厚度为0.2μm以上10.0μm以下。[7]如[1]～[6]中任一项所述的被覆切削工具，其中，上述第1层叠结构的平均晶体粒径为10nm以上450nm以下。[8]如[1]～[7]中任一项所述的被覆切削工具，其中，上述第2层叠结构的平均晶体粒径为5nm以上300nm以下。[9]如[1]～[8]中任一项所述的被覆切削工具，其中，上述被覆层在上述第1层叠结构和上述第2层叠的基材侧具有下部层，上述下部层为由选自由Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Al、Si和Y组成的群组的至少一种元素、和选自由C、N、O和B组成的群组中的至少一种元素构成的化合物的层，上述下部层的平均厚度为0.1μm以上3.5μm以下。[10]如[1]～[9]中任一项所述的被覆切削工具，其中，上述被覆层在上述第1层叠结构和上述第2层叠结构的与基材相反的一侧具有上部层，上述上部层为由选自由Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Al、Si和Y组成的群组中的至少一种元素、和选自由C、N、O和B组成的群组中的至少一种元素构成的化合物的层，上述上部层的平均厚度为0.1μm以上3.5μm以下。[11]如[1]～[10]中任一项所述的被覆切削工具，其中，上述基材为硬质合金、金属陶瓷、陶瓷和立方晶氮化硼烧结体中的任一种。本专利技术的被覆切削工具的耐磨性和耐缺损性优异，因此能够延长工具寿命。附图说明图1为表示本专利技术的被覆切削工具的一个例子的模示图。具体实施方式以下，对用于实施本专利技术的方式(以下，简称为“本实施方式”)详细地进行说明，但本专利技术并不限定于下述本实施方式。本专利技术在不脱离其主旨的范围内可以进行各种各样的变形。本实施方式的被覆切削工具为包含基材、和在基材的表面上形成的被覆层的被覆切削工具，被覆层包含第1层叠结构和第2层叠结构，第1层叠结构具有将组成不同的2种特定的化合物层交替地层叠而成的层叠结构，并且第1层叠结构中的2种化合物层中的一种化合物层由下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种被覆切削工具，其为包含基材、和在所述基材的表面上形成的被覆层的被覆切削工具，所述被覆层包含第1层叠结构和第2层叠结构，所述第1层叠结构具有将组成不同的2种化合物层交替地层叠而成的层叠结构，并且所述第1层叠结构的所述2种化合物层中的一种化合物层由下述式(1)：(AlaM1‑a)N...(1)(式中，M表示选自由Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W和Si组成的群组中的至少一种元素，a表示Al元素相对Al元素和M所表示的金属元素的总量的原子比，并满足0.58≤a≤0.80)所表示的组成构成，所述第1层叠结构中的所述2种化合物层中的另一种化合物层由下述式(2)：(AlbM1‑b)N...(2)(式中，M表示选自由Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W和Si组成的群组中的至少一种元素，b表示Al元素相对Al元素和M所表示的金属元素的总量的原子比，并满足0.57≤b≤0.79)所表示的组成构成，所述第1层叠结构满足由下述式(A)表示的条件，0＜|Rx‑Ry|＜5...(A)(式中，Rx表示所述一种的化合物层中的、1种金属元素相对金属元素整体的比例(单位：原子％)，Ry表示与所述一种化合物层邻接的所述另一种化合物层中的、所述1种金属元素相对金属元素整体的比例(单位：原子％)，所述1种金属元素表示，相对所述一种化合物层中的金属元素整体的比例、与相对所述另一种化合物层中的金属元素整体的比例之差的绝对值最大的元素)所述第2层叠结构具有将第1化合物层和第2化合物层交替地层叠而成的层叠结构，所述第1化合物层由选自由具有下述式(3)：(Al1‑cCrc)...(3)(式中，c表示Cr元素相对Al元素和Cr元素的总量的原子比，并满足0≤c≤0.60)所表示的组成的元素的氧化物和氮氧化物组成的群组中的至少一种构成，所述第2化合物层由下述式(4)：(Al1‑dLd)N...(4)(式中，L表示选自由Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W和Si组成的群组中的至少一种元素，d表示L所表示的元素相对Al元素和L所表示的金属元素的总量的原子比，并满足0≤d≤0.55)所表示的组成构成，构成所述第1层叠结构的所述一种化合物层和所述另一种化合物层的各层的平均厚度为1nm以上300nm以下，构成所述第2层叠结构的所述第1化合物层和所述第2化合物层的各层的平均厚度为50nm以上500nm以下，所述被覆层整体的厚度为1.5μm以上15.0μm以下。...

【技术特征摘要】
2017.03.28 JP 2017-0620381.一种被覆切削工具，其为包含基材、和在所述基材的表面上形成的被覆层的被覆切削工具，所述被覆层包含第1层叠结构和第2层叠结构，所述第1层叠结构具有将组成不同的2种化合物层交替地层叠而成的层叠结构，并且所述第1层叠结构的所述2种化合物层中的一种化合物层由下述式(1)：(AlaM1-a)N...(1)(式中，M表示选自由Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W和Si组成的群组中的至少一种元素，a表示Al元素相对Al元素和M所表示的金属元素的总量的原子比，并满足0.58≤a≤0.80)所表示的组成构成，所述第1层叠结构中的所述2种化合物层中的另一种化合物层由下述式(2)：(AlbM1-b)N...(2)(式中，M表示选自由Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W和Si组成的群组中的至少一种元素，b表示Al元素相对Al元素和M所表示的金属元素的总量的原子比，并满足0.57≤b≤0.79)所表示的组成构成，所述第1层叠结构满足由下述式(A)表示的条件，0＜|Rx-Ry|＜5...(A)(式中，Rx表示所述一种的化合物层中的、1种金属元素相对金属元素整体的比例(单位：原子％)，Ry表示与所述一种化合物层邻接的所述另一种化合物层中的、所述1种金属元素相对金属元素整体的比例(单位：原子％)，所述1种金属元素表示，相对所述一种化合物层中的金属元素整体的比例、与相对所述另一种化合物层中的金属元素整体的比例之差的绝对值最大的元素)所述第2层叠结构具有将第1化合物层和第2化合物层交替地层叠而成的层叠结构，所述第1化合物层由选自由具有下述式(3)：(Al1-cCrc)...(3)(式中，c表示Cr元素相对Al元素和Cr元素的总量的原子比，并满足0≤c≤0.60)所表示的组成的元素的氧化物和氮氧化物组成的群组中的至少一种构成，所述第2化合物层由下述式(4)：(Al1-dLd)N...(4)(式中，L表示选自由Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W和Si组成的群组中的至少一种元素，d表示L所表示的元素相对Al元素和L所表示的金属元素的总量的原子比，并满足0≤d≤0.55)所表示的组成构成，构成所述第1层叠结构的所述一种化合物层和所述另一种化合物层的各层的平均厚度为1nm以上30...

【专利技术属性】
技术研发人员：田中茂挥，
申请(专利权)人：株式会社泰珂洛，
类型：发明
国别省市：日本,JP