包覆切削工具制造技术

包覆切削工具具有硬质被膜，该硬质被膜包括：b层，由氮化物或碳氮化物构成；c层，c1层和c2层分别以50nm以下的膜厚交替层叠的层叠被膜，所述c1层为含有55原子％以上且75原子％以下的Al，其次Cr的含有比率多，进而至少含有Si的氮化物或碳氮化物；所述c2层为含有55原子％以上且75原子％以下的Al，其次Ti含有得多的氮化物或碳氮化物；以及d层，其为相对于金属(包括半金属)元素的总量含有55原子％以上且75原子％以下的Al，其次Ti的含有比率多，Ti的含有比率为20原子％以上的氮化物或碳氮化物。由c层中的AlN的hcp(010)面引起的峰强度Ih与由多个规定结晶相引起的峰强度的合计Is满足Ih

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包覆切削工具


[0001]本专利技术涉及包覆切削工具。本申请基于2019年3月18日在日本申请的专利申请2019
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050328号主张优先权，并将其内容援用于此。

技术介绍

[0002]以往，作为提高切削工具的寿命的技术，采用了将由各种陶瓷构成的硬质被膜包覆在切削工具的表面的表面处理技术。硬质被膜之中，以Al和Ti为主体的氮化物是耐磨损性和耐热性优异的膜种，被广泛应用于包覆切削工具。
[0003]通常，Al和Ti的氮化物在Al含量多时，耐热性有更高的倾向。然而，已知当Al含量过多时，脆弱的hcp结构的AlN会析出并降低硬度。例如，在专利文献1中公开了金属(包括半金属)元素之中的Al的含有比率(原子％)为60％以上，由此AlTiN的硬度开始降低，当Al的含有比率(原子％)为70％时在晶体结构的一部分中确认了hcp结构。
[0004]另一方面，近年来为了改善润滑性和耐熔接性，还提出了在包覆切削工具的最表层设置Al的含有比率大且含有hcp结构的AlN的硬质被膜。例如，在专利文献2中示出了一种设置了硬质被膜的包覆切削工具，该硬质被膜在Al和Ti的氮化物与Al和Cr的氮化物的层叠被膜的上层以由纤锌矿型晶体结构(hcp结构)构成的AlTiN为基础含有Cr。
[0005]专利文献1：日本特开平8
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209333号公报
[0006]专利文献2：国际公开编号WO2014/002948号公报
[0007]根据本专利技术人的研究，对于以往提出的设置了Al和Ti的氮化物的包覆切削工具，确认了耐久性有改善的余地。

技术实现思路

[0008]本专利技术的一个方案为包覆切削工具，
[0009]具备基材和在所述基材上形成的硬质被膜，
[0010]所述硬质被膜具有：
[0011]b层，被配置在所述基材之上，由氮化物或碳氮化物构成；
[0012]c层，被配置在所述b层之上，且为c1层和c2层分别以50nm以下的膜厚交替层叠的层叠被膜，所述c1层为相对于金属(包括半金属)元素的总量含有55原子％以上且75原子％以下的铝(Al)，其次铬(Cr)的含有比率多，进而至少含有硅(Si)的氮化物或碳氮化物；所述c2层为相对于金属(包括半金属)元素的总量含有55原子％以上且75原子％以下的铝(Al)，其次钛(Ti)含有得多的氮化物或碳氮化物；以及
[0013]d层，被配置在所述c层之上，且为相对于金属(包括半金属)元素的总量，含有55原子％以上且75原子％以下的铝(Al)，其次钛(Ti)的含有比率多，钛(Ti)的含有比率为20原子％以上的氮化物或碳氮化物，
[0014]关于所述c层，在从透射型电子显微镜的限制视场衍射图案求出的强度分布中，将由密排六方结构的AlN的(010)面引起的峰强度设为Ih，将由面心立方晶格结构的、AlN的
(111)面、TiN的(111)面、CrN的(111)面、AlN的(200)面、TiN的(200)面、CrN的(200)面、AlN的(220)面、TiN的(220)面以及CrN的(220)面引起的峰强度与由密排六方结构的、AlN的(010)面、AlN的(011)面以及AlN的(110)面引起的峰强度的合计设为Is时，满足Ih
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100/Is≤15的关系。
[0015]另外，优选地，相对于所述硬质被膜的总膜厚，所述c层是最厚的膜。
[0016]另外，优选地，所述c层由柱状粒子构成，所述柱状粒子的平均宽度为90nm以下。
[0017]根据本专利技术，能够提供耐久性优异的包覆切削工具。
附图说明
[0018]图1是表示实施方式的包覆切削工具的剖面结构的图。
[0019]图2是本实施例1的层叠被膜中的限制视场衍射图案的一例。
[0020]图3是从图2的限制视场衍射图案求出的强度分布的一例。
具体实施方式
[0021]对于设置了AlTi系的氮化物或碳氮化物的包覆切削工具，本专利技术人研究了改善工具寿命的手法。本专利技术人发现通过设置富Al的AlCr系的氮化物或碳氮化物(以下，有时记载为AlCrN系)与富Al的AlTiN系的氮化物或碳氮化物(以下，有时记载为AlTiN系)以纳米级交替层叠的层叠被膜，进而降低该层叠被膜的微观组织中含有的hcp结构的AlN，并在其上层设置AlTi系的氮化物或碳氮化物，从而包覆切削工具示出更优异的耐久性，从而得到了本专利技术。下面，对本实施方式的详细内容进行说明。
[0022]本实施方式的包覆切削工具例如具有图1所示的剖面结构。本实施方式的包覆切削工具具有基材和在基材上形成的硬质被膜。硬质被膜从基材侧依次具有根据需要设置的a层、由氮化物或碳氮化物构成的b层、由层叠被膜构成的c层、和由AlTi系的氮化物或碳氮化物构成的d层。下面，对各层进行详细说明。
[0023]《基材》
[0024]在本实施方式的包覆切削工具中，基材没有特别限定，优选地，以强度和韧性优异的WC
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Co基硬质合金为基材。
[0025]《b层》
[0026]本实施方式所涉及的b层是被配置在基材之上的氮化物或碳氮化物。b层是提高基材与作为层叠被膜的c层的密合性的基底层。通过被配置在基材之上的b层是氮化物或碳氮化物，从而成为基材与硬质被膜的密合性优异的包覆切削工具。优选地，b层相对于金属(包括半金属。以下同样。)元素的总量含有55原子％以上的Al。更优选地，b层的Al为60原子％以上。通过将b层设为富Al，从而与后述的由富Al的层叠被膜构成的c层的组成差变小，而密合性提高。另外，通过将b层设为富Al，从而硬质被膜整体的耐热性提高。更优选地，b层为耐热性和耐磨损性优异的氮化物。但是，如果b层的Al的含有比率过大时，则脆弱的hcp结构的AlN变多。因此，优选地，b层的Al为75原子％以下。另外，为了进一步提高与作为层叠被膜的c层的密合性，优选地，b层含有后述的c1层或c2层所含有的金属元素。另外，优选地，b层在从X射线衍射或透射型电子显微镜的限制视场衍射图案求出的强度分布中，由fcc(面心立方晶格)结构引起的峰强度示出最大。由此，在作为设置在b层之上的富Al的层叠被膜的c层
中，通过降低c层的微观结构中含有的脆弱的hcp结构的AlN，包覆切削工具的耐久性提高。如果b层是氮化物或碳氮化物，则可以由组成不同的多个层构成。
[0027]b层的膜厚变得过薄时，则与基材或c层的密合性易于降低。另一方面，b层的膜厚变得过厚时，则容易产生崩刀。为了包覆切削工具实现更优异的耐久性，b层的膜厚优选为0.1μm以上且5.0μm以下。更优选地，b层的膜厚为0.2μm以上。更优选地，b层的膜厚为3.0μm以下。b层的膜厚的上限值和下限值可以适当组合。
[0028]《c层》
[0029]本实施方式所涉及的c层是设置在上述的作为基底层的b层与后述的AlTi系的氮化物或碳氮化物的d层之间的富Al的层叠被膜。
[0030]具体而言本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种包覆切削工具，其特征在于，具备基材和在所述基材上形成的硬质被膜，所述硬质被膜具有：b层，被配置在所述基材之上，由氮化物或碳氮化物构成；c层，被配置在所述b层之上，且为c1层和c2层分别以50nm以下的膜厚交替层叠的层叠被膜，所述c1层为相对于金属元素的总量含有55原子％以上且75原子％以下的铝Al，其次铬Cr的含有比率多，进而至少含有硅Si的氮化物或碳氮化物；所述c2层为相对于金属元素的总量含有55原子％以上且75原子％以下的铝Al，其次钛Ti含有得多的氮化物或碳氮化物；以及d层，被配置在所述c层之上，且为相对于金属元素的总量，含有55原子％以上且75原子％以下的铝Al，其次钛Ti的含有比率多，钛Ti的含有比率为20原子％以上的氮化物或碳氮化物，其中，所述金属元素包括半金属元素，关于所述c层，在从透射型电子显微镜的限...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊坂正和，府玻亮太郎，
申请(专利权)人：株式会社MOLDINO，
类型：发明
国别省市：