本发明专利技术提供一种抗粘接性优良且抗崩性优良的表面被覆构件。其在基体（２）的表面具备被覆层（３），该被覆层（３）具有顺次粘附形成有碳氮化钛（ＴｉＣＮ）层（４）、中间层（５）和α型氧化铝（Ａｌ２Ｏ３）层（９）的层叠体，该中间层（５）含有钛、铝、碳及氧，并且以０．５～３０ｎｍ的平均膜厚不间断地存在，α型氧化铝（Ａｌ２Ｏ３）层（９）由α型结晶结构的氧化铝（Ａｌ２Ｏ３）构成。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在基体的表面形成有被覆层的表面被覆构件及使用了该表面被覆构 件的切削工具。
技术介绍
以往，作为广泛用于金属或印制电路板等的切削加工的切削工具，公知有在超硬 合金、金属陶瓷或陶瓷等的基体的表面形成有以单层或多层构成的被覆层的表面被覆切削 工具。作为该被覆层，大多使用层叠有碳化钛(TiC)层、氮化钛(TiN)层、碳氮化钛(TiCN) 层及氧化铝(Al2O3)层等结构的被覆层。由于上述被覆层中的Al2O3层耐氧化性优良，因此，即使在切削时切削刃容易形成 高温的加工条件、例如铸铁或合金钢这样的难切削材料的加工或以高速进行切削的加工条 件下，耐磨损性也高，从而发挥优良的性能。尤其由α型结晶结构的Al2O3构成的Al2O3层 (以下，简称为α型Al2O3层)硬度高且耐氧化性高，因此一直以来被广泛地利用。例如，在专利文献1中公开了具有Al2O3层的表面被覆切削工具，该Al2O3层由通过 X射线衍射测得的以α型结晶为主体的Al2O3的(khl)面的峰值强度为I(khl)时，I (030)/ 1(104)及I (012)/I (030)的值分别比1大的取向的Al2O3构成，并记载了能够提高Al2O3层 的抗崩性。另外，在专利文献2中公开了 α型Al2O3层的(012)面的组织化系数(組織化係 数)(TC:表示α型Al2O3结晶的全衍射峰值中的属于(012)面的衍射峰值的峰值强度的大 小的指数)比1. 3大的被覆物体，并记载了能够使Al2O3层的粒子微细化，能够提高Al2O3层 的硬度及强度。另一方面，在专利文献3中公开了具有Al2O3层的被覆工具，该Al2O3层由k型结 晶结构的Al2O3以X射线衍射强度最大的最强峰值的面间隔为1.43人(即，衍射角2 θ为 65.18° )而构成，并记载了能够提高Al2O3层的密接力。专利文献1 日本特开平07-108405号公报专利文献2 日本特开平06-316758号公报专利文献3 日本特开平11-77407号公报然而，伴随近来切削加工的高效率化，切削工具被在更加严酷的切削条件下使用。 在这样严酷的切削条件下，在上述专利文献1及专利文献2记载的仅控制衍射峰值的峰值 强度即结晶整体的取向方向的α型Al2O3层中，Al2O3层的附着力不充分，不能抵抗严酷的 切削条件，存在在Al2O3层与其下层的边界发生剥离的情况。另外，若如专利文献3所述那样Al2O3层为k型结晶结构，则能够加强与下层的密 接力，但是由于k型结晶结构的Al2O3的硬度比α型结晶结构的Al2O3的硬度低，因此存在 磨损进行快这样的问题。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述课题而提出，其目的在于提供具备附着力高且耐磨损性高的 被覆层的表面被覆构件。本专利技术的表面被覆构件的特征在于，在基体的表面具备被覆层，该被覆层具有顺 次粘附形成有碳氮化钛(TiCN)层、中间层和氧化铝(Al2O3)层的层叠体，所述中间层含有 钛、铝、碳及氧，并且以0. 5 30nm的平均膜厚不间断地存在，所述氧化铝(Al2O3)层由α 型结晶结构的氧化铝(Al2O3)构成。在此，在上述结构中，为了能够大致单一地稳定生成α型结晶结构的Al2O3结晶， 而不在氧化铝(Al2O3)层中局部产生k型结晶结构的Al2O3结晶，优选所述中间层的厚度方 向的中央的氧含有量为15 40原子％。另外，在上述结构中，对于通过X射线衍射分析得到的所述表面被覆构件的衍射 峰值，当设属于TiCN的(200)面的出现衍射峰值的2 θ的值为θ t、设在JCPDS卡中记载的TiCN的(200)面的出现衍射峰值的2 θ的值为θ t(1、设属于Al2O3的α型结晶结构的(012)、(104)、(110)及(113)面的出现衍射峰 值的2 θ的值分别为ea_(其中，(hkl)为(012)、(104)、(110)及(113)中的任一个)、设在JCPDS卡中记载的Al2O3的α型结晶结构的(012)、(104)、(110)及(113)面 的出现衍射峰值的各结晶面的2 θ的值分别为θ aQ_ (其中，(hkl)为(012)、(104)、(110) 及(113)中的任一个)时，Δ 0t( = Ot-Oto)与 Δ θ a(hkl) ( = θ a(hkl)- θ a0(hkl))的差 Δ θ z(hkl)(= Δ et-A θ a(hkl))的任一个在-0.2° 0.2°的范围内，其中，Δ91是 91与 的差，Δ θ a(hkl)是(012)、(104)、(110)及(113)面各自 的 θ a(hki)与 θ aotoi)的差(其中，(hkl)为(012)、(104)、(110)及(113)中的任一个)。由此，能够缩小碳氮化钛(TiCN)层与α型Al2O3层之间的结晶变形，具有能够防 止剥离的效果。并且，在所述(012)面的Δ θζ((112)在-0.2° 0°的范围内时，碳氮化钛层与α 型氧化铝层之间的粘附力进一步提高。在此，从使α型氧化铝结晶向特定的方向变形而能够优化结晶中产生的残留应 力的分布，并使氧化铝层的硬度及强度提高，且能够同时提高α型氧化铝层的耐磨损性和 抗崩性的角度出发，优选在所述α型氧化铝层中，当将所述θ_12)与所述ea_12)的差修 正为零时，θa(ll6) 一J U a0(ll6) 相比在低角度侧出现。此时，从能够优化α型氧化铝的结晶中产生的残留应力的状态，并能够防止由残 留应力的过剩增加引起的α型氧化铝层的抗崩性降低的角度出发，优选所述ea(116)在比 θ a(。⑵高31. 8° 31. 9°的角度侧出现。另外，通过θ a_、θ a(no)、θ a(113)及 θ a_ 分别出现在比 θ a0_、θ a0(n0)、θ a0(113)及 0a。(_高的角度侧，使氧化铝粒子的强度提高，能够提高α型氧化铝层的抗崩性，因而优选。并且，本专利技术的表面被覆切削工具的特征在于，具备上述的表面被覆构件。通过这 样的结构，能够提供耐磨损性及抗崩性优良、工具寿命长的切削工具。专利技术效果4本专利技术的表面被覆构件通过使含有钛、铝、碳及氧的中间层不间隔地存在，而使其 上部的氧化铝层以大致单一的α型Al2O3层形成，并且，中间层的平均膜厚较薄为0.5 30nm，因此能够抑制α型Al2O3层从含有氧且硬度低的中间层部分剥离。附图说明图1是本专利技术一实施方式的表面被覆构件1的主要部分的扫描电子显微镜(SEM) 图像。图2是本专利技术一实施方式的表面被覆构件1的被覆层3的中间层附近的扫描型电 子显微镜照片。图3是本专利技术一实施方式的表面被覆构件1的被覆层3的主要部分的场发射型透 射电子显微镜(FE-TEM)图像。图4是针对本专利技术一实施方式的表面被覆切削工具得到的X射线衍射强度的峰值 图。图5(a)及(b)是图2的局部放大图。图6是针对本专利技术另一实施方式的表面被覆切削工具得到的X射线衍射强度的峰 值图。符号说明1 表面被覆构件2 基体3被覆层4碳氮化钛层5 中间层7 基底层9 α 型 Al2O3 层10 表层具体实施例方式图1是包括被覆层3的表面被覆构件1的截面的透射电子显微镜(TEM)照片的概 念图。图2是被覆层3的截面的中间层附近的扫描型电子显微镜(SEM)照片，(a)示出本 专利技术件，(b)本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种表面被覆构件，其特征在于，在基体的表面具备被覆层，该被覆层具有顺次粘附形成有碳氮化钛（ＴｉＣＮ）层、中间层和氧化铝（Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］）层的层叠体，所述中间层含有钛、铝、碳及氧，并且以０．５～３０ｎｍ的平均膜厚不间断地存在，所述氧化铝（Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］）层由α型结晶结构的氧化铝（Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］）构成。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：谷渊荣仁，儿玉芳和，深野刚，
申请(专利权)人：京瓷株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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