本发明专利技术提供一种具备层间密合性高、耐磨性和耐缺损性优异的被覆层的切削工具。该切削工具具备基体和设置于该基体上的被覆层，该被覆层从基体侧起层叠含TiAlN的层、平均晶体直径比该含TiAlN的层大的TiAlNO层或TiNO层和平均晶体直径比所述TiAlNO层或所述TiNO层大的α-Al2O3层而成的切削工具。优选含TiAlN的层的平均晶体直径为0.1～1μm，α-Al2O3层的平均晶体直径为0.5～1.5μm。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术提供一种具备层间密合性高、耐磨性和耐缺损性优异的被覆层的切削工具。该切削工具具备基体和设置于该基体上的被覆层，该被覆层从基体侧起层叠含TiAlN的层、平均晶体直径比该含TiAlN的层大的TiAlNO层或TiNO层和平均晶体直径比所述TiAlNO层或所述TiNO层大的α-Al2O3层而成的切削工具。优选含TiAlN的层的平均晶体直径为0.1～1μm，α-Al2O3层的平均晶体直径为0.5～1.5μm。【专利说明】切削工具
本专利技术涉及切削工具，特别涉及具备耐缺损性优异的被覆层的切削工具。
技术介绍
作为金属、印刷基板等的切削加工中广泛使用的切削工具，已知在超硬合金、金属陶瓷或陶瓷等的基体的表面具备以单层或多层构成的被覆层的切削工具。作为这样的被覆层多采用TiC(碳化钛)层、TiN(氮化钛)层、TiCN(碳氮化钛)层和Al2O3 (氧化铝)层等层叠的化学沉积(CVD)膜。并且为了使耐磨性、耐缺损性提高，被覆层的构成、层叠的构成被研究，最近正在开发用CVD成膜的TiAlN(氮化钛铝)层。例如，在专利文献I中公开了通过CVD法在基体的表面依次设置了 TiAlN层和Al2O3层的被覆硬质构件。另外，在专利文献2中公开了通过CVD在TiAlN层上设置了 Al2O3层的用于切削镶刀等的构件。还有，在专利文献3中公开了，在TiN等的接合层和TiAlN硬质物质层之间，接合层侧存在梯度层的构件，该梯度层包含TiN / h(六方晶)-AlN相混合物，随着向硬质物质层侧膜厚增大而fee (立方晶)-TiAlN层的比率增大。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开平09-125249号公报专利文献2:日本特表2011-516722号公报专利文献3:日本特表2011-500964号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题但是，在上述专利文献1、专利文献2中记载的层叠了 TiAlN层和Al2O3层的构成中，由于热膨胀系数的差导致的残余应力，容易发生层间剥离，其结果是存在被覆层的耐磨性低的问题。另外，作为专利文献3的构成的TiAlN层的上层即使层叠Al2O3层，在TiAlN层和Al2O3层的界面也容易发生层间剥离。因此，本专利技术的课题在于:为了提高基于高速切削时的温度上升的耐氧化性和耐磨性而包含必需的Al2O3层，提高被覆层的层间密合性。本专利技术是为了解决上述课题而完成的，其目的是提供具备层间密合性高、耐磨性和耐缺损性优异的被覆层的切削工具。解决问题的手段本专利技术的切削工具具备基体和设置于该基体上的被覆层，该被覆层从基体侧起层叠含TiAlN的层、平均晶体直径比该含TiAlN的层大的TiAlNO层或TiNO层和平均晶体直径比所述TiAlNO层或所述TiNO层大的a -Al2O3层而成。专利技术效果本专利技术的切削工具能够提高含TiAlN的层、与TiAlNO层或TiNO层、与a-Al2O3层的层间密合性，因此成为被覆层的耐磨性和耐缺损性优异、切削性能高的切削工具。【具体实施方式】本实施方式的切削工具在基体上具备被覆层。并且该被覆层从基体侧起，至少包含层叠了含TiAlN(氮化钛铝)的层、平均晶体直径比该含TiAlN的层大的TiAlNO(氮氧化铝钛)层或TiNO(氮氧化钛)层和平均晶体直径比所述TiAlNO层或所述TiNO层大的α-Α1203 (α型晶体结构的氧化铝)层的构成。还优选在基体和含TiAlN的层之间具备TiN(氮化钛)层。此外，本实施方式中的平均晶体直径是指在各层的层厚的中央划直线，计量穿过该直线的规定范围(20μπι)的晶界数，用“规定范围(20μπι) /晶界数”求得的值。并且，通过满足上述构成，能够提高TiN层、含TiAlN的层、TiAlNO层或TiNO层、a -Al2O3层的层间密合性，能够制成耐磨性和耐缺损性高的被覆层。此外，为了抑制扩散磨耗的进行，作为本实施方式的切削工具中的被覆层的构成成分优选不含容易和作为被切削材料成分的铁熔敷的C (碳)成分。在此，TiN层起到提高基体和上层的附着力的作用。在抑制基体的C(碳)原子扩散并使附着力提高方面，TiN层的膜厚的优选范围是0.05?2.0 μ m。接着，含TiAlN的层是包含立方晶型的TiAlN晶体和六方晶型的AlN晶体的混晶的层，通过具备该含TiAlN的层，能够提高耐磨性和耐缺损性。另外，在耐磨性方面，含TiAlN的层的膜厚的优选范围是2.5?12 μ m。另外，在含TiAlN的层中，就TiAlN而言，能够通过调节Ti和Al的含有比率来调节热膨胀系数。因此，还能够将施加于被覆层的残余应力调节为不是拉伸应力而是压缩应力的状态。另外，也能够使含TiAlN的层靠近C1-Al2O3层一侧接近C1-Al2O3层的热膨胀系数，靠近含TiAlN的层的基体一侧接近基体的热膨胀系数。这样一来，通过调节Ti和Al的含有比率，通过降低在含TiAlN的层的上层侧和基体侧的界面发生的热应力，也能够提高层间密合性。此外，优选调节在含TiAlN的层和a -Al2O3层之间形成的TiAlNO层或TiNO层使得在含TiAlN的层和a -Al2O3层之间具有热膨胀系数。接着，在上层具备a -Al2O3层方面，TiAlNO层或TiNO是必须的。在设置Al2O3层时通过在下层具备像TiAlNO层或TiNO层那样的含0(氧)成分的层，能够形成Al2O3晶体的晶体结构为α型的Q-Al2O3层。TiAlNO层或TiNO层的膜厚的优选范围是0.03?2μπι。在本实施方式的切削工具的被覆层中，因为具备TiAlNO层或TiNO层，所以能够稳定形成α-Α1203层，因此与K型晶体、Y型晶体所构成的K-Al2O3层、Y-Al2O3层相比较，能够提高高温中的耐氧化性，即使在高速切削、难切削材料的切削中也能够发挥高的耐磨性。另外，Q-Al2O3层的膜厚的优选范围是2?6μπι。另外，就本实施方式的切削工具而言，含TiAlN的层的平均晶体直径为0.1?lym, a -Al2O3层的平均晶体直径为0.5?1.5 μ m时，能够提高含TiAlN的层和a -Al2O3层自身的强度，并且提高层间密合性。另外，在提高TiN层的强度方面，构成TiN层的TiN晶体的平均晶体直径的优选范围是0.02?0.3 μ m。另外，就含TiAlN的层的平均晶体直径而言，上层侧比基体侧大2?5倍时能够提高层间密合性。具体地，通过使含TiAlN的层的平均晶体直径在上层侧比基体侧大2?5倍，能够使含TiAlN的层的热膨胀行为接近基体侧的下层的TiN层、上层侧的TiAlNO层或TiNO层和a -Al2O3层，因此能够提高层间密合性。此外，本实施方式中的含TiAlN的层的基体侧是指在含TiAlN的层的层厚方向，与TiN层的界面相距含TiAlN的层的层厚10%厚度的位置，含TiAlN的层的上层侧是指在含TiAlN的层的层厚方向，与TiAlNO层或TiNO层的界面相距含TiAlN的层的层厚10%厚度的位置。另外，含TiAlN的层包含立方晶型的TiAlN晶体和六方晶型的AlN晶体的混晶，通过上层侧中的立方晶型的TiAlN晶体的含有比率比基体侧高且在与TiAlNO层或TiNO层的界面中六方晶型的AlN晶体的含有比率高，能够提高基体或TiN层和含TiAl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】...
【专利技术属性】
技术研发人员：谷渊荣仁，
申请(专利权)人：京瓷株式会社，
类型：
国别省市：
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