[发明专利]被覆工具

说明书

技术领域

本发明涉及被覆工具。

背景技术

近年来，随着切削加工的高效率化需求的提高，一直以来都需要工具寿命长的切削工具。因此，作为工具材料的要求特性，与切削工具寿命有关的耐磨损性的提高及耐缺损性的提高变得更加重要。于是，为了提高这些特性，使用了在基材上形成有交替层叠了被膜的交替层叠膜的被覆工具。

因此，提出了用于改善这种交替层叠膜的特性的各种技术。例如，专利文献1中提出了将特定的金属元素或其化合物与特定的合金化合物以0.4nm～50nm的层叠周期在母材表面上层叠而成的耐磨损性优异的切削工具。

另外，专利文献2中提出了将以(Ti_1-XAl_X)N(以原子比计为X：0.30～0.70)的组成式表示的复合氮化物的第1薄层和氧化铝相的比例以在与氮化钛相的合量中所占的比例计为35～65质量％的第2薄层以各自的平均层厚为0.2～1μm在基体的表面上交替层叠4层以上、达到整体平均层厚为2～10μm而成的、即便在重切削条件下也显示优异的耐磨损性的切削工具。

进而，专利文献3中提出了将含有依次周期性地反复层叠了具有1～50nm厚度的层而成的部分层的具有100～5000nm厚度的层与具有100～5000nm厚度的单一层在硬质母材上交替层叠了10层以上而成的耐磨损性及耐熔敷性优异的切削工具。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平7-205361号公报

专利文献2：日本特开2003-200306号公报

专利文献3：日本特开平11-12718号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

在近年的切削加工中，高速化、高输送化及深切深化变得更为显著，经常会见到由于在加工中施加于刀尖的负荷而使从工具表面产生的裂纹向基材发展、或者由于刀尖温度的急剧增减而使从基材产生的裂纹向被覆层中发展所导致的工具的缺损。

出于这种背景，上述专利文献1的发明的层叠周期为0.4～50nm时，虽然在由薄膜的层叠构成的切削工具中显示高的耐磨损性，但具有易于发生工具缺损的问题。另外，在专利文献2的发明的由各自的平均层厚厚的交替层叠构成的切削工具中，由于被膜的硬度不足，因此具有耐磨损性差的问题。进而，在专利文献3的发明的具有薄膜的层叠和单一层膜的层叠结构的切削工具中由于耐缺损性不足，因此无法满足上述要求的性能。

本发明为了解决这些问题而作出，其目的在于提供在不会降低耐磨损性的情况下使耐缺损性提高了的工具寿命长的被覆工具。

用于解决技术问题的方法

本发明人们对于延长被覆工具的工具寿命进行了反复研究，结果是通过对被覆层的层构成和组成进行改良，可以在不降低耐磨损性的情况下提高耐缺损性，其结果可以延长被覆工具的工具寿命。

即，本发明的主旨如下所述。

(1)一种被覆工具，其含有基材和形成于基材表面上的被覆层，该被覆层含有第1层叠结构和第2层叠结构，所述第1层叠结构是将组成不同的2层以上的层在各层的平均厚度为60nm以上且500nm以下的厚度下周期性地层叠而成的结构，所述第2层叠结构是将组成不同的2层以上的层在各层的平均厚度为2nm以上且小于60nm的厚度下周期性地层叠而成的结构，构成所述第1层叠结构的层及构成第2层叠结构的层含有选自由金属元素的至少1种构成的金属以及由这些金属元素的至少1种与非金属元素的至少1种构成的化合物中的至少1种，所述金属元素选自Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Al、Si、Sr、Y、Sn及Bi，所述非金属元素选自碳、氮、氧及硼。

(2)上述(1)所述的被覆工具，其中，所述第1层叠结构是将组成不同的2层交替地层叠了各2层以上而成的交替层叠结构。

(3)上述(1)或(2)所述的被覆工具，其中，所述第2层叠结构是将组成不同的2层交替地层叠了各2层以上而成的交替层叠结构。

(4)上述(1)～(3)中任一项所述的被覆工具，其中，所述被覆层含有将所述第1层叠结构和第2层叠结构交替地连续层叠2个以上而成的结构。

(5)上述(1)～(4)中任一项所述的被覆工具，其中，所述第1层叠结构的层叠周期的平均值T₁与所述第2层叠结构的层叠周期的平均值T₂之差(T₁-T₂)为20nm～996nm。