[发明专利]表面被覆切削工具及其制造方法

说明书

一种表面被覆切削工具，包括基材以及形成在该基材的表面上的覆膜。该覆膜包括第一硬质覆层，该第一硬质覆层包含具有氯化钠型晶体结构的晶粒。该晶粒具有这样的层叠结构，其中由Al_xTi_1‑x的氮化物或碳氮化物构成的第一层和由Al_yTi_1‑y的氮化物或碳氮化物构成的第二层交替层叠成一层或多层。该第一层各自具有在0.6以上至小于1的范围内变化的Al的原子比x。该第二层各自具有在0.45以上至小于0.6的范围内变化的Al的原子比y。该原子比x与该原子比y之差的最大值为0.05≤x‑y≤0.5。彼此相邻的该第一层和该第二层的总厚度为5nm至40nm。

技术领域

本发明涉及表面被覆切削工具及其制造方法。

本申请要求于2016年4月14日提交的日本专利申请No.2016-081096的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

背景技术

Ikeda等人(非专利文献1)指出：当通过物理气相沉积法(PVD)制造Al原子比超过0.7的“AlTiN”或“AlTiCN”覆膜时，覆膜的层状结构变成纤维锌矿晶体结构，从而导致硬度降低。为了增加“AlTiN”或“AlTiCN”覆膜中的Al含量，Setoyama等人(非专利文献2)通过PVD制造了TiN/AlN超多层膜。然而，据报道，当制造各AlN层的厚度超过3nm的“AlTiN”或“AlTiCN”覆膜时，层状结构变成纤维锌矿晶体结构，从而导致硬度降低。已经进行了例如通过诸如利用化学气相沉积(CVD)增加Al的原子比之类的技术从而进一步提高切削性能方面的研究。

例如，日本未审查专利公开No.2014-129562(专利文献1)公开了这样一种方法：将AlCl₃气体、TiCl₄气体、NH₃气体、H₂气体以及N₂气体引入到压力为1.3kPa且温度为800℃的反应容器中，然后将反应容器以10℃/分钟的冷却速率冷却，直到基材的温度达到200℃。据说，利用该方法，可通过CVD形成具有这样的结构的硬质覆膜，其中具有面心立方晶格(fcc)结构的2nm厚的TiN与具有fcc结构的6nm厚的AlN交替层叠。

此外，日本未审查专利公开No.2015-193071(专利文献2)公开了包括由(Ti_1-xAl_xN)(C_yN_1-y)表示的复合氮化物层或复合碳氮化物层的硬质覆层，其中该层包含具有立方结构的晶粒，并且Ti和Al的组成沿着工具基材表面的法线方向周期性地改变。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本未审查专利公开No.2014-129562

专利文献2：日本未审查专利公开No.2015-193071

非专利文献

非专利文献1：T.Ikeda等人，Phase formation and characterization of hardcoatings in the Ti-Al-N system prepared by the cathodic arc ion platingmethod,Thin Solid Films 195(1991)99-110

非专利文献2：M.Setoyama等人，Formation of cubic-AlN in TiN/AlNsuperlattice,Surface&Coatings Technology 86-87(1996)225-230

发明内容