[发明专利]表面被覆切削工具及其制造方法

说明书

本发明涉及一种切削工具，包括基材以及形成在基材上的覆膜。所述覆膜包括硬质层。该硬质层包含多个具有氯化钠型晶体结构的晶粒。当使用EBSD系统在平行于基材表面的法线方向的硬质层的横截面中分析多个晶粒各自的晶体取向，从而测量作为晶粒的晶面的(001)面的法线方向与基材表面的法线方向之间的夹角时，夹角为0度以上且小于20度的晶粒的比例A为50％以上。关于晶粒的粒界，Σ3晶界的长度为Σ3‑29晶界的长度的50％以上，并且Σ3晶界的长度为全部粒界的总长度的1％以上30％以下，其中全部粒界的总长度为Σ3‑29晶界的长度和一般粒界的长度的总和。

技术领域

本发明涉及一种表面被覆切削工具及其制造方法。本申请要求于2016年4月8日提交的日本专利申请No.2016-078297的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

背景技术

在切削加工期间，由硬质合金形成的切削工具的切削刃会暴露于诸如高温和高负荷之类的恶劣环境中，并且切削刃经常发生磨损或崩裂。为了提高切削工具的切削性能，人们已经开发了覆盖诸如硬质合金之类的基材的表面的覆膜。其中，由氮(N)和碳(C)中的一者或两者与钛(Ti)和铝(Al)构成的化合物(下文中也称为AlTiN、AlTiCN等)制得的覆膜可具有高硬度，并且已知Al含量的增加提高了抗氧化性。人们期待通过采用这种覆膜覆盖切削工具，从而提高切削工具的性能。

然而，Ikeda等人(非专利文献1)指出：当通过物理气相沉积(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。

人们已进行了研究来通过化学气相沉积(CVD)增加Al含量。例如，日本未审查专利公开No.2015-193071(专利文献1)公开了通过CVD形成的硬质覆层。该硬质覆层包括由(Ti_1-xAl_x)(C_yN_1-y)表示的复合氮化物层或复合碳氮化物层，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.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