[发明专利]包覆切削工具

说明书

本发明的包覆切削工具的硬质皮膜，相对于金属(包括半金属)元素的总量，含有70原子％以上且80原子％以下的Al，20原子％以上且30原子％以下的Ti，相对于金属元素(包括半金属)和非金属元素的总量，含有0.50原子％以下的Ar。硬质皮膜具有fcc结构的TiN(111)面、TiN(200)面、TiN(220)面、hcp结构的AlN(100)面、AlN(002)面的衍射峰，且TiN(200)面的衍射峰示出最大强度，其次，TiN(111)面引起的衍射峰的强度大。硬质皮膜的平均晶体粒径为5nm以上且50nm以下，截面观察中的圆当量直径1.0μm以上的颗粒在每100μm²中为5个以下。

技术领域

本发明涉及在基材的表面具有硬质皮膜的包覆切削工具。

本申请基于2017年8月15日向日本申请的特愿2017-156734号主张优先权，并将其内容援引于此。

背景技术

Al和Ti的氮化物皮膜(以下记载为AlTiN)是一种耐磨性和耐热性优异的膜的种类，广泛适用于包覆切削工具。已知，一般在AlTiN中Al的含有比率增大时，六方最密填充结构(以下有时称为hcp结构)的AlN增加，从而导致皮膜硬度下降。例如，在专利文献1中公开了使Al的含有比率变化的AlTiN，并示出Al的含有比率大而导致具有hcp结构的AlTiN的皮膜硬度下降，从而工具性能下降。

另一方面，近年来为了改善润滑性和耐熔敷性，也开始研究Al的含有比率大，含有hcp结构的AlN的硬质皮膜。例如，在专利文献2中，示出一种包覆切削工具，该包覆切削工具在氮化物的层压皮膜的上层设置有以纤锌矿型晶体结构(hcp结构)构成的AlTiN为基底含有Cr的硬质皮膜。

在专利文献1、2的具体的实施例中，适用物理蒸镀法中的电弧离子镀法。物理蒸镀法是为了对硬质皮膜赋予残余压缩应力而提高耐缺损性，主要在进行铣刀加工的包覆切削工具中应用。在物理蒸镀法中，电弧离子镀法由于靶的离子化率高，能得到与基材的附着性优异的硬质皮膜而被广泛利用。电弧离子镀法由于通过电弧放电使靶成分蒸发并进行包覆，因此硬质皮膜不可避免地大量含有数微米的颗粒(ドロップレット)。另一方面，在物理蒸镀法中，由于通过氩气溅射靶成分并包覆的溅射法难以产生颗粒，因此能得到平滑的硬质皮膜。但是，溅射法与电弧离子镀法相比，靶的离子化率低，因此容易在硬质皮膜的内部形成空隙，也缺乏硬质皮膜和基材的附着性。因此，一般而言与用电弧离子镀法包覆的硬质皮膜相比，用溅射法包覆的硬质皮膜存在耐久性低的倾向。

近年来，开始应用如专利文献3、4中记载的瞬间提高施加到靶的功率的高输出溅射法。

专利文献1:日本特开平8-209333号公报

专利文献2:国际公开号WO2014/002948号公报

专利文献3:日本特开2011-189419号公报

专利文献4:日本特开2013-202700号公报

根据本发明人的研究，发现用电弧离子镀法包覆Al的含有比率大且含有hcp结构的以Al和Ti为主体的氮化物时，在不锈钢的切削加工中，磨损宽度变大，工具寿命有改善的余地。

发明内容

鉴于上述情况，本发明的目的在于提高含有hcp结构的AlN的以Al和Ti为主体的氮化物的耐久性，从而提供耐久性优异的包覆切削工具。

根据本发明的一个方案，提供一种包覆切削工具，在工具的表面具有硬质皮膜，