[发明专利]表面包覆切削工具

摘要

本发明的目的在于提供一种表面包覆切削工具，该表面包覆切削工具具备：工具基体，其由碳化钨基硬质合金或碳氮化钛基金属陶瓷构成；及硬质包覆层，其是在所述工具主体的表面依次蒸镀下部层(a)、中间层(b)、上部层(c)而形成的。下部层(a)为Ti化合物层，包括Ti的碳化物层、氮化物层、碳氮化物层、碳氧化物层及碳氮氧化物层中的1层或2层以上，并且，具有3～20μm的总计平均层厚，中间层(b)为氧化铝层，具有1～5μm的平均层厚，在进行了化学蒸镀的状态下具有α型晶体结构，上部层(c)具有2～15μm的平均层厚，在进行了化学蒸镀的状态下具有α型晶体结构，且为含有选自由Ti、Y、Zr、Cr及B构成的组中的1种或2种以上元素的氧化铝层。

主权项

一种表面包覆切削工具，其特征在于，具备：工具基体，该工具基体由碳化钨基硬质合金或碳氮化钛基金属陶瓷构成；及硬质包覆层，该硬质包覆层是在所述工具主体的表面依次蒸镀下部层(a)、中间层(b)、上部层(c)而形成的，其中，下部层(a)为Ti化合物层，包括均通过化学蒸镀形成的Ti的碳化物层、氮化物层、碳氮化物层、碳氧化物层及碳氮氧化物层中的1层或2层以上，并且，具有3～20μm的总计平均层厚，中间层(b)为氧化铝层，具有1～5μm的平均层厚，在进行了化学蒸镀的状态下具有α型晶体结构，上部层(c)为具有2～15μm的平均层厚、在进行了化学蒸镀的状态下具有α型晶体结构、且含有选自Ti、Y、Zr、Cr及B中的1种或2种以上元素的氧化铝层，所述中间层(b)表现出如下的倾斜角度数分布图：使用场致发射式扫描电子显微镜，对存在于所述工具基体的表面研磨面的测定范围内的具有六方晶格的每个晶粒照射电子射线，测定作为所述晶粒的晶面的(0001)面的法线相对于所述表面研磨面的法线所成的倾斜角，用按每0.25度间距划分所述测定倾斜角中处于0～45度范围内的测定倾斜角、并且合计存在于各划分区域内的度数而成的倾斜角度数分布图表示时，在0～10度范围内的倾斜角划分区域中存在最高峰的同时，存在于所述0～10度范围内的度数之和占倾斜角度数分布图中的总度数的45％以上的比例，所述上部层(c)为在用场致发射式扫描电子显微镜对其进行组织观察时具有下述组织结构、并且含有选自Ti、Y、Zr、Cr及B中的1种或2种以上元素的氧化铝层，所述组织结构包括在与层厚方向垂直的面内具有平板多边形、在与层厚方向平行的面内在层厚方向上呈竖长状的晶粒，所述上部层(c)表现出如下的倾斜角度数分布图：使用场致发射式扫描电子显微镜，对存在于所述工具基体的表面研磨面的测定范围内的具有六方晶格的每个晶粒照射电子射线，测定作为所述晶粒的晶面的(0001)面的法线相对于所述表面研磨面的法线所成的倾斜角，用按每0.25度间距划分所述测定倾斜角中处于0～45度范围内的测定倾斜角、并且合计存在于各划分区域内的度数而成的倾斜角度数分布图表示时，在0～10度范围内的倾斜角划分区域中存在最高峰的同时，存在于所述0～10度范围内的度数之和占倾斜角度数分布图中的总度数的60％以上的比例，另外，所述上部层(c)为含有选自Ti、Y、Zr、Cr及B中的1种或2种以上元素的氧化铝层，针对该上部层(c)，使用场致发射式扫描电子显微镜和电子背散射衍射图像装置，对存在于表面研磨面的测定范围内的每个晶粒照射电子射线，测定包括六方晶格的晶格面的各个法线与基体表面的法线相交的角度，由该测定结果算出邻接的晶格相互的晶体取向关系，并算出构成晶格界面的各个构成原子在所述晶格相互间共有1个构成原子的格点、即构成原子共有格点的分布，用∑N+1表示在所述构成原子共有格点之间存在不共有构成原子的格点N个的构成原子共有格点形态时，构成所述(c)的上部层的晶粒中，以面积比率计60％以上的晶粒的内部被至少1个以上的、包括∑3所示的构成原子共有格点形态的晶格界面隔断，其中，N为刚玉型密排六方晶的晶体结构上2以上的偶数，从分布频率方面考虑使N的上限为28时，不存在4、8、14、24和26的偶数。