[发明专利]表面被覆切削工具

说明书

技术领域

本发明涉及具有形成于基材上的被覆膜的表面被覆切削工具。

背景技术

为改善耐磨性和耐崩裂性，已将包括钻头的切削工具用作具有形成于基材上的各种被覆膜的表面被覆切削工具。在现代切削加工中，需要高效率，并且由于工件材料的强度变高的趋势导致工件材料变得难以切削，因此与传统切削加工相比，被覆膜往往发生磨损。

因此，需要对上述被覆膜进行改进。例如，国际专利公布No.WO2006/070730小册子（PTD1）提出了一种表面被覆切削工具，该表面被覆切削工具包括具有特定组成的交替层作为被覆膜。

引用列表

专利文献

PTD1：国际专利公布No.WO2006/070730小册子

发明内容

技术问题

PTD1中的表面被覆切削工具成功地将被覆膜的性能改善到一定程度。然而，在现今的切削加工环境下，需要进一步提高性能，尤其需要降低工件材料对被覆膜的粘着。

这是因为工件材料粘着到工具的顶端或刀刃部会导致工具的崩裂和破损。一旦工件材料粘着在工具的顶端等上，当该工件材料再次脱落时，工件材料就会与被覆膜以及基材的一部分一起脱落，并且从脱落部分开始出现异常磨损并产生裂缝，这被认为引起了工具的崩裂和破损。

当上述表面被覆切削工具为钻头时，更需要高效率，并且工件变得更加难以切削，因此，在现今的钻头加工中强烈需要被覆膜的耐磨性。

本发明是鉴于上述情况做出的，其目的是提供一种表面被覆切削工具，在该切削工具中，被覆膜的耐磨性得到提高并且工件材料的粘着降低，从而防止了工具的崩裂和破损。

问题的解决

为解决上述问题，本发明的发明人认真地进行了研究，并获得如下发现：形成具有优异耐磨性的层作为被覆膜的内层以及形成具有优异的抗粘着性的层作为表面层是最有效的。基于这些发现，本发明的发明人对各层的结构进行了进一步的研究并完成了本发明。

具体而言，根据本发明的表面被覆切削工具是这样的表面被覆切削工具：其包括基材和在该基材上形成的被覆膜，其中所述被覆膜至少包括耐磨层和抗粘着层，所述耐磨层具有其中含Ti和Al的氮化物的A层以及含Al和Cr的氮化物的B层交替叠加的多层结构，并具有立方晶体结构，并且所述抗粘着层位于被覆膜的最外表面、由(Al_aCr_bTi_1-a-b)N表示的氮化物（其中a+b<0.99、b>0.01并且0.2b+0.7<a）构成，并具有纤锌矿型晶体结构。

优选地在整个被覆膜中，Al相对于全部金属原子的原子比高于0.6小于等于0.8，并且Cr相对于全部金属原子的原子比高于0.15小于等于0.3。

优选地被覆膜的厚度为2μm至30μm。优选地抗粘着层的厚度为0.5μm至8μm。

假设T1表示耐磨层的厚度且T2表示抗粘着层的厚度，则厚度比T2/T1优选满足0.25≤T2/T1≤0.55的关系。假设Ta表示A层的平均厚度且Tb表示B层的平均厚度，则厚度比Tb/Ta优选满足1.5≤Tb/Ta≤4的关系。优选地，Ta为1nm至10nm且Tb为1.5nm至30nm。

优选地，A层由(Ti1-cAlc)N表示的氮化物（其中0.3<c≤0.7）构成，并且B层由(Al_eCr_1-e)N表示的氮化物（其中0.6<e<0.75）构成。

优选地，被覆膜在基材与耐磨层之间具有中间层，并且所述中间层由含Ti和Al的氮化物构成，且厚度为0.01μm至0.5μm。

优选地，被覆膜在耐磨层和抗粘着层之间具有第一粘附层和第二粘附层，所述第一粘附层位于耐磨层和第二粘附层之间，由含Ti和Al的氮化物构成，并且厚度为30nm至0.1μm，所述第二粘附层具有其中C层以及D层交替叠加的多层结构，并且厚度为10nm至0.2μm，其中所述C层为含Ti和Al的氮化物并具有与耐磨层相同的晶体结构，所述D层具有与抗粘着层相同的组成。

本发明的有益效果

将根据本发明的表面被覆切削工具进行上述构造，从而可实现优异的耐磨性和优异的抗粘着性，因此具有非常有效地防止崩裂和破损的优异效果。

具体实施方式

以下将对本发明进行更详细地说明。

<表面被覆切削工具>