[发明专利]表面包覆切削工具

摘要

本发明的表面包覆切削工具，其具备由Ti化合物层构成的下部层、由α‑Al2O3层构成的中间层及由含Zr的α‑Al2O3层构成的上部层，其中，下部层的最表面层含有0.5至3原子％的氧，中间层的Al2O3晶粒的(0001)面的法线与工具基体表面的法线的倾角的总计度数在0至10度的倾角分区中具有最高峰值，其度数比例为50至70％，另外，中间层和上部层整体的Al2O3晶粒的(0001)面的法线与工具基体表面的法线的倾角的总计度数在0至10度的倾角分区中具有最高峰值，其度数比例为75％以上，中间层和上部层整体的70面积％以上的晶粒内部，被一个以上以Σ3表示的晶格界面所截断。

主权项

一种表面包覆切削工具，其在由碳化钨基硬质合金或碳氮化钛基金属陶瓷构成的工具基体的表面，蒸镀形成由以下(a)至(c)构成的硬质包覆层，(a)下部层，是由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一个以上的层构成，且具有3至20μm的合计平均层厚的Ti化合物层；(b)中间层，是具有0.5至5μm的平均层厚，且在化学蒸镀的状态下具有α型晶体结构的Al2O3层；(c)上部层，是具有2至15μm的平均层厚，且在化学蒸镀的状态下具有α型晶体结构的含Zr的Al2O3层，所述表面包覆切削工具的特征在于：(d)所述下部层的最表面层由具有500nm以上层厚的Ti碳氮化物层构成，且只在从该Ti碳氮化物层与中间层之间的界面至在该Ti碳氮化物层的层厚方向500nm的深度区域中含氧，并且，该深度区域所含有的平均氧含量为该深度区域所含有的Ti、C、N及O的合计含量的0.5至3原子％；(e)对于所述中间层的Al2O3晶粒，使用场发射扫描电子显微镜，对存在于所述中间层的截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束，并在0至45度范围内测定所述工具基体的表面的法线与所述晶粒的晶面(0001)面的法线所成的倾角，并对测定的倾角中的0至45度范围内的测定倾角按0.25度的间距进行分区，并且在合计存在于各分区内的度数而成的倾角度数分布图表中，0至10度范围内的倾角分区中存在最高峰值，并且存在于所述0至10度范围内的度数合计在倾角度数分布图表中占全部度数的50至70％的比例；(f)对于所述中间层和所述上部层整体的Al2O3晶粒，使用场发射扫描电子显微镜，对存在于所述中间层和所述上部层的截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束，并在0至45度范围内测定所述工具基体的表面的法线与所述晶粒的晶面(0001)面的法线所成的倾角，并对测定的倾角中的0至45度范围内的测定倾角按0.25度的间距进行分区，并且在合计存在于各分区内的度数而成的倾角度数分布图表中，0至10度范围内的倾角分区中存在最高峰值，并且存在于所述0至10度范围内的度数合计在倾角度数分布图表中占全部度数的75％以上；(g)对于所述中间层和所述上部层整体的Al2O3晶粒，使用场发射扫描电子显微镜和电子背散射衍射图像装置，对存在于所述中间层和所述上部层的截面研磨面的测定范围内的每个晶粒照射电子束，测定由六方晶格构成的晶格各面的法线与所述工具基体的表面的法线相交的角度，从该测定结果，算出相邻晶格相互的晶体方位关系，并且算出构成晶格界面的每个构成原子在所述晶格相互之间共有一个构成原子的晶格点即构成原子共有晶格点的分布，将在所述构成原子共有晶格点之间不共有构成原子的晶格点存在N个的构成原子共有晶格点形态以ΣN+1来表示时，构成所述中间层和所述上部层整体的Al2O3晶粒内，以面积比率计70％以上的晶粒内部，被一个以上的由以Σ3表示的构成原子共有晶格点形态构成的晶格界面所截断，其中，N在刚玉型六方最密堆积的晶体结构上为2以上的偶数，但从分布频率这一点将N的上限设为28时，不存在4、8、14、24及26。