提供一种被覆层的密接性和耐崩裂性优异的切削工具。一种切削工具(1)，其具备包含氮化硅质烧结体的基体(2)，和在基体(2)的表面从基体(2)侧按顺序层叠有如下层的被覆层(3)：包含平均结晶宽度为0.1～0.4μm的TiN的第一层(4)；包含平均结晶宽度为0.01～1.5μm的A12O3层的第二层(5)；包含平均结晶宽度为0.01～0.1μm且平均结晶宽度比第一层(4)的平均结晶宽度小的TiN构成的第三层(6)；包含平均结晶宽度为0.01～1.5μm的A12O3层的第四层(7)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】切削工具
本专利技术涉及切削工具，特别是涉及具有耐缺损性优异的被覆层的切削工具。
技术介绍
被广泛用于金属和印刷基板等的切削加工的切削工具，已知有在超硬合金、金属陶瓷和陶瓷等的基体的表面形成有以单层或多层构成的被覆层的切削工具。作为该被覆层，多使用层叠有TiC(碳化钛)层、TiN(氮化钛)层、TiCN(碳氮化钛)层和A1203(氧化铝)层等的化学蒸镀(CVD)膜。例如，在专利文献I中公开有一种切削用刀具，其是在超硬合金基体的表面，按顺序被覆有TiCN层、Al2O3层、TiCN层。另外，在专利文献2中记述的构成是:在氮化硅基体的表面被覆硬质被覆层，使硬质被覆层的第一层为包含含有结晶粒径I?30nm的粒状晶的柱状结晶的氮化钛层。现有技术文献专利文献专利文献1:特开2003-213455号公报专利文献2:特开10-015707号公报但是，上述专利文献I所述的反复层叠了 TiCN(TiN)层和Al2O3层的被覆层的构成，或像专利文献2这样在包含氮化硅质烧结体的基体的正上方成膜的TiN层的结晶形态，即使为在与基体邻接的部分使粒状结晶和柱状结晶混合而成的构成，被覆层的密接性也有不充分的情况，另外，在切削中存在Al2O3层发生裂纹，被覆层崩裂的情况。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述课题而完成的，其目的在于，提供一种具备附着力高且耐缺损性高的被覆层的切削工具。本专利技术的切削工具，具备包含氮化硅质烧结体的基体，和在该基体的表面从该基体侧按如下顺序层叠而成的被覆层:包含平均结晶宽度为0.1?0.4μ m的TiN的第一层；包含平均结晶宽度为0.01?1.5μπι的Al2O3的第二层；包含平均结晶宽度为0.01?0.1 μ m且平均结晶宽度比所述第一层的平均结晶宽度小的TiN的第三层；包含平均结晶宽度为0.01?1.5μπι的Al2O3的第四层。本专利技术的切削工具，通过在包含氮化硅质烧结体的基体的表面设置被覆层，并且该被覆层按顺序层叠包含TiN的第一层、包含Al2O3层的第二层、包含TiN层的第三层、包含Al2O3层的第四层，并且使其按规定的平均结晶宽度构成，从而成为附着力高，耐缺损性高的被覆层，切削工具的耐磨耗性和耐缺损性提高。【附图说明】本专利技术的一个实施方式的切削工具的含有被覆层的截面的扫描电子显微镜(SEM)照片。【具体实施方式】图1是作为切削工具的优选例的切削工具I的含有被覆层3的截面的扫描型电子显微镜(SEM)照片。如图1所示，切削工具I具备包含氮化硅质烧结体的基体2，和在该基体2的表面从该基体2侧，按如下顺序层叠的被覆层3:以平均结晶宽度为0.1?0.4 μ m构成的TiN的第一层4 ;以平均结晶宽度为0.01?1.5μπι的Al2O3构成的第二层5 ;以平均结晶宽度为0.01?0.1 μ m且平均结晶宽度比第一层4的平均结晶宽度小的TiN构成的第三层6 ;以平均结晶宽度为0.01?1.5μπι的Al2O3构成的第四层7。平均结晶宽度的优选的范围是，第一层4为0.2?0.3 μ m，第二层5为0.4?1.0 μ m，第三层6为0.01?0.05 μ m，第四层7为 0.3 ?1.0 μ m。这时，所谓平均结晶宽度，是指被覆层3的结晶中与该结晶生长的方向垂直的方向的结晶的宽度w的平均值，在SHM照片所拍摄的视野，沿着与结晶生长的方向垂直的方向，即与基体2的表面平行的方向引出直线(图1所示的直线L)，使该直线的长度除以其横穿粒界的数量，所得到的值作为平均结晶宽度。构成基体2的氮化硅质烧结体，因为氮化硅结晶包含针状结晶，所以在基体2的表面形成有比较大的凹凸。因此，在基体2的正上方，包含形成容易成为柱状结晶而难以从基体2的表面被拔掉的形状的TiN的第一层4。其次，为了使被覆层3的耐磨耗性提高，在第一层4的表面形成包含Al2O3的第二层5。然后,在第二层5的表面形成包含比第一层4的平均结晶宽度小的、以0.01?0.1 μ m的平均结晶宽度构成的TiN的第三层6。该第三层6，缓和后述的第四层7所受的冲击，抑制在第四层7和第二层5的Al2O3层发生裂纹。此外，在第三层6的表面，为了提高被覆层3的耐磨耗性而层叠包含Al2O3的第四层7。根据上述被覆层3的构成，成为基体2和被覆层3的附着力高且耐缺损性高的被覆层3，切削工具I的耐磨耗性和耐缺损性提高。另外，TiN层和Al2O3层因为结晶形态不同，所以成为各层间的密接性有变差的倾向，但是根据本实施方式，增加了各层的功能，同时极力减少了 TiN层和Al2O3层的界面。而且，通过成为构成第一层4的结晶的平均结晶宽度比构成第三层6的结晶的平均结晶宽度大的柱状结晶，能够使之与基体2的密接性提高。另外，第三层6能够抑制初期缺损，并且能够维持与第二层5的密接性。还有，各层的厚度，除了耐磨耗性和耐缺损性以外，还被控制在能够维持各层的密接力的范围。在此，为了兼顾切削工具I的耐磨耗性和耐缺损性而优选第一层4的厚度为0.7?1.3 μ m，第二层5的厚度为0.5?1.2 μ m，第三层6的厚度为0.1?0.3 μ m，第四层7的厚度为0.5?1.2 μ m。另外，为了提高被覆层3的密接性而优选第一层4包含长宽比为3?10的柱状结晶。另一方面，出于能够缓和第二层5和第四层7所受的冲击的观点而优选第三层6包含粒状结晶。关于柱状结晶和粒状结晶的区别，在本专利技术中以结晶的最长长度与相对于和其正交的方向的结晶的长度的比(长宽比)计，小于2的定义为粒状结晶，长宽比在2以上的定义为柱状结晶。还有，第二层5的Al2O3层和第四层7的Al2O3层以粒状结晶构成。另外，粒状结晶的平均结晶宽度，也通过与柱状结晶的平均结晶宽度的测量方法相同的方法和以相同的方向测量。此外，出于被覆层的密接力强化和耐磨耗性提高的观点而优选第一层4的柱状结晶的平均结晶宽度wl，和构成基体2的氮化硅粒子的平均结晶粒径ws的比(wl/ws)为0.05 ~0.5。另一方面，出于一并提高耐磨耗性和耐缺损性的观点而优选:作为基体2的氮化硅质烧结体，含有Mg的氧化物和稀土元素的氧化物，并且基体2的内部区域11中的Mg的氧化物和稀土元素的氧化物的总含量，以MgO和Re2O3换算的合计量计为0.5~3.5质量％。还有，作为稀土元素(Re)，是指Y或镧系元素的各元素，特别是从耐崩裂性提高这一点，而优选含有La作为Re。另外，在基体2中，从与被覆层3(第一层4)的界面(以下，有称为表面的情况。)朝向基体2的内部，存在后述的界面区域9、中间区域10和内部区域11。界面区域9的Re的含量(Res)相对于内部区域11的Re含量(Rei)的比率(ResAei)为0.1~0.8。另外，存在于界面区域9的正下方的中间区域10的Re的含量(Rem)相对于所述Rei的比率(Res/Rei)为0.05~0.3。通过该界面区域9和中间区域10的存在，能够提高耐磨耗性。此外，出于能够抑制被覆层3的崩裂这一点而优选比率(Rem/Res)为0.3~0.85。在此，从提高基体2与被覆层3的密接性这一点出发，优选界面区域9的范围是距基体2的表面0.5~2 μ m的深度，中间区域10的范围存在于距界面区域9的终端2~5 μ m的深度(距基体2的表面2.5~7μπι的深度)。比中间区域1本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.04.28 JP 2011-1011341.一种切削工具，其特征在于，具备包含氮化硅质烧结体的基体，和在该基体的表面从该基体侧按顺序层叠有下述层的被覆层: 平均结晶宽度为0.1~0.4μ m的包含TiN的第一层； 平均结晶宽度为0.01~1.5 μ m的包含Al2O3的第二层； 平均结晶宽度为0.01~0.1 μ m，且平均结晶宽度比所述第一层的平均结晶宽度小的包含TiN的第三层；以及 平均结晶宽度为0.01~1.5μπι的包含Al2O3的第四层。2.根据权利要求1所述的切削工具，其中，所述第一层的厚度为0.7~1.3 μ m，所述第二层的厚度为0.5~L 2 μ m，所述第三层的厚度为0.1~0.3 μ m，所述第四层的厚度为0.5 ~1.2 μ m03.根据权利要求1或2所述的切削工具，其中，所述第一层包含长宽比为3~10的柱状结晶，并且所述第三层包含长宽比为2以下的粒状结晶。4.根据权利要求1至3中任一项所述的切削工具，其中，作为所述基体的氮化硅质烧结体含有Mg的氧化物和稀土...
【专利技术属性】
技术研发人员：渡边孝，
申请(专利权)人：京瓷株式会社，
类型：
国别省市：
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