被覆工具的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及被覆工具。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着切削加工的高效率化需求的提高，一直以来都需要工具寿命长的切 削工具。因此，作为工具材料的要求特性，与切削工具寿命有关的耐磨损性的提高及耐缺损 性的提高变得更加重要。于是，为了提高这些特性，使用了在基材上形成有交替层叠了被膜 的交替层叠膜的被覆工具。
[0003] 因此，提出了用于改善这种交替层叠膜的特性的各种技术。例如，专利文献1中提 出了将特定的金属元素或其化合物与特定的合金化合物以〇. 4nm?50nm的层叠周期在母 材表面上层叠而成的耐磨损性优异的切削工具。
[0004] 另外，专利文献2中提出了将以以原子比计为X :0.30?0.70)的组 成式表示的复合氮化物的第1薄层和氧化铝相的比例以在与氮化钛相的合量中所占的比 例计为35?65质量％的第2薄层以各自的平均层厚为0. 2?1 μπι在基体的表面上交替 层叠4层以上、达到整体平均层厚为2?10 μπι而成的、即便在重切削条件下也显示优异的 耐磨损性的切削工具。
[0005] 进而，专利文献3中提出了将含有依次周期性地反复层叠了具有1?50nm厚度的 层而成的部分层的具有100?5000nm厚度的层与具有100?5000nm厚度的单一层在硬质 母材上交替层叠了 10层以上而成的耐磨损性及耐熔敷性优异的切削工具。
[0006] 现有技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1 :日本特开平7-205361号公报
[0009] 专利文献2 :日本特开2003-200306号公报
[0010] 专利文献3 :日本特开平11-12718号公报
【发明内容】
[0011] 发明要解决的技术问题
[0012] 在近年的切削加工中，高速化、高输送化及深切深化变得更为显著，经常会见到由 于在加工中施加于刀尖的负荷而使从工具表面产生的裂纹向基材发展、或者由于刀尖温度 的急剧增减而使从基材产生的裂纹向被覆层中发展所导致的工具的缺损。
[0013] 出于这种背景，上述专利文献1的发明的层叠周期为0. 4?50nm时，虽然在由薄 膜的层叠构成的切削工具中显示高的耐磨损性，但具有易于发生工具缺损的问题。另外，在 专利文献2的发明的由各自的平均层厚厚的交替层叠构成的切削工具中，由于被膜的硬度 不足，因此具有耐磨损性差的问题。进而，在专利文献3的发明的具有薄膜的层叠和单一层 膜的层叠结构的切削工具中由于耐缺损性不足，因此无法满足上述要求的性能。
[0014] 本发明为了解决这些问题而作出，其目的在于提供在不会降低耐磨损性的情况下 使耐缺损性提高了的工具寿命长的被覆工具。
[0015] 用于解决技术问题的方法
[0016] 本发明人们对于延长被覆工具的工具寿命进行了反复研宄，结果是通过对被覆层 的层构成和组成进行改良，可以在不降低耐磨损性的情况下提高耐缺损性，其结果可以延 长被覆工具的工具寿命。
[0017] SP，本发明的主旨如下所述。
[0018] (1) -种被覆工具，其含有基材和形成于基材表面上的被覆层，该被覆层含有第1 层叠结构和第2层叠结构，所述第1层叠结构是将组成不同的2层以上的层在各层的平均 厚度为60nm以上且500nm以下的厚度下周期性地层叠而成的结构，所述第2层叠结构是将 组成不同的2层以上的层在各层的平均厚度为2nm以上且小于60nm的厚度下周期性地层 叠而成的结构，构成所述第1层叠结构的层及构成第2层叠结构的层含有选自由金属元素 的至少1种构成的金属以及由这些金属元素的至少1种与非金属元素的至少1种构成的化 合物中的至少1种，所述金属元素选自Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Al、Si、Sr、Y、Sn& Bi，所述非金属元素选自碳、氮、氧及硼。
[0019] (2)上述（1)所述的被覆工具，其中，所述第1层叠结构是将组成不同的2层交替 地层叠了各2层以上而成的交替层叠结构。
[0020] (3)上述（1)或（2)所述的被覆工具，其中，所述第2层叠结构是将组成不同的2 层交替地层叠了各2层以上而成的交替层叠结构。
[0021] (4)上述（1)?（3)中任一项所述的被覆工具，其中，所述被覆层含有将所述第1 层叠结构和第2层叠结构交替地连续层叠2个以上而成的结构。
[0022] (5)上述⑴?⑷中任一项所述的被覆工具，其中，所述第1层叠结构的层叠周 期的平均值!\与所述第2层叠结构的层叠周期的平均值T 2之差（T i-ig为20nm?996nm〇
[0023] (6)上述⑴?（5)中任一项所述的被覆工具，其中，构成所述第1层叠结构的各 层及构成所述第2层叠结构的各层含有选自由金属元素的至少2种构成的金属以及由这些 金属元素的至少2种与非金属元素的至少1种构成的化合物中的至少1种，所述金属元素 选自Ti、Nb、Ta、Cr、W、Al、Si、Sr及Y，所述非金属元素选自碳、氮、氧及硼。
[0024] (7)上述⑴?（6)中任一项所述的被覆工具，其中，构成所述第1层叠结构的层 中含有的金属元素含有1种以上的下述金属元素：在构成该第1层叠结构的各层之间是相 同的，并且构成所述第1层叠结构的一个层中所含的相对于金属元素整体的元素量与构成 与该层相邻的所述第1层叠结构的层中所含的相对于金属元素整体的元素量之差的绝对 值为5原子％以上。
[0025] (8)上述⑴?（7)中任一项所述的被覆工具，其中，构成所述第2层叠结构的层 中含有的金属元素含有1种以上的下述金属元素：在构成该第2层叠结构的各层之间是相 同的，并且构成所述第2层叠结构的一个层中所含的相对于金属元素整体的元素量与构成 与该层相邻的所述第2层叠结构的层中所含的相对于金属元素整体的元素量之差的绝对 值为5原子％以上。
[0026] (9)上述⑴?（6)中任一项所述的被覆工具，其中，构成所述第1层叠结构的一 个层中所含的金属元素与构成与该层相邻的所述第1层叠结构的层中所含的金属元素有1 种以上不同。
[0027] (10)上述⑴?（6)及（9)中任一项所述的被覆工具，其中，构成所述第2层叠结 构的一个层中所含的金属元素与构成与该层相邻的所述第2层叠结构的层中所含的金属 元素有1种以上不同。
[0028] (11)上述⑴?（10)中任一项所述的被覆工具，其中，所述被覆层整体的总层厚 以平均层厚计为〇. 22?12 μ m。
[0029] (12)上述⑴?（11)中任一项所述的被覆工具，其中，所述第1层叠结构的平均 厚度为〇· 2?6 μ m。
[0030] (13)上述⑴?（12)中任一项所述的被覆工具，其中，所述第2层叠结构的平均 厚度为0.02?6 μπι。
[0031] 发明效果
[0032] 本发明的被覆工具由于耐磨损性及耐缺损性优异，因此发挥与以往相比工具寿命 更长的效果。
【附图说明】
[0033] 图1为本发明的被覆工具的截面组织的示意图之一例。
【具体实施方式】
[0034] 本发明的被覆工具含有基材和形成于基材表面上的被覆层。本发明中的基材只 要是作为被覆工具的基材使用的材料则无特别限定，作为其例子，可举出超硬合金、金属陶 瓷、陶瓷、立方晶氮化硼烧结体、金刚石烧结体、高速度钢等。其中，当基材为超硬合金时，由 于耐磨损性及耐缺损性优异，因此更为优选。
[0035] 本发明的被覆工具中的被覆层整体的总层厚在以平均层厚计小于0. 22 μm时，可 见耐磨损性降低的倾向，当被覆层整体的总层厚以平均层厚计变厚而超过12 μπι时，可见 耐缺损性降低的倾向，因此被覆层整体的总层厚优选以平均层厚计为〇. 22?12 μ m。其中， 被覆层整体的总层厚更优选以平均层厚计为I. 〇?8. 0 μm。
[0036] 接着，如上所述，本发明的被覆工具中的被覆层含有特定的第1层叠结构及第2层 叠结构。构成该第1层叠结构的各层含有选自：
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