被覆切削工具的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种被覆切削工具。
【背景技术】
[0002] 在钢、铸铁、不诱钢、耐热合金等的切削加工中，广泛使用在硬质合金、金属陶瓷、 cBN烧结体等基材的表面形成有TiN层和TiAlN层等的被覆切削工具。
[0003] 作为被覆切削工具的现有技术，具有表面被覆硬质构件，其特征在于：具有覆盖 膜，该覆盖膜是采用物理蒸锻法，在由WC基硬质合金、金属陶瓷、陶瓷、高速钢等构成的母 材的表面，将由选自IVa、Va、Via族金属元素W及A1、Si之中的2种W上的元素构成的合 金的氮化物、氧化物、碳化物、碳氮化物或者棚化物W50nmW下的粒径构成的（例如参照专 利文献1)。
[0004] 另外，还具有一种硬质膜被覆工具，其特征在于：其是在基体表面，被覆WTi和 A1为主的复合氮化物、复合碳化物、复合碳氮化物之中的任一种的单层硬质膜或者由两种 W上构成的多层硬质膜的硬质膜被覆工具，其中，将所述硬质膜晶粒在横向的结晶粒径化） 的平均值设定在0. 1~0. 4ym的范围，且将所述硬质膜的结晶粒径的纵/横比a/b的平均 值设定在1. 5~7的范围（例如参照专利文献2)。
[0005] 现有技术文献 [000引专利文献
[0007] 专利文献1:日本专利第3341328号公报
[0008] 专利文献2:日本专利第3526392号公报
【发明内容】
[0009] 发明所要解决的课题
[0010] 近年来，机床的高性能化异常显著，与之相伴随，已经能够在高速切削、高进给量 加工等苛刻的切削条件下进行切削加工。如果在运样的切削条件下使用W前的被覆切削工 具，则存在耐磨性降低的问题。本发明的目的在于：提供一种与W前相比耐磨性优良、且工 具寿命长的被覆切削工具。
[0011] 用于解决课题的手段
[0012] 本发明人就提高被覆层的耐磨性反复进行了研究，获得了如下的见解：如果使被 覆层的组成最优化，而且使其粒径成为粗粒，则耐磨性得W提高，从而可W实现被覆切削工 具的长寿命化；W至完成了本发明。
[0013] 也就是说，本发明的要旨如下所述。
[0014] (1) 一种被覆切削工具，其包括基材、和在基材的表面形成的被覆层；被覆层的至 少1层为粗粒层，该粗粒层在与被覆层和基材的界面平行的方向测定时，其平均粒径Lx超 过200皿，其组成可表示为（AlaTibMjX[其中，M表示选自Zr、册、V、佩、Ta、Cr、Mo、W、Y、B W及Si之中的至少1种元素，X表示选自C、NW及0之中的至少1种元素，a表示A1元素 相对于A1元素和Ti元素和M元素的合计的原子比，b表示Ti元素相对于A1元素和Ti元 素和M元素的合计的原子比，C表示M元素相对于A1元素和Ti元素和M元素的合计的原 子比，a、b、c满足 0. 30《a《0. 65、0. 35《b《0. 70、0《C《0. 20、a+b+c= 1];粗粒层 的平均层厚为0.2~10ym。
[001引 0)根据上述（1)所述的被覆切削工具，其中，曰、b、C满足0.30《a《0.50、 0. 50《b《0. 70、0《C《0. 20、a+b+c= 1。
[001引 做根据上述（1)或似所述的被覆切削工具，其中，粗粒层的X表示N。
[0017] (4)根据上述（1)~（3)中的任一项所述的被覆切削工具，其中，在与被覆层和基 材的界面平行的方向测定时，其粗粒层的平均粒径Lx超过400nm且在lOOOnmW下。
[0018] (5)根据上述（1)~（4)中的任一项所述的被覆切削工具，其中，在与被覆层和基 材的界面垂直的方向测定时的粗粒层的平均粒径Ly相对于在与被覆层和基材的界面平行 的方向测定时的粗粒层的平均粒径Lx之粒径比化y/Lx)为0. 7W上且低于1. 5。
[0019] (6)根据上述（1)~（5)中的任一项所述的被覆切削工具，其中，粗粒层为立方晶。
[0020] (7)根据上述（6)所述的被覆切削工具，其中，粗粒层的（200)面的X射线衍射峰 的半峰宽为0.6度W下。
[0021] (8)根据上述（1)~（7)中的任一项所述的被覆切削工具，其中，被覆层包括在基 材的表面形成的下层、和在下层的表面形成的粗粒层；下层为单层或者多层，该单层或者多 层由选自下述金属和化合物之中的至少1种构成，
[0022] 金属：由选自Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Y、AlW及Si之中的金属元素的至 少1种构成；
[0023] 化合物：由运些金属元素的至少1种、和选自碳、氮、氧W及棚之中的非金属元素 的至少1种构成。
[0024] (9)根据上述（1)~（8)中的任一项所述的被覆切削工具，其中，粗粒层为最上层。 [00巧](10) -种被覆切削工具，其包括基材、和在基材的表面形成的被覆层；被覆层的 至少1层为粗粒层，该粗粒层在与被覆层和基材的界面平行的方向测定时，其平均粒径Lx 超过200nm，其组成可表示为（AldCreLf)Z[其中，L表示选自Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Mo、W、Y、 B化及Si之中的至少1种元素，Z表示选自C、N化及0之中的至少1种元素，d表示A1元 素相对于A1元素和化元素和L元素的合计的原子比，e表示化元素相对于A1元素和化 元素和L元素的合计的原子比，f表示L元素相对于A1元素和化元素和L元素的合计的 原子比，d、e、f满足 0. 25《d《0. 70、0. 30《e《0. 75、0《f《0. 20、d+e+f= 1];粗粒 层的平均层厚为0. 2~10ym。
[002引（11)根据上述（10)所述的被覆切削工具，其中，te、f满足0.40《d《0.70、 0. 30《e《0. 50、0《f《0. 20、d>e、d+e+f= 1。
[0027](。）根据上述（10)或（11)所述的被覆切削工具，其中，粗粒层的Z表示N。
[002引（蝴根据上述（10)~（。）中的任一项所述的被覆切削工具，其中，在与被覆层和 基材的界面平行的方向测定时，其粗粒层的平均粒径Lx超过400nm且在lOOOnmW下。
[002引（14)根据上述（10)~（蝴中的任一项所述的被覆切削工具，其中，在与被覆层和 基材的界面垂直的方向测定时的粗粒层的平均粒径Ly相对于在与被覆层和基材的界面平 行的方向测定时的粗粒层的平均粒径Lx之粒径比化y/Lx)为0. 7W上且低于1. 5。
[0030] (巧）根据上述（10)~（14)中的任一项所述的被覆切削工具，其中，粗粒层为立方 曰 曰曰〇
[0031] (16)根据上述（15)所述的被覆切削工具，其中，粗粒层的（200)面的X射线衍射 峰的半峰宽为0.6度W下。
[003引 （17)根据上述（10)~（16)中的任一项所述的被覆切削工具，其中，被覆层包括 在基材的表面形成的下层、和在下层的表面形成的粗粒层；下层为单层或者多层，该单层或 者多层由选自下述金属和化合物之中的至少1种构成，金属：由选自Ti、Zr、Hf、V、佩、Ta、 化、Mo、W、Y、A1W及Si之中的金属元素的至少1种构成；化合物：由运些金属元素的至少 1种、和选自碳、氮、氧W及棚之中的非金属元素的至少1种构成。
[003引 （18)根据上述（10)~（17)中的任一项所述的被覆切削工具，其中，粗粒层为最上 层。
[0034] 本发明的被覆切削工具包括基材、和在基材的表面形成的被覆层。本发明的基材 只要能用作被覆切削工具的基材就没有特别的限定，但例如可W列举出硬质合金、金属陶 瓷、陶瓷、立方晶氮化棚烧结体、金刚石烧结体、高速钢等。其中，如果基材为硬质合金，则耐 磨性W及耐缺损性（或者耐崩裂性：chippingresistance)优良，因而是进一步优选的。
[0035] 本发明的被覆层只要能用作被覆切削工具的被覆层就没有特别的限定；但其中， 如果为单层或者多层，且该单层或者多层为选自下述金属和化合物之中的至少1种，金属： 由选自Ti、Zr、册、V、佩、Ta、化、Mo、W、Y、A1W及Si之中的金属元素的至少1种构成；化 合物：由运些金属元素的至少1种、和选自碳、氮、氧W及棚之中的非金属元素的至少1种构 成；由于耐磨性得W提高，因而是进一步优选的。构成本发明被覆层的各层的组成可W使 用附属于扫描电子显微镜（SEM)、场致发射型扫描电子显微镜（FE-SEM)、透射电子显微镜 (TEM)等电子显微镜的能量分散型X射线光谱仪（邸巧和波长分散型X射线光谱仪（WD巧 等进行测定。
[0036] 本发明的整个被覆层的平均层厚优选为0.2~10ym。运是因为在本发明的整 个被覆层的平均层厚低于0. 2ym时，提高耐磨性的效果较少，如