[发明专利]表面包覆切削工具及其制造方法

权利要求书

1.一种表面包覆切削工具，在由碳化钨基硬质合金、碳氮化钛基金属陶瓷或立方晶氮化硼基超高压烧结体中的任意一种构成的工具基体的表面设置有硬质包覆层，所述表面包覆切削工具的特征在于，

(a)所述硬质包覆层至少包含通过化学蒸镀法而成膜的平均层厚为1～20μm的Ti和Al的复合氮化物层或复合碳氮化物层，在由组成式：(Ti_1-xAl_x)(C_yN_1-y)表示所述复合氮化物层或所述复合碳氮化物层的组成的情况下，所述复合氮化物层或所述复合碳氮化物层的Al在Ti和Al的总量中所占的平均含有比例X_avg及所述复合氮化物层或所述复合碳氮化物层的C在C和N的总量中所占的平均含有比例Y_avg分别满足0.60≤X_avg≤0.95，0≤Y_avg≤0.005，其中，X_avg、Y_avg均为原子比，

(b)所述复合氮化物层或所述复合碳氮化物层至少包含具有NaCl型面心立方结构的复合氮化物或复合碳氮化物的相，

(c)并且，关于所述复合氮化物层或所述复合碳氮化物层，使用电子背散射衍射装置，从所述复合氮化物层或所述复合碳氮化物层的纵剖面方向对所述复合氮化物层或所述复合碳氮化物层内的具有NaCl型面心立方结构的各个晶粒的晶体方位进行分析的情况下，测定所述晶粒的晶面即{100}面的法线相对于所述工具基体表面的法线方向所成的倾斜角，将该倾斜角中的在0～45度范围内的倾斜角按0.25度的间距进行分区，通过合计存在于各分区内的度数而得到的倾斜角度数分布中，在0～10度范围内的倾斜角分区存在最高峰值，并且存在于所述0～10度范围内的度数的总计为所述倾斜角度数分布中的所有度数的35％以上，

(d)并且，沿所述工具基体表面的所述法线方向，在所述复合氮化物层或所述复合碳氮化物层中的具有所述NaCl型面心立方结构的晶粒内存在组成式：(Ti_1-xAl_x)(C_yN_1-y)中的Ti和Al的周期性组成变化，周期性变化的x的极大值的平均值与极小值的平均值之差Δx为0.03～0.25，

(e)另外，在所述复合氮化物层或所述复合碳氮化物层中的存在Ti和Al的周期性组成变化的具有NaCl型面心立方结构的晶粒中，该周期性组成变化的沿所述工具基体表面的所述法线方向的周期为3～100nm。

2.根据权利要求1所述的表面包覆切削工具，其特征在于，

在所述复合氮化物层或所述复合碳氮化物层中的存在Ti和Al的周期性组成变化的具有NaCl型面心立方结构的晶粒中，沿该晶粒的由＜001＞表示的等效的晶体方位中的一个方位存在Ti和Al的周期性组成变化，沿该方位的周期为3～100nm，在与该方位正交的面内的Al在Ti和Al的总量中所占的含有比例平均X_O的变化量为0.01以下。

3.根据权利要求1或2所述的表面包覆切削工具，其特征在于，

关于所述复合氮化物层或所述复合碳氮化物层，根据X射线衍射求出的具有NaCl型面心立方结构的晶粒的晶格常数a相对于立方晶TiN的晶格常数a_TiN和立方晶AlN的晶格常数a_AlN满足0.05a_TiN+0.95a_AlN≤a≤0.4a_TiN+0.6a_AlN的关系。

4.根据权利要求1或2所述的表面包覆切削工具，其特征在于，

从所述纵剖面方向观察所述复合氮化物层或所述复合碳氮化物层的情况下具有柱状组织，所述柱状组织中，所述复合氮化物层或所述复合碳氮化物层内的具有NaCl型面心立方结构的晶粒的平均粒子宽度W为0.1～2.0μm、且平均纵横尺寸比A为2～10。

5.根据权利要求1或2所述的表面包覆切削工具，其特征在于，

所述复合氮化物层或所述复合碳氮化物层中，具有NaCl型面心立方结构的Ti和Al的复合氮化物或复合碳氮化物的面积比例为70面积％以上。