[发明专利]硬质包覆层发挥优异的耐崩刀性及耐剥离性的表面包覆切削工具

说明书

本发明的表面包覆切削工具，其形成有包含上部层α、粘结层β及下部层γ至少这三层的硬质包覆层，所述表面包覆切削工具中，上部层α由在低温条件下形成的α‑Al₂O₃层构成，粘结层β中，与所述上部层α的界面接触的最表层至少包含TiCN层，所述TiCN层至少具有0.5μm以上的层厚，且仅在从所述TiCN层与所述上部层α的界面向所述TiCN层的层厚方向的内部最大0.5μm为止的深度含有0.5～3原子％的氧，下部层γ由NaCl型面心立方结构的单相的(Ti_1‑xAl_x)(C_yN_1‑y)构成，该组成式中的Al的平均含有比例X_avg及C的平均含有比例Y_avg满足0.60≤X_avg≤0.95、0≤Y_avg≤0.005，其中，X_avg、Y_avg为原子比。

技术领域

本发明涉及一种例如在伴随铸铁、不锈钢等产生高热且断续性的冲击性高负荷作用于切削刃的高速断续切削加工中，硬质包覆层具备优异的耐崩刀性及耐剥离性，且在长期使用中发挥优异的切削性能的表面包覆切削工具(以下称为包覆工具)。

背景技术

以往，已知有如下包覆工具：通常在由碳化钨(以下由WC表示)基硬质合金、碳氮化钛(以下由TiCN表示)基金属陶瓷或立方晶氮化硼(以下由cBN表示)基超高压烧结体构成的工具基体(以下，将这些统称为工具基体)的表面，通过物理蒸镀法来包覆形成Ti-Al系复合氮化物层而作为硬质包覆层，并且已知它们发挥优异的耐磨损性。

但是，所述以往的包覆形成有Ti-Al系复合氮化物层的包覆工具虽然耐磨损性比较优异，但是当在高速断续切削条件下使用时容易产生崩刀、剥离等异常磨损，因此提出了关于改善硬质包覆层的各种方案。

例如，专利文献1中记载有如下内容：在TiCl₄、AlCl₃、NH₃的混合反应气体中，通过在650～900℃的温度范围内进行化学蒸镀，能够蒸镀形成Al的含有比例x的值为0.65～0.95的(Ti_1-xAl_x)N层，但在该文献中，以在该(Ti_1-xAl_x)N层上进一步包覆Al₂O₃层而提高隔热效果为目的，但通过形成将Al的含有比例x的值提高至0.65～0.95的(Ti_1-xAl_x)N层，对切削性能带来什么样的影响并不明确。

并且，例如在专利文献2中提出有如下方案：将TiCN层、Al₂O₃层作为内层，在其上通过化学蒸镀法将立方晶结构或包含六方晶结构的立方晶结构的(Ti_1-xAl_x)N层(其中，以原子比，x为0.65～0.90)作为外层而包覆，并且通过对该外层施加100～1100MPa的压缩应力来改善包覆工具的耐热性及疲劳强度。