涂層工具的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種改善了氧化鋁層的耐磨損性的涂層工具。切削工具(1)等涂層工具具備基體(5)和設于基體(5)的表面的涂層(6)，在涂層(6)上具有切刃(4)和后刀面(3)，涂層(6)包括至少依次層疊有碳氮化鈦層(8)和α型結晶構造的氧化鋁層(10)的部位，關于以通過X射線衍射分析而分析出的氧化鋁層(10)的峰值為基礎而計算出的取向系數Tc(hkl)，后刀面(3)側的從氧化鋁層(10)的表面側測定出的取向系數Tc1(0 1 14)為1.0以上。
【專利說明】
涂層工具
技術領域
[0001 ]本發明涉及一種在基體的表面上具有涂層的涂層工具
【背景技術】
[0002] -直以來，已知在超硬合金、金屬陶瓷、陶瓷等的基體表面上形成有單個或多個碳 化鈦層、氮化鈦層、碳氮化鈦層、氧化鋁層以及氮化鈦鋁層等的切削工具等涂層工具。
[0003] 伴隨著最近的切削加工的高能率化，上述那樣的切削工具應用于向切刃施加較大 沖擊的重切削、斷續切削等的機會增多，在所述嚴苛的切削條件下，為了抑制因施加于涂層 的較大沖擊導致的崩裂、涂層的剝離，謀求耐缺損性、耐磨損性的提高。
[0004] 作為在上述切削工具中提高耐缺損性的技術，在專利文獻1中公開有如下技術:使 氧化錯層的粒徑和層厚恰當化，并且使(012)面中的組織化系數(Texture Coefficient:取 向系數)為1.3以上，由此能夠形成致密且耐缺損性高的氧化鋁層。另外，在專利文獻2中公 開有如下技術:通過將氧化鋁層的（012)面中的組織化系數設為2.5以上，氧化鋁層中的殘 留應力容易釋放，從而能夠提尚氧化錯層的耐缺損性。
[0005] 此外，在專利文獻3中，作為在上述切削工具中提高耐磨損性的技術而公開有如下 技術:位于中間層的正上方的氧化鋁層形成為通過層疊顯示不同的X射線衍射圖案的雙層 以上的單位層而成，由此能夠提高被膜的強度以及韌性。
[0006] 另外，在專利文獻4中公開有如下的切削工具:將氧化鋁層的（006)面取向系數提 高為1.8以上，并且將（104)面與（110)面的峰值強度比1(104)/1( 110)控制在規定的范圍 內。
[0007] 此外，在專利文獻5中公開有如下的切削工具:將氧化鋁層的（104)面與(012)面的 峰值強度比1(104)/1(012)設為，與氧化鋁層的下側的第一面相比，第二面的峰值強度比更 大。
[0008] 在先技術文獻
[0009] 專利文獻
[0010] 專利文獻1:日本特許平6-316758號公報 [0011] 專利文獻2:日本特開2003-025114號公報 [0012] 專利文獻3:日本特開平10-204639號公報 [0013] 專利文獻4:日本特開2013-132717號公報
[0014] 專利文獻5:日本特開2009-202264號公報 [0015]發明要解決的課題
[0016]在上述專利文獻1~5所記載的涂層工具中，涂層的耐磨損性以及耐缺損性不充 分。尤其是在氧化鋁層上產生微小崩裂，以此為誘因，使磨損容易進行，因而謀求氧化鋁層 的進一步改善。
【發明內容】
[0017] 用于解決課題的手段
[0018] 本實施方式的涂層工具具備基體和在該基體的表面上設置的涂層，
[0019] 在所述涂層上具有切刃和后刀面，
[0020] 所述涂層包括至少依次層疊有碳氮化鈦層和α型結晶構造的氧化鋁層的部位，
[0021] 在以通過X射線衍射分析而分析出的所述氧化鋁層的峰值為基礎，將由下述式表 示的值設為取向系數Tc(hkl)時，
[0022] 后刀面側的從所述氧化鋁層的表面側測定的取向系數Tcl(0 1 14)為1.0以上，
[0023] 取向系數1'。(1^1) = {1(1^1)/1()(1^1)}/〔（1/8)乂2{1(冊〇/1()(!1此）}〕
[0024] 在此，（HKL)為（012)、（104)、（110)、（113)、（024)、（116)、（124)、（0 114)的結晶 面，
[0025] I(HKL)以及I(hkl)為在所述氧化鋁層的X射線衍射分析中檢測出的歸屬于各結晶 面的峰值的峰值強度，
[0026] 1〇(冊〇以及1〇(1^1)為兀?05卡片如.43-1484所記載的各結晶面的標準衍射強度。 [0027]發明效果
[0028] 根據本實施方式，成為如下所述的可長期使用的涂層工具:通過將后刀面中的從 氧化鋁層的表面側測定的峰值的取向系數Tcl(0 1 14)提高為1.0以上，能夠抑制氧化鋁層 的崩裂而提高耐磨損性。
【附圖說明】
[0029] 圖1是本實施方式所涉及的涂層工具的一實施例即切削工具的簡要立體圖。
[0030] 圖2是圖1的切削工具的簡要剖視圖。
【具體實施方式】
[0031] 如圖1所示，示出本實施方式的涂層工具的一實施方式的切削工具（以下，僅省略 為工具）1中，工具1的一方的主面成為前刀面2,側面成為后刀面3,前刀面2與后刀面3所成 的交叉棱線部成為切刃4。
[0032] 另外，如圖2所示，工具1具備基體5和在該基體5的表面上設置的涂層6。涂層6由從 基體5側起依次層疊的下層7、碳氮化鈦層8、中間層9、氧化鋁層10、表層11構成。需要說明的 是，氧化鋁層10由α型結晶構造構成。
[0033] 在本實施方式中，通過X射線衍射分析，在氧化鋁層10的峰值中，將由下述式表示 的值定義為取向系數Tc(hkl)。
[0034] 取向系數1'。(1^1) = {1(1^1)/1()(1^1)}/〔（1/8)乂2{1(冊〇/1()(!1此）}〕
[0035] 在此，（HKL)為（012)、（104)、（110)、（113)、（024)、（116)、（124)、（0 114)的結晶 面；
[0036] I(HKL)以及I(hkl)是在氧化鋁層10的X射線衍射分析中檢測出的歸屬于各結晶面 的峰值的峰值強度；
[0037] 1〇(冊〇以及1〇(1^1)是兀?05卡片如.43-1484所記載的各結晶面的標準衍射強度；
[0038]而且，將后刀面3側的從氧化鋁層10的表面側測定的表面側峰值的取向系數定義 為Tcl，將在后刀面3側研磨氧化鋁層10的一部分、通過在僅殘留氧化鋁層10的基體側部分 的狀態下的測定而檢測出的基體側峰值中的取向系數定義為Tc2,將前刀面2側的從氧化鋁 層10的表面側測定的表面側峰值的取向系數定義為Tc3。
[0039] 根據本實施方式，取向系數Tcl(0 1 14)為1.0以上。由此，氧化鋁層10的耐磨損性 提高。其結果是，成為可長期使用的工具1。在此，當取向系數Tcl(0 1 14)變高、即(0 1 14) 面的峰值強度1(0 1 14)的比率變高時，相對于從氧化鋁層10的表面側向成膜方向（與表面 垂直的方向）施加的沖擊，構成氧化鋁層10的氧化鋁結晶容易撓曲，應對破壞的屈服強度變 高。因此，在氧化鋁層10的表面側，通過提高取向系數Tcl(0 1 14)，能夠抑制在氧化鋁層10 的表面上產生的微小崩裂，從而能夠抑制以微小崩裂為起因的磨損的惡化。Tcl(0 1 14)特 別優選的范圍是1.3~10,進一步優選的范圍是1.5~5,最為優選的范圍是2.0~3.5。
[0040] 在此，根據本實施方式，當比較Tcl(0 1 14)和Tc2(0 1 14)時，Tcl(0 1 14)比Tc2 (0 1 14)大。即，Tc2(0 1 14)比Tcl(0 1 14)小。當取向系數Tc2(0 1 14)變高時，朝向與氧 化鋁層10的表面平行的方向的熱膨脹率、以及朝向與氧化鋁層10的下層的中間層9、碳氮化 鈦層8的表面平行的方向的熱膨脹率之差變大，氧化鋁層10處于相對于中間層9、碳氮化鈦 層8容易剝離的趨勢。
[0041] 對此，通過將氧化鋁層10的Tc2(0 1 14)設定得較小，由此能夠抑制氧化鋁層10的 剝離。Tc2(0 1 14)優選的范圍是0.3~1.5。
[0042] 另外，對氧化鋁層10的Tc2(0 1 14)和Tcl(0 1 14)的測定方法進行說明。氧化鋁 層10的X射線衍射分析通過使用通常的利用CuKa線的X射線衍射分析的裝置來測定。在根據 X射線衍射記錄表來求出氧化鋁層10的各結晶面的峰值強度時，確認JCPDS卡片的No. 43-1484所記載的各結晶面的衍射角，并鑒定檢測出的峰值的結晶面，從而測定其峰值強度。 [0043]在此，通過X射線衍射分析而檢測的峰值的鑒定使用JCPDS卡片來進行，有時因存 在于涂層6的殘留應力等而使峰值的位置偏離。因此，在研磨了氧化鋁層10的狀態下進行X 射線衍射分析，并比較在研磨前后檢測的峰值，由此來確認檢測出的峰值是否為氧化鋁層 10的峰值。根據其差異能夠確認氧化鋁層10的峰值。
[0044] 對后刀面3側的從氧化鋁層10的表面側測定的表面側峰值進行測定，由此測定Tel (hkl)。具體來說，從氧化鋁層10的表面側起，包括氧化鋁層10的基體5側在內而測定氧化鋁 層10的峰值強度。更詳細來說，在研磨去除表層11后的狀態或者未研磨表層11的狀態下，對 涂層6進行X射線衍射分析。測定所得到的各峰值的峰值強度而計算取向系數Tcl(hkl)。需 要說明的是，在研磨去除表層11時，也可以去除氧化鋁層10的厚度的20%以下的厚度。另 外，即便在以沒有對表層11進行研磨的狀態進行了 X射線衍射分析的情況下，只要能夠測定 氧化鋁的8個峰值即可。需要說明的是，表面側峰值以也包含氧化鋁層10的基體5側的取向 狀態的方式被檢測，但氧化鋁層10的靠近X射線衍射分析的測定面的位置的組織狀態因峰 值而受到較大的影響，因此基體5側的取向狀態對表面側峰值造成的影響小。對于Tc3 (hkl)，也基于前刀面2側的氧化鋁層10的表面側峰值而同樣進行測定。
[0045] 在研磨后刀面3側的氧化鋁層10的一部分而僅殘留氧化鋁層10的基體側部分的狀 態下測定峰值強度，由此來測定Tc2(hkl)。具體來說，首先，將涂層6的氧化鋁層10研磨至相 對于氧化鋁層10的研磨前的厚度為10~40 %的厚度。研磨通過使用金剛石磨粒的刷洗加 工、基于彈性砂輪的加工、或者噴砂加工等來進行。之后，以與氧化鋁層10的表面側部分中 的測定同等的條件對氧化鋁層10的研磨后的部分進行X射線衍射分析，測定氧化鋁層10的 峰值并計算取向系數Tc2(hkl)。
[0046] 需要說明的是，取向系數Tc是通過相對于由JCPDS卡片規定的無取向的標準數據 的比率求出的，因此是表示各結晶面的取向程度的指標。另外，Tc(hkl)的"(hkl)"表示計算 取向系數的結晶面。
[0047] 另外，根據本實施方式，在后刀面3側的從氧化鋁層10的表面側測定的表面側峰值 中，1(104)最強，1(116)次強。由此，呈現在后刀面3側以微小崩裂為起因的側面磨損得以抑 制的趨勢。K〇 1 14)為第八位以內的峰值強度，尤其優選為第三位~第六位的峰值強度。
[0048] 此外，根據本實施方式，后刀面3側的氧化鋁層的表面側峰值中的Tcl(104)比后刀 面3側的氧化鋁層的基體側峰值中的Tc3(104)大。由此，具有能夠抑制后刀面3中的側面磨 損且提高切削工具1的耐缺損性的效果。
[0049] 需要說明的是，進行試驗的結果是，在僅使Tcl(104)比Tc3(104)大的情況下，氧化 鋁層10的耐崩裂性的提高不充分，通過使Tcl(0 1 14)為1.0以上，氧化鋁層10的耐前面磨 損大幅度提尚。
[0050] 在本實施方式中，取向系數Tc3(104)比Tcl(104)小。由此，能夠抑制前刀面2中的 前面磨損，并且能夠抑制后刀面3中的耐崩裂性。
[0051] 碳氮化鈦層8由從基體側依次存在所謂的MT(Moderate Temperature)-碳氮化鈦 層8a和HT-碳氮化鈦層8b的層疊體構成。MT-碳氮化鈦層8a由將乙腈(CH3CN)氣體作為原料 包含且成膜溫度為780~900 °C以比較低的溫度成膜的柱狀結晶構成。HT( High Temperature)-碳氮化鈦層8b由成膜溫度為950~1100 °C以高溫成膜的粒狀結晶構成。根據 本實施方式，在HT-碳氮化鈦層8b的表面上形成有朝向氧化鋁層10而前端變細的剖視呈三 角形形狀的突起，由此，氧化鋁層10的緊貼力提高，能夠抑制涂層6的剝離、崩裂。
[0052]另外，根據本實施方式，中間層9設于HT-碳氮化鈦層8b的表面。中間層9含有鈦和 氧，例如由TiAlCN0、TiCN0等構成，圖2中，中間層9由層疊有上述結構的下部中間層9a和上 部中間層9b構成。由此，構成氧化鋁層10的氧化鋁粒子成為α型結晶構造。由α型結晶構造構 成的氧化鋁層10的硬度高，從而能夠提高涂層6的耐磨損性。中間層9通過構成為由TiAICNO 構成的下部中間層9a和由TiCNO構成的上部中間層9b的層疊構造，具有提高切削工具1的耐 缺損性的效果。需要說明的是，碳氮化鈦層8以6.0~13.Ομπι的厚度設置，并且中間層9以 0.05~0.5μπι的厚度設置。
[0053] 此外，下層7以及表層11由氮化鈦構成。需要說明的是，在其他實施方式中，也可以 不具備下層7以及表層11中的至少一方。另外，下層7以〇. 1~1 .Own的厚度設置，表層11以 0.1~3. Ομπι的厚度設置。
[0054] 需要說明的是，各層的厚度以及構成各層的結晶的性狀通過觀察工具1的剖面中 的電子顯微鏡照片（掃描式電子顯微鏡（SEM)照片或者透過電子顯微鏡(ΤΕΜ)照片）而能夠 測定。另外，在本實施方式中，構成涂層6的各層的結晶的結晶形態為柱狀是指，所述平均結 晶寬度相對于各結晶的涂層6的厚度方向的長度之比平均為0.3以下的狀態。另一方面，將 所述平均結晶寬度相對于該各結晶的涂層的厚度方向的長度之比平均超過0.3的情況定義 為，結晶形態為粒狀。
[0055] 另一方面，作為工具1的基體5,舉出使硬質相與由鈷(Co)、鎳(Ni)等鐵屬金屬構成 的結合相結合而成的超硬合金、Ti基金屬陶瓷、或者Si 3N4、Al203、金剛石、立方晶氮化硼 (cBN)等陶瓷，該硬質相由碳化鎢(WC)和根據需求從周期表第4、5、6族金屬的碳化物、氮化 物、碳氮化合物的組中選出的至少1種構成。其中，在作為工具1那樣的切削工具而使用的情 況下，基體5由超硬合金或者金屬陶瓷構成，因而在耐缺損性以及耐磨損性的方面是優選 的。另外，根據用途，基體5也可以由碳鋼、高速鋼、合金鋼等金屬構成。
[0056]此外，上述切削工具使在前刀面2與后刀面3的交叉部形成的切刃4接觸被切削物 而進行切削加工，且能夠發揮上述的優異效果。另外，本實施方式的涂層工具除應用于切削 工具以外，還能夠應用于挖掘工具、刀具等各種用途，在該情況下也具有優異的機械的可靠 性。
[0057]接下來，參考工具1的制造方法的一例，對本發明所涉及的涂層工具的制造方法進 行說明。
[0058] 首先，向通過燒制而能夠形成成為基體5的硬質合金的金屬碳化物、氮化物、碳氮 化物、氧化物等無機物粉末適當地添加、混合金屬粉末、碳粉末等，在通過沖壓成形、饒注成 形、擠出成形、冷乳靜水壓沖壓成形等已知的成形方法而成形為規定的工具形狀之后，在真 空中或者非氧化性環境中進行燒制，由此制作上述的由硬質合金構成的基體5。然后，根據 需求對上述基體5的表面實施研磨加工、切刃部的?行磨加工。
[0059] 接下來，利用化學氣相蒸鍍(CVD)法基材5的表面上成膜涂層。
[0060] 首先，作為反應氣體組成，對由四氯化鈦(TiC14)氣體為0.5~10體積％、氮氣(Ν2) 為10~60體積％、剩余為氫氣(Η 2)構成的混合氣體進行調整并將該混合氣體導入腔室內， 將成膜溫度設為800~940°C并在8~50kPa下，對下層7即TiN層進行成膜。
[0061 ]之后，作為反應氣體組成，以體積％計，對由四氯化鈦(TiCU)氣體為0.5~10體 積％、氮氣(N2)為5~60體積％、乙腈(CH3CN)氣體為0.1~3.0體積％、剩余為氫氣(H 2)構成 的混合氣體進行調整并將該混合氣體導入室內，將成膜溫度設為780~880°C且在5~25kPa 下，對MT-碳氮化鈦層進行成膜。此時，與成膜初期相比，在成膜后期增加乙腈(CH3CN)氣體 的含有比率，由此能夠將構成碳氮化鈦層的碳氮化鈦柱狀結晶的平均結晶寬度在表面側形 成得比基體側大。
[0062]接下來，對構成碳氮化鈦層8的上側部分的HT-碳氮化鈦層進行成膜。根據本實施 方式，HT-碳氮化鈦層的具體成膜條件為，對由四氯化鈦(TiCl4)氣體為1~4體積％、氮氣 (N2)為5~20體積％、甲燒(CH 4)氣體為0.1~10體積％、剩余為氫氣(H2)構成的混合氣體進 行調整并將該混合氣體導入腔室內，將成膜溫度設為900~1050°C且在5~40kPa下進行成 膜。
[0063]進而，制作中間層9。本實施方式中的具體成膜條件為，作為第一階段，對由四氯化 鈦(TiCl4)氣體為3~30體積％、甲烷(CH4)氣體為3~15體積％、氮氣(N2)為5~10體積％、一 氧化碳(C0)氣體為0.5~1體積％、三氯化鋁(A1C1 3)氣體為0.5~3體積％、剩余為氫氣(H2) 構成的混合氣體進行調整。調整這些混合氣體并將其導入腔室內，將成膜溫度設為900~ 1050°C且在5~40kPa下進行成膜。根據該工序，在碳氮化鈦層8的表面成膜具有凹凸的中間 層9。
[0064]接著，作為中間層9的第二階段，對由四氯化鈦(TiC14)氣體為3~15體積％、甲烷 (CH4)氣體為3~10體積％、氮氣(N2)為10~25體積％、一氧化碳(C0)氣體為1~5體積％、剩 余為氫氣(?)構成的混合氣體進行調整。調整這些混合氣體并將其導入腔室內，將成膜溫 度設為900~1050°C且在5~40kPa下進行成膜。需要說明的是，本工序也可以將上述氮氣 (N2)變更為氬氣(Ar)。根據該工序，中間層9的表面的凹凸變得微小，從而能夠調整接下來 成膜的氧化鋁層1 〇中的氧化鋁結晶的成長狀態。
[0065]然后，對氧化鋁層10進行成膜。首先，形成氧化鋁結晶的核。使用由三氯化鋁 (A1C13)氣體為5~10體積％、氯化氫(HC1)氣體為0.1~1.0體積％、二氧化碳(C〇2)氣體為 0.1~5.0體積％、剩余為氫氣(H 2)構成的混合氣體，設為950~1100°C且5~10kPa。通過該 第一階段的成膜，改變所成膜的氧化鋁結晶的成長狀態，并控制氧化鋁層10的Tc(0 1 14)。
[0066] 接下來，使用由三氯化鋁(A1C13)氣體為0.5~5.0體積％、氯化氫(HC1)氣體為1.5 ~5.0體積％、二氧化碳(C〇2)氣體為0.5~5.0體積％、硫化氫(H2S)氣體為0~1.0體積％、剩 余為氫氣(H 2)構成的混合氣體，變為950~1100 °C且5~20kPa進行成膜。通過該第二階段的 成膜工序，調整在氧化鋁層10的基體側成膜的氧化鋁結晶的成長狀態，并控制基體側Tc(0 1 14)〇
[0067] 接著，使用由三氯化鋁(A1C13)氣體為5~15體積％、氯化氫(HC1)氣體為0.5~2.5 體積％、二氧化碳(C0 2)氣體為0.5~5.0體積％、硫化氫(H2S)氣體為0.0~1.0體積％、剩余 為氫氣(H 2)構成的混合氣體，變更為950~1100 °C且5~20kPa而對氧化鋁層10進行成膜。通 過該第三階段的成膜工序，調整在氧化鋁層10的表面側成膜的氧化鋁結晶的成長狀態，并 控制表面側Tc(0 1 14)。
[0068] 然后，根據需求對表層(TiN層）11進行成膜。具體的成膜條件為，作為反應氣體組 成，對由四氯化鈦(TiCU)氣體為0.1~10體積％、氮氣(N 2)為10~60體積％、剩余為氫氣 (H2)構成的混合氣體進行調整并將該混合氣體導入腔室內，將成膜溫度設為960~1100°C 且在10~85kPa下進行成膜。
[0069] 之后，根據需求，對成膜后的涂層6的表面的至少切刃部進行研磨加工。通過該研 磨加工，切刃部被加工得平滑，成為抑制被削材料的熔敷且耐缺損性優異的工具。
[0070] 實施例
[0071]首先，按照平均粒徑1.2μπι的金屬鈷粉末為6質量％、平均粒徑2 . Ομπι的碳化鈦粉末 為0.5質量％、平均粒徑2.Ομπι的碳化鈮粉末為5質量％、剩余部分為平均粒徑1.5μπι的碳化 鎢粉末的比例進行添加、混合，通過沖壓成形而成形為工具形狀(CNMG120408)。之后，實施 脫粘合劑處理，在1500°C、0.0IPa的真空中，燒制1小時而制作由超硬合金構成的基體。之 后，對制作出的基體進行洗刷加工，對成為切刃的部分實施倒角珩磨。
[0072] 接下來，利用化學氣相蒸鍍(CVD)法，以表1的成膜條件對上述超硬合金的基體成 膜涂層，從而制作出切削工具。在表1、2中，各化合物由化學符號表示。
[0073] 關于上述試料，首先，在前刀面中，不對涂層進行研磨地進行基于CuKa線的X射線 衍射分析，并計算JCPDS卡片的（0 1 14)面、（104)面、（116)面的各結晶面的取向系數Tc3 (hkl)。接下來，在后刀面的平坦面中，不對涂層進行研磨地進行基于CuKa線的X射線衍射分 析，鑒定從氧化鋁層的表面側測定的表面側峰值(表中，記載為表面側或者表面側峰值），并 測定各峰值的峰值強度。另外，關于表面側峰值，確認強度最高的峰值和強度次高的峰值， 并且計算JCPDS卡片的（0 1 14)面、（104)面、（116)面的各結晶面的取向系數Tcl(hkl)。另 外，在后刀面中，研磨至氧化鋁層的厚度的10~40%的厚度，同樣通過X射線衍射分析，鑒定 在研磨氧化鋁層的一部分而僅殘留基體側部分的狀態下測定的基體側峰值(表中，記載為 基體側），并測定各峰值的峰值強度。使用所獲得的各峰值的峰值強度，計算出（ο 1 14)面、 (104)面、（116)面的各結晶面的取向系數Tc2(hkl)。需要說明的是，上述X射線衍射測定針 對任意三個試料進行測定，并以其平均值進行評價。另外，利用掃描式電子顯微鏡(SEM)來 觀察上述工具的剖斷面，并測定各層的厚度。結果由表2~4示出。
[0074]接下來，使用所獲得的切削工具，在下述的條件下，進行連續切削試驗以及斷續切 削試驗，從而評價耐磨損性以及耐缺損性。結果由表4示出。
[0075](連續切削條件）
[0076] 被削材料:絡鉬鋼材(SCM435)
[0077]工具形狀：CNMG120408 [0078] 切削速度:300m/分鐘
[0079] 進給速度:0.3mm/rev
[0080] 進刀量：1.5mm
[0081] 切削時間：25分鐘 [0082]其它:使用水溶性切削液
[0083]評價項目：利用掃描式電子顯微鏡來觀察刀尖珩磨部分，在實際磨損的部分處，測 定后刀面中的側面磨損寬度和前刀面中的前面磨損寬度。
[0084](斷續切削條件）
[0085]被削材料:鉻鉬鋼具有4條槽的鋼材(SCM440)
[0086]工具形狀：CNMG120408 [0087] 切削速度：300m/分鐘
[0088] 進給速度：0.3mm/rev
[0089] 進刀量：1.5mm
[0090] 其它:使用水溶性切削液
[0091] 評價項目：測定達到缺損的沖擊次數。
[0092] [表1]
[0094] *TiCNl(MT):
[0095] 混合氣體中的CH3CN的混合量從0.1體積％向0.4體積％連續變化。
[0096] *Al2〇3-3，Al2〇3-8:
[0097] 混合氣體中的各氣體(A1C13、C02、H2S)的添加量從X向y連續變化。
[0098] [表 2]
[0100]注1)0表記表示層的厚度(單位μπι)。
[0105] 根據表1~4的結果，后刀面中的氧化鋁層的表面側峰值的Tcl(0 1 14)不足1.0的 試料No.8~10均快速進行磨損，并且氧化鋁層因沖擊而容易剝離。
[0106] 另一方面，在Tcl(0 1 14)為1.0以上的試料No.1~7中，氧化鋁層的微小崩裂得以 抑制，并且也幾乎不產生剝離。尤其是在氧化鋁層的表面側峰值中，關于由（104)面以及 (116)面為最高和次高的峰值構成的試料No. 1~4、6，與試料No. 5、7相比，前面磨損寬度更 小，耐磨損性尤為優異。另外，對于基體側的取向系數Tc2(0 1 14)比表面側的取向系數Tel (0 1 14)小的試料No.1~6,尤其是前面磨損變小。此外，對于前刀面中的表面側峰值的取 向系數Tc3(104)比后刀面中的表面側峰值的取向系數Tcl(104)小的試料No.l~6,尤其是 到缺損為止的沖擊次數變多。
[0107] 附圖標記說明：
[0108] 1…切削工具
[0109] 2···前刀面
[0110] 3···后刀面
[0111] 4···切刃
[0112] 5···基體
[0113] 6···涂層
[0114] 7…下層
[0115] 8…碳氮化鈦層
[0116] 8a."MT_碳氮化鈦層
[0117] 8b…HT-碳氮化鈦層
[0118] 9···中間層
[0119] 9a…下部中間層
[0120] %…上部中間層
[0121] 10…氧化鋁層
[0122] 11…表層
【主權項】
1. 一種涂層工具，其中， 所述涂層工具具備基體以及在該基體的表面上設置的涂層， 在所述涂層上具有切刃和后刀面， 所述涂層包括至少依次層疊有碳氮化鈦層和α型結晶構造的氧化鋁層的部位， 在基于通過X射線衍射分析而分析出的所述氧化鋁層的峰值，將由下述式表示的值設 為取向系數Tc(hkl)時， 后刀面側的從所述氧化鋁層的表面側測定的取向系數Tcl(0 1 14)為1.0以上， 取向系數!'。(1^1) = {1(1^1)/1。(1^1)}/〔（1/8)\2{1(!1此)/1。(!《〇}〕 在此，（HKL)為(012)、（104)、（110)、（113)、（024)、（116)、（124)、（0 1 14)的結晶面， I(HKL)以及I(hkl)為在所述氧化鋁層的X射線衍射分析中檢測出的歸屬于各結晶面的 峰值的峰值強度， 1〇(冊〇以及1〇(1^1)為凡?05卡片如.43-1484所記載的各結晶面的標準衍射強度。2. 根據權利要求1所述的涂層工具，其中， 研磨所述后刀面側的所述氧化鋁層的一部分，通過在僅殘留該氧化鋁層的基體側部分 的狀態下的測定而檢測出的取向系數Tc2(0 1 14)比所述Tcl(0 1 14)小。3. 根據權利要求1或2所述的涂層工具，其中， 在所述后刀面側的從所述氧化鋁層的表面側測定的表面側峰值中，1(104)最強，I (116)次強。4. 根據權利要求1至3中任一項所述的涂層工具，其中， 在所述涂層上還具有前刀面，該前刀面側的從所述氧化鋁層的表面側測定的取向系數 Tc3(104)比所述后刀面側的從所述氧化鋁層的表面側測定的取向系數Tcl(104)小。
【文檔編號】B23B27/14GK105828991SQ201480068671
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2014年12月17日
【發明人】兒玉芳和, 谷渕榮仁, 李晃
【申請人】京瓷株式會社