CN101410209A - 切削工具及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种切削工具及其制造方法，该切削工具在由超硬材料构成的工具母材上形成涂层，该涂层包括：由AlTiN构成的底层、由TiN构成的中间层以及由Al₂O₃构成的最外层。该切削工具优选在对由超硬材料构成的金属烧结体表面实施软质粒子喷射的表面清洗和表面形状加工处理之后，在该表面形成涂层。另外，该切削工具的后面的涂层总厚度优选为2～80μm，其前面上的涂层总厚度优选为2～40μm。

Description

切削工具及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种切削工具及其制造方法，特别涉及一种适用于高硬度钢材的高速切削的切削工具及其制造方法。

背景技术

在高硬度钢材的高速切削中，有时切削工具的刃面与被切削体的界面温度上升到1000℃附近，会出现使被切削体成分烧结、附着于切削工具上的情况。当发生被切削体成分附着于切削工具上时，会损伤切削工具的刃面，使切削功能明显下降。

作为经受这样严酷条件的热过程的切削工具，以往，采用了以碳化钨等超硬合金、碳氮化钛等金属陶瓷(cermet)作为基材、并将其表面涂敷而成的工具。

例如，在日本专利文献1中提出：“一种硬质被覆层具有优异的耐热冲击性的表面被覆金属陶瓷制的切削工具，其在由碳化钨基超硬合金或碳氮化钛基金属陶瓷构成的工具基体的表面上，形成有由如下(a)～(c)构成的硬质被覆层：(a)下部层，其由将均是经蒸镀形成的Ti的碳化物层、氮化物层、碳氮化物层、碳氧化物层以及碳氮氧化物层当中的1层或2层以上层叠而形成的Ti化合物层构成，并具有3～20μm的平均层厚；(b)上部层，其由加热相变α型氧化铝层构成，并且具有3～15μm的平均层厚，该加热相变α型氧化铝层是对在蒸镀形成的状态下具有κ型或θ型的结晶构造的氧化铝实施加热相变处理而使结晶构造形成为α型结晶构造，组织中加热相变生成裂纹(crack)呈分散分布；(c)表面层，其由在蒸镀形成状态下具有K型结晶构造的蒸镀K型氧化铝层构成，并且具有0.5～2μm的平均层厚”。

另外，在日本专利文献2中提出：“一种硬质被覆层具有优异的耐热冲击性的表面被覆金属陶瓷制的切削工具，其特征在于，其在由碳化钨基超硬合金或碳氮化钛基金属陶瓷构成的工具基体的表面上，形成有由如下(a)的下部层和(b)的上部层构成的硬质被覆层：(a)下部层，其由将经蒸镀形成的Ti的碳化物层、氮化物层、碳氮化物层、碳氧化物层以及碳氮氧化物层当中的1层或2层以上层叠而形成的Ti化合物层构成，并且具有3～20μm的平均层厚；(b)上部层，其由以加热相变α型氧化铝层的下侧层和α型结晶构造的蒸镀α型氧化铝层的上侧层构成的复合双层α型氧化铝层构成；所述下侧层是对在蒸镀形成状态下具有K型结晶构造的氧化铝实施加热相变处理而形成α型结晶构造，其组织中经上述加热相变处理而产生的相变裂纹呈分散分布，并且所述下侧层具有3～15μm的平均层厚；所述上侧层具有0.5～2μm的平均层厚，且通过蒸镀形成”。

在日本专利文献3中提出：“一种硬质被覆层具有优异的耐热冲击性的表面被覆金属陶瓷制的切削工具，其特征在于，其在由碳化钨基超硬合金或碳氮化钛基金属陶瓷构成的工具基体的表面上，形成有由如下(a)的下部层和(b)的上部层构成的硬质被覆层：(a)下部层，其由均是经化学蒸镀形成的Ti的碳化物层、氮化物层、碳氮化物层、碳氧化物层以及碳氮氧化物层当中的1层或2层以上形成的Ti化合物层构成，并且具有3～20μm的总平均层厚；(b)上部层由以加热相变α型氧化铝层的下侧层和蒸镀α型氧化铝层的上侧层构成的复合双层α型氧化铝层构成；所述下侧层通过对在经化学蒸镀形成的状态下具有κ型结晶构造的氧化铝实施加热处理而相变为α型结晶构造，并且其组织中经上述加热处理而产生的相变裂纹呈分散分布，且具有1～15μm的平均层厚；所述上侧层在化学蒸镀形成状态下具有α型的结晶构造，并且具有0.1～2μm的平均层厚。”

在日本专利文献4中提出：“一种在进行高速切削加工中硬质被覆层可发挥优异的耐磨损性的表面被覆金属陶瓷制的切削工具，其特征在于，其在由碳化钨基超硬合金或碳氮化钛系金属陶瓷构成的金属陶瓷基体的表面，通过物理蒸镀形成由如下(a)的上侧层和(b)的下侧层构成的硬质被覆层而制成表面被覆金属陶瓷制的切削工具：(a)上侧层，其是具有0.2～3μm的平均层厚的氧化铝层；(b)下侧层，其是具有0.8～8μm的平均层厚的Al与Ti的复合氮化物层；上述下侧层由如下这样的Al与Ti的复合氮化物层构成，其成分浓度分布结构为：Al最高含有点和Al最低含有点沿着层厚方向隔有规定间隔地交替往复存在，并且从上述Al最高含有点到上述Al最低含有点、从上述Al最低含有点到上述Al最高含有点的Al以及Ti的含有比例分别呈连续变化；进而，上述Al最低含有点满足如下的组成式：(Al_{1- X}Ti_X)N(其中，在原子比中的X表示0.35～0.60)，上述Al最高含有点满足组成式：(Al_1-YTi_Y)N(其中，在原子比中的Y表示0.05～0.30)，并且相邻的上述Al最低含有点与Al最高含有点的间隔为0.01～0.1μm。”

在日本专利文献5中提出：“一种调整了表面粗糙度的金刚石被覆硬质构件，其特征在于，其在基材上覆盖有金刚石和/或金刚石状碳的被膜，将与该被膜相邻接的该基材的平均表面粗糙度(以Ra表示)调整为0.1μm～2.5μm，该被膜的平均表面粗糙度(以Ra表示)调整为1.5μm以下，并且当将该被膜的平均表面粗糙度用Ra(c)来表示、且将该基材的平均表面粗糙度用Ra(s)来表示时，满足Ra(C)≤Ra(S)的关系。”

专利文献1：日本特开2004-188502号公报

专利文献2：日本特开2004-188500号公报

专利文献3：日本特开2004-188575号公报

专利文献4：日本特开2004-351540号公报

专利文献5：日本特开平10-287491号公报

上述专利文献1～3中提出的表面被覆金属陶瓷制的切削工具，通过分别设置具有特定化学组成的涂层，可改善耐切削(chipping)性。然而，这些切削工具虽可提高耐热性，但因受到切削时的冲击等机械方面的主要原因而使膜一发生剥离时，就会导致性能的下降。另外，未对每个部位的涂层的厚度作规定，可能会使耐热效果不充分。

在上述专利文献4中提出的表面被覆金属陶瓷制的切削工具中，在其最外层表面具有氧化铝层，但氧化铝的线热膨胀率较大，存在膜界面的贴紧力在800℃以上的高温区域会明显变差等致命的缺陷。在进行高温切削时、高速切削时膜界面温度升高的情况下，会出现不能保证具有充分的贴紧力、耐磨损性急剧变差、无法保持切削功能等问题。

另一方面，虽然上述专利文献1～4提出的表面被覆金属陶瓷制的切削工具是基于对涂层组成的研究，但是在当中任何一种的文献中都没有关于在形成涂层前对母材实施预处理的记载。另外，在专利文献5中，列举出如下几个优点：通过调整表面粗糙度，可在覆盖其基材表面上的被膜进行成膜时容易且大量地形成金刚石(diamond)的核；可作为致密的膜；膜质优异等。但是，如下所述，根据本发明人的研究判明：高硬度钢材的高速切削等上使用的切削工具的切削寿命不能只通过表面粗糙度的调整来说清楚。

发明内容

本发明人为解决这样的问题进行了锐意研究，开发出了具有无论在物理方面还是在化学方面都耐热冲击性以及剥离强度优异的涂层的切削工具。本发明人还对形成涂层前的工具母材(金属烧结体)实施的预处理进行了锐意研究，开发出了进一步提高切削寿命的切削工具。

本发明目的在于提供一种具有优异的工具寿命的切削工具。

本发明以如下(1)所示的切削工具以及如下(2)所示的切削工具的制造方法为要旨。

(1)一种切削工具，其特征在于，在由超硬材料构成的工具母材上形成涂层，该涂层包括：由AlTiN构成的底层、由TiN构成的中间层以及由Al₂O₃构成的最外层。这样，通过使由高贴紧性的TiN构成的中间层介于由Al₂O₃构成的最外层与由AlTiN构成的底层的界面之间，可强化由Al₂O₃构成的最外层的耐磨损性和贴紧力。

优选的是，在对上述切削工具的工具母材实施软质粒子喷射的表面清洗和表面形状加工处理后，在工具母材形成上涂层。另外，优选切削工具的后面的涂层的总厚度为2～80μm，进一步优选使后面上的底层、中间层以及最外层的厚度分别为0.5～35μm、1.0～40μm以及0.5～5μm。另外，优选前面上的涂层总厚度为2～40μm，进而，优选前面上的底层、中间层以及最外层的厚度分别为1～20μm、1～20μm以及0.01～2μm。

(2)一种切削工具的制造方法，其特征在于，在对由超硬材料构成工具母材实施喷射软质粒子的表面清洗和表面形状加工处理后，通过干式涂敷方法形成涂层。

本发明的切削工具是，使底层中的Al在切削中解离、向外扩散而在涂层的表面附近形成Al₂O₃，以补充最外层。因此，可获得稳定且优异的耐热性和耐磨损性，延长工具寿命。另外，根据本发明的切削工具的制造方法，可提高工具母材(金属烧结体)与涂层的贴紧性，因此，可提供一种工具寿命更长的切削工具。

附图说明

图1是表示本发明的切削工具一例的示意图。

附图标记说明

1、切削工具；2、被切削体；3、后面；4、前面

具体实施方式

图1是表示本发明的切削工具一例的示意图。如图1所示，例如，使本发明的切削工具1相对地向图1的(a)的左方移动，来切削被切削体2的表面。切削工具除了这样的旋削加工工具外，还包含转削加工工具、钻孔加工工具等。另外，在如下说明中，后面是指切削工具中主要与被切削体接触的面，例如图1的(b)所示的旋削加工工具中的面3。另外，前面是指兜住被切削体的切屑的面，例如图1的(b)所示的旋削加工工具中的面4。

1.关于基材和涂层的化学组成

本发明的切削工具是在由超硬材料构成的工具母材上形成如下3层的涂层而构成的。

作为构成工具母材的超硬材料，虽不作特别限定，但可列举以WC-TiC-5％Co等为代表的超硬合金、以TiC-20％TiN-15％WC-10％Mo₂C-5％Ni等为代表的金属陶瓷等。其中，从热传导率的观点以及缓和切削时母材与涂层之间的界面热应力的观点出发，优选使用超硬合金。

涂层由以AlTiN构成的底层、以TiN构成的中间层以及以Al₂O₃构成的最外层构成。

构成底层的AlTiN具有优异的耐热性以及耐磨损性，这些性能可保持稳定直到1000℃，并且与基材之间的贴紧性也很优异。另外，因切削中温度的上升而使底层中的Al发生解离、向外扩散，而与空气中的氧发生反应，在涂层的表层(最外层)上形成由Al₂O₃构成的保护膜。因此，底层由AlTiN构成。另外，底层以AlTiN为主体，也可含有若干的杂质。

因为TiN的氧化温度较低，为700℃，所以构成中间层的TiN本来是适于发热比较少的低速或中速切削的材料。但是，因为TiN是具有优异的贴紧性且对机械性剥离较为有效的物质，因此由其构成中间层。中间层以TiN主体，也可含有若干的杂质。

构成最外层的Al₂O₃的抗机械性剥离的性能较弱，相反具有优异的耐热性和耐磨损性，该性能可保持稳定直到2000℃。因此，最外层由Al₂O₃构成。另外，最外层以Al₂O₃为主体，也可包含若干的杂质。

如上，本发明的切削工具中的涂层，最外层由耐热性和耐磨损性最高的材料构成；中间层由贴紧性最优异的材料构成；底层由贴紧性、耐热性以及耐磨损性的优异性达到某种程度、并且会因切削时的热造成Al发生解离、向外扩散的材料构成。因此，即使最外层和中间层发生剥离，也能马上使自底层解离出的Al在涂层的表层与氧发生反应，以补充最外层的保护膜，因此，可获得稳定、高耐热性和高耐磨损性。

2.关于涂层的厚度

2-1.关于后面的涂层的厚度

本发明的切削工具优选后面的涂层的总厚度为2～80μm。因为后面是在切削时承受最大的负荷、高发热的部位，所以最好使后面的涂层尽量变厚。

特别是后面的涂层优选其总厚度为2μm以上。但是，若后面的涂层的总厚度超过80μm，则容易发生剥离，抗机械冲击性能较弱。另外，会使成膜所需时间变长。因此，后面的涂层的总厚度优选为2～80μm。

优选切削工具的后面上的底层(AlTiN)、中间层(TiN)以及最外层(Al₂O₃)的厚度分别为0.5～35μm、1.0～40μm以及0.5～5μm。

若后面上的底层(AlTiN)的厚度小于0.5μm，可能得不到充分的耐热性。但是，若后面上的底层(AlTiN)厚度超过35μm，则容易发生剥离，只会使成膜所需时间变长。因此，后面上的底层(AlTiN)的厚度优选为0.5～35μm。

若后面上的中间层(TiN)厚度小于1.0μm，则可能使耐热性变得不充分。但是，若后面上的中间层(TiN)的厚度超过40μm，则容易发生剥离，只会使成膜所需时间变长。因此，后面上的中间层(TiN)的厚度优选1.0～40μm。

后面上的最外层(Al₂O₃)的厚度优选0.5μm以上以获得充分的耐热性。但是，若后面上的最外层(Al₂O₃)的厚度超过50μm，则容易发生剥离，只会使成膜所需时间变长。因此，后面上的最外层(Al₂O₃)的厚度优选为0.5～5μm。

2-2.关于前面的涂层的厚度

本发明的切削工具优选前面上的涂层的总厚度为2～40μm。前面在切削时发热少，但因其是与切削后的切屑接触的部位，所以最好使表面粗糙度变小。因此，最好尽量使涂层变薄。

特别是前面上的涂层优选其总厚度为40μm以下。但是，若前面的涂层的总厚度小于2μm，则在切削中会尽快发生磨损，而可能无法获得充分的耐热性。因此，前面的涂层的总厚度优选2～40μm。

优选切削工具的前面上的底层(AlTiN)、中间层(TiN)以及最外层(Al₂O₃)的厚度分别为1～20μm、1～20μm以及0.01～2μm。

若前面上的底层(AlTiN)的厚度小于1μm，则可能无法获得充分的耐热性和贴紧性。但是，若前面上的底层(AlTiN)的厚度超过20μm，则不仅容易发生剥离，而且成膜需要较长的时间。因此，前面上的底层(AlTiN)的厚度优选为1～20μm。

若前面上的中间层(TiN)的厚度小于1μm，则可能无法获得充分耐热性以及贴紧性。但是，若前面上的中间层(TiN)的厚度超过20μm，则不仅容易发生剥离，而且成膜需要较长的时间。因此，前面上的中间层(TiN)的厚度优选为1～20μm。

若前面上的最外层(Al₂O₃)的厚度小于0.01μm，则可能无法获得充分的耐热性和贴紧性。但是，若前面上的最外层(Al₂O₃)的厚度超过2μm，则不仅容易发生剥离，而且成膜需要较长的时间。因此，前面上的最外层(Al₂O₃)的厚度优选0.01～2μm。

3.关于本发明的切削工具的制造方法

3-1.关于工具母材的制造方法

虽然未对工具母材的超硬合金或金属陶瓷的制造方法作特别限定，但是可通过如下的方法制成：例如在将原料的各金属粉末粒化、混合后，使用规定形状的模具对其进行加压成形、冲压，并将所获得的成形体在真空中进行烧制来制成。

3-2.关于涂层的制造方法

虽未对涂层的制造方法作限制，但也可采用例如以溅镀(sputter)法、电弧离子电镀法等为代表的物理蒸镀法(PVD法)，或者以热CVD法和等离子体CVD法为代表的化学蒸镀法(CVD法)。以下，以物理蒸镀法的情况为例进行具体的说明。

即，例如，将构成涂层的金属元素的混合粉末加压成形为规定圆板形状，经真空烧结后，作为靶(target)，通过溅镀法等物理蒸镀法(PVD法)，对靶成分进行电的气相激励。其后，在装置的气相中填充氮气等，在被膜体表面上使氮与气相激励出的靶成分发生化学结合。其结果，在被膜体表面上堆积起规定涂层成分，通过热处理使堆积成分形成化学性的稳定组成，通过这样的方法可在被膜体上形成紧贴的所期望的涂层。

涂层的底层(AlTiN)可通过以下的方法来形成。即，例如，使以Al和Ti的粉末为原料的混合粉末加压成形为规定形状，经真空烧结后，作为靶，将氮气填充入PVD装置内，使氮与放电激励出的金属成分发生反应，由此形成底层(AlTiN)。涂层的中间层(TiN)的形成是，可使用Ti粉末代替上述混合粉末，在用氮气填充入PVD装置内的状态下使Ti和氮发生反应。另外，涂层的最外层(Al₂O₃)的形成是，可使用Al粉末，在用氧气填充入PVD装置内的状态下使Al和氧气发生反应。

在改变后面和前面的厚度时，通过对被膜体的纵向/横向位置进行机械性的控制，或者通过采用非平衡电场使形成于靶/被膜基材的对抗电极间的磁力线变形，从而对被膜体的膜粘附性进行控制调整即可。

3-3.关于软质粒子喷射的表面清洗和表面形状加工处理

在本发明的切削工具的制造方法中，优选在预先对工具母材实施软质粒子喷射的表面清洗以及表面形状加工处理(以下称为气相喷射研磨法)之后，形成涂层。气相喷射研磨法是指，使软质粒子以高速喷射碰撞被研磨材，来对被研磨材的表面进行清洗，并且在亚微米的范围内对表面形状进行镜面加工处理的方法。

通常的研磨(lap)处理是使用平板夹住被研磨材的上下表面一边进行滑动转动一边进行处理。此时，因为使作为研磨材料的具有亚微级粒径的氧化铝或玻璃粉末的水分散液流入滑动界面，所以称为湿式处理。在这样的研磨处理中限定于对平面体进行研磨，因此，从构造来看对，对R部位、倾斜部位等的研磨比较困难。本发明人从这样的观点来考虑，着重研究了也可对R部位、倾斜部位进行研磨的气相喷射研磨法。

因此，经过对采用气相喷射研磨法对工具母材进行研磨处理的研究结果发现，气相喷射研磨除了可将工具母材表面粗糙度调整均匀，提高工具母材与涂层的贴紧性以外，可物理性地去除通过通常的湿式清洗而无法完全去掉的工具母材表面上的杂质。即，根据气相喷射研磨法，不能只以表面粗糙度来说明，它还可提高工具母材与涂层的贴紧性，使工具寿命得到飞跃的提高。

软质粒子是以微米径的磨粒作为芯材、并使用高分子系树脂覆盖该芯材周围而成的粒子状的研磨材。作为磨粒，可使用金刚石、碳化硅、氧化铝当中1种以上的材料。作为该磨粒的粒度，最好采用3000～10000筛号的粒度。作为高分子系树脂，没有作特别限定，但可使用因含有水而具有所期望的弹力性以及粘着性的明胶(gelatin)。使用明胶时，最好使软质粒子的直径为0.1～2mm。在复合液体中，可含有作为防蒸发材料的水溶性油。作为防蒸止剂，可使用例如乙二醇、山梨糖醇等。

实施例1

实施了用于对本发明的涂层的效果进行确认的实验。在该实验中，首先，对作为工具母材原料的各金属粉末进行粒化、混合后，使用规定形状的模具对其进行加压成形、冲压，将所获得的成形体放在真空中烧制1450℃×1.0小时，而制作工具母材。

按如下所示的步骤制造本发明例1的切削工具。即，将工具母材置放于PVD装置内，将Al与Ti的混合烧结体作为靶，填充氮气使放电激励出的各金属与氮进行反应，在工具母材上形成由AlTiN构成的底层。其后，在PVD装置内，使Ti靶在氮气气氛中进行放电激励，形成由TiN构成的中间层，再使Al靶在氧气气氛中进行放电激励，从而形成由Al₂O₃构成的最外层。

另外，此时，通过非平衡电场使形成于靶/被膜基材的对抗电极间的磁力线变形，有意地改变被膜体的膜粘附性，由此对各层的后面，前面的各厚度分别进行调整。

另一方面，比较例1的切削工具，同样使用PVD装置，调整靶和气氛气体，在工具母材的表面形成由TiCN构成的底层、由Al₂O₃构成的中间层以及由TiN构成的最外层。

关于这样制成的切削工具，分析其表面粗糙度、摩擦系数以及贴紧性等各性能，并且比较以800℃以上的温度、70m/min的切削速度来切削外径85mm×长度500mm的含有5％Ni的合金(S13Cr)时的工具寿命。

另外，对于表面粗糙度，使用触针(金刚石制针：外径25μm)对成膜后的任意表面进行10mm长的扫描，测定JIS规格B0601-1994中规定的“算术平均粗糙度：Ra”。

对于摩擦系数，使用豪顿式(howden)滑动试验机，按载荷5N、室温、速度4mm/秒钟、使用直径5mm的SUS制钢球滑动的条件下进行测定。

对于贴紧性，使用划痕硬度式测试机，以载荷：0N～100N的范围、扫描速度10mm/分钟、载荷施加速度100N/分钟的条件使金刚石制的触针：外径200μm进行扫描，以检测到出现异常振动信号的载荷值来定义膜遭受破坏程度，并以该载荷值作为贴紧力来进行测定。

切削寿命指可切削到如下(1)～(3)任一项程度的个数。

(1)切削工具主体发生破损(刀尖破裂、缺损等)

(2)切削工具表面的硬质保护膜(涂层)发生剥离

(3)在硬质保护膜上附着有被切削体成分

上述性能参见表1：

如表1所示，由于比较例1中的贴紧力被抑制为较低，因此切削寿命的个数止于58个。另一方面，因为本发明例1中的贴紧力得到了改善，所以结果使切削寿命的个数提升到了195个，切削寿命获得了明显的提高。

实施例2

接着，进行如下实验：制作用于确认采用本发明的气相喷射研磨法对工具母材进行研磨处理的效果的螺纹切削用的螺纹梳刀(chaser)，调查其切削寿命。在该实验中，首先，与上述实验同样，在将作为工具母材原料的各金属粉末粒化、混合后，使用规定形状的模具对其进行加压成形、冲压，将所获得的成形体放在真空中进行1450℃×1.0小时的烧制，而制作成工具母材。准备在未对该母材实施任何处理的情况下形成涂层的工具(本发明例2)、以及在采用气相喷射研磨法对母材实施研磨处理后形成涂层的工具(本发明例3)。

气相喷射研磨法中的研磨处理是使用利用高分子系树脂使3000筛号的金刚石磨粒复合而成的粒径0.5～2.0mm的研磨材料来进行的。

将各工具母材置于PVD装置内，将Al和Ti的混合烧结体作为靶，填充氮气使所放电激励的各金属与氮进行反应，在工具母材上形成由AlTiN构成的底层。其后，在PVD装置内，使Tiμ在氮气气氛中进行放电激励，形成由TiN构成的中间层，进而使Al靶在氧气气氛中进行放电激励，从而形成由Al₂O₃构成的最外层，从而制作成螺纹切削用的螺纹梳刀。

对这样制作成的各切削工具进行切削寿命的调查。对于切削寿命，使用按上述方法制作成的螺纹切削用的螺纹梳刀，使用4台切削加工机，在800℃以上的温度下，以90m/min的切削速度对外径139.7mm×长度11000mm的含有5％Ni的合金(S13Cr钢)进行VAM-TOP外径螺纹的切削，并调查此时的工具寿命。

切削寿命是指可切削到如上(1)～(3)当中任一项程度的个数。依据该判断基准，求出4台切削加工机的切削寿命的平均值及其标准偏差。

在未实施气相喷射研磨法的本发明例2中，切削寿命的平均值为60.8，标准偏差为18.5，但在实施了气相喷射研磨法的本发明例3中，切削寿命的平均值为77.0，标准偏差为2.5。根据上述结果可知，若实施气相喷射研磨法，则可获得更稳定、更长的切削寿命。

工业上的可利用性

根据本发明，使底层中的Al在切削中发生解离、向外扩散而在涂层的表面附近形成Al₂O₃，使最外层获得补充。因此，可获得稳定且优异的耐热性以及耐磨损性，从而可提供一种工具寿命长的切削工具。另外，根据实施气相喷射研磨法的本发明的优选方案，可提高工具母材与涂层之间的贴紧性，因此，本发明可提供一种工具寿命更长的切削工具。该切削工具特别有利于在对高硬度钢材进行螺纹切削等过于苛刻的切削条件下使用的螺丝切削用的螺纹梳刀。

Claims (7)

1.一种切削工具，其特征在于，在由超硬材料构成的工具母材上形成涂层，该涂层包括：由AlTiN构成的底层、由TiN构成的中间层以及由Al₂O₃构成的最外层。

2.根据权利要求1所述的切削工具，其特征在于，在对工具母材实施软质粒子喷射的表面清洗和表面形状加工处理后，在该工具母材上形成涂层。

3.根据权利要求1或2所述的切削工具，其特征在于，后面的涂层的总厚度为2～80μm。

4.根据权利要求3所述的切削工具，其特征在于，后面上的底层、中间层以及最外层的厚度分别为0.5～35μm、1.0～40μm以及0.5～5μm。

5.根据权利要求1至4当中任一项所述的切削工具，其特征在于，前面上的涂层的总厚度为2～40μm。

6.根据权利要求5所述的切削工具，其特征在于，前面上的底层、中间层以及最外层的厚度分别为1～20μm、1～20μm以及0.01～2μm。

7.一种切削工具的制造方法，其特征在于，在对由超硬材料构成的工具母材实施软质粒子喷射的表面清洗和表面形状加工处理后，采用干涂敷方法在该工具母材上形成涂层。