CN103182536B - 耐崩刀性、耐剥离性、耐磨性优异的表面包覆切削工具 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种在碳钢、不锈钢等的高速断续切削加工中，硬质包覆层发挥优异的耐崩刀性、耐剥离性、耐磨性的表面包覆切削工具。本发明的表面包覆切削工具在工具基体的表面形成有基底层，并且在此之上包覆形成有由下层和上层构成的Al₂O₃层硬质包覆层，下层由结晶Al₂O₃层构成，上层由非晶Al₂O₃构成，在上述下层形成有凹部，上层的非晶Al₂O₃层以埋入该凹部的方式填充成膜，该凹部的平均深度为0.5～10.0μm，该凹部的平均纵横尺寸比为1.0～50，该凹部之间的平均水平间隔为0.5～20μm。

Description

耐崩刀性、耐剥离性、耐磨性优异的表面包覆切削工具

技术领域

本发明涉及一种表面包覆切削工具（以下称为包覆工具），在伴随高热产生，并且有断续性/冲击性负载作用于切削刃的碳钢、不锈钢等易熔敷的工件的高速断续切削加工中，硬质包覆层发挥优异的耐崩刀性、耐剥离性及耐磨性。

背景技术

例如如专利文献1所示，一直以来已知有如下包覆工具，在其工具基体表面将硬质皮膜作为基底层成膜，所述硬质皮膜由选自周期表的4a、5a、6a族的至少一种以上的元素的碳化物、氮化物、碳氮化物等构成，在该硬质皮膜之上，还包覆形成作为上部层的氧化铝层。

并且，氧化铝层通常通过化学蒸镀（CVD）成膜，此外，众所周知还可通过物理蒸镀（PVD）法、溶胶-凝胶法包覆形成氧化铝层。

例如，如专利文献2所示，提出有通过物理蒸镀（PVD）法在工具基体表面形成基底层之后，通过氧化该基底层而形成含氧化物层，通过在该含氧化物层上物理蒸镀（PVD）氧化铝层，得到耐磨性、耐热性优异的包覆工具。

并且，专利文献3中提出有通过物理蒸镀（PVD）法成膜由（Ti、Al）N层构成的基底层及由氧化铝层（优选γ型氧化铝层）构成的上部层的包覆工具。

另外，如专利文献4所示，作为具有力学性能、耐久性的氧化铝包覆结构体的制造方法，提出有由溶胶-凝胶法将由晶体结构为非晶结构或γ型氧化铝或者是它们的混合物构成的第1氧化铝层包覆在母材上之后，通过溅射包覆形成以γ型为主体的第2氧化铝层的方法。

专利文献1：日本特开平11-229144号公报

专利文献2：日本特开2004-124246号公报

专利文献3：日本特开2007-75990号公报

专利文献4：日本特开2006-205558号公报

通过化学蒸镀（CVD）法、物理蒸镀（PVD）法或溶胶-凝胶法包覆形成氧化铝层的以往的包覆工具中，将其用于一般条件的高速切削、断续切削时没有特别故障，但是尤其将此用于伴随高热产生并且有断续性/冲击性负载作用于切削刀的碳钢、不锈钢等易熔敷的工件的高速断续切削时，将起因于由上述方法成膜的氧化铝层上不可避免地存在的微小龟裂或热膨胀差的冷却裂纹等作为起点，因熔敷或断续切削的冲击产生崩刀或剥离，因此存在经长时间使用无法发挥令人满意的切削性能之类的问题。

发明内容

因此本发明人等，为了提供耐崩刀性、耐剥离性优异，并且即使在高速断续切削之类的苛刻条件下，经长时间使用也发挥优异的耐磨性的包覆工具，进行深入研究的结果，得出如下见解。

即，发现如下：在由碳化钨基硬质合金、碳氮化钛基金属陶瓷构成的工具基体表面上，作为基底层通过化学蒸镀或物理蒸镀包覆形成含有选自周期表的4a、5a、6a族、Al及Si的至少一种以上元素的碳化物、氮化物、碳氮化物、碳氧化物及碳氮氧化物的硬质包覆层之后，包覆形成作为硬质包覆层的氧化铝层时，使氧化铝层本身构成为上层和下层，下层由通过化学蒸镀（CVD）法形成的、在其表面具有凹部的耐磨性高的结晶氧化铝层构成，另一方面，上层由平滑及润滑性优异且与下层的粘附性较大的、通过溶胶-凝胶法成膜的非晶氧化铝层构成，由此能够成膜耐崩刀性、耐剥离性、耐磨性优异的氧化铝层。

即发现如下：通过以往的化学蒸镀（CVD）法、物理蒸镀（PVD）法或者溶胶-凝胶法成膜的结晶氧化铝层中，由于缺乏润滑性及平滑性，因此在短时间内因熔敷等产生崩刀、剥离等异常损伤或月牙洼磨损，但是将此作为下层，且作为其上层成膜由溶胶-凝胶法成膜的非晶氧化铝层时，润滑性、平滑性、切削排出性提高，能够发挥较高的耐磨性，并且由于上层与下层的界面成为凹形状，因此即使在有冲击性负载作用的高速断续切削中，因锚固效果上层变得不易剥离，另外，即使在硬质包覆层进行磨损时，也由于以在凹部填充上层的非晶氧化铝层的方式来成膜，因此经长时间也能够同时发挥上层的润滑性及下层的耐磨性。

本发明是基于上述见解而完成的，本发明的技术方案的特征在于，

1、一种表面包覆切削工具，在由碳化钨基硬质合金或碳氮化钛基金属陶瓷构成的工具基体表面形成通过化学蒸镀或物理蒸镀包覆形成的基底层，并且在该基底层上形成由下层和上层构成的氧化铝硬质包覆层，其特征在于，

（a）该基底层为具有1.0～15.0μm的选自周期表的4a、5a、6a族、Al及Si的至少一种以上的元素的碳化物、氮化物、碳氮化物、碳氧化物及碳氮氧化物层，

（b）下层为通过化学蒸镀形成的、具有0.8～10.0μm的平均层厚的结晶氧化铝层，

（c）上层为具有0.2～3.0μm的平均层厚的非晶氧化铝层，

（d）下层的结晶氧化铝层的表面形成有凹部，上层的非晶氧化铝层以埋入下层的上述凹部的方式填充成膜，

（e）形成于下层的凹部的平均深度为0.5～10.0μm范围（但在下层的平均层厚以下），

（f）形成于下层的凹部的平均纵横尺寸比为1.0～50范围，

（g）形成于下层的凹部之间的平均水平间隔为0.5～20μm范围。

2、如所述1中记载的表面包覆切削工具，其特征在于，下层的氧化铝具有κ型晶体结构。

以下对本发明进行详细说明。

本发明的包覆工具中，在由碳化钨基硬质合金、碳氮化钛基金属陶瓷构成的工具基体的表面作为基底层通过化学蒸镀或物理蒸镀包覆形成含有选自周期表的4a、5a、6a族、Al及Si的至少一种以上的元素的碳化物、氮化物、碳氮化物、碳氧化物及碳氮氧化物的硬质包覆层，将由上述结晶氧化铝层构成的下层和由非晶氧化铝层构成的上层包覆形成于该基底层上。

并且，上述下层的结晶氧化铝层优选与基底层的粘附力优异的κ型氧化铝。

作为基底层的具体例子，例如能够举出通过化学蒸镀形成的TiN层、TiCN层、TiCO层和TiCNO层等的Ti化合物层，并且能够举出通过物理蒸镀形成的Ti与Al的复合氮化物层、Cr与Al的复合氮化物层等。

图1中示出本发明的包覆工具的硬质包覆层纵截面的结构图，并且图2中示出本发明包覆工具的硬质包覆层的纵截面示意图。

示于图1的本发明的包覆工具中，在由碳化钨基硬质合金构成的工具基体上形成基底层之后，包覆形成通过化学蒸镀形成的具有0.8～10.0μm的平均层厚的由结晶氧化铝层构成的下层，在该下层之上包覆形成具有0.2～3.0μm的平均层厚的由非晶氧化铝层构成的上层。

并且，根据图2，在下层的结晶氧化铝层的表面形成有凹部，上层的非晶氧化铝层以埋入到下层的凹部的方式填充成膜。

其中，将下层的平均层厚定为0.8～10.0μm，并且将上层的平均层厚定为0.2～3.0μm，其原因在于，各个层厚低于下限值（0.8μm、0.2μm）时，经长时间使用无法发挥充分的耐磨性，另一方面，超过上限（10.0μm、3.0μm）时，就变得容易产生崩刀。

并且，对形成于下层表面的凹部进行叙述。

首先，下层凹部的平均深度（参考图1）为0.5～10.0μm，优选在1.0～7.0μm范围内，下层凹部的平均深度小于0.5μm时，由于下层表面变得大致平坦，下层-上层间的锚固效果变小，所以上层变得容易剥离，因此凹部的平均深度须为0.5μm以上。另一方面，由于下层的最大平均层厚为10.0μm，因此下层凹部的最大平均深度自然而然变成10.0μm。

其次，本发明中凹部的平均纵横尺寸比为1.0～50，优选在5.0～30范围内，下层的凹部接近于长方形时锚固效果高，若纵横尺寸比超过50，则硬质皮膜的上部中非晶氧化铝的比例变多，下部中非晶氧化铝的比例则变少，因此非晶氧化铝的润滑性与结晶氧化铝的耐磨性无法长期并存。另一方面，若纵横尺寸比小于1.0，则因上层与下层的不同的力学性/热特性容易从凹部的根部引起异常损伤，锚固效果变小而使上层容易剥离，最终因切屑排出性恶化而产生较大发热。

并且，形成于下层的凹部之间的平均水平间隔为0.5～20μm，优选在2.0～15μm范围内，若形成于下层的凹部之间的平均水平间隔小于0.5μm，则因下层的结晶氧化铝相对变少而无法发挥较高的耐磨性，另一方面，若平均水平间隔大于20μm，则因非晶氧化铝相对变少而不仅无法充分发挥润滑性，而且锚固效果也下降，因此降低上层-下层之间的粘附强度。

接着，以下对用于获得本发明的包覆工具的硬质包覆层的成膜法的一例进行叙述。

首先，对介于工具基体表面和下层间形成的基底层，即含有选自周期表的4a、5a、6a族、Al及Si的至少一种以上的元素的碳化物、氮化物、碳氮化物、碳氧化物及碳氮氧化物的基底层，可通过一直以来已知的化学蒸镀法或物理蒸镀法形成，没有特别限制成膜法。

接着，对由结晶氧化铝构成的下层，也通过一直以来已知的化学蒸镀法蒸镀成膜具有0.8～10.0μm的平均层厚的结晶氧化铝层即可。

通过该蒸镀，技术方案1中所规定的预定的凹部形成于下层时，通过后述成膜法在该下层之上形成上层，但是在蒸镀成膜的结晶氧化铝层未形成预定凹部时，例如能够通过在成膜之后实施由蚀刻处理工序和喷射处理工序构成的凹部形成处理，在下层形成预定的凹部。

凹部形成处理的蚀刻处理工序中，在结晶氧化铝层上形成抗蚀剂膜，使用具有所希望的凹形图案的掩模，并进行曝光和显影，然后仅除去欲形成凹部部分的抗蚀剂膜。之后，例如通过反应性离子蚀刻法来蚀刻该结晶氧化铝膜而形成凹部。使用剥离液去除剩余的抗蚀剂膜时，且优选还将蚀刻时所产生的沉积物去除。并且，为了加强凹部，优选在蚀刻处理工序之后进行喷射处理工序，尤其优选以喷射投射角度：50～80度、喷射投射压力：100～250kPa、丸粒粒径：0.05～0.2mm的条件喷射钢球的喷丸处理。

另外，用于在下层形成预定的凹部的方法，除上述蚀刻处理或喷射处理之外，当然也可根据成膜后的热处理或化学蒸镀条件的调整来进行。

接着，在由结晶氧化铝构成的下层的表面成膜具有0.2～3.0μm的平均层厚的非晶氧化铝层。作为成膜方法，为了能够没有缺陷等地填充于凹部来成膜，优选通过溶胶-凝胶法成膜。

通过溶胶-凝胶法形成非晶氧化铝层，能够将已制备和保持的氧化铝溶胶涂布于下层的表面并通过将其干燥/烧成来成膜。

更具体的说明该工序，则为如下。

氧化铝溶胶的制备：

通过先在铝的醇盐（例如仲丁醇铝）中添加醇（例如乙醇），进一步添加酸（例如盐酸）之后，在不会凝胶化的40～60℃以下的温度范围内搅拌1～3小时来制备氧化铝溶胶。

氧化铝溶胶的保持：

接着，对上述氧化铝溶胶，为了等待在溶胶中发生的水解/缩合反应达到平衡状态，在40～60℃的温度范围内保持12小时以上。

干燥/烧成：

将上述氧化铝溶胶涂布于包覆形成于基底层上的下层上，接着以100～300℃反复进行干燥处理，接着以300～600℃的温度范围进行烧成处理，从而成膜具有0.2～3.0μm的平均层厚的非晶氧化铝层。

上述非晶氧化铝层的层厚依赖于氧化铝溶胶的涂布厚度及涂布次数，若层厚小于0.2μm，则经长时间使用无法发挥优异的耐磨性，另一方面，若层厚超过3.0μm，则变得容易产生剥离、崩刀，因此将由上述非晶氧化铝层构成的上层的平均层厚设为0.2～3.0μm。

根据本发明的包覆工具，在基底层之上形成具有特定凹形的结晶氧化铝层作为下层，并且在该下层之上设有通过溶胶-凝胶法形成的非晶氧化铝层，因此硬质包覆层的润滑性、平滑性、切屑排出性提高，还具有较高的耐磨性，并且上层与下层的粘附性较大而不易产生剥离，因此即使用于伴随高热产生，并且有断续性/冲击性负载作用的高速断续切削时，经长时间使用也能够发挥优异的耐磨性。

附图说明

图1是表示本发明包覆工具的硬质包覆层纵截面的结构图。

图2是表示本发明包覆工具的硬质包覆层的纵截面示意图。

具体实施方式

接着，根据实施例对该发明进行详细说明。

[实施例1]

作为原料粉末，准备均具有1～3μm的平均粒径的WC粉末、TiC粉末、ZrC粉末、VC粉末、TaC粉末、Cr₃C₂粉末、TiN粉末、TaN粉末及Co粉末，如表1所示的预定配合组成来配合这些原料粉末，进一步加入石蜡并在丙酮中球磨混合24小时，减压干燥后以98MPa的压力冲压成型为预定形状的压坯，将该压坯在5Pa的真空中，在以1370～1470℃范围内的预定温度保持1小时的条件下真空烧结，烧结后，通过对切削刃部实施R：0.07mm的刃口修磨加工，制造具有ISO·CNMG120408中规定的刀片形状的WC基硬质合金制工具基体A、B、C、D（称为工具基体A、B、C、D）。

[表1]

接着，对上述工具基体A～D形成下层。

另外，形成基底层时，将上述工具基体A及B装入化学蒸镀装置，用表2所示的成膜条件，通过以表3的Ti化合物构成的皮膜结构预先形成基底层。

另一方面，将上述工具基体C装入物理蒸镀装置之一即电弧离子镀装置，预先形成由表3所示膜厚的Ti_0.5Al_0.5N层构成的基底层。

并且，将上述工具基体D同样装入电弧离子镀金置，预先形成由表3所示的膜厚的Al_0.7Cr_0.3N构成的基底层。

接着，对形成基底层的上述工具基体A～D，利用CVD装置，直至达到预定目标层厚为止以表2所示的成膜条件蒸镀结晶氧化铝层，从而形成基底层。

另外，在工具基体A～D上形成的结晶氧化铝层中，由于直接以蒸镀状态无法得到本发明所规定的凹部的形状、尺寸，因此以表4所示的条件进行凹部形成处理来形成本发明所规定范围内的凹部形状、尺寸。蚀刻气体使用CF₄-CHF₃-Ar。

进一步，通过利用扫描电子显微镜对形成于工具基体A～D的下层的凹部进行纵截面观察，测定凹部的平均深度，并且将凹部的纵横尺寸比定义为凹部最大宽度相对于凹部最大深度的比，并测定5个点之后，将该纵横尺寸比的平均作为本发明的凹部的平均纵横尺寸比来计算。并且，与此相同地，将凹部的中心作为表示凹部最大宽度的线段的中点，将凹部之间的平均水平间隔作为该中心间的距离，利用扫描电子显微镜测定的结果示于表3。（但是所有测定均为实施凹部形成处理后的测定。）

接着，对分别包覆形成下层的上述工具基体A～D，通过以下（1）～（3）工序，以溶胶-凝胶法包覆形成非晶氧化铝层。

（1）首先，在仲丁醇铝中添加醇，并在恒温槽中以40℃进行搅拌，并且以40℃保持12小时，从而制备氧化铝溶胶。

（2）接着，在上述工具基体A～D的下层表面涂布上述氧化铝溶胶。

（3）接着，将已进行涂布的上述氧化铝溶胶在大气中以300℃进行0.5小时的干燥处理，再反复进行涂布与干燥直至达到预定层厚之后，在大气中以600℃进行1小时的烧成处理，从而制造表3所示的本发明的包覆工具1～10（称为本发明工具1～10）。

对上述本发明工具1～10，通过透射电子显微镜对下层及上层的晶体结构进行基于选区电子衍射的结构分析的结果，下层得到清楚的电子衍射图案，可确认到由具有α或κ型晶体结构的氧化铝构成，并且，上层得到光晕图案，因此可确认到由非晶氧化铝构成，并且，纵截面的详细观察也同样地，利用透射电子显微镜对凹部附近的下层与上层的界面进行观察的结果，确认到上层的非晶氧化铝以无孔隙等地埋入的状态填充于下层的凹部。并且，利用透射电子显微镜同时对上层及下层的平均层厚进行了截面测定的结果，均示出与目标层厚实际相同的平均值（5处的平均值）

[表2]

[表3]

[表4]

[比较例1]

接着，为了调查下层（结晶氧化铝层）的平均层厚和凹部的形状/尺寸对包覆工具的切削性能产生的影响，利用工具基体A～D，通过变更基底层及下层的平均层厚，并且以表4所示的各种条件实施凹部形成处理来制作10种比较材1～10。

然后，测定形成于通过如此得到的比较材1～10的下层的凹部形状/尺寸，并求出其平均值。

表5中示出下层的平均层厚、凹部形成处理条件和通过其结果得到的下层的凹部形状/尺寸的测定平均值。

接着，对上述比较材1～10，以与所述（Ⅰ）～（Ⅲ）同样的工序进行氧化铝溶胶的制备、保持，并对下层表面进行涂布、干燥、烧成，从而制作表5所示的比较例的包覆工具1～10（称为比较例工具1～10）。

对上述比较例工具1～10，利用透射电子显微镜对下层、上层的晶体结构进行结构分析的结果，确认到：下层为具有α或κ型晶体结构的氧化铝，并且上层由非晶氧化铝构成，同样，利用透射电子显微镜对凹部附近的下层和上层界面进行观察的结果，部分比较例工具中下层的凹部未充分填充有上层的非晶氧化铝，存在孔隙或密度较小的部分。

[表5]

（注）下层平均层厚、下层的凹部、上层平均层厚的*符号表示在本发明范围外。

接着，以如下条件对上述本发明工具1～10、比较例工具1～10进行了高速断续切削加工试验。

工件：JIS·S45C的在长度方向等间距的有4条纵槽的圆棒

切削速度：350m/min.、

切深量：2.0mm、

进给量：0.26mm/rev.、

切削时间：5分钟、

（通常的切削速度及切深量分别为200m/min.、1.5mm）

对切削加工试验后的各个工具的磨损状态进行观察，在测定后刀面磨损量的同时，观察硬质包覆层的损伤状况。

将这些结果示于表6。

[表6]

[实施例2]

作为原料粉末，准备均具有0.5～2μm的平均粒径的TiCN(以质量比计TiC/TiN=50/50)粉末、Mo₂C粉末、ZrC粉末、NbC粉末、TaC粉末、WC粉末、Co粉末及Ni粉末，并将这些原料粉末配合成表7所示的预定配合组成，用球磨机湿式混合24小时并干燥后，以98MPa的压力冲压成型成压坯，将该压坯在1.3kPa的氮气气氛中，在以1540℃的温度保持1个小时的条件下烧结后，通过对切削刃部分实施R：0.07mm刃口修磨加工，来制造具有ISO标准·CNMG120412的刀片形状的TiCN基金属陶瓷制工具基体E、F、G、H（称为工具基体E～H）。

[表7]

接着，对上述工具基体E、F，通过化学蒸镀法分别形成表8所示的Ti化合物基底层，对工具基体G利用电弧离子镀装置，通过物理蒸镀预先包覆形成由表8所示的膜厚的Ti_0.5Al_0.5N层构成的基底层。

并且，对上述工具基体H也同样以电弧离子镀装置预先包覆形成由表8所示的膜厚的Al_0.7Cr_0.3N层构成的基底层。

接着，对上述工具基体E～H，利用CVD装置通过以表2所示的条件蒸镀结晶氧化铝层，直至达到预定目标层厚来形成下层。

另外，形成于工具基体E～H的结晶氧化铝层，由于直接以蒸镀的状态无法得到本发明所规定的凹部的形状、尺寸，因此以表4所示的条件进行凹部形成处理来在下层形成本发明所规定范围内的凹部形状、尺寸。

表8中示出，对形成于工具基体E～H的下层的凹部，表示在纵截面的扫描电子显微镜观察中测定的凹部的形状、尺寸的平均值。（但是所有测定均为凹部形成处理实施后的测定。）

接着，对分别包覆形成下层的上述工具基体E～H，通过实施与实施例1的所述（1）～（3）相同的处理来制造本发明的包覆工具11～20（称为本发明工具11～20）。

对上述本发明工具11～20，通过基于透射电子显微镜的截面观察对下层、上层的晶体结构进行的结构分析的结果，确认到：下层为具有α或κ型晶体结构的氧化铝，并且上层由非晶氧化铝构成，并且，同样利用透射电子显微镜对凹部附近的下层与上层的界面进行观察的结果，确认到上层的非晶氧化铝以无孔隙地埋入的状态填充于下层的凹部。

[表8]

[比较例2]

接着，为了调查下层（结晶氧化铝层）的平均层厚和凹部的形状/尺寸对包覆工具的切削性能产生的影响，利用工具基体E～H，通过变更基底层及下层的平均层厚，并且以表4所示的各种条件实施凹部形成处理来制作10种比较材11～20。

然后，测定形成于如此得到的比较材11～20上的下层的凹部形状/尺寸，并求出平均值。

表9中示出下层的平均层厚、凹部形成处理条件和通过其结果得到的下层的凹部形状/尺寸的测定平均值。

接着，对上述比较材11～20，以与所述（1）～（3）同样的工序进行氧化铝溶胶的制备、保持，并对下层表面进行涂布、干燥、烧成，从而制作表8所示的比较例的包覆工具11～20（称为比较例工具11～20）。

对上述比较例工具11～20，通过基于透射电子显微镜的截面观察对下层、上层的晶体结构进行结构分析的结果，确认到：下层为具有α或κ型晶体结构的氧化铝，并且上层由非晶氧化铝构成，但是对凹部附近的下层与上层的界面进行观察的结果，可知在部分比较例工具中，下层的凹部未充分地填充有上层的非晶氧化铝。

[表9]

（注）下层平均层厚、下层的凹部、上层平均层厚的*符号表示在本发明范围外。

接着，以如下条件对上述本发明工具11～20、比较例工具11～20进行高速湿式断续切削加工试验。

工件：JIS·SUS316的在长度方向等间距地有4条纵槽的圆棒

切削速度：300m/min.、

切深量：1.5mm、

进给量：0.24mm/rev.、

切削时间：5分钟、

（通常的切削速度及切深量分别为150m/min.、0.2mm）

对切削加工试验后的各个工具的磨损状态进行观察，在测定后刀面磨损量的同时，观察硬质包覆层的损伤状况。

将这些结果示于表10。

[表10]

从表3～6、8～10所示的结果可知：根据本发明的包覆工具，硬质包覆层的下层由具有特定凹部形状的α或κ型晶体结构的氧化铝层构成，作为其上层设有通过溶胶-凝胶法形成的非晶氧化铝层，因此硬质包覆层的润滑性、平滑性、切屑排出性得到提高，且具备较高的耐磨性，并且上层与下层的粘附性较大而不易发生剥离。

相对于此，硬质包覆层的下层未由具有特定凹部形状的结晶氧化铝层构成的比较例的包覆工具中，硬质包覆层的润滑性、平滑性、切屑排出性较差，且耐磨性也较差，加上还发生剥离，因此明确可知在短时间内将会耗尽使用寿命。

产业上的可利用性

根据本发明的耐崩刀性、耐剥离性、耐磨性优异的表面包覆切削工具，将此用于伴随产生高热，并且有断续性/冲击性负载作用的高速断续切削时，经长时间使用也能够发挥优异的耐磨性，因此不仅能够实现工具寿命的长寿命化，还有助于在制造工序上节省资源、节省能源，实用性效果较大。

Claims (2)

1.一种表面包覆切削工具，在由碳化钨基硬质合金或碳氮化钛基金属陶瓷构成的工具基体的表面形成有通过化学蒸镀或物理蒸镀包覆形成的基底层和氧化铝层构成的硬质包覆层，所述氧化铝层由在该基底层上形成的下层和上层构成，其特征在于，

(a)该基底层为具有1.0～15.0μm的平均层厚的选自周期表的4a、5a、6a族、Al及Si的一种以上的元素的碳化物、氮化物、碳氮化物、碳氧化物及碳氮氧化物的层，

(b)下层为通过化学蒸镀形成的、具有0.8～10.0μm的平均层厚的结晶氧化铝层，

(c)上层为具有0.2～3.0μm的平均层厚的非晶氧化铝层，

(d)在下层的结晶氧化铝层的表面形成有凹部，上层的非晶氧化铝层以埋入下层的上述凹部的方式填充成膜，

(e)形成于下层的凹部的平均深度为0.5～10.0μm范围，但在下层的平均层厚以下，

(f)形成于下层的凹部的平均纵横尺寸比为1.0～50范围，

(g)形成于下层的凹部之间的平均水平间隔为0.5～20μm范围。

2.如权利要求1所述的表面包覆切削工具，其特征在于，

下层的氧化铝具有κ型晶体结构。