CN106457411B

CN106457411B - 切削工具

Info

Publication number: CN106457411B
Application number: CN201580016073.2A
Authority: CN
Inventors: 南彻; 山田恭也
Original assignee: Kanefusa KK
Current assignee: Kanefusa KK
Priority date: 2014-03-25
Filing date: 2015-03-03
Publication date: 2018-12-11
Anticipated expiration: 2035-03-03
Also published as: EP3106250A4; EP3106250A1; US20170072474A1; US10179366B2; CN106457411A; WO2015146507A1; JPWO2015146507A1; EP3106250B1; JP6404906B2

Abstract

一种切削工具，维持切削刃的锋利度同时抑制切削刃的积屑。在切削工具的替换刃（10）中，覆膜（20）形成为覆盖前刀面（14）的前刀面覆盖部（22）以及覆盖后刀面（16）的后刀面覆盖部（24）的任一方比另一方膜厚更厚。将厚的一方的覆盖部（22、24）的膜厚设定成0.5μm~15.0μm的范围，并且将薄的一方的覆盖部（24、22）的膜厚相对于该厚的一方的覆盖部（22、24）的膜厚的比设定成0.01~0.15的范围。

Description

切削工具

技术领域

本发明涉及用于非铁金属及其合金、木材、木质材料或树脂的切削加工的切削工具。

背景技术

作为木材切削用的刀具，提出有将前刀面以及后刀面的一面或两面用硬质覆膜覆盖而改善耐磨损性的刀具（例如，参照专利文献1）。硬质覆膜借助由电弧离子镀装置进行的镀层处理而形成在工具钢等基材上，遍及前刀面以及后刀面而以例如4μm左右的膜厚来成膜。接着，将前刀面或后刀面的一方研磨进行磨刃。由此，得到在前刀面或者后刀面的一方露出基材、并且没有研磨的后刀面或前刀面的另一方被硬质覆膜盖住的刀具。此外，在得到前刀面以及后刀面的两方用硬质覆膜覆盖的刀具的情况下，预先将基材磨刃研磨。

专利文献1：日本特开2007-290180号公报。

前刀面或者后刀面的一方用硬质覆膜单面覆盖的刀具为了得到良好的磨刃品质，需要特别的专用磨刀石和严格的研磨条件，从而产生制造成本变高的问题。相对于此，没有考虑关于前刀面以及后刀面各自的面的膜厚比而由硬质覆膜两面覆盖的刀具在进行被切削件的切削加工时，后刀面与前刀面的磨损速度不太变化，因此磨损后的切削刃的形状会变圆。即，两面覆盖的刀具不能像单面覆盖的刀具那样期待锋利的切削刃的维持，所述锋利的切削刃的维持来自没有覆盖硬质覆膜的面与覆盖了硬质覆膜的面相比磨损进行得快的自研磨特性。并且，判定为若不考虑关于前刀面以及后刀面各自的面的膜厚比而形成硬质覆膜，则由于在刀具角为锐角的切削刃处局部地残留的应力等，在切削刃处容易产生硬质覆膜的积屑。

发明内容

即，本发明是鉴于现有技术的前述问题、为了适当地解决其而提出的，其目的在于提供一种能维持切削刃的锋利度同时抑制切削刃的积屑的切削工具。

为了克服前述课题而实现所期待的目的，本申请的第一技术方案的发明的切削工具以下述内容为要旨：

用于非铁金属及其合金、木材、木质材料或树脂的切削加工，具有覆膜，所述覆膜覆盖基材而遍及包括切削刃的前刀面以及后刀面的至少一部分地形成，其中，

前述覆膜形成为使覆盖前述前刀面的前刀面覆盖部以及覆盖前述后刀面的后刀面覆盖部的任一方比另一方膜厚更厚，

将厚的一方的覆盖部的膜厚设定成0.5μm~15.0μm的范围，并且将薄的一方的覆盖部的膜厚相对于该厚的一方的覆盖部的膜厚的比设定成0.01~0.15的范围。

根据第一技术方案的发明，具有在前刀面以及后刀面中覆膜的膜厚薄的面与覆膜的膜厚厚的面相比磨损更快进行的自研磨特性，因此能保持切削刃的锋利度。另外，将覆膜形成为在前刀面与后刀面膜厚不同，由此能抑制切削刃的积屑。

在第二技术方案的发明中，以下述内容为要旨：将前述基材的与前述切削刃对应的部位形成为自该基材的前刀面的延长线与该基材的后刀面的延长线的交点以0.2μm~18μm的范围离开。

根据第二技术方案的发明，将基材的与切削刃对应的部位倒角，由此在遍及包括该部位的前刀面以及后刀面而由覆膜覆盖的切削工具中，能进一步抑制切削刃的积屑。

在第三技术方案的发明中，以下述内容为要旨：将前述基材的与前述切削刃对应的部位形成为半径0.5μm~6.0μm的圆弧状。

根据第三技术方案的发明，将基材的与切削刃对应的部位形成为圆弧状，由此，在遍及包括该部位的前刀面以及后刀面而由覆膜覆盖的切削工具中，能进一步适当地抑制切削刃的积屑。

在第四技术方案的发明中，以下述内容为要旨：将前述薄的一方的覆盖部的膜厚相对于前述厚的一方的覆盖部的膜厚的比设定成0.01~0.05的范围。

根据第四技术方案的发明，在覆膜中将薄的一方的覆盖部的膜厚相对于厚的一方的覆盖部的膜厚的比设定成0.01~0.05的范围，从而能均衡地实现借助自研磨特性实现的切削刃的锋利度的维持与切削刃的积屑的抑制。

在第五技术方案的发明中，以下述内容为要旨：前述覆膜具有由至少包含铬的氮化物、氮氧化物、氧化物、碳化物、碳氧化物、碳氮化物以及碳氮氧化物的任意一个或多个构成的层。

根据第五技术方案的发明，作为覆膜具有包含铬的层，由此能提高耐磨损性和耐腐蚀性。

根据本发明的切削工具，能维持切削刃的锋利度同时抑制切削刃的积屑。

附图说明

图1（a）是表示本发明的优选实施例的切削工具的替换刃的俯视图，图1（b）是主视图。

图2是表示实施例的切削工具的切削刃的剖面示意图，是前刀面与后刀面相比覆膜更厚地形成的情况。

图3是表示实施例的切削工具的切削刃的剖面示意图，是后刀面与前刀面相比覆膜更厚地形成的情况。

图4是将超硬替换刃的要部截面放大的电子显微镜照片，表示试验例4。

图5是将超硬替换刃的要部截面放大的电子显微镜照片，表示试验例7。

图6（a）表示在试验例1~4的超硬替换刃中距切削刃的每个距离处的前刀面的覆膜厚，图6（b）表示在试验例1~4的超硬替换刃中距切削刃的每个距离处的后刀面的覆膜厚，图6（c）表示在试验例1~4的超硬替换刃中距切削刃的每个距离处的前刀面与后刀面的覆膜厚的比。此外，①对应于试验例1，②对应于试验例2，③对应于试验例3，④对应于试验例4。

图7是表示进行试验1后的超硬替换刃的切削刃截面形状的图，图7（a）表示试验例1，图7（b）表示试验例2，图7（c）表示试验例3，图7（d）表示试验例4，图7（e）表示比较例1。

图8（a）表示在试验例5~7的超硬替换刃中距切削刃的每个距离处的前刀面的覆膜厚，图8（b）表示在试验例5~7的超硬替换刃中距切削刃的每个距离处的后刀面的覆膜厚，图8（c）表示在试验例5~7的超硬替换刃中距切削刃的每个距离处的前刀面与后刀面的覆膜厚的比。此外，①对应于试验例5，②对应于试验例6，③对应于试验例7。

图9是表示进行试验2后的超硬替换刃的切削刃截面形状的图，图9（a）表示试验例5，图9（b）表示试验例6，图9（c）表示试验例7，图9（d）表示比较例2。

图10是将超硬替换刃的切削刃放大的电子显微镜照片，图10（a）表示试验例4，图10（b）表示试验例1，图10（c）表示比较例1。

图11是在试验1的切削试验前后将切削刃线粗度重合而表示的图，图11（a）表示试验例4，图11（b）表示试验例1，图11（c）表示比较例1。

图12是在试验3的切削试验前后将切削刃线粗度重合而表示的图，图12（a）表示试验例8，图12（b）表示试验例9，图12（c）表示试验例10，图12（d）表示试验例11，图12（e）表示试验例12，图12（f）表示试验例13。

具体实施方式

接着，就本发明的切削工具列举优选的实施例，参照附图在下面进行说明。

实施例

实施例的切削工具的替换刃10将工具钢、切削钢、轴承钢、不锈钢等钢或者包含超硬合金的金属陶瓷的单体或者将这些复合而成的复合材料作为基材12而构成（参照图1~图3）。切削工具的替换刃10相对于借助研磨而磨刃了的基材12，在前刀面14以及后刀面16两方上形成有为了提高耐磨损性的硬质的覆膜20，包括切削刃18的前刀面14以及后刀面16被覆膜20覆盖。在此，覆膜20既可以是将前刀面14以及后刀面16的整体覆盖的结构，也可以是如下所述的结构：覆盖前刀面14的从切削刃18分离的方向上的一部分范围及/或后刀面16的从切削刃18分离的方向上的一部分范围。即，切削工具的替换刃10在前刀面14以及后刀面16中主要用于被切削件的切削加工的范围（距切削刃18为0.1mm的范围）被覆膜20覆盖即可。

前述覆膜20具有下述主层（层），该主层由至少包含铬的氮化物、氮氧化物、氧化物、碳化物、碳氧化物、碳氮化物以及碳氮氧化物的任一个或者多个构成，包含铬的主层濒临该覆膜20的外表面。即，作为主层，能列举出：铬氮化物（CrN）、铬氮氧化物（CrNO）、铬氧化物（CrO）、铬碳化物（CrC）、铬碳氧化物（CrCO）、铬碳氮化物（CrCN）、铬碳氮氧化物（CrCNO）。这样地覆膜20具有包含铬的层，所以能提高相对于作为对象的木材等的被切削件的耐磨损性。另外，除铬之外，还可以组合从下述元素中选取的至少一个元素：硼（B）、铝（Al）、硅（Si）、钛（Ti）、钒（V）、镍（Ni）、铜（Cu）、钇（Y）、锆（Zr）、铌（Nb）、钼（Mo）、铪（Hf）、钽（Ta）、钨（W）。通过这样地除铬之外还添加前述元素，能期待覆膜20的高硬度化、组织的微细化等，能实现耐磨损性、耐腐蚀性、强度等的进一步的提高。此外，与被切削件相应地调整添加的元素也能够实现寿命的提高。另外，覆膜20既可以将多个前述主层层叠，也可以在主层与基材12之间设置适宜的基础层。此外，作为基础层，能列举出至少下述一种的层：除了金属铬之外，还包含钛、铝等元素一种以上的金属、氮化物、碳化物、碳氮化物、碳氧化物、氧化物、氮氧化物、碳氮氧化物。

如图2~图5所示，前述覆膜20形成为，覆盖前刀面14的前刀面覆盖部22与覆盖后刀面16的后刀面覆盖部24的膜厚C1、C2不同。即，设定为前刀面覆盖部22以及后刀面覆盖部24的任一方与另一方相比膜厚C1、C2更厚。在切削工具的替换刃10中将前刀面14作为主体时，前刀面覆盖部22比后刀面覆盖部24更厚地形成，前刀面覆盖部22的膜厚C1为0.5μm~15μm的范围，后刀面覆盖部24的膜厚C2相对于前刀面覆盖部22的膜厚C1的比设定成0.01~0.15的范围，更优选地设定成0.01~0.05的范围。另外，在切削工具的替换刃10中将后刀面16作为主体时，后刀面覆盖部24比前刀面覆盖部22更厚地形成，后刀面覆盖部24的膜厚C2为0.5μm~15μm的范围，前刀面覆盖部22的膜厚C1相对于后刀面覆盖部24的膜厚C2的比设定成0.01~0.15的范围，更优选地设定成0.01~0.05的范围。此外，前刀面覆盖部22的膜厚C1与后刀面覆盖部24的膜厚C2的比可以遍及面整体而满足前述范围，在前刀面14以及后刀面16中主要用于被切削件的切削加工的范围（距切削刃18为0.1mm的范围）内满足前述比的范围即可。

这样地厚的一方的覆盖部22、24的膜厚C1、C2处于0.5μm~15μm的范围，相对于此，薄的一方的覆盖部24、22的膜厚C2、C1被设定成0.005μm~2.25μm的范围。在此，若成为主体的厚的一方的覆盖部22、24的膜厚C1、C2比0.5μm更薄，则不能充分地提高耐磨损性，若比15μm更厚，则容易产生积屑等覆膜20的不良。若薄的一方的覆盖部24、22的膜厚C2、C1相对于厚的一方的覆盖部22、24的膜厚C1、C2的比变成比0.15更大，则自研磨特性的表现变弱，难以维持切削刃18的锋利度，前述自研磨特性是在被切削件的切削加工时，与由厚的覆盖部22、24覆盖的面14、16相比在由薄的覆盖部24、22覆盖的面16、14处磨损更快地进行而实现的。另外，薄的一方的覆盖部24、22的膜厚C2、C1相对于厚的一方的覆盖部22、24的膜厚C1、C2的比小于0.01的情况因覆膜20的制造上的限制，实际上是不可能的。此外，在切削工具的替换刃10中成为主体的前刀面14或者后刀面16能够根据该切削工具的替换刃10的使用方法、再研磨的面14、16等而适宜选择。

前述的前刀面覆盖部22的膜厚C1与后刀面覆盖部24的膜厚C2的比是在距切削刃18的距离相同的位置处对比的值。例如，将从切削刃18离开0.05mm的位置的前刀面覆盖部22的膜厚C1与从切削刃18离开0.05mm的位置的后刀面覆盖部24的膜厚C2的比设定成前述范围，并且将从切削刃18离开0.1mm的位置的前刀面覆盖部22的膜厚C1与从切削刃18离开0.1mm的位置的后刀面覆盖部24的膜厚C2的比设定成前述范围。即，前刀面覆盖部22的膜厚C1与后刀面覆盖部24的膜厚C2的比设定成在距切削刃18的各距离处满足前述范围。另外，覆膜20既可以从切削刃18遍及整体而以相同的膜厚形成，也可以形成为以随着从切削刃18离开而膜厚变小的方式倾斜。

如图2以及图3所示，前述基材12的与切削刃18对应的部位（以下称基材边缘12a）形成为从将该基材12的前刀面12b延长的假想线（延长线）P1与将该基材12的后刀面12c延长的假想线（延长线）P2的交点离开。在此，从前述交点到基材边缘12a的倒角距离x被设定成0.20μm~18μm的范围。在此，在实施例中，基材边缘12a形成为半径r处于0.5μm~6.0μm范围的圆弧状。此外，前述倒角距离x是前述交点与基材边缘12a最近处的距离，例如在基材边缘12a带有圆弧（R）的情况下，是从通过基材12的前刀面12b与后刀面12c所形成的刀具角θ的中央的假想线与基材边缘12a相交的部位到前述交点的距离。

若将前述倒角距离x设定成比18μm更大，则形成覆膜20而得到的切削工具的替换刃10的切削刃18的锋利度被减损，锐度变差，另外，有切削动力增加的缺点。同样，若将基材边缘12a以比半径6μm更大的圆弧形状形成，则形成覆膜20而得到的切削工具的替换刃10的切削刃18的锋利度被减损，锐度变差，另外有切削动力增加的缺点。将前述倒角距离x设定成比0.20μm更小这一情况因加工精度的限制等实际上很难，另外在形成覆膜20时，与将前刀面12b以及后刀面12c磨刃研磨而将基材边缘12a磨尖的情况不太有差别。同样，将基材边缘12a以比半径0.5μm更小的圆弧形状形成这一情况因加工精度的限制等实际上很难，另外，在形成覆膜20时，与将前刀面12b以及后刀面12c磨刃研磨而将基材边缘12a磨尖的情况不太有差别。另外，若基材边缘12a的倒角比前述范围更小，则不能期待借助基材边缘12a的倒角实现的切削刃18的切削部分处的积屑抑制效果。

前述覆膜20能借助PVD（物理蒸镀）形成，在PVD中电弧离子镀法适用，但也可以为磁控溅射法。例如，在腔内进行PVD处理时，通过将基材12的前刀面12b或者后刀面12c的一面设置成相对于铬等的蒸发源为遮蔽物的背后、调节基材12相对于该蒸镀源的设置方向等，能将覆膜20的前刀面14以及后刀面16的任一个面设成比另一个面的膜厚更厚。这样地前刀面14与后刀面16的膜厚C1、C2不同的覆膜20能在一批次的PVD处理中简单地形成。

实施例的作用

接着，关于实施例的切削工具的替换刃10的作用进行说明。切削工具的替换刃10表现出自研磨特性而能借助该自研磨特性保持切削刃18的锋利度，该自研磨特性是覆膜20在前刀面14与后刀面16处以不同的膜厚C1、C2形成，所以在切削加工被切削件时与前刀面14以及后刀面16中覆膜20的膜厚更厚的一方相比覆膜20的膜厚薄的另一方的磨损更快地进行的自研磨特性。并且，切削工具的替换刃10因前刀面14以及后刀面16的两面被覆膜20覆盖，所以与在两面上形成覆膜20后研磨单面而得到的单面覆盖品相比，即使是覆膜20的膜厚薄的面也能借助该覆膜20的存在减小磨损带宽度，能降低切削加工时与被切削件的摩擦。

前述覆膜20与前刀面14以及后刀面16的任一面相比，另一方的面的膜厚更薄地形成，因此能抑制高的残留应力的发生，能防止因残留应力导致的切削刃18的积屑（自损）的发生。另外，与前刀面14以及后刀面16的任一面相比，将覆膜20在另一方的面的膜厚设成更薄，从而与前述单面覆盖品、关于前刀面以及后刀面不考虑各自的面的膜厚比而用覆膜覆盖的两面覆盖品相比，能在切削加工时在切削刃18处抑制与被切削件接触的切削部分的积屑，并且还能抑制不与被切削件接触的非切削部分的积屑。另外，实施例的切削工具的替换刃10不需要像单面覆盖品那样在形成覆膜20之后借助磨刃研磨除去前刀面14或者后刀面16的覆膜20，因此不会发生由磨刃研磨导致的切削刃18的积屑。并且，不存在覆膜形成后的磨刃研磨所要求的特别的专用磨刀石、严格的研磨条件等的限制，能抑制制造成本。此外，在覆膜20中，将相对于一方的覆盖部22、24的膜厚C1、C2的另一方的覆盖部24、22的膜厚C1、C2的比设定成0.01~0.05的范围，由此能均衡地实现由自研磨特性实现的切削刃18的锋利度的维持和切削刃18的积屑的抑制。

前述切削工具的替换刃10将基材边缘12a倒角而在该边缘12a处形成微小的面（在实施例中为R面），因此与相比前刀面14以及后刀面16的任一面将另一方的面的膜厚设成更薄的这一情况相辅相成，能进一步抑制高的残留应力的发生，能更好地防止由残留应力导致的切削刃18的积屑（自损）的产生。进而，借助基材边缘12a的倒角，不仅是在切削加工时切削刃18中不与被切削件接触的非切削部分，还能适当地抑制与被切削件接触的切削部分的积屑。

试验1

在PVD装置中，将层叠CrN、CrNO与Cr₂O₃的复合多层覆膜以相同的条件形成于由超硬合金形成的基材，制作试验例1~4以及比较例1的木工刀用的超硬替换刃。任意的超硬替换刃都呈图1所示的形状，设定成长度L为20mm、宽度W为12mm、厚度T为1.5mm、前刀面14与后刀面16的刀具角θ为55°。此外，覆膜的膜厚形成为如图6所示。试验1的复合多层覆膜是从基材侧按五层的CrN、一层的CrNO、一层的Cr₂O₃、一层的CrN、一层的CrNO、一层的Cr₂O₃的顺序层叠而成的构造，各层厚度相对于整体厚度从基材侧CrN层为50%、CrNO层为10%、Cr₂O₃层为10%、CrN层为10%、CrNO层为10%、最表层的Cr₂O₃层为10%。此外，CrNO层是氮氧化物，是X射线衍射下不示出铬氧化物的衍射峰的层。另外，Cr₂O₃层是X射线衍射下出现铬氧化物的衍射峰的层，有时Cr₂O₃层中稍微包含氮。

在试验1中，在数控机床中进行了借助安装有试验例1~4以及比较例1的超硬替换刃的木工刀（刃尖直径46mm）切削欧洲赤松集成材的切削试验。木工刀的转速为6000rpm，一边将被切削件以1m/min的进给速度进给，一边在切入被切削件20mm的状态下将被切削件切削180m。接着，在切削后，根据刃尖截面形状测定切削刃后退量以及磨损带宽度B。将其结果表示在图7中。

图6中的①对应于试验例1，将借助试验例1的超硬替换刃进行的切削试验后的切削刃截面形状表示于图7（a）。图6中的②对应于试验例2，将借助试验例2的超硬替换刃进行的切削试验后的切削刃截面形状表示于图7（b）。图6中的③与试验例3对应，将借助试验例3的超硬替换刃进行的切削试验后的切削刃截面形状表示于图7（c）。图6中的④与试验例4对应，将借助试验例4的超硬替换刃进行的切削试验后的切削刃截面形状表示于图7（d）中。图7（e）是借助比较例1的超硬替换刃进行的切削试验后的切削刃截面形状，所述比较例1的超硬替换刃将以与试验例1的超硬替换刃相同的条件在前刀面以及后刀面形成了覆膜的超硬替换刃磨刃研磨而除去后刀面的覆膜而成。即，比较例1的超硬替换刃的覆盖前刀面的覆膜的膜厚与试验例1的前刀面覆盖部的膜厚相同。试验例1~4的超硬替换刃在覆膜中前刀面覆盖部比后刀面覆盖部更厚，前刀面覆盖部的膜厚处于大约5μm~8.5μm的范围内，试验例1~4的任意超硬替换刃的前刀面覆盖部的膜厚都处于0.5μm~15μm的范围内。如图7（c）以及图7（d）所示，后刀面膜厚部的膜厚相对于前刀面覆盖部的膜厚的比为0.15以下的试验例3以及试验例4的超硬替换刃即使与图7（e）所示的比较例1的超硬替换刃相比，也判定为切削刃的锋利度的下降被抑制，判定为后刀面膜厚部的膜厚相对于前刀面覆盖部的膜厚的比为0.05以下的试验例4的超硬替换刃具有不逊色于比较例1的自研磨特性。另外，如图7所示，能够确认：将前刀面以及后刀面的两面由覆膜覆盖的试验例1~4的超硬替换刃与仅前刀面由覆膜覆盖了的比较例1的超硬替换刃相比，磨损带宽度B小。

试验2

在PVD装置中，将层叠CrN、CrNO与Cr₂O₃的复合多层覆膜以相同的条件形成于由超硬合金形成的基材，制作试验例5~7以及比较例2的木工刀用的超硬替换刃。任意超硬替换刃都呈图1所示的形状，设定成长度L为15mm、宽度W为15mm、厚度T为2.5mm、刀具角θ为60°。此外，试验例5~7以及比较例2的超硬替换刃以下述方式使用：在使用的刀具的设计上，前刀面与后刀面的关系与试验例1~4以及比较例1相反，图1中的附图标记14所指的上表面为后刀面，附图标记16所指的倾斜面形成前刀面。此外，试验例5~7以及比较例2的超硬替换刃设定成在前刀面形成膜厚5μm~6μm的前刀面覆盖部。此外，覆膜的膜厚形成为如图8所示。试验2的复合多层覆膜是从基材侧按四层CrN、一层CrNO、一层Cr₂O₃的顺序层叠而成的构造，各层厚度相对于整体厚度从基材侧CrN层为60%、CrNO层为20%、最表层的Cr₂O₃层为20%。此外，CrNO层是氮氧化物，是X射线衍射下不示出铬氧化物的衍射峰的层。另外，Cr₂O₃层是X射线衍射下出现铬氧化物的衍射峰的层，Cr₂O₃层有时稍微包含氮。

在试验2中，在数控机床中进行了借助安装有试验例5~7以及比较例2的超硬替换刃的直径75mm的木工刀来切削欧洲赤松集成材的切削试验。木工刀的转速为6000rpm，一边将被切削件以1m/min的进给速度进给，一边在切入被切削件20mm的状态下将被切削件切削120m。接着，在切削后，根据刃尖截面形状测定切削刃后退量以及磨损带宽度B。将其结果表示在图9中。

图8中的①对应于试验例5，将借助试验例5的超硬替换刃进行的切削试验后的切削刃截面形状表示于图9（a）。图8中的②对应于试验例6，将借助试验例6的超硬替换刃进行的切削试验后的切削刃截面形状表示于图9（b）。图8中的③与试验例7对应，将借助试验例7的超硬替换刃进行的切削试验后的切削刃截面形状表示于图9（c）。图9（d）是借助比较例2的超硬替换刃进行的切削试验后的切削刃截面形状，所述比较例2的超硬替换刃将以与试验例6的超硬替换刃相同条件在前刀面以及后刀面形成了覆膜的超硬替换刃磨刃研磨而除去后刀面而成。即，比较例2的超硬替换刃的覆盖前刀面的覆膜的膜厚与试验例6的前刀面覆盖部的膜厚相同。试验例5~7的超硬替换刃在覆膜中前刀面覆盖部比后刀面覆盖部厚。如图9（b）以及图9（c）所示，判定为后刀面膜厚部的膜厚相对于前刀面覆盖部的膜厚的比为0.15以下的试验例6以及试验例7的超硬替换刃即使与图9（d）所示的比较例2的超硬替换刃相比，也抑制了切削刃的锋利度的下降。另外，如图9所示，能够确认：将前刀面以及后刀面的两面由覆膜覆盖了的试验例5~7的超硬替换刃与仅前刀面由覆膜覆盖的比较例2的超硬替换刃相比，磨损带宽度B小。

图10（a）是将试验例4的超硬替换刃的切削刃放大示出的电子显微镜照片，图10（b）是将试验例1的超硬替换刃的切削刃放大示出的电子显微镜照片，图10（c）是将比较例1的超硬替换刃的切削刃放大示出的电子显微镜照片，都是进行切削试验前的状态。能够确认，形成覆膜后进行磨刃研磨的比较例1的超硬替换刃如图10（c）所示，在切削刃上产生有比较大的积屑，判定在后刀面覆盖部的膜厚相对于前刀面覆盖部的膜厚的比为0.05以下的试验例4的超硬替换刃中，没有发生切削刃的积屑。另外，能确认试验例4的超硬替换刃即使与试验例1的超硬替换刃相比，也不会发生切削刃的积屑。推测如果如图10（b）所示的试验例1那样以后刀面覆盖部的膜厚相对于前刀面覆盖部的膜厚的比大于0.15的方式形成覆膜，则有在切削刃局部地残留高的压缩应力的情况，由此切削刃会自损或者在切削时容易积屑。因而，若如试验例4的超硬替换刃那样与前刀面的覆膜相比将后刀面的的覆膜更薄地形成而使得膜厚的比为0.15以下，则能够抑制压缩应力的残留，能防止切削刃的积屑。

关于试验例4、试验例1以及比较例1的超硬替换刃，分别进行在试验1中说明的切削试验，确认了从切削前的切削刃线粗度到切削后的切削刃线粗度的变化。将其结果表示于图11。图11的各图以下述情况下的纵横比表示：作为切削刃线延伸的方向的横轴的倍率为10倍，相对于此，表示自切削前的切削刃线的变化的纵轴的倍率为500倍。在试验1的切削加工时，与被切削件直接接触的切削部分为4.5mm，图11（a）的试验例4的切削部分的切削后的切削刃线后退量是9~10μm。此外，切削后的切削刃线越是从切削前的切削刃线离开，表示切削刃的后退和积屑等越大地产生。如图11（b）以及（c）所示，在试验例1以及比较例1的超硬替换刃中，不仅在切削加工时与被切削件直接接触的切削部分，在不与被切削件接触的非切削部分也产生积屑，判定为若以后刀面覆盖部的膜厚相对于前刀面覆盖部的膜厚的比大于0.15的方式形成覆膜，则非切削部分的积屑是显著的。与此相对，根据作为本发明的实施例的试验例4的超硬替换刃，能确认在非切削部分中积屑几乎没有发生，在切削前后维持良好的切削刃品质。

试验3

在PVD装置中，将层叠CrN、CrNO与Cr₂O₃的复合多层覆膜以相同的条件形成于由超硬合金形成的基材，制作试验例8~13的木工刀用的超硬替换刃。任意超硬替换刃都呈图1所示的形状，设定成长度L为20mm、宽度W为12mm、厚度T为1.5mm、刀具角θ为55°。此外，试验例8~13的超硬替换刃在前刀面形成膜厚5μm~6μm的前刀面覆盖部，前刀面与后刀面的膜厚分布与试验1的试验例4（图6的 ④）相同。试验例9~13的基材的与切削刃对应的部位借助喷砂处理形成圆弧状（R面），试验例8的基材在与切削刃对应的部位不实施喷砂处理。此时，基材的与切削刃对应的部位的R面的半径r（距基材的前刀面的延长线与基材的后刀面的延长线的交点的倒角距离x）如下：试验例9为0.5（0.6）μm、试验例10为1.1（1.3）μm、试验例11为1.8（2.1）μm、试验例12为3.1（3.6）μm、试验例13为6.0（7.0）μm，未喷砂处理的试验例8为0.4（0.5）μm。此外，前述倒角距离x由{R面半径r/sin（刀具角θ）}-R面半径r的算式算出。试验3的复合多层覆膜是从基材侧按五层CrN、一层CrNO、一层Cr₂O₃、一层CrN、一层CrNO、一层Cr₂O₃的顺序层叠而成的构造，各层的厚度相对于整体的厚度从基材侧CrN层为50%、CrNO层为10%、Cr₂O₃层为10%、CrN层为10%、CrNO层为10%、最表层的Cr₂O₃层为10%。此外，CrNO层是氮氧化物，是X射线衍射下不示出铬氧化物的衍射峰的层。另外，Cr₂O₃层是X射线衍射下出现铬氧化物的衍射峰的层，有时Cr₂O₃层稍微包含氮。

在试验3中，在数控机床中进行了借助安装有试验例8~13的超硬替换刃的木工刀（刃尖直径46mm）来切削欧洲赤松集成材的切削试验。木工刀的转速为6000rpm，一边将被切削件以1m/min的进给速度进给，一边在切入被切削件20mm的状态下将被切削件切削60m。接着，确认自切削前的切削刃线粗度的切削后切削刃线粗度的变化。将其结果表示在图12中。图12的各图以下述情况下的纵横比表示：作为切削刃线延伸的方向的横轴的倍率为10倍，相对于此，表示自切削前的切削刃线的变化的纵轴的倍率为500倍。此外，在试验3的切削加工时，与被切削件直接接触的切削部分为5.0mm。

如图12所示，在试验例8中，在切削部分处产生一处比较大的积屑和很多小的积屑，但在将基材的对应于切削刃的部位设成圆弧形状的试验例9~13中，如用圆圈围出的那样在切削部分仅产生1~3处积屑。这样地在基材的与切削刃对应的部位附加极小的R能够确认对切削刃的切削部分的积屑的抑制起到较大的贡献。此外，即使在基材的与切削刃对应的部位处没有实施喷砂处理的试验例8中，后刀面覆盖部的膜厚相对于前刀面覆盖部的膜厚的比处于0.01~0.05的范围内，因此能够确认与试验例9~13同样，在非切削部分几乎不产生积屑。

（变更例）

不限于前述的结构，例如也可以如下所述地进行变更。

（1）切削工具不限于图1所示的形状，能够与被切削件、切削方法等相对应而适宜地形成。

（2）作为能适用本发明的切削工具，能够列举出刨刀等平刀、切刀、片锯、木工刀、刀片、角錾、这些的替换刃等。

（3）本发明的切削工具不限于木材的切削加工，还能优选地使用于非铁金属及其合金、木质材料或树脂的切削加工。

附图标记说明

12基材；12b（基材的）前刀面；12c（基材的）后刀面；14前刀面；16后刀面；18切削刃；20覆膜；22前刀面覆盖部；24后刀面覆盖部；C1、C2膜厚。

Claims

1.一种切削工具，用于非铁金属及其合金、木材、木质材料或树脂的切削加工，具有覆膜（20），所述覆膜（20）覆盖基材（12）而形成为遍及包括切削刃（18）的前刀面（14）以及后刀面（16）的至少一部分，

所述切削工具的特征在于，

前述覆膜（20）形成为覆盖前述前刀面（14）的前刀面覆盖部（22）的膜厚比覆盖前述后刀面（16）的后刀面覆盖部（24）的膜厚更厚，

将厚的一方的覆盖部（22）的膜厚（C1）设定在0.5μm~15.0μm的范围，并且将薄的一方的覆盖部（24）的膜厚（C2）相对于该厚的一方的覆盖部（22）的膜厚（C1）的比设定在0.01~0.15的范围，

将前述基材（12）的与前述切削刃（18）对应的部位形成为自该基材（12）的前刀面（12b）的延长线与该基材（12）的后刀面（12c）的延长线的交点以0.2μm~18μm的范围离开。

2.如权利要求1所述的切削工具，其特征在于，将前述基材（12）的与前述切削刃（18）对应的部位形成为半径0.5μm~6.0μm的圆弧状。

3.如权利要求1或2所述的切削工具，其特征在于，将前述薄的一方的覆盖部（24）的膜厚（C2）相对于前述厚的一方的覆盖部（22）的膜厚（C1）的比设定在0.01~0.05的范围。

4.如权利要求1所述的切削工具，其特征在于，前述覆膜（20）具有由至少包含铬的氮化物、氮氧化物、氧化物、碳化物、碳氧化物、碳氮化物以及碳氮氧化物的任意一个或多个构成的层。

5.如权利要求2所述的切削工具，其特征在于，前述覆膜（20）具有由至少包含铬的氮化物、氮氧化物、氧化物、碳化物、碳氧化物、碳氮化物以及碳氮氧化物的任意一个或多个构成的层。

6.如权利要求3所述的切削工具，其特征在于，前述覆膜（20）具有由至少包含铬的氮化物、氮氧化物、氧化物、碳化物、碳氧化物、碳氮化物以及碳氮氧化物的任意一个或多个构成的层。