CN108883480A - 旋转工具 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种旋转工具，是具有从第一端延伸至第二端的棒状的主体的旋转工具，主体在第一端侧具备切削刃部，在第二端侧具备刀柄部。切削刃部具备具有多个棱部的基体、和至少位于棱部上的被覆层。被覆层是含有SixM1‑xC1‑ yNy(其中，M选自Ti、Al、Cr、W、Mo、Ta、Hf、Nb、Zr及Y中的至少1种，0.01≤x≤0.55、0≤y≤1)的层。在被覆层中，在将靠近第一端的区域设为第一区域，将与第一区域相比远离第一端的区域设为第二区域时，第一区域中所含的Si的含有比率小于第二区域中所含的Si的含有比率。

Description

旋转工具
技术领域
本公开涉及一种在基体的表面成膜有被覆层的旋转工具。
背景技术
作为钻头、立铣刀及铰刀等旋转工具的一例，已知有如下的旋转工具，其为具有旋转轴的长条形状，且具有基体和被覆了基体的表面的被覆层。例如，在日本特开2003-48107号公报(专利文献1)及日本特开2003-170303号公报(专利文献2)中，作为被覆层公开了TiAlSiN层。
在使用旋转工具进行切削加工时，对于旋转工具，希望有高耐久性及高加工精度。
发明内容
一个方式的旋转工具具有从第一端延伸至第二端的棒状的主体，所述主体在所述第一端侧具备切削刃部，在所述第二端侧具备刀柄部。所述切削刃部具备具有多个棱部的基体、和至少位于所述棱部上的被覆层。所述被覆层是含有SixM1-xCl-yNy(其中，M选自Ti、Al、Cr、W、Mo、Ta、Hf、Nb、Zr及Y中的至少1种，0.01≤x≤0.55、0≤y≤1)的层。另外，在所述被覆层中，在将靠近所述第一端的区域设为第一区域、将与该第一区域相比远离所述第一端的区域设为第二区域时，所述第一区域中所含的Si的含有比率小于所述第二区域中所含的Si的含有比率。
附图说明
图1是表示作为本实施方式的旋转工具的一例的钻头的立体图。
图2是图1的钻头中的仅切削刃部部分的主视图。
图3是图1的X-X截面图。
图4是表示作为本实施方式的旋转工具的另一例的立铣刀的侧视图。
图5是图4的立铣刀的主视图。
图6是用于说明在基体的表面成膜被覆层时的设置方法的一例的示意图。
图7是用于说明在基体的表面成膜被覆层时的设置方法的另一例的示意图。
具体实施方式
以下，使用附图对多个实施方式的旋转工具进行详细说明。需要说明的是，以下参照的各图为了说明的方便，将构成各实施方式的构件中的主要构件简化表示。因而，旋转工具可以具备所参照的各图中没有表示出的任意的构成构件。另外，各图中的构件的尺寸并不如实地表示实际的构成构件的尺寸及各构件的尺寸比率等。
首先，对第一实施方式的旋转工具101进行说明。作为旋转工具，例如可以举出钻头、立铣刀及铰刀等，图1～3中，作为旋转工具例示出钻头101。
图1所示的钻头101是实心式的钻头，具有主体2。主体2是从第一端P延伸至第二端Q的棒状，且能够绕着旋转轴O旋转。第一端P是切削加工时最先接触被切削件的部分，第二端Q是在长度方向上距离第一端P最远的部分。通常，第一端P被称作钻头的前端，第二端Q被称作钻头的后端。
图1所示的主体2具备位于第一端P侧的切削刃部3(凹槽部)和位于第二端Q侧的刀柄部4。本实施方式中，第一端P位于切削刃部3，第二端Q位于刀柄部4。此处，切削刃部3及刀柄部4可以独立地形成，也可以一体地形成。另外，本实施方式的主体2示出了在切削刃部3及刀柄部4之外还具有位于切削刃部3与刀柄部4之间的锥形部5的例子。
切削刃部3如图3所示，具备具有多个棱部的基体6、和覆盖该棱部的被覆层7。另外，本实施方式的切削刃部3具有位于第一端P侧的切削刃8、和在棱部之间从第一端P侧朝向第二端Q侧的、位于被覆层7上的切屑排出槽(以下简称为槽。)9。
另外，在如图2所示朝向第一端P观看切削刃部3而得的主视图中，切削刃部3具有2个切削刃8、和分别与这些切削刃8邻接的后刀面10。槽9与切削刃8邻接，并且夹隔着切削刃8位于与后刀面10相反一侧。本实施方式中也可以换言为，切削刃8位于槽9与后刀面10交叉的棱线的至少一部分。需要说明的是，图2所示的R表示钻头101的旋转方向。图2中，旋转轴O与第一端P重合。
图3表示出图1的X-X剖面的截面图。切削刃部3如图3所示，具有基体6、和覆盖基体6的表面的被覆层7。基体6由超硬合金、金属陶瓷、cBN、高速钢等硬质材料形成。另外，本实施方式中，切削刃部3具有覆盖基体6的被覆层7，但刀柄部4的表面可以由被覆层7被覆，也可以没有被覆。
本实施方式的被覆层7是含有SixM1-x(C1-yNy)(其中，M选自Ti、Al、Cr、W、Mo、Ta、Hf、Nb、Zr及Y中的至少1种，0.01≤x≤0.55、0≤y≤1)的层。通过含有Ti、Al、Cr、W、Mo及Nb的至少1种作为M，而使被覆层7的硬度及耐磨损性优异。由于在M含有Ti、Al、Mo及Nb的至少1种的情况下，可以使被覆层7在高温下的抗氧化性优异，因此例如可以抑制高速切削中的月牙洼磨损的发展。
如果例示更具体的被覆层7的组成，则为SixTibAlcNbdWe(C1-yNy)(0.01≤x≤0.55、0.13≤b≤0.8、0≤c≤0.65、0≤d≤0.25、0≤e≤0.3、a+b+c+d+e＝1、0≤y≤1)。此时，被覆层7可以含有小于1原子％的微量的选自Cr、Mo、Ta、Hf、Zr及Y中的至少1种。
在被覆层7为上面例示的组成的情况下，由于被覆层7的氧化开始温度升高，因此被覆层7的抗氧化性变高。另外，被覆层7由于内在的内部应力为合适的范围内，因此耐缺损性提高。
另外，在被覆层7为上面例示的组成的情况下，由于被覆层7的硬度高，因此与基体6的密合性提高。由此，即使在难削材料的加工、干式切削、高速切削等严酷的切削条件下也可以发挥被覆层7的优异的耐磨损性及耐缺损性。
另外，在被覆层7为上面例示的组成的情况下，在b(Ti含有比率)为0.13以上时，因被覆层7的晶体结构从立方晶变为六方晶而造成的硬度的降低少，因此被覆层7具有高耐磨损性。另一方面，在b(Ti含有比率)为0.8以下时，被覆层7的抗氧化性及耐热性提高。b的特别优选的范围为0.2≤b≤0.5。
另外，在被覆层7为上面例示的组成的情况下，在c(Al组成比)为0.65以下时，因被覆层7的晶体结构从立方晶变为六方晶而造成的硬度的降低少。c的优选的范围为0.45≤c≤0.65，特别优选的范围为0.5≤c≤0.63。
另外，在被覆层7为上面例示的组成的情况下，在d(Nb含有比率)为0.25以下时，被覆层7的抗氧化性及硬度的降低少，因此被覆层7具有高耐磨损性。d的特别优选的范围为0.02≤d≤0.22。
另外，在被覆层7为上面例示的组成的情况下，在e(W含有比率)为0.3以下时，被覆层7的抗氧化性及硬度的降低少，因此被覆层7具有高耐磨损性。e的特别优选的范围为0.02≤e≤0.22。
另外，对于被覆层7中所含的成分中的作为非金属成分的C、N，从旋转工具所必需的硬度及韧性的观点出发，y(N含有比率)为0≤y≤1，特别为0.8≤y≤1。此处，根据本实施方式，上述的被覆层7的组成可以利用能量色散型X射线分光分析法(EDX)或X射线光电子分光分析法(XPS)来测定。
后刀面10的被覆层7的厚度tf不限定为特定的值，例如可以设定为0.5～3μm。在tf为上述值的情况下，可以保持切削刃8的耐磨损性与钻头101的刚性的提高的平衡，从而延长工具寿命。
另外，被覆层7不一定仅由上述组成的层构成，也可以是层叠有由与上述组成的层不同的组成形成的其他层的结构。在被覆层7由多个层形成的情况下，一部分的层可以不包含Si，另外，Si的含有比率可以彼此不同。另外，被覆层7可以是不同组成的2层交替进行层叠的结构。
由组成不同的2种以上的多层结构形成的被覆层7例如可以通过如下操作来制作，即，在成膜装置的腔室的内壁侧面，在将组成不同的靶隔开一定的间隔进行配置的状态下，一边使成膜的试样旋转，一边进行成膜。需要说明的是，本实施方式中，利用下面所示的方法从被覆层7的表面起对被覆层7的整体的组成进行分析，将所得的结果作为被覆层7的组成。
具体而言，对于被覆层7的组成，例如在将与切削刃8邻接的后刀面10设为测定面时，通过电子束微量分析仪(EPMA)，测定后刀面10的表面，将此处所得的组成作为被覆层7的组成。需要说明的是，即使被覆层7为多层结构，也将通过基于EPMA的表面的测定得到的组成作为被覆层7的组成。
第一实施方式的钻头101中，在被覆层7中，在将靠近第一端P的区域设为第一区域7a、将与第一区域7a相比远离第一端P的区域设为第二区域7b时，第一区域7a中所含的Si的含有比率与第二区域7b中所含的Si的含有比率不同。具体而言，第一区域7a中所含的Si的含有比率小于第二区域7b中所含的Si的含有比率。
在第一实施方式的钻头101中，由于第一区域7a中所含的Si的含有比率小于第二区域7b中所含的Si的含有比率，因此可以提高钻头101的耐久性，并且可以提高切削加工时的加工精度。
具体而言，例如在加工容易缺损的CFRP材料中的碳纤维及树脂等那样混杂有硬度彼此不同的材质的被切削件、加工层叠有硬度彼此不同的多个材质的层叠材料之类的被切削件、以及通过肩加工之类的施加断续的冲击的切削进行加工的各种情况下，由于在旋转轴O附近被覆层7发生剥离受到抑制，因此可以提高位于第一端P侧的切削刃8的耐缺损性。
另外，第二区域7b中所含的Si含有比率大。由此，在切削刃部3的第二端Q侧，可以通过第二区域7b对基体6赋予压缩应力，因此基体6的刚性提高。由于基体6的刚性提高，因此切削加工时的钻头101的振动受到抑制，加工精度提高。
另外，在被覆层7中所含的Si的含有比率是从第一端P侧朝向第二端Q侧逐渐增加的形态时，基体6的刚性更加合适，钻头101的加工精度进一步提高。需要说明的是，此处逐渐增加是指如下的构成，即，在包括被覆层7的第一端P侧的端部及第二端Q侧的端部在内分别测定以等间隔设定的5点的Si的含有比率的情况下，从第一端P侧的端部到第二端Q侧的端部单调地增加。
另外，在被覆层7含有Ti、且第一区域7a中所含的Ti的含有比率大于第二区域7b中所含的Ti的含有比率的情况下，可以进一步提高钻头101的耐久性，并且可以进一步提高切削加工时的加工精度。
另外，在被覆层7含有Al、且第一区域7a中所含的Al的含有比率大于第二区域7b中所含的Al的含有比率的情况下，也可以进一步提高钻头101的耐久性，并且可以进一步提高切削加工时的加工精度。
另外，在被覆层7含有Nb、且第一区域7a中所含的Nb的含有比率小于第二区域7b中所含的Nb的含有比率的情况下，也可以进一步提高钻头101的耐久性，并且可以进一步提高切削加工时的加工精度。
另外，可以在切削部3的第一区域7a及第二区域7b的表面存在组成与被覆层7不同的多个被称作微滴(droplet)的粒状物质。此时，在第一区域7a中的微滴的存在比率小于第二区域7b中的微滴的存在比率的情况下，可以抑制在切削刃8发生熔接，并且可以在使用了切削液的加工中增加能够由切削刃部3保持的切削液的量。
需要说明的是，第一区域7a中的微滴的存在比率小于第二区域7b中的微滴的存在比率可以换言为，第一区域7a中的微滴的密度低于第二区域7b中的微滴的密度。
另外，在第二区域7b中的微滴的大小大于第一区域7a中的微滴的大小的情况下，也可以抑制在切削刃8发生熔接，并且可以在使用了切削液的加工中增加能够由切削刃部3保持的切削液的量。
在微滴的存在比率从第二端Q朝向第一端P减少的情况下，具体而言，在从第二端Q朝向第一端P的3处以上微滴的存在比率单调地减少的情况下，可以进一步抑制在切削刃8发生熔接。
需要说明的是，微滴的存在比率只要从被覆层7的表面的SEM照片中确定微滴，计算例如10μm×10μm的区域中的微滴的个数即可。此时，将直径0.2μm以上的粒子确定为微滴。需要说明的是，SEM照片的拍摄部位设为槽9的外周部分等，在第一端P侧与第二端Q侧合并的部分。
另外，在微滴中的M的含有比率大于被覆层7中的M的含有比率的情况下，可以相对地减少微滴中的Si的含有比率，因此可以进一步抑制在切削刃8发生熔接。
另外，在将位于槽9的被覆层7设为第三区域7c、将切削刃部3的位于外周面的被覆层7设为第四区域7d时，在第三区域7c的至少一部分的Si的含有比率小于第四区域7d中所含的Si的含有比率的情况下，可以提高外周刃23的耐热性，并且可以提高槽9的滑动性。需要说明的是，第三区域7c及第四区域7d中所含的Si的含有比率只要在切削刃部3的沿着旋转轴O的方向上的相同位置分别进行测定即可。
另外，在被覆层7含有Ti、且第三区域7c的至少一部分的Ti的含有比率大于第四区域7d中所含的Ti的含有比率时，可以进一步提高外周刃23的耐热性，并且可以进一步提高槽9的滑动性。需要说明的是，对于第三区域7c及第四区域7d中所含的Ti的含有比率，与Si的含有比率相同，只要在切削刃部3的沿着旋转轴O的方向上的相同位置分别进行测定即可。
另外，在被覆层7含有Al、且第三区域7c的至少一部分的Al的含有比率大于第四区域7d中所含的Al的含有比率的情况下，可以进一步提高外周刃25的耐热性，并且可以进一步提高槽9的滑动性。需要说明的是，对于第三区域7c及第四区域7d中所含的Al的含有比率，与Si的含有比率相同，只要在切削刃部3的沿着旋转轴O的方向上的相同位置分别进行测定即可。
作为构成基体6的材质，例如可以举出金属、超硬合金、金属陶瓷及陶瓷等。作为金属，例如可以举出不锈钢及钛。作为超硬合金的组成，例如可以举出WC(碳化钨)-Co(钴)、WC-TiC(碳化钛)-Co、WC-TiC-TaC(碳化钽)一Co及WC-TiC-TaC-Cr3C2(碳化铬)-Co。此处，WC、TiC、TaC及Cr3C2为硬质粒子，Co为结合相。
另外，金属陶瓷是在陶瓷成分中复合了金属的烧结复合材料。具体而言，作为金属陶瓷的一例，可以举出以TiC及TiN(氮化钛)等钛化合物为主成分的金属陶瓷。作为陶瓷，例如可以举出Al2O3(氧化铝)、Si3N4(氮化硅)、cBN(立方氮化硼：Cubic Boron Nitride)。
下面，对第二实施方式的旋转工具201进行说明。在第一实施方式中作为旋转工具例示出钻头101，而本实施方式的旋转工具如图4、5所示为立铣刀201。需要说明的是，本实施方式的立铣刀201中，对于与第一实施方式的钻头101相同的构成的事项，在图4、5中使用相同的符号而省略说明。
图4的立铣刀201为实心式的立铣刀，具有能够绕着旋转轴O旋转的主体2。图4所示的主体2与第一实施方式的钻头101相同地具有切削刃部3及刀柄部4，但不具有相当于第一实施方式的锥形部5的构成。
切削刃部3具备基体6、被覆层7、和位于第一端P侧的副切削刃21。另外，本实施方式的切削刃部3具备位于切削刃部3的外周面、且从第一端P侧朝向第二端Q侧的外周刃23；沿着外周刃23从第一端P侧朝向第二端Q侧的切屑排出槽(槽)9；在第一端P侧沿着副切削刃21延伸、且位于副切削刃21与槽9之间的容屑槽25。需要说明的是，外周刃23可以在第一端P侧与副切削刃21连接。该情况下，槽9可以在第一端P侧与副切削刃21连接。
本实施方式中，多个棱部作为外周刃23发挥作用。因此可以换言为，槽9在外周刃23之间从第一端P侧朝向第二端Q侧，位于被覆层7上。
根据图5所示的立铣刀201的主视图(朝向第一端P观看而得的图)，立铣刀201的槽9的一部分分别相对于各副切削刃21位于立铣刀201的旋转方向的前方。另外，副后刀面27相对于各副切削刃21在旋转方向的后方邻接。图5的D是副切削刃21的外周端旋转时描绘的圆的直径，是立铣刀201的加工直径。
本实施方式的立铣刀201中，与第一实施方式的钻头101相同，被覆层7是含有SixM1-x(C1-yNy)(其中，M选自Ti、Al、Cr、W、Mo、Ta、Hf、Nb、Zr及Y中的至少1种，0.01≤x≤0.55、0≤y≤1)的层。
此时，第一区域7a中所含的Si的含有比率与第二区域7b中所含的Si的含有比率不同。具体而言，第一区域7a中所含的Si的含有比率小于第二区域7b中所含的Si的含有比率。
第二实施方式的立铣刀201可以用于对副切削刃21施加大的冲击的切削加工。这种用途中所用的立铣刀201中，由于被覆层7中所含的Si的含有比率为上述的构成，因此与第一实施方式相同，被覆层7发生剥离受到抑制，由此可以提高立铣刀201的耐久性，并且可以提高切削加工时的加工精度。另外，在立铣刀201中，在端面加工时，还可以抑制在外周刃23与被切削件接触的末端发生的边界磨损的发展。
另外，本实施方式的切削刃部3可以与第一实施方式相同地，具有多个微滴。此时，在第一区域7a中的微滴的存在比率低于第二区域7b中的微滴的存在比率的情况下，可以抑制在副切削刃21发生切屑的熔接，并且可以在使用了切削液的加工中增加能够由切削刃部3保持的切削液的量。
(制造方法)
下面，对一个方式的旋转工具的制造方法进行说明。本方式中，作为旋转工具以第二实施方式所示的立铣刀201为对象。
首先，准备由金属、超硬合金、金属陶瓷或陶瓷等形成的圆柱状体，使用加工机加工为所期望的形状，由此得到基体6。然后，在基体6的表面成膜被覆层7。作为被覆层7的成膜方法，可以合适地应用离子镀法及溅射法等物理蒸镀(PVD)法。
对于成膜方法的一例，对使用了图6的电弧离子镀成膜装置(以下，简称为AIP装置40。)的成膜方法进行说明。
首先，配置基体6，从气体导入口42向真空腔室(以下，简称为腔室。)41中导入N2、Ar等气体。然后，向配置于腔室41中的阴极43与阳极44之间施加高电压从而产生等离子体。
此后，通过该等离子体从主靶45(45a、45b)中蒸发所期望的金属或陶瓷并且使之离子化从而制成高能态。通过使该离子化了的金属附着于试样(基体6)的表面，可以在基体6的表面覆盖被覆层7。
另外，根据图6，通过将基体6设置于试样支撑台46而构成塔47，形成在工作台48上载放有多个塔47的构成。此外，根据图6，在腔室41中配置有用于加热基体6的加热器49、用于将气体排出至系统外的气体排出口50、和用于对基体6施加偏压的偏压电源51。需要说明的是，图6的基体6是由图4-5中记载的立铣刀201的形状构成的基体。
在腔室41的侧壁面，设置有Si的含有比率不同的至少2个靶(45a、45b)。此时，将Si含有比率大的第一靶45a设置于腔室41的侧壁面的下侧，将不含有Si或Si的含有比率小的第二靶45b设置于腔室41的侧壁面的上侧。
第一靶45a含有金属硅(Si)、以及规定的金属M(其中，M选自Ti、Al、Cr、W、Mo、Ta、Hf、Nb、Zr及Y中的至少1种以上)。第二靶45b含有规定的金属M(其中，M选自Ti、Al、Cr、W、Mo、Ta、Hf、Nb、Zr及Y中的至少1种以上)，对于金属硅(Si)，设为不含有或小于第一靶45a的含有比率。
根据本方式，在将基体6设置于腔室内时，如图6所示，以使第一端P朝上、第二端Q朝下的方式进行设置。此后，在腔室41的侧壁面的相对上侧载放第二靶45b，在相对下侧载放第一靶45a。由此，可以使成膜于基体6的表面的被覆层7中的各金属的比率、以及微滴的存在状态发生变化。
需要说明的是，本方式中，也可以分别将第一靶45a设置于腔室41的侧壁面的相对上侧，将第二靶45b设置于腔室41的侧壁面的相对下侧，并且以使基体6的第一端P朝下、第二端Q朝上的方式进行设置。
另外，即使在作为旋转工具以第一实施方式所示的钻头101为对象的情况下，关于第一靶45a及第二靶45b也只要设为上述的位置关系即可。另一方面，在作为旋转工具以第三实施方式所示的钻头101为对象的情况下，只要分别将第一靶45a设置于腔室41的侧壁面的相对下侧，将第二靶45b设置于腔室41的侧壁面的相对上侧，以使基体6的第一端P朝上、第二端Q朝下的方式进行设置即可。
另外，与第三实施方式所示的钻头101相同，在制造第一区域7a中所含的Si的含有比率大于第二区域7b中所含的Si的含有比率的立铣刀的情况下，例如只要如图7所示地分别设置基体6、第一靶45a及第二靶45b即可。
使用上述的靶，通过电弧放电、辉光放电等使金属源蒸发而离子化，同时通过与作为氮源的氮(N2)气和/或作为碳源的甲烷(CH4)/乙炔(C2H2)气体反应的离子镀法或溅射法成膜被覆层7。需要说明的是，为了提高被覆层7的硬度，并且提高与基体6的密合性，在成膜上述的被覆层7时施加35～300V的偏压即可。
[实施例1]
以平均粒径0.8μm的碳化钨(WC)粉末为主成分，以10质量％的比例添加平均粒径1.2μm的金属钴(Co)粉末，以0.1质量％的比例添加平均粒径1μm的碳化钒(VC)粉末，以0.3质量％的比例添加平均粒径1μm的碳化铬(Cr3C2)粉末并进行混合，成形，烧成，制作出由超硬合金构成的基体。另外，通过对基体进行刃磨加工，加工为图4及图5所示的立铣刀的形状。
将如此进行制作的基体及表1所示的靶分别设置于腔室中。此时，以使第一端朝上、第二端朝下的方式将基体设置于腔室中。此外，将成膜温度设为540℃，施加表1所示的偏压，并且分别流过电弧电流150A，由此成膜了表2～3所示的组成的被覆层。
对所得的试样，利用扫描电子显微镜(SEM)从被覆层的表面观察副切削刃的副后刀面(表中记作第一端侧)、从副切削刃向后方20mm的位置的外周面(表中记作第二端侧)、从副切削刃向后方10mm的位置的外周面(表中记作第二区域)及从副切削刃向后方10mm的位置的槽底(表中记作第一区域)的各位置的任意3处、以及形成于各位置的表面上的微滴，并分析各位置处的组成。将3处的平均组成记为被覆层的组成。另外，测定1个视野中的10μm×10μm的任意区域中的直径0.2μm以上的微滴的个数，并算出测定部位5处的平均个数。将结果表示于表1～2中。
此外，对各试样的包含被覆层的截面进行SEM观察，对于从副切削刃向后方10mm的位置，取垂直于旋转轴O的截面，测定第四区域的被覆层的厚度，结果是2μm。
[表1]
[表2]
然后，使用所得的立铣刀在以下的切削条件下进行切削试验。将结果表示于表3中。
(切削条件)
切削方法：侧面切削
被切削件：钛合金(Ti－6Al－4V)
切削速度(进给)：79m/分钟
进给：0.06mm/刃
切口：深20mm、宽1mm、加工直径φ10mm
切削状态：湿式
评价方法：首先，进行20m切削加工，通过千分表测定出工件的加工面的倾斜量。其后，再次开始切削加工，评价了立铣刀达到寿命的切削长度。另外，确认了达到寿命的立铣刀的刀头状态。需要说明的是，所谓倾斜量，是指相对于被切削件的壁面的上端和下端的位置而言垂直于被切削件的底面的方向的偏移宽度。
[表3]
根据表1～3所示的结果，在第一层的位于第一端侧的部分中所含的Si的含有比率小于第一层的位于第二端侧的部分中所含的Si的含有比率的试样No.I-1～7中，切削刃的崩刃的发生均很少，并且加工面的倾斜量小，发挥出高加工精度的切削性能。
[实施例2]
相对于实施例1的试样No.1，设为层叠有如下2层的被覆层，即，将1μm第一端侧的组成为由Si0.01Ti0.53Al0.43W0.01Nb0.02N构成的层作为被覆层的下层，将1μm副后刀面的组成为由Si0.01Ti0.33Al0.56Nb0.1N构成的层作为上层，除此以外，与实施例1相同地制作出立铣刀。
被覆层的整体组成为，第一端侧的组成是Si0.01Ti0.43Al0.49W0.01Nb0.06N，第二端侧的组成是Si0.03Ti0.4Al0.56W0.01Nb0.1N，第二区域的组成是Si0.02Ti0.36Al0.53W0.01Nb0.08N，第一区域的组成是Si0.01Ti0.32Al0.55W0.01Nb0.11N。
与实施例1相同地进行了切削评价，其结果是，加工长度为80m，倾斜量为25μm，加工结束时的切削刃的状态是发生了常规磨损。
[实施例3]
与实施例1相同地使用了加工为图4及图5所示的立铣刀的形状的基体。将与实施例1相同地制作的基体及表4所示的靶分别设置于腔室中。此时，与实施例1相同，以使第一端朝上、第二端朝下的方式将基体设置于腔室中。此外，将成膜温度设为540℃，施加表4所示的偏压，并且分别流过电弧电流150A，由此成膜了表5～6所示的组成的被覆层。
对所得的试样，与实施例1相同地分析了立铣刀的特性。将结果表示于表5～6中。此外，测定了第四区域的被覆层的厚度，其结果是2μm。
[表4]
[表5]
然后，使用所得的立铣刀在以下的切削条件下进行了切削试验。将结果表示于表3中。
(切削条件)
切削方法：槽切削
被切削件：SCM440
切削速度(进给)：78m/分钟
进给：0.035mm/刃
切口：深15mm、宽10mm、加工直径φ10mm
切削状态：干式
评价方法：确认了切削距离50m处的磨损量。比较直至工具寿命时的切削距离，并且确认了达到寿命的立铣刀的刀头状态。
[表6]
根据表4～6所示的结果，在第一区域中所含的Si的含有比率大于第二区域中所含的Si的含有比率的试样No.II－1～7中，切削刃的磨损的发展均变慢而发挥出耐磨损性优异的良好的切削性能。
附图标记的说明
101 旋转工具(钻头)
201 旋转工具(立铣刀)
2 主体
3 切削刃部
4 刀柄部
5 锥形部
6 基体
7 被覆层
8 切削刃
9 切屑排出槽(槽)
10 后刀面
11 第一层
21 副切削刃
23 外周刃
25 容屑槽
27 副后刀面
40 AIP装置
41 腔室
42 气体导入口
43 阴极
44 阳极
45 主靶
45a 第一靶
45b 第二靶
46 试样支撑台
47 塔
48 工作台
49 加热器
50 气体排出口
51 偏压电源

Claims (10)

1.一种旋转工具，是具有从第一端延伸至第二端的棒状的主体的旋转工具，
所述主体在所述第一端侧具备切削刃部，在所述第二端侧具备刀柄部，
所述切削刃部具备具有多个棱部的基体、和至少位于所述棱部上的被覆层，
所述被覆层是含有SixM1-xCl-yNy的层，其中，M选自Ti、Al、Cr、W、Mo、Ta、Hf、Nb、Zr及Y中的至少1种，0.01≤x≤0.55、0≤y≤1，
在所述被覆层中，在将靠近所述第一端的区域设为第一区域，将与该第一区域相比远离所述第一端的区域设为第二区域时，
所述第一区域中所含的Si的含有比率小于所述第二区域中所含的Si的含有比率。
2.根据权利要求1所述的旋转工具，其中，
所述被覆层含有Ti，
所述第一区域中所含的Ti的含有比率大于所述第二区域中所含的Ti的含有比率。
3.根据权利要求1或2所述的旋转工具，其中，
所述被覆层含有Al，
所述第一区域中所含的Al的含有比率大于所述第二区域中所含的Al的含有比率。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的旋转工具，其中，
所述被覆层含有Nb，
所述第一区域中所含的Nb的含有比率小于所述第二区域中所含的Nb的含有比率。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的旋转工具，其中，
在所述第一区域及所述第二区域的表面存在微滴，所述第一区域中的所述微滴的存在比率小于所述第二区域中的所述微滴的存在比率。
6.根据权利要求5所述的旋转工具，其中，
所述第二区域中的所述微滴的大小大于所述第一区域中的所述微滴的大小。
7.根据权利要求5或6所述的旋转工具，其中，
所述微滴中的所述M的含有比率大于所述被覆层中的所述M的含有比率。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的旋转工具，其中，
所述切削刃部还具备在所述棱部之间从所述第一端侧朝向所述第二端侧的、位于所述被覆层上的切屑排出槽，
在将位于该切屑排出槽的所述被覆层设为第三区域，将位于所述切削刃部的外周面的所述被覆层设为第四区域时，所述第三区域的至少一部分中的Si的含有比率小于所述第四区域中所含的Si的含有比率。
9.根据权利要求8所述的旋转工具，其中，
所述被覆层含有Ti，
所述第三区域的至少一部分中的Ti的含有比率大于所述第四区域中所含的Ti的含有比率。
10.根据权利要求8或9所述的旋转工具，其中，
所述被覆层含有Al，
所述第三区域的至少一部分中的Al的含有比率大于所述第四区域中所含的Al的含有比率。
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