CN113195135A

CN113195135A - 切削工具

Info

Publication number: CN113195135A
Application number: CN202080007129.9A
Authority: CN
Inventors: 城户保树; 阿侬萨克·帕索斯; 奥野晋; 今村晋也
Original assignee: Sumitomo Electric Hardmetal Corp
Current assignee: Sumitomo Electric Hardmetal Corp
Priority date: 2019-04-17
Filing date: 2020-02-27
Publication date: 2021-07-30
Also published as: US11919092B2; EP3957420A4; EP3957420A1; EP3957420B1; JPWO2020213260A1; JP6840927B1; WO2020213260A1; US20220001456A1

Abstract

一种切削工具，其包括前刀面、后刀面和切削刃部分，该切削工具具有基材和AlTiN层；AlTiN层包含立方晶型的Al_xTi_1‑xN晶粒；Al的原子比x为0.7以上0.95以下；AlTiN层包括中央部分，当沿着包括前刀面的法线和后刀面的法线的平面截取AlTiN层，对该截面进行电子背散射衍射分析以确定Al_xTi_1‑xN晶粒各自的晶体取向，并且基于所确定的晶体取向创建颜色图时，该颜色图中在前刀面的中央部分(200)面取向晶粒的面积比为80％以上，在后刀面的中央部分(200)面取向晶粒的面积比为80％以上，并且在切削刃部分的中央部分(200)面取向晶粒的面积比为80％以上。

Description

切削工具

技术领域

本公开涉及一种切削工具。本申请要求基于在2019年4月17日提交的日本专利申请No.2019-078672的优先权。该日本专利申请描述的全部内容通过引用并入本文。

背景技术

以往，将由硬质合金或立方晶型氮化硼烧结体(cBN烧结体)构成的切削工具用于切削钢和铸件。在切削过程中，这种切削工具的切削刃暴露于如高温和高应力之类的严酷环境中，从而导致切削刃的磨损和破损。

因此，抑制切削刃的磨损和破损在提高切削工具的切削性能、从而延长切削工具的寿命方面至关重要。

为了提高切削工具的切削性能(例如，耐破损性、耐月牙洼磨损性以及耐后刀面磨损性)，已经开发了被覆硬质合金、cBN烧结体等的基材的表面的覆膜。其中，由铝(Al)、钛(Ti)和氮(N)的化合物(以下，也称为“AlTiN”)构成的覆膜可具有高硬度，并且可以提高抗氧化性。(例如，参见日本专利特开No.9-295204(专利文献1)、No.9-300106(专利文献2)和No.10-330914(专利文献3))。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本专利特开No.9-295204

专利文献2：日本专利特开No.9-300106

专利文献3：日本专利特开No.10-330914

发明内容

本公开涉及一种切削工具，

其包括前刀面、后刀面和将前刀面与后刀面连接在一起的切削刃部分的切削工具，

该切削工具具有基材和设置在基材上的AlTiN层，

AlTiN层包含立方晶型的Al_xTi_1-xN晶粒，

Al_xTi_1-xN的Al原子比x为0.7以上0.95以下，

AlTiN层包括中央部分，

所述中央部分是介于假想平面D和假想平面E之间的区域，所述假想平面D穿过在厚度方向上与所述基材侧的第一界面相距1μm的点、并与所述第一界面平行，所述假想平面E穿过在厚度方向上与所述基材相反侧的第二界面相距1μm的点、并与所述第二界面平行，

所述第一界面平行于所述第二界面，

当沿着包括所述前刀面处所述第二界面的法线和所述后刀面处所述第二界面的法线的平面进行切割，使用场发射扫描显微镜对获得的所述AlTiN层的截面进行电子背散射衍射图像分析以确定所述Al_xTi_1-xN晶粒各自的晶体取向，且基于所述晶体取向创建颜色图时，

所述颜色图中，

在所述前刀面处的所述中央部分，(200)面的法线方向在所述前刀面处所述第二界面的法线方向±15°以内的所述Al_xTi_1-xN晶粒占的面积比为80％以上，

在所述后刀面处的所述中央部分，(200)面的法线方向在所述后刀面处所述第二界面的法线方向±15°以内的所述Al_xTi_1-xN晶粒占的面积比为80％以上，

在所述切削刃部分处的所述中央部分，(200)面的法线方向在所述切削刃部分的法线方向±15°以内的所述Al_xTi_1-xN晶粒占的面积比为80％以上，

所述切削刃部分的法线方向为假想平面C的法线方向，所述假想平面C包括所述基材的前刀面与所述切削刃部分之间的边界线、和所述基材的后刀面与所述切削刃部分之间的边界线。

附图说明

图1为示出切削工具的一个实施方案的透视图。

图2为沿着图1所示的线X-X截取的截面图。

图3为图2的局部放大图。

图4为示出具有其他形状的切削刃部分的实例的截面图。

图5为示出具有其他形状的切削刃部分的另一实例的截面图。

图6为切削工具的一个实施方案的实例的示意性截面图。

图7为切削工具的另一实施方案的实例的示意性截面图。

图8为切削工具的又一实施方案的实例的示意性截面图。

图9为基于AlTiN层的截面而创建的颜色图的示意图。

图10为用于制造根据本实施方案的切削工具的CVD装置的示意性截面图。

图11为用于制造根据本实施方案的切削工具的CVD装置的气体导入管的示意性截面图。

具体实施方式

[本公开要解决的问题]

近年来，需要更高效(或更高切削速度和更高进给速度)的切削加工，并且特别期望进一步提高用于切削不锈钢(例如，SUS630)的切削工具的稳定性(例如，抑制前刀面、切削刃部分和后刀面各自的缺损和破损)。

本公开鉴于上述情况而完成，并且其目的在于提供具有优异的耐缺损性的切削工具。

[本公开的有益效果]

根据本公开，可以提供一种具有优异的耐缺损性的切削工具。

[本公开的实施方案的说明]

首先，对本公开的实施方案进行列举和说明。

[1]本公开的切削工具

包括前刀面、后刀面和将前刀面与后刀面连接在一起的切削刃部分，

切削工具具有基材和设置在基材上的AlTiN层，

AlTiN层包含立方晶型的Al_xTi_1-xN晶粒，

Al_xTi_1-xN的Al原子比x为0.7以上0.95以下，

AlTiN层包括中央部分，

所述第一界面平行于所述第二界面，

所述颜色图中，

如此构成的上述切削工具具有优异的耐缺损性。本文中“耐缺损性”是指对前刀面、切削刃部分和后刀面处的小规模破损(即，不会立即达到寿命终止的程度的破损)的耐性。本发明人认为，当切削工具发生缺损时，随后会以该缺损为起点，切削工具将发生异常磨损或破损。应当注意，“耐破损性”是指对前刀面处的机械破损、以及切削刃部分和后刀面由于工件的熔接所引起的破损的耐性。“机械破损”是指由于切削工具与工件碰撞时产生的冲击所引起的破损。

[2]AlTiN层的厚度为2.5μm以上20μm以下。通过以这种方式进行限定，切削工具的耐缺损性可以更加优异。

[3]切削工具还包括设置在基材和AlTiN层之间的下底层，

下底层由这样的化合物构成，该化合物由以下元素组成：选自由元素周期表的第4族元素、第5族元素、第6族元素和铝组成的组中的至少一种元素；以及选自由碳、氮、氧和硼组成的组中的至少一种元素。通过以这种方式进行限定，切削工具可以具有耐缺损性，此外，AlTiN层具有优异的耐剥离性。

[4]切削工具还包括设置在AlTiN层上的表面层，并且

表面层由这样的化合物构成，该化合物由以下元素组成：选自由元素周期表的第4族元素、第5族元素、第6族元素和铝组成的组中的至少一种元素；以及选自由碳、氮、氧和硼组成的组中的至少一种元素。通过以这种方式进行限定，切削工具的耐缺损性可以更加优异。

[本公开的实施方案的细节]

以下，将描述本公开的一个实施方案(以下，也称作“本实施方案”)。然而，应当注意本实施方案不限于此。在本说明书中，表述“X至Y”的形式表示范围的下限至上限(即，X以上Y以下)，并且当X后没有单位而仅Y后具有单位时，X的单位与Y的单位相同。此外，在本说明书中，当通过未限定组成元素的组成比的化学式(例如“TiN”)表示化合物时，该化学式包括任何常规已知的组成比(元素比)。化学式将不仅包括化学计量组成，而且还包括非化学计量组成。例如，化学式“TiN”不仅包括化学计量组成“Ti₁N₁”，而且还包括非化学计量组成如“Ti₁N_0.8”。这也适用于“TiN”之外的化合物。

<<表面被覆切削工具>>

根据本公开的切削工具，

切削工具具有基材和设置在基材上的AlTiN层，

AlTiN层包含立方晶型的Al_xTi_1-xN晶粒，

Al_xTi_1-xN的Al原子比x为0.7以上0.95以下，

AlTiN层包括中央部分，

所述第一界面平行于所述第二界面，

所述颜色图中，

在本实施方案的“平行”这一概念不仅包括几何平行而且包括基本平行。

本实施方案的表面被覆切削工具1(以下，也简称为“切削工具”)具有基材10和设置在基材10上的AlTiN层11(例如，图6)。除了AlTiN层11以外，切削工具1还可以包括设置在基材10和AlTiN层11之间的下底层12(图7)。切削工具1还可以包括设置在AlTiN层11上的表面层13(图8)。将在下文中描述下底层12和表面层13等其他层。

可以将设置在基材10上的上述层统称为“覆膜”。即，切削工具1具有设置在基材10上的覆膜14，并且该覆膜包括AlTiN层11。此外，覆膜14还可包括下底层12或表面层13。

切削工具可为(例如)钻头、端铣刀(如球型端铣刀)、钻头用可替换切削刀片、端铣刀用可替换切削刀片、铣削用可替换切削刀片、车削用可替换切削刀片、金属锯、齿轮切削工具、铰刀、丝锥等。

切削工具包括前刀面、后刀面和连接前刀面与后刀面的切削刃部分。“前刀面”是指在切削工件时排出由工件产生的切屑的面。“后刀面”是指其一部分与工件接触的面。在下文中，将以可替换切削刀片(图1至图5)作为具体例进行描述。

图1为一个实施方案的示例切削工具的透视图。图2为沿图1所示的线X-X截取的截面图。将具有这种形状的切削工具用作车削用可替换切削刀片等。

图1和图2所示的切削工具1的表面包括上表面、下表面和四个侧面，并且整体上呈垂直方向的厚度略小的四棱柱形状。此外，切削工具1具有贯通上下表面的贯通孔，并且在四个侧面的边界部分，相邻的侧面通过圆弧面连接。

切削工具1的上表面和下表面形成前刀面1a，四个侧面(以及将相邻的侧面连接在一起的各圆弧面)形成后刀面1b，将前刀面1a和后刀面1b连接在一起的圆弧面形成切削刃部分1c(图2)。

图3为图2的局部放大图。图3示出了假想平面A、假想边界线AA、假想平面B和假想边界线BB。

假想平面A相当于通过延伸前刀面1a而获得的平面。边界线AA是前刀面1a与切削刃表面1c之间的边界线。假想平面B相当于通过延伸后刀面1b而获得的平面。边界线BB是后刀面1b与切削刃表面1c之间的边界线。

图3示出，切削刃部分1c具有圆弧面(或经过珩磨)，并且通过切削刃部分1c连接前刀面1a与后刀面1b。

应当注意，图3的假想平面A和B分别用线表示，并且边界线AA和BB分别用点表示。

虽然图1至3示出了具有圆弧面(或经过珩磨)的切削刃部分1c，但是切削刃部分1c的形状不限于此。例如，如图4所示，切削刃部分1c可以具有平面形状(或负刃带)。此外，如图5所示，切削刃部分1c可以具有平面和圆弧面组合在一起的形状(具有珩磨和负刃带组合在一起的形状)。

与图3所示的情况相同，图4和图5所示的情况也具有通过切削刃部分1c连接的前刀面1a和后刀面1b，并且设定有假想平面A、边界线AA、假想平面B和边界线BB。

当切削工具1具有如图3至图5所示的形状时，可以仅由该形状确定切削刃部分1c。这是因为在这种情况下，切削刃部分1c既不包括在假想平面A中也不包括在假想平面B中，并且可通过目视区分前刀面1a和后刀面1b。

如下文所述，切削刃部分1c通常可为通过对交叉面所形成的棱进行机械加工而形成的切削工具1的基材10的表面。换句话说，通过对由烧结体等构成的基材前体的表面的至少一部分进行机械加工而获得基材10，并且切削刃部分1c可以包括通过机械加工进行倒角所形成的表面。

已经参考图1至图5描述了切削工具1的形状及其各部分的名称，在根据本实施方案的切削工具的基材10中，将用相同的术语表示与切削工具1相对应的的形状及其各部分的名称。即，切削工具的基材10具有前刀面1a、后刀面1b、以及将前刀面1a与后刀面1b连接在一起的切削刃部分1c。

<基材>

本实施方案的基材可为常规已知作为这种类型基材的任何基材。例如，该基材优选包括选自有以下组成的组中的至少一种：硬质合金(例如，碳化钨(WC)基硬质合金、除了包含WC之外还包含Co的硬质合金、或者除了WC之外还额外添加有Cr、Ti、Ta、Nb等的碳氮化物的硬质合金)；金属陶瓷(包含TiC、TiN、TiCN等作为主要成分)；高速钢；陶瓷(碳化钛、碳化硅、氮化硅、氮化铝、氧化铝等)；立方氮化硼烧结体(cBN烧结体)；以及金刚石烧结体。

在这些各种类型的基材中，特别优选选择硬质合金(特别是WC基硬质合金)或金属陶瓷(特别是TiCN基金属陶瓷)。这是因为这些基材特别是在高温时的硬度和强度之间的平衡是特别优异的，并且作为用于上述用途的切削工具的基材具有优异的特性。

当硬质合金用作基材时，即使硬质合金的组织中包含游离碳或被称为η相的异常相时，也呈现出本实施方案的效果。予以注意，本实施方案使用的基材可具有改质表面。例如，对于硬质合金而言，表面可以设置有脱β层，并且对于金属陶瓷而言，表面可以设置有表面硬化层，并且即使以这种方式对表面进行改质时，也会展现出本实施方案的效果。

<覆膜>

根据本实施方案的覆膜包括设置在基材上的AlTiN层。“覆膜”被覆基材的至少一部分(例如，在切削加工时与切屑接触的前刀面、与工件接触的后刀面等)，从而表现出提高切削工具的如耐破损性、耐缺损性、耐磨性(例如，耐月牙洼磨损性、耐后刀面磨损性等)、耐剥离性等各种特性的功能。优选地，覆膜不仅被覆基材的一部分，而且被覆基材的全部表面。然而，即使覆膜未被覆基材的一部分或者覆膜的构成存在部分不同，这也不脱离本实施方案的范围。

覆膜的厚度优选为2.5μm以上30μm以下，更优选为3μm以上25μm以下。应当注意，覆膜的厚度是指构成覆膜的全部层的厚度的总和。“构成覆膜的层”包括下文将描述的AlTiN层、下底层、表面层等。例如，采用扫描透射电子显微镜(STEM)测量平行于基材表面的法线方向的截面样品的任意10个点，并且计算所测量的10个点的厚度的平均值，从而测量覆膜的厚度。这同样适用于测量下文描述的AlTiN层、下底层和表面层等各自的厚度。扫描透射电子显微镜可为如JEOL Ltd.制造的JEM-2100F(商品名)。

(AlTiN层)

本实施方案的AlTiN层包含立方晶型的Al_xTi_1-xN晶粒(以下，也简称为“晶粒”)。即，AlTiN层是包含多晶Al_xTi_1-xN的层。在本实施方案中，“Al_xTi_1-xN晶粒”是指由AlN(氮化铝)制成的层(以下，也称为“AlN层”)和由TiN(氮化钛)制成的层(以下，也称为“TiN层”)交替层叠而形成的复合晶体的晶粒。在本实施方案中，AlN层还包括其中一部分的Al被Ti取代的层。此外，TiN层还包括其中一部分的Ti被Al取代的层。对于立方晶型的Al_xTi_1-xN晶粒，AlN层和TiN层二者都具有FCC结构(面心立方结构)。对于下文描述的六方晶型的Al_xTi_1-xN晶粒，AlN层和TiN层二都具有HCP结构(六方密堆积结构)。Al_xTi_1-xN的Al(铝)原子比x为0.7以上0.95以下，优选为0.8以上0.9以下。可以通过使用扫描电子显微镜(SEM)或TEM附带的能量色散X射线(EDX)光谱仪分析上述截面样品中出现的AlTiN层的晶粒，从而确定x。由此确定的Al原子比x作为Al_xTi_1-xN的全部晶粒的平均值。具体而言，测定截面样品的AlTiN层的任意10个点的每一个点，以获得x的值，并且将在这10个点处获得的这些值的平均值定义为Al_xTi_1-xN的x。在此，“任意10个点”选自AlTiN层的不同晶粒。EDX装置可为如JEOL Ltd.制造的JED-2300(商品名)。不仅可以通过上述方法计算Al原子比，而且还可以计算Ti原子比和N原子比。

在本实施方案中，“设置在基材上”不限于直接设置在基材上，并且还包括隔着其他层而设置在基材上的情况。即，AlTiN层可以直接设置在基材上，或者也可以隔着如下文描述的下底层之类的其他层而设置在基材上，只要不损害根据本实施方案的切削工具的效果即可。

在本实施方案的一个方面，“设置在基材上”也可以理解为“布置在基材上”。即，也可以理解为AlTiN层可以直接布置在基材上，或者也可以隔着如下文描述的下底层之类的其他层而布置在基材上。

在AlTiN层上可以设置其他层，例如表面层。此外，AlTiN层可为覆膜的最外表面。

AlTiN层具有以下特征。即，AlTiN层包括中央部分，所述中央部分是介于假想平面D和假想平面E之间的区域，所述假想平面D穿过在厚度方向上与所述基材侧的第一界面相距1μm的点、并与所述第一界面平行，所述假想平面E穿过在厚度方向上与所述基材相反侧的第二界面相距1μm的点、并与所述第二界面平行，

所述第一界面平行于所述第二界面，

所述颜色图中，

在所述前刀面处的所述中央部分，(200)面的法线方向在所述前刀面处所述第二界面的法线方向±15°以内的所述Al_xTi_1-xN晶粒(以下，也称为“(200)面取向晶粒”)占的面积比为80％以上，

此外，所述切削刃部分的法线方向为假想平面C的法线方向，所述假想平面C包括所述基材的前刀面与所述切削刃部分之间的边界线、和所述基材的后刀面与所述切削刃部分之间的边界线。

在此，参考图9具体描述创建颜色图的方法。图9所示的AlTiN层11的第一界面11a是位于基材10侧的界面，第二界面11b是位于与基材10侧相反的一侧的界面。第一界面11a平行于第二界面11b。当AlTiN层11为覆膜的最外表面时，第二界面11b为AlTiN层11的表面。第一界面11a是穿过直线L1和直线L2之间的中心的直线，直线L1穿过颜色图中基材侧在基材主表面的法线方向上距基材最远的点，且平行于基材的主表面；直线L2穿过基材侧在相同方向上距基材最近的点，且平行于基材的主表面。第二界面11b是穿过直线M1和直线M2之间的中心的直线，直线M1穿过颜色图中基材的相反侧在基材的主表面的法线方向上距基材最远的点，且平行于基材的主表面；直线M2穿过基材的相反侧在相同方向上距基材最近的点，且平行于基材的主表面。然而，应当注意，在选择“距基材最近的点”和“距基材最远的点”时，排除了明显异常的点。

首先，基于下文描述的方法在基材上形成AlTiN层。然后，切割形成的AlTiN层，以获得包括基材等的垂直于AlTiN层的截面。即，以这样的方式进行切割，沿包括前刀面处的第二界面的法线和后刀面处的第二界面的法线的平面对AlTiN层进行切割从而露出切割面。然后，用防水砂纸(包含SiC颗粒磨料作为磨料)研磨切割面。

应当注意，进行如下切割：例如，使用蜡等将AlTiN层11的表面(当在AlTiN层11上形成其他层时，将覆膜的表面)紧密固定在足够大的保持用平板上，然后，用旋转刀片切割机沿垂直于平板的方向切割AlTiN层11(以使得旋转刀片尽可能垂直于平板的方式切割AlTiN层11)。可以在AlTiN层11的任何部分进行这种切割，只要是沿这种垂直方向进行切割即可，但如下文所述，优选在切削刃部分1c附近进行切割。

此外，用防水砂纸(依次使用#400、#800、#1500)研磨切割面。防水砂纸的编号(#)表示磨料的粒径不同，并且编号越大，磨料的粒径越小。

随后，通过使用Ar离子的离子铣削使经研磨的表面进一步平滑化。按照以下条件进行离子铣削：

加速电压：6kV

照射角度：与AlTiN层的第二界面11b的法线方向呈0°(即，平行于切割面处AlTiN层的厚度方向的直线方向)

照射时间：8小时

然后，使用配备有电子背散射衍射仪(EBSD装置)的场发射型扫描电子显微镜(FE-SEM)(制品名：“SU6600”，Hitachi High-Tech Corporation制造)观察经平滑化处理的截面(镜面)，并对所得图像进行EBSD分析。虽然对观察经平滑化处理的截面的位置没有特别地限制，但优选在切削刃部分1c附近观察。另，FE-SEM的观察倍率为5000倍。

然后，对于EBSD解析，通过将聚焦电子束单独地定位在各像素上连续地收集数据。以这种方式设定聚焦电子束，使得聚焦电子束在Al_xTi_1-xN晶粒的AlN层处发生反射。该晶粒的Al原子比高于Ti原子比，因此AlN层的数量大于TiN层的数量。由此，本发明人认为，通过分析晶粒在AlN层的晶体取向，可以确定全部晶粒的晶体取向。样品面(经过平滑化处理的AlTiN层截面)的法线相对于入射光束倾斜70°，并且在15kV进行分析。为了避免充电效应，施加10Pa的压力。结合60μm或120μm的孔径使用高电流模式。以0.1μm/步的步长对截面上相当于10μm(AlTiN层的厚度方向)×50μm(平行于AlTiN层的界面的方向)的面区域(观察区域)的100×500个点进行数据收集。以这种方式，对三个以上的视野进行测定。

使用市售软件(商品名：“Orientation Imaging Microscopy Ver6.2”，EDAX Inc.制造)分析EBSD的解析结果，以创建颜色图。具体而言，首先确定AlTiN层11的截面所含的各晶粒的晶体取向。在此确定的各晶粒的晶体取向是当在AlTiN层11的截面的法线方向(图9中穿透纸面的方向)上以平面图观察在该截面中出现的各晶粒时所观察到的晶体取向。然后，基于获得的各晶粒的晶体取向，确定各晶粒在AlTiN层11的表面(即，第二界面11b)的法线方向上的晶体取向。基于所确定的晶体取向创建颜色图。可以使用上述软件中所包括的“Crystal Direction MAP”方法创建颜色图。应当注意，在切割面观察到的AlTiN层11的厚度方向上的整个区域创建颜色图。此外，也将其一部分位于测定视野以外的晶粒计为一个晶粒。

图9中由实线包围并划有阴影线的各区域为(200)面取向晶粒11d。此外，由实线包围且未划有阴影线的各区域是不对应于(200)面取向晶粒的晶粒。即，图9中(200)面的法线方向在AlTiN层11的第二界面11b的法线方向±15°以内的晶粒11d划有阴影线。虽然最初以彩色表示颜色图，但是为了方便起见，在本说明书中以单色示意性地表示颜色图。此外，图9中存在以黑色示出的区域，将该区域视为通过上述方法无法确定其晶体取向的晶粒的区域。

在本实施方案中，确定如图9所示AlTiN层11的中央部分11c的Al_xTi_1-xN晶粒的晶体取向。中央部分11c是介于假想平面D与假想平面E之间的区域，假想平面D穿过在厚度方向上与位于基材侧的第一界面11a相距1μm的点、并与第一界面11a平行，假想平面E穿过在厚度方向上与位于基材相反侧的第二界面11b相距1μm的点、并与第二界面11b平行。可以基于距第一界面11a或第二界面11b的距离在所创建的颜色图上设定假想平面D和假想平面E。

应当注意，当切削刃部分1c具有珩磨形状时(例如，图3的情况)，以如下方式设定切削刃部分1c的中央部分11c。首先，在颜色图中分别表示第一界面和第二界面11a和11b的各曲线可近似为直线的各个范围内，将AlTiN层划分为多个区域。随后，根据上述方法，对各划分区域设定中央部分11c。如此设定的划分区域的中央部分11c的集合限定了切削刃部分1c的中央部分11c。此外，当切削刃部分1c具有珩磨形状等时，切削刃部分1c的(200)面取向晶粒是指(200)面的法线方向在假想平面C的法线方向±15°以内的晶粒，其中假想平面C包括基材的前刀面与切削刃部分之间的边界线AA和基材的的后刀面与切削刃部分之间的边界线BB。

颜色图中前刀面处的中央部分，(200)面的法线方向在前刀面处第二界面的法线方向±15°以内的Al_xTi_1-xN晶粒所占的面积比为80％以上，优选为81％以上98％以下，更优选为81％以上95％以下。在此，面积比是基于颜色图的中央部分11c的全部面积。

颜色图中后刀面处的中央部分，(200)面的法线方向在后刀面处第二界面的法线方向±二界面以内的Al_xTi_1-xN晶粒所占的面积比为80％以上，优选为81％以上98％以下，更优选为81％以上95％以下。在此，面积比是基于颜色图的中央部分11c的全部面积。

颜色图中切削刃部分处的中央部分，(200)面的法线方向在切削刃部分的法线方向在±分的法以内的Al_xTi_1-xN晶粒所占的面积比为80％以上，优选为81％以上98％以下，更优选为81％以上95％以下。切削刃部分1c的法线方向是假想平面C的法线方向，假想平面C包括基材10的前刀面1a与切削刃部分1c之间的边界线AA、以及基材10的后刀面1b与切削刃部分1c之间的边界线BB(图3至图5)。在此，面积比是基于颜色图的中央部分11c的全部面积。

根据本实施方案的切削工具，对于全部的前刀面、后刀面和切削刃部分，(200)面取向晶粒占AlTiN层的中央部分的面积比为80％以上。(200)面取向晶粒对面内方向的应力具有耐性，并且韧性高。因此，切削工具具有优异的耐缺损性。该切削工具能够特别适用于切削不锈钢(例如，SUS630)。

AlTiN层包含立方晶型的Al_xTi_1-xN晶粒。在本实施方案的一个方面，AlTiN层还可以包含六方晶型的Al_xTi_1-xN晶粒，只要不影响本公开的效果即可。例如，通过X射线衍射获得的衍射峰的图案来识别立方晶型的Al_xTi_1-xN晶粒和六方晶型的Al_xTi_1-xN晶粒。

当以立方晶型的Al_xTi_1-xN(c)晶粒和六方晶型的Al_xTi_1-xN(h)晶粒的总量为基准时，六方晶型的Al_xTi_1-xN晶粒的包含比例(h/(c+h))优选为0体积％至15体积％，更优选为0体积％至10体积％。例如，可以通过分析由X射线衍射获得的衍射峰的图案来确定该比例。采用如下具体方法。

使用X射线衍射仪(“MiniFlex600”(商品名)，Rigaku公司制造)获得如上所述的截面样品的AlTiN层的X射线光谱。例如、X射线衍射仪的条件如下。

特征X射线：Cu-Kα(波长：1.54埃)

管电压：45kV

管电流：40mA

滤波片：多层反射镜

光学系统：聚焦法

X射线衍射法：θ-2θ法

依据获得的X射线光谱测定立方晶型Al_xTi_1-xN的峰强度(Ic)和六方晶型Al_xTi_1-xN的峰强度(Ih)。在此，“峰强度”是指X射线光谱的峰高度(cps)。可以在衍射角2θ＝38°附近和2θ＝44°附近确认立方晶型Al_xTi_1-xN的峰。可以在衍射角2θ＝33°附近确认六方晶型Al_xTi_1-xN的峰。峰强度是排除背景的值。

当以立方晶型Al_xTi_1-xN和六方晶型Al_xTi_1-xN的总量为基准时，通过下文所示的表达式计算六方晶型的Al_xTi_1-xN的含有比例(体积％)。通过将θ＝38°附近的峰强度和θ＝44°附近的峰强度相加，获得立方晶型Al_xTi_1-xN的峰强度(Ic)。

六方晶型Al_xTi_1-xN的含有比例(体积％)＝Ih/(Ih+Ic)×100

(AlTiN层的厚度)

本实施方案的AlTiN层的厚度优选为2.5μm以上20μm以下，更优选为3μm以上20μm以下，还优选为5μm以上15μm以下。这使得能够呈现如上所述的优异效果。

当AlTiN层的厚度小于2.5μm时，由于存在AlTiN层而带来的耐破损性的提高幅度趋于减小。当AlTiN层的厚度超过20μm时，由于AlTiN层和其他层之间的线膨胀系数不同所导致的界面应力增加，并且Al_xTi_1-xN晶粒可能从AlTiN层中脱落。

(下底层)

覆膜还优选包括设置在基材和AlTiN层之间的下底层，并且下底层优选由这样的化合物构成，该化合物由以下元素组成：选自由元素周期表的第4族元素、第5族元素、第6族元素和铝(Al)组成的组中的至少一种元素；以及选自由碳、氮、氧和硼组成的组中的至少一种元素。元素周期表的第4族元素的实例包括钛(Ti)、锆(Zr)、铪(Hf)等。元素周期表的第5族元素的实例包括钒(V)、铌(Nb)、钽(Ta)等。元素周期表的第6族元素的实例包括铬(Cr)、钼(Mo)、钨(W)等。下底层优选由TiCN表示的化合物构成。这种下底层对AlTiN层表现出强的密着力。其结果是，提高了覆膜的耐剥离性。

下底层的厚度优选为0.1μm以上20μm以下，更优选1μm以上15μm以下。与上述相同，可以通过用扫描透射电子显微镜(STEM)等观察基材和覆膜的垂直截面确认其厚度。

(表面层)

覆膜优选地还包括设置在AlTiN层上的表面层，并且

表面层优选地由这样的化合物构成，该化合物由以下元素组成：选自由元素周期表的第4族元素、第5族元素、第6族元素和铝(Al)组成的组中的至少一种元素；以及选自由碳、氮、氧和硼组成的组中的至少一种元素。

表面层所含的化合物包括(例如)Al₂O₃和TiN。

表面层的厚度优选为0.1μm以上3μm以下，更优选为0.3μm以上2μm以下。与上述相同，可以通过用扫描透射电子显微镜(STEM)等观察基材和覆膜的垂直截面确认其厚度。

(其他层)

覆膜还可以包括其他层，只要其不损害根据本实施方案的切削工具的效果即可。其他层可具有与AlTiN层、下底层或表面层不同或相同的组成。其他层中所含的化合物的实例包括TiN、TiCN、TiBN和Al₂O₃。另，对于其他层的堆叠顺序也没有限制。例如，其他层的实例可为设置在下底层和AlTiN层之间的中间层。虽然对其他层的厚度没有特别地限制，只要其不损害本实施方案的效果即可，但是其厚度(例如)可例举为0.1μm以上20μm以下。

<<表面被覆切削工具的制造方法>>

根据本实施方案的制造切削工具的方法包括：

准备基材的第一步骤(以下，也简称为“第一步骤”)；

通过化学气相沉积在基材上沉积AlTiN层的第二步骤(以下，也简称为“第二步骤”)；以及

对AlTiN层进行喷丸处理的第三步骤(以下，也简称为“第三步骤”)，

第二步骤包括在650℃以上900℃以下且0.5kPa以上30kPa以下的气氛中，将第一气体、第二气体和第三气体分别喷射到基材上，第一气体包含铝的卤化物气体和钛的卤化物气体；第二气体包含铝的卤化物气体、钛的卤化物气体和氨气；第三气体包含氨气。

<第一步骤：基材的准备步骤>

第一步骤是准备基材。例如，准备硬质合金基材作为基材。硬质合金基材可为市售制品，或者可以用一般的粉末冶金方法进行制造。当用一般的粉末冶金法制造时，例如，使用球磨机等混合WC粉末和Co粉末以获得粉末混合物。在干燥粉末混合物之后，将该粉末混合物成形为预定形状(例如，SEET13T3AGSN-G等)，从而获得成形体。烧结该成形体，以获得WC-Co系硬质合金(烧结体)。随后，可以对烧结体进行珩磨或进行预定的切削刃加工，以准备由WC-Co系硬质合金制成的基材。第一步骤可以准备任何其他基材，只要其为作为这种类型的基材的常规已知的基材即可。

<第二步骤：将第一气体、第二气体和第三气体分别喷射至基材以形成AlTiN层的步骤>

第二步骤是在650℃以上900℃以下且0.5kPa以上30kPa以下的气氛中，将第一气体、第二气体和第三气体分别喷射至基材，第一气体包含铝的卤化物气体和钛的卤化物气体；第二气体包含铝的卤化物气体、钛的卤化物气体和氨气；第三气体包含氨气。可以使用(例如)下述CVD装置进行该步骤。

(CVD装置)

图10为用于制造根据本实施方案的切削工具的CVD装置的一个实例的示意性截面图。如图10所示，CVD装置50包括：用于设置基材10的多个基材设置夹具52，以及由耐热合金钢制成并在其中配置有基材设置夹具52的反应容器53。反应容器53的周围设有用于控制反应容器53内温度的温度控制装置54。本实施方案优选地在设置于基材设置夹具52上的突起物上设置基材10。这使得能够在前刀面、后刀面和切削刃部分均匀地进行沉积。

具有相互邻接接合的第一气体导入管55、第二气体导入管56和第三气体导入管57的气体导入管58沿垂直方向延伸至反应容器53的内部空间，并且可围绕垂直方向旋转。气体导入管58被构造成使得由第一气体导入管55导入的第一气体、由第二气体导入管56导入的第二气体和由第三气体导入管57导入的第三气体在气体导入管58内不会混合在一起(图11)。此外，第一气体导入管55、第二气体导入管56和第三气体导入管57各自具有用于将分别在第一气体导入管55、第二气体导入管56和第三气体导入管57中流动的气体喷射至设置于基材设置夹具52的基材10的多个贯通孔。在本实施方案中，优选使气体喷射贯通孔与基材10充分间隔开。这使得第一气体、第二气体和第三气体均匀地流动，并且可以防止湍流。

此外，反应容器53设置有用于将反应容器53内的气体排出到外部的排气管59，并且反应容器53内的气体通过排气管59并经由排气口60排出反应容器53。

更具体而言，将第一气体、第二气体和第三气体分别导入第一气体导入管55、第二气体导入管56和第三气体导入管57。在这种情况下，首先各气体导入管中的第一气体、第二气体和第三气体可以具有不使气体液化的任何温度。随后，将第一气体、第二气体和第三气体依次反复喷射到反应容器53内，反应容器53中设定的气氛为650℃以上900℃以下(优选700℃以上770℃以下)和0.5kPa以上30kPa以下(优选2kPa以上5kPa以下)。由于气体导入管58具有多个贯通孔，导入的第一气体、第二气体和第三气体分别通过不同的贯通孔喷射到反应容器53内。在如此喷射气体的同时，气体导入管58围绕上述轴以(例如)2rpm至4rpm的转速旋转，如图10的旋转箭头所示。其结果是，第一气体、第二气体和第三气体可以依次反复喷射至基材10。

(第一气体)

第一气体包含铝的卤化物气体和钛的卤化物气体。

例如，铝的卤化物气体的实例为氯化铝气体(AlCl₃气体和Al₂Cl₆气体)。优选地，使用AlCl₃气体。以第一气体的总体积为基准，铝的卤化物气体的浓度(体积％)优选为0.3体积％以上1.5体积％以下，更优选为0.8体积％以上0.9体积％以下。

例如，钛的卤化物气体的实例包括氯化钛(IV)气体(TiCl₄气体)、氯化钛(III)气体(TiCl₃气体)。优选使用氯化钛(IV)气体。以第一气体的总体积为基准，钛的卤化物气体的浓度(体积％)优选为0.1体积％以上1体积％以下，更优选为0.1体积％以上0.2体积％以下。

以铝的卤化物气体和钛的卤化物气体的总摩尔数为基准，第一气体中铝的卤化物气体的摩尔比优选为0.5以上0.9以下，更优选为0.8以上0.9以下。

第一气体可以包含氢气，并且可以包含如氩气之类的惰性气体。以第一气体的总体积为基准，惰性气体的浓度(体积％)优选为5体积％以上70体积％以下，更优选为20体积％以上60体积％以下。氢气通常为第一气体的余量。

优选地以20L/min至40L/min的流量对基材喷射第一气体。

(第二气体)

第二气体包含铝的卤化物气体、钛的卤化物气体和氨气。铝的卤化物气体和钛的卤化物气体可为上述(第一气体)部分中示例的气体。用于第一气体的铝的卤化物气体和钛的卤化物气体可以分别与用于第二气体的铝的卤化物气体和钛的卤化物气体相同或不同。

以第二气体的总体积为基准，铝的卤化物气体的浓度(体积％)优选为4体积％以上5体积％以下，更优选为4.3体积％以上4.5体积％以下。

以第二气体的总体积为基准，钛的卤化物气体的浓度(体积％)优选为0.1体积％以上1体积％以下，更优选为0.5体积％以上0.8体积％以下。

以铝的卤化物气体和钛的卤化物气体的总摩尔数为基准，第二气体中铝的卤化物气体的摩尔比优选为0.82以上0.95以下，更优选为0.85以上0.9以下。

以第二气体的总体积为基准，氨气的浓度(体积％)优选为5体积％以上15体积％以下，更优选为10体积％以上13体积％以下。

第二气体可以包含氢气，并且可以包含如氩气之类的惰性气体。以第二气体的总体积为基准，惰性气体的浓度(体积％)优选为5体积％以上50体积％以下，更优选为15体积％以上17体积％以下。氢气通常为第二气体的余量。

优选地以20L/min至40L/min的流量对基材喷射第二气体。

(第三气体)

第三气体包含氨气。第三气体可以包含氢气，并且可以包含如氩气之类的惰性气体。

以第三气体的总体积为基准，氨气的浓度(体积％)优选为2体积％以上30体积％以下，更优选为2体积％以上10体积％以下。氢气通常为第三气体的余量。

优选地以10L/min至20L/min的流量对基材喷射第三气体。

<第三步骤：喷丸处理步骤>

该步骤对覆膜进行喷丸处理。例如，按如下所示的条件进行喷丸处理。喷丸处理可以赋予覆膜压缩残留应力。

喷丸处理条件

介质：氧化锆颗粒，500g

投射角度：45°

投射距离：50mm

投射时间：3秒

<其他步骤>

除了上述步骤以外，在不损害本实施方案的效果的范围内，根据本实施方案的制造方法可以适当进行附加步骤。附加步骤的实例包括在基材和AlTiN层之间形成下底层的步骤，以及在AlTiN层上形成表面层的步骤。可以通过任何方法形成下底层和表面层，并且(例如)通过CVD形成这些层。当实施在AlTiN层上形成表面层的步骤时，在形成表面层之后进行第三步骤。

制造根据本实施方案的切削工具的方法通过CVD形成AlTiN层。与通过PVD形成覆膜相比，通过CVD形成覆膜增强了覆膜对基材的密着力(或覆膜密着力)。

以上描述的内容包括以下付记所记载的特征。

(付记1)

一种表面被覆切削工具，其包括前刀面、后刀面和将前刀面和后刀面连接在一起的切削刃部分，

所述切削工具具有基材和设置在基材上的AlTiN层，

AlTiN层包含立方晶型的Al_xTi_1-xN晶粒，

Al_xTi_1-xN的Al原子比x为0.7以上0.95以下，

AlTiN层包括中央部分，

所述第一界面平行于所述第二界面，

所述颜色图中，

所述切削刃部分的法线方向为假想平面C的法线方向，所述假想平面C包括所述基材的所述前刀面与所述切削刃部分之间的边界线、和所述基材的所述后刀面与所述切削刃部分之间的边界线。

(付记2)

根据付记1所述的表面被覆切削工具，其中AlTiN层的厚度为2.5μm以上20μm以下。

(付记3)

根据付记1或付记2所述的表面被覆切削工具，还包括设置在基材和AlTiN层之间的下底层，所述下底层由这样的化合物构成，该化合物由选自元素周期表的第4族元素、第5族元素、第6族元素和Al所组成的组的至少一种元素；以及选自碳、氮、氧和硼所组成的组中的至少一种元素组成。

(付记4)

根据付记1至付记3中任一项所述的表面被覆切削工具，还包括设置在AlTiN层上的表面层，所述表面层由这样的化合物构成，该化合物由选自元素周期表的第4族元素、第5族元素、第6族元素和Al所组成的组中的至少一种元素；以及选自碳、氮、氧和硼所组成的组中的至少一种元素组成。

实施例

以下，将参考实施例更具体地描述本发明，但本发明不限于此。

<<切削工具的制造>>

<基材的准备>

首先，作为将形成有覆膜的基材，准备由下表1所示的硬质合金构成的基材(以下，也简称为“基材”)(第一步骤)。具体而言，首先，将具有表1所示的配合组成(质量％)的粉末原料均匀混合。表1中的“余量”表示WC作为配合组成(质量％)的余量。

[表1]

随后，将该粉末混合物加压成形为预定形状，然后在1300℃至1500℃烧结1小时至2小时，以获得上述基材(基材形状(JIS标准)：SEET13T3AGSN-G，切削刀具直径：100)。SEET13T3AGSN-G是用于旋转刀具的可替换切削刀片的形状。

<覆膜的制作>

通过在基材的表面上形成如表8所示的下底层、AlTiN层和表面层，从而在基材的表面上形成覆膜。主要通过CVD形成覆膜。以下，将描述用于形成构成覆膜的各层的方法。

(AlTiN层的沉积)

按表2所示的沉积条件，将分别具有表3、4和5所示组成的第一气体、第二气体和第三气体依次反复喷射到基材的表面上，以沉积AlTiN层(第二步骤)。此时，将基材设置在基材设置夹具的突起物上。此外，气体喷射贯通孔与基材的间隔足够大(例如，5cm)。当在基材的表面设置有下底层时，在下底层的表面上形成AlTiN层。

例如，通过如下方式沉积由表6的识别标记[1]表示的AlTiN层：设置温度为780℃、压力为3kPa且气体导入管的转速为2rpm的沉积条件(如表2的标记2-a所示)，将由表3的识别标记3-a所示的第一气体(0.83体积％的AlCl₃、0.17体积％的TiCl₄、60体积％的Ar、余量为H₂，气体流量为20L/min)、由表4的识别标记4-a所示的第二气体(4.3体积％的AlCl₃、0.8体积％的TiCl₄、11体积％的NH₃、15体积％的Ar、余量为H₂，气体流量为40L/min)以及由表5的识别标记5-a所示的第三气体(2体积％的NH₃、余量为H₂，气体流量为10L/min)依次反复喷射到基材表面上以沉积AlTiN层。通过公知的PVD法沉积由表6的识别标记[8]所示的AlTiN层。表6示出了沉积的各AlTiN层的组成等。

[表2]

[表3]

[表4]

[表5]

[表6]

*通过公知的PVD法沉积成膜

(下底层的形成以及表面层的形成)

按表7所示的沉积条件，将具有表7所示组成的反应气体喷射到基材表面上以沉积下底层。按表7所示的沉积条件，将具有表7所示组成的反应气体喷射到AlTiN层的表面上，以沉积表面层。

[表7]

(喷丸处理)

按以下条件对基材表面的覆膜进行喷丸处理(第三步骤)：

喷丸条件

介质：氧化锆颗粒，500g

投射角度：45°

投射距离：50mm

投射时间：3秒

通过上述过程制造根据本实施例的切削工具。试样No.1和No.4至No.10的切削工具包括基材、设置在基材上的AlTiN层和设置在基材与AlTiN层之间的下底层。试样No.2和No.3的切削工具包括基材、设置在基材上的AlTiN层、设置在基材与AlTiN层之间的下底层、以及设置在AlTiN层上的表面层。

<<切削工具的特性评价>>

使用如上所制造的试样的切削工具，如下评价切削工具的特性：试样No.1至No.7的切削工具相当于实施例。试样No.8至No.10的切削工具相当于比较例。

<覆膜等的厚度的测量>

通过如下方式测量覆膜和构成覆膜的下底层、AlTiN和表面层的厚度：采用扫描透射电子显微镜(STEM)(日本电子株式会社制造，商品名：JEM-2100F)在平行于基材表面的法线方向的截面样品的任意10个点处测量各层，并计算所测量的10个点的厚度的平均值。结果示于表8。在“表面层”一栏，“无”表示覆膜中不存在表面层。此外，在“AlTiN层”一栏，如“[1](5.0)”之类的标记表示AlTiN层具有由表6的识别标记[1]所示的构成且厚度为5.0μm。表8中，如“TiCN(1.0)”之类的标记表示相应的层是厚度为1.0μm的TiCN层。在一栏内示出两种化合物(例如，“Al₂O₃(0.2)-TiN(0.1)”)表示左侧的化合物(Al₂O₃(0.2))是位于距基材表面更近一侧的层，右侧的化合物(TiN(0.1))是位于距基材表面更远一侧的层。此外，如“[Al₂O₃(0.2)-TiN(0.1)]×3”等的标记是指由“Al₂O₃(0.2)-TiN(0.1)”表示的层反复沉积三次。

[表8]

<颜色图的创建>

首先，切割切削工具以获得垂直于覆膜的AlTiN层的表面(或界面)的截面。随后，用防水砂纸(Noritake Coated Abrasive Co.,Ltd.(NCA)制造，商品名：WATERPROOFPAPER，#400、#800、#1500)研磨切割面，以制作AlTiN层的加工面。随后，通过使用Ar离子的离子铣削进一步使加工面平滑化。按以下条件进行离子铣削。

加速电压：6kV

照射角度：与AlTiN层的第二界面的法线方向呈0°(即，平行于切割面处的AlTiN层的厚度方向的直线方向)

照射时间：6小时

用配备有EBSD的FE-SEM(商品名：“SU6600”，Hitachi High-Tech Corporation制造)以5000倍的倍率观察如此制得的加工面，以创建观察区域为10μm(AlTiN层的厚度方向)×50μm(平行于AlTiN层的界面的方向)的加工面的颜色图。对此，使用聚焦电子束组进行解析，该聚焦电子束设定为在Al_xTi_1-xN晶粒的AlN层处反射。创建了三个这样的颜色图(换句话说，对三个视野进行测定)。具体而言，首先确定AlTiN层的截面所含的各晶粒的晶体取向。在此确定的各晶粒的晶体取向是当在AlTiN层的截面的法线方向(图9中穿透纸面的方向)上以平面图观察在该截面出现的各晶粒时所观察到的晶体取向。基于所确定的各晶粒的晶体取向，确定各晶粒在AlTiN层的第二界面的法线方向上的晶体取向。基于所确定的晶体取向创建颜色图(例如，图9)。对于各颜色图，使用市售软件(商品名：“OrientationImaging Microscopy Ver 6.2”，EDAX Inc.制造)确定(200)面取向晶粒在AlTiN层的中央部分所占的面积比。其结果如表6所示。应当注意，中央部分是介于假想平面D与假想平面E之间的区域，所述假想平面D穿过在厚度方向上与所述基材侧的第一界面相距1μm的点、并与所述第一界面平行，所述假想平面E穿过在厚度方向上与所述基材相反侧的第二界面相距1μm的点、并与所述第二界面平行。(例如，图9)。

在此，如下定义颜色图的第一界面和第二界面：首先，颜色图以不同的颜色显示AlTiN层的区域和AlTiN层以外的区域，从而加以区分。将穿过直线L1与直线L2之间的中心的直线定义为第一界面11a(例如，图9)，直线L1穿过颜色图中基材侧在基材主表面的法线方向上距基材最远的点，且平行于基材主表面；直线L2穿过基材侧在相同方向上距基材最近的点，且平行于基材主表面。将穿过直线M1与直线M2之间的中心的直线定义为第二界面(例如，图9)，直线M1穿过颜色图中基材的相反侧在基材主表面的法线方向上距基材最远的点，且平行于基材主表面；直线M2穿过基材的相反侧在相同方向上距基材最近的点，且平行于基材主表面。

表6示出前刀面、切削刃和后刀面的(200)面取向晶粒的面积比。在切削刃部分，将(200)面的法线方向在假想平面C的法线方向±15°以内的晶粒视为(200)面取向晶粒，假想平面C包括基材的前刀面与切削刃部分之间的边界线AA、和基材的后刀面与切削刃部分之间的边界线BB。

<<切削试验>>

(切削评价：断续加工试验)

使用如此制得的试样(试样No.1至No.10)的切削工具，按下文所示的切削条件，测量后刀面磨损量为0.25mm、或者前刀面、切削刃部分或后刀面出现异常磨损(例如，偏磨损)或破损时完成的切削距离(m)。此外，观察切削工具在切削之后的损伤形态(最终损伤形态)。其结果示于表9。本发明人认为，按以下切削条件，切削工具的异常磨损或破损源自于切削工具中发生的缺损。换句话说，可以将切削距离更长的切削工具评价为耐后刀面磨损性或耐缺损性更佳的切削工具。当没有观察到切削工具在切削后的损坏形态为破损时，可以将切削工具评价为具有优异的耐破损性或优异的耐缺损性。

断续加工的试验条件

工件：SUS630(块状材料，W300×L50)

切削速度：250m/min

进给速率：0.3mm/t

切削深度：2mm

切削宽度：60mm

切削油：湿式

[表9]

试样编号	切削距离(m)	最终损坏形态
			1	3.0	正常磨损
2	3.0	正常磨损
			3	3.6	正常磨损
4	3.0	正常磨损
			5	3.3	正常磨损
6	2.7	正常磨损
			7	2.7	正常磨损
8	1.5	异常磨损、破损
			9	1.2	破损
10	0.3	异常磨损、破损

依据表9的结果，试样No.1至No.7的切削工具(实施例的切削工具)在断续加工时获得切削距离为2.7m以上的良好结果。试样No.1至No.7的切削工具正常地受到磨损(正常磨损)。即，在试样No.1至No.7的切削工具的前刀面、切削刃部分和后刀面处均未确认存在缺损。相反，试样No.8至No.10的切削工具(比较例的切削工具)在断续加工时的切削距离为1.5m以下。试样No.10的切削工具的后刀面磨损异常大(异常磨损)。经确认，试样No.8、No.9和No.10的切削工具的前刀面、切削刃部分和后刀面的任一者均存在源自于缺损的异常磨损(例如，偏磨损)或破损。由以上结果可知，实施例的切削工具具有优异的耐缺损性。

虽然已经描述了本发明的实施方案和实施例，但是初衷还包括适当地组合实施方案和实施例的构成。

应当理解，本文公开的实施方案和实施例的描述仅出于说明的目，并且在任何方面都是以非限制性方式进行描述。本发明的范围由权利要求的权项限定，而不是由上述实施方案和实施例限定，并且旨在包括与权利要求的权项等同的含义和范围内的任何修改。

附图标记

1切削工具、1a前刀面、1b后刀面、1c切削刃部分、10基材、11 AlTiN层、11a第一界面、11b第二界面、11c AlTiN层的中央部分、11d具有(200)面取向的晶粒、12下底层、13表面层、14覆膜、50 CVD装置、52基材设置夹具、53反应容器、54温度控制器、55第一气体导入管、56第二气体导入管、57第三气体导入管、58气体导入管、59气体排出管、60气体排出口、A假想平面A、B假想平面B、C假想平面C、D假想平面D、E假想平面E、AA边界线AA、BB边界线BB、L1直线L1、L2直线L2、M1直线M1、M2直线M2

Claims

1.一种切削工具，其包括前刀面、后刀面和将所述前刀面与所述后刀面连接在一起的切削刃部分，

所述切削工具具有基材和设置在所述基材上的AlTiN层，

所述AlTiN层包含立方晶型的Al_xTi_1-xN晶粒，

所述Al_xTi_1-xN的Al原子比x为0.7以上0.95以下，

所述AlTiN层包括中央部分，

所述第一界面平行于所述第二界面，

当沿着包括所述前刀面处所述第二界面的法线和所述后刀面处所述第二界面的法线的平面进行切割，使用场发射扫描显微镜对获得的所述AlTiN层的截面进行电子背散射衍射图像分析以确定所述Al_xTi_1-xN晶粒各自的晶体取向，并基于所述晶体取向创建颜色图时，

所述颜色图中，

2.根据权利要求1所述的切削工具，其中所述AlTiN层的厚度为2.5μm以上20μm以下。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的切削工具，还包括设置在所述基材和所述AlTiN层之间的下底层，所述下底层由以下化合物构成，所述化合物由选自元素周期表的第4族元素、第5族元素、第6族元素和铝所组成的组中的至少一种元素；以及选自碳、氮、氧和硼所组成的组中的至少一种元素组成。

4.根据权利要求1至权利要求3中任一项所述的切削工具，还包括设置在所述AlTiN层上的表面层，所述表面层由以下化合物构成，所述化合物由选自元素周期表的第4族元素、第5族元素、第6族元素和铝所组成的组中的至少一种元素；以及选自碳、氮、氧和硼所组成的组中的至少一种元素组成。