CN116635179A - 涂层刀具以及切削刀具 - Google Patents

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Abstract

本公开的涂层刀具(1)是具有基体(10)、以及位于基体(10)之上的涂膜(20)的涂层刀具。涂层刀具(1)具有：第一面(6)，其具有前刀面；第二面(7)，其具有后刀面；以及第三面(9)，其位于第一面(6)与第二面(7)之间，且是倒角面或圆角面。涂膜(20)具有：位于第一面(6)的第一涂膜(201)和位于第二面(7)的第二涂膜(202)中的至少一方；第三涂膜(203)，其位于第三面(9)。另外，在将第一涂膜(201)的最大拉曼峰的波数设为第一波数，将第二涂膜(202)的最大拉曼峰的波数设为第二波数，将第三涂膜(203)的最大拉曼峰的波数设为第三波数的情况下，第三波数比第一波数以及第二波数小。

Description

涂层刀具以及切削刀具
技术领域
本公开涉及涂层刀具以及切削刀具。
背景技术
作为在车削加工、旋转切削加工等切削加工中使用的刀具，已知有用涂膜涂覆硬质合金、金属陶瓷、陶瓷等的基体的表面从而使耐磨损性等提高的涂层刀具(参照专利文献1)。另外，还已知有将涂膜的一部分去除而使基体的一部分露出的涂层刀具(参照专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-3284号公报
专利文献2：日本专利第4500810号公报
发明内容
本公开的一方案的涂层刀具是具有基体、以及位于基体之上的涂膜的涂层刀具。涂层刀具具有：第一面，其具有前刀面；第二面，其具有后刀面；以及第三面，其位于第一面与第二面之间，且是倒角面或者圆角面。涂膜具有：位于第一面的第一涂膜和位于第二面的第二涂膜中的至少一方；以及第三涂膜，其位于第三面。另外，在将第一涂膜的最大拉曼峰的波数设为第一波数，将第二涂膜的最大拉曼峰的波数设为第二波数，将第三涂膜的最大拉曼峰的波数设为第三波数的情况下，第三波数比第一波数以及第二波数小。
本公开的一方案的切削刀具具有：棒状的刀柄，其在端部具有刀槽；以及上述的涂层刀具，其位于刀槽内。
附图说明
图1是示出实施方式的涂层刀具的一例的立体图。
图2是示出实施方式的涂层刀具的一例的侧剖视图。
图3是图2所示的III部的示意性放大图。
图4是图3所示的IV部的示意性放大图。
图5是图4所示的V部的示意性放大图。
图6是示出实施方式的切削刀具的一例的主视图。
图7是示出对实施例的涂层刀具的拉曼光谱分析的结果的曲线图。
图8是示出对比较例1的涂层刀具的拉曼光谱分析的结果的曲线图。
具体实施方式
以下，参照附图来详细地说明用于实施本公开的涂层刀具以及切削刀具的形态(以下，记载为“实施方式”)。需要说明的是，本公开的涂层刀具以及切削刀具并不由该实施方式限定。另外，各实施方式在不使处理内容矛盾的范围内能够适当组合。另外，在以下的各实施方式中对同一部位标注同一附图标记，并省略重复的说明。
另外，以下所示的实施方式中，有时使用“恒定”、“正交”、“垂直”或者“平行”之类的表现，但这些表现并不需要严格为“恒定”、“正交”、“垂直”或者“平行”。即，上述的各表现容许例如制造精度、设置精度等的偏差。
已知有用涂膜涂覆硬质合金、金属陶瓷、陶瓷等的基体的表面从而使耐磨损性等提高的涂层刀具。这种涂层刀具在使耐久性提高这一点还存在进一步改善的余地。
<涂层刀具>
图1是示出实施方式的涂层刀具的一例的立体图。如图1所示，实施方式的涂层刀具1具有刀刃主体2、以及切削刃部3。实施方式的涂层刀具1例如具有上表面以及下表面(图1所示的与Z轴相交的面)的形状为平行四边形的六面体形状。
(刀刃主体2)
刀刃主体2例如由硬质合金形成。硬质合金含有W(钨)，具体而言含有WC(碳化钨)。另外，硬质合金也可以含有Ni(镍)以及Co(钴)中的至少一方。另外，刀刃主体2可以由金属陶瓷形成。金属陶瓷例如含有Ti(钛)，具体而言含有TiC(碳化钛)或者TiN(氮化钛)。另外，金属陶瓷可以含有Ni、Co。
用于安装切削刃部3的座面4位于刀刃主体2的拐角部。另外，将刀刃主体2上下贯通的贯通孔5位于刀刃主体2的中央部。用于将涂层刀具1安装于后述的刀柄70的螺钉75插入贯通孔5中(参照图6)。
(切削刃部3)
切削刃部3通过安装于刀刃主体2的座面4从而与刀刃主体2一体化。
切削刃部3具有第一面6(这里为上表面)、以及与第一面6连接的第二面7(这里为侧面)。在实施方式中，第一面6作为刮掉因切削而产生的切屑的“前刀面”而发挥功能，第二面7作为“后刀面”而发挥功能。切削刃8位于第一面6与第二面7相交的棱线的至少一部分。涂层刀具1通过将切削刃8与被切削件抵靠从而对被切削件进行切削。
参照图2对该切削刃部3的结构进行说明。图2是示出实施方式的涂层刀具1的一例的侧剖视图。如图2所示，切削刃部3具有基体10、以及涂膜20。
(基体10)
基体10含有多个氮化硼粒子。实施方式中，基体10为立方晶氮化硼(cBN)质烧结体，并由含有多个立方晶型氮化硼粒子的氮化硼烧结体构成。基体10可以在多个氮化硼粒子之间具有含有TiN、Al、Al2O3等的粘结相。多个氮化硼粒子通过该粘结相而稳固地结合。需要说明的是，基体10并不一定具有粘结相。
切削刃8具有与第一面6以及第二面7连续的第三面9。第三面9例如是将第一面6与第二面7的角部斜向且呈直线地切削得到的C面(倒角面)。并不限定于此，第三面9也可以是将第一面6与第二面7的角部倒圆得到的R面(圆角面)。
例如由硬质合金或者金属陶瓷构成的基板30可以位于基体10的下表面。在该情况下，基体10经由基板30以及接合材40与刀刃主体2的座面4接合。接合材40例如为焊料。在刀刃主体2的座面4以外的部分，基体10可以经由接合材40而与刀刃主体2接合。
(涂膜20)
涂膜20例如以提高切削刃部3的耐磨损性、耐热性等为目的而被覆在基体10。在图2的例子中，涂膜20位于刀刃主体2以及切削刃部3这两方，但涂膜20至少位于基体10之上即可。在涂膜20位于相当于切削刃部3的第二面7的基体10的侧面的情况下，第二面7的耐磨损性、耐热性高。
涂膜20具有位于第三面9的第三涂膜。另外，涂膜20具有位于第一面6的第一涂膜以及位于第二面7的第二涂膜中的至少一方。涂膜20可以具有第一涂膜以及第二涂膜这两方。
图3是图2所示的III部的示意性放大图。在图2以及图3所示的例子中，示出涂膜20具有第二涂膜以及第三涂膜且不具有第一涂膜的例子。如图3所示，涂膜20具有位于第二面7的第二涂膜202、以及位于第三面9的第三涂膜203。需要说明的是，第二涂膜202与第三涂膜203的边界线例如可以由从第二面7与第三面9的边界起与第一面6平行地延伸的假想线L定义。
这里，将第二涂膜202的最大拉曼峰的波数设为第二波数，将第三涂膜203的最大拉曼峰的波数设为第三波数。“最大拉曼峰的波数”是指在向涂膜20(这里为第二涂膜202或者第三涂膜203)的表面照射激光而得到的拉曼光谱中散射强度成为最大值的波数。
一般来说，已知有在涂膜存在残留应力的情况下其皮膜的最大拉曼峰与不存在残留应力的情况下的最大拉曼峰相比向高波数侧偏向。因此，可以说是最大拉曼峰的波数越小，则残留应力越小。涂膜是残留应力越小则越难产生剥离、裂纹。
一般来说，在用涂膜覆盖基体整个面的涂层刀具中，与第一面6、第二面7相比位于角部的第三面9的涂膜较厚。在那种形态中，位于第三面9的涂膜的最大拉曼峰的波数比第一面6、第二面7的最大拉曼峰的波数大。即，第三面的涂膜的残留应力比第一面6以及第二面7的涂膜的残留应力大。因此，第三面9的涂膜容易破坏。
与此相对，在实施方式的涂层刀具1中，第三涂膜203的最大拉曼峰的波数即第三波数比第二涂膜202的最大拉曼峰的波数即第二波数小。该第三涂膜203与第二涂膜202相比残留应力较小，且难以产生剥离、裂纹。因而，具有该第三涂膜203的涂层刀具1的耐久性高。
第三波数比第二波数小1cm-1以上。另外，第三波数比第二波数小3cm-1以上。在该情况下，能够进一步提高涂层刀具1的耐久性。需要说明的是，作为成为这种形态的方法，例如使第三面9中的涂膜的厚度比第一面6以及第二面7中的涂膜的厚度薄较佳。
另外，如图3所示，在实施方式的涂层刀具1中，基体10可以在第一面6露出。换言之，涂膜20可以不存在第一面6之上。在图3所示的实施方式的涂层刀具1中，涂膜20位于第二面7以及第三面9之上。
本申请发明人经过深刻研究的结果弄清楚了，与在相当于前刀面的第一面6之上设置有涂膜20的情况相比，在第一面6之上不设置涂膜20的情况下涂层刀具1的耐缺损性提高。作为该理由，例如考虑为在涂膜20被破坏时母材即基体10也一起损伤。
因此，在实施方式的涂层刀具1中，用涂膜20覆盖相当于后刀面的第二面7以及相当于切削刃8的第三面9，并且使相当于前刀面的第一面6露出。具有这种结构的涂层刀具1耐缺损性高。
另外，实施方式的涂层刀具1在相当于后刀面的第二面7以及相当于切削刃8的第三面9之上具有涂膜20。具有这种结构的涂层刀具1的耐磨损性、耐热性高。需要说明的是，涂层刀具1至少在第二面7之上具有涂膜20即可。
第三面9的涂膜20(第三涂膜203)的厚度可以比第二面7中的涂膜20(第三涂膜203)的厚度薄。当使第二面7中的涂膜20的厚度较薄时，抑制在涂膜20被破坏时基体10也一起损伤。因而，具有这种结构的涂层刀具1耐缺损性进一步变高。例如，第二面7中的涂膜20的厚度可以为0.5μm以上且5.0μm以下。另外，第三面9中的涂膜20的厚度可以为0.01μm以上且小于5.0μm。
需要说明的是，“第二面7中的涂膜20的厚度为0.5μm以上且5.0μm以下(0.01μm以上且小于5.0μm)”的意思是指第二面7中的涂膜20的厚度的最小值以及最大值这两方收敛于0.5μm以上且5.0μm以下(0.01μm以上且小于5.0μm)的范围。
第三面9中的涂膜20的厚度可以是在靠近第一面6的区域比在靠近第二面7的区域薄。例如，位于第三面9之上的涂膜20的厚度可以从第一面6趋向第二面7而逐渐变厚。具有这种结构的涂层刀具1的耐缺损性、耐磨损性、耐热性的平衡优良。
这里，对基体10在第一面6露出的情况的例子进行了说明，但第一面6也可以被涂膜20覆盖。换言之，涂膜20可以覆盖第一面6、第二面7以及第三面9。
在将涂膜20中的、位于第一面6的部分设为第一涂膜，且将第一涂膜的最大拉曼峰的波数设为第一波数的情况下，第三波数可以比第一波数以及第二波数小1cm-1以上。在该情况下，能够使涂层刀具1的耐久性提高。另外，第三波数可以比第一波数以及第二波数小3cm-1以上。在该情况下，能够使涂层刀具1的耐久性进一步提高。
另外，涂膜20也可以覆盖第一面6以及第三面9。即，基体10可以在第二面7露出。
为了形成这种形态的涂膜，例如，可以是，在第一面6或者第二面7不设置涂膜的情况下，对第一面6或者第二面7实施遮蔽等，使第一面6或者第二面7处的基体10露出。另外，也可以是，在第一面6、第二面7以及第三面形成有涂膜之后，将被覆在第一面6或者第二面7的涂膜去除。
另外，第三面9中的涂膜可以使用遮挡版等而形成为比其他面薄。另外，也可以是，在第三面9形成有涂膜之后，将该涂膜的一部分去除，从而使第三面9的涂层比其他面的涂层薄。
另外，这里，对第三涂膜203的厚度比第二涂膜202的厚度薄的情况的例子进行了说明，但第三涂膜203的厚度也可以与第二涂膜202的厚度相同。在该情况下，为了使第三波数比第一波数以及第二波数小，例如，通过改变涂膜的组成，从而使第三涂膜与基体10的热膨胀率差比第一涂膜201以及第二涂膜202与基体10的热膨胀率差小即可。
(涂膜20的具体结构)
接下来，参照图4对涂膜20的具体结构进行说明。图4是图3所示的IV部的示意性放大图。
如图4所示，涂膜20至少具有硬质层21。硬质层21可以具有1层以上的金属氮化物层。硬质层21是与金属层22相比耐磨损性优异的层。硬质层21也可以为1层。另外，也可以如图3所示那样多个金属氮化物层重叠。另外，硬质层21也可以具有多个金属氮化物层层叠得到的层叠部23、以及位于层叠部23之上的第三金属氮化物层24。针对该硬质层21的结构，之后进行叙述。
(金属层22)
另外，涂膜20可以具有金属层22。金属层22位于基体10与硬质层21之间。具体而言，金属层22在一方的面(这里为下表面)与基体10的上表面接触，且在另一方的面(这里为上表面)与硬质层21的下表面接触。
金属层22与硬质层21相比基体10的紧贴性较高。作为具有这种特性的金属元素，例如可列举Zr、V、Cr、W、Al、Si、Y。金属层22含有上述金属元素中的至少1种以上的金属元素。
需要说明的是，Ti的单体、Zr的单体、V的单体、Cr的单体以及Al的单体不能用作金属层22。原因在于，这些金属元素均是熔点低且耐氧化性低，因此不适合在切削刀具中使用。另外，Hf的单体、Nb的单体、Ta的单体、Mo的单体与基体10的紧贴性低。但是，关于包含Ti、Zr、V、Cr、Ta、Nb、Hf、Al的合金，没有该限制。
金属层22可以是含有Al—Cr合金的Al—Cr合金层。该金属层22与基体10的紧贴性特别高，因此使基体10与涂膜20的紧贴性提高的效果高。
在金属层22为Al—Cr合金层的情况下，金属层22的A1的含有量可以比金属层22的Cr的含有量多。例如，金属层22的Al与Cr的组成比(原子％)可以为70：30。通过设为这种组成比率，从而基体10与金属层22的紧贴性更高。
金属层22可以含有上述金属元素(Zr、V、Cr、W、Al、Si、Y)以外的成分。但是，出于与基体10的紧贴性的观点，金属层22可以含有上述金属元素以总量计至少95原子％以上。更优选为金属层22可以含有上述金属元素以总量计98原子％以上。例如，在金属层22为Al—Cr合金层的情况下，金属层22可以至少含有Al以及Cr以总量计95原子％以上。而且，金属层22可以至少含有Al以及Cr以总量计98原子％以上。需要说明的是，金属层22中的金属成分的比例例如能够由使用了EDS(能量分散型X射线光谱仪)的分析来确定。
另外，由于Ti与实施方式的基体10的润湿性较差，因此出于与基体10的紧贴性提高的观点，金属层22优选为尽量不含有Ti。具体而言，金属层22的Ti的含有量可以为15原子％以下。
如此，在实施方式的涂层刀具1中，通过将与基体10的润湿性比硬质层21高的金属层22设置于基体10与硬质层21之间，从而能够使基体10与涂膜20的紧贴性提高。需要说明的是，金属层22的与硬质层21的紧贴性也高，因此也难以产生硬质层21从金属层22剥离这样的情况。
另外，被用作基体10的cBN是绝缘体。作为绝缘体的cBN在与由PVD法(物理蒸镀)形成的膜的紧贴性方面存在改善的余地。与此相对，在实施方式的涂层刀具1中，通过将具有导电性的金属层22设置于基体10的表面，从而由PVD形成的硬质层21与金属层22的紧贴性高。
(硬质层21)
接下来，参照图5对硬质层21的结构进行说明。图5是图4所示的V部的示意性放大图。
如图5所示，硬质层21具有位于金属层22之上的层叠部23、以及位于层叠部23之上的第三金属氮化物层24。
层叠部23具有多个第一金属氮化物层23a以及多个第二金属氮化物层23b。层叠部23具有第一金属氮化物层23a与第二金属氮化物层23b交替地层叠得到的结构。
第一金属氮化物层23a以及第二金属氮化物层23b的厚度分别可以设为50nm以下。如此，通过将第一金属氮化物层23a以及第二金属氮化物层23b形成得较薄，从而第一金属氮化物层23a以及第二金属氮化物层23b的残留应力小。由此，例如，难以产生第一金属氮化物层23a以及第二金属氮化物层23b的剥离、裂纹等，因此涂膜20的耐久性高。
第一金属氮化物层23a是与金属层22接触的层，第二金属氮化物层23b形成于第一金属氮化物层23a上。
第一金属氮化物层23a以及第二金属氮化物层23b可以含有金属层22所含的金属。
例如，设为在金属层22中包含两种金属(这里，设为“第一金属”、“第二金属”)。在该情况下，第一金属氮化物层23a含有第一金属以及第三金属的氮化物。第三金属是不包含在金属层22中的金属。另外，第二金属氮化物层23b含有第一金属以及第二金属的氮化物。
例如，在实施方式中，金属层22可以含有Al以及Cr。在该情况下，第一金属氮化物层23a可以含有Al。具体而言，第一金属氮化物层23a也可以是含有作为Al以及Ti的氮化物的AlTiN的AlTiN层。另外，第二金属氮化物层23b也可以是含有作为Al以及Cr的氮化物的A1CrN的AlCrN层。
如此，使含有金属层22所含的金属的第一金属氮化物层23a位于金属层22之上，从而金属层22与硬质层21的紧贴性高。由此，硬质层21难以从金属层22剥离，因此涂膜20的耐久性高。
第一金属氮化物层23a即AlTiN层除了与上述的金属层22的紧贴性之外，例如在耐磨损性方面优异。另外，第二金属氮化物层23b即AlCrN层例如在耐热性、耐氧化性方面优异。如此，涂膜20包含相互不同的组成的第一金属氮化物层23a以及第二金属氮化物层23b，从而能够控制硬质层21的耐磨损性、耐热性等特性。由此，能够延长涂层刀具1的刀具寿命。例如，在实施方式的硬质层21中，能够维持A1CrN所具有的优异的耐热性，并且使与金属层22的紧贴性、耐磨损性这样的力学性能提高。
需要说明的是，层叠部23可以由例如电弧离子镀法(AIP法)成膜。AIP法是在真空气氛下利用电弧放电使靶金属(这里为AlTi靶以及A1Cr靶)蒸发，并与N2气体结合从而将金属氮化物(这里为A1TiN与A1CrN)成膜的方法。需要说明的是，金属层22也可以由AIP法成膜。
第三金属氮化物层24可以位于层叠部23之上。具体而言，第三金属氮化物层24与层叠部23中的第二金属氮化物层23b接触。第三金属氮化物层24例如与第一金属氮化物层23a相同，是含有Ti以及Al的金属氮化物层(A1TiN层)。
第三金属氮化物层24的厚度可以比第一金属氮化物层23a以及第二金属氮化物层23b的各厚度厚。具体而言，在如上述那样第一金属氮化物层23a以及第二金属氮化物层23b的厚度为50nm以下的情况下，第三金属氮化物层24的厚度可以设为1μm以上。例如，第三金属氮化物层24的厚度可以为1.2μm。
由此，例如，在第三金属氮化物层24的摩擦系数低的情况下，能够使涂层刀具1的耐粘结性提高。另外，例如，在第三金属氮化物层24的硬度高的情况下，能够使涂层刀具1的耐磨损性提高。另外，例如，在第三金属氮化物层24的氧化开始温度高的情况下，能够使涂层刀具1的耐氧化性提高。
另外，第三金属氮化物层24的厚度可以比层叠部23的厚度厚。具体而言，在实施方式中，在层叠部23的厚度为0.5μm以下的情况下，第三金属氮化物层24的厚度可以为1μm以上。例如，在层叠部23的厚度为0.3μm的情况下，第三金属氮化物层24的厚度可以为1.2μm。如此，通过使第三金属氮化物层24比层叠部23厚，从而使上述的耐粘结性、耐磨损性等提高的效果进一步变高。
需要说明的是，金属层22的厚度例如可以为0.1μm以上且小于0.6μm。即，金属层22可以比第一金属氮化物层23a以及第二金属氮化物层23b各自厚且比层叠部23薄。
<切削刀具>
接下来，参照图6对具备上述的涂层刀具1的切削刀具的结构进行说明。图6是示出实施方式的切削刀具的一例的主视图。
如图6所示，实施方式的切削刀具100具有涂层刀具1、以及用于固定涂层刀具1的刀柄70。
刀柄70是从第一端(图6中的上端)朝向第二端(图6中的下端)延伸的棒状的构件。刀柄70例如是钢、铸铁制。特别是，在这些构件之中优选使用韧性高的钢。
刀柄70在第一端侧的端部具有刀槽73。刀槽73是供涂层刀具1装配的部分，并具有与被切削件的旋转方向相交的安装座面、以及相对于安装座面倾斜的限制侧面。在安装座面设置有使后述的螺钉75螺合的螺孔。
涂层刀具1位于刀柄70的刀槽73，并通过螺钉75而装配于刀柄70。即，将螺钉75向涂层刀具1的贯通孔5中插入，将该螺钉75的前端向形成于刀槽73的安装座面的螺孔中插入并使螺纹部彼此螺合。由此，涂层刀具1以切削刃8(参照图1)从刀柄70向外侧突出的方式装配于刀柄70。
在实施方式中，例示出在所谓的车削加工中使用的切削刀具。作为车削加工，例如可列举内径加工、外径加工以及开槽加工。需要说明的是，作为切削刀具，并不限定于在车削加工中使用的切削刀具。例如，也可以在用于旋转切削加工的切削刀具中使用涂层刀具1。
例如，被切削件的切削加工包括：(1)使被切削件旋转的工序；(2)使涂层刀具1的切削刃8与旋转的被切削件接触而切削被切削件的工序；以及(3)使涂层刀具1从被切削件离开的工序。需要说明的是，作为被切削件的材质的代表例，可列举碳钢、合金钢、不锈钢、铸铁、或者非铁金属等。
实施例
以下，对本公开的实施例进行说明。需要说明的是，本公开并不限定于以下的实施例。
首先，准备TiN原料粉末72体积％以上且82体积％以下、Al原料粉末13体积％以上且23体积％以下、Al2O3原料粉末1体积％以上且11体积％以下。并且，向已准备的各原料粉末添加有机溶剂。作为有机溶剂，能使用丙酮、异丙醇(IPA)等醇类。之后，利用球磨机以20小时以上且24小时以下进行粉碎以及混合。在粉碎以及混合后，通过使溶剂蒸发，从而得到第一混合粉末。
接下来，将平均粒径为2.5μm以上且4.5μm以下的cBN粉末与平均粒径为0.5μm以上且1.5μm以下的cBN粉末以体积比计为8以上且9以下：1以上且2以下的比例调合。进而，添加有机溶剂。作为有机溶剂，能使用丙酮、IPA等醇类。之后，利用球磨机以20小时以上且24小时以下进行粉碎以及混合。在粉碎以及混合后，通过使溶剂蒸发，从而得到第二混合粉末。
接下来，将得到的第一混合粉末与第二混合粉末以体积比计为68以上且78以下：22以上且32以下的比例调合。向调合了的粉末添加有机溶剂与有机粘合剂。作为有机溶剂，能使用丙酮、IPA等醇类。另外，作为有机粘合剂，能使用石蜡、丙烯酸系树脂等。之后，利用球磨机以20小时以上且24小时以下进行粉碎混合，进而之后，使有机溶剂蒸发，从而得到第三混合粉末。需要说明的是，在使用了球磨机的工序中也可以根据需要而添加分散剂。
然后，通过将该第三混合粉末成形为规定形状从而得到成形体。在成形中能使用单轴加压压制、冷等静压压制(CIP)等已知的方法。通过将该成形体以500℃以上且1000℃以下的范围内的规定的温度加热，将有机粘合剂蒸发去除。
接下来，将成形体装入超高压加热装置，并在4GPa以上且6GPa以下的压力下以1200℃以上且1500℃以下并且15分以上且30分以下的条件进行加热。由此，得到实施方式的立方晶氮化硼烧结体。然后，将得到的立方晶氮化硼烧结体经由接合材而安装于由硬质合金构成的刀刃主体的座面。由此，得到实施例的刀刃。
接下来，使与得到的刀刃相同尺寸的夹具位于刀刃的上表面(前刀面)。即，利用夹具覆盖刀刃的上表面(前刀面)。其结果是，前刀面与夹具接触，未在前刀面制膜。另外，夹具隔着间隙而位于第三面9的上部。其结果是，在第三面9制膜的膜厚比在第二面7制膜的膜厚薄。在该状态下，利用物理气相蒸镀(PVD)法在刀刃的表面对涂膜进行制膜。由此，得到后刀面以及倒角面被涂膜覆盖且前刀面露出的实施例的涂层刀具。
上述的夹具位于刀刃的倒角面的附近。因此，向倒角面的蒸镀被上述的夹具抑制。其结果是，位于倒角面上的涂膜的厚度比位于后刀面上的涂膜的厚度薄。
作为比较例1，制作出不使用上述的夹具而是在基体的整个面对涂膜进行制膜的样品。另外，作为比较例2，制作出从上述的比较例1的涂层刀具的第三面9去除了涂膜的样品。
(拉曼光谱分析)
接下来，关于实施例以及比较例1的涂层刀具的位于后刀面的涂膜(第二涂膜202)以及位于倒角面的涂膜(第三涂膜203)，在以下的条件下进行了拉曼光谱分析。
<测定条件>
测定装置：(例)激光拉曼分光装置HR800(堀场制作所制)
激光波长：(例)514.79nm
光栅：600条
物镜：×100
检测器：CCD
检测波数：100～800cm-1
通过使用上述装置来进行测定，从而得到每个波数的强度(散射强度)。在实施例中，分别对位于后刀面的涂膜以及位于倒角面的涂膜进行了各5次使用了上述装置的测定。将对这些5次量的测定结果按照波数进行平均化并曲线图化得到的内容在图7以及图8中示出。图7是示出对实施例的涂层刀具的拉曼光谱分析的结果的曲线图。另外，图8是示出对比较例1的涂层刀具的拉曼光谱分析的结果的曲线图。在图7以及图8中，位于后刀面的涂膜的拉曼光谱由虚线示出，位于倒角面的涂膜的拉曼光谱由实线示出。
如图7所示可知，在实施例的涂层刀具中，位于倒角面的涂膜的最大拉曼峰的波数比位于后刀面的涂膜的最大拉曼峰的波数向低波数侧偏向。具体而言，可知位于倒角面的涂膜的最大拉曼峰的波数比位于后刀面涂膜的最大拉曼峰的波数向5cm-1左右低波数侧偏向。
另一方面，如图8所示可知，在比较例1的涂层刀具中，位于倒角面的涂膜的最大拉曼峰的波数比位于后刀面的涂膜的最大拉曼峰的波数向高波数侧偏向。认为这是因为第三面9的涂膜形成得比第二面的涂膜厚，且第三面9中的残留应力较大而引起的。
根据该结果明显可知，位于倒角面的涂膜与位于后刀面的涂膜相比残留应力较小，难以产生剥离、裂纹。
(断续评价)
接下来，关于实施例及比较例1、2的涂层刀具、以及包括前刀面在内的全部面被涂膜覆盖的比较例的涂层刀具，在以下的切削条件下进行了断续评价。
<切削条件>
切削方法：车削加工
被切削件：SCM4158孔
切削速度：150m/分
进给：0.2mm/rev
切入量：0.2mm
切削状态：湿式
评价方法：到切削刃缺损为止的冲击次数
断续评价的结果是，实施例的切削刀具实现了最长的寿命。另外，比较例1的切削刀具的寿命最短。
在实施例的涂层刀具中到切削刃缺损为止的冲击次数与在比较例1的涂层刀具中到切削刃缺损为止的冲击次数相比，成为2倍以上多的结果。根据该结果明显可知，通过使前刀面露出，从而耐缺损性提高，刀具寿命变长。
在上述的实施方式中，对将由氮化硼粒子等构成的基体10安装于由硬质合金等构成的刀刃主体2并用涂膜20涂覆这些构件的涂层刀具1进行了说明。并不限定于此，本公开的涂层刀具例如可以是上表面以及下表面的形状为平行四边形的六面体形状的基体的全部为立方晶氮化硼烧结体，且在该基体之上形成有涂膜。
在上述的实施方式中，示出涂层刀具1的上表面以及下表面的形状为平行四边形的情况的例子，但涂层刀具1的上表面以及下表面的形状也可以是菱形、正方形等。另外，涂层刀具1的上表面以及下表面的形状也可以是三角形、五边形、六边形等。
另外，涂层刀具1的形状既可以是正型，也可以是负型。正型是侧面相对于涂层刀具1的通过上表面的中心以及下表面的中心的中心轴倾斜的类型，负型是侧面相对于上述中心轴平行的类型。
在上述的实施方式中，对基体10含有立方晶氮化硼(cBN)的粒子的情况的例子进行了说明。并不限定于此，本申请的公开的基体例如也可以含有六方晶氮化硼(hBN)、菱方晶氮化硼(rBN)、纤锌矿氮化硼(wBN)等的粒子。另外，基体10并不局限于氮化硼，例如也可以是硬质合金以及金属陶瓷等。硬质合金含有W(钨)，具体而言含有WC(碳化钨)。另外，硬质合金也可以含有Ni(镍)、Co(钴)。另外，金属陶瓷例如含有Ti(钛)，具体而言含有TiC(碳化钛)或者TiN(氮化钛)。另外，金属陶瓷也可以含有Ni、Co。
在上述的实施方式中，说明了涂层刀具1作为在切削加工中使用的涂层刀具的情况，但本申请的涂层刀具也能够向例如挖掘用的刀具、刃物等切削刀具以外的刀具应用。
进一步的效果、变形例能够由本领域技术人员容易地导出。因此，本公开的更广泛的方案并不限定于以上那样表示且表述的特定的详细情况及代表性的实施方式。因而，在不脱离由技术方案及其等同方案定义的总括性的发明的概念的精神或范围的情况下，能够进行各种变更。
附图标记说明
1涂层刀具
2刀刃主体
3切削刃部
4座面
5贯通孔
6第一面
7第二面
8切削刃
9第三面
10基体
20涂膜
21硬质层
22金属层
23层叠部
23a第一金属氮化物层
23b第二金属氮化物层
24第三金属氮化物层
30基板
40接合材
70刀柄
73刀槽
75螺钉
100切削刀具
202第二涂膜
203第三涂膜。

Claims (10)

1.一种涂层刀具，其具有：
基体；以及
涂膜，其位于所述基体之上，
其中，
所述涂层刀具具有：
第一面，其具有前刀面；
第二面，其具有后刀面；以及
第三面，其位于所述第一面与所述第二面之间，且是倒角面或圆角面，
所述涂膜具有：
位于所述第一面的第一涂膜和位于所述第二面的第二涂膜中的至少一方；以及
第三涂膜，其位于所述第三面，
在将所述第一涂膜的最大拉曼峰的波数设为第一波数，将所述第二涂膜的最大拉曼峰的波数设为第二波数，将所述第三涂膜的最大拉曼峰的波数设为第三波数的情况下，
所述第三波数比所述第一波数以及所述第二波数小。
2.根据权利要求1所述的涂层刀具，其中，
所述第三波数比所述第一波数以及所述第二波数小3cm-1以上。
3.根据权利要求1或2所述的涂层刀具，其中，
所述基体由含有多个立方晶型氮化硼粒子的氮化硼烧结体构成。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的涂层刀具，其中，
所述基体在所述第一面露出。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的涂层刀具，其中，
所述第三涂膜的厚度比所述第二涂膜的厚度薄。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的涂层刀具，其中，
所述第三涂膜的厚度在靠近所述第一面的区域比在靠近所述第二面的区域薄。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的涂层刀具，其中，
所述第三涂膜的厚度为0.01μm以上且5.0μm以下。
8.根据权利要求1所述的涂层刀具，其中，
所述涂膜具有：
硬质层；
Ti、Zr、V、Cr、Ta、Nb、Hf、Al的单体以外的金属层，其位于所述基体与所述硬质层之间。
9.根据权利要求8所述的涂层刀具，其中，
所述金属层含有Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Al、Si、Y中的至少一种以上的元素。
10.一种切削刀具，其中，
所述切削刀具具有：
棒状的刀柄，其在端部具有刀槽；以及
权利要求1～9中任一项所述的涂层刀具，其位于所述刀槽内。
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