CN117561133A

CN117561133A - 涂层刀具及切削刀具

Info

Publication number: CN117561133A
Application number: CN202280045288.7A
Authority: CN
Inventors: 吉见启; 森聪史
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2021-07-30
Filing date: 2022-07-07
Publication date: 2024-02-13
Also published as: WO2023008130A1; JPWO2023008130A1

Abstract

本公开的涂层刀具具有由以WC粒子为硬质相成分、以Co为粘结相的主成分的WC基硬质合金构成的基体以及位于基体之上的第一涂层。在与基体的表面垂直的截面中的、基体与第一涂层的界面区域中，将在从第一涂层到WC粒子横切的方向上进行元素分析而得到的Ti的最大值(atm％)设为Ti(WC)值，将在从第一涂层到粘结相横切的方向上进行元素分析而得到的Ti的最大值(atm％)设为Ti(Co)值，Ti(WC)值与Ti(Co)值的比率(Ti(Co)值/Ti(WC)值)设为Ti(Co/WC)比率的情况下，Ti(Co/WC)比率为0.8以下。

Description

涂层刀具及切削刀具

技术领域

本公开涉及涂层刀具及切削刀具。

背景技术

作为车削加工或铣削加工等切削加工中所使用的刀具，已知有用涂层被覆硬质合金、金属陶瓷、陶瓷等基体的表面，从而使耐磨损性等提高的涂层刀具。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2019/146710号

专利文献2：日本特开2017-193004号公报

发明内容

本公开的一方式的涂层刀具具有由以WC粒子为硬质相成分、以Co为粘结相的主成分的WC基硬质合金构成的基体、以及位于基体之上的第一涂层，第一涂层由选自由Al、Cr、Si、第四族元素、第五族元素以及第六族元素组成的组中的至少一种元素、和选自由C及N组成的组中的至少一种元素构成。在与基体的表面垂直的截面中的、基体与第一涂层的界面区域中，将在从第一涂层到WC粒子横切的方向上进行元素分析而得到的Ti的最大值(atm％)设为Ti(WC)值，将在从第一涂层到粘结相横切的方向上进行元素分析而得到的Ti的最大值(atm％)设为Ti(C_o)值，将Ti(WC)值与Ti(Co)值的比率(Ti(Co)值/Ti(WC)值)设为Ti(Co/WC)比率的情况下，Ti(Co/WC)比率为0.8以下。

附图说明

图1是表示实施方式的涂层刀具的一例的立体图。

图2是表示实施方式的涂层刀具的一例的侧剖视图。

图3是表示实施方式的涂层的一例的剖视图。

图4是图3所示的H部的示意放大图。

图5是基体与第一涂层的界面区域的示意性的放大图。

图6是表示实施方式的切削刀具的一例的主视图。

图7是汇总了试料No.1～No.20所具有的中间层的制造条件的表。

图8是汇总了试料No.1～No.20所具有的第一涂层的平均组成、中间层的含Ti的有无、Ti(Co/WC)比率、WC粒子上的含Ti层的平均层厚的表。

图9是汇总了对试料No.1～No.20的氧化试验、磨损试验以及剥离试验的结果的表。

图10是实施例的涂层刀具的扫描透射电子显微镜像。

图11是实施例的涂层刀具的WC映射图像。

图12是实施例的涂层刀具的Co映射图像。

图13是实施例的涂层刀具的Ti映射图像。

图14是表示WC上提取范围以及Co上提取范围的图。

图15是表示WC上提取范围以及Co上提取范围中的Ti量的测定结果的图表。

具体实施方式

以下，参照附图对本公开的用于实施涂层刀具及切削刀具的方式(以下，记载为“实施方式”)进行详细说明。需要说明的是，本公开的涂层刀具及切削刀具不受该实施方式限定。另外，各实施方式可以在处理内容不矛盾的范围内适当组合。另外，在以下的各实施方式中对相同的部位标注相同的附图标记，省略重复的说明。

另外，在以下所示的实施方式中，有时使用“恒定”、“正交”、“垂直”或者“平行”这样的表现，但这些表现不需要是严格意义上的“恒定”、“正交”、“垂直”或者“平行”。即，上述的各表现允许例如制造精度、设置精度等的偏差。

在上述的现有技术中，在提高涂层与基体的结合性方面存在进一步改善的余地。

＜涂层刀具＞

图1是表示实施方式的涂层刀具的一例的立体图。另外，图2是表示实施方式的涂层刀具1的一例的侧剖视图。如图1所示，实施方式的涂层刀具1具有刀片主体2。

(刀片主体2)

刀片主体2例如具有上表面及下表面(与图1所示的Z轴相交的面)的形状是平行四边形的六面体形状。

刀片主体2的一个角部作为切削刃部而发挥功能。切削刃部具有第一面(例如上表面)、以及与第一面连接的第二面(例如侧面)。在实施方式中，第一面作为刮掉由切削而产生的切屑的“前刀面”而发挥功能，第二面作为“后刀面”而发挥功能。切削刃位于第一面与第二面相交的棱线的至少一部分，涂层刀具1通过使该切削刃碰触被切削材料而对被切削材料进行切削。

上下贯通刀片主体2的贯通孔5位于刀片主体2的中央部。在贯通孔5中插入有后述的用于将涂层刀具1安装于刀柄70上的螺钉75(参照图6)。

如图2所示，刀片主体2具有基体10以及涂层20。

(基体10)

基体10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)或Co(钴)。具体而言，基体10由以WC粒子为硬质相成分、以Co为粘结相的主成分的WC基硬质合金构成。

(涂层20)

涂层20例如以提高基体10的耐磨损性、耐热性等为目的而被覆在基体10上。在图2的例子中，涂层20整体被覆基体10。涂层20至少位于基体10之上即可。在涂层20位于基体10的第一面(在此为上表面)的情况下，第一面的耐磨损性、耐热性高。在涂层20位于基体10的第二面(在此为侧面)的情况下，第二面的耐磨损性、耐热性高。

在此，参照图3及图4对涂层20的具体结构讲行说明。图3是表示实施方式的涂层20的一例的剖视图。另外，图4是图3所示的H部的示意放大图。

如图3所示，涂层20具有位于中间层22之上的第一涂层23、以及位于第一涂层23之上的第二涂层24。

第一涂层2由选自由Al、Cr、Si、第四族元素、第五族元素以及第六族元素组成的组中的至少一种元素、以及选自由C及N组成的组中的至少一种元素构成。

具体而言，第一涂层23也可以具有Al、Cr、Si和N。即，第一涂层23也可以是含有作为Al、Cr及Si的氮化物的AlCrSiN的AlCrSiN层。需要说明的是，“AlCrSiN”的表述是指Al、Cr、Si和N以任意的比例存在，未必是指Al、Cr、Si和N以1对1对1对1存在。

在使含有中间层22所含的金属(例如，Ti)的第一涂层23位于中间层22之上的情况下，中间层22与涂层20的结合性高。由此，涂层20难以从中间层22剥离，因此涂层20的耐久性高。

如图4所示，第一涂层23具有多个第一层23a和多个第二层23b。第一涂层23具有第一层23a和第二层23b在厚度方向上交替层叠的条纹状结构。第二层23b形成于第一层23a上。

第一层23a及第二层23b的厚度可以分别为50nm以下。较薄地形成的第一层23a及第二层23b的残余应力小，难以产生剥离、裂纹等，因此涂层20的耐久性变高。

第二涂层24也可以具有Ti、Si和N。即，第二涂层24也可以是含有Ti和Si的氮化物层(TiSiN层)。需要说明的是，“TiSiN层”的表述是指Ti、Si和N以任意的比例存在，未必是指Ti、Si和N以1对1对1存在。

由此，例如，在第二涂层24的摩擦系数低的情况下，能够提高涂层刀具1的耐熔敷性。另外，例如，在第二涂层24的硬度高的情况下，能够提高涂层刀具1的耐磨损性。另外，例如，在第二涂层24的氧化开始温度高的情况下，能够提高涂层刀具1的耐氧化性。

第二涂层24也可以具有至少两个层位于厚度方向的条纹状构造。第二涂层24的条纹状构造所具有的各层例如可以含有Ti、Si和N。在该情况下，第二涂层24的Ti的含量(以下，记载为“Ti含量”)、Si的含量(以下，记载为“Si含量”)及N的含量(以下，记载为“N含量”)也可以沿着第二涂层24的厚度方向分别反复增减。第二涂层24所含的金属元素中的、Ti及Si的合计可以为98原子％以上。另外，第二涂层24也可以具有在厚度方向上交替地配置的第三层及第四层。

(涂层的制造方法)

涂层20例如可以通过物理蒸镀法形成。作为物理蒸镀法，例如可举出离子镀法以及溅射法等。作为一例，在通过离子镀法制作涂层的情况下，可以通过下述的方法制作涂层。

首先，示出通过离子镀法制作第一涂层23的方法的一例。首先，作为一例，准备Cr、Si以及Al的各金属靶、或复合化的合金靶或烧结体靶。

接下来，通过电弧放电或辉光放电等使作为金属源的上述的靶蒸发而离子化。使离子化的金属与氮源的氮气(N₂)气体等反应，并且蒸镀到基体的表面。通过以上的步骤能够形成A1CrSiN层。

在上述步骤中，可以将基体的温度设为500～550℃，将氮气压力设为1.0～6.0Pa，对基体施加-50～-200V的直流偏置电压，将电弧放电电流设为100～200A。

第一涂层23的组成能够通过将施加于按照铝金属靶、铬金属靶、铝-硅复合化合金靶以及铬-硅复合化合金靶的电弧放电、辉光放电时的电压、电流值针对各个靶独立地控制来调整。另外，涂层的组成也可以通过涂层时间、气氛压的控制来调整。在实施方式的一例中，通过使电弧放电、辉光放电时的电压、电流值变化，能够使靶金属的离子化量变化。另外，通过对每个靶周期性地改变电弧放电、辉光放电时的电流值，能够使靶金属的离子化量周期性地变化。靶的电弧放电、辉光放电时的电流值以0.01～0.5min的间隔周期性地改变，由此能够使靶金属的离子化量周期性地变化。由此，能够构成为在涂层的厚度方向上各金属元素的含有比例以各自的周期变化。

在进行上述的工序时，以使Al、Si的量变少、另外Cr的量变多的方式使Al、Si、Cr的组成变化，然后，以Al、Si的量变多、另外Cr的量变少的方式使Al、Si、Cr的组成变化，由此能够制作具有第一层23a及第二层23b的第一涂层23。

接下来，对作为TiSiN层的第二涂层24的制造方法的一例进行说明。

第二涂层24也可以与第一涂层23同样地通过物理蒸镀法形成。作为一例，首先，准备Ti金属靶及Ti-Si复合化合金靶。并且，通过将对所准备的各靶施加的电弧放电、辉光放电时的电压、电流值针对每个靶独立地控制，从而能够制作具有条纹状构造的第二涂层24。

在上述工序中，也可以将基体的温度设为500～600℃，将氮气压力设为1.0～6.0Pa，对基体施加-50～-200V的直流偏置电压，将电弧放电电流设为100～200A，将电弧电流的变化周期设为0.01～0.5min。

(中间层22)

中间层22也可以位于基体10与涂层20之间。具体而言，中间层22在一方的面(在此为下表面)与基体10的上表面相接，并且在另一方的面(在此为上表面)与涂层20(第一涂层23)的下表面相接。

中间层22与基体10的结合性比中间层22与涂层20的结合性高。作为具有这样的特性的金属元素，例如可举出Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Al、Si、Y、Ti。中间层22含有上述金属元素中的至少一种以上的金属元素。例如，中间层22也可以含有Ti。需要说明的是，Si是半金属元素，但在本说明书中，半金属元素也包含在金属元素中。

在中间层22含有Ti的情况下，中间层22中的Ti的含量可以为1.5原子％以上。例如，中间层22中的Ti的含量可以为2.0原子％以上。

中间层22也可以含有上述金属元素(Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Al、Si、Y、Ti)以外的金属元素成分。但是，从与基体10的结合性的观点出发，中间层22可以合计至少含有95原子％以上的上述金属元素。更优选的是，中间层22可以合计含有98原子％以上的上述金属元素。需要说明的是，中间层22中的金属成分的比例例如可以通过使用了附属于STEM(扫描透射电子显微镜)的EDS(能量分散型X射分光器)的分析来确定。

这样，在实施方式的涂层刀具1中，通过在基体10与涂层20之间设置与基体10的润湿性比与涂层20的润湿性高的中间层22，能够提高基体10与涂层20的结合性。需要说明的是，中间层22与涂层20的结合性也高，因此也不易产生涂层20从中间层22剥离的情况。

需要说明的是，中间层22的厚度例如可以为0.1nm以上且小于20.0nm。

图5是基体10与第一涂层23的界面区域的示意性的放大图。图5表示与基体10的表面垂直的截面中的、基体10与第一涂层23的界面区域。

如图5所示，位于基体10与第一涂层23的界面区域的中间层22较多地位于基体10所含的WC粒子10a及粘结相10b中的、WC粒子10a之上。

具体而言，将在从第一涂层23到WC粒子10a横切的方向上进行元素分析而得到的Ti的最大值(atm％)设为Ti(WC)值，将在从第一涂层23从WC到粘结相10b横切的方向上进行元素分析而得到的Ti的最大值(atm％)设为Ti(Co)值。另外，将Ti(WC)值与Ti(Co)值的比率(Ti(Co)值/Ti(WC)值)设为Ti(Co/WC)比率。在该情况下，实施方式的涂层刀具1的Ti(Co/WC)比率为0.8以下。

以往，由选自由Al、Cr、Si、第四族元素、第五族元素以及第六族元素组成的组中的至少一种元素、选自由C、N组成的组中的至少一种元素构成的第一涂层在与WC粒子的结合性方面存在改善的余地。另一方面，Ti与第一涂层以及WC粒子这两者具有良好的结合性。因此，如实施方式的涂层刀具1那样，通过在第一涂层23与WC粒子10a之间导入包含Ti的中间层22，从而能够提高基体10与第一涂层23的结合力。

具有上述构成的中间层22例如可以通过以下的制造方法而得到。

在8×10^-3～1×10^-4pa的减压环境下加热基体而使表面温度为500～600℃。接下来，作为气氛气体导入氩气体，将压力保持为3.0Pa。接下来，将偏置电压设为-400V，进行11分钟的氩气轰击处理(氩气轰击前处理)。接下来，使压力减压至0.1Pa，对Ti金属蒸发源施加100～200A的电弧电流，处理0.3分钟，在基体的表面形成作为中间层的含Ti层(含Ti层成膜处理)。然后，作为气氛气体导入氩气，将压力保持为3.0Pa，使偏置电压设为-200V，进行1分钟氩气轰击处理(氩气轰击后处理)。

＜氩气轰击前处理条件＞

(1)偏置电压：-400V

(2)压力：3Pa

(3)处理时间：11分钟

＜含Ti层的成膜条件1＞

(1)电弧电流：100～200A

(2)偏置电压：-380～-430V

(3)压力：0.1Pa

(4)处理时间：0.3分钟

＜氩气轰击后处理条件1＞

(1)偏置电压：-200V

(2)压力：3Pa

(3)处理时间：1分钟

需要说明的是，含Ti层例如可以含有基于扩散的其他金属元素。含Ti层可以含有50～98原子％的除Ti以外的金属元素。

含有Co的粘结相与Ti的结合性差。因此，位于包含Co的粘结相之上的Ti的量尽可能少的话，基体与涂层的整体的结合力提高。因此，如实施方式的涂层刀具1那样，通过采用基体10所含的WC粒子10a以及粘结相10b中的、更多的Ti位于WC粒子10a之上的结构，能够提高基体10与第一涂层23的结合力，由此，能够提高涂层刀具1的耐磨损性、耐缺损性。

另外，在与基体10的表面垂直的截面中，粘结相10b的至少一部分也可以与第一涂层23相接。

由选自由Al、Cr、Si、第四族元素、第五族元素以及第六族元素组成的组中的至少一种元素构成的第一涂层与包含Co的粘结相的结合性与含有Co的粘结相与Ti的结合性相比良好。因此，在设为粘结相10b的至少一部分与第一涂层23相接的结构的情况下，能够进一步提高基体10与第一涂层23的结合力，能够进一步提高涂层刀具1的耐磨损性、耐缺损性。

粘结相10b的至少一部分与第一涂层23相接的构成例如可以通过以下的条件来制造。

＜氩气轰击前处理条件＞

(1)偏置电压：-400V

(2)压力：3Pa以下

(3)处理时间：11分钟

＜含Ti层的成膜条件2＞

(1)电弧电流：130A以上且180A以下

(2)偏置电压：-390V以上且-410V以下

(3)压力：0.1Pa

(4)处理时间：0.3分钟

＜氩气轰击后处理条件2＞

(1)偏置电压：-200V

(2)压力：3Pa

(3)处理时间：1分钟

将含Ti层的成膜条件2和氩气轰击处理条件2交替地重复1次以上。

另外，在界面区域中WC粒子10a上的包含Ti的区域、即WC粒子10a上的中间层22的厚度可以为1nm以上且15nm以下。

中间层22的厚度为1nm以上，则可进一步发挥第一涂层23与WC粒子10a的结合效果，若中间层22的厚度为15nm以下，则可抑制从中间层22产生/发展龟裂。因此，通过将WC粒子10a上的中间层22的厚度设为1nm以上且15nm以下，从而能够进一步提高基体10与第一涂层23的结合力，能够进一步提高涂层刀具1的耐磨损性、耐缺损性。

WC粒子10a上的中间层22的厚度为1nm以上且15nm以下的中间层22例如能够通过以下的条件进行制造。

＜氩气轰击前处理条件＞

(1)偏置电压：-400V

(2)压力：3Pa以下

(3)处理时间：11分钟

＜含Ti层的成膜条件3＞

(1)电弧电流：100A180A以下

(2)偏置电压：一400V

(3)压力：0.1Pa

(4)处理时间：0.3分钟

＜氩气轰击后处理条件3＞

(1)偏置电压：-200V

(2)压力：3Pa

(3)处理时间：1分钟

将含Ti层的成膜条件3和氩气轰击处理条件3交替地重复1次以上且20次以下。

＜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是表示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，优选在这些构件中使用性高的钢。

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，具有与被切削材料的旋转方向相交的安装座面和相对于安装座面倾斜的约束侧面。在安装座面设置有供后述的螺钉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装配于刀柄70。即，将螺钉75插入涂层刀具1的贯通孔5，将该螺钉75的前端插入形成于刀槽73的安装座面的螺孔，使螺纹部彼此螺合。由此，涂层刀具1以切削刃部分从刀柄70向外侧突出的方式装配于刀柄70。

在实施方式中，例示了用于所谓车削加工的切削刀具。作为车削加工，例如可举出内径加工、外径加工以及开槽加工。需要说明的是，作为切削刀具，并不限定于车削加工所使用的刀具。例如，涂层刀具1可以用于铣削加工所使用的切削刀具。作为用于铣削加工的切削刀具作为例如举出平铣刀、正面铣刀、侧铣刀、切槽铣刀等铣刀、单刃立铣刀、多刃立铣刀、锥刃立铣刀、球头立铣刀等立铣刀等。

实施例

以下，具体地说明本公开的实施例。需要说明的是，本公开并不限定于以下所示的实施例。

制作了在由WC基硬质合金构成的基体之上具有涂层的试料No.1～No.20。试料No.1～No.20所具有的中间层的制作条件如图7所示。需要说明的是，试料No.1～No.20中的、试料No.1～No.4、No.6～No.9、No.11、No.14、No.17相当于本公开的实施例，试料No.5、No.10、No.12、No.13、No.15、No.16、No.18～No.20相当于比较例。另外，图7所示的“重复数”是将中间层形成处理以及Ar轰击后处理设为1组的情况下的上述1组的重复数。

如图8所示，试料No.1～No.10所具有的第一涂层是AlCrSiN层。具体而言，试料No.1～No.10所具有的第一涂层的平均组成(Al₅₀Cr₃₉Si₁₁)N。试料No.11～No.13所具有的第一涂层是AlCrN层。具体而言，试料No.11～No.13所具有的第一涂层的平均组成是(Al₅₀Cr₅₀)N。试料No.14～No.16、No.20所具有的第一涂层是TiAlN层。具体而言，试料No.14～No.16、No.20所具有的第一涂层的平均组成是(Ti₅₀Al₅₀)N。试料No.17～No.19所具有的第一涂层是TiAlSiN层。具体而言，试料No.17～No.19所具有的第一涂层的平均组成是(Ti₅₀Al₄₀Si₁₀)N。

试料No.1～No.20中的、试料No.1～No.9、No.11、No.12、No.14、No.15、No.17、No.18具有含有Ti的中间层。与此相对地，试料No.10、No.13、No.16、No.19不具有中间层。另外，试料No.20不具有含有Ti的中间层，但具有含有Cr的中间层。

关于具有含有Ti的中间层的试料No.1～No.9、No.11、No.12、No.14、No.15、No.17、No.18，Ti(Co/WC)比率为：试料No.1为0.1、试料No.2为0.5、试料No.3为0.6、试料No.4为0.8、试料No.5为1、试料No.6为0.7、试料No.8为0.6、试料No.9为0.8、试料No.11为0.5、No.12为1、No.14为0.5、No.15为1、No.17为0.5、No.18为1。另外，WC粒子上的含Ti层的平均层厚为：试料No.1为11nm，试料No.2为8nm，试料No.3为7nm，试料No.4为6nm，试料No.5为10nm，试料No.6为9nm，试料No.8为15nm，试料No.9为18nm，试料No.11为8nm，No.12为6nm，No.14为8nm，No.15为6nm，No.17为8nm，No.18为6nm。

图9是汇总了对试料No.1～No.20的氧化试验、磨损试验以及剥离试验的结果的表。氧化试验、磨损试验以及剥离试验的各试验条件如下。

＜氧化试验＞

对于试料No.1～No.13的AlCr系的被覆膜，进行如下的氧化试验：对铂线进行规定的中间层形成处理，然后以使被覆膜成为3μm的厚度的方式进行制膜，将所得到的被覆铂丝在大气中、以1000℃保持1小时。对于试料No.14～No.20的Ti系的被覆膜，进行如下的氧化试验：对铂线进行规定的中间层形成处理，然后以使被覆膜成为3μm的厚度的方式进行制膜，将所得到的被覆铂丝在大气中、以800℃保持1小时。

对试验后的铂丝进行截面加工，从截面观察膜状态，由此观察氧化膜的厚度。需要说明的是，成为表示氧化膜厚度越小则耐氧化性越好的指标。

＜磨损试验＞

磨损试验使用2刃超硬球头立铣刀(型号：2KMBL0200-0800-S4)，在以下的条件下进行。

(1)切削方法：刀槽加工

(2)被切削材料：SKD11H

(3)进给fz：1320mm/min

(4)切口：ap 0.08mm×ae 0.20mm

(5)评价方法：用显微镜测定20m切削后的横后刀面磨损。

＜剥离试验＞

剥离试验通过划痕试验机进行。作为载荷范围20～150N，利用产生剥离时的载荷进行评价。

如图9所示，对于具有含有Ti的中间层且Ti(Co/WC)比率为0.8以下的试料No.1～No.4、No.6～No.9、No.11、No.14、No.17，与Ti(Co/WC)比率大于0.8的试料相比，被膜的结合力高，显示较高的耐磨损性。特别是，对于WC粒子上的含Ti层的平均层厚为15nm以下且第一涂层的平均组成为(Al₅₀Cr₄₀Si₁₀)N的试料No.1～No.4、No.6～No.9，耐氧化性、耐磨损性、与被膜的结合力优异。

＜EDX面分析＞

对于试料No.2，进行了基于EDX分析(能量分散型X射线分析)的面分析。分析条件如下。

(1)试料前处理：利用FIB法(μ-采样法)的薄片化

(2)元素分析(面分析)

(3)扫描透射电子显微镜：日本电子制JEM-ARM200F

(4)加速电压：200kV

(5)光束直径：约

(6)元素分析装置：JED-2300T

(7)X射线检测器：Si漂移检测器

(8)能量分辨率：约140eV

(9)X射线取出角：21.9°

(10)立体角：0.98sr

(11)取入像素数：256×256

图10是实施例的涂层刀具的扫描透射电子显微镜像。具体而言，图10中示出了与基体的表面垂直的截面中的、基体与第一涂层的界面区域的扫描透射电子显微镜像(HAADF-STEM图像)。

另外，图11～图13表示与图10所示的扫描透射电子显微镜像相同区域中的元素映射图像。具体而言，图11是实施例的涂层刀具的WC映射图像，图12是实施例的涂层刀具的Co映射图像，图13是实施例的涂层刀具的Ti映射图像。

如图11～图13所示，在实施例的涂层刀具中，位于基体与第一涂层的界面区域的Ti较多地位于基体所含的WC及Co中的WC之上。

另外，如图12所示，在实施例的涂层刀具中，含有Co的粘结相的至少一部分与第一涂层相接。

＜EDX分析数据的线提取＞

另外，对于通过上述的制造方法制造的试料，从EDX分析数据(面分析数据)分别提取从第一涂层到WC粒子横切的线上的范围(以下，记载为“WC上提取范围”)以及从第一涂层到粘结相横切的线上的范围(以下，记载为“Co上提取范围”)，对各提取范围进行了Ti量的测定。进行了提取的EDX分析数据的分析条件与上述的面分析的分析条件相同。

图14是表示WC上提取范围以及Co上提取范围的图。如图14所示，将沿着从第一涂层到WC粒子横切的方向的长度为50.0nm的区域作为WC提取范围。WC上提取范围的起点(0.0nm)位于第一涂层，终点(50.0nm)位于WC粒子。

另外，将沿着从第一涂层到包含Co的粘结相横切的方向的长度为50.0nm的范围作为Co上提取范围。Co上提取范围的起点(0.0nm)位于第一涂层，终点(50.0nm)位于粘结相。

图15是表示WC上提取范围以及Co上提取范围中的Ti量的测定结果的图表。在图15中，用空心的圆圈表示在WC上提取范围中测定的Ti量，用黑色圆圈表示在Co上提取范围中测定的Ti量。

在此，将对WC上提取范围进行元素分析而得到的Ti量(atm％)的最大值设为Ti(WC)值，将对Co上提取范围进行元素分析而得到的Ti量(atm％)的最大值设为Ti(Co)值。图15所示，Ti(WC)值为约2.55atm％，Ti(Co)值为1.35atm％。另外，Ti(WC)值与Ti(Co)值的比率(Ti(Co)值/Ti(WC)值)约为0.53。

这样，在实施例的涂层刀具中，Ti(WC)值与Ti(Co)值的比率(Ti(Co/WC)比率)为0.8以下。

如上所述，实施方式的涂层刀具(作为一例，涂层刀具1)具有由以WC粒子(作为一例，WC粒子10a)为硬质相成分、以Co为粘结相(作为一例，粘结相10b)的主成分的WC基硬质合金构成的基体(作为一例，基体10)、以及第一涂层，其位于基体之上(作为一例，第一涂层23)。第一涂层由选自由Al、Cr、Si、第四族元素、第五族元素以及第六族元素组成的组中的至少一种元素、和选自由C、N组成的组中的至少一种元素构成。在与基体的表面垂直的截面中的、基体与第一涂层的界面区域中，将在从第一涂层到WC粒子横切的方向上进行元素分析而得到的Ti的最大值(atm％)设为Ti(WC)值，将在从第一涂层到粘结相横切的方向上进行元素分析而得到的Ti的最大值(atm％)设为Ti(Co)值，将Ti(WC)值与Ti(Co)值的比率(Ti(Co)值/Ti(WC)值)设为Ti(Co/WC)比率的情况下，Ti(Co/WC)比率成为0.8以下。

因此，根据实施方式的涂层刀具，能够提高涂层与基体的结合性。

需要说明的是，图1所示的涂层刀具1的形状只不过是一例，并不限定于本公开的涂层刀具的形状。本公开的涂层刀具例如也可以具有：棒形状的主体，其具有旋转轴，并从第一端延伸至第二端；切削刃，其位于主体的第一端；以及槽，其从切削刃朝向主体的第二端一侧呈螺旋状延伸。

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，本发明的更广范的方式并不限定于以上那样表述且记述的特定的详细以及代表的实施方式。因此，能够在不脱离由所附的技术方案以及其等同物定义的总括的发明的概念的精神或范围的情况下进行各种变更。

附图标记说明

1 涂层刀具

2 刀片主体

5 贯通孔

10 基体

10a WC粒子

10b 粘结相

20 涂层

22 中间层

23 第一涂层

24 第二涂层

70 刀柄

73 刀槽

75 螺钉

100 切削刀具。

Claims

1.一种涂层刀具，其具有由以WC粒子为硬质相成分、以Co为粘结相的主成分的WC基硬质合金构成的基体、以及位于该基体之上的第一涂层，

所述第一涂层由选自由Al、Cr、Si、第四族元素、第五族元素以及第六族元素组成的组中的至少一种元素、和选自由C及N组成的组中的至少一种元素构成，

在与所述基体的表面垂直的截面中的、所述基体与所述第一涂层的界面区域中，

将在从所述第一涂层到所述WC粒子横切的方向上进行元素分析而得到的Ti的最大值(atm％)设为Ti(WC)值，

将在从所述第一涂层到所述粘结相横切的方向上进行元素分析而得到的Ti的最大值(atm％)设为Ti(Co)值，

将所述Ti(WC)值与所述Ti(Co)值的比率(Ti(Co)值/Ti(WC)值)设为Ti(Co/WC)比率的情况下，

所述Ti(Co/WC)比率为0.8以下。

2.根据权利要求1所述的涂层刀具，其中，

在所述界面区域中，所述WC粒子上的包含Ti的区域的厚度为1nm以上且15nm以下。

3.一种切削刀具，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或2所述的涂层刀具，其位于所述刀槽内。