CN103506639A - 表面包覆切削工具 - Google Patents
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Abstract
本发明提供表面包覆切削工具，其硬质包覆层在高速断续切削加工中发挥优异的耐剥离性、耐崩刀性。本发明的表面包覆切削工具，其下部层为Ti化合物层、上部层蒸镀形成由α型Al2O3层构成的硬质包覆层而构成，使用场发射型扫描电子显微镜及电子背散射衍射装置，对与下部层的界面附近的Al2O3晶粒测定Al2O3晶粒的(0001)面的法线相对于工具基体的表面的法线所成的倾斜角时，将在所述测定倾斜角中的0～45度范围内的测定倾斜角按每0.25度的间距进行划分，且以合计存在于各划分区域内的度数而成的倾斜角度数分布曲线图表示时，该倾斜角在25～35度范围内的Al2O3晶粒的度数的合计为30～70%，对上部层整体的Al2O3晶粒相同地测定倾斜角时，倾斜角在0～10度范围内的Al2O3晶粒的度数的合计为60%以上。
Description
技术领域
本发明涉及一种表面包覆切削工具（以下，称为包覆工具），其即使在高速且断续的冲击性负荷作用于切削刃的断续切削条件下进行各种钢或铸铁等的切削加工，硬质包覆层也发挥优异的耐剥离性和耐崩刀性，且经长期发挥优异的耐磨损性。
背景技术
以往，已知有通常在由碳化钨（以下，以WC表示）基硬质合金或碳氮化钛（以下，以TiCN表示）基金属陶瓷构成的基体（以下，将它们统称为工具基体）的表面上蒸镀形成由以下（a）及（b）构成的硬质包覆层而成的包覆工具：
（a）下部层为Ti化合物层，由Ti的碳化物（以下，以TiC表示）层、氮化物（以下，以TiN表示）层、碳氮化物（以下，以TiCN表示）层、碳氧化物（以下，以TiCO表示）层及碳氮氧化物（以下，以TiCNO表示）层中的一层或两层以上构成，
（b）上部层为氧化铝层（以下，以Al2O3层表示），在化学蒸镀的状态下具有ɑ型结晶结构。
但是，上述以往的包覆工具，虽然例如在各种钢或铸铁等的连续切削或断续切削中发挥优异的耐磨损性，但是将此用于高速重切削、高速断续切削时，容易产生包覆层的剥离、崩刀，存在工具寿命变短的问题。
因此，以抑制包覆层的崩刀为目的，对硬质包覆层的结构提出了各种建议。
例如，如专利文献1所示，提出有在工具基体的表面包覆作为下部层的Ti化合物层、作为上部层的Al2O3层的包覆工具，其中，通过以如下Al2O3层构成上部层来实现耐崩刀性的提高：使用场发射型扫描电子显微镜测定上部层的Al2O3晶粒的结晶面即（0001）面的法线相对于表面研磨面的法线所成的倾斜角，并制作倾斜角度数分布曲线图时，在0～10度范围内的倾斜角划分区域中存在最高峰值，并且存在于0～10度范围内的度数的合计占倾斜角度数分布曲线图中的度数整体的45%以上的比例。
并且，例如，如专利文献2所示，可知在工具基体的表面包覆作为下部层的Ti化合物层、作为上部层的Al2O3层的包覆工具中，通过以如下Al2O3层构成上部层，从而即使将上部层的Al2O3层膜厚化时，也能够实现耐崩刀性的提高：使用场发射型扫描电子显微镜测定上部层的Al2O3晶粒的结晶面即（0001）面的法线相对于表面研磨面的法线所成的倾斜角，并制作倾斜角度数分布曲线图时，在12～22度范围内的倾斜角划分区域中存在最高峰值，并且存在于12～22度范围内的度数的合计占倾斜角度数分布曲线图中的度数整体的45%以上的比例。
另外，例如，如专利文献3所示，提出有在工具基体的表面包覆作为下部层的Ti化合物层、作为上部层的Al2O3层，并且，介于下部层与上部层之间形成由Al2O3层构成的加强层的包覆工具中，上部层由如下Al2O3层构成：使用场发射型扫描电子显微镜测定上部层的Al2O3晶粒的结晶面即（0001）面的法线相对于表面研磨面的法线所成的倾斜角，并制作倾斜角度数分布曲线图时，在0～15度范围内的倾斜角划分区域中存在最高峰值，并且存在于0～15度范围内的度数的合计占倾斜角度数分布曲线图中的度数整体的50%以上的比例，另外，加强层由如下Al2O3层构成：同样测定（0001）面的法线相对于表面研磨面的法线所成的倾斜角，并制作倾斜角度数分布曲线图时，在75～90度范围内的倾斜角划分区域中存在最高峰值，并且存在于75～90度范围内的度数的合计占倾斜角度数分布曲线图中的度数整体的50%以上的比例，由此实现耐崩刀性的提高。
专利文献1：日本特开2005-205586号公报
专利文献2：日本特开2006-305639号公报
专利文献3：日本特开2007-185751号公报
近年来，切削装置的高性能化显著，另一方面，对于切削加工的节省劳力化及节能化，进一步低成本化的要求强烈，随此，切削加工更加高速化，并且存在以断续切削等高负荷作用于切削刃的趋势，但在上述的以往包覆工具的现状为，将此用于钢或铸铁等在通常条件下的连续切削或断续切削时不存在问题，但尤其在将此用于高速断续切削条件时，由构成硬质包覆层的Ti化合物层构成的下部层与由Al2O3层构成的上部层的附着强度并不充分，由上部层与下部层之间的剥离、崩刀等异常损伤的发生而在较短时间内达到使用寿命。
发明内容
因此，本发明人等从上述观点出发，为了改善由Ti化合物层构成的下部层和由Al2O3层构成的上部层的附着强度且防止剥离、崩刀等异常损伤的发生，并且谋求工具寿命的长寿命化而进行了深入研究，其结果发现了如下见解：
在包覆形成有由Ti化合物层构成的下部层和由Al2O3层构成的上部层的包覆工具中，通过控制下部层的最表面层正上方的Al2O3晶粒的结晶取向倾斜角度分布性，可提高上部层与下部层的附着强度，并且，通过控制上部层整体的Al2O3晶粒的结晶取向倾斜角度分布性，从而能够维持上部层整体的高温硬度和高温强度，因此即使在高负荷/冲击性负荷作用于切削刃的高速断续切削中使用时，也能够抑制上部层与下部层之间的剥离、崩刀等异常损伤的发生，并且能够得到在长期使用中发挥优异的切削性能的包覆工具。
该发明是根据上述见解而完成的，具有如下特征：
“一种表面包覆切削工具，其在由碳化钨基硬质合金或碳氮化钛基金属陶瓷构成的工具基体的表面，蒸镀形成由下述（a）、（b）构成的硬质包覆层，
（a）下部层为Ti化合物层，该Ti化合物层由Ti的碳化物层、氮化物层、碳氮化物层、碳氧化物层及碳氮氧化物层中的一层或两层以上构成，且具有3～20μm的合计平均层厚，
（b）上部层为Al2O3层，该Al2O3层具有2～15μm的平均层厚且在化学蒸镀的状态下具有ɑ型结晶结构，其中，
（c）对于在下部层的最表面层与上部层的界面的上部层的Al2O3晶粒，使用场发射型扫描电子显微镜及电子背散射衍射装置，对每个存在于其截面研磨面的测定范围内的具有六方晶格的晶粒照射电子射线来测定作为所述晶粒的结晶面的（0001）面的法线相对于所述工具基体的表面的法线所成的倾斜角，且将在所述测定倾斜角中的0～45度范围内的测定倾斜角按每0.25度的间距进行划分，并且以合计存在于各划分区域内的度数而成的倾斜角度数分布曲线图表示时，该倾斜角在25～35度范围内的Al2O3晶粒的存在于该倾斜角划分区域内的度数的合计占倾斜角度数分布曲线图中度数整体的30～70%的比例，
（d）对于上部层整体的Al2O3晶粒，通过使用场发射型扫描电子显微镜及电子背散射衍射装置，对每个存在于其截面研磨面的测定范围内的具有六方晶格的晶粒照射电子射线来测定所述晶粒的结晶面即（0001）面的法线相对于所述工具基体的表面的法线所成的倾斜角时，将在所述测定倾斜角中的0～45度范围内的测定倾斜角按每0.25度的间距进行划分，并且以合计存在于各划分区域内的度数而成的倾斜角度数分布曲线图表示时，该倾斜角在0～10度范围内的Al2O3晶粒的存在于该倾斜角划分区域内的度数的合计为倾斜角度数分布曲线图中度数整体的60%以上。”
以下，对该发明的包覆工具的硬质包覆层的结构层进行详细说明。
（a）Ti化合物层（下部层）：
Ti化合物层（例如，TiC层、TiN层、TiCN层、TiCO层及TiCNO层），基本上作为具有α型的结晶结构的Al2O3（以下，仅以“Al2O3”表示）层的下部层而存在，因自身具备的优异的高温强度使硬质包覆层具备高温强度，除此之外，还能均粘附于工具基体和Al2O3层，因此具有维持硬质包覆层相对于工具基体的粘附性的作用，但在其合计平均层厚低于3μm时，无法充分发挥所述作用，另一方面，若其合计平均层厚超过20μm，则尤其在伴有高热产生的高速断续切削中容易引起热塑性变形，这是导致偏磨的原因，因此将其合计平均层厚定为3～20μm。
（b）下部层的最表面层：
该发明中，在下部层的最表面层例如通过实施如下处理来将在下部层表面正上方形成的上部层的Al2O3晶粒能够蒸镀成预定的结晶取向倾斜角度分布形态（参考后述）。
即，首先，使用通常的化学蒸镀装置蒸镀形成由TiC层、TiN层、TiCN层、TiCO层及TiCNO层中的一层或两层以上构成的各种Ti化合物层之后，在如下条件下通过CO与CO2混合气体来进行氧化处理，由此在以下的Al2O3层成膜工序中生成Al2O3核时，能够分散形成预定取向的Al2O3核。
反应气体组成（容量%）：CO5～10%、CO25～10%、剩余部分H2、
反应气氛温度：980～1040℃、
反应气氛压力：5～15kPa、
时间：1～5min。
（c）下部层的最表面层正上方的Al2O3晶粒：
在通过上述（b）成膜的下部层的表面，例如，通过在如下条件下蒸镀Al2O3，由此能够在下部层的最表面层正上方分散形成具有预定的结晶取向倾斜角度分布形态的Al2O3核。
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反应气氛温度：980～1040℃、
反应气氛压力：5～15kPa、
时间：5～30min。
对于在下部层的最表面层正上方（上部层与下部层的界面正上方）形成的上述（c）的Al2O3晶粒，通过使用场发射型扫描电子显微镜和电子背散射衍射装置，对每个存在于其截面研磨面的测定范围内的具有六方晶格的晶粒照射电子射线来测定所述晶粒的结晶面即（0001）面的法线相对于工具基体的表面的法线所成的倾斜角，且针对距下部层的最表面层的膜厚方向1μm以内的Al2O3晶粒，以合计该倾斜角在25～35度范围内的晶粒的存在于各划分区域内的度数而成的倾斜角度数分布曲线图表示时，具有上述结晶取向倾斜角度分布形态（以下，称为“界面取向形态”）的Al2O3晶粒的度数的合计受到Ti化合物层的最上层的表面组织及上述蒸镀条件中的尤其是CO2气体比的影响，但若具有上述界面取向形态的Al2O3晶粒低于在倾斜角度数分布曲线图中的度数的合计的30%，则上部层Al2O3晶粒的纵长柱状组织相对于层厚方向以倾斜的状态形成，并非微细的纵长柱状晶粒，上部层Al2O3与下部层的附着强度下降。另一方面，若具有上述界面取向形态的Al2O3晶粒的倾斜角度数分布曲线图的度数的合计超过70%，则具有上部层Al2O3的（0001）取向倾斜角度数分布的Al2O3晶粒（后述）的倾斜角度数分布曲线图中的度数的合计相对于上部层整体的Al2O3晶粒的度数整体成为60%以下，上部层Al2O3的高温强度下降。
由此，对于在上部层与下部层的界面正上方的上部层的Al2O3晶粒，以合计存在于各划分区域内的度数而成的倾斜角度数分布曲线图表示时，将具有上述界面形态的Al2O3晶粒的度数的合计定为30～70%。
在图1中示出对下部层与上部层的界面正上方的Al2O3晶粒进行测定的界面取向形态的Al2O3晶粒的倾斜角度数分布曲线图的一例。
（d）上部层的Al2O3晶粒：
在下部层的最表面层正上方蒸镀形成上述（c）的Al2O3核之后，以如下条件形成上部层的Al2O3晶粒。
即，以上述（c）蒸镀形成Al2O3核之后，在
反应气体组成（容量%）：AlCl31～3%、HCl1～3%、CO25～10%、H2S0.1～0.5%、剩余部分H2、
反应气氛温度：980～1040℃、
反应气氛压力：5～15kPa、
时间：（直至达到上部层目标层厚）
的条件下进行蒸镀，由此成膜由与层厚方向大致平行生长的微细的纵长柱状Al2O3晶粒构成的上部层。
上述（d）的Al2O3晶粒向与层厚方向大致平行的方向作为微细的纵长柱状Al2O3晶粒而生长。并且，测定Al2O3晶粒的结晶面即（0001）面的法线相对于工具基体的表面的法线所成的倾斜角，并以合计存在于各划分区域内的度数而成的倾斜角度数分布曲线图表示，并求出该倾斜角在0～10度范围内的Al2O3晶粒的度数的合计时，具有上述结晶取向倾斜角度分布形态（以下，称为“（0001）取向倾斜角度分布”）的Al2O3晶粒的度数的合计相对于上部层整体的Al2O3晶粒的度数整体占60%以上。
具有上述（0001）取向倾斜角度分布的Al2O3晶粒的度数的合计受到上述蒸镀条件中，尤其是反应气氛温度及CO2、H2S气体比的影响。
并且，具有上述（0001）取向倾斜角度分布的Al2O3晶粒的度数的合计占60%以上时，可维持上部层Al2O3晶粒的高温硬度、高温强度，由此，在本发明中将上部层的具有（0001）取向倾斜角度分布的Al2O3晶粒的度数的合计定为60%以上。
具有上述（0001）取向倾斜角度分布的Al2O3晶粒的度数的合计如下求出。即，针对上部层整体的Al2O3晶粒，通过使用场发射型扫描电子显微镜及电子背散射衍射装置，对每个存在于其截面研磨面的测定范围内的具有六方晶格的晶粒照射电子射线来测定所述晶粒的结晶面即（0001）面的法线相对于工具基体的表面的法线所成的倾斜角，并作为该倾斜角在0～10度范围内的晶粒（具有（0001）取向倾斜角度分布的Al2O3晶粒）的度数的合计来求出。
在图2中示出对上部层整体进行测定的具有（0001）取向倾斜角度分布的Al2O3晶粒的倾斜角度数分布曲线图的一例。
另外，上部层整体的层厚若低于2μm，则在长期使用中无法发挥优异的高温强度及高温硬度，另一方面，若超过15μm，则由于容易发生崩刀，因此上部层的层厚定为2～15μm。
本发明的包覆工具通过在硬质包覆层的下部层最表面，例如，通过实施氧化处理在下部层与上部层的界面正上方形成具有预定度数的合计的界面取向形态的Al2O3晶粒，并且，通过作为上部层整体形成具有预定度数的合计的具有（0001）取向倾斜角度分布Al2O3晶粒的上部层，从而能够提高下部层与上部层的附着强度，因此即使在以高速且冲击性负荷作用于切削刃的高速断续切削条件下进行各种钢或铸铁等的切削加工，也显示出优异的高温强度和高温硬度，且无硬质包覆层的剥离/崩刀的发生，在长期使用中发挥优异的切削性能。
附图说明
图1表示对本发明包覆工具1的下部层与上部层的界面正上方进行测定的界面取向形态Al2O3晶粒的倾斜角度数分布曲线图。
图2表示对本发明包覆工具1的上部层整体进行测定的具有（0001）取向倾斜角度分布的Al2O3晶粒的倾斜角度数分布曲线图。
具体实施方式
接着，根据实施例对该发明的包覆工具进行具体说明。
[实施例]
作为原料粉末，准备均具有1～3μm的平均粒径的WC粉末、TiC粉末、ZrC粉末、TaC粉末、NbC粉末、Cr3C2粉末、TiN粉末及Co粉末，将这些原料粉末配合成表1所示的配合组成，进一步加入石蜡，在丙酮中球磨混合24小时，进行减压干燥之后，以98MPa的压力冲压成型为预定形状的压坯，将该压坯在5Pa的真空中，以在1370～1470℃的范围内的预定温度下保持1小时的条件进行真空烧结，烧结后，通过对切削刃部实施R：0.07mm的刃口修磨加工来分别制造出具有ISO·CNMG120408中规定的刀片形状的WC基硬质合金制工具基体A～F。
并且，作为原料粉末，准备均具有0.5～2μm的平均粒径的TiCN（以质量比计为TiC/TiN=50/50）粉末、Mo2C粉末、ZrC粉末、NbC粉末、TaC粉末、WC粉末、Co粉末及Ni粉末，将这些原料粉末配合成表2所示的配合组成，以球磨机湿式混合24小时，进行干燥后，以98MPa的压力冲压成型为压坯，将该压坯在1.3kPa的氮气氛中，以在1540℃的温度下保持1小时的条件进行烧结，烧结后，通过对切削刃部实施宽度：0.1mm、角度：20度的刃口修磨加工来制造出具有ISO标准·CNMG160412的刀片形状的TiCN基金属陶瓷制工具基体a～f。
接着，将这些工具基体A～F及工具基体a～f分别装入通常的化学蒸镀装置，
（a）首先，在表3（表3中的l-TiCN表示日本特开平6-8010号公报中记载的具有纵长生长结晶组织的TiCN层的形成条件，除此之外还表示通常的粒状结晶组织的形成条件）所示的条件下，蒸镀形成表6、7所示的目标层厚的Ti化合物层。
（b）以表4所示的条件，对下部层的最表面的Ti化合物层进行基于CO和CO2混合气体的氧化处理，
（c）接着，对实施了上述（b）处理的Ti化合物层表面，以表5所示的二阶段的条件，以表6所示的目标层厚形成上部层的Al2O3层，从而分别制造出本发明包覆工具1～13。
并且，以比较为目的，不进行上述本发明包覆工具1～13的上述工序（b）、（c），或通过以脱离本发明的条件（表4、5中分别表示为本发明外）进行，从而制造出表7所示的比较包覆工具1～13。
接着，对于硬质包覆层的下部层与上部层的界面正上方的Al2O3，使用场发射型扫描电子显微镜及电子背散射衍射装置测定了界面取向形态Al2O3晶粒的（0001）面的法线所成的倾斜角度分布比例。
即，从上述的本发明包覆工具1～13、比较包覆工具1～13的下部层与上部层的界面向上部层的深度方向0.3μm，并且，与工具基体表面的平行方向50μm的截面研磨面的测定范围（0.3μm×50μm）放在场发射型扫描电子显微镜的镜筒内，向所述研磨面以70度的入射角度将15kV的加速电压的电子射线以1nA的照射电流对每个存在于各自的所述研磨面的测定范围内的具有六方晶格的晶粒进行照射，使用场发射型扫描电子显微镜及电子背散射衍射装置，对从下部层的最表面层到膜厚方向1μm以内的Al2O3晶粒，将0.3μm×50μm的测定区域以0.1μm/step的间隔，测定所述晶粒的结晶面即（0001）面的法线相对于所述工具基体的表面的法线所成的倾斜角，并以合计存在于各划分区域内的度数而成的倾斜角度数分布曲线图表示，根据该测定结果，通过测定所述测定倾斜角为25～35度的晶粒（界面取向形态Al2O3晶粒）的度数的合计来求出。
在表6、表7中示出它们的值。
并且，在图1中示出对本发明包覆工具1进行测定的界面取向形态Al2O3晶粒的倾斜角度数分布曲线图。
并且，对于本发明包覆工具1～13、比较包覆工具1～13的硬质包覆层的上部层整体的具有（0001）取向倾斜角度数分布的Al2O3晶粒的（0001）面的法线所成的倾斜角度分布比例，对上部层整体的Al2O3晶粒，使用场发射型扫描电子显微镜及电子背散射衍射装置，与上述同样地，通过对每个存在于其截面研磨面的测定范围内的具有六方晶格的晶粒照射电子射线来测定作为所述晶粒的结晶面的（0001）面的法线相对于所述工具基体的表面的法线所成的倾斜角，通过测定该倾斜角为0～10度的晶粒（具有（0001）取向倾斜角度分布的）Al2O3晶粒）的度数的合计来求出。
另外，在此所述的“上部层整体”是指从下部层与上部层的界面到上部层最表面为止的测定范围，包括界面正上方的界面取向形态Al2O3晶粒的测定范围。
在表6、表7中示出它们的值。
并且，在图2中示出对本发明包覆工具1进行测定的具有（0001）取向倾斜角度分布的Al2O3晶粒的倾斜角度数分布曲线图。
并且，使用扫描型电子显微镜测定（纵截面测定）本发明包覆工具1～13、比较包覆工具1～13的硬质包覆层的各结构层的厚度，结果均显示出基本上与目标层厚相同的平均层厚（测定五个点的平均值）。
[表1]
[表2]
[表3]
[表4]
[表5]
（表中，符号※表示进行蒸镀直至成为上部层目标层厚）
[表6]
界面取向形态Al2O3晶粒度数比例：对从下部层的最表面层到膜厚方向1μm以内的Al2O3晶粒，测定(0001)面的法线相对于工具基体表面的法线所成的倾斜角时，该倾斜角在25～35度范围内的Al2O3晶粒的度数比例
(0001)取向倾斜角度分布Al2O3晶粒度数比例：对于上部层整体的Al2O3晶粒，测定(0001)面的法线相对于工具基体表面的法线所成的倾斜角时，该倾斜角在0～10度范围内的Al2O3晶粒的度数比例
[表7]
界面取向形态Al2O3晶粒度数比例：对从下部层的最表面层到膜厚方向1μm以内的Al2O3晶粒，测定(0001)面的法线相对于工具基体表面的法线所成的倾斜角时，该倾斜角在25～35度范围内的Al2O3晶粒的度数比例
(0001)取向倾斜角度分布Al2O3晶粒度数比例：对于上部层整体的Al2O3晶粒，测定(0001)面的法线相对于工具基体表面的法线所成的倾斜角时，该倾斜角在0～10度范围内的Al2O3晶粒的度数比例
接着，对上述本发明包覆工具1～13、比较包覆工具1～13的各种包覆工具，在均用固定夹具紧固在工具钢制车刀的前端部的状态下，以如下条件(称为切削条件A)进行合金钢的湿式高速断续切削试验(通常的切削速度为200m/min)，
工件：JIS·SCM440的长度方向上以等间隔形成有8条纵槽、
切削速度：320m/min、
切削深度：2.0mm、
进给速度：0.3mm/rev、
切削时间：5分钟，
以如下条件(称为切削条件B)进行碳刚的湿式高速断续切削试验(通常的切削速度为250m/min)，
工件：JIS·S45C的长度方向等间隔形成有8条纵槽、
切削速度：380m/min、
切削深度：1.5mm、
进给速度：0.4mm/rev、
切削时间：5分钟，
以如下条件(称为切削条件C)进行球墨铸铁的湿式高速断续切削试验，(通常的切削速度为250m/min)，
工件材料：JIS·FCD500的长度方向等间隔形成有8条纵槽、
切削速度：350m/min、
切削深度：2.0mm、
进给速度：0.3mm/rev、
切削时间：5分钟，
并在任一切削试验中均测定了切削刃的后刀面磨损宽度。
在表8中示出其测定结果。
[表8]
(表中，符号※表示在硬质包覆层发生的剥离、符号※※表示在硬质包覆层发生的因崩刀而达到使用寿命为止的切削时间(分钟))
从表6～8所示的结果可知，本发明包覆工具1～13，界面取向形态Al2O3晶粒在下部层与上部层的界面正上方的Al2O3晶粒中所占的度数的合计均为30～70%，并且，具有(0001)取向倾斜角度分布的Al2O3晶粒在上部层整体的Al2O3晶粒中所占的度数的合计为60%以上，因此伴有高热产生，并且，即使在断续的冲击性负荷作用于切削刃的高度断续切削条件下使用时，硬质包覆层的耐剥离性优异，并且耐崩刀性也优异。
相对于此，比较包覆工具1～13中明确，在高速断续切削加工中，由产生硬质包覆层的剥离、崩刀，而在比较短的时间内到达使用寿命。
产业上的可利用性
如上述，本发明的包覆工具不仅在各种钢或铸铁等通常条件下的连续切削或断续切削中，而且即使在断续的冲击性负荷作用于切削刃的高速断续切削这种严峻的切削条件下，也不会发生硬质包覆层的剥离、崩刀，在长期使用中发挥优异的切削性能，因此能够足以应对切削装置的高性能化及切削加工的节省劳力化、节能化及低成本化。
Claims (1)
1.一种表面包覆切削工具，在由碳化钨基硬质合金或碳氮化钛基金属陶瓷构成的工具基体的表面上，蒸镀形成有由下述（a）、（b）构成的硬质包覆层，
（a）下部层为Ti化合物层，该Ti化合物层由Ti的碳化物层、氮化物层、碳氮化物层、碳氧化物层及碳氮氧化物层中的一层或两层以上构成，且具有3～20μm的合计平均层厚，
（b）上部层为Al2O3层，该Al2O3层具有2～15μm的平均层厚且在化学蒸镀的状态下具有ɑ型结晶结构，
所述表面包覆切削工具的特征在于，
（c）对于在下部层的最表面层与上部层的界面的上部层的Al2O3晶粒，使用场发射型扫描电子显微镜及电子背散射衍射装置，对每个存在于该Al2O3晶粒的截面研磨面的测定范围内的具有六方晶格的晶粒照射电子射线来测定作为所述晶粒的结晶面的（0001）面的法线相对于所述工具基体的表面的法线所成的倾斜角，且将在所述测定的倾斜角中的0～45度范围内的测定倾斜角按每0.25度的间距进行划分，并且以合计存在于各划分区域内的度数而成的倾斜角度数分布曲线图表示时，该倾斜角在25～35度范围内的Al2O3晶粒的存在于该倾斜角划分区域内的度数的合计占倾斜角度数分布曲线图中度数整体的30～70%的比例，
（d）对于上部层整体的Al2O3晶粒，通过使用场发射型扫描电子显微镜及电子背散射衍射装置，对每个存在于该Al2O3晶粒的截面研磨面的测定范围内的具有六方晶格的晶粒照射电子射线来测定作为所述晶粒的结晶面的（0001）面的法线相对于所述工具基体的表面的法线所成的倾斜角时，将在所述测定倾斜角中的0～45度范围内的测定倾斜角按每0.25度的间距进行划分，并且以合计存在于各划分区域内的度数而成的倾斜角度数分布曲线图表示时，该倾斜角在0～10度范围内的Al2O3晶粒的存在于该倾斜角划分区域内的度数的合计为倾斜角度数分布曲线图中度数整体的60%以上。
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