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JP7507887B2 - Coated and cutting tools - Google Patents

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JP7507887B2 JP2022572093A JP2022572093A JP7507887B2 JP 7507887 B2 JP7507887 B2 JP 7507887B2 JP 2022572093 A JP2022572093 A JP 2022572093A JP 2022572093 A JP2022572093 A JP 2022572093A JP 7507887 B2 JP7507887 B2 JP 7507887B2
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Description

本開示は、被覆工具および切削工具に関する。 The present disclosure relates to coated tools and cutting tools.

旋削加工や転削加工等の切削加工に用いられる工具として、超硬合金、サーメット、セラミックス等の基体の表面を被覆膜でコーティングすることによって耐摩耗性等を向上させた被覆工具が知られている(特許文献1参照)。また、被覆膜の一部を除去して、基体の一部を露出させた被覆工具が知られている(特許文献2参照)。As tools used in cutting processes such as turning and milling, coated tools are known in which the surface of a substrate made of cemented carbide, cermet, ceramics, etc. is coated with a coating film to improve wear resistance, etc. (see Patent Document 1). Also known is a coated tool in which part of the coating film has been removed to expose part of the substrate (see Patent Document 2).

特開2002-3284号公報JP 2002-3284 A 特許第4500810号公報Patent No. 4500810

本開示の一態様による被覆工具は、基体と、基体の上に位置する被覆膜とを有する被覆工具である。被覆工具は、第1面と、第2面と、第1面および第2面との間に位置し、C面またはR面である第3面とを有する。基体は、複数の立方晶型窒化硼素粒子を含有する窒化硼素質焼結体からなる。基体は、第1面において露出している。被覆膜は、第2面の上に位置している。A coated tool according to one embodiment of the present disclosure is a coated tool having a substrate and a coating film located on the substrate. The coated tool has a first surface, a second surface, and a third surface located between the first surface and the second surface, the third surface being a C-plane or an R-plane. The substrate is made of a boron nitride sintered body containing a plurality of cubic boron nitride particles. The substrate is exposed at the first surface. The coating film is located on the second surface.

本開示の一態様による切削工具は、端部にポケットを有する棒状のホルダと、ポケット内に位置する上述の被覆工具とを有する。A cutting tool according to one aspect of the present disclosure has a rod-shaped holder having a pocket at an end and the above-mentioned coated tool positioned within the pocket.

図1は、実施形態に係る被覆工具の一例を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing an example of a coated tool according to an embodiment. 図2は、実施形態に係る被覆工具の一例を示す側断面図である。FIG. 2 is a side cross-sectional view showing an example of a coated tool according to an embodiment. 図3は、図2に示すIII部の模式的な拡大図である。FIG. 3 is a schematic enlarged view of part III shown in FIG. 図4は、図3に示すIV部の模式的な拡大図である。FIG. 4 is a schematic enlarged view of part IV shown in FIG. 図5は、図4に示すV部の模式的な拡大図である。FIG. 5 is a schematic enlarged view of the V portion shown in FIG. 図6は、実施形態に係る切削工具の一例を示す正面図である。FIG. 6 is a front view illustrating an example of a cutting tool according to an embodiment.

以下に、本開示による被覆工具および切削工具を実施するための形態(以下、「実施形態」と記載する)について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態により本開示による被覆工具および切削工具が限定されるものではない。また、各実施形態は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。また、以下の各実施形態において同一の部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略される。 Below, the form for implementing the coated tool and cutting tool according to the present disclosure (hereinafter, referred to as "embodiment") will be described in detail with reference to the drawings. Note that the coated tool and cutting tool according to the present disclosure are not limited to this embodiment. Furthermore, each embodiment can be appropriately combined to the extent that the processing content is not contradictory. Furthermore, the same parts in each of the following embodiments are given the same reference numerals, and duplicate explanations will be omitted.

また、以下に示す実施形態では、「一定」、「直交」、「垂直」あるいは「平行」といった表現が用いられる場合があるが、これらの表現は、厳密に「一定」、「直交」、「垂直」あるいは「平行」であることを要しない。すなわち、上記した各表現は、例えば製造精度、設置精度などのずれを許容するものとする。 In addition, in the embodiments described below, expressions such as "constant," "orthogonal," "vertical," and "parallel" may be used, but these expressions do not necessarily mean "constant," "orthogonal," "vertical," or "parallel" in the strict sense. In other words, each of the above expressions allows for deviations due to, for example, manufacturing precision, installation precision, and the like.

超硬合金、サーメット、セラミックス等の基体の表面を被覆膜でコーティングすることによって耐摩耗性等を向上させた被覆工具が知られている。この種の被覆工具には、耐久性を向上させるという点で更なる改善の余地がある。There are known coated tools that have improved wear resistance and other properties by coating the surface of a substrate such as cemented carbide, cermet, or ceramic with a coating film. However, there is room for further improvement in durability of these types of coated tools.

<被覆工具>
図1は、実施形態に係る被覆工具の一例を示す斜視図である。図1に示すように、実施形態に係る被覆工具1は、チップ本体2と、切刃部3とを有する。実施形態に係る被覆工具1は、たとえば、上面および下面(図1に示すZ軸と交わる面)の形状が平行四辺形である六面体形状を有する。
<Coated tools>
Fig. 1 is a perspective view showing an example of a coated tool according to an embodiment. As shown in Fig. 1, the coated tool 1 according to the embodiment has a tip body 2 and a cutting edge portion 3. The coated tool 1 according to the embodiment has, for example, a hexahedral shape in which the upper and lower surfaces (surfaces intersecting with the Z-axis shown in Fig. 1) are parallelogram shapes.

(チップ本体2)
チップ本体2は、たとえば超硬合金で形成される。超硬合金は、W(タングステン)、具体的には、WC(炭化タングステン)を含有する。また、超硬合金は、Ni(ニッケル)およびCo(コバルト)の少なくとも一方を含有していてもよい。また、チップ本体2は、サーメットで形成されてもよい。サーメットは、たとえばTi(チタン)、具体的には、TiC(炭化チタン)またはTiN(窒化チタン)を含有する。また、サーメットは、NiやCoを含有していてもよい。
(Chip body 2)
The tip body 2 is formed of, for example, a cemented carbide. The cemented carbide contains W (tungsten), specifically WC (tungsten carbide). The cemented carbide may also contain at least one of Ni (nickel) and Co (cobalt). The tip body 2 may also be formed of a cermet. The cermet contains, for example, Ti (titanium), specifically TiC (titanium carbide) or TiN (titanium nitride). The cermet may also contain Ni or Co.

チップ本体2のコーナー部には、切刃部3を取り付けるための座面4が位置する。また、チップ本体2の中央部には、チップ本体2を上下に貫通する貫通孔5が位置する。貫通孔5には、後述するホルダ70に被覆工具1を取り付けるためのネジ75が挿入される(図6参照)。At the corners of the tip body 2, there are seating surfaces 4 for attaching the cutting edge portion 3. At the center of the tip body 2, there is a through hole 5 that passes vertically through the tip body 2. A screw 75 is inserted into the through hole 5 for attaching the coated tool 1 to the holder 70 described later (see FIG. 6).

(切刃部3)
切刃部3は、チップ本体2の座面4に取り付けられることによってチップ本体2と一体化されている。
(Cutting edge portion 3)
The cutting edge portion 3 is attached to a seat surface 4 of the tip body 2 and is thereby integrated with the tip body 2 .

切刃部3は、第1面6(ここでは、上面)と、第1面6に連接する第2面7(ここでは、側面)とを有する。実施形態において、第1面6は切削により生じた切屑をすくい取る「すくい面」として機能し、第2面7は「逃げ面」として機能する。第1面6と第2面7とが交わる稜部の少なくとも一部には、切刃8が位置している。被覆工具1は、切刃8を被削材に当てることによって被削材を切削する。The cutting edge portion 3 has a first surface 6 (here, the top surface) and a second surface 7 (here, the side surface) that is connected to the first surface 6. In the embodiment, the first surface 6 functions as a "scooping surface" that scoops up chips generated by cutting, and the second surface 7 functions as a "flank surface." A cutting edge 8 is located on at least a portion of the ridge where the first surface 6 and the second surface 7 intersect. The coated tool 1 cuts the workpiece by applying the cutting edge 8 to the workpiece.

かかる切刃部3の構成について図2を参照して説明する。図2は、実施形態に係る被覆工具1の一例を示す側断面図である。図2に示すように、切刃部3は、基体10と、被覆膜20とを有する。The configuration of the cutting edge portion 3 will be described with reference to Fig. 2. Fig. 2 is a side cross-sectional view showing an example of a coated tool 1 according to an embodiment. As shown in Fig. 2, the cutting edge portion 3 has a base body 10 and a coating film 20.

(基体10)
基体10は、複数の窒化硼素粒子を含有する。実施形態において、基体10は、立方晶窒化硼素(cBN)質焼結体であり、複数の立方晶型窒化硼素粒子を含有する窒化硼素質焼結体からなる。基体10は、複数の窒化硼素粒子の間に、TiN、Al、Al等を含有する結合相を有していてもよい。複数の窒化硼素粒子は、かかる結合相によって強固に結合される。なお、基体10は、必ずしも結合相を有することを要しない。
(Base 10)
The substrate 10 contains a plurality of boron nitride particles. In the embodiment, the substrate 10 is a cubic boron nitride (cBN) sintered body, and is made of a boron nitride sintered body containing a plurality of cubic boron nitride particles. The substrate 10 may have a binder phase containing TiN, Al, Al 2 O 3 , or the like between the plurality of boron nitride particles. The plurality of boron nitride particles are firmly bonded by such a binder phase. It is not necessary for the substrate 10 to have a binder phase.

切刃8は、第1面6と第2面7とに連続する第3面9を有する。第3面9は、たとえば、第1面6と第2面7との角部を斜め且つ直線的に削ったC面(チャンファー面)である。これに限らず、第3面9は、第1面6と第2面7との角部を丸めたR面(ラウンド面)であってもよい。The cutting edge 8 has a third surface 9 that is continuous with the first surface 6 and the second surface 7. The third surface 9 is, for example, a C surface (chamfered surface) in which the corner between the first surface 6 and the second surface 7 is cut obliquely and linearly. However, the third surface 9 may also be an R surface (rounded surface) in which the corner between the first surface 6 and the second surface 7 is rounded.

基体10の下面には、たとえば超硬合金またはサーメットからなる基板30が位置していてもよい。この場合、基体10は、基板30および接合材40を介してチップ本体2の座面4に接合している。接合材40は、たとえばロウ材である。チップ本体2の座面4以外の部分では、基体10は接合材40を介してチップ本体2と接合していてもよい。A substrate 30 made of, for example, cemented carbide or cermet may be located on the underside of the base 10. In this case, the base 10 is joined to the seating surface 4 of the chip body 2 via the substrate 30 and a joining material 40. The joining material 40 is, for example, a brazing material. In the portion other than the seating surface 4 of the chip body 2, the base 10 may be joined to the chip body 2 via the joining material 40.

(被覆膜20)
被覆膜20は、例えば、切刃部3の耐摩耗性、耐熱性等を向上させることを目的として基体10に被覆される。図2の例では、被覆膜20がチップ本体2および切刃部3の両方に位置しているが、被覆膜20は、少なくとも基体10の上に位置していればよい。被覆膜20が切刃部3の第2面7に相当する基体10の側面に位置する場合、第2面7の耐摩耗性、耐熱性が高い。
(Coating film 20)
The coating film 20 is applied to the base 10 for the purpose of improving the wear resistance, heat resistance, etc. of the cutting edge portion 3. In the example of Fig. 2, the coating film 20 is located on both the tip body 2 and the cutting edge portion 3, but it is sufficient that the coating film 20 is located at least on the base 10. When the coating film 20 is located on the side surface of the base 10 corresponding to the second surface 7 of the cutting edge portion 3, the wear resistance and heat resistance of the second surface 7 are high.

図3は、図2に示すIII部の模式的な拡大図である。図3に示すように、実施形態に係る被覆工具1において、基体10は、第1面6において露出している。言い換えれば、被覆膜20は、第1面6の上には存在しない。実施形態に係る被覆工具1において、被覆膜20は、第2面7および第3面9の上に位置している。3 is a schematic enlarged view of part III shown in FIG. 2. As shown in FIG. 3, in the coated tool 1 according to the embodiment, the substrate 10 is exposed at the first surface 6. In other words, the coating film 20 is not present on the first surface 6. In the coated tool 1 according to the embodiment, the coating film 20 is located on the second surface 7 and the third surface 9.

本願発明者は、鋭意研究の結果、すくい面に相当する第1面6の上に被覆膜20を設けた場合と比較して、第1面6の上に被覆膜20を設けない場合の方が、被覆工具1の耐久性が向上することを明らかにした。この理由としては、たとえば、被覆膜20が破壊される際に、母材である基体10ごと損傷することが考えられる。As a result of extensive research, the inventors of the present application have found that the durability of the coated tool 1 is improved when the coating film 20 is not provided on the first surface 6, which corresponds to the rake face, compared to when the coating film 20 is provided on the first surface 6. The reason for this is thought to be that, for example, when the coating film 20 is broken, the base material 10, which is the base material, is also damaged.

そこで、実施形態に係る被覆工具1では、逃げ面に相当する第2面7および切刃8に相当する第3面9を被覆膜20で覆いつつ、すくい面に相当する第1面6を露出させることとした。このような構成を有する被覆工具1は、耐久性が高い。Therefore, in the coated tool 1 according to the embodiment, the second surface 7 corresponding to the flank face and the third surface 9 corresponding to the cutting edge 8 are covered with the coating film 20, while the first surface 6 corresponding to the rake face is exposed. The coated tool 1 having such a configuration has high durability.

また、実施形態に係る被覆工具1は、逃げ面に相当する第2面7および切刃8に相当する第3面9の上に被覆膜20を有する。このような構成を有する被覆工具1は、耐摩耗性、耐熱性が高い。なお、被覆工具1は、少なくとも第2面7の上に被覆膜20を有していればよい。 The coated tool 1 according to the embodiment has a coating film 20 on the second surface 7, which corresponds to the flank face, and on the third surface 9, which corresponds to the cutting edge 8. The coated tool 1 having such a configuration has high wear resistance and heat resistance. It is sufficient that the coated tool 1 has the coating film 20 on at least the second surface 7.

第3面9における被覆膜20の厚みは、第2面7における被覆膜20の厚みよりも薄くてもよい。第2面7における被覆膜20の厚みを薄くすると、被覆膜20が破壊された際に基体10ごと損傷することが抑制される。したがって、このような構成を有する被覆工具1は、耐久性がさらに高い。たとえば、第2面7における被覆膜20の厚みは、0.5μm以上5.0μm以下であってもよい。また、第3面9における被覆膜20の厚みは、0.01μm以上5.0μm未満であってもよい。The thickness of the coating film 20 on the third surface 9 may be thinner than the thickness of the coating film 20 on the second surface 7. By reducing the thickness of the coating film 20 on the second surface 7, damage to the entire substrate 10 when the coating film 20 is broken is suppressed. Therefore, the coated tool 1 having such a configuration has even higher durability. For example, the thickness of the coating film 20 on the second surface 7 may be 0.5 μm or more and 5.0 μm or less. Also, the thickness of the coating film 20 on the third surface 9 may be 0.01 μm or more and less than 5.0 μm.

第3面9における被覆膜20の厚みは、第1面6に近い領域において、第2面7に近い領域よりも薄くてもよい。たとえば、第3面9の上に位置する被覆膜20の厚みは、第1面6から第2面7に向かって漸次厚くなってもよい。このような構成を有する被覆工具1は、耐欠損性、耐摩耗性、耐熱性のバランスが良い。The thickness of the coating film 20 on the third surface 9 may be thinner in the region closer to the first surface 6 than in the region closer to the second surface 7. For example, the thickness of the coating film 20 located on the third surface 9 may gradually increase from the first surface 6 toward the second surface 7. A coated tool 1 having such a configuration has a good balance of chipping resistance, wear resistance, and heat resistance.

(被覆膜20の具体的な構成)
次に、被覆膜20の具体的な構成について図4を参照して説明する。図4は、図3に示すIV部の模式的な拡大図である。
(Specific configuration of coating film 20)
Next, a specific configuration of the coating film 20 will be described with reference to Fig. 4. Fig. 4 is a schematic enlarged view of part IV shown in Fig. 3.

図4に示すように、被覆膜20は、少なくとも硬質層21を有する。硬質層21は、1層以上の金属窒化物層を有する。硬質層21は1層であってもよい。また、図4に示すように複数の金属窒化物層が重なっていてもよい。また、硬質層21は、複数の金属窒化物層が積層された積層部23と、積層部23の上に位置する第3金属窒化物層24とを有していてもよい。かかる硬質層21の構成については後述する。As shown in FIG. 4, the coating film 20 has at least a hard layer 21. The hard layer 21 has one or more metal nitride layers. The hard layer 21 may be a single layer. Also, as shown in FIG. 4, a plurality of metal nitride layers may be overlapped. Also, the hard layer 21 may have a laminated portion 23 in which a plurality of metal nitride layers are laminated, and a third metal nitride layer 24 located on the laminated portion 23. The configuration of the hard layer 21 will be described later.

(金属層22)
また、被覆膜20は、金属層22を有していてもよい。金属層22は、基体10と硬質層21との間に位置する。具体的には、金属層22は、一方の面(ここでは下面)において基体10の上面に接し、且つ、他方の面(ここでは上面)において硬質層21の下面に接する。
(Metal Layer 22)
The coating film 20 may also have a metal layer 22. The metal layer 22 is located between the substrate 10 and the hard layer 21. Specifically, the metal layer 22 contacts the upper surface of the substrate 10 on one side (the lower surface here) and contacts the lower surface of the hard layer 21 on the other side (the upper surface here).

金属層22は、基体10との密着性が硬質層21と比べて高い。このような特性を有する金属元素としては、たとえば、Zr、V、Cr、W、Al、Si、Yが挙げられる。金属層22は、上記金属元素のうち少なくとも1種以上の金属元素を含有する。The metal layer 22 has higher adhesion to the substrate 10 than the hard layer 21. Examples of metal elements having such properties include Zr, V, Cr, W, Al, Si, and Y. The metal layer 22 contains at least one of the above metal elements.

なお、Tiの単体、Zrの単体、Vの単体、Crの単体およびAlの単体は、金属層22としては用いられない。これらはいずれも融点が低く、耐酸化性が低いことから、切削工具への使用に適さないためである。また、Hfの単体、Nbの単体、Taの単体、Moの単体は基体10との密着性が低い。ただし、Ti、Zr、V、Cr、Ta、Nb、Hf、Alを含む合金については、この限りではない。 Note that elemental Ti, elemental Zr, elemental V, elemental Cr, and elemental Al are not used as the metal layer 22. These elements all have low melting points and low oxidation resistance, making them unsuitable for use in cutting tools. Also, elemental Hf, elemental Nb, elemental Ta, and elemental Mo have low adhesion to the substrate 10. However, this does not apply to alloys containing Ti, Zr, V, Cr, Ta, Nb, Hf, and Al.

金属層22は、Al-Cr合金を含有するAl-Cr合金層であってもよい。かかる金属層22は、基体10との密着性が特に高いことから、基体10と被覆膜20との密着性を向上させる効果が高い。The metal layer 22 may be an Al-Cr alloy layer containing an Al-Cr alloy. Such a metal layer 22 has particularly high adhesion to the substrate 10, and is therefore highly effective in improving adhesion between the substrate 10 and the coating film 20.

金属層22がAl-Cr合金層である場合、金属層22におけるAlの含有量は、金属層22におけるCrの含有量よりも多くてもよい。たとえば、金属層22におけるAlとCrとの組成比(原子%)は、70:30であってもよい。このような組成比率とすることで、基体10と金属層22との密着性はより高い。When the metal layer 22 is an Al-Cr alloy layer, the Al content in the metal layer 22 may be greater than the Cr content in the metal layer 22. For example, the composition ratio (atomic %) of Al to Cr in the metal layer 22 may be 70:30. With such a composition ratio, the adhesion between the substrate 10 and the metal layer 22 is higher.

金属層22は、上記金属元素(Zr、V、Cr、W、Al、Si、Y)以外の成分を含有していてもよい。ただし、基体10との密着性の観点から、金属層22は、上記金属元素を合量で少なくとも95原子%以上含有していてもよい。より好ましくは、金属層22は、上記金属元素を合量で98原子%以上含有してもよい。たとえば、金属層22がAl-Cr合金層である場合、金属層22は、少なくとも、AlおよびCrを合量で95原子%以上含有していてもよい。さらに金属層22は、少なくとも、AlおよびCrを合量で98原子%以上含有していてもよい。なお、金属層22における金属成分の割合は、たとえば、EDS(エネルギー分散型X線分光器)を用いた分析により特定可能である。The metal layer 22 may contain components other than the above metal elements (Zr, V, Cr, W, Al, Si, Y). However, from the viewpoint of adhesion to the substrate 10, the metal layer 22 may contain at least 95 atomic % or more of the above metal elements in total. More preferably, the metal layer 22 may contain 98 atomic % or more of the above metal elements in total. For example, when the metal layer 22 is an Al-Cr alloy layer, the metal layer 22 may contain at least 95 atomic % or more of Al and Cr in total. Furthermore, the metal layer 22 may contain at least 98 atomic % or more of Al and Cr in total. The proportion of the metal components in the metal layer 22 can be determined, for example, by analysis using EDS (energy dispersive X-ray spectrometry).

また、Tiは実施形態に係る基体10との濡れ性が悪いため、基体10との密着性向上の観点から、金属層22は、Tiを極力含有していないことが好ましい。具体的には、金属層22におけるTiの含有量は、15原子%以下であってもよい。In addition, since Ti has poor wettability with the substrate 10 according to the embodiment, it is preferable that the metal layer 22 contains as little Ti as possible from the viewpoint of improving adhesion with the substrate 10. Specifically, the Ti content in the metal layer 22 may be 15 atomic % or less.

このように、実施形態に係る被覆工具1では、基体10との濡れ性が硬質層21と比べて高い金属層22を基体10と硬質層21との間に設けることにより、基体10と被覆膜20との密着性を向上させることができる。なお、金属層22は、硬質層21との密着性も高いため、硬質層21が金属層22から剥離するといったことも生じにくい。In this way, in the coated tool 1 according to the embodiment, the metal layer 22, which has higher wettability with the substrate 10 than the hard layer 21, is provided between the substrate 10 and the hard layer 21, thereby improving the adhesion between the substrate 10 and the coating film 20. In addition, since the metal layer 22 also has high adhesion with the hard layer 21, the hard layer 21 is unlikely to peel off from the metal layer 22.

また、基体10として用いられるcBNは、絶縁体である。絶縁体であるcBNには、PVD法(物理蒸着)により形成される膜との密着性に改善の余地があった。これに対し、実施形態に係る被覆工具1では、導電性を有する金属層22を基体10の表面に設けることで、PVDにより形成される硬質層21と金属層22との密着性が高い。In addition, the cBN used as the substrate 10 is an insulator. As an insulator, there is room for improvement in the adhesion of cBN to a film formed by PVD (physical vapor deposition). In contrast, in the coated tool 1 according to the embodiment, by providing a conductive metal layer 22 on the surface of the substrate 10, the adhesion between the hard layer 21 formed by PVD and the metal layer 22 is high.

(硬質層21)
次に、硬質層21の構成について図5を参照して説明する。図5は、図4に示すV部の模式的な拡大図である。
(Hard layer 21)
Next, the configuration of the hard layer 21 will be described with reference to Fig. 5. Fig. 5 is a schematic enlarged view of the V portion shown in Fig. 4.

図5に示すように、硬質層21は、金属層22の上に位置する積層部23と、積層部23の上に位置する第3金属窒化物層24とを有する。As shown in FIG. 5, the hard layer 21 has a laminate portion 23 located on the metal layer 22 and a third metal nitride layer 24 located on the laminate portion 23.

積層部23は、複数の第1金属窒化物層23aと複数の第2金属窒化物層23bとを有する。積層部23は、第1金属窒化物層23aと第2金属窒化物層23bとが交互に積層された構成を有している。The laminated portion 23 has a plurality of first metal nitride layers 23a and a plurality of second metal nitride layers 23b. The laminated portion 23 has a configuration in which the first metal nitride layers 23a and the second metal nitride layers 23b are alternately laminated.

第1金属窒化物層23aおよび第2金属窒化物層23bの厚みは、それぞれ50nm以下としてもよい。このように、第1金属窒化物層23aおよび第2金属窒化物層23bを薄く形成することで、第1金属窒化物層23aおよび第2金属窒化物層23bの残留応力が小さい。これにより、たとえば、第1金属窒化物層23aおよび第2金属窒化物層23bの剥離やクラック等が生じ難くなることから、被覆膜20の耐久性が高い。The thickness of the first metal nitride layer 23a and the second metal nitride layer 23b may each be 50 nm or less. In this way, by forming the first metal nitride layer 23a and the second metal nitride layer 23b thin, the residual stress of the first metal nitride layer 23a and the second metal nitride layer 23b is small. As a result, for example, peeling or cracking of the first metal nitride layer 23a and the second metal nitride layer 23b is less likely to occur, and the durability of the coating film 20 is high.

第1金属窒化物層23aは、金属層22に接する層であり、第2金属窒化物層23bは、第1金属窒化物層23a上に形成される。 The first metal nitride layer 23a is a layer in contact with the metal layer 22, and the second metal nitride layer 23b is formed on the first metal nitride layer 23a.

第1金属窒化物層23aおよび第2金属窒化物層23bは、金属層22に含まれる金属を含有していてもよい。 The first metal nitride layer 23a and the second metal nitride layer 23b may contain the metal contained in the metal layer 22.

たとえば、金属層22に2種類の金属(ここでは、「第1の金属」、「第2の金属」とする)が含まれているとする。この場合、第1金属窒化物層23aは、第1の金属および第3の金属の窒化物を含有する。第3の金属は、金属層22に含まれない金属である。また、第2金属窒化物層23bは、第1の金属および第2の金属の窒化物を含有する。For example, suppose that metal layer 22 contains two types of metals (here, "first metal" and "second metal"). In this case, first metal nitride layer 23a contains nitrides of the first metal and a third metal. The third metal is a metal that is not contained in metal layer 22. Furthermore, second metal nitride layer 23b contains nitrides of the first metal and a second metal.

たとえば、実施形態において、金属層22は、AlおよびCrを含有してもよい。この場合、第1金属窒化物層23aは、Alを含有してもよい。具体的には、第1金属窒化物層23aは、AlおよびTiの窒化物であるAlTiNを含有するAlTiN層であってもよい。また、第2金属窒化物層23bは、AlおよびCrの窒化物であるAlCrNを含有するAlCrN層であってもよい。For example, in an embodiment, the metal layer 22 may contain Al and Cr. In this case, the first metal nitride layer 23a may contain Al. Specifically, the first metal nitride layer 23a may be an AlTiN layer containing AlTiN, which is a nitride of Al and Ti. Also, the second metal nitride layer 23b may be an AlCrN layer containing AlCrN, which is a nitride of Al and Cr.

このように、金属層22に含まれる金属を含有する第1金属窒化物層23aを金属層22の上に位置させることで、金属層22と硬質層21との密着性が高い。これにより、硬質層21が金属層22から剥離し難くなるため、被覆膜20の耐久性が高い。In this way, by positioning the first metal nitride layer 23a containing the metal contained in the metal layer 22 on the metal layer 22, the adhesion between the metal layer 22 and the hard layer 21 is high. This makes it difficult for the hard layer 21 to peel off from the metal layer 22, and therefore the durability of the coating film 20 is high.

第1金属窒化物層23aすなわちAlTiN層は、上述した金属層22との密着性の他、たとえば耐摩耗性に優れる。また、第2金属窒化物層23bすなわちAlCrN層は、たとえば耐熱性、耐酸化性に優れる。このように、被覆膜20は、互いに異なる組成の第1金属窒化物層23aおよび第2金属窒化物層23bを含むことで、硬質層21の耐摩耗性や耐熱性等の特性を制御することができる。これにより、被覆工具1の工具寿命を延ばすことができる。たとえば、実施形態に係る硬質層21においては、AlCrNが持つ優れた耐熱性を維持しつつ、金属層22との密着性や耐摩耗性といった機械的性質を向上させることができる。The first metal nitride layer 23a, i.e., the AlTiN layer, has excellent adhesion to the metal layer 22, as described above, and also has excellent wear resistance. The second metal nitride layer 23b, i.e., the AlCrN layer, has excellent heat resistance and oxidation resistance, for example. In this way, the coating film 20 includes the first metal nitride layer 23a and the second metal nitride layer 23b, which have different compositions, and thus the characteristics of the hard layer 21, such as wear resistance and heat resistance, can be controlled. This can extend the tool life of the coated tool 1. For example, in the hard layer 21 according to the embodiment, mechanical properties such as adhesion to the metal layer 22 and wear resistance can be improved while maintaining the excellent heat resistance of AlCrN.

なお、積層部23は、たとえばアークイオンプレーティング法(AIP法)により成膜してもよい。AIP法は、真空雰囲気でアーク放電を利用してターゲット金属(ここでは、AlTiターゲットおよびAlCrターゲット)を蒸発させ、Nガスと結合することによって金属窒化物(ここでは、AlTiNとAlCrN)を成膜する方法である。なお、金属層22もAIP法により成膜してもよい。 The laminated portion 23 may be formed by, for example, an arc ion plating method (AIP method). The AIP method is a method of forming a metal nitride (here, AlTiN and AlCrN) film by evaporating a target metal (here, an AlTi target and an AlCr target) using arc discharge in a vacuum atmosphere and combining it with N2 gas. The metal layer 22 may also be formed by the AIP method.

第3金属窒化物層24は、積層部23の上に位置してもよい。具体的には、第3金属窒化物層24は、積層部23のうち第2金属窒化物層23bと接する。第3金属窒化物層24は、たとえば、第1金属窒化物層23aと同様、TiおよびAlを含有する金属窒化物層(AlTiN層)である。The third metal nitride layer 24 may be located on the laminated portion 23. Specifically, the third metal nitride layer 24 contacts the second metal nitride layer 23b of the laminated portion 23. The third metal nitride layer 24 is, for example, a metal nitride layer (AlTiN layer) containing Ti and Al, similar to the first metal nitride layer 23a.

第3金属窒化物層24の厚みは、第1金属窒化物層23aおよび第2金属窒化物層23bの各厚みよりも厚くてもよい。具体的には、上述したように第1金属窒化物層23aおよび第2金属窒化物層23bの厚みは50nm以下とした場合、第3金属窒化物層24の厚みは、1μm以上としてもよい。たとえば、第3金属窒化物層24の厚みは、1.2μmであってもよい。The thickness of the third metal nitride layer 24 may be thicker than the thicknesses of the first metal nitride layer 23a and the second metal nitride layer 23b. Specifically, when the thicknesses of the first metal nitride layer 23a and the second metal nitride layer 23b are 50 nm or less as described above, the thickness of the third metal nitride layer 24 may be 1 μm or more. For example, the thickness of the third metal nitride layer 24 may be 1.2 μm.

これにより、たとえば、第3金属窒化物層24の摩擦係数が低い場合には、被覆工具1の耐溶着性を向上させることができる。また、たとえば、第3金属窒化物層24の硬度が高い場合には、被覆工具1の耐摩耗性を向上させることができる。また、たとえば、第3金属窒化物層24の酸化開始温度が高い場合には、被覆工具1の耐酸化性を向上させることができる。As a result, for example, when the friction coefficient of the third metal nitride layer 24 is low, the adhesion resistance of the coated tool 1 can be improved. Also, for example, when the hardness of the third metal nitride layer 24 is high, the wear resistance of the coated tool 1 can be improved. Also, for example, when the oxidation onset temperature of the third metal nitride layer 24 is high, the oxidation resistance of the coated tool 1 can be improved.

また、第3金属窒化物層24の厚みは、積層部23の厚みよりも厚くてもよい。具体的には、実施形態において、積層部23の厚みは0.5μm以下とした場合、第3金属窒化物層24の厚みは、1μm以上であってもよい。たとえば、積層部23の厚みが0.3μmである場合、第3金属窒化物層24の厚みは1.2μmであってもよい。このように、第3金属窒化物層24を積層部23よりも厚くすることで、上述した耐溶着性、耐摩耗性等を向上させる効果がさらに高い。 The thickness of the third metal nitride layer 24 may be thicker than the thickness of the laminated portion 23. Specifically, in an embodiment, when the thickness of the laminated portion 23 is 0.5 μm or less, the thickness of the third metal nitride layer 24 may be 1 μm or more. For example, when the thickness of the laminated portion 23 is 0.3 μm, the thickness of the third metal nitride layer 24 may be 1.2 μm. In this way, by making the third metal nitride layer 24 thicker than the laminated portion 23, the effect of improving the above-mentioned adhesion resistance, wear resistance, etc. is further enhanced.

なお、金属層22の厚みは、たとえば0.1μm以上、0.6μm未満であってもよい。すなわち、金属層22は、第1金属窒化物層23aおよび第2金属窒化物層23bの各々よりも厚く、且つ、積層部23よりも薄くてもよい。The thickness of the metal layer 22 may be, for example, 0.1 μm or more and less than 0.6 μm. That is, the metal layer 22 may be thicker than each of the first metal nitride layer 23a and the second metal nitride layer 23b, and thinner than the laminate portion 23.

硬質層21は、立方晶結晶を含有していてもよい。ここで、立方晶結晶における(200)面のX線強度をI(200)とし、(111)面のX線強度をI(111)とする。この場合、I(200)/I(111)は、5.3以上であってもよい。このような構成を有する被覆工具1は、耐衝撃性に優れるとともに、硬質層21が剥離しにくい。The hard layer 21 may contain cubic crystals. Here, the X-ray intensity of the (200) plane in the cubic crystal is I(200), and the X-ray intensity of the (111) plane is I(111). In this case, I(200)/I(111) may be 5.3 or more. The coated tool 1 having such a configuration has excellent impact resistance and the hard layer 21 is not easily peeled off.

<切削工具>
次に、上述した被覆工具1を備えた切削工具の構成について図6を参照して説明する。図6は、実施形態に係る切削工具の一例を示す正面図である。
<Cutting tools>
Next, a configuration of a cutting tool including the above-mentioned coated tool 1 will be described with reference to Fig. 6. Fig. 6 is a front view showing an example of a cutting tool according to an embodiment.

図6に示すように、実施形態に係る切削工具100は、被覆工具1と、被覆工具1を固定するためのホルダ70とを有する。As shown in FIG. 6, the cutting tool 100 of the embodiment has a coated tool 1 and a holder 70 for fixing the coated tool 1.

ホルダ70は、第1端(図6における上端)から第2端(図6における下端)に向かって伸びる棒状の部材である。ホルダ70は、たとえば、鋼、鋳鉄製である。特に、これらの部材の中で靱性の高い鋼が用いられることが好ましい。The holder 70 is a rod-shaped member extending from a first end (upper end in FIG. 6) to a second end (lower end in FIG. 6). The holder 70 is made of, for example, steel or cast iron. Of these materials, it is particularly preferable to use steel, which has high toughness.

ホルダ70は、第1端側の端部にポケット73を有する。ポケット73は、被覆工具1が装着される部分であり、被削材の回転方向と交わる着座面と、着座面に対して傾斜する拘束側面とを有する。着座面には、後述するネジ75を螺合させるネジ孔が設けられている。The holder 70 has a pocket 73 at the end on the first end side. The pocket 73 is the portion where the coated tool 1 is attached, and has a seating surface that intersects with the rotation direction of the workpiece and a restraining side surface that is inclined relative to the seating surface. The seating surface is provided with a screw hole into which a screw 75 (described later) is screwed.

被覆工具1は、ホルダ70のポケット73に位置し、ネジ75によってホルダ70に装着される。すなわち、被覆工具1の貫通孔5にネジ75を挿入し、このネジ75の先端をポケット73の着座面に形成されたネジ孔に挿入してネジ部同士を螺合させる。これにより、被覆工具1は、切刃8(図1参照)がホルダ70から外方に突出するようにホルダ70に装着される。The coated tool 1 is located in the pocket 73 of the holder 70 and is attached to the holder 70 by a screw 75. That is, the screw 75 is inserted into the through hole 5 of the coated tool 1, and the tip of the screw 75 is inserted into a screw hole formed in the seating surface of the pocket 73 to screw the threaded portions together. As a result, the coated tool 1 is attached to the holder 70 so that the cutting edge 8 (see FIG. 1) protrudes outward from the holder 70.

実施形態においては、いわゆる旋削加工に用いられる切削工具を例示している。旋削加工としては、例えば、内径加工、外径加工及び溝入れ加工が挙げられる。なお、切削工具としては旋削加工に用いられるものに限定されない。例えば、転削加工に用いられる切削工具に被覆工具1を用いてもよい。In the embodiment, a cutting tool used for so-called turning is exemplified. Examples of turning include internal diameter machining, external diameter machining, and grooving. Note that cutting tools are not limited to those used for turning. For example, the coated tool 1 may be used as a cutting tool used for milling.

たとえば、被削材の切削加工は、(1)被削材を回転させる工程、(2)回転する被削材に被覆工具1の切刃8を接触させて被削材を切削する工程、および、(3)被覆工具1を被削材から離す工程を含む。なお、被削材の材質の代表例としては、炭素鋼、合金鋼、ステンレス、鋳鉄、または非鉄金属などが挙げられる。For example, cutting of a workpiece includes (1) a step of rotating the workpiece, (2) a step of bringing the cutting edge 8 of the coated tool 1 into contact with the rotating workpiece to cut the workpiece, and (3) a step of removing the coated tool 1 from the workpiece. Representative examples of the material of the workpiece include carbon steel, alloy steel, stainless steel, cast iron, and non-ferrous metals.

以下、本開示の実施例を説明する。なお、本開示は以下の実施例に限定されるものではない。 Below, examples of the present disclosure are described. Note that the present disclosure is not limited to the following examples.

まず、TiN原料粉末72体積%以上82体積%以下と、Al原料粉末13体積%以上23体積%以下と、Al原料粉末1体積%以上11体積%以下とを準備する。そして、準備した各原料粉末に有機溶媒を添加する。有機溶媒としては、アセトン、イソプロピルアルコール(IPA)等のアルコール類が用いられ得る。その後、ボールミルにて、20時間以上24時間以下、粉砕および混合する。粉砕および混合後、溶媒を蒸発させることにより、第1混合粉末が得られる。 First, TiN raw material powder with a concentration of 72% by volume to 82% by volume, Al raw material powder with a concentration of 13% by volume to 23% by volume, and Al2O3 raw material powder with a concentration of 1% by volume to 11% by volume are prepared. An organic solvent is then added to each of the prepared raw material powders. As the organic solvent, alcohols such as acetone and isopropyl alcohol (IPA) can be used. Then, the raw material powders are pulverized and mixed in a ball mill for 20 hours to 24 hours. After pulverization and mixing, the solvent is evaporated to obtain a first mixed powder.

次に、平均粒径が2.5μm以上4.5μm以下であるcBN粉末と、平均粒径が0.5μm1.5μm以下であるcBN粉末とを、体積比で8以上9以下:1以上2以下の割合で調合する。さらに、有機溶媒を添加する。有機溶媒としては、アセトン、IPA等のアルコール類が用いられ得る。その後、ボールミルにて、20時間以上24時間以下、粉砕および混合する。粉砕および混合後、溶媒を蒸発させることにより、第2混合粉末が得られる。Next, cBN powder having an average particle size of 2.5 μm to 4.5 μm and cBN powder having an average particle size of 0.5 μm to 1.5 μm are mixed in a volume ratio of 8 to 9:1 to 2.0. An organic solvent is then added. As the organic solvent, alcohols such as acetone and IPA can be used. The mixture is then pulverized and mixed in a ball mill for 20 to 24 hours. After pulverization and mixing, the solvent is evaporated to obtain a second mixed powder.

次に、得られた第1混合粉末と第2混合粉末とを、体積比で68以上78以下:22以上32以下の割合で調合する。調合した粉末に有機溶媒と有機バインダとを添加する。有機溶媒としては、アセトン、IPA等のアルコール類が用いられ得る。また、有機バインダとしては、パラフィン、アクリル系樹脂等が用いられ得る。その後、ボールミルにて20時間以上24時間以下粉砕混合し、さらにその後、有機溶媒を蒸発させることにより、第3混合粉末が得られる。なお、ボールミルを用いた工程では必要に応じて分散剤を添加しても良い。Next, the first mixed powder and the second mixed powder are mixed in a volume ratio of 68 to 78:22 to 32. An organic solvent and an organic binder are added to the mixed powder. As the organic solvent, alcohols such as acetone and IPA can be used. As the organic binder, paraffin, acrylic resin, etc. can be used. After that, the mixture is pulverized and mixed in a ball mill for 20 to 24 hours, and then the organic solvent is evaporated to obtain a third mixed powder. In addition, a dispersant may be added as necessary in the process using the ball mill.

そして、この第3混合粉末を所定形状に成形することによって成形体が得られる。成形には、一軸加圧プレス、冷間等方圧プレス(CIP)等の既知の方法が使用され得る。この成形体を500℃以上1000℃以下の範囲内の所定の温度にて加熱し、有機バインダを蒸発除去する。Then, the third mixed powder is molded into a predetermined shape to obtain a molded body. Known methods such as uniaxial pressing and cold isostatic pressing (CIP) can be used for molding. The molded body is heated to a predetermined temperature in the range of 500°C to 1000°C to evaporate and remove the organic binder.

次に、成形体を超高圧加熱装置に装入し、4GPa以上6GPa以下の圧力下において1200℃以上1500℃以下で15分以上30分以下加熱する。これにより、実施形態に係る立方晶窒化硼素質焼結体が得られる。そして、得られた立方晶窒化硼素質焼結体を、超硬合金からなるチップ本体の座面に接合材を介して取り付ける。これにより、実施例に係るチップが得られる。Next, the molded body is placed in an ultra-high pressure heating device and heated at 1200°C to 1500°C for 15 minutes to 30 minutes under a pressure of 4 GPa to 6 GPa. This produces a cubic boron nitride sintered body according to the embodiment. The resulting cubic boron nitride sintered body is then attached to the seat of a tip body made of cemented carbide via a bonding material. This produces the tip according to the embodiment.

次に、得られたチップと同サイズの治具をチップの上面(すくい面)に位置させる。すなわち、チップの上面(すくい面)を治具で覆う。その結果、すくい面は治具と接触しており、すくい面には製膜されない。また、治具は、第3面9の上部に隙間を挟んで位置している。その結果、第3面9に製膜される膜厚は、第2面7に製膜される膜厚よりも薄くなる。この状態で、物理気相蒸着(PVD)法によってチップの表面に被覆膜を製膜する。これにより、逃げ面およびチャンファー面が被覆膜によって覆われ、すくい面が露出した実施例に係る被覆工具が得られる。Next, a jig of the same size as the obtained chip is placed on the top surface (scooping surface) of the chip. In other words, the top surface (scooping surface) of the chip is covered with the jig. As a result, the scooping surface is in contact with the jig, and no film is formed on the scooping surface. The jig is also positioned above the third surface 9 with a gap therebetween. As a result, the film thickness formed on the third surface 9 is thinner than the film thickness formed on the second surface 7. In this state, a coating film is formed on the surface of the chip by physical vapor deposition (PVD). This results in a coated tool according to the embodiment in which the flank and chamfer surfaces are covered with the coating film and the scooping surface is exposed.

チップのチャンファー面の近傍には上述した治具が位置している。このため、チャンファー面への蒸着は、上述した治具によって抑制される。この結果、チャンファー面上に位置する被覆膜の厚みは、逃げ面上に位置する被覆膜の厚みと比べて薄くなる。The above-mentioned jig is located near the chamfer surface of the chip. Therefore, deposition on the chamfer surface is suppressed by the above-mentioned jig. As a result, the thickness of the coating film located on the chamfer surface is thinner than the thickness of the coating film located on the relief surface.

比較例1として、上述の治具を用いずに基体の全面に被覆膜を製膜した試料を作製した。また、比較例2として、上述の比較例1に係る被覆工具の第3面9から被覆膜を除去した試料を作製した。As Comparative Example 1, a sample was prepared in which a coating film was formed on the entire surface of the substrate without using the above-mentioned jig. Also, as Comparative Example 2, a sample was prepared in which the coating film was removed from the third surface 9 of the coated tool according to Comparative Example 1.

(断続評価)
次に、実施例に係る被覆工具と、すくい面を含むすべての面が被覆膜で覆われた比較例に係る被覆工具とについて、以下の切削条件にて断続評価を行った。
<切削条件>
切削方法:旋削加工
被削材 :SCM415 8ヶ穴
切削速度:150m/分
送り :0.2mm/rev
切り込み:0.2mm
切削状態:湿式
評価方法:切刃が欠損するまでの衝撃回数
(Intermittent evaluation)
Next, an intermittent cutting evaluation was carried out under the following cutting conditions for the coated tool according to the example and the coated tool according to the comparative example in which all the faces including the rake face were covered with a coating film.
<Cutting conditions>
Cutting method: Turning Workpiece: SCM415 8 holes Cutting speed: 150 m/min Feed: 0.2 mm/rev
Cut: 0.2 mm
Cutting condition: Wet Evaluation method: Number of impacts until cutting edge is chipped

断続評価の結果、実施例に係る切削工具が最も長い寿命を達成した。また、比較例1に係る切削工具が、最も寿命が短かった。As a result of the intermittent evaluation, the cutting tool according to the embodiment achieved the longest life. Also, the cutting tool according to the comparative example 1 had the shortest life.

実施例に係る被覆工具において切刃が欠損するまでの衝撃回数は、比較例に係る被覆工具において切刃が欠損するまでの衝撃回数と比較して、2倍以上多い結果となった。この結果から明らかなように、すくい面を露出させることにより、耐久性が向上し、工具寿命が長くなることがわかる。The number of impacts required for the cutting edge to break in the coated tool according to the embodiment was more than twice as many as the number of impacts required for the cutting edge to break in the coated tool according to the comparative example. As is clear from these results, exposing the rake face improves durability and extends the tool life.

上述した実施形態では、被覆工具1の上面および下面の形状が平行四辺形である場合の例を示したが、被覆工具1の上面および下面の形状は、ひし形や正方形等であってもよい。また、被覆工具1の上面および下面の形状は、三角形、五角形、六角形等であってもよい。In the above embodiment, an example is shown in which the shape of the upper and lower surfaces of the coated tool 1 is a parallelogram, but the shape of the upper and lower surfaces of the coated tool 1 may be a rhombus, a square, etc. Also, the shape of the upper and lower surfaces of the coated tool 1 may be a triangle, a pentagon, a hexagon, etc.

また、被覆工具1の形状は、ポジティブ型であってもよいしネガティブ型であってもよい。ポジティブ型は、被覆工具1の上面の中心および下面の中心を通る中心軸に対して側面が傾斜しているタイプであり、ネガティブ型は、上記中心軸に対して側面が平行なタイプである。The shape of the coated tool 1 may be either a positive type or a negative type. The positive type is a type in which the side surface is inclined with respect to a central axis passing through the center of the upper surface and the center of the lower surface of the coated tool 1, and the negative type is a type in which the side surface is parallel to the central axis.

上述した実施形態では、基体10が立方晶窒化硼素(cBN)の粒子を含有する場合の例について説明した。これに限らず、本願の開示する基体は、たとえば、六方晶窒化硼素(hBN)、菱面体晶窒化硼素(rBN)、ウルツ鉱窒化硼素(wBN)等の粒子を含有していてもよい。また、基体10は、窒化硼素に限らず、たとえば超硬合金およびサーメット等であってもよい。超硬合金は、W(タングステン)、具体的には、WC(炭化タングステン)を含有する。また、超硬合金は、Ni(ニッケル)やCo(コバルト)を含有していてもよい。また、サーメットは、たとえばTi(チタン)、具体的には、TiC(炭化チタン)またはTiN(窒化チタン)を含有する。また、サーメットは、NiやCoを含有していてもよい。In the above-described embodiment, an example in which the substrate 10 contains particles of cubic boron nitride (cBN) has been described. The substrate disclosed in the present application may contain particles of hexagonal boron nitride (hBN), rhombohedral boron nitride (rBN), wurtzite boron nitride (wBN), etc., without being limited thereto. The substrate 10 may be, for example, a cemented carbide or a cermet, etc., without being limited to boron nitride. The cemented carbide contains W (tungsten), specifically WC (tungsten carbide). The cemented carbide may contain Ni (nickel) or Co (cobalt). The cermet contains, for example, Ti (titanium), specifically TiC (titanium carbide) or TiN (titanium nitride). The cermet may contain Ni or Co.

上述した実施形態では、被覆工具1が切削加工に用いられるものとして説明したが、本願による被覆工具は、たとえば掘削用の工具や刃物など、切削工具以外への適用も可能である。In the above-described embodiment, the coated tool 1 is described as being used for cutting processing, but the coated tool according to the present application can also be used for tools other than cutting tools, such as drilling tools and blades.

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。Further advantages and modifications may readily occur to those skilled in the art. Therefore, the invention in its broader aspects is not limited to the specific details and representative embodiments shown and described above. Thus, various modifications may be made without departing from the spirit or scope of the general inventive concept as defined by the appended claims and equivalents thereof.

1 被覆工具
2 チップ本体
3 切刃部
4 座面
5 貫通孔
6 第1面
7 第2面
8 切刃
9 第3面
10 基体
20 被覆膜
21 硬質層
22 金属層
23 積層部
23a 第1金属窒化物層
23b 第2金属窒化物層
24 第3金属窒化物層
30 基板
40 接合材
70 ホルダ
73 ポケット
75 ネジ
100 切削工具
REFERENCE SIGNS LIST 1 Coated tool 2 Tip body 3 Cutting edge portion 4 Seat surface 5 Through hole 6 First surface 7 Second surface 8 Cutting edge 9 Third surface 10 Base body 20 Coating film 21 Hard layer 22 Metal layer 23 Laminated portion 23a First metal nitride layer 23b Second metal nitride layer 24 Third metal nitride layer 30 Substrate 40 Bonding material 70 Holder 73 Pocket 75 Screw 100 Cutting tool

Claims (16)

基体と、
前記基体の上に位置する被覆膜と、を有する被覆工具であって、
前記被覆工具は、
第1面と、
第2面と、
前記第1面および前記第2面との間に位置し、C面またはR面である第3面とを有し、
前記基体は、複数の立方晶型窒化硼素粒子を含有する窒化硼素質焼結体からなり、
前記基体は、前記第1面の全体において露出しており、
前記被覆膜は、前記第2面および前記第3面の上に位置していると共に、
前記第3面における前記被覆膜の厚みは、前記第2面における前記被覆膜の厚みよりも薄く、
前記第3面における前記被覆膜の厚みは、前記第2面から前記第1面に向かって漸次に薄くなる、被覆工具。
A substrate;
a coating film disposed on the substrate,
The coated tool comprises:
The first page and
The second side,
a third surface located between the first surface and the second surface, the third surface being a C-surface or an R-surface;
the substrate is made of a boron nitride sintered body containing a plurality of cubic boron nitride particles;
the substrate is exposed over the entire first surface,
the coating film is located on the second surface and the third surface ;
a thickness of the coating film on the third surface is smaller than a thickness of the coating film on the second surface;
A coated tool , wherein the thickness of the coating film on the third surface gradually decreases from the second surface toward the first surface .
前記第2面における前記被覆膜の厚みは、0.5μm以上5.0μm以下であり、前記第3面における前記被覆膜の厚みは、0.01μm以上5.0μm未満である、請求項に記載の被覆工具。 2. The coated tool according to claim 1 , wherein the coating film has a thickness on the second surface of not less than 0.5 μm and not more than 5.0 μm, and the coating film has a thickness on the third surface of not less than 0.01 μm and less than 5.0 μm. 前記被覆膜は、
硬質層と、
前記基体と前記硬質層との間に位置する、Ti、Zr、V、Cr、Ta、Nb、Hf、Alの単体以外の金属層と
を含む、請求項1または2に記載の被覆工具。
The coating film is
A hard layer;
The coated tool according to claim 1 or 2 , further comprising: a metal layer other than a simple substance selected from the group consisting of Ti, Zr, V, Cr, Ta, Nb, Hf and Al, located between the substrate and the hard layer.
前記金属層は、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Al、Si、Yのうち少なくとも一種以上の元素を含有する、請求項に記載の被覆工具。 4. The coated tool according to claim 3 , wherein the metal layer contains at least one element selected from the group consisting of Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Al, Si, and Y. 前記金属層は、前記元素を95原子%以上含有する、請求項に記載の被覆工具。 The coated tool according to claim 4 , wherein the metal layer contains the element in an amount of 95 atomic % or more. 前記金属層は、AlおよびCrを合量で95原子%以上含有する、請求項に記載の被覆工具。 6. The coated tool according to claim 5 , wherein the metal layer contains Al and Cr in a total amount of 95 atomic % or more. 前記金属層におけるTi含有量は、15原子%以下である、請求項のいずれか一つに記載の被覆工具。 The coated tool according to claim 3 , wherein the Ti content in the metal layer is 15 atomic % or less. 前記基体は、前記立方晶型窒化硼素粒子の間に結合相を有する、請求項のいずれか一つに記載の被覆工具。 The coated tool according to claim 3 , wherein the substrate has a binder phase between the cubic boron nitride particles. 前記硬質層は、1層以上の金属窒化物層を有し、前記金属層と接する前記金属窒化物層は、前記金属層に含まれる金属を含有する、請求項のいずれか一つに記載の被覆工具。 The coated tool according to claim 3 , wherein the hard layer has one or more metal nitride layers, and the metal nitride layer in contact with the metal layer contains the metal contained in the metal layer. 前記金属窒化物層は、
第1金属窒化物層と、
前記第1金属窒化物層と異なる組成を有する第2金属窒化物層と
を含む、請求項に記載の被覆工具。
The metal nitride layer is
a first metal nitride layer;
10. The coated tool of claim 9 , comprising: a second metal nitride layer having a different composition than the first metal nitride layer.
前記第1金属窒化物層および前記第2金属窒化物層の各厚みは、50nm以下である、請求項10に記載の被覆工具。 The coated tool of claim 10 , wherein the first metal nitride layer and the second metal nitride layer each have a thickness of 50 nm or less. 前記金属層は、第1の金属および第2の金属を含有し、
前記第1金属窒化物層は、前記第1の金属および第3の金属の窒化物を含有し、
前記第2金属窒化物層は、前記第1の金属および前記第2の金属の窒化物を含有する、請求項10または11に記載の被覆工具。
the metal layer comprises a first metal and a second metal;
the first metal nitride layer contains a nitride of the first metal and a third metal;
The coated tool of claim 10 or 11 , wherein the second metal nitride layer contains nitrides of the first metal and the second metal.
前記第1金属窒化物層は、TiとAlとを含有し、
前記第2金属窒化物層は、AlとCrとを含有する、請求項12に記載の被覆工具。
the first metal nitride layer contains Ti and Al;
The coated tool of claim 12 , wherein the second metal nitride layer contains Al and Cr.
前記硬質層は、
複数の前記第1金属窒化物層と複数の前記第2金属窒化物層とを含み、前記第1金属窒化物層と前記第2金属窒化物層とが交互に積層された積層部と、
前記積層部よりも前記基体から離れた位置に位置する第3金属窒化物層と
を有し、
前記第3金属窒化物層の厚みは、
前記第1金属窒化物層および前記第2金属窒化物層の各厚みよりも厚い、請求項1013のいずれか一つに記載の被覆工具。
The hard layer is
a stacked section including a plurality of the first metal nitride layers and a plurality of the second metal nitride layers, the first metal nitride layers and the second metal nitride layers being stacked alternately;
a third metal nitride layer located at a position farther from the substrate than the stacked portion,
The thickness of the third metal nitride layer is
The coated tool according to claim 10 , wherein the thickness of the first metal nitride layer is greater than that of the second metal nitride layer.
前記硬質層は、立方晶結晶を含有し、
前記立方晶結晶における(200)面のX線強度をI(200)とし、(111)面のX線強度をI(111)とした場合、
前記I(200)/前記I(111)は、5.3以上である、請求項14のいずれか一つに記載の被覆工具。
The hard layer contains cubic crystals,
In the cubic crystal, the X-ray intensity of the (200) plane is I(200) and the X-ray intensity of the (111) plane is I(111).
The coated tool according to claim 3 , wherein the I(200)/I(111) is 5.3 or more.
端部にポケットを有する棒状のホルダと、
前記ポケット内に位置する、請求項1~15のいずれか一つに記載の被覆工具と
を有する、切削工具。
a rod-shaped holder having a pocket at one end;
A cutting tool comprising: a coated tool according to any one of claims 1 to 15 located in the pocket.
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