CN110769956B - 涂层刀具、切削工具以及切削加工物的制造方法 - Google Patents

Abstract

一种方式的涂层刀具具备基体和涂层。涂层具有以Al_1‑x1Ti_x1表示的多个第一AlTi层和以Al_1‑x2Ti_x2表示的多个第二AlTi层，是第一AlTi层以及第二AlTi层在远离基体的方向上交替配置的组织，且x1大于x2。多个第一AlTi层在相邻的两个第一AlTi层中具有与位于基体的附近的组织相比，位置远离基体的组织的厚度更薄的第一区域。

Description

涂层刀具、切削工具以及切削加工物的制造方法

技术领域

本公开涉及在切削加工中使用的涂层刀具。

背景技术

作为车削加工以及铣削加工这样的切削加工所使用的涂层刀具，例如已知日本特开2016-130344号公报(专利文献1)中记载的具备硬质覆膜的涂层刀具。专利文献1中记载的硬质覆膜包含Ti_1-x1Al_x1N相(第一相)和Al_x2Ti_1-x2N相(第二相)交替层叠的构造。此时，表示各相中的Ti以及Al的原子比的含有比率的x1以及x2的值为0.1≤x1≤0.7、0.7≤x2≤0.95。

由于第一相含有较多Al，因此成为硬度高的相。此外，由于第二相含有较多Ti，因此成为韧性优异的相。由于专利文献1中记载的硬质覆膜是第一相以及第二相交替层叠的构造，因此成为耐磨损性以及接合性优异的覆膜(涂层)。

近年来，要求具备耐磨损性以及接合性更优异的涂层的涂层刀具。此时，若为了提高耐磨损性而增大第一相的厚度，则基体与涂层的接合性降低。此外，若为了提高接合性而增大第二相的厚度，则涂层的耐磨损性降低。因此，难以使耐磨损性以及接合性这两者更优异。

发明内容

基于第一方式的涂层刀具具备基体和位于该基体上的涂层，该涂层具有铝以及钛的原子比的含有比率以Al_1-x1Ti_x1表示的多个第一AlTi层、和铝以及钛的原子比的含有比率以Al_1-x2Tix₂表示的多个第二AlTi层，并包括所述第一AlTi层以及所述第二AlTi层在远离所述基体的方向上交替配置的组织。进而，所述x1大于所述x2，多个所述第一AlTi层在相邻的两个所述第一AlTi层中具有与位于所述基体的附近的组织相比，位置远离所述基体的组织的厚度更薄的第一区域。

此外，基于第二方式的涂层刀具具备基体和位于该基体上的涂层，该涂层具有铝以及钛的原子比的含有比率以Al_1-x1Ti_x1表示的多个第一AlTi层、和铝以及钛的原子比的含有比率以Al_1-x2Ti_x2表示的多个第二AlTi层，并包括所述第一AlTi层以及所述第二AlTi层在远离所述基体的方向上交替配置的组织。进而，所述x1大于所述x2，多个所述第二AlTi层在相邻的两个所述第二AlTi层中具有与位于所述基体的附近的组织相比，位置远离所述基体的组织的厚度更厚的第二区域。

附图说明

图1是示出第一实施方式的涂层刀具的立体图。

图2是图1所示的涂层刀具中的A1-A1剖面的剖视图。

图3是图2所示的区域B1中的放大图。

图4是图3所示的区域B2中的放大图。

图5是示出图1所示的涂层刀具中的第一AlTi层的厚度的图表。

图6是示出图5所示的涂层刀具的第一变形例中的第一AlTi层的厚度的图表。

图7是示出图5所示的涂层刀具的第二变形例中的第一AlTi层的厚度的图表。

图8是示出第二实施方式的涂层刀具的立体图。

图9是图8所示的涂层刀具中的A2-A2剖面的剖视图。

图10是图9所示的区域B3中的放大图。

图11是图10所示的区域B4中的放大图。

图12是示出图8所示的涂层刀具中的第二AlTi层的厚度的图表。

图13是示出图12所示的涂层刀具的第三变形例中的第二AlTi层的厚度的图表。

图14是示出图12所示的涂层刀具的第四变形例中的第二AlTi层的厚度的图表。

图15是示出第三实施方式的涂层刀具的立体图。

图16是图15所示的涂层刀具中的A3-A3剖面的剖视图。

图17是图16所示的区域B5中的放大图。

图18是图17所示的区域B6中的放大图。

图19是示出图15所示的涂层刀具中的第一AlTi层以及第二AlTi层的厚度的图表。

图20是示出图19所示的涂层刀具的第五变形例中的第一AlTi层以及第二AlTi层的厚度的图表。

图21是示出图19所示的涂层刀具的第六变形例中的第一AlTi层以及第二AlTi层的厚度的图表。

图22是示出实施方式的切削工具的俯视图。

图23是图22所示的区域B7中的放大图。

图24是示出实施方式的切削加工物的制造方法的一个工序的概略图。

图25是示出实施方式的切削加工物的制造方法的一个工序的概略图。

图26是示出实施方式的切削加工物的制造方法的一个工序的概略图。

具体实施方式

以下，分别使用附图对多个实施方式的涂层刀具进行详细地说明。但是，为了便于说明，以下参照的各图仅简化示出了说明各实施方式所需的主要构件。因此，涂层刀具可具备在参照的各图中未示出的任意的组织构件。此外，各图中的构件的尺寸并不是忠实地表示实际的组织构件的尺寸以及各构件的尺寸比率等的尺寸。

<第一实施方式>

第一实施方式的涂层刀具1为四角板形状，具有四边形的第一面3(图1中的上表面)、第二面5(图1中的侧面)以及位于第一面3以及第二面5相交的棱线的至少一部分上的切削刃7。

如图1所示的一个例子的涂层刀具1那样，切削刃7可以位于第一面3的整个外周上，此外，切削刃7也可以仅位于第一面3的外周的一部分上。例如，也可以只在四边形的第一面3中的一边或局部地具有切削刃7。

第一面3可以在至少一部分上具有前刀面区域3a。在图1所示的一个例子中，第一面3中的沿着切削刃7的区域是前刀面区域3a。第二面5可以在至少一部分上具有后刀面区域5a。在图1所示的一个例子中，第二面5中的沿着切削刃7的区域是后刀面区域5a。因此，也可以换种说法为，切削刃7位于前刀面区域3a以及后刀面区域5a相交的部分。

在图1中，以单点划线示出第一面3中的前刀面区域3a以及除此以外的区域的边界、和第二面5中的后刀区域以及除此以外的区域的边界。在图1中，示出了第一面3以及第二面5交叉的棱线全部为切削刃7的例子。因此，在第一面3中，示出了沿着切削刃7的环状的单点划线。

涂层刀具1的大小不特别限定，例如，第一面3的一边的长度可以设定为3～20mm左右。此外，从第一面3到位于第一面3的相反侧的面(图1中的下表面)的高度可以设定为5～20mm左右。

图1所示的一个例子的涂层刀具1具备四角板形状的基体9和被覆该基体9的表面的涂层11。涂层11可以被覆基体9的整个表面，此外，也可以仅被覆一部分。由于涂层11可以仅被覆基体9的一部分，因此也可以换种说法为，涂层11位于基体9上的至少一部分上。

图1所示的一个例子中的涂层11至少位于第一面3中的沿着切削刃7的前刀面区域3a以及第二面5中的沿着切削刃7的后刀面区域5a。在图1中，示出了在包括前刀面区域3a的第一面3的整体以及包括后刀面区域5a的第二面5的整体上存在涂层11的例子。作为涂层11的厚度，例如能够设定为0.1～10μm左右。另外，涂层11的厚度可以一定，也可以根据场所而不同。

如图3以及图4所示，涂层11具有含有铝以及钛为主要成分的多个第一AlTi层13、和含有铝以及钛为主要成分的多个第二AlTi层15。涂层11包括多个第一AlTi层13以及多个第二AlTi层15在远离基体9的方向上交替配置的组织。在这种情况下，也可以换种说法为，涂层11包括多个第一AlTi层13以及多个第二AlTi层15交替层叠的组织。

第一AlTi层13中的铝以及钛的原子比的含有比率由Al_1-x1Ti_x1(0＜x1＜1)表示。此外，第二AlTi层15中的铝以及钛的原子比的含有比率由Al_1-x2Ti_x2(0＜x2＜1)表示。x1以及x2的值不限于特定的值，例如能够设定为0.4≤x1≤0.95、0.2≤x2≤0.7。

在第一实施方式的涂层刀具1中，x1大于x2。因此，与第二AlTi层15相比，第一AlTi层13中的Ti的含有比率高，与第二AlTi层15相比，第一AlTi层13的接合性优异。此外，与第一AlTi层13相比，第二AlTi层15中的Al的含有比率高，与第一AlTi层13相比，第二AlTi层15的耐磨损性优异。

另外，在x1大于0.5并且x2小于0.5的情况下，第一AlTi层13的接合性特别优异，并且第二AlTi层15的耐磨损性特别优异。

涂层11的层叠构造能够通过使用扫描型电子显微镜(SEM：Scanning ElectronMicroscopy)或者透过型电子显微镜(TEM：Transmission Electron Microscopy)的剖面测定来进行评价。

第一AlTi层13以及第二AlTi层15可以分别仅由铝以及钛构成，此外，除了铝以及钛之外，还可以含有Si、Nb、Hf、V、Ta、Mo、Zr、Cr以及W等金属成分。

然而，由于第一AlTi层13以及第二AlTi层15含有铝以及钛为主要成分，因此与上述金属成分相比，铝以及钛的含有比率高。另外，上述中的“含有比率”的意思是原子比的含有比率。

第一AlTi层13以及第二AlTi层15可以仅由包括铝以及钛的金属成分构成，此外，也可以由包括铝以及钛的金属成分的氮化物、碳化物或者碳氮化物等构成。

第一AlTi层13以及第二AlTi层15的组成例如能够通过能量分散型X线分光分析法(EDS)或者X线光电子分光分析法(XPS)来进行测定。

第一AlTi层13以及第二AlTi层15的数量不限于特定的值。第一AlTi层13以及第二AlTi层15的数量只要分别为两个以上即可，例如可以设定为2～500。

第一AlTi层13的厚度不限于特定的值。例如，多个第一AlTi层13的各个厚度可以设定为5nm～100nm。第一实施方式中的多个第一AlTi层13的各个厚度不一定，并且在多个第一AlTi层13当中相邻的两个第一AlTi层13中，具有与位于基体9的附近的组织相比，位置远离基体9的组织的厚度更薄的区域。在多个第一AlTi层13当中、相邻的两个第一AlTi层13中，将满足上述厚度的关系的区域称为第一区域13a。换言之，第一区域13a也可以说是在多个第一AlTi层13当中相邻的两个第一AlTi层13中，与位置远离基体9的组织相比，位于基体9的附近的组织的厚度更厚的区域。

在涂层11具有上述第一区域13a的情况下，在该第一区域13a的远离基体9的一侧，第二AlTi层15相对于第一AlTi层13的比率高，此外，在第一区域13a靠近基体9的一侧，第一AlTi层13相对于第二AlTi层15的比率高。

由于在第一区域13a中的靠近基体9的一侧，接合性优异的第一AlTi层13的比率高，因此涂层11的接合性高。此外，由于在第一区域13a中的远离基体9的一侧，耐磨损性优异的第二AlTi层15的比率高，因此涂层11的耐磨损性高。因此，第一实施方式的涂层刀具1的耐磨损性以及接合性这两者均优异。

在多个第一AlTi层13的全部中，可以是越位置远离基体的组织，厚度越薄，此外，也可以是仅在多个第一AlTi层13的一部分中，越位置远离基体的组织，厚度越薄。换言之，可以是多个第一AlTi层13的全部包括在第一区域13a中，此外，也可以是仅多个第一AlTi层13中的一部分包括在第一区域13a中。

在图3所示的一个例子中，在多个第一AlTi层13的全部中，可以是越位置远离基体的组织，厚度越薄，因此可以说多个第一AlTi层13的全部包括在第一区域13a中。在该情况下，涂层11的接合性以及耐磨损性更高。

在第一区域13a中，越是位置远离基体9的第一AlTi层13，厚度越薄。此时，第一区域13a中包含的多个第一AlTi层13的厚度的变化不特别限定，其变化量可以一定，此外，也可以不一定。

在图5所示的一个例子的第一区域13a中，多个第一AlTi层13的厚度的变化量一定。即，当第一区域13a中有三个以上的第一AlTi层13时，相邻的两个第一AlTi层13中的厚度的差是相同的。

如上所述，在多个第一AlTi层13的厚度变化的情况下，避免了第一AlTi层13的厚度急剧地变化，应力难以集中在涂层11中的一部分。因此，涂层11的耐老化性高。另外，如图5所示，第一区域13a中的第一AlTi层13的厚度的变化量一定的意思是第一区域13a中包括的第一AlTi层13的厚度大致位于直线上。

在此，第一区域13a中包括的第一AlTi层13的厚度不需要严格地位于直线上。在用直线连结第一区域13a中包括的第一AlTi层13当中位于基体9的最附近的第一AlTi层13的厚度、和第一区域13a中包括的第一AlTi层13当中位于最远离基体9的第一AlTi层13的厚度的情况下，各第一AlTi层13的厚度相对于上述直线所示的严格的值为90～110％的范围的数值即可。

在图6所示的变形例中，仅多个第一AlTi层13中的一部分包括在第一区域13a中。具体地，在构成涂层11的多个第一AlTi层13当中、位于基体9的附近的一部分的第一AlTi层13b的厚度一定。这样，在比第一区域13a更位于基体9的附近的第一AlTi层13b的厚度为一定的情况下，应力难以集中在该厚度为一定的第一AlTi层13b的一部分上。因此，涂层11的耐老化性高。

此外，在图6所示的变形例中，在构成涂层11的多个第一AlTi层13当中、位置远离基体9的一部分的第一AlTi层13c的厚度一定。这样，在比第一区域13a更位置远离基体9的第一AlTi层13c的厚度为一定的情况下，应力难以集中在该厚度一定的第一AlTi层13c的一部分上。因此，涂层11的耐老化性高。

另外，第一AlTi层13的厚度一定不要求严格地厚度相同。在成为对象的多个第一AlTi层13中，在厚度最薄的第一AlTi层13的厚度相对于厚度最厚的第一AlTi层13的厚度为95％以上的情况下，视为厚度一定。

例如，如图6所示的变形例那样，在多个第一AlTi层13是相邻的两个第一AlTi层13中的相互的厚度相同或者位置远离基体9的组织的厚度薄的组织的情况下，涂层11的耐磨损性以及接合性这两者特别优异。

这是因为，遍及整个涂层11，在远离基体9的一侧，耐磨损性优异的第二AlTi层15的比率高，此外，在靠近基体9的一侧，接合性优异的第一AlTi层13的比率高。

在图7所示的变形例中，构成涂层11的多个第一AlTi层13在层叠方向上被划分为多个部位。各划分中包括的第一AlTi层13的厚度一定，此外，越是位置远离基体9的划分，所包括的第一AlTi层13的厚度越薄。在图7所示的变形例中，由位于相邻的划分的边界的一对第一AlTi层13构成第一区域13a。

在构成涂层11的多个第一AlTi层13是上述组织的情况下，第一AlTi层13的厚度逐步发生变化，因此在形成第一AlTi层13时，容易进行第一AlTi层13的厚度的调整。因此，不依赖于复杂的工序就能够形成接合性以及耐磨损性优异的涂层11。

第二AlTi层15的厚度不限于特定的值，例如可以分别设定为5nm～100nm。多个第二AlTi层15的各个厚度可以一定，此外，一部分的第二AlTi层15的厚度也可以相互不同。

在涂层11的靠近基体9的一侧，在第一AlTi层13的厚度比第二AlTi层15的厚度厚的情况下，涂层11的接合性更高。具体地，例如，对于比涂层11中的层叠方向的中心更位于基体9侧的第一AlTi层13以及第二AlTi层15，在第一AlTi层13的厚度的平均值比第二AlTi层15的厚度的平均值大的情况下，涂层11的接合性更高。

此外，在涂层11的远离基体9的一侧，在第二AlTi层15的厚度比第一AlTi层13的厚度厚的情况下，涂层11的耐磨损性更高。具体地，例如，对于比涂层11中的层叠方向的中心更位置远离基体9的第一AlTi层13以及第二AlTi层15，在第二AlTi层15的厚度的平均值比第一AlTi层13的厚度的平均值大的情况下，涂层11的耐磨损性更高。

涂层11可以直接与基体9接合，但是为了提高基体9以及涂层11的接合性，厚度比构成涂层11的第一AlTi层13以及第二AlTi层15厚的基底层(未图示)等其他的层可以位于基体9以及涂层11之间。

图1所示的一个例子中的涂层刀具1为四角板形状，但涂层刀具1的形状不限于这种形状。例如，第一面3不是四边形，而是三角形、六角形或者圆形也没有任何问题。

如图1所示，涂层刀具1可以具有贯通孔17。图1所示的一个例子中的贯通孔17位于从第一面3到位于第一面3的相反侧的面(图1中的下表面)，并在这些面上开口。在将涂层刀具1保持于保持架时，贯通孔17可以用于安装螺钉或者夹紧构件。另外，贯通孔17即使是在位于第二面5中的相互相反侧的区域中开口的组织也没有任何问题。

作为基体9的材质，例如可举出超硬合金、金属陶瓷以及陶瓷等无机材料。作为超硬合金的组成，例如可举出WC(碳化钨)-Co、WC-TiC(碳化钛)-Co以及WC-TiC-TaC(碳化钽)-Co。

在此，WC、TiC以及TaC是硬质颗粒，Co是结合相。此外，金属陶瓷是在陶瓷成分中复合了金属的烧结复合材料。具体地，作为金属陶瓷，可举出以TiC或者TiN(氮化钛)为主要成分的化合物。另外，基体9的材质不限于此。

涂层11例如可以通过使用物理蒸镀(PVD)法而定位在基体9上。例如，在将基体9保持在贯通孔17的内周面的状态下利用上述蒸镀法来形成涂层11的情况下，能够使涂层11定位成被覆除了贯通孔17的内周面之外的基体9的整个表面。

作为物理蒸镀法，例如可举出离子镀法以及溅射法等。作为一个例子，在用离子镀法进行制作的情况下，也可以通过下述方法来制作第一实施方式的涂层11。

作为第一步骤，准备分别独立地含有铝以及钛的金属靶、复合化的合金靶或者烧结体靶。通过电弧放电以及辉光放电等使作为金属源的上述靶蒸发而离子化。使离子化的靶与氮源的氮(N₂)气、碳源的甲烷(CH₄)气或者乙炔(C₂H₂)气反应，并蒸镀在基体9的表面上。可以通过以上的步骤形成第一AlTi层13。

作为第二步骤，准备分别独立地含有铝以及钛的金属靶、复合化的合金靶或者烧结体靶。此时，准备铝的含有比率比在第一步骤中准备的靶高的靶。通过电弧放电以及辉光放电等使作为金属源的上述靶蒸发而离子化。使离子化的靶与氮源的氮气、碳源的甲烷气体或者乙炔气体反应，并使其蒸镀在基体9的表面上。也可以通过以上的步骤形成第二AlTi层15。

可以通过交替地反复上述第一步骤以及第二步骤，从而形成涂层11，该涂层11包括多个第一AlTi层13以及多个第二AlTi层15在远离基体9的方向上交替配置的组织。另外，首先在进行第二步骤之后再进行第一步骤也没有任何问题。

在此，例如，在反复第一步骤时，能够通过使电弧放电以及辉光放电等放电时的电流值变化来使多个第一AlTi层13的厚度变化。具体地，在反复第一步骤时，也可以通过减小上述电流值，来制作相邻的两个第一AlTi层13当中与位于基体9的附近的组织相比，位置远离基体9的组织的厚度更薄的第一区域13a。

例如，在反复第一步骤时，通过从最初进行第一步骤时到最后进行第一步骤时，逐渐减小放电时的电流值，从而能够使得越是位置远离基体9的第一AlTi层13，厚度越薄。

<第二实施方式>

接下来，使用附图对第二实施方式的涂层刀具1进行说明。然而，以下，主要对第二实施方式的涂层刀具1中的与第一实施方式的涂层刀具1的不同点进行说明，对于具有与第一实施方式的涂层刀具1同样的组织这一点，存在省略说明的情况。

第二实施方式的涂层刀具1为四角板形状，具有四边形的第一面3(图8中的上表面)、第二面5(图8中的侧面)以及位于第一面3以及第二面5相交的棱线的至少一部分上的切削刃7。此外，与图1所示的一个例子一样，图8所示的涂层刀具1具备四角板形状的基体9和被覆该基体9的表面的涂层11。涂层11可以被覆基体9的整个表面，此外，也可以仅被覆一部分。

如图10以及图11所示，涂层11具有含有以铝以及钛为主要成分的多个第一AlTi层13、和含有以铝以及钛为主要成分的多个第二AlTi层15。涂层11包括多个第一AlTi层13以及多个第二AlTi层15在远离基体9的方向上交替配置的组织。

第二AlTi层15的厚度不限于特定的值。例如，多个第二AlTi层15的各个厚度可设定为5nm～100nm。第二实施方式中的多个第二AlTi层15的各个厚度不一定，在多个第二AlTi层15当中相邻的两个第二AlTi层15中，可以具有与位于基体9的附近的组织相比，位置远离基体9的组织的厚度更厚的第二区域15a。

在涂层11具有上述第二区域15a的情况下，在该第二区域15a的远离基体9的一侧，第二AlTi层15相对于第一AlTi层13的比率高，此外，在第二区域15a的靠近基体9的一侧，第一AlTi层13相对于第二AlTi层15的比率高。

在第二区域15a中的靠近基体9的一侧，由于接合性优异的第一AlTi层13的比率高，因此涂层11的接合性高。此外，在第二区域15a中的远离基体9的一侧，由于耐磨损性优异的第二AlTi层15的比率高，因此涂层11的耐磨损性高。因此，与第一实施方式的涂层刀具1一样，第二实施方式的涂层刀具1的耐磨损性以及接合性这两者均优异。

多个第二AlTi层15也可以全部包括在第二区域15a中，此外，也可以仅多个第二AlTi层15中的一部分包括在第二区域15a中。在图10所示的一个例子中，多个第二AlTi层15的全部包括在第二区域15a中。在该情况下，涂层11的接合性以及耐磨损性更高。

在第二区域15a中，越是位置远离基体9的第二AlTi层15，厚度越厚。此时，第二区域15a中包括的多个第二AlTi层15的厚度的变化不特别限定，其变化量可以一定，此外，也可以不一定。

在图10以及图11所示的一个例子的第二区域15a中，多个第二AlTi层15的厚度的变化量一定。即，在第二区域15a中具有三个以上的第二AlTi层15时，相邻的两个第二AlTi层15中的厚度的差相同。

如上所述，在多个第二AlTi层15的厚度变化的情况下，避免了第二AlTi层15的厚度急剧地变化，应力难以集中在涂层11中的一部分上。因此，涂层11的耐老化性高。另外，如图12所示，第二区域15a中的第二AlTi层15的厚度的变化量一定的意思是第二区域15a中包括的第二AlTi层15的厚度大致位于直线上。

在此，第二区域15a中包括的第二AlTi层15的厚度不需要严格地位于直线上。在用直线连结第二区域15a中包括的第二AlTi层15当中位于基体9的最附近的第二AlTi层15的厚度、和第二区域15a中包括的第二AlTi层15当中位于最远离最基体9的第二AlTi层15的厚度的情况下，各第二AlTi层15的厚度相对于上述直线所示的严格的值为90～110％的范围的数值即可。

在图13所示的变形例中，仅多个第二AlTi层15中的一部分包括在第二区域15a中。具体地，在构成涂层11的多个第二AlTi层15当中、位于基体9的附近的一部分的第二AlTi层15b的厚度一定。这样，在比第二区域15a更位于基体9的附近的第二AlTi层15b的厚度为一定的情况下，应力难以集中在该厚度一定的第二AlTi层15b的一部分上。因此，涂层11的耐老化性高。

此外，在图13所示的变形例中，构成涂层11的多个第二AlTi层15当中、位置远离基体9的一部分的第二AlTi层15c的厚度一定。这样，在比第二区域15a更位置远离基体9的第二AlTi层15c的厚度为一定的情况下，应力难以集中在该厚度一定的第二AlTi层15c的一部分上。因此，涂层11的耐老化性高。

另外，第二AlTi层15的厚度一定是指不要求严格地厚度相同。在成为对象的多个第二AlTi层15中，厚度最薄的第二AlTi层15的厚度相对于厚度最厚的第二AlTi层15的厚度为95％以上的情况下，视为厚度一定。

例如，如图13所示的变形例那样，在多个第二AlTi层15是相邻的两个第二AlTi层15中的相互的厚度相同或者位置远离基体9的组织的厚度厚的组织的情况下，涂层11的耐磨损性以及接合性这两者特别优异。

这是因为，遍及整个涂层11，在远离基体9的一侧，耐磨损性优异的第二AlTi层15的比率高，此外，在靠近基体9的一侧，接合性优异的第一AlTi层13的比率高。

在图14所示的变形例中，构成涂层11的多个第二AlTi层15在层叠方向上被划分为多个部位。各划分中包括的第二AlTi层15的厚度一定，此外，越是位置远离基体9的划分，所包括的第二AlTi层15的厚度越厚。在图14所示的变形例中，由位于相邻的划分的边界的一对第二AlTi层15构成第二区域15a。

在构成涂层11的多个第二AlTi层15是上述组织的情况下，第二AlTi层15的厚度逐步发生变化，因此在形成第二AlTi层15时，容易进行第二AlTi层15的厚度的调整。因此，不依赖于复杂的工序就能够形成接合性以及耐磨损性优异的涂层11。

第一AlTi层13的厚度不限于特定的值，例如可分别设为5nm～100nm。多个第一AlTi层13的各个厚度可以一定，此外，一部分的第一AlTi层13的厚度也可以相互不同。

与第一实施方式一样，涂层11也可以通过使用物理蒸镀法来定位于基体9上。作为一个例子，在用离子镀法进行制作的情况下，也可以通过下述方法制作第二实施方式的涂层11。

作为第一步骤，与第一实施方式一样，准备分别独立地含有铝以及钛的金属靶、复合化的合金靶或者烧结体靶。使离子化的靶与氮源的氮气、碳源的甲烷气体或者乙炔气体反应，并且蒸镀在基体9的表面上。可以通过以上的步骤形成第一AlTi层13。

作为第二步骤，与第一实施方式一样，准备分别独立地含有铝以及钛的金属靶、复合化的合金靶或者烧结体靶。此时，准备铝的含有比率比在第一步骤中准备的靶高的靶。使离子化的靶与氮源的氮气、碳源的甲烷气体或者乙炔气体反应，并且蒸镀在基体9的表面上。可以通过以上的步骤形成第二AlTi层15。

可以通过交替地反复上述第一步骤以及第二步骤，从而形成涂层11，该涂层11包括多个第一AlTi层13以及多个第二AlTi层15在远离基体9的方向上交替配置的组织。另外，首先在进行第二步骤之后再进行第一步骤也没有任何问题。

在此，例如，在反复第二步骤时，能够通过使电弧放电以及辉光放电等放电时的电流值变化来使多个第二AlTi层15的厚度变化。具体地，在反复第二步骤时，也可以通过增大上述电流值，来制作相邻的两个第二AlTi层15当中与位于基体9的附近的组织相比，位置远离基体9的组织的厚度更厚的第二区域15a。

<第三实施方式>

接下来，使用附图对第三实施方式的涂层刀具1进行说明。然而，以下，主要对第三实施方式的涂层刀具1中的与第一实施方式以及第二实施方式的涂层刀具1的不同点进行说明，对于具有与第一实施方式以及第二实施方式的涂层刀具1同样的组织这一点，存在省略说明的情况。

第三实施方式的涂层刀具1为四角板形状，具有四边形的第一面3(图15中的上表面)、第二面5(图15中的侧面)以及位于第一面3以及第二面5相交的棱线的至少一部分上的切削刃7。

与图1所示的一个例子一样，图15所示的涂层刀具1具备四角板形状的基体9和被覆该基体9的表面的涂层11。涂层11可以被覆基体9的整个表面，此外，也可以仅被覆一部分。

如图17以及图18所示，涂层11具有含有以铝以及钛为主要成分的多个第一AlTi层13、和含有以铝以及钛为主要成分的多个第二AlTi层15。涂层11包括多个第一AlTi层13以及多个第二AlTi层15在远离基体9的方向上交替配置的组织。

在第三实施方式中，多个第一AlTi层13具有在相邻的两个第一AlTi层13当中与位于基体9的附近的组织相比，位置远离基体9的组织的厚度更薄的第一区域13a。此外，多个第二AlTi层15具有在相邻的两个第二AlTi层15当中与位于基体9的附近的组织相比，位置远离基体9的组织的厚度更厚的第二区域15a。

这样，第三实施方式的涂层刀具1成为兼具第一实施方式中的多个第一AlTi层13的特征性的组织以及第二实施方式中的多个第二AlTi层15的特征性的组织的组织。

在涂层11具有上述第一区域13a的情况下，在该第一区域13a的远离基体9的一侧，第二AlTi层15相对于第一AlTi层13的比率高，此外，在第一区域13a的靠近基体9的一侧，第一AlTi层13相对于第二AlTi层15的比率高。

进而，在涂层11具有上述第二区域15a的情况下，在该第二区域15a的远离基体9的一侧，第二AlTi层15相对于第一AlTi层13的比率更高，此外，在第二区域15a的靠近基体9的一侧，第一AlTi层13相对于第二AlTi层15的比率更高。

这样，在涂层11具有第一区域13a以及第二区域15a这两者的情况下，涂层11的耐磨损性以及接合性这两者非常优异。

可以多个第一AlTi层13的全部包括在第一区域13a中，此外，也可以仅多个第一AlTi层13中的一部分包括在第一区域13a中。可以多个第二AlTi层15的全部包括在第二区域15a中，此外，也可以仅多个第二AlTi层15中的一部分包括在第二区域15a中。

在图17所示的一个例子中，多个第一AlTi层13的全部包括在第一区域13a中，并且多个第二AlTi层15的全部包括在第二区域15a中。在该情况下，涂层11的接合性以及耐磨损性更高。

在图17以及图18所示的一个例子的第一区域13a中，多个第一AlTi层13的厚度的变化量一定。即，在第一区域13a中具有三个以上的第一AlTi层13时，相邻的两个第一AlTi层13中的厚度的差相同。此外，在图17以及图18所示的一个例子的第二区域15a中，多个第二AlTi层15的厚度的变化量一定。即，在第二区域15a中具有三个以上的第二AlTi层15时，相邻的两个第二AlTi层15中的厚度的差相同。

第一区域13a中的相邻的两个第一AlTi层13中的厚度的差可以与第二区域15a中的相邻的两个第二AlTi层15中的厚度的差不同，但也可以相同。在它们的厚度的差相同的情况下，涂层11的耐磨损性以及接合性这两者均优异，并且涂层11的耐老化性更高。

这是因为，避免了在层叠方向上相邻的第一AlTi层13的厚度的差以及在层叠方向上相邻的第二AlTi层15的厚度的差过度地变大，并且在第一区域13a中的远离基体9的一侧，耐磨损性优异的第二AlTi层15的比率高，此外，在第一区域13a中的基体9的一侧，接合性优异的第一AlTi层13的比率高。

在图20所示的变形例中，仅多个第一AlTi层13中的一部分包括在第一区域13a中，此外，仅多个第二AlTi层15中的一部分包括在第二区域15a中。具体地，构成涂层11的多个第一AlTi层13以及多个第二AlTi层15当中、位于基体9的附近的一部分的第一AlTi层13以及第二AlTi层15的厚度一定。

此外，在图20所示的变形例中，构成涂层11的多个第一AlTi层13以及多个第二AlTi层15当中、位置远离基体9的一部分的第一AlTi层13以及第二AlTi层15的厚度一定。

在图21所示的变形例中，构成涂层11的多个第一AlTi层13以及多个第二AlTi层15在层叠方向上被划分为多个部位。各划分中包括的多个第一AlTi层13以及第二AlTi层15的厚度一定，此外，越是位置远离基体9的划分，该划分中包括的第一AlTi层13的厚度越薄，并且，第二AlTi层15的厚度越厚。在图21所示的变形例中，由位于相邻的划分的边界的一对第一AlTi层13构成第一区域13a，此外，由位于相邻的划分的边界的一对第二AlTi层15构成第二区域15a。

接下来，使用附图对实施方式的切削工具101进行说明。

如图22所示，实施方式的切削工具101为从第一端(图22中的上端)朝向第二端(图22中的下端)延伸的棒状体，如图23所示，具备在第一端侧具有凹槽103的保持架105、和位于凹槽103的以上述实施方式为代表的涂层刀具1。

凹槽103是装配有涂层刀具1的部分，具有相对于保持架105的下表面平行的落座面和相对于落座面倾斜的限制侧面。此外，凹槽103在保持架105的第一端侧开口。

涂层刀具1位于凹槽103。此时，涂层刀具1的下表面可以与凹槽103直接相接，此外，也可以在涂层刀具1和凹槽103之间夹持片材(未图示)。

将涂层刀具1装配为以作为第一面以及第二面相交的棱线上的切削刃使用的部分的至少一部分从保持架105向外方突出。在本实施方式中，涂层刀具1通过固定螺钉107装配到保持架105上。即，通过将固定螺钉107插入涂层刀具1的贯通孔，将该固定螺钉107的前端插入形成于凹槽103的螺孔(未图示)并使螺钉部彼此螺合，由此涂层刀具1被装配到保持架105上。

作为保持架105，能够使用钢、铸铁等。特别优选使用这些构件中靱性高的钢。

在实施方式中，对所谓的车削加工所使用的切削工具进行了例示。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。另外，作为切削工具，不限于车削加工所使用的工具。例如，也可以将上述实施方式的涂层刀具1用于铣削加工所使用的切削工具。

<切削加工物的制造方法>

接下来，使用附图对实施方式的切削加工物的制造方法进行说明。

切削加工物通过对被切削材料201进行切削加工而制作。实施方式中的切削加工物的制造方法具备以下工序。即，具备：

(1)使被切削材料201旋转的工序；

(2)使以上述实施方式为代表的切削工具101与旋转的被切削材料201接触的工序；以及

(3)使切削工具101远离被切削材料201的工序。

更具体地，首先，如图24所示，使被切削材料201绕轴O2旋转，并且使切削工具101相对地靠近被切削材料201。接下来，如图25所示，使切削工具101中的切削刃与被切削材料201接触，对被切削材料201进行切削。而且，如图26所示，使切削工具101相对地远离被切削材料201。

在实施方式中，在固定轴O2并且使被切削材料201绕轴O2旋转的状态下，通过使切削工具101在Y1方向上移动，从而靠近被切削材料201。此外，在图25中，通过使刀片1中的切削刃与旋转的被切削材料201接触，从而对被切削材料201进行切削。此外，在图26中，在使被切削材料201旋转的状态下，通过使切削工具101在Y2方向上移动而远离。

另外，在实施方式的制造方法中的切削加工中，在各个工序中，通过移动切削工具101，从而使切削工具101与被切削材料201接触，或者使切削工具101远离被切削材料201，当然不限于这种方式。

例如在(1)的工序中，也可以使被切削材料201靠近切削工具101。同样地，在(3)的工序中，也可以使被切削材料201远离切削工具101。在继续切削加工的情况下，只要维持使被切削材料201旋转的状态，重复使刀片1中的切削刃与被切削材料201的不同的位置接触的工序即可。

另外，作为被切削材料201的材质的代表例，可举出碳钢、合金钢、不锈钢、铸铁或者非铁金属等。

符号说明

1···涂层刀具

3···第一面

3a··前刀面区域

5···第二面

5a··后刀面区域

7···切削刃

9···基体

11···涂层

13···第一AlTi层

13a··第一区域

15···第二AlTi层

15a··第二区域

17···贯通孔

101···切削工具

103···凹槽

105···保持架

107···固定螺钉

201···被切削材料。

Claims (10)

1.一种涂层刀具，其特征在于，

具备基体和位于该基体上的涂层，

该涂层具有铝以及钛的原子比的含有比率以Al_1-x1Ti_x1表示的多个第一AlTi层、和铝以及钛的原子比的含有比率以Al_1-x2Ti_x2表示的多个第二AlTi层，并包括所述第一AlTi层以及所述第二AlTi层在远离所述基体的方向上交替配置的组织，

所述x1大于所述x2，

多个所述第一AlTi层在相邻的两个所述第一AlTi层中具有与位于所述基体的附近的组织相比，位置远离所述基体的组织的厚度更薄的第一区域，

在所述第一区域中具有三个以上的所述第一AlTi层时，相邻的两个所述第一AlTi层中的厚度的差相同。

2.根据权利要求1所述的涂层刀具，其中，

多个所述第一AlTi层是相邻的两个所述第一AlTi层中的相互的厚度相同或者位置远离所述基体的组织的厚度更薄的组织。

3.根据权利要求1或2所述的涂层刀具，其中，

所述x1大于0.5，并且所述x2小于0.5。

4.一种涂层刀具，其特征在于，

具备基体和位于该基体上的涂层，

该涂层具有铝以及钛的原子比的含有比率以Al_1-x1Ti_x1表示的多个第一AlTi层、和铝以及钛的原子比的含有比率以Al_1-x2Ti_x2表示的多个第二AlTi层，并包括所述第一AlTi层以及所述第二AlTi层在远离所述基体的方向上交替配置的组织，

所述x1大于所述x2，

多个所述第二AlTi层在相邻的两个所述第二AlTi层中具有与位于所述基体的附近的组织相比，位置远离所述基体的组织的厚度更厚的第二区域，

在所述第二区域中具有三个以上的所述第二AlTi层时，相邻的两个所述第二AlTi层中的厚度的差相同。

5.根据权利要求4所述的涂层刀具，其中，

多个所述第二AlTi层是相邻的两个所述第二AlTi层中的相互的厚度相同或者位置远离所述基体的组织的厚度更厚的组织。

6.根据权利要求4或5所述的涂层刀具，其中，

多个所述第一AlTi层在相邻的两个所述第一AlTi层中，具有与位于所述基体的附近的组织相比位置远离所述基体的组织的厚度更薄的第一区域。

7.根据权利要求6所述的涂层刀具，其中，

在所述第一区域中具有三个以上的所述第一AlTi层时，相邻的两个所述第一AlTi层中的厚度的差相同，

在所述第二区域中具有三个以上的所述第二AlTi层时，相邻的两个所述第二AlTi层中的厚度的差相同。

8.根据权利要求4或5所述的涂层刀具，其中，

所述x1大于0.5，并且所述x2小于0.5。

9.一种切削工具，其特征在于，具备：

保持架，在前端侧具有凹槽；以及

权利要求1至8中的任一项所述的涂层刀具，位于所述凹槽。

10.一种切削加工物的制造方法，其特征在于，具备：

使被切削材料旋转的工序；

使权利要求9所述的切削工具与所述被切削材料接触的工序；以及

使所述切削工具远离所述被切削材料的工序。

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