超硬材料網

　　申請號：201310048112

　　申請人：佑能工具株式會社

　　摘要：本發明提供切削工具用金剛石被膜，其韌性高、緊密接合性好且硬度高，能夠大幅提高對超硬合金等極高硬度被切削材料進行切削的工具的工具壽命。切削工具用金剛石被膜是形成在基材上的切削工具用金剛石被膜，包括至少一層以上的多層被膜層[A]，該多層被膜層[A]通過將膜厚1μm以上且15μm以下的被膜層[α]與膜厚1μm以上且20μm以下的被膜層[β]以所述被膜層[α]配置在基材側且所述被膜層[β]配置在表層側的方式層疊而構成，該金剛石被膜整體的膜厚設定為4μm以上且30μm以下，所述被膜層[α]以及被膜層[β]具有預定的被膜組織。

　　獨立權利要求：1.一種切削工具用金剛石被膜，所述切削工具用金剛石被膜形成在基材上，所述切削工具用金剛石被膜的特征在于，所述切削工具用金剛石被膜包括一層以上的多層被膜層[A]，所述多層被膜層[A]通過將膜厚1μm以上且15μm以下的被膜層[α]與膜厚1μm以上且20μm以下的被膜層[β]以如下方式層疊而構成：所述被膜層[α]配置于基材側、所述被膜層[β]配置于表層側，所述切削工具用金剛石被膜整體的膜厚設定為4μm以上且30μm以下，而且，在以剖面瞬變電磁法觀察所述多層被膜層[A]的剖面時，所述被膜層[α]的結晶與所述被膜層[β]的結晶連續，并且，對于沿著與所述基材表面平行的假想線測定的結晶粒徑的平均值，所述被膜層[α]的所述結晶粒徑的平均值比所述被膜層[β]的所述結晶粒徑的平均值小，所述被膜層[β]的所述結晶粒徑的平均值為0.2μm以上且6μm以下，并且，在以掃描電子顯微鏡法觀察所述多層被膜層[A]的斷裂面時，所述被膜層[β]的斷裂面比所述被膜層[α]的斷裂面更光滑，并且，在所述被膜層[β]的斷裂面包含在膜厚方向延伸的柱狀圖案。

　　2.一種切削工具用金剛石被膜，所述切削工具用金剛石被膜形成在基材上，所述切削工具用金剛石被膜的特征在于，所述切削工具用金剛石被膜包括一層以上的多層被膜層[A]，所述多層被膜層[A]通過將膜厚1μm以上且15μm以下的被膜層[α]與膜厚1μm以上且20μm以下的被膜層[β]以如下方式層疊而構成：所述被膜層[α]配置于基材側、所述被膜層[β]配置于表層側，所述切削工具用金剛石被膜整體的膜厚設定為4μm以上且30μm以下，在對所述多層被膜層[A]的剖面的結晶部照射電子束來進行電子能量損失譜分析時，對于如以下那樣定義的X，所述被膜層[β]的所述X比所述被膜層[α]的所述X小，并且，所述被膜層[β]的所述X為0.005～0.05，其中，當將通過所述電子能量損失譜分析測定的電子能量損失分光光譜假定為下述（1）～（4）這四個高斯函數之和、對所述電子能量損失分光光譜進行峰值分離時，在將J的峰值強度設為Ij、將K的峰值強度設為Ik時，將Ij／（Ij＋Ik）定義為X，其中所述（1）～（4）這四個高斯函數為：

　?。?）在280～290eV具有峰值的J
　?。?）在285～295eV具有峰值的K
　　（3）在290～300eV具有峰值的L
　　（4）在300～310eV具有峰值的M。

　　3.一種切削工具用金剛石被膜，所述切削工具用金剛石被膜形成在基材上，所述切削工具用金剛石被膜的特征在于，所述切削工具用金剛石被膜包括一層以上的多層被膜層[A]，所述多層被膜層[A]通過將膜厚1μm以上且15μm以下的被膜層[α]與膜厚1μm以上且20μm以下的被膜層[β]以如下方式層疊而構成：所述被膜層[α]配置于基材側、所述被膜層[β]配置于表層側，所述切削工具用金剛石被膜整體的膜厚設定為4μm以上且30μm以下，而且，在以剖面瞬變電磁法觀察所述多層被膜層[A]的剖面時，所述被膜層[α]的結晶與所述被膜層[β]的結晶連續，并且，對于沿著與所述基材表面平行的假想線測定的結晶粒徑的平均值，所述被膜層[α]的所述結晶粒徑的平均值比所述被膜層[β]的所述結晶粒徑的平均值小，所述被膜層[β]的所述結晶粒徑的平均值為0.2μm以上且6μm以下，并且，在以掃描電子顯微鏡法觀察所述多層被膜層[A]的斷裂面時，所述被膜層[β]的斷裂面比所述被膜層[α]的斷裂面光滑，并且，在所述被膜層[β]的斷裂面包含在膜厚方向延伸的柱狀圖案，并且，在對所述多層被膜層[A]的剖面的結晶部照射電子束來進行電子能量損失譜分析時，對于如以下那樣定義的X，所述被膜層[β]的所述X比所述被膜層[α]的所述X小，并且，所述被膜層[β]的所述X為0.005～0.05，其中，當將通過所述電子能量損失譜分析測定的電子能量損失分光光譜假定為下述（1）～（4）這四個高斯函數之和、對所述電子能量損失分光光譜進行峰值分離時，在將J的峰值強度設為Ij將K的峰值強度設為Ik時，將Ij／（Ij＋Ik）定義為X，其中所述（1）～（4）這四個高斯函數為：

　?。?）在280～290eV具有峰值的J
　?。?）在285～295eV具有峰值的K
　?。?）在290～300eV具有峰值的L
　　（4）在300～310eV具有峰值的M。

　　4.如權利要求1所述的切削工具用金剛石被膜，其特征在于，在最表層以0.5μm以上且10μm以下的膜厚形成被膜層[B]，在以剖面瞬變電磁法觀察所述被膜層[B]的剖面時，對于沿著與基材表面平行的假想線測定的結晶粒徑的平均值，所述被膜層[B]的所述結晶粒徑的平均值比所述被膜層[β]的所述結晶粒徑的平均值小，而且，當以掃描電子顯微鏡法觀察所述被膜層[B]的斷裂面時，所述被膜層[B]的斷裂面的凹凸比被膜層[β]的斷裂面的凹凸多。

　　5.如權利要求2所述的切削工具用金剛石被膜，其特征在于，在最表層以0.5μm以上且10μm以下的膜厚形成被膜層[B]，在以剖面瞬變電磁法觀察所述被膜層[B]的剖面時，對于沿著與基材表面平行的假想線測定的結晶粒徑的平均值，所述被膜層[B]的所述結晶粒徑的平均值比所述被膜層[β]的所述結晶粒徑的平均值小，而且，當以掃描電子顯微鏡法觀察所述被膜層[B]的斷裂面時，所述被膜層[B]的斷裂面的凹凸比被膜層[β]的斷裂面的凹凸多。

　　6.如權利要求3所述的切削工具用金剛石被膜，其特征在于，在最表層以0.5μm以上且10μm以下的膜厚形成被膜層[B]，在以剖面瞬變電磁法觀察所述被膜層[B]的剖面時，對于沿著與基材表面平行的假想線測定的結晶粒徑的平均值，所述被膜層[B]的所述結晶粒徑的平均值比所述被膜層[β]的所述結晶粒徑的平均值小，而且，當以掃描電子顯微鏡法觀察所述被膜層[B]的斷裂面時，所述被
膜層[B]的斷裂面的凹凸比被膜層[β]的斷裂面的凹凸多。

　　7.如權利要求2所述的切削工具用金剛石被膜，其特征在于，在最表層以0.5μm以上且10μm以下的膜厚形成被膜層[B]，在對所述被膜層[B]的剖面的結晶部照射電子束來進行電子能量損失譜分析時，所述被膜層[B]的所述X比被膜層[β]的所述X大。

　　8.如權利要求3所述的切削工具用金剛石被膜，其特征在于，在最表層以0.5μm以上且10μm以下的膜厚形成被膜層[B]，在對所述被膜層[B]的剖面的結晶部照射電子束來進行電子能量損失譜分析時，所述被膜層[B]的所述X比被膜層[β]的所述X大。

　　9.如權利要求1～8中任一項所述的切削工具用金剛石被膜，其特征在于，在基材上直接配置有所述多層被膜層[A]。

　　10.如權利要求1～8中任一項所述的切削工具用金剛石被膜，其特征在于，基材是由以碳化鎢為主成分的硬質顆粒和以鈷為主成分的結合材料構成的超硬合金。

　　11.如權利要求9所述的切削工具用金剛石被膜，其特征在于，基材是由以碳化鎢為主成分的硬質顆粒和以鈷為主成分的結合材料構成的超硬合金。