表面被覆氮化硼烧结体工具 |
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| 申请号 | CN201480059671.3 | 申请日 | 2014-09-19 | 公开(公告)号 | CN105705280A | 公开(公告)日 | 2016-06-22 |
| 申请人 | 住友电工硬质合金株式会社; | 发明人 | 月原望; 濑户山诚; 冈村克己; | ||||
| 摘要 | 一种表面被覆氮化 硼 烧结 体工具，包括 立方氮化硼 烧结体和在该立方氮化硼烧结体上形成的覆膜(100)。该覆膜(100)包括A层(10)和C层(30)。A层(10)由Ti1-xaMaxaC1-yaNya(其中Ma由选自Cr、Nb和W中的一种或多种元素构成；xa满足0≤xa≤0.7；且ya满足0≤ya≤1)构成。C层(30)由Al1-(xc+yc)CrxcMcycN(其中Mc由选自Ti、V和Si中的一种或多种元素构成；xc满足0.2≤xc≤0.8；yc满足0≤yc≤0.6；且xc+yc满足0.2≤(xc+yc)≤0.8)构成。A层(10)形成为覆膜(100)的最外表面(S1)，或者形成在覆层(100)的最外表面(S1)和C层(30)之间。覆层(100)的最外表面(S1)和C层(30)的上表面(S2)之间的距离(d)为0.1μm至1.0μm(包括端值)。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种表面被覆氮化硼烧结体工具，包括：立方氮化硼烧结体；和在其上形成的覆膜，所述覆膜包括A层和C层， |
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| 说明书全文 | 表面被覆氮化硼烧结体工具技术领域[0001] 本发明涉及一种表面被覆氮化硼烧结体工具。 背景技术[0002] 存在这样的切削工具：其由立方氮化硼烧结体(以下也将其称为“cBN(立方氮化硼)烧结体”)作为基材而形成，在该立方氮化硼烧结体的表面上形成有覆膜。这样的切削工具(例如)用于加工难切削材料如淬火钢。例如，WO2010/150335(专利文献1)和WO2012/005275(专利文献2)分别披露了由cBN烧结体形成的工具，其中该烧结体的表面被覆有由多层陶瓷形成的覆膜。 [0003] 引用列表 [0004] 专利文献 [0005] 专利文献1：WO2010/150335 [0006] 专利文献2：WO2012/005275 发明内容[0007] 技术问题 [0008] 近年来，已经要求切削工具具有高加工精度。例如，对于淬火钢的切削加工而言，可能需要与磨削加工相当的加工精度。具体而言，要求精加工表面粗糙度为3.2Z(由十点平均粗糙度(Rzjis)定义)的精密部件也是通过切削进行加工的。用于这种应用的切削工具在不能维持规定的精加工表面粗糙度时的时间点被确定为达到其使用寿命。 [0009] 通常，例如，如专利文献1和专利文献2所公开的那样，通过在基材的表面上形成覆膜，由此切削工具的耐磨损性等得到了改进。然而，这些技术没有改进加工材料的精加工表面粗糙度。此外，对于利用cBN烧结体制成的切削工具而言，直到目前为止尚未开发出能够改善加工材料的精加工表面粗糙度的覆膜。 [0010] 鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种具有优异加工精度的表面被覆氮化硼烧结体工具。 [0011] 问题的解决方案 [0012] 表面被覆氮化硼烧结体工具包括立方氮化硼烧结体和在其上形成的覆膜。该覆膜包括A层和C层。A层由Ti1-xaMaxaC1-yaNya(其中Ma是Cr、Nb和W中的一种或多种；xa为0≤xa≤0.7；且ya为0≤ya≤1)构成。C层由Al1-(xc+yc)CrxcMcycN(其中Mc为Ti、V和Si中的一种或多种； xc为0.2≤xc≤0.8；yc为0≤yc≤0.6；且xc+yc为0.2≤xc+yc≤0.8)构成。A层形成在覆膜的最外表面或者形成在覆膜的最外表面和C层之间。覆膜的最外表面和C层的上表面之间的距离为0.1μm以上1.0μm以下。 [0013] 本发明的有益效果 [0015] 图1是示出了根据本发明一个实施方案的表面被覆氮化硼烧结体工具的结构的一个实例的示意性截面图。 [0016] 图2是示出了根据本发明一个实施方案的表面被覆氮化硼烧结体工具的结构的另一实例的示意性截面图。 具体实施方式[0017] [本申请发明的实施方案的说明] [0018] 首先，下面将通过以下列出的(1)至(11)项对本发明的一个实施方案(下文中也称为“本实施方案”)的概要进行说明。 [0019] 当本发明人对高精度加工期间被视为达到其使用寿命终点的工具的损坏状态进行详细分析时，以下结果显而易见。具体而言，在这样的工具的切削刃中，除常规已知的月牙洼磨损和后刀面磨损外，还会在对应于磨损部分的一端的前边界部中发生边界磨损。该边界磨损以局部呈长且尖的形状发展，这与月牙洼磨损或后刀面磨损那样在较宽区域内以坑洼形状发展的磨损的形状和方式不同。此外，发现这种边界磨损的形状会转移到加工材料上，因此使精加工表面粗糙度恶化。 [0020] 根据上述发现，本发明人对于提高加工材料的精加工表面粗糙度的方法进行了认真研究。作为这些研究的结果，本发明人已发现具有特定组成的陶瓷层能抑制边界磨损发展，并进一步进行了反复研究，从而完成了本实施方案。具体而言，本实施方案的表面被覆氮化硼烧结体工具具有如下所述的构成。 [0021] (1)本实施方案的表面被覆氮化硼烧结体工具包括立方氮化硼烧结体和在其上形成的覆膜。该覆膜包括A层和C层。A层由Ti1-xaMaxaC1-yaNya(其中Ma是Cr(铬)、Nb(铌)和W(钨)中的一种或多种；xa为0≤xa≤0.7；且ya为0≤ya≤1)构成。C层由Al1-(xc+yc)CrxcMcycN(其中Mc为Ti(钛)、V(钒)和Si(硅)中的一种或多种；xc为0.2≤xc≤0.8；yc为0≤yc≤0.6；且xc+yc为0.2≤xc+yc≤0.8)构成。A层形成在覆膜的最外表面或者形成在覆膜的最外表面和C层之间。覆膜的最外表面和C层的上表面之间的距离为0.1μm以上1.0μm以下。 [0022] 根据本发明人进行的研究，上述由Al1-(xc+yc)CrxcMcycN构成的C层起到抑制边界磨损的发展的作用。同样，在本实施方案中，覆膜的最外表面到C层上表面的距离为0.1μm以上1.0μm以下。由此切削的初期阶段的边界磨损的最大长度可以被限制在特定的值以下。如上所述，边界磨损的形状对加工材料的精加工表面粗糙度具有直接影响。因此，将边界磨损的最大长度限制在特定值以下意味着能够将加工材料的精加工表面粗糙度的大小限制在特定值以下。 [0023] 此外，本实施方案的覆膜包括位于C层上的A层，其中A层由上述Ti1-xaMaxaC1-yaNya构成。A层在抑制边界磨损方面的效果相对较小，但其可以在减缓月牙洼磨损和后刀面磨损的发展的同时发生平滑磨损。A层设置在C层上，从而抑制由月牙洼磨损和后刀面磨损的发展引发的起伏的发生，从而可使精加工表面粗糙度得以改善。此外，A层和C层协同作用，从而也能够提高从最外表面到C层这一区域内的耐磨损性。 [0024] 以上述方式，本实施方案的表面被覆氮化硼烧结体工具可具有优异的加工精度和耐磨损性。 [0025] (2)覆膜的最外表面和C层的上表面之间的距离优选为0.3μm以上0.7μm以下。由此，进一步提高精加工表面粗糙度。 [0026] (3)C层的厚度优选为0.1μm以上1.0μm以下。通过使C层具有这样的厚度，抑制边界磨损发展的功能趋向于提高。 [0027] (4)覆膜优选包括多层A层和多层C层，并包括两个以上的层叠单元，其中各层叠单元均具有设置在C层上的A层。 [0028] 如上所述，根据本实施方案的表面被覆氮化硼烧结体工具，A层和C层按特定顺序层叠，从而能够抑制月牙洼磨损和后刀面磨损的发展以及边界磨损的发展，由此提高加工精度。因此，由于覆膜重复包括如上所述的层叠单元，因而优良的加工精度可以维持相对较长的时间。换言之，可以延长基于精加工表面粗糙度而定义的工具使用寿命(在下文中将称为“表面粗糙度寿命”)。 [0030] 形成上述B层的化合物由包含在A层和C层中的元素构成。因此，B层对于A层和C层均具有相对较高的亲和性，因此，可以紧密且牢固地密合至各层。因此，在A层和C层之间形成B层，从而提高了A层与C层之间的密合性，从而可以抑制这些层之间的剥离。 [0031] (6)B层优选包括通过交替层叠一层或多层B1层和一层或多层B2层而形成的多层结构，其中各B1层由TiN形成，各B2层由AlCrN形成。由此，可以改善A层和C层之间的密合性。 [0032] (7)B1层及B2层各自的厚度优选为0.5nm以上且小于30nm。B层是由薄的B1层和薄的B2层形成的超多层结构，从而使A层和C层之间的密合性可以得到改善。 [0033] (8)B层优选包含由AlTiCrN形成的化合物。AlTiCrN是组成几乎介于构成A层和C层的化合物的组成之间的化合物。因此，这种AlTiCrN特别适合作为构成用以增加A层和C层之间的密合性的B层的化合物。 [0034] (9)A层优选包括这样的区域，在该区域中，ya在A层的厚度方向上以坡度式或阶梯式的方式变化。由此，覆膜可具有耐断裂性等。 [0035] (10)C层优选与立方氮化硼烧结体接触。由Al1-(xc+yc)CrxcMcycN构成的C层对于构成基材的cBN烧结体来说具有相对更高的亲和性。因此，设置C层使其与cBN烧结体相接触，从而可提高基材和覆膜之间的密合性。 [0036] (11)覆膜的厚度优选为0.5μm以上10μm以下。由此工具的使用寿命得以提高。 [0037] [本申请发明的实施方案的详述] [0038] 虽然以下将对根据本实施方案的表面被覆氮化硼烧结体工具进行详细描述，但本实施方案不限于此。 [0039] [第一实施方案] [0040] <表面被覆氮化硼烧结体工具> [0041] 图1是示出了根据第一实施方案的表面被覆氮化硼烧结体工具(在下文中称为“表面被覆cBN工具”)的结构实例的示意性截面图。如图1所示，被覆cBN工具101包括由cBN烧结体形成的基材1、和在其上形成的覆膜100。覆膜100包括A层10和C层30。覆膜100具有最外表面S1，C层30具有上表面S2。 [0042] A层10由Ti1-xaMaxaC1-yaNya(其中Ma是Cr、Nb和W中的一种或多种；xa为0≤xa≤0.7；且ya为0≤ya≤1)构成，并具有减慢月牙洼磨损和后刀面磨损的发展(即，耐月牙洼磨损性和耐后刀面磨损性)并同时发生平滑磨损的功能。 [0043] 此外，C层30由Al1-(xc+yc)CrxcMcycN(其中Mc为Ti、V和Si中的一种或多种；xc为0.2≤xc≤0.8；yc为0≤yc≤0.6；且xc+yc为0.2≤xc+yc≤0.8)构成，并具有抑制边界磨损的发展的功能(即，耐边界磨损性)。 [0044] A层10形成在覆膜100的最外表面S1上。在本实施方案中，A层10的形成位置仅需要比C层30的上表面S2更接近最外表面S1即可，而并不必须使A层10形成于最外表面S1上。例如，可以在A层10上形成另一层(由TiN等形成的着色层等)。换言之，本实施方案中的A层10形成在覆膜的最外表面S1上，或者形成在最外表面S1和C层30的上表面S2之间。 [0045] 覆膜100的最外表面S1和C层30的上表面S2之间的距离为0.1μm以上1.0μm以下。由此切削的初期阶段的边界磨损的最大长度可以被限制在恒定值以下。此外，在C层30上形成有A层10，从而抑制了由月牙洼磨损和后刀面磨损的发展所导致的起伏的发生，因此，可以很好地维持加工材料的精加工表面粗糙度。此外，距离d更优选为0.3μm以上0.7μm以下。 [0046] 在这种情况下，假定按照如下方式测量最外表面S1和C层30的上表面S2之间的距离d。具体而言，用扫描电子显微镜(SEM)或透射型电子显微镜(TEM)观察通过切削被覆cBN工具获得的横截面，从而测量距离d。可以(例如)使用聚焦离子束系统(FIB)、截面抛光机(CP)等来制备横截面观察用样品。另外，该测定方法也同样适用于覆膜本身的厚度或形成覆膜的各层的厚度的测量。 [0048] 以下将对构成被覆cBN工具101的各部分进行描述。 [0049] <覆膜> [0050] 覆膜100包括A层10和C层30。覆膜100可包括其它层，只要其包括A层10和C层30即可。例如，如图1所示，可以在A层10和C层30之间包括下述B层20(密合层)等，或可以在C层30和基材1之间包括下述D层40。 [0051] 覆膜100优选的厚度为0.5μm以上10μm以下。当覆膜的厚度为0.5μm以上时，可以防止因覆膜较薄而导致的工具使用寿命缩短。此外，当覆膜的厚度为10μm以下时，在切削的初期阶段的耐崩裂性可以得到改善。覆膜的厚度更优选为1.0μm以上5.0μm以下。 [0052] [0053] A层10由Ti1-xaMaxaC1-yaNya(其中Ma是Cr、Nb和W中的一种或多种；xa为0≤xa≤0.7；且ya为0≤ya≤1)构成。由此，A层具有耐月牙洼磨损性和耐后刀面磨损性，从而抑制由月牙洼磨损和后刀面磨损的发展所导致的起伏的发生，因此，可以很好地维持加工材料的精加工表面粗糙度。 [0054] 在该情况下，xa优选为0≤xa≤0.5，更优选为0≤xa≤0.3，并且还更优选为0≤xa≤0.2。这是因为当xa落入上述范围内时，耐磨损性倾向于得到改善。类似地，从耐磨损性的观点出发，ya优选为0.1≤ya≤0.9，更优选为0.2≤ya≤0.8，并且还更优选为0.3≤ya≤0.7。 [0055] A层10的厚度优选为0.1μm以上0.7μm以下，更优选为0.2μm以上0.6μm以下，并且还更优选为0.3μm以上0.5μm以下。这是因为当A层10的厚度落入上述范围内时，耐后刀面磨损性倾向于得到改善。 [0056] (以坡度式或阶梯式的方式变化的区域) [0057] 优选地，A层10(Ti1-xaMaxaC1-yaNya)包括这样的区域，在该区域中，ya的值在A层的厚度方向(例如，图1中的纵向方向等)上以坡度式或阶梯式的方式变化。例如，在A层10的基材1侧ya相对较大的情况下，耐断裂性和耐剥离性倾向于得到改进。另外，例如，在A层的上表面侧ya的值相对较小的情况下，能够抑制磨损期间A层10的剥落、断裂或崩裂等。 [0058] 在此所使用的表述“ya的值在A层的厚度方向上以坡度式的方式变化”意味着从A层10的下表面朝向A层10的上表面，ya的值连续地降低或升高。当利用电弧离子镀(AIP)法形成A层时，这样的构成(例如)可以通过连续改变N(氮)的原料气体和C(碳)的原料气体的流速比而获得。 [0059] 此外，在此所使用的表述“ya的值在A层的厚度方向上以阶梯式的方式变化”意味着从A层10的下表面朝向A层10的上表面，ya的值不连续地降低或升高。这样的构成(例如)可以通过将两层或多层具有不同ya值的层层叠而获得。 [0060] [0061] C层30由Al1-(xc+yc)CrxcMcycN(其中Mc为Ti、V和Si中的一种或多种；xc为0.2≤xc≤0.8；yc为0≤yc≤0.6；且xc+yc为0.2≤xc+yc≤0.8)构成。由此，C层具有耐边界磨损性。 [0062] 在该情况下，yc优选为0≤yc≤0.4，更优选为0≤yc≤0.3，并且还更优选为0≤yc≤0.2。本发明人进行的研究结果表明，当C层包含较少的Ti、V和Si时，耐边界磨损性更加优异。因此，yc＝0是最优选的。此外，xc+yc优选为0.2≤xc+yc≤0.6，更优选为0.2≤xc+yc≤0.4。 [0063] C层的厚度优选为0.1μm以上1.0μm以下。由此，能够进一步更加可靠地抑制边界磨损的发展。另外，C层的厚度更优选为0.1μm以上0.7μm以下，并且还更优选为0.1μm以上0.5μm以下。 [0064] [0065] 图1所示的覆膜100具有作为A层10和C层30之间的密合层的B层20。由此，A层10和C层30之间的剥离得以抑制。B层20优选包含选自由Al、Cr和Ti构成的组中的一种或多种元素与N形成的一种或多种化合物。这样的化合物对于A层10和C层30均具有相对较高的亲和力，并且可以紧密且牢固地密合至各层。B层20的厚度优选为0.005μm以上0.7μm以下，更优选为0.1μm以上0.6μm以下，并且还更优选为0.1μm以上0.4μm以下。 [0066] 作为具体构成，B层20可以(例如)形成为多层结构，该多层结构通过交替层叠一层或多层B1层(未示出)和一层或多层B2层(未示出)而形成，其中所述各B1层由TiN形成，所述各B2层由AlCrN形成。由此，B层20可以整体形成为对于各A层10和C层20具有相对较高的亲和力。因此，B层20也能够有助于改善耐月牙洼磨损性和耐后刀面磨损性。 [0067] 在上述构成中，B1层和B2层各形成为具有0.5nm以上且小于30nm的厚度。将这种薄的B1层和薄的B2层交替层叠，从而使A层10和C层30能够进一步彼此牢固且紧密地密合在一起。在B层20具有多层结构的情况下，层叠层的层数(B1层和B2层的总层数)例如为4以上50以下，优选为8以上40以下，更优选为10以上20以下。此外，从进一步提高密合性的观点出发，优选以使B1层(TiN层)与A层10接触，而B2层(AlCrN层)与C层接触的方式将B1层和B2层交替层叠。 [0068] 此外，B层20可以具有单层结构。在这种情况下，B层20优选包含由AlTiCrN形成的化合物。AlTiCrN为组成几乎介于构成A层10和C层30的化合物的组成之间的化合物。因此，即使B层20是单层，也能够获得足够高的密合性。 [0069] [0070] 如图1所示，覆膜100还可包括位于C层30和基材1之间的D层40。D层40可以(例如)由MdLdzd(Md为在日本使用的元素周期表中的4族元素、5族元素和6族元素、以及Al和Si中的一种或多种；Ld为B(硼)、C、N和O(氧)中的一种或多种；且zd为0≤zd≤1.0)形成。通过形成这样的D层40，覆膜100和基材1之间的密合性得以提高，同时能够抑制因覆膜100较薄而导致的工具使用寿命缩短的问题。D层40的厚度(例如)为0.5μm以上3.0μm以下，优选为1.0μm以上2.0μm以下。 [0071] [0072] 本实施方案的cBN烧结体在被覆cBN工具101的切削刃部分处形成该工具101的基材1。cBN烧结体仅需设置在被覆cBN工具101的切削刃部分。换言之，被覆cBN工具的基材可以包括由cBN烧结体形成的切削刃部分、以及由不同于cBN烧结体的材料(例如，硬质合金)制成的基材主体。在这种情况下，优选利用钎焊材料等将由cBN烧结体形成的切削刃部分接合至基材主体上。可以通过考虑接合强度和熔点来适当选择钎焊材料。cBN烧结体也可构成被覆cBN工具101的整个基材。 [0073] cBN烧结体优选包含30体积％以上80体积％以下的cBN颗粒，并且还包含结合相作为剩余部分。 [0074] 在这种情况下，结合相优选包含：选自由在日本使用的元素周期表中的4族元素、5族元素和6族元素的氮化物、碳化物、硼化物和氧化物及其固溶体构成的组中的至少一种化合物；铝化合物；以及不可避免的杂质。结合相将烧结体结构中的cBN颗粒彼此结合在一起。当烧结体结构中含有30体积％以上的cBN颗粒时，能够防止cBN烧结体的耐磨损性降低。此外，当烧结体结构中包含80体积％以下的cBN颗粒时，具有优异强度和韧性的cBN颗粒能够充当烧结体结构中的骨架结构，从而能够确保cBN烧结体的耐断裂性。 [0075] 在本说明书中，根据以下方法测定cBN颗粒的体积含量。具体而言，对cBN烧结体进行镜面抛光，然后用SEM以2000倍的放大倍率观察任意区域的cBN烧结体结构的背散射电子图像。在这种情况下，观察到cBN颗粒为黑色区域，而观察到结合相为灰色或白色区域。在观察视野图像中，利用图像处理对cBN颗粒区域和结合相区域进行二值化，从而测定cBN颗粒区域的占有面积。然后，通过将占有面积代入如下方程式，从而计算cBN颗粒的体积含量： [0076] (cBN颗粒的体积含量)＝(cBN颗粒的占有面积)÷(视野图像中cBN烧结体结构的面积)×100。 [0077] 更优选地，cBN颗粒的体积含量为50体积％以上75体积％以下。当cBN颗粒的体积含量为50体积％以上时，被覆cBN工具倾向于表现出耐磨性和耐断裂性之间的优异均衡性。此外，当cBN颗粒的体积含量为75体积％以下时，则结合相适当地分布，从而通过结合相实现的cBN颗粒之间的接合强度倾向于增加。另外，cBN颗粒的体积含量特别优选为50体积％以上60体积％以下。 [0078] [第二实施方案] [0079] 以下将对本实施方案的第二实施方案进行说明。图2是示出了根据第二实施方案的被覆cBN工具的结构的一个实例的示意性截面图。如图2所示，根据第二实施方案的被覆cBN工具201包括由cBN烧结体形成的基材1、和在其上形成的覆膜200。此外，覆膜200包括多个A层(第一A层11、第二A层12、第三A层13和第四A层14)，以及多个 层(第一C层31、第二C层32、第三C层33和第四C层34)。此外，覆膜200包括各自具有设置在C层上的A层的四个层叠单元。 [0080] 与第一实施方案相同，覆膜200的厚度优选为0.5μm以上10μm以下，更优选为1.0μm以上5.0μm以下。图2中示出的构成仅是示例性的，在本实施方案中覆膜所包含的层叠单元的层数可以是一个(第一实施方案)、可以是两至三个、或者可以是五个以上。 [0081] 在这种情况下，第一A层11、第二A层12、第三A层13和第四A层14可以形成为具有与第一实施方案中所述的A层10相同的构成。然而，第一A层到第四A层可以在厚度和组成上彼此不同。例如，第三A层13(从最表面S1侧算起的第二A层)可以形成为比第四A层14(最接近最外表面S1的A层)更厚。这是因为一旦通过第四层叠单元54中的第四C层34抑制了边界磨损发展，则因此第三层叠单元53中的边界磨损的发展速度也可以与第四层叠单元54中的速度有所不同。 [0082] 此外，第一C层31、第二C层32、第三C层33和第四 层34也可以形成为具有与第一实施方案中描述的 层30相同的组成。这些C层可以在厚度和组成上彼此不同。 [0083] 在第二实施方案中，第四A层14构成覆膜的最外表面S1。换言之，第四A层14形成在覆膜200的最外表面S1上。此外，覆膜200的最外表面S1和第四 层34的上表面S2之间的距离d为0.1μm以上1.0μm以下。由此，可以与第一实施方案中相同的方式改善加工材料的精加工表面粗糙度。 [0084] 在如第二实施方案那样覆膜包括多个 层的情况下，假定覆膜的最外表面S1和层的上表面S2之间的距离d表示最外表面S1和多个C层中最接近最外表面S1的C层的上表面S2之间的距离。另外，与第一实施方案相同，也可以在第四A层14上形成另一个层。 [0085] 此外，覆膜200包括四个层叠单元(第一层叠单元51、第二层叠单元52、第三层叠单元53和第四层叠单元54)，每个层叠单元均具有设置在C层上的A层。因此，优异的精加工表面粗糙度可维持相当长的时间，从而提供优异的表面粗糙度寿命。换言之，即使第四层叠单元54由于磨损消失，第三层叠单元53至第一层叠单元51仍然具有同样的效果。因此，仍然可以抑制边界磨损和后刀面磨损的发展。 [0086] 在覆膜200中，B层(第一B层21、第二B层22、第三B层23和第四B层24)分别形成在A层以及C层之间。由此，各层叠单元内的密合性增加，从而使表面粗糙度寿命得以提高。 [0087] 应注意的是，层叠单元之间可包括可任选的层。例如，在第一层叠单元51和第二层叠单元52彼此相邻地形成的情况下，在第一A层11和第二C层32之间优选还设置B层(密合层)。因此，层叠单元之间的密合性增大，从而能进一步提高表面粗糙度寿命。 [0088] 如图2所示，C层(图2中的第一C层31)优选与基材1接触。具有上述组成的C层对cBN烧结体有优异的密合性。因此，当C层与基材1接触时，能够抑制整体覆膜200的脱落与剥离。 [0089] <表面被覆氮化硼烧结体工具的制造方法> [0090] 上述本实施方案的被覆cBN工具能够如下所述进行制造。 [0091] <基材的制造> [0092] 通过将基材主体和由cBN烧结体形成的基材接合，从而能够制备本发明实施方案的基材。可以使用例如硬质合金等材料来制造基材主体。这样的基材主体可以(例如)通过常规已知的烧结方法和成型方法来制造。此外，可以(例如)通过在高温和高压条件下烧结cBN颗粒和结合相原料粉末的混合物，从而来制备由cBN烧结体形成的基材。然后，通过利用常规已知的钎焊材料将由cBN烧结体形成的基材接合至基材主体的适当部分，然后对其进行磨削加工以使其形成预定的形状，由此能够制造所述基材。整个基材当然也能由cBN烧结体构成。 [0093] <覆膜的形成> [0094] 在上述获得的基材上形成覆膜，由此能够制造被覆cBN工具。在这种情况下，覆膜优选利用电弧离子镀法(AIP法：利用真空电弧放电使固体材料蒸发的离子镀法)或溅射法形成。根据AIP法，可使用包含用于形成覆膜的金属种类的金属蒸发源，以及诸如CH4、N2或O2之类的反应气体来形成覆膜。此外，可以采用常规已知条件作为形成覆膜的条件。根据溅射法，可使用如下材料形成覆膜：包含用于形成覆膜的金属种类的金属蒸发源；诸如CH4、N2或O2之类的反应气体；以及诸如Ar、Kr和Xe之类的溅射气体。在该情况下，可以采用常规已知条件作为形成覆膜的条件。 [0095] 例子 [0096] 尽管以下将参照实施例更详细地描述本发明实施方案，然而本发明的实施方案不限于此。在以下说明中，例如，第一A层11、第二A层12等可以共同简称为A层。 [0097] <实施例1> [0098] [0099] 如下所述，制造各自具有如表1所示组成的cBN烧结体A至H。表1中“X射线检出化合物”一列中所示的各化合物是利用X射线衍射(XRD)装置对cBN烧结体的截面或表面进行定性分析时检测到的化合物。 [0100] [表1] [0101] [0102] (cBN烧结体A的制造) [0103] 首先，将平均粒径为1μm的TiN粉末和平均粒径为3μm的Ti粉末以原子比Ti:N＝1:0.6混合，从而得到混合物。在1200℃下，在真空中对得到的混合物进行热处理30分钟，然后研磨。由此获得了由TiN0.6制成的金属间化合物粉末。 [0104] 接着，将TiN0.6制成的金属间化合物粉末和平均粒径为4μm的Al粉末以质量比TiN0.6:Al＝90:10混合，以得到混合物。在1000℃下，在真空中对得到的混合物进行热处理30分钟。利用球磨法均匀研磨通过热处理得到的化合物，所述球磨法使用由硬质合金制成且直径为6mm的球介质。由此获得结合相的原料粉末。 [0105] 然后，将平均粒径为1.5μm的cBN颗粒和结合相的原料粉末共混，使得cBN烧结体中cBN颗粒的含量达到30体积％，然后，利用球磨混合法均匀混合，由此获得粉末混合物，该球磨混合法使用由氮化硼制成且直径为3mm的球介质。然后，将所得的混合物堆叠于由硬质合金制成的支承基板上，并装入Mo制胶囊内，然后利用超高压装置在1300℃的温度和5.5GPa的压力下进行烧结30分钟。由此获得cBN烧结体A。 [0106] (cBN烧结体B至F的制造) [0107] 然后，按照与制造cBN烧结体A相同的方式获得cBN烧结体B至F，不同之处在于使用了如表1所示具有不同体积含量和不同平均粒径的cBN颗粒。 [0108] (cBN烧结体G的制造) [0109] 首先，将平均粒径为1μm的TiC粉末和平均粒径为3μm的Ti粉末以原子比Ti:C＝1:0.6混合，从而得到混合物。然后，在1200℃下，在真空中对得到的混合物进行热处理30分钟，然后研磨。由此获得了由TiC0.6制成的金属间化合物粉末。 [0110] 然后，将TiC0.6制成的金属间化合物粉末和平均粒径为4μm的Al粉末以质量比TiC0.6:Al＝95:5混合，以得到混合物。在1000℃下，在真空中对得到的混合物进行热处理30分钟。利用球磨法均匀研磨通过热处理得到的化合物，所述球磨法使用由硬质合金制成且直径为6mm的球介质。由此获得结合相的原料粉末。然后，按照与制造cBN烧结体A相同的方式，使用结合相的原料粉末获得cBN烧结体G，不同之处在于使用了如表1所示具有不同体积含量和不同平均粒径的cBN颗粒。 [0111] (cBN烧结体H的制造) [0112] 首先，将平均粒径为1μm的TiCN粉末和平均粒径为3μm的Ti粉末以原子比Ti:C:N＝1:0.3:0.5混合，从而得到混合物。然后，在1200℃下，在真空中对得到的混合物进行热处理 30分钟，然后研磨。由此获得了由TiC0.3N0.5制成的金属间化合物粉末。 [0113] 接着，将TiC0.3N0.5制成的金属间化合物粉末和平均粒径为4μm的Al粉末以质量比TiC0.3N0.5:Al＝95:5混合，以得到混合物。在1000℃下，在真空中对得到的混合物进行热处理30分钟。利用球磨法均匀研磨通过热处理得到的化合物，所述球磨法使用由硬质合金制成且直径为6mm的球介质。由此获得结合相的原料粉末。然后，按照与制造cBN烧结体A相同的方式使用结合相的原料粉末获得cBN烧结体H，不同之处在于使用了如表1所示具有不同体积含量和不同平均粒径的cBN颗粒。 [0114] <样品No.1的制造> [0115] 如下所述制造根据样品No.1的被覆cBN工具。 [0116] <基材的制作> [0117] 准备具有ISO标准DNGA150408的形状并由硬质合金材料(相当于K10)制成的基材主体。将上述cBN烧结体A(形状：具有等腰三角形作为底面且厚度为2mm的三角柱体，其中该等腰三角形底面的顶角为55°，并且夹着该顶角的两条侧边均为2mm)接合至该基材主体的刀头(角部)。使用由Ti-Zr-Cu制成的钎焊材料进行接合。然后，对该接合体的外周面、顶面和底面进行研磨以在刀头上形成负刃带(negative land)形状(负刃带宽度为150μm且负刃带角为25°)。以这种方式，获得具有由cBN烧结体A形成的切削刃部分的基材。 [0118] <覆膜的形成> [0119] (成膜装置) [0120] 将在随后的步骤中对用于形成覆膜的成膜装置进行说明。将真空泵连接到成膜装置，该装置内设有能够被抽空的真空室。真空室内设置有旋转台。该旋转台被构造为使得可通过夹具将基材置于旋转台上。可用置于真空室内部的加热器来加热放置在真空室内的基材。另外，通过用于控制流速的质量流量控制器(MFC)将气体管连接至真空室，其中该气体管用于引入蚀刻和成膜用气体。此外，将用于产生蚀刻用Ar离子的钨丝、或与必要电源连接的成膜用电弧蒸发源或溅射源置于真空室之内。然后，将成膜所需的蒸发源原料(靶)置于电弧蒸发源或溅射源内。 [0121] (基材的蚀刻) [0122] 将如上所述得到的基材置于成膜装置的真空室内，并排空所述真空室。然后，使旋转台以3rpm旋转的同时将基材加热到500℃。然后，将Ar气引入到真空室内，使钨丝放电从而产生Ar离子，对基材施加偏压，利用Ar离子对基材进行蚀刻。该情况下的蚀刻条件如下所示。 [0123] Ar气压：1Pa [0124] 基板偏压：-500V。 [0125] (A层的形成) [0126] 然后，在上述成膜装置内在基材上形成A层。具体而言，在以下所述的条件下形成厚度为1.7μm的A层。在这种情况下，调整引入的气体(N2和CH4)的流速，从而将A层中设置为C:N＝2:8。 [0127] 靶：Ti [0128] 引入的气体：N2,CH4 [0129] 成膜压力：2Pa [0130] 电弧放电电流：180A [0131] 基材偏压：-350V [0132] 旋转台转速：3rpm。 [0133] (B层的形成) [0134] 在形成A层之后，在上述成膜装置内于A层上形成B层。具体来说，在以下条件下，交替形成由TiN制成的B1层(未示出)和由AlCrN制成的B2层(未示出)，各层重复5次，从而形成由总计10层形成且总厚度为0.1μm的B层。当形成B层时，调整气相沉积时间使B1层的厚度为10nm且B2层的厚度为10nm。在样品No.1中，B层的最上层(C层侧)是B2层，而其最下层(A层侧)是B1层。以下将具有与上述相同的结构的B层称为“B0层”。此外，在B层具有由B1层(TiN层)和B2层(AlCrN层)形成的多层结构的情况下，B1层和B2层分别层叠在A层侧和C层侧。 [0135] (B1层的形成) [0136] 在以下条件下形成B1层。 [0137] 靶：Ti [0138] 引入的气体：N2 [0139] 成膜压力：3Pa [0140] 电弧放电电流：150A [0141] 基板偏压：-40V。 [0142] (B2层的形成) [0143] 在以下条件下形成B2层。 [0144] 靶：Al(50原子％)、Cr(50原子％) [0145] 引入的气体：N2 [0146] 成膜压力：3Pa [0147] 电弧放电电流：150A [0148] 基板偏压：-50V。 [0149] (C层的形成) [0150] 然后，在B层上形成C层。具体而言，在以下条件下，以使厚度达到0.2μm的方式调节气相沉积时间，同时形成C层。 [0151] 靶：Al(70原子％)，Cr(30原子％) [0152] 引入的气体：N2 [0153] 成膜压力：4Pa [0154] 电弧放电电流：150A [0155] 基板偏压：-35V [0156] 旋转台转速：3rpm。 [0157] 如上所述获得根据样品No.1的被覆cBN工具。样品No.1的覆膜的最外表面由C层构成。 [0158] (样品No.2的制造) [0159] 按照与样品No.1相同的方式，依次在基材上层叠A层、B层和C层。 [0160] (B层的形成) [0161] 然后，以与上述相同的方式在C层上形成厚度为0.1μm的B层。 [0162] (A层的形成) [0163] 此外，按照与上述相同的方式在B层上形成A层，不同之处在于使A层的厚度设定为0.1μm。如上所述获得根据样品No.2的被覆cBN工具。样品No.2的构成分别示于表2和表3中。 在样品No.2中，A层形成在覆膜的最外表面S1上，最外表面S1与C层上表面S2之间的距离d为 0.2μm。 [0164] [0165] (样品No.3至6的制造) [0166] 按照与样品No.2相同的方式获得根据样品No.3至6的被覆cBN工具，不同之处在于：通过调整气相沉积时间，如表3所示改变在最外表面S1上形成的A层的厚度。表2和表3中编号带有符号“*”的各样品对应于各实施例(对于以下实施例的说明也同样适用)。 [0167] <评价> [0168] 通过连续切削淬火钢，对如上所述获得的根据各样品No.1至6的被覆cBN工具的切削性能及精加工表面粗糙度进行了评价。 [0169] <后刀面磨损量VB和精加工表面粗糙度Rz的测量> [0170] 使用各样品的工具，在以下切削条件下进行切削距离为3km的切削加工。然后，用光学显微镜测定工具的后刀面磨损量VB。此外，基于“JIS B 0601”测量加工后的加工材料的“十点平均粗糙度(Rzjis)”。结果在表3中示出。在表3中，后刀面磨损量VB越小表示耐磨损性越优异。此外，表3中Rz越小，表示加工精度越优异。 [0171] (切削条件) [0172] 加工材料：淬火钢SCM415H(HRC60)， [0173] 切削速度：150m/min [0174] 进给速率：f＝0.1mm/转 [0175] 切削深度：ap＝0.1mm [0176] 切削油：稀释了20倍的乳液(商品名称：“System Cut 96”，由“Japan Fluid System”制造)(湿式状态)。 [0177] (结果和考察) [0178] 样品No.1示出的结果为Rz相对较小，但是VB相对较大。据认为这是因为在样品No.1中，A层没有设置在C层上，并且距离d小于0.1μm。此外，样品No.6示出的结果为VB相对较小且优异，但Rz相对较大。据认为这是因为距离d超过1.0μm，从而加速了边界磨损的发展。 [0179] 与之相反，在样品No.2至5中，距离d为0.1μm以上1.0μm以下，磨损量和精加工表面粗糙度都得到满足。 [0180] 具体而言，根据实施例的样品包括立方氮化硼烧结体和在其上形成的覆膜，其中该覆膜包括A层和C层，A层由Ti1-xaMaxaC1-yaNya(其中Ma是Cr、Nb和W中的一种或多种；xa为0≤xa≤0.7；且ya为0≤ya≤1)构成，C层由Al1-(xc+yc)CrxcMcycN(其中Mc为Ti、V和Si中的一种或多种；xc为0.2≤xc≤0.8；yc为0≤yc≤0.6；且xc+yc为0.2≤xc+yc≤0.8)构成，A层形成在覆膜的最外表面或者形成在覆膜的最外表面和C层之间，覆膜的最外表面和C层的上表面之间的距离为0.1μm以上1.0μm以下。据信与不满足上述条件的比较例相比，根据实施例的上述样品具有优良的耐磨损性以及加工精度。 [0181] <实施例2：A层构成的探讨> [0182] (样品No.7的制造) [0183] 按照以下方式制造根据样品No.7的被覆cBN工具。 [0184] (基材的制作) [0185] 按照与实施例1相同的方式获得基材1，不同之处在于使用cBN烧结体C替代cBN烧结体A。 [0186] (覆膜的形成) [0187] 参见图1，如下所述在基材1上形成覆膜100。 [0188] (D层的形成) [0189] 按照与实施例1相同的方式对基材1进行蚀刻后，在基材1上形成D层40。具体而言，在以下条件下，以使厚度达到2.0μm的方式调节气相沉积时间，同时形成D层40。 [0190] 靶：Al(30原子％)，Ti(70原子％) [0191] 引入的气体：N2 [0192] 成膜压力：4Pa [0193] 电弧放电电流：150A [0194] 基板偏压：-35V [0195] 旋转台转速：3rpm。 [0196] (C层的形成) [0197] 然后，在D层40上形成C层30。具体而言，在以下条件下，以使厚度达到0.2μm的方式调节气相沉积时间同时形成C层30。 [0198] 靶：Al(70原子％)，Cr(30原子％) [0199] 引入的气体：N2 [0200] 成膜压力：4Pa [0201] 电弧放电电流：150A [0202] 基板偏压：-35V [0203] 旋转台转速：3rpm。 [0204] (B层的形成) [0205] 形成C层30后，按照与实施例1的B层相同的方式形成具有由B1层和B2层构成的多层结构且厚度为0.1μm的B层20。 [0206] (A层的形成) [0207] 在B层20形成之后，在其上形成A层10。具体而言，在以下所述的条件下形成厚度为0.5μm的A层10。在这种情况下，调整引入的气体(N2和CH4)的流速，从而将A层10中设置为C:N＝1:1。 [0208] 靶：Ti [0209] 引入的气体：N2、CH4 [0210] 成膜压力：2Pa [0211] 电弧放电电流：180A [0212] 基板偏压：-350V [0213] 旋转台转速：3rpm。 [0214] 如上所述，获得在cBN烧结体上包括具有A层10和C层30的覆膜100的被覆cBN工具(样品No.7)。在样品No.7中，A层形成在覆膜100的最外表面S1上，最外表面S1和C层的上表面S2之间的距离d为0.6μm。样品No.7的构成如表4所示。 [0215] [0216] (样品No.8至10和17的制造) [0217] 按照与样品No.7相同的方式获得根据样品No.8至10和17的被覆cBN工具，不同之处在于改变靶材料和引入气体的组成和流速，从而形成具有如表4所示组成的A层10。 [0218] (样品No.11的制造) [0219] 在样品No.11中，按照与上述相同的方式在基材1上形成D层40、C层30和B层20后，形成A层，A层包括这样的区域，在该区域中，Ti1-xaMaxaC1-yaNya式中的ya在覆膜的厚度方向上以坡度式或阶梯式的方式变化。在表4中，为了方便起见，将该A层10的组成表示为“TiCN*01”。具体而言，按照以下方式形成A层。 [0220] (A层的形成：TiCN*01) [0221] 首先，仅使用N2作为引入气体(即，将ya固定为ya＝1.0)形成0.05μm的TiN层。然后，在逐渐提高引入气体中的CH4流速的同时，形成ya(N组成)以坡度式的方式降低(1-ya(C组成)以坡度式的方式升高)的0.2μm的TiCN层。TiCN层的组成最终为TiC0.5N0.5(即，ya＝0.5)。然后，在N2与CH4的流速比固定的状态下，形成0.05μm厚的TiC0.5N0.5层。以这种方式，在*01 B层20上形成A层10(TiCN )。在该A层10中，Ti1-xaMaxaC1-yaNya中的ya在A层10的厚度方向上以坡度式的方式改变。由此，获得根据样品No.11的被覆cBN工具。该A层的构成在表5中示出。在表5中“Ti1-xaMaxaC1-yaNya中的ya值”列中，例如“1→0.5”是指ya的值由1连续降低至 0.5。 [0222] [表5] [0223] [0224] (样品No.12至16的制造) [0225] 按照与样品No.11相同的方式获得根据样品No.12至16的被覆cBN工具，不同之处在于形成具有如表5所示的“TiCN*02”至“Ti0.9Nb0.1CN*06”的组成和构成的A层10。 [0226] <评价> [0227] 按照与实施例1相同的方式，通过连续切削淬火钢对如上所述获得的根据各样品No.7至17的被覆cBN工具的切削性能及精加工表面粗糙度进行了评价。结果在表4中示出。如表4所示，样品No.7至17在A层10的构成上彼此不同。 [0228] (结果和考察) [0229] 当比较样品No.7和样品No.8时，可知随着ya的值由0.9变为0.5，耐磨损性和加工精度提高。因此，可以认为ya优选为0≤ya≤0.9，更优选为0≤ya≤0.5。 [0230] 基于样品No.9、10、16和17的这些结果，可知在A层(Ti1-xaMaxaC1-yaNya)中的Mc可以是Cr、Nb和W。此外，基于样品No.11至16的结果，可以确认A层优选包括这样的区域，其中ya在A层的厚度方向上以坡度式或阶梯式的方式变化。 [0231] <实施例3：C层组成的探讨> [0232] (样品No.18至22的制造) [0233] 按照与实施例1相同的制造方式获得基材1，不同之处在于使用cBN烧结体D替代cBN烧结体A。然后，按照与实施例2相同的方式获得根据样品No.18至22的被覆cBN工具，不同之处在于，将各自具有表6所示组成和构成的D层40、C层30、B层20和A层10依次层叠在一起，从而形成覆膜100。 [0234] [0235] <评价> [0236] 按照与实施例1相同的方式，通过连续切削淬火钢对如上所述获得的根据各样品No.18至22的被覆cBN工具的切削性能及精加工表面粗糙度进行了评价。结果在表6中示出。如表6所示，样品No.18至22在C层30的组成上彼此不同。 [0237] (结果和考察) [0238] 当比较样品No.18至样品No.22时，结果是尽管所有的样品除了C层30的组成不同之外，在其他方面具有相同的构成，但是仅样品No.19的加工精度差。据信这是因为样品No.19中的C层不包含Cr(即，Xc低于0.2)，从而C层不能充分抑制边界磨损的发展。 [0239] <实施例4：C层厚度的探讨> [0240] (样品No.23的制造) [0241] (基材的形成) [0242] 按照与实施例1相同的方式获得基材1，不同之处在于使用cBN烧结体E替代cBN烧结体A。 [0243] (覆膜的形成) [0244] 参见图2，如下所述，在基材1上形成包括两个层叠单元的覆膜200，其中各层叠单元具有设置在C层上的A层。 [0245] 在基材1上形成厚度为0.05μm的Al0.8Cr0.2N层作为第一C层31，然后在其上形成厚*01度为0.1μm的Al0.5Ti0.3Cr0.2N层作为第一B层21，在其上形成厚度为0.3μm的TiCN 层作为第一A层11。该TiCN*01层包括这样的区域，其中Ti1-xaMaxaC1-yaNya式中的ya在覆膜的厚度方向上以坡度式或阶梯式的方式变化。由此，形成第一层叠单元51。 [0246] 然后在第一层叠单元51上形成上述厚度为0.1μm的Al0.5Ti0.3Cr0.2N层，之后在其上形成具有与第一层叠单元51相同构成的第二层叠单元52。换言之，形成具有两个层叠单元的覆膜，各层叠单元均具有设置在C层上的A层。由此，如上所述获得根据样品No.23的被覆cBN工具。样品No.23的构成在表7中示出。另外，表7中并未示出关于形成于第一层叠单元和第二层叠单元之间的B层(Al0.5Ti0.3Cr0.2N层)的说明。类似地，在该表中也没有示出形成在层叠单元之间的B层的说明。在表7中，“层叠单元的层数”表示各自具有设置在C层上的A层的层叠单元的层数(以下同)。 [0247] [0248] (样品No.24至27的制造) [0249] 然后，按照与样品No.23相同的方式获得根据样品No.24至27的被覆cBN工具，不同之处在于，如表7所示改变在各第一层叠单元51和第二层叠单元52中的C层的厚度。 [0250] <评价> [0251] 按照与实施例1相同的方式，通过连续切削淬火钢对如上所述获得的根据各样品No.23至27的被覆cBN工具的切削性能及精加工表面粗糙度进行了评价。结果在表7示出。 [0252] (结果和考察) [0253] 与除了C层厚度不同之外具有相同覆膜构成的样品No.24至26相比，样品No.23示出了加工精度相对较差的结果。据认为这是由于样品No.23的C层稍薄，所以与其他样品相比边界磨损的发展更大。此外，样品No.27的结果表明其磨损量稍高于其他样品。据认为这是由于样品No.27的C层略厚，所以后刀面磨损的发展加快。因此，基于上述结果可以认为C层优选的厚度为0.1μm以上1.0μm以下，更优选为的厚度为0.11μm以上0.9μm以下。 [0254] <实施例5：B层构成的探讨> [0255] (样品No.29至33的制造) [0256] 按照与实施例1相同的方式获得基材1，不同之处在于使用cBN烧结体H替代cBN烧结体A。然后，按照与实施例2相同的方式获得根据样品No.29至33的被覆cBN工具，不同之处在于，将各自具有表8所示组成和构成的D层40、C层30、B层20和A层10依次层叠在一起，从而形成覆膜100。如表8所示，样品No.29至33的B层20在B层厚度、B1层和B2层各自的厚度、以及B1层和B2层各自的层数方面彼此不同。 [0257] [0258] (样品No.28的制造) [0259] 按照与样品No.29至33相同的方式获得根据样品No.28的被覆cBN工具，不同之处在于，不形成B层20，而是在C层30上直接形成A层10。 [0260] <评价> [0261] 按照与实施例1相同的方式，通过连续切削淬火钢对如上所述获得的根据各样品No.28至33的被覆cBN工具的切削性能及精加工表面粗糙度进行了评价。结果在表8示出。 [0262] 在样品No.28中，A层10和C层30之间的密合性相对较低，因此在A层10和C层30之间发生了剥离。样品No.29的结果表明并没有发生剥离，但后刀面磨损量相对较大。据认为这是因为B层20相对较薄，导致A层10和C层30之间的密合性劣化，从而加速磨损的发展。样品No.33的结果也表明后刀面磨损量相对较大。据认为这是因为B层20相对较厚。 [0263] 根据上述结果，优选的是，覆膜包括位于A层和C层之间的B层，并且还优选的是，B层包括多层结构，该多层结构是通过交替层叠一层或多层各自由TiN构成的B1层以及一层或多层各自由AlCrN构成的B2层而形成的，并且B1层和B2层各自的厚度为0.5nm以上且小于30nm。 [0264] <实施例6：层叠单元的探讨(1)> [0265] (样品No.34的制造) [0266] 按照与实施例1相同的方式获得基材1，不同之处在于使用cBN烧结体H替代cBN烧结体A。然后，将各自具有表9所示组成和构成的第一C层31、第一B层21和第一A层11依次层叠在基材1上，从而形成覆膜200，从而获得根据样品No.34的被覆cBN工具。样品No.34包括一个层叠单元，其具有设置在C层上的A层。 [0267] [0268] (样品No.35的制造) [0269] 按照与样品No.34相同的方式形成第一A层11之后，在第一A层11上形成作为密合层的B0层(厚度为0.1μm)，其上进一步形成表10所示的第二层叠单元52，由此获得根据样品No.35的被覆cBN工具。样品No.35包括一个层叠单元，其具有设置在C层上的A层。 [0270] [0271] (样品No.36的制造) [0272] 如表9至11所示，在基材1上依次形成第一层叠单元51、第二层叠单元52和第三层叠单元53，由此获得根据样品No.36的被覆cBN工具。另外，在层叠单元之间形成B0层(厚度为0.1μm)，由此使A层和C层之间彼此紧密附着。 [0273] [0274] <评价> [0275] 按照与实施例1相同的方式，通过连续切削淬火钢对如上所述获得的根据各样品No.34至36的被覆cBN工具的切削性能及精加工表面粗糙度进行了评价。结果在表11示出。 [0276] 此外，如下所述在实施例6中评价各样品的表面粗糙度寿命。 [0277] (表面粗糙度寿命) [0278] 然后，基于定义为Rz＝3.2μm的寿命判定标准，测量在高精度加工中的表面粗糙度寿命。具体而言，在上述切削条件下，重复进行一组切削距离为500m的加工；每次一组加工结束时，利用表面粗糙度仪测量加工材料的表面粗糙度Rzjis；然后，在Rzjis超过3.2μm时的时间点停止试验。然后基于500m×加工的组数计算出总的切削距离(km)。此外，绘制散布图，其中纵轴表示Rzjis，同时横轴表示切削距离，从而在连接如下两个点的直线上获得Rz达到3.2μm时的切削距离，其中所述两个点为散布图中的终点以及终点之前的点。该获得的切削距离确定为表面粗糙度寿命。结果示于表11中。 [0279] (结果和考察) [0280] 如表9至表11所示，样品No.34至36在由覆膜的最外表面到位于最接近覆膜最外表面侧的C层这一区域内具有相同的构成。因此，当完成3km的切削时，样品No.34至36的耐磨损性和加工精度几乎相等。 [0281] 在表面粗糙度寿命的评价中已证实，随着包含在各样品中的层叠单元的数量增加，表面粗糙度寿命倾向于提高。特别是对No.35和No.36进行比较时，结果表明即使No.36的覆膜更薄，但是No.36比No.35具有更长的表面粗糙度寿命，因此，从表面粗糙度寿命的观点出发，覆膜包括多层A层和多层C层，优选包括两个以上的各自具有设置于C层上的A层的层叠单元，更优选包括三个以上的层叠单元。 [0282] <实施例7：层叠单元的探讨(2)> [0283] (样品No.37至40的制造) [0284] 按照与实施例1相同的方式获得基材1，不同之处在于使用cBN烧结体C替代cBN烧结体A。然后，在基材1上依次层叠表12至15所示的层叠单元，从而获得根据样品No.37至40的被覆cBN工具。另外，在层叠单元之间形成作为密合层的B0层(厚度为0.1μm)。同样在表15中，将样品No.37的层叠单元的数量定义为1个。这意味着样品No.37在第一层叠单元中不具有C层(表12)，从而存在一个具有设置在C层上的A层的层叠单元。 [0285] [0286] [0287] [0288] <评价> [0289] 按照与实施例6相同的方式，通过连续切削淬火钢对如上所述获得的根据各样品No.37至40的被覆cBN工具的切削性能、精加工表面粗糙度以及表面粗糙度寿命进行了评价。结果在表15中示出。 [0290] (结果和考察) [0291] 如表12至表15所示，样品No.37至40在由覆膜的最外表面到位于最接近覆膜最外表面侧的C层这一区域内具有相同的构成。因此，当完成3km的切削时，样品No.37至40的耐磨损性和加工精度几乎相等。此外，可以确认与实施例6相同，随着层叠单元的数量增加，表面粗糙度寿命倾向于延长。 [0292] 基于No.37至40的结果，可以得出以下结论。具体而言，即使在没有反复使用相同的层叠单元而使用包括不同厚度以及不同组成的A层的层叠单元的情况下，只要各层叠单元中所包含的A层由Ti1-xaMaxaC1-yaNya(其中Ma是Cr、Nb和W中的一种或多种；xa为0≤xa≤0.7；且ya为0≤ya≤1)构成，C层由Al1-(xc+yc)CrxcMcycN(其中Mc为Ti、V和Si中的一种或多种； xc为0.2≤xc≤0.8；yc为0≤yc≤0.6；且xc+yc为0.2≤xc+yc≤0.8)构成，那么也能实现出色的加工精度以及出色的表面粗糙度寿命。 [0293] <实施例8：cBN烧结体的探讨> [0294] (样品No.41至46的制造) [0295] 然后，按照与实施例1相同的制造方式获得基材1，不同之处在于如表16至18所示使用cBN烧结体B至G替代cBN烧结体A。然后，在基材1上形成覆膜200，该覆膜200是通过依次层叠表16至18中所示的层叠单元而获得的，从而获得根据样品No.41至46的被覆cBN工具。另外，在层叠单元之间形成作为密合层的B0层(厚度为0.1μm)。 [0296] [0297] [0298] <评价> [0299] 按照与实施例6相同的方式，通过连续切削淬火钢对如上所述获得的根据各样品No.41至46的被覆cBN工具的切削性能、精加工表面粗糙度以及表面粗糙度寿命进行了评价。结果在表18示出。 [0300] (结果和考察) [0301] 如表16至表18所示，样品No.41至46的覆膜200具有相同的构成。因此，当完成3km的切削时，样品No.41至46的耐磨损性和加工精度几乎相等。另一方面，表面粗糙度寿命的结果不同。具体而言，结果表明，对于使用包含体积含量为50体积％以上60体积％以下的cBN颗粒的烧结体制成的各样品，其表面粗糙度寿命长于其他样品的表面粗糙度寿命。据认为该结果会受到构成基材的cBN烧结体的耐磨损性和耐断裂性的影响。 [0302] <实施例9：层叠单元中B层的探讨> [0303] 然后，按照与上述样品No.36相同的方法获得根据样品No.47的被覆cBN工具，不同之处在于如表19至21所示，在各层叠单元中，在A层和C层之间未形成B层，并且在层叠单元之间未形成B0层。 [0304] [0305] [0306] <评价> [0307] 按照与实施例6相同的方式，通过连续切削淬火钢对如上所述获得的根据样品No.47的被覆cBN工具的切削性能、精加工表面粗糙度以及表面粗糙度寿命进行了评价。结果在表21示出。 [0308] (结果和考察) [0309] 如表19至21所示，在样品No.47的表面粗糙度寿命测量过程中发生了剥离。该结果表明，优选的是在各层叠单元中在A层和C层之间设置B层。 [0310] 基于上述结果，可以确认在根据实施例的被覆cBN工具中具有优良的加工精度和耐磨损性，该被覆cBN工具包括cBN烧结体和在其上形成的覆膜，其中该覆膜包括A层和C层，A层由Ti1-xaMaxaC1-yaNya(其中Ma是Cr、Nb和W中的一种或多种；xa为0≤xa≤0.7；且ya为0≤ya≤1)构成，C层由Al1-(xc+yc)CrxcMcycN(其中Mc为Ti、V和Si中的一种或多种；xc为0.2≤xc≤0.8；yc为0≤yc≤0.6；且xc+yc为0.2≤xc+yc≤0.8)构成，A层形成在覆膜的最外表面上或者形成在覆膜的最外表面和C层之间，并且覆膜的最外表面和C层的上表面之间的距离为 0.1μm以上1.0μm以下。 [0311] 尽管已经对本实施方案以及实施例进行了上述说明，但是，从一开始就旨在可以对上述实施方案以及实施例的构成进行适当组合。 [0312] 应当理解的是，本文所公开的实施方案和实施例在每个方面都是示例性而非限制性的。本发明的范围由权利要求书的权项、而不是上文的说明来限定，并且旨在包括与权利要求书的权项等同的范围和含义内的任何修改。 [0313] 参考标记列表 [0314] 1基材，10A层，11第一A层，12第二A层，13第三A层，14第四A层，20B层，21第一B层，22第二B层，23第三B层，24第四B层，30C层，31第一C层，32第二C层，33第三C层，34第四C层， 40D层，51第一层叠单元，52第二层叠单元，53第三层叠单元，54第四层叠单元，100、200覆膜，101、201被覆cBN工具，S1最外表面，S2上表面，d距离。 |
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