[發明專利]表面被覆工具

有效

• 申請號: 200980142238.5
• 申請日: 2009-10-19
• 公開（公告）號: CN102196874A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發明（設計）人: 脅真宏
• 申請（專利權）人: 京瓷株式會社
• 主分類號: B23B27/14
• 分類號: B23B27/14;B23C5/16;C23C14/06
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 蔣亭

技術領域

本發明涉及在基體的表面成膜有被覆層而成的表面被覆工具。

背景技術

現在，對于沖頭和鍛造機(header)等冷鍛和溫熱鍛造工具等的耐磨工具、滑動構件、切削工具這樣的工具，需要耐磨損性、滑動性和耐缺損性。在這樣的工具中所使用的方法是，對于WC基超硬合金、TiCN基金屬陶瓷、陶瓷、金剛石或cBN等的硬質材料基體的表面成膜各種各樣的被覆層，以使耐磨損性、滑動性、耐缺損性提高。

作為這樣的被覆層，一般廣泛采用TiCN層和TiAlN層，以更高的耐磨損性和耐缺損性的提高為目的而進行了各種改善。

例如在專利文獻1中記述有一種切削工具，其在基體的表面被覆有耐磨損性被膜，該耐磨損性被膜含有從B₄C、BN、TiB₂、TiB、TiC、WC、SiC、SiN_x(x＝0.5～1.33)和Al₂O₃構成的群中選擇的至少一種硬度非常高的超微粒化合物，并公開了通過含有超微粒化合物，被膜的硬度提高。另外，在專利文獻2中公開有一種被覆層，其由結晶寬度的縱/寬比的平均值為1.5～7和縱長的TiAlN結晶構成，并記述了耐磨損性和耐氧化性優異。此外，在專利文獻3中公開有一種工具，其在基體的表面成膜有組成不同的兩層硬質皮膜。

先行技術文獻

專利文獻

專利文獻1：特開2001-293601號公報

專利文獻2：特開平10-315011號公報

專利文獻3：特開2005-199420號公報

但是，上述專利文獻1這樣的含有高硬度的超微粒化合物的被膜，其被膜的韌性不充分，期望有韌性和耐缺損性優異的被覆層。還有，在專利文獻1中還記述了使上述超微粒子化合物為高硬度化合物的非晶質，能夠借助被膜中的能量分散來抑制在被膜中進展的裂紋的傳播，如此可知，若超微粒子化合物為非晶質，則提高韌性的效果小，還需要進一步提高耐缺損性。另外如專利文獻2可知，由縱長結晶構成的被覆層在耐磨損性的提高上也存在局限。此外，如專利文獻3可知，即使是將組成不同的被覆層兩層層疊的構成，仍需要進一步提高被覆層的耐缺損性。

發明內容

因此，本發明的表面被覆工具就是為了解決上述問題，其目的在于，提供一種耐磨損性高，并且具有高耐缺損性的工具。

本發明的表面被覆工具，是以被覆層被覆基體的表面的表面被覆工具，其中，所述被覆層由下層和上層構成，該下層和上層均由相對于所述基體的表面垂直延伸的柱狀粒子構成，構成所述上層的柱狀粒子的平均結晶寬度比構成所述下層的柱狀粒子的平均結晶寬度小，并且在所述下層和所述上層中均存在含有的鎢的分散粒子，存在于所述上層的所述分散粒子的分布密度比存在于所述下層的所述分散粒子的分布密度小。

在此，優選存在于所述上層的分散粒子的平均粒徑比存在于所述下層的分散粒子的平均粒徑小，優選存在于所述下層的分散粒子含有的鎢比存在于所述上層的分散粒子含有的鎢多。

另外，優選在所述被覆層的表面，通過以納米壓痕法進行的硬定測定求得的彈性回復率為40～50％。

根據本發明的表面被覆工具，通過下層和上層均由相對于所述基體的表面垂直延伸的柱狀粒子構成，構成上層的柱狀粒子的平均結晶寬度比構成下層的柱狀粒子的平均結晶寬度小，并且在所述下層和所述上層中均存在含有的鎢的分散粒子，存在于所述上層的所述分散粒子的分布密度比存在于所述下層的所述分散粒子的分布密度小，由此，被覆層的硬度和耐氧化性提高，并且被覆層的密接性高。

在此，存在于上層的分散粒子的平均粒徑比存在于下層的分散粒子的平均粒徑小，出于能夠使被覆層的耐剝離性和耐崩刃性提高這一點而優選。

另外，存在于下層的分散粒子比存在于上層的分散粒子含有更多的鎢，由于提高被覆層的密接性而優選。

此外，在所述被覆層的表面，通過以納米壓痕法進行的硬定測定求得的彈性回復率為40～50％，出于提高被覆層的韌性強度，提高被覆工具的切削中的耐崩刃性、耐缺損性這一點而優選。

附圖說明

圖1表示作為本發明的表面被覆工具的恰當的例子的不重磨刀片形狀的切削工具的一例，(a)是概略立體圖，(b)是概略剖面圖。

圖2是表示作為本發明的表面被覆工具的另一恰當的例子的端銑刀(end?mill)形狀的切削工具的一例的概略側視圖。

圖3是在制造本發明的表面被覆工具時的被覆層的成膜工序中，電弧離子鍍成膜裝置的模式圖。