[發明專利]表面包覆切削工具

無效

• 申請號: 201110375789.5
• 申請日: 2011-11-23
• 公開（公告）號: CN102528105A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 柿沼宏彰;田中裕介
• 申請（專利權）人: 三菱綜合材料株式會社
• 主分類號: B23B27/14
• 分類號: B23B27/14;B23C5/10;B23B51/02
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 陳萬青;王珍仙

技術領域

本發明涉及一種表面包覆切削工具(以下，稱為包覆工具)，其硬質包覆層由具有優異的耐熔敷性和優異的粘附力的表面層構成，因此尤其在更容易產生剝離或崩刀的高速高進給切削條件下進行各種Ni類合金或Ti類合金等硬質難切削材的切削加工時，也抑制因發生熔敷而產生的硬質包覆層的剝離，經長期使用而發揮優異的耐剝離性和耐崩刀性。

背景技術

包覆工具一般有：在各種鋼或鑄鐵等的工件的車削加工或平面銑削加工中裝卸自如地安裝于車刀的前端部上而使用的可轉位刀片、使用于所述工件的鉆孔切削加工等的鉆頭或小型鉆頭以及使用于所述工件的面削加工或槽加工、臺階加工等的實心式立銑刀等，并且，已知有裝卸自如地安裝所述可轉位刀片且與所述實心式立銑刀相同地進行切削加工的可轉位立銑刀工具等。

并且，作為包覆工具，已知有在由碳化鎢(以下，用WC表示)基硬質合金或碳氮化鈦(以下，用TiCN表示)基金屬陶瓷構成的工具基體的表面形成由以下(a)～(c)構成的硬質包覆層的包覆工具(以下，稱為以往包覆工具)，

(a)由具有0.8～5μm的平均層厚且滿足結構式：(Ti_1-XAl_X)N(其中以原子比計，X表示0.40～0.75)的(Ti，Al)N層構成的下部層、

(b)由具有0.1～0.5μm的平均層厚的CrN(氮化鉻)層構成的粘附接合層、

(c)由具有0.8～5μm的平均層厚的CrB₂(硼化鉻)層構成的上部層，并且，已知有當在伴有高熱發生的高速切削條件下進行Ti類合金或含高Si的Al-Si類合金等硬質難切削材的切削加工時，該以往包覆工具也經長期使用而發揮優異的耐磨性。

另外還已知有，所述以往包覆工具通過如下制造：在并設電弧離子鍍裝置和直流濺射裝置的物理蒸鍍裝置內裝入上述工具基體，首先，在由加熱器加熱裝置內的狀態下，在裝置內導入氮氣體作為反應氣體，在電弧離子鍍裝置的陽極電極與設置具有規定組成的Ti-Al合金的陰極電極(蒸發源)之間發生電弧放電，從而成膜由所述(a)的(Ti，Al)N層構成的下部層，接著，使直流濺射裝置的裝置內氣氛成為氮氣氛的狀態下開始作為陰極電極(蒸發源)配置的金屬Cr的濺射，由此成膜CrN層作為所述(b)的粘附接合層，接著，將裝置內的氣氛設為Ar氣氛以規定時間進行CrB₂燒結體的濺射，由此重疊于所述CrN層上而成膜由所述(c)的CrB₂層構成的上部層。

并且，作為成膜硬質包覆層的手段，不僅有利用電弧離子鍍和直流濺射的成膜，而且還提出有利用高輸出脈沖濺射的成膜，例如，如專利文獻2、3所示，還已知有通過在脈沖瞬間外加電力設為200W/cm²以上、脈沖的一個波長長度設為100μsec以下的條件下進行高輸出脈沖濺射，從而能夠以高成膜速度成膜(Al，M)₂O₃(其中，M為Mg、Zn、Mn、Fe等)或α-Al₂O₃。

專利文獻1：日本專利公開2006-159340號公報

專利文獻2：國際公開第2008/148673號

專利文獻3：國際公開第2009/010330號

近年來的切削加工裝置的高性能化及自動化顯著，另一方面對切削加工的節省勞力化及節能化以及低成本化要求強烈，伴隨此，有切削加工高速化并且強烈要求不限定于工件的種類的具有通用性的包覆工具的傾向，但是所述以往包覆工具中，現狀如下：當在伴有高熱發生的高速切削條件下進行Ti類合金或含高Si的Al-Si類合金等硬質難切削材的切削加工時，發揮優異的耐磨性，但是當在高速高進給切削條件下進行各種Ni類合金或Ti類合金等硬質難切削材的切削加工時，由于因切削時發生的極高的發熱而容易發生熔敷，因此引起硬質包覆層的剝離，在比較短時間內達到使用壽命。

因此，本發明人等從如前述的觀點考慮，為了開發在所述硬質難切削材的高速高進給切削加工中硬質層發揮優異的耐熔敷性和耐剝離性的包覆工具，進行深入研究的結果，得到了如下見解。