[發明專利]硬質包覆層發揮優異的耐崩刀性的表面包覆切削工具

有效

• 申請號: 201210500718.8
• 申請日: 2012-11-29
• 公開（公告）號: CN103128327B
• 公開（公告）日: 2016-11-30
• 發明（設計）人: 奧出正樹;五十嵐誠;長田晃
• 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;C23C16/30
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 康泉;王珍仙

技術領域

該發明涉及一種伴有高熱產生，且沖擊性負荷作用于切削刃的高速斷續切削加工中，硬質包覆層發揮優異的耐崩刀性的表面包覆切削工具（以下稱為包覆工具）。

背景技術

以往，已知有通常在由碳化鎢（以下用WC表示）基硬質合金或碳氮化鈦（以下用TiCN表示）基金屬陶瓷構成的基體（以下將這些總稱為工具基體）的表面形成由下述（a）及（b）構成的硬質包覆層而成的包覆工具：

（a）下部層為Ti化合物層，其由均化學蒸鍍形成的Ti的碳化物（以下用TiC表示）層、氮化物（以下同樣用TiN表示）層、碳氮化物（以下用TiCN表示）層、碳氧化物（以下用TiCO表示）層及碳氮氧化物（以下用TiCNO表示）層中的2層以上構成，且具有3～20μm的合計平均層厚；及

（b）上部層為氧化鋁（以下用Al₂O₃表示）層，其化學蒸鍍形成，且具有1～25μm的平均層厚。

并且，上述以往的包覆工具耐磨性較為優異，但在高速斷續切削條件下使用時，容易產生崩刀等異常損傷，因此提出有關于硬質包覆層的結構的各種方案。

例如，如專利文獻1所示，提出有在工具基體表面包覆由Ti化合物層構成的下部層和由Al₂O₃層構成的上部層的包覆切削工具中，通過形成如下Al₂O₃層，改善耐崩刀性：對該Al₂O₃層，在測定角度45～90范圍內測定（0001）面的法線的傾斜角度數分布時，在83～89度范圍內的傾斜角劃分區域中存在最高峰值，并且顯示在83～90度范圍內存在的度數合計占度數整體的45～77%的比例的取向性。

并且，如專利文獻2所示，提出有在工具基體表面包覆由Ti化合物層構成的下部層和由Al₂O₃層構成的上部層的包覆切削工具，通過形成如下Al₂O₃層，改善高速重切削中的耐崩刀性：將Al₂O₃層設為由下位層和上位層構成的上下2層結構，利用場發射型掃描電子顯微鏡，對下位層在測定角度45～90度范圍內測定（0001）面的法線的傾斜角度數分布，并且對上位層在測定角度0～45度范圍內測定（0001）面的法線的傾斜角度數分布時，顯示上位層的在0～15度范圍內存在的度數合計占度數整體的50%以上的比例，并且下位層的在75～90度范圍內存在的度數合計占度數整體的50%以上的比例的取向性。

專利文獻1：日本專利4747387號說明書

專利文獻2：日本專利4747324號說明書

近年來的切削裝置的高性能化顯著，一方面對切削加工的節省勞力化及節能化甚至低成本化的要求強烈，隨此有切削加工漸漸高速化、高效率化的趨勢。并且，根據謀求工具壽命的延長壽命化的觀點，還要求硬質包覆層的厚膜化，但現狀為如下：例如，謀求硬質包覆層（例如，上部層的Al₂O₃層）的厚膜化時，在上述以往的包覆工具中，尤其將其用于苛刻的切削條件的高速斷續切削、即伴有高熱產生，并且以極短的間距反復且斷續性、沖擊性負荷作用于切削刃部的高速斷續切削中時，由于上部層的Al₂O₃層的高溫強度、韌性、粘附性不能說較充分，因此容易在切削刃部產生崩刀，因該原因，在較短的時間內達到使用壽命。

發明內容

因此，本發明人等從如上述的觀點出發，為了謀求提高包覆工具的硬質包覆層的耐崩刀性，著眼于構成上部層的Al₂O₃晶粒的結晶方位差，重復深入研究的結果，得到下述見解。