[發(fā)明專利]立方晶氮化硼基超高壓燒結(jié)材料制表面包覆切削工具

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310703749.8
• 申請日: 2013-12-19
• 公開（公告）號: CN103878555B
• 公開（公告）日: 2017-09-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 仙北屋和明;田中裕介
• 申請（專利權(quán)）人: 三菱綜合材料株式會社
• 主分類號: B23P15/28
• 分類號: B23P15/28;C23C14/06
• 代理公司: 北京德琦知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11018
• 代理人: 康泉,王珍仙

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種立方晶氮化硼（以下，稱為cBN）基超高壓燒結(jié)材料制表面包覆切削工具（以下，稱為cBN包覆工具），該切削工具的硬質(zhì)包覆層在碳鋼、合金鋼等的切削加工中具備優(yōu)異的耐龜裂性，且在長期使用中發(fā)揮優(yōu)異的切削性能。

背景技術(shù)

通常，cBN包覆工具中已知有如下工具：在各種鋼和鑄鐵等工件的車削加工中裝卸自如地安裝在車刀前端部而使用的可轉(zhuǎn)位刀片；及裝卸自如地安裝所述可轉(zhuǎn)位刀片而與使用于端面切削加工或槽加工以及臺肩加工等的實(shí)心式立銑刀相同地進(jìn)行切削加工的可轉(zhuǎn)位立銑刀等。

并且，作為cBN包覆工具，已知有在由各種立方晶氮化硼基超高壓燒結(jié)材料（以下，稱為cBN基燒結(jié)材料）構(gòu)成的工具主體的表面蒸鍍形成TiN層、Ti和Al的復(fù)合氮化物（（Ti，Al）N）層等表面包覆層而成的cBN包覆工具，還已知這些工具用于例如各種鋼和鑄鐵等的切削加工。

并且，在cBN包覆工具中，為了實(shí)現(xiàn)耐缺損性等切削性能的改善提出有各種建議。

例如，專利文獻(xiàn)1中，以提供一種高溫時抗氧化性優(yōu)異，并且韌性優(yōu)異且具有不產(chǎn)生被膜的層間剝離的被膜的表面包覆切削工具為目的，提出有如下建議，即在工具基體表面包括通過CVD法形成的第1被膜和通過PVD法形成的第2被膜，且通過在第1被膜實(shí)施使用金屬陶瓷顆粒的噴砂處理（例如，壓力：0.01～0.5MPa、投射距離：0.5～200mm、細(xì)粉濃度：5～40vol%、粒徑：10～250μm）來賦予壓縮殘余應(yīng)力σ1，且對第2被膜賦予具有σ1＜σ2的關(guān)系的壓縮殘余應(yīng)力σ2。

例如，在專利文獻(xiàn)2中，為了對cBN包覆工具賦予優(yōu)異的耐崩刀性，提出有如下建議，即對工具基體進(jìn)行氧化鋁顆粒的噴砂處理（例如，壓力：0.06～0.12MPa、噴射時間：12～60sec）而將cBN包覆工具的工具基體與硬質(zhì)包覆層的界面的工具基體及硬質(zhì)包覆層的殘余應(yīng)力值分別設(shè)為-2GPa以下的殘余應(yīng)力，并且將兩者的殘余應(yīng)力之差設(shè)為0.5GPa以下，另外，硬質(zhì)包覆層中的殘余應(yīng)力的值形成朝向硬質(zhì)包覆層的表面以絕對值逐漸變小的殘余應(yīng)力分布。

例如，專利文獻(xiàn)3中，為了提高cBN包覆工具的硬質(zhì)包覆層在高硬度剛的高速切削加工中的耐剝離性，提出有如下建議，即將cBN含量為50～85容量%的cBN基燒結(jié)材料作為工具基體，包覆形成由下部層與上部層構(gòu)成的硬質(zhì)包覆層，且下部層設(shè)為滿足組成式：（Ti_1-XAl_X）N（X以原子比計為0.30～0.60）的Ti和Al的復(fù)合氮化物層，另一方面，上部層由滿足組成式：（Ti_1-XAl_X）N的薄層A和Ti氮化物（TiN）層構(gòu)成的薄層B的交替層疊結(jié)構(gòu)構(gòu)成，并且，通過對皮膜表面實(shí)施噴砂處理（例如，壓力：0.1～0.15MPa、噴射時間：2～5sec、重復(fù)次數(shù)：5～10次、入射角：相對于前刀面40～50°、氧化鋁顆粒粒徑：220～1500號、漿料濃度：15～60wt%）而將表面粗糙度、殘余應(yīng)力及納米壓痕硬度設(shè)為預(yù)定的值。

另外，例如，專利文獻(xiàn)4中，為了維持在基材表面粘附形成TiAlN硬質(zhì)皮膜的表面包覆切削工具的耐缺損性，并且提高耐磨損性，提出有在表面包覆切削工具的切削刃粘附形成如下TiAlN硬質(zhì)皮膜的建議，即在X射線衍射圖案中歸屬于（200）面的峰值的峰值強(qiáng)度I（200）與歸屬于（111）面的峰值的峰值強(qiáng)度I（111）的比I（200）/I（111）＜2.0，并且，歸屬于所述（111）面的峰值的半峰寬B（111）為0.4°～0.6°。

專利文獻(xiàn)1：日本專利公開2006-192544號公報

專利文獻(xiàn)2：日本專利公開2011-83865號公報

專利文獻(xiàn)3：日本專利公開2012-96304號公報

專利文獻(xiàn)4：日本專利公開2006-281363號公報

近年來切削加工裝置的高性能化顯著，另一方面，對切削加工的節(jié)省勞力化及節(jié)能化以及低成本化的要求強(qiáng)烈，相應(yīng)地，將在更加嚴(yán)格的切削條件下進(jìn)行切削加工。

上述以往的包覆工具中，能夠?qū)崿F(xiàn)一定程度的耐崩刀性、耐缺損性及耐磨損性的改善，但現(xiàn)狀是當(dāng)將此使用于碳鋼、合金鋼等更加嚴(yán)格的切削加工中時，容易因龜裂的產(chǎn)生而產(chǎn)生崩刀、缺損，以此為因在比較短的時間內(nèi)達(dá)到使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容