[發(fā)明專(zhuān)利]表面包覆切削工具

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380044540.3
• 申請(qǐng)日: 2013-08-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104582881B
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 龍岡翔;巖崎直之;山口健志;長(zhǎng)田晃
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 三菱綜合材料株式會(huì)社
• 主分類(lèi)號(hào): B23B27/14
• 分類(lèi)號(hào): B23B27/14;C23C16/36
• 代理公司: 北京德琦知識(shí)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)明涉及一種在伴隨合金鋼等的高熱發(fā)生并且沖擊性負(fù)荷作用于切削刃的高速斷續(xù)切削加工中，通過(guò)硬質(zhì)包覆層具備優(yōu)異的耐崩刀性，從而在長(zhǎng)期使用中發(fā)揮優(yōu)異的切削性能的表面包覆切削工具(以下稱(chēng)為包覆工具)。

本申請(qǐng)基于2012年8月28日在日本申請(qǐng)的日本專(zhuān)利申請(qǐng)2012-187543號(hào)、及2013年8月27日申請(qǐng)的日本專(zhuān)利申請(qǐng)2013-175238主張優(yōu)先權(quán)，并將其內(nèi)容援用于此。

背景技術(shù)

以往，已知有如下包覆工具：通常在由碳化鎢(以下用WC表示)基硬質(zhì)合金、碳氮化鈦(以下用TiCN表示)基金屬陶瓷或立方晶氮化硼(以下用cBN表示)基超高壓燒結(jié)體構(gòu)成的基體(以下，將這些統(tǒng)稱(chēng)為基體)的表面，通過(guò)物理蒸鍍法包覆形成Ti-Al系的復(fù)合氮化物層來(lái)作為硬質(zhì)包覆層，并且已知它們發(fā)揮優(yōu)異的耐磨性。

但是，上述以往的包覆形成有Ti-Al系的復(fù)合氮化物層的包覆工具雖然耐磨性比較優(yōu)異，但當(dāng)在高速斷續(xù)切削條件下使用時(shí)，容易發(fā)生崩刀等異常磨損，因此對(duì)硬質(zhì)包覆層的改善提出了各種方案。

例如，專(zhuān)利文獻(xiàn)1中提出有如下內(nèi)容：當(dāng)在基體的表面通過(guò)物理蒸鍍法蒸鍍形成由Ti和Al的復(fù)合氮化物構(gòu)成的硬質(zhì)包覆層，所述復(fù)合氮化物中，以組成式：(Ti_1-XAl_X)N表示時(shí)，滿(mǎn)足0.35≤X≤0.60(其中，X為原子比)，并且，將硬質(zhì)包覆層構(gòu)成為由上述(Ti，Al)N層的粒狀晶組織構(gòu)成的薄層A和由柱狀晶組織構(gòu)成的薄層B的交替層疊結(jié)構(gòu)，薄層A及薄層B分別具有0.05～2μm的層厚，另外，所述粒狀晶的晶體粒徑為30nm以下且所述柱狀晶的晶體粒徑為50～500nm，由此在高硬度鋼的高速斷續(xù)切削加工中，硬質(zhì)包覆層發(fā)揮優(yōu)異的耐崩刀性、耐缺損性、耐剝離性。

但是，該包覆工具由于通過(guò)物理蒸鍍法蒸鍍形成硬質(zhì)包覆層，因此無(wú)法將Al的含有比例X設(shè)為0.6以上，切削性能有待進(jìn)一步提高。

由這種觀(guān)點(diǎn)還提出通過(guò)化學(xué)蒸鍍法形成硬質(zhì)包覆層，從而將Al的含有比例X提高至0.9左右的技術(shù)。

例如，專(zhuān)利文獻(xiàn)2中記載有如下內(nèi)容：在TiCl₄、AlCl₃、NH₃的混合反應(yīng)氣體中，在650～900℃的溫度范圍中進(jìn)行化學(xué)蒸鍍，從而能夠蒸鍍形成Al的含有比例X的值為0.65～0.95的(Ti_1-XAl_X)N層，但該文獻(xiàn)中，以通過(guò)在該(Ti_1-XAl_X)N層之上進(jìn)一步包覆Al₂O₃層來(lái)提高絕熱效果為目的，因此未公開(kāi)通過(guò)形成將X的值提高至0.65～0.95的(Ti_1-XAl_X)N層，對(duì)切削性能有何影響。

并且，例如專(zhuān)利文獻(xiàn)3中提出有如下內(nèi)容：將TiCN層、Al₂O₃層作為內(nèi)層，在其上通過(guò)化學(xué)蒸鍍法包覆包含立方晶結(jié)構(gòu)或六方晶結(jié)構(gòu)的立方晶結(jié)構(gòu)的(Ti_1-XAl_X)N層(其中，X為0.65～0.9)來(lái)作為外層，并且通過(guò)對(duì)該外層賦予100～1100MPa的壓縮應(yīng)力來(lái)改善包覆工具的耐熱性和疲勞強(qiáng)度。

專(zhuān)利文獻(xiàn)1：日本專(zhuān)利公開(kāi)2011-224715號(hào)公報(bào)(A)

專(zhuān)利文獻(xiàn)2：日本專(zhuān)利公表2011-516722號(hào)公報(bào)(A)

專(zhuān)利文獻(xiàn)3：日本專(zhuān)利公表2011-513594號(hào)公報(bào)(A)

近年來(lái)，對(duì)切削加工中的節(jié)省勞力化及節(jié)能化的要求強(qiáng)烈，隨之，切削加工有進(jìn)一步高速化、高效率化的趨勢(shì)，對(duì)包覆工具要求進(jìn)一步的耐崩刀性、耐缺損性、耐剝離性等耐異常損傷性，并且要求在長(zhǎng)期使用中發(fā)揮優(yōu)異的耐磨性。

但是，上述專(zhuān)利文獻(xiàn)1中記載的包覆工具中，通過(guò)物理蒸鍍法蒸鍍形成由(Ti_1-XAl_X)N層構(gòu)成的硬質(zhì)包覆層，無(wú)法提高硬質(zhì)包覆層中的Al含量X，因此當(dāng)例如供合金鋼的高速斷續(xù)切削時(shí)，不能說(shuō)耐磨性、耐崩刀性充分。

另一方面，關(guān)于通過(guò)上述專(zhuān)利文獻(xiàn)2中記載的化學(xué)蒸鍍法蒸鍍形成的(Ti_1-XAl_X)N層，能夠提高Al含量X，并且能夠形成立方晶結(jié)構(gòu)，因此可以得到具有規(guī)定硬度且耐磨性?xún)?yōu)異的硬質(zhì)包覆層，但與基體的粘附強(qiáng)度不充分，并且韌性較差。