[發明專利]提高了刀尖強度的金剛石包覆硬質合金制切削工具

有效

• 申請號: 201410057543.7
• 申請日: 2014-02-20
• 公開（公告）號: CN104002537B
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發明（設計）人: 高岡秀充;高島英彰;大島秀夫
• 申請（專利權）人: 三菱綜合材料株式會社
• 主分類號: B32B33/00
• 分類號: B32B33/00;B23B51/00
• 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

本發明涉及一種通過在碳纖維增強復合材料(CFRP：Carbon Fiber Reinforced Polymer)等難切削材料的高速切削加工中具備優異的韌性及強度，從而使刀尖發揮優異的耐缺損性的金剛石包覆碳化鎢基硬質合金制切削工具。

背景技術

以往，在由碳化鎢基（WC基）硬質合金（以下僅稱為“硬質合金”）構成的基體中已知有包覆有金剛石膜的金剛石包覆硬質合金制切削工具，但在現有的金剛石包覆硬質合金制切削工具中，由于硬質合金基體和金剛石膜的粘附性不充分，因此為了改善這一點提出了在硬質合金基體上形成金剛石膜時，在去除阻礙金剛石的形成的鈷的基體上進行成膜等各種方案。

例如，如專利文獻1所示，提出有在金剛石包覆硬質合金制切削工具中，將從該硬質合金的表面至100μm為止之間的結合相與該硬質合金內部的結合相進行比較而使其減少，另一方面，使存在于從硬質合金表面至5～100μm之間的結合相富集層的結合相的量相對于合金內部的結合相的量富化至1.2～5倍的方案，由此，使金剛石膜與硬質合金基體的粘附性得到改善的方案。

并且，如專利文獻2所示，提出有在金剛石包覆硬質合金制切削工具中，通過熱處理，使從硬質合金的表面朝向其內部至少1μm（優選3～100μm、尤其優選10～50μm）的表面層的平均結合相的量比該合金內部的平均結合相的量減少，將該表面層的結合相的量設為在該合金的表面最小，并且使該表面層的結合相的量朝向該合金的內部遞增而使其達到內部的平均結合相的量，由此實現改善金剛石膜與硬質合金的粘附性的方案。

另外，例如，如專利文獻3所示，提出有以金剛石包覆WC基硬質合金制工具基體時，將其表面在村上（Murakami）試劑中進行蝕刻，接著，通過在硫酸與過氧化氫的溶液中進行蝕刻來改善工具基體與金剛石膜的粘附性。

專利文獻1：日本專利第2539922號說明書

專利文獻2：日本專利公開平3-115571號公報

專利文獻3：日本專利第3504675號說明書

近幾年在切削工具的技術領域中對節省勞力化、節能化及進一步低成本化的要求強烈，隨此，切削加工存在日益高速化的趨勢，但將所述現有金剛石包覆合金制切削工具（以下僅稱為“金剛石包覆工具”）例如用于要求CFRP等難切削材料的鉆頭加工的各種銳利的刀尖的切削加工時，硬質合金制工具基體的韌性不夠充分，因此容易產生崩刀，存在提前達到壽命的情況。并且，對CFRP等難切削材料進行高速切削時，要求特別高的刀尖強度，但現有金剛石包覆工具，刀尖強度不夠充分，并且容易產生金剛石膜的剝離，因此經長期使用無法發揮令人滿意的耐崩刀性及耐磨損性，其結果，大多在較短時間內達到使用壽命。

本發明人等對于如上述的金剛石包覆工具的課題進行深入研究的結果，發現在金剛石包覆工具中，為了如上述提高金剛石膜與工具基體的粘附性，會進行去除存在于工具基體的最表面的金屬結合相中的鈷的處理，但其結果，導致刀尖的韌性的降低，成為刀尖強度下降的原因。

發明內容

因此，本發明要解決的技術性課題，即本發明的目的在于提供一種在金剛石包覆工具中，提高金剛石膜與工具基體的粘附性的同時提高刀尖的韌性，由此提高刀尖強度、耐崩刀性及耐磨損性的金剛石包覆工具。

因此，本發明人等為提供例如如CFRP的高速鉆孔加工和高速切削這種即使在高負荷作用于切削刃的切削條件中使用時，刀尖附近（從刀尖前端最大不超過100μm的區域）也具備優異的韌性，并且經長期使用發揮優異的耐磨損性的金剛石包覆工具而反復進行深入研究的結果得到了如下見解。