[發明專利]表面包覆切削工具

有效

• 申請號: 201480010228.7
• 申請日: 2014-02-26
• 公開（公告）號: CN105026082B
• 公開（公告）日: 2017-04-05
• 發明（設計）人: 奧出正樹;山口健志;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
• 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

本發明涉及一種硬質包覆層在高速斷續重切削加工中發揮優異的耐剝離性及耐崩刀性的表面包覆切削工具。具體而言，本發明涉及一種即使在高速且斷續性、沖擊性高負載作用于刀刃的高速斷續重切削條件下進行各種鋼及鑄鐵等的切削加工，硬質包覆層發揮優異的耐剝離性及耐崩刀性，而且長期表現優異的耐磨性的表面包覆切削工具(以下，稱為包覆工具)。

本申請基于2013年2月26日于日本申請的專利申請2013-35566號及2014年2月24日于日本申請的專利申請2014-32483號主張優先權，并將其內容援用于本說明書中。

背景技術

以往，已知有如下包覆工具：一般在由碳化鎢(以下，以WC表示)基硬質合金或碳氮化鈦(以下，以TiCN表示)基金屬陶瓷構成的基體(以下，將這些統稱為工具基體)表面，蒸鍍形成由以下(a)及(b)構成的硬質包覆層而成，

(a)下部層，是由Ti的碳化物(以下，以TiC表示)層、氮化物(以下，同樣以TiN表示)層、碳氮化物(以下，以TiCN表示)層、碳氧化物(以下，以TiCO表示)層以及碳氮氧化物(以下，以TiCNO表示)層中的一層或兩層以上構成的Ti化合物層；

(b)上部層，是在化學蒸鍍的狀態下具有α型晶體結構的氧化鋁層(以下，以Al₂O₃層表示)。

但是，上述以往的包覆工具，例如雖然在各種鋼及鑄鐵等的連續切削或斷續切削中發揮優異的耐磨性，但將其用在高速斷續切削時，存在包覆層容易發生剝離或崩刀，工具壽命變短的問題。

在此，為了抑制包覆層的剝離及崩刀，提出有一種改善上部層的各種包覆工具。

例如，專利文獻1中提出有如下包覆工具，并且可知根據該包覆工具，能夠改善高速斷續切削加工中的耐崩刀性：一種包覆工具，其在工具基體表面，蒸鍍形成由以下(a)及(b)構成的硬質包覆層而成，

(a)下部層，是由TiC層、TiN層、TiCN層、TiCO層及TiCNO層中的一層或兩層以上構成，且具有3至20μm的整體平均層厚的Ti化合物層；

(b)上部層，是具有1至15μm的平均層厚，及在化學蒸鍍的狀態下具有α型晶體結構，并且，滿足組成式：(Al_1－XZr_X)₂O₃(其中，以原子比計，X：0.003至0.05)的同時，使用場發射掃描電子顯微鏡，對存在于表面研磨面的測定范圍內的具有六方晶格的每個晶粒照射電子束，測定相對于所述表面研磨面的法線，所述晶粒晶面(0001)面及(10-10)面的法線所成的傾角，在此情況下，所述晶粒具有由Al、Zr及氧構成的構成原子分別存在于晶格點上的剛玉型六方最密堆積的晶體結構，其結果根據得到的測定傾角，在相鄰晶粒界面中，算出每個所述構成原子在所述晶粒相互之間共有一個構成原子的晶格點(構成原子共有晶格點)的分布，將在所述構成原子共有晶格點之間不共有構成原子的晶格點存在N個(其中，N在剛玉型六方最密堆積的晶體結構上為2以上的偶數，但從分布頻率這一點將N的上限設為28時，不存在4、8、14、24及26)的構成原子共有晶格點形態以ΣN+1來表現時，在表示各個ΣN+1在整個ΣN+1中所占分布比例的構成原子共有晶格點分布圖表中，Σ3中存在最高峰值，且表示所述Σ3在整個ΣN+1中所占分布比例為60至80％的構成原子共有晶格點分布圖表的改質Al-Zr復合氧化物層。

另外，例如，專利文獻2中提出有如下包覆工具，并且可知根據該包覆工具，能夠改善高速斷續切削加工中的耐崩刀性：一種包覆工具，其在工具基體的表面蒸鍍形成由下述(a)至(c)構成的硬質包覆層，

(a)下部層，是由TiC層、TiN層、TiCN層、TiCO層及TiCNO層中的一層或兩層以上構成，且具有3至20μm的整體平均層厚的Ti化合物層；

(b)中間層，是具有1至5μm的平均層厚，且在化學蒸鍍的狀態下具有α型晶體結構的Al₂O₃層；

(c)上部層，是具有2至15μm的平均層厚，且在化學蒸鍍的狀態下具有α型晶體結構的含Zr的Al₂O₃層，其中，