[發(fā)明專利]表面包覆切削工具

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510044883.0
• 申請日: 2015-01-29
• 公開（公告）號: CN104801941A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 佐藤賢一;龍岡翔;山口健志
• 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;C23C16/30
• 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

1.一種表面包覆切削工具，其在由碳化鎢基硬質(zhì)合金、碳氮化鈦基金屬陶瓷或立方晶氮化硼基超高壓燒結(jié)體中的任一種構(gòu)成的工具基體的表面設(shè)置有硬質(zhì)包覆層，其特征在于，

所述硬質(zhì)包覆層至少包含通過化學(xué)蒸鍍法成膜的平均層厚為1～20μm的Ti及Al的復(fù)合氮化物或復(fù)合碳氮化物的層，當(dāng)以組成式：(Ti_1-XAl_X)(C_YN_1-Y)表示時，Al在Ti及Al的總量中所占的平均含有比例X_avg及C在C與N的總量中所占的平均含有比例Y_avg分別滿足0.60≤X_avg≤0.95、0≤Y_avg≤0.005，其中，X_avg和Y_avg均為原子比，所述復(fù)合氮化物或復(fù)合碳氮化物的層至少包含具有NaCl型面心立方結(jié)構(gòu)的Ti及Al的復(fù)合氮化物或復(fù)合碳氮化物的相，

對于所述復(fù)合氮化物或復(fù)合碳氮化物的層，使用電子背散射衍射裝置，從上述Ti及Al的復(fù)合氮化物或復(fù)合碳氮化物的層的縱截面方向分析各個晶粒的結(jié)晶方位時，存在可觀測到立方晶晶格的電子背散射衍射圖像的立方晶晶相，使用電子背散射衍射裝置，從所述Ti及Al的復(fù)合氮化物或復(fù)合碳氮化物的層的縱截面方向分析復(fù)合氮化物或復(fù)合碳氮化物的層內(nèi)的具有立方晶結(jié)構(gòu)的各個晶粒的結(jié)晶方位時，測定所述晶粒的晶面、即{100}面的法線相對于工具基體表面的法線方向所呈的傾斜角，并將該傾斜角中相對于法線方向在0～45度的范圍內(nèi)的傾斜角按0.25度的間距進行分區(qū)，并總計存在于各分區(qū)內(nèi)的度數(shù)來求出傾斜角度數(shù)分布時，在0～12度的范圍內(nèi)的傾斜角分區(qū)中存在最高峰值，并且存在于所述0～12度的范圍內(nèi)的度數(shù)的總計示出所述傾斜角度數(shù)分布中的所有度數(shù)的45％以上的比例，

并且，從所述復(fù)合氮化物或復(fù)合碳氮化物的層的表面?zhèn)纫話呙桦娮语@微鏡觀察該層的組織時，所述復(fù)合氮化物或復(fù)合碳氮化物的層內(nèi)的具有立方晶結(jié)構(gòu)的各個晶粒在與層厚方向垂直的面內(nèi)具備多角形狀的刻面，該多角形狀不具有小于90度的角度，該刻面形成于所述晶粒的以{100}表示的等價晶面中的一個，該刻面在與所述層厚方向垂直的面內(nèi)占整體的50％以上的面積比例。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面包覆切削工具，其特征在于，

所述復(fù)合氮化物或復(fù)合碳氮化物的層由具有NaCl型面心立方結(jié)構(gòu)的Ti及Al的復(fù)合氮化物或復(fù)合碳氮化物的單相構(gòu)成。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面包覆切削工具，其特征在于，

所述復(fù)合氮化物或復(fù)合碳氮化物的層由共存有兩種以上的多個相的混合相構(gòu)成，該混合相至少包含具有NaCl型面心立方結(jié)構(gòu)的Ti及Al的復(fù)合氮化物或復(fù)合碳氮化物的相，共存于混合相的其他各相由如下化合物構(gòu)成，該化合物由選自Ti及Al中的至少一種元素及選自C與N中的至少一種元素構(gòu)成。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的表面包覆切削工具，其特征在于，

對于所述復(fù)合氮化物或復(fù)合碳氮化物的層，進行基于X射線衍射的晶體結(jié)構(gòu)分析時，可觀察到來源于立方晶結(jié)構(gòu)的峰及來源于六方晶的峰，基于立方晶結(jié)構(gòu)的{200}的峰值強度Ic{200}與基于六方晶結(jié)構(gòu)的{200}的峰值強度Ih{200}的峰值強度比Ic{200}/Ih{200}大于3.0。

5.根據(jù)權(quán)利要求1、3或4中任一項所述的表面包覆切削工具，其特征在于，

所述復(fù)合氮化物或復(fù)合碳氮化物的層由具有立方晶結(jié)構(gòu)的上部層及具有六方晶結(jié)構(gòu)的下部層構(gòu)成，所述下部層的平均層厚為0.3～1.0μm，晶粒的平均粒徑R為0.01～0.30μm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1～5中任一項所述的表面包覆切削工具，其特征在于，

在由所述碳化鎢基硬質(zhì)合金、碳氮化鈦基金屬陶瓷或立方晶氮化硼基超高壓燒結(jié)體中的任一種構(gòu)成的工具基體與所述Ti及Al的復(fù)合氮化物或復(fù)合碳氮化物的層之間，存在Ti化合物層，所述Ti化合物層由Ti的碳化物層、氮化物層、碳氮化物層、碳氧化物層及碳氮氧化物層中的一層或兩層以上構(gòu)成且具有0.1～20μm的總計平均層厚。

7.根據(jù)權(quán)利要求1～6中任一項所述的表面包覆切削工具，其特征在于，

在所述復(fù)合氮化物或復(fù)合碳氮化物的層的上部存在上部層，所述上部層至少包含具有1～25μm的平均層厚的氧化鋁層。

8.根據(jù)權(quán)利要求1～7中任一項所述的表面包覆切削工具，其特征在于，

所述復(fù)合氮化物或復(fù)合碳氮化物的層通過至少含有三甲基鋁作為反應(yīng)氣體成分的化學(xué)蒸鍍法成膜。