[發明專利]表面包覆切削工具

在審

• 申請號: 201510044883.0
• 申請日: 2015-01-29
• 公開（公告）號: CN104801941A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 佐藤賢一;龍岡翔;山口健志
• 申請（專利權）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

本發明涉及一種在不銹鋼等的伴有高熱產生并且沖擊性負荷作用于切削刃的高速斷續切削加工等中，硬質包覆層發揮優異的耐崩刀性的表面包覆切削工具(以下，稱為包覆工具)。

背景技術

以往，已知有如下包覆工具，其通常在由碳化鎢(以下，以WC表示)基硬質合金、碳氮化鈦(以下，以TiCN表示)基金屬陶瓷或立方晶氮化硼(以下，以cBN表示)基超高壓燒結體構成的基體(以下，將這些統稱為基體)的表面，通過物理蒸鍍法包覆形成Ti-Al系的復合氮化物層作為硬質包覆層。已知這種包覆工具發揮優異的耐磨性，用于加工中心或復合加工機等各種用途。

然而，以往的包覆形成有Ti-Al系的復合氮化物層的包覆工具的耐磨性比較優異，但是在高速斷續切削條件下使用時易產生崩刀等異常損耗，因此提出有針對硬質包覆層的改善的各種建議。

例如，專利文獻1中公開有一種通過在基體表面蒸鍍形成由改性(Al、Ti)N層構成的硬質包覆層，從而獲得硬質包覆層在高速重切削加工中發揮優異的耐缺損性的包覆工具，所述改性(Al、Ti)N層由滿足組成式(Al_1-XTi_X)N(其中，X以原子比計為0.40～0.60)的Al與Ti的復合氮化物層構成，且對所述復合氮化物層進行基于電子背散射衍射裝置的結晶方位分析時示出如下晶體排列。即，在從表面研磨面的法線方向0～15度的范圍內具有結晶方位{111}的晶粒的面積比例為50％以上，并且測定相鄰的晶粒彼此所呈的角時，示出如小角晶界(0＜θ≤15°)的比例為50％以上。

并且，專利文獻2中公開有如下包覆工具：在包覆有Ti及Al的復合氮化物、碳氮化物、碳化物的立銑刀中，將硬質包覆層的X線衍射中的{111}面的衍射強度設為I(111)，并將{200}面的衍射強度設為I(200)時，使I(200)/I(111)的值成為2.0以下，由此在超過洛氏硬度50(C標度)的高硬度鋼的切削加工中，改善硬質包覆層的粘附性及耐磨性。

然而，上述的專利文獻1、2中公開的包覆工具通過物理蒸鍍法成膜了硬質包覆層，因此無法使Al的含有比例X成為0.6以上，希望進一步提高切削性能。

從這種觀點出發，還提出有通過以化學蒸鍍法形成硬質包覆層來將Al的含有比例X提高至0.9左右的技術。

例如，專利文獻3中記載有如下內容：在TiCl₄、AlCl₃、NH₃的混合反應氣體中，在650～900℃的溫度范圍內進行化學蒸鍍，由此能夠成膜Al的含有比例X的值為0.65～0.95的(Ti_1-XAl_X)N層，但是該文獻中，通過將在該(Ti_1-XAl_X)N層上進一步包覆Al₂O₃層來提高絕熱效果為目的，因此并沒有闡明通過形成將X的值提高至0.65～0.95的(Ti_1-XAl_X)N層，會對切削性能是否有什么樣的影響。

而且，專利文獻4中公開有利用化學蒸鍍法形成如下硬質包覆層的包覆工具具有優異的耐熱性及循環疲勞強度，所述硬質包覆層中，作為上部層，由Ti_1-XAl_XN、Ti_1-XAl_XC和/或Ti_1-XAl_XCN構成，0.65≤x≤0.9，優選為0.7≤x≤0.9，該上部層具有100～1100MPa之間的壓縮應力，優選具有400～800MPa之間的壓縮應力，TiCN層或Al₂O₃層配置于所述上部層之下。

專利文獻1：日本專利公開2008-264890號公報

專利文獻2：日本專利公開平9-291353號公報

專利文獻3：日本專利公表2011-516722號公報

專利文獻4：日本專利公表2011-513594號公報

近年來的切削加工中的省力化及節能化要求強烈，隨此，切削加工有進一步高速化、高效化的趨勢，對包覆工具要求進一步的耐崩刀性、耐缺損性、耐剝離性等耐異常損傷性，并且要求在長期使用中發揮優異的耐磨性。