[發(fā)明專利]耐異常損傷性和耐磨損性優(yōu)異的表面包覆切削工具

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510088714.7
• 申請(qǐng)日: 2015-02-26
• 公開（公告）號(hào): CN104858458B
• 公開（公告）日: 2018-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 佐藤峻;仙北屋和明;高橋正訓(xùn)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 三菱綜合材料株式會(huì)社
• 主分類號(hào): B23B27/14
• 分類號(hào): B23B27/14;C04B35/5831;C04B41/89
• 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

本發(fā)明提供即使在用于要求高負(fù)荷切削條件的高硬度鋼的高速切削加工時(shí)也難以產(chǎn)生崩刀、缺損和剝離，長期發(fā)揮優(yōu)異的耐磨損性的表面包覆切削工具。表面包覆切削工具，在由cBN燒結(jié)體構(gòu)成的工具基體上包覆有平均總層厚為1.5～4.0μm的下部層A和上部層B，下部層A由Ti_1?aAl_aN(以原子比計(jì)為0.3≤a≤0.7)構(gòu)成，上部層B由Ti_1?x?yAl_xSi_yN(以原子比計(jì)為0.3≤x≤0.7、0.01≤y≤0.1)構(gòu)成，將表面包覆切削工具的后刀面的下部層A的殘余應(yīng)力設(shè)為σ_A(GPa)且將硬質(zhì)包覆層整體的總殘余應(yīng)力設(shè)為σ_T(GPa)時(shí)，均滿足σ_A＜σ_T、?7.0≤σ_A≤?1.0、?4.0≤σ_T≤?0.5、|σ_A?σ_T|＜4.0，進(jìn)一步優(yōu)選的是，將下部層A的平均層厚設(shè)為t_A且將上部層B的平均層厚設(shè)為t_B時(shí)，滿足4≤t_B/t_A≤9，下部層A的晶粒的平均粒徑為0.1μm以下。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種表面包覆切削工具(以下，稱為包覆工具)，該表面包覆切削工具由于硬質(zhì)包覆層具備優(yōu)異的耐異常損傷性和耐磨損性，從而即使在用于淬火鋼等高硬度鋼的高速切削加工時(shí)也難以產(chǎn)生崩刀、缺損，長期示出優(yōu)異的切削性能。

背景技術(shù)

一般而言，包覆工具有：在各種鋼或鑄鐵等工件的旋削加工或平削加工中裝卸自如地安裝于車刀的前端部而使用的刀片；用于工件的開孔切削加工等中的鉆頭或微型鉆；以及用于工件的面削加工、溝槽加工或臺(tái)階加工等中的整體式立銑刀等，并且，已知有裝卸自如地安裝刀片并與整體式立銑刀同樣地進(jìn)行切削加工的刀片式立銑刀等。

本發(fā)明涉及一種以立方晶氮化硼(以下，用cBN表示)為主成分且將其在超高壓、高溫下燒結(jié)成型而形成的cBN燒結(jié)體切削工具，特別涉及一種即使在由合金鋼、軸承鋼等的淬火鋼構(gòu)成的高硬度鋼的高速連續(xù)切削加工、高速斷續(xù)切削加工中也能夠抑制崩刀和缺損的產(chǎn)生，并且在長期使用中可維持優(yōu)異的切削性能的cBN燒結(jié)體切削工具。

以往，作為高硬度鋼的切削工具，已知有以cBN燒結(jié)體為工具基體的cBN燒結(jié)體切削工具等，以提高工具壽命為目的而提出了各種方案。

例如，在專利文獻(xiàn)1中提出了一種包覆工具，該包覆工具在硬質(zhì)合金、金屬陶瓷、cBN燒結(jié)體等的工具基體上形成有被膜的包覆工具中，在被膜的厚度方向形成壓縮應(yīng)力的強(qiáng)度分布，該強(qiáng)度分布在上述被膜的表面形成最小的壓縮應(yīng)力的同時(shí)使壓縮應(yīng)力從上述被膜的表面至位于上述被膜的表面與上述被膜的底面之間的中間點(diǎn)連續(xù)地增加，在中間點(diǎn)形成極大點(diǎn)，使壓縮應(yīng)力從中間點(diǎn)至上述被膜的底面為規(guī)定的值，從而兼顧切削工具的韌性與耐磨損性，尤其提高耐崩刀性。

另外，在專利文獻(xiàn)2中提出了一種包覆工具，該包覆工具在由cBN燒結(jié)體構(gòu)成的工具基體表面蒸鍍形成有硬質(zhì)包覆層，工具基體與硬質(zhì)包覆層的界面的工具基體和硬質(zhì)包覆層的殘余應(yīng)力值分別為-2GPa以下的殘余應(yīng)力，且兩者的殘余應(yīng)力之差為0.5GPa以下，優(yōu)選地，控制硬質(zhì)包覆層的殘余應(yīng)力差以使硬質(zhì)包覆層中的殘余應(yīng)力的值形成趨向硬質(zhì)包覆層的表面絕對(duì)值逐漸減小的殘余應(yīng)力分布，從而即使長時(shí)間進(jìn)行斷續(xù)切削時(shí)也發(fā)揮優(yōu)異的耐崩刀性。

專利文獻(xiàn)1：日本專利公開2006-35345號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本專利公開2011-83865號(hào)公報(bào)

上述專利文獻(xiàn)1中記載的現(xiàn)有包覆工具雖然在碳鋼的連續(xù)切削、斷續(xù)切削中發(fā)揮優(yōu)異的耐缺損性和耐磨損性，但還說不上在用于高硬度鋼的高速切削加工時(shí)耐缺損性和耐磨損性均為充分。

另外，在上述專利文獻(xiàn)2中記載的現(xiàn)有包覆工具中，雖然在軸承鋼、鉻鋼的高速斷續(xù)切削加工中示出優(yōu)異的耐缺損性，但關(guān)于耐磨損性仍說不上充分。