[發明專利]表面包覆切削工具

有效

• 申請號: 201580058167.6
• 申請日: 2015-11-12
• 公開（公告）號: CN107107203B
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 淺沼英利
• 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;B23B51/00;B23C5/16;C23C14/06
• 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

本發明提供一種在伴有高熱發生的高速切削條件下切削碳鋼、合金鋼、高硬度鋼等的情況下也發揮優異的耐磨性的包覆工具。一種表面包覆切削工具，在由WC基硬質合金、TiCN基金屬陶瓷構成的工具基體的表面蒸鍍形成總層厚0.5～10μm的硬質包覆層而成，其中，硬質包覆層由A層與B層的交替層疊結構構成，A層以組成式：(Al_aTi_1?a)N表示的情況下，滿足0.50≤a＜0.75，其中，a為原子比，B層以組成式：(Al_bTi_1?b)N表示的情況下，滿足0.75≤b≤0.95，其中，b為原子比，將A層的每一層的層厚設為x(nm)，將B層的每一層的層厚設為y(nm)時，滿足5y≥x≥3y且250(nm)≥x+y≥100(nm)。

技術領域

本發明涉及一種表面包覆切削工具(以下稱為包覆工具)，更詳細而言，涉及一種例如在碳鋼、合金鋼、高硬度鋼等的伴有高熱發生的高速切削加工中，硬質包覆層發揮優異耐磨性的包覆工具。

背景技術

通常，包覆工具中，有各種鋼或高硬度鋼等工件材料的車削加工或平面銑削加工中裝卸自如地安裝于車刀的前端部而使用的刀片、用于工件材料的鉆孔切削加工等的鉆頭或小型鉆頭、還有用于工件材料的端面切削或槽加工、臺階加工等的實心型立銑刀等，并且已知有裝卸自如地安裝刀片而進行與實心型立銑刀相同的切削加工的刀片式立銑刀工具等。

而且，從耐磨性優異的觀點考慮，一直以來已知有，通過作為物理蒸鍍的一種的電弧離子鍍法，在由碳化鎢基硬質合金、碳氮化鈦基金屬陶瓷等構成的工具基體的表面，作為硬質包覆層而包覆形成有Al與Ti的復合氮化物(以下，以(Al，Ti)N表示)的包覆工具。

例如，專利文獻1中提出有一種切削工具，其在基體的表面形成交替重復層疊由Ti_xAl_1-xN以及Ti_yAl_1-yN(0≤x＜0.5、0.5＜y≤1)構成的兩種化合物(A、B)，將其重復層疊周期λ設為0.5nm～20nm，通過形成將整體膜厚設為0.5μm～10μm的富含鋁的超薄膜層疊包覆，實現高硬度與耐氧化性的兼顧，實現工具的磨損壽命的壽命延長化。

并且，專利文獻2中提出有，通過在切削工具基體的表面經由晶體成長層物理蒸鍍耐氧化性包覆層來提高耐磨性，所述晶體成長層具有0.05～1μm的平均層厚，且滿足組成式：(Al_1-xTi_x)N(其中，以原子比計，x表示0.40～0.65)，并且由具有立方晶的晶體結構的Al與Ti的復合氮化物層構成，所述耐氧化性包覆層具有2～15μm的平均層厚，且滿足組成式：(Al_1-yTi_y)N(其中，以原子比計，y表示0.05～0.25)，并且由具有相同立方晶的晶體結構的Al基復合氮化物層構成。

而且，專利文獻3中提出有，一種在工具基體表面包覆形成由(Al，Ti)N層構成的硬質包覆層的包覆工具中，Al最高含有點(Ti最低含有點)與Al最低含有點(Ti最高含有點)沿厚度方向以規定間隔交替重復存在，并且具有從所述Al最高含有點到所述Al最低含有點、從所述Al最低含有點到所述Al最高含有點的Al(Ti)含有量連續變化的成分濃度分布結構，而且上述Al最高含有點滿足組成式：(Al_xTi_1-x)N(其中，以原子比計，x表示0.70～0.95)，上述Al最低含有點滿足組成式：(Al_yTi_1-y)N(其中，以原子比計，y表示0.40～0.65)，且相鄰的上述Al最高含有點與Al最低含有點的間隔為0.01～0.1μm，以1～15μm的整體平均層厚形成(Al，Ti)N層，由此提高硬質包覆層的耐磨性。