[發明專利]表面包覆切削工具

有效

• 申請號: 201780015339.0
• 申請日: 2017-03-29
• 公開（公告）號: CN108778584B
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 土橋正卓;宮下大;河田與志則;佐伯卓司;大森弘;原央;澀谷祥知;素花章
• 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;C23C16/32;C23C16/34;C23C16/36;C23C16/40
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 樸圣潔;王珍仙

本發明提供一種表面包覆切削工具，在碳鋼或合金鋼等的切削加工中，耐熔敷性及耐缺損性優異，尤其在斷續切削等中的耐崩刀性、耐缺損性也優異。一種表面包覆切削工具，在由WC基硬質合金或TiCN基金屬陶瓷構成的工具基體的表面形成有至少包括下部層和上部層的硬質包覆層，所述表面包覆切削工具的特征在于，(a)所述硬質包覆層的下部層由TiC層、TiN層、TiCN層、TiCO層及TiCNO層(以下，統稱為Ti化合物層)中的一層或兩層以上構成，在該下部層的表面形成有作為所述硬質包覆層的上部層的Al₂O₃層，(b)至少在所述表面包覆切削工具的前刀面的該上部層的最表面，以面積率30～70％形成氧化鋯層，所述前刀面中的Al₂O₃層具有10～200MPa的拉伸殘余應力，表面粗糙度Ra為0.25μm以下。

技術領域

本發明涉及一種表面包覆切削工具(以下，簡稱為“包覆工具”)，其中在碳鋼或合金鋼等的切削加工中，耐熔敷性及耐缺損性優異，尤其在斷續切削等中的耐崩刀性、耐缺損性也優異。

背景技術

以往，已知有一種包覆工具，其在由碳化鎢(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，稱為工具基體)的表面設置有硬質包覆層，該硬質包覆層將Ti化合物層作為下部層且將具有α型晶體結構的Al₂O₃層作為其上部層而構成，其中，Ti化合物層由Ti的碳化物(以下，以TiC表示)層、氮化物(以下，同樣地以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)層及碳氮氧化物(以下，以TiCNO表示)層中的一層或兩層以上構成。而且，為了提高形成有所述硬質包覆層的包覆工具的切削性能，從以往提出了各種方案。

例如，根據專利文獻1的方案可得到如下包覆工具，即在基材表面形成有由包含TiN、TiCN和/或TiAlCNO的硬質材料層構成的下部層和由具有特定的擇優取向組織的α-Al₂O₃層構成的上部層，其中，對于作為所述上部層的α-Al₂O₃層，通過化學蒸鍍形成由TiN層、TiC層、TiCN層或它們的組合所組成的層構成的磨損識別層之后，對于前刀面，使用硬度比以往所使用的高硬度的剛玉(α-Al₂O₃)制粒狀噴砂材料低的鋼、玻璃、ZrO₂制噴砂材料進行噴砂處理，由此在去除了磨損識別層之后的α-Al₂O₃層中，實現拉伸應力的松弛，并且α-Al₂O₃層的表面被平滑化，且耐缺損性優異。

專利文獻1：日本特開2014-530112號公報

所述專利文獻1所示的包覆工具中，認為使用硬度比以往所使用的高硬度的剛玉(α-Al₂O₃)制粒狀噴砂材料低的ZrO₂制噴砂材料(平均粒徑20～450μm)進行噴砂處理，由此對存在于α-Al₂O₃層的表面的凸部(即，α-Al₂O₃層的表面的粒子頂部)及凹部(即，α-Al₂O₃層的表面的粒子間部)中的凸部進行了平滑化。

然而，所述ZrO₂制噴砂材料的硬度低，且磨削加工能力差，因此至少在覆膜表面的凹部(即，所述α-Al₂O₃層的表面的粒子間部)，未進行充分的研磨，且未進行平滑化，從而以所述α-Al₂O₃層的表面的粒子間部即凹部為起點產生了崩刀，尤其認為當在所述切削初期產生的崩刀增大時，會產生致命的缺損。

于是，作為包覆工具，要求一種在覆膜表面具有更優異的平滑性，且耐熔敷性、耐崩刀性、耐缺損性更優異的包覆工具。

發明內容