[發明專利]硬質包覆層發揮優異的耐崩刀性及耐剝離性的表面包覆切削工具

有效

• 申請號: 201780052368.4
• 申請日: 2017-03-29
• 公開（公告）號: CN109641286B
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 柳澤光亮;龍岡翔;佐藤賢一;西田真
• 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;B23C5/16;C23C16/34;C23C16/36
• 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

1.一種表面包覆切削工具，在由碳化鎢基硬質合金、碳氮化鈦基金屬陶瓷或立方晶氮化硼基超高壓燒結體中的任一種構成的工具基體的表面形成有包含上部層α、粘結層β及下部層γ至少這三層的硬質包覆層，所述表面包覆切削工具的特征在于，

(a)所述上部層α由Al₂O₃層構成，所述Al₂O₃層具有1.0μm～10μm的平均層厚且具有α型晶體結構，

(b)所述粘結層β具有0.5μm～10.0μm的合計平均層厚，與所述上部層α的界面接觸的所述粘結層β的最表層至少包含TiCN層，所述TiCN層至少具有0.5μm以上的層厚，

(c)在從所述TiCN層與所述上部層α的界面向所述TiCN層的層厚方向的內部最大0.5μm為止的深度含有氧，所述深度的區域中所含有的平均氧含量為所述深度的區域中所含有的Ti、C、N及O的合計含量的0.5原子％～3原子％，

(d)所述下部層γ由Ti和Al的復合氮化物層或復合碳氮化物層構成，所述Ti和Al的復合氮化物層或復合碳氮化物層的平均層厚為1.0μm～20μm，

(e)所述Ti和Al的復合氮化物層或復合碳氮化物層由NaCl型面心立方結構的單相構成，

(f)關于所述Ti和Al的復合氮化物層或復合碳氮化物層，當將平均組成由(Ti_1-xAl_x)(C_yN_1-y)來表示時，Al在Ti和Al的總量中所占的平均含有比例X_avg及C在C和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及Y_avg均為原子比，

(g)所述粘結層β還包含Ti和Al的復合氮化物層或復合碳氮化物層，該Ti和Al的復合氮化物層或復合碳氮化物層的平均層厚L_avg滿足0.30μm≤L_avg≤5.0μm，若在對該Ti和Al的復合氮化物層或復合碳氮化物層分割為[L_avg]+2個而成的各區間中測量Al在Ti和Al的總量中所占的平均含有比例X_βavg，則各區間滿足X_βavg＜X_avg，且靠表面側的區間的X_βavg與基體側的區間的X_βavg相比相等或更小。

2.根據權利要求1所述的表面包覆切削工具，其特征在于，

所述上部層α含有0.05原子％～0.5原子％的氯。

3.根據權利要求1或2所述的表面包覆切削工具，其特征在于，

所述下部層γ中的Ti和Al的復合氮化物層或復合碳氮化物層的Al在Ti和Al的總量中所占的平均含有比例X_avg為0.70≤X_avg≤0.95。

4.根據權利要求1或2所述的表面包覆切削工具，其特征在于，

所述粘結層β還包含選自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。

5.根據權利要求1或2所述的表面包覆切削工具，其特征在于，

當從與工具基體的表面垂直的任意剖面對所述下部層γ中的Ti和Al的復合氮化物層或復合碳氮化物層進行分析時，存在具有Ti和Al的周期性組成變化的晶粒，該晶粒具有NaCl型面心立方結構，且至少存在Ti和Al的周期性組成變化的周期成為最小的方向與垂直于工具基體表面的面所成的角度在30度以內的所述晶粒。

6.根據權利要求1或2所述的表面包覆切削工具，其特征在于，

在所述工具基體與所述下部層γ之間存在最下部層δ，該最下部層δ由選自組成與所述下部層γ不同的Ti和Al的復合氮化物層或復合碳氮化物層、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成，且具有0.1～10μm的合計平均層厚。