[发明专利]表面被覆工具及被切削物的加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及在基体的表面形成被覆层的膜而成的表面被覆工具及被切削物的加工方法。

背景技术

现今，在冲头或镦锻机等冷锻或热锻工具等耐磨工具、切削工具之类的工具中，需要有耐磨损性或滑动性、耐缺损性。此种工具中，使用的是在WC基超硬合金、TiCN基金属陶瓷、陶瓷、金刚石或cBN等硬质材料基体的表面形成各种被覆层的膜而提高耐磨损性、滑动性、耐缺损性的方法。

作为该被覆层，一般来说广泛采用TiCN层或TiAlN层，然而为了实现更高的耐磨损性和耐缺损性的提高，进行过各种改善。

例如，在日本特开2001-293601号公报中，记载有在基体的表面被覆了含有选自B₄C、BN、TiB₂、TiB、TiC、WC、SiC、SiN_x(x＝0.5～1.33)及Al₂O₃中的至少一种非常高硬度的超微粒化合物的耐磨损性被膜的切削工具，公开有通过含有超微粒化合物来提高被膜的硬度的内容。

另外，在日本特开平10-251831号公报中，公开有如下的硬质被覆层，其在形成TiAlMN系硬质被覆层的膜后，实施加热氧化处理，形成在TiAlMN系的底材中分散分布了Al氧化物及M氧化物等的组织。

另外，在日本特开2002-129306号公报中，公开有如下的复合硬质膜，其在TiAlN系硬质膜中，分散组成比率与膜的底材不同的TiAlN复合氮化物分散粒子；或含有与膜的底材不同的元素的TiAlVN、TiAlZrN、TiAlCrN等分散粒子，将膜强化。

发明内容

根据本发明之一的观点，表面被覆工具具备：基体、设于该基体的表面而将Ti和W作为氮化物或碳氮化物含有的被覆层，

上述被覆层具备：基质、分散于该基质中的分散粒子，

该分散粒子的W含量大于上述基质的W含量，并且上述基质与上述分散粒子中的W含量的差大于其他成分的含量的差。

根据本发明的其他观点，被切削物的加工方法具备3个工序。在最初的工序中，准备具有由上述的表面被覆工具构成的切削刃的切削工具。在其后的工序中，使切削工具的切削刃接触被切削物。在最后的工序中，利用切削工具对被切削物进行切削加工。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式的表面被覆工具的被覆层的透过型电子显微镜(TEM)照片。

图2是本发明的另一个实施方式的工具的被覆层的透过型电子显微镜(TEM)照片。

图3是针对图2中显示于被覆层中的柱状粒子(A部)及粒状粒子(B部)的能量色散型分光分析(EDS)数据。

其中，1基体，2被覆层，3柱状粒子，4粒状粒子，5粗大粒子(小滴droplet)

具体实施方式

下面，对作为本发明的实施方式的表面被覆工具的表面被覆切削工具进行说明。

表面被覆切削工具(以下简称为工具)中，形成前面与后面的交叉棱线为切削刃的形状。此外，被覆层2将基体1的表面覆盖。

这里，被覆层2由含有Ti和W的氮化物或碳氮化物构成。根据图1及图2，基质由柱状粒子3构成。此外，在柱状粒子3内或柱状粒子3间的至少一方中存在有分散粒子。而且，根据图1及图2，分散粒子形成粒状粒子4，图1及2中成为近似球状的球状粒子。此外，如图3所示，粒状粒子4的组成(B部)相对于柱状粒子3的组成(A)来说W的含量更多，并且柱状粒子3的组成(A部)与粒状粒子4(B部)的各自的组成中的W的含量的差大于其他的成分的含量的差。

利用上述构成，可以减少在被覆层2的内部产生的残留应力，即使在被覆层2的厚度厚达3μm以上的情况下，也不会有自行破坏的情况。由此，就会成为没有局部的缺口或剥离的稳定的被覆层2，并且被覆层2的韧性高，耐缺损性提高。

而且，本发明中，所谓柱状粒子3是指被覆层2的厚度方向(晶体长度(垂直于与基体的界面的方向)/晶体宽度(平行于与基体的界面的方向)＝纵横比为1.5以上的晶体。另外，从图1、2中可以清楚地看到，本发明的柱状粒子并不仅限于纵剖面为纵长的长方形形状，也可以形成纵向的头端逐渐变细的三角形形状。另外，也有在基质中存在如图1所示的粗大粒子5的情况。

另一方面，本发明的所谓粒状粒子4是指上述纵横比小于1.5的晶体，然而在本发明中，从提高残留应力的缓解效果的方面考虑，最好分散粒子(粒状粒子4)的截面形状为圆形，且没有多角形那样的角部，立体地看是球状的球状粒子。