[发明专利]耐崩刀的表面包覆切削工具

说明书

技术领域

本发明涉及一种即使在伴随高热产生的高速连续切削条件下进行硬化钢等硬质合金钢的切削加工时，硬质包覆层也发挥优异的耐崩刀性的表面包覆切削工具(以下，称为包覆工具)。

背景技术

以往，公知有如下包覆切削工具(称为以往包覆工具)：在由碳化钨(以下，以WC表示)基超硬合金等构成的基体(以下将这些总称为工具基体)的表面，首先形成Ti碳化物层作为下部层，接着，在其上形成由Al₂O₃与Cr₂O₃的相互固溶体构成的上部层。

专利文献1：日本专利公开昭53-116239号公报

目前为如下现状：近年来，切削装置的高性能化异常显著，另一方面对切削加工的节省劳力化及节能化以及低成本化的要求强烈，伴随此，切削加工具有高速化的倾向，但在上述的以往包覆工具中，将此用于钢或铸铁等的一般条件下的高速连续切削加工时虽然没有问题，但特意将此使用于硬化钢等硬质合金钢的伴随高热产生的高速连续切削加工时，在将上述以往的Al₂O₃与Cr₂O₃的相互固溶体作为上部层的硬质包覆层中，不能说具有足够的高温硬度和高温强度，所以容易产生崩刀(微小碎片)，其结果在较短时间内达到使用寿命。

发明内容

因此，本发明者们从如上述的观点考虑，为谋求包覆工具的硬质包覆层的耐崩刀性的提高，进行深入研究的结果，得到以下见解。

作为上述先行技术文献引用的以往包覆工具的硬质包覆层，首先，形成Ti碳化物层作为下部层，接着，在其上交替层压由Al₂O₃构成的层和由Cr₂O₃构成的层之后，通过对此进行热处理形成由Al₂O₃与Cr₂O₃的相互固溶体构成的上部层(以下，以以往(Al、Cr)O层表示)。

但是，本发明者们发现如下现象：若在由Ti化合物构成的下部层表面，首先形成作为中间层的改质氧化铝层(以下，称为改质Al₂O₃层)，通过该改质Al₂O₃层形成Al₂O₃与Cr₂O₃的混合层，则结果可以蒸镀形成高温硬度和高温强度都优异的由Al₂O₃与Cr₂O₃的混合层(以下，以改质(Al、Cr)O层表示)构成的上部层。

上述改质Al₂O₃层可以设为如下而蒸镀形成。

即，用一般化学蒸镀装置，例如在以容量％计，AlCl₃：3～10％、CO₂：0.5～3％、C₂H₄：0.01～0.3％、H₂：余量的反应气体组成，

反应气氛温度：750～900℃，

反应气氛压力：3～13kPa的低温条件下，在由Ti化合物层构成的下部层的表面形成Al₂O₃核，此时所述Al₂O₃核优选为具有20～200nm的平均层厚的Al₂O₃核薄膜，接着，在将反应气氛改为压力：3～13kPa的氢气气氛并将反应气氛温度升温至1100～1200℃的条件下，对所述Al₂O₃核薄膜施以加热处理，在这种状态下，可通过以一般条件形成α型Al₂O₃层而蒸镀形成改质Al₂O₃层。