[发明专利]表面包覆切削工具

说明书

技术领域

本发明涉及一种表面包覆切削工具（以下，称为包覆工具），其即使在高速且断续的冲击性负荷作用于切削刃的断续切削条件下进行各种钢或铸铁等的切削加工，硬质包覆层也发挥优异的耐剥离性和耐崩刀性，且经长期发挥优异的耐磨损性。

背景技术

以往，已知有通常在由碳化钨（以下，以WC表示）基硬质合金或碳氮化钛（以下，以TiCN表示）基金属陶瓷构成的基体（以下，将它们统称为工具基体）的表面上蒸镀形成由以下（a）及（b）构成的硬质包覆层而成的包覆工具：

（a）下部层为Ti化合物层，由Ti的碳化物（以下，以TiC表示）层、氮化物（以下，以TiN表示）层、碳氮化物（以下，以TiCN表示）层、碳氧化物（以下，以TiCO表示）层及碳氮氧化物（以下，以TiCNO表示）层中的一层或两层以上构成，

（b）上部层为氧化铝层（以下，以Al2O3层表示），在化学蒸镀的状态下具有ɑ型结晶结构。

但是，上述以往的包覆工具，虽然例如在各种钢或铸铁等的连续切削或断续切削中发挥优异的耐磨损性，但是将此用于高速重切削、高速断续切削时，容易产生包覆层的剥离、崩刀，存在工具寿命变短的问题。

因此，以抑制包覆层的崩刀为目的，对硬质包覆层的结构提出了各种建议。

例如，如专利文献1所示，提出有在工具基体的表面包覆作为下部层的Ti化合物层、作为上部层的Al₂O₃层的包覆工具，其中，通过以如下Al₂O₃层构成上部层来实现耐崩刀性的提高：使用场发射型扫描电子显微镜测定上部层的Al₂O₃晶粒的结晶面即（0001）面的法线相对于表面研磨面的法线所成的倾斜角，并制作倾斜角度数分布曲线图时，在0～10度范围内的倾斜角划分区域中存在最高峰值，并且存在于0～10度范围内的度数的合计占倾斜角度数分布曲线图中的度数整体的45%以上的比例。

并且，例如，如专利文献2所示，可知在工具基体的表面包覆作为下部层的Ti化合物层、作为上部层的Al₂O₃层的包覆工具中，通过以如下Al₂O₃层构成上部层，从而即使将上部层的Al₂O₃层膜厚化时，也能够实现耐崩刀性的提高：使用场发射型扫描电子显微镜测定上部层的Al₂O₃晶粒的结晶面即（0001）面的法线相对于表面研磨面的法线所成的倾斜角，并制作倾斜角度数分布曲线图时，在12～22度范围内的倾斜角划分区域中存在最高峰值，并且存在于12～22度范围内的度数的合计占倾斜角度数分布曲线图中的度数整体的45%以上的比例。

另外，例如，如专利文献3所示，提出有在工具基体的表面包覆作为下部层的Ti化合物层、作为上部层的Al₂O₃层，并且，介于下部层与上部层之间形成由Al₂O₃层构成的加强层的包覆工具中，上部层由如下Al₂O₃层构成：使用场发射型扫描电子显微镜测定上部层的Al₂O₃晶粒的结晶面即（0001）面的法线相对于表面研磨面的法线所成的倾斜角，并制作倾斜角度数分布曲线图时，在0～15度范围内的倾斜角划分区域中存在最高峰值，并且存在于0～15度范围内的度数的合计占倾斜角度数分布曲线图中的度数整体的50%以上的比例，另外，加强层由如下Al₂O₃层构成：同样测定（0001）面的法线相对于表面研磨面的法线所成的倾斜角，并制作倾斜角度数分布曲线图时，在75～90度范围内的倾斜角划分区域中存在最高峰值，并且存在于75～90度范围内的度数的合计占倾斜角度数分布曲线图中的度数整体的50%以上的比例，由此实现耐崩刀性的提高。

专利文献1：日本特开2005-205586号公报

专利文献2：日本特开2006-305639号公报

专利文献3：日本特开2007-185751号公报