[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），其硬质包覆层在钢或铸铁等的伴有高热产生并且对切削刃施加冲击性负荷的高速断续切削加工中发挥优异的耐崩刀性及耐磨损性。

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（以下用TiCN表示）基金属陶瓷构成的基体（以下将它们总称为工具基体）的表面上形成由以下（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，其由均进行化学蒸镀形成的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）层中的两层以上构成，且具有3～20μm的总平均层厚，

（b）上部层为化学蒸镀而形成的氧化铝（以下以Al₂O₃表示）层，其具有1～25μm的平均层厚。

并且，上述以往的包覆工具，虽然耐磨损性相对优异，但是在高速断续切削条件下使用时容易产生崩刀等异常损耗，因此对硬质包覆层的结构提出了各种方案。

例如，如专利文献1所示提出了在由WC基硬质合金、TiCN基金属陶瓷构成的工具基体的表面上包覆形成有由Ti化合物层构成的下部层、由Al₂O₃层构成的上部层的包覆工具中，作为上部层包覆形成Al₂O₃层来实现耐崩刀性的改善的方案，其中，在使用场发射型扫描电子显微镜及电子背散射衍射图像装置，对每个存在于表面研磨面的测定范围内的具有六方晶格的晶粒照射电子射线来测定所述晶粒的结晶面即（0001）面的法线相对于基体表面的法线所成的倾斜角而制作倾斜角度数分布曲线图时，该Al₂O₃层显示在0～10度范围内的倾斜角划分区域存在最高峰值，并且存在于该0～10度范围内的度数的合计占倾斜角度数分布曲线图中度数整体的45%以上的比例的倾斜角度数分布曲线图。

并且，如专利文献2所示提出了在工具基体的表面上包覆形成有由Ti化合物层构成的下部层、由Al₂O₃层构成的上部层的包覆工具中，通过由上位层和下位层构成上部层来改善硬质包覆层在高速重切削加工中的耐崩刀性的方案，其中，测定上部层的晶粒的结晶面即（0001）面的法线所成的倾斜角来制作倾斜角度数分布曲线图时，上位层显示在0～15度范围内的倾斜角划分区域存在最高峰值并且存在于该0～15度范围内的度数的合计占度数整体的50%以上的比例的倾斜角度数分布曲线图，下位层显示在75～90度范围内的倾斜角划分区域存在最高峰值并且存在于该75～90度范围内的度数的合计占度数整体的50%以上的比例的倾斜角度数分布曲线图。

并且，如专利文献3所示提出了在工具基体的表面上包覆形成有由粒状结晶组织的TiN层、TiCN层构成的粘附接合层、由具有纵向生长结晶组织的l-TiCN层构成的强韧层、由具有α型结晶结构及粒状结晶组织的氧化铝构成的加强硬质层的包覆工具中，通过形成加强硬质层来提高硬质包覆层在高速重切削加工中的耐崩刀性的方案，其中，对于由该氧化铝构成的加强硬质层，测定氧化铝晶粒的结晶面（0001）面的法线相对于表面研磨面的法线所成的倾斜角而制作倾斜角度数分布曲线图时，在倾斜角度数分布曲线图的至少7～15度范围内的倾斜角划分区域及0～7度范围内的倾斜角划分区域内存在峰值，并且以在倾斜角度数分布曲线图中占度数整体的比例，存在于所述7～15度范围内的度数的合计为35～50%，存在于所述0～7度范围内的度数的合计为25～40%。

专利文献1：日本特开2005-205586号公报

专利文献2：日本特开2007-152491号公报

专利文献3：日本特开2006-123031号公报