[发明专利]切削工具

说明书

技术领域

本发明涉及包括由金属陶瓷构成的基材的切削工具。更具体而言，本发明涉及具有优异的抗熔接性和抗断裂性并且能够在长期使用过程中表现出稳定切削性能的切削工具。

背景技术

烧结金属(例如，金属陶瓷和硬质合金)被用作为切削工具的基材，其中在烧结金属中，碳化物、碳氮化物等的硬质颗粒(硬质相)与钴(Co)或镍(Ni)等铁族金属(结合相)结合在一起。通常，在金属陶瓷中，主硬质相由诸如碳化钛(TiC)或碳氮化钛(TiCN)之类的Ti化合物颗粒构成。另一方面，在硬质合金中，主硬质相由碳化钨(WC)颗粒构成。相比于包括由硬质合金构成的基材的切削工具，包括由金属陶瓷构成的基材的切削工具具有如下优点：

(1)耐磨性优异，

(2)钢加工中的表面质量高，

(3)能够进行高速切削，

(4)质量轻，以及

(5)原料丰富且价格低廉。

在(例如)专利文献1至4中描述了对由烧结金属构成的切削工具基材表面进行喷砂处理以改善表面性能的技术。

专利文献1至3描述了：在对钻头或可转位刀片(indexable insert)的基材进行涂层处理之前，通过在基材表面上进行喷砂处理，可除去基材表面上的不需要的物质，由此提高了覆层的密着性。专利文献4描述了：通过对由金属陶瓷构成的刀片基材的前刀面的表面进行喷砂处理，用作磨粒的陶瓷颗粒(如氧化铝颗粒)被嵌入并散布在前刀面的表面中，由此能够提高抗熔接性。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本未审查专利申请公开(PCT申请译文)No.2002-536194

专利文献2：日本未审查专利申请公开No.2007-007780

专利文献3：日本未审查专利申请公开No.9-241826

专利文献4：日本未审查专利申请公开No.2010-194669

发明内容

技术问题

在专利文献1至3中描述的技术中，通过利用喷砂处理清洁基材表面从而提高了覆层的密着性。尽管可在这些文献中所描述的喷砂处理条件下获得基材表面的清洁效果，但是没有进一步的效果可以预期。

另一方面，在专利文献4中描述的技术中，通过利用喷砂处理在基材的前刀面的表面中嵌入并散布平均粒径为5μm至100μm的陶瓷颗粒，从而改变了表面状态。然而，由于散布的陶瓷颗粒较构成基材硬质相的硬质颗粒更为粗大，因此容易发生源于粗颗粒的剥落，这可能会造成断裂等。

本发明在这些背景下实现，本发明的目的是提供具有优异的抗熔接性和抗断裂性并且能够在长期使用过程中表现出稳定切削性能的切削工具。

问题的解决手段

本发明的切削工具包括由金属陶瓷构成的基材。金属陶瓷包括：硬质相，该硬质相包含含有Ti、除Ti之外的选自元素周期表中第4族、第5族和第6族中的至少一种金属、以及碳和氮中的至少一种元素的化合物；结合相，该结合相包含铁族金属作为主要成分；以及不可避免的杂质。该切削工具的特征在于：在基材前刀面的表面上散布有平均粒径为0.5μm以上5μm以下的氧化铝颗粒和氧化锆颗粒中的至少一种颗粒，并且该表面中铝和锆中的至少一种元素的浓度为0.5原子％以上5原子％以下。

在本发明的切削工具中，具有预定的平均粒径的氧化铝颗粒或氧化锆颗粒(下文中可简称为“氧化铝颗粒等”)散布于基材的前刀面的表面，并且构成这些颗粒的铝或锆(下文中可简称为“铝等”)的浓度在预定范围内。由于形成了散布有这种氧化铝细颗粒等的表面状态，因此可抑制在切削过程中工件(包括切屑)与前刀面接触时熔接的发生，并能够防止发生工具的剥落和断裂。因此，可防止切削工具的切削性能发生劣化，并能够在长期使用过程中表现出稳定的切削性能。

在本发明中，在切削过程中工件与散布有氧化铝颗粒等的部分发生接触的情况下，除了前刀面以外，例如在后刀面上也可与前刀面一样进一步抑制在工具上的熔接。然而，在氧化铝颗粒等散布于刃(切削刃)表面的情况下，人们担心可能会对工件的表面质量构成不利的影响。因此，优选进行刃处理，例如珩磨处理。另一方面，在不涉及切削的部分中，例如，待固定于支架上的支持面(seating surface)或安装孔附近，由于无需抑制熔接，因此氧化铝颗粒等可不用散布在其表面中。即，氧化铝颗粒等优选散布在除刃以外的涉及切削性能的部分中。