表面被覆切削工具制造技术

一种表面被覆切削工具，包括基材和形成在所述基材上的覆膜。所述覆膜包括含有多个α‑Al

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】表面被覆切削工具
本专利技术涉及一种表面被覆切削工具。
技术介绍
在基材上形成有覆膜的表面被覆切削工具已被常规使用。例如，日本专利特开No.2013-063504(专利文献1)提出了“一种表面被覆切削工具，其具有包括下层和上层的覆膜。下层是Ti化合物层。上层设置在下层上并由具有α型晶体结构的Al2O3层形成”。特别地，专利文献1公开了“这种表面被覆切削工具具有以下特征：在所述上层和所述下层之间的界面处，(11-20)取向为30面积％至70面积％，以及以下特征：在整个上层中，(0001)取向为45面积％以上”。同时，专利文献1没有公开在α-Al2O3层的厚度方向上的(001)取向的分布。日本专利特开No.10-204639(专利文献2)提出了“一种表面被覆硬质合金切削工具，其具有由α-型氧化铝复合层形成的硬质覆膜层。所述α-型氧化铝复合层是由两个以上示出不同的X射线衍射图案的α-型氧化铝单元层构成的。在α-型氧化铝单元层的X射线衍射图案中，最高峰出现在2θ的25.5°、35.5°、37.2°和68.4°中的任一位置处。最高峰高度(H1)与相同的X射线衍射图案中的第二最高峰高度(H2)之比(H1/H2)为1.5至2.7”。日本专利特开No.2000-218410(专利文献3)提出了“一种表面被覆硬质合金切削工具，其具有硬质覆膜层，该覆膜层包括具有α-型晶体结构的氧化铝层。氧化铝层由具有强晶体取向的下层和具有弱晶体取向的上层构成。上层的厚度占上层与下层总厚度的比率为10％至40％”。引用列表专利文献专利文献1：日本专利特开No.2013-063504专利文献2：日本专利特开No.10-204639专利文献3：日本专利特开No.2000-218410
技术实现思路
技术问题如在上述引用的专利文献1至专利文献3所提到的那样，据预期α-Al2O3覆膜质量的改善将相应地改进由硬质合金制成的切削工具的性能，特别是改进耐月牙洼磨损性和耐崩裂性。然而，如专利文献1所公开的那样，在基于Al2O3晶粒在特定方向上的取向性而改进覆膜质量的情况下，在获得提高覆膜强度的效果的同时，会涉及各种问题。例如，具有(001)取向的α-Al2O3晶粒显示出这样一种趋势，即在与基材表面平行的方向上，热膨胀系数增大。因此，在形成覆膜后的冷却过程中，在覆膜内可能产生许多裂缝。此外，由于具有(001)取向的α-Al2O3晶粒高速生长，所以晶粒还可能变粗大并且耐磨性可能会劣化。与之相比，如上述专利文献2和专利文献3所公开的那样，在基于包含取向不同的多个Al2O3晶粒的覆膜来改进覆膜质量的情况下，以特定方向(例如，(001)面方向)取向的α-Al2O3晶粒的比例低，因此难以充分获得提高覆膜强度的效果。本专利技术是鉴于上述情况而提出的，并且本专利技术的目的在于提供一种表面被覆切削工具，其中充分实现了提高覆膜强度的效果，并且进一步地，能够防止晶粒粗化，并且能够防止冷却时覆膜内产生裂缝。问题的解决方案根据本专利技术的一个方面的表面被覆切削工具包括基材和形成在所述基材上的覆膜。所述覆膜包括含有多个α-Al2O3晶粒的α-Al2O3层。所述α-Al2O3层包括设置在基材侧的下层部、设置在下层部上的中间部以及设置在中间部上的上层部。在利用电子背散射衍射分析装置对α-Al2O3层的截面抛光面进行的晶体取向成像中，所述下层部中具有(001)取向的α-Al2O3晶粒的面积比小于35％，所述中间部中具有(001)取向的α-Al2O3晶粒的面积比为35％以上，并且所述上层部中具有(001)取向的α-Al2O3晶粒的面积比小于35％。所述α-Al2O3层的厚度为4μm至18μm，所述中间部的厚度占α-Al2O3层的厚度的50％以上，并且所述下层部和所述下层部各自的厚度为1μm以上。本专利技术的有益效果根据以上所述，充分实现了提高覆膜强度的效果，并且进一步地，能够防止晶粒粗化，并且能够防止冷却时覆膜内产生裂缝。具体实施方式[本专利技术实施方案的描述]首先，将基于下列特征对本专利技术进行描述。[1]根据本专利技术的一个方面的表面被覆切削工具包括基材和形成在所述基材上的覆膜。所述覆膜包括含有多个α-Al2O3晶粒的α-Al2O3层。所述α-Al2O3层包括设置在基材侧的下层部、设置在下层部上的中间部以及设置在中间部上的上层部。在晶体取向成像中，所述下层部中具有(001)取向的α-Al2O3晶粒的面积比小于35％，所述晶体取向成像是利用电子背散射衍射分析装置，对α-Al2O3层的截面抛光面进行的。在所述晶体取向成像中，所述中间部中具有(001)取向的α-Al2O3晶粒的面积比为35％以上。在所述晶体取向成像中，所述上层部中具有(001)取向的α-Al2O3晶粒的面积比小于35％。所述α-Al2O3层的厚度为4μm至18μm，中间部的厚度占α-Al2O3层的厚度的50％以上，并且下层部和上层部各自的厚度为1μm以上。在具有上述特定特征的切削工具中，充分实现了提高覆膜强度的效果，并且进一步地，能够防止晶粒粗化，并且能够防止冷却时覆膜内产生裂缝。[2]优选地，在晶体取向成像中，所述下层部中具有(110)取向的α-Al2O3晶粒的面积比为40％以上。由此，抑制晶粒粗化的效果能够得到增强。[3]优选地，在晶体取向成像中，所述上层部中具有(110)取向的α-Al2O3晶粒的面积比为40％以上。由此，抑制冷却时覆膜内出现裂缝的效果能够得到增强。[本专利技术实施方案的详述]以下将进一步详细地描述本专利技术的实施方案(以下也称为“本实施方案”)。<表面被覆切削工具>根据本实施方案的表面被覆切削工具包括基材和形成在所述基材上的覆膜。覆膜优选被覆基材的全部表面。然而，即使是基材的一部分未被覆膜被覆或者覆膜的组成和结构部分不同的切削工具也没有背离本实施方案的范围。本实施方案中的表面被覆切削工具可以适当地用作为以下切削工具，如钻头、端铣刀、钻头用可转位刀片、端铣刀用可转位刀片、铣削用可转位刀片、车削用可转位刀片、金工锯、齿轮切削刀具、铰刀或丝锥等。<基材>作为基材，可以采用任何常规已知的基材作为这种类型的基材。例如，基材优选为以下物质的任一者：硬质合金(例如包括WC基硬质合金、含有WC和Co的硬质合金、以及含有WC和Co以及另外的Ti、Ta、Nb等的碳氮化物的硬质合金)、金属陶瓷(具有诸如TiC、TiN、TiCN等主成分)、高速钢、陶瓷材料(如碳化钛、碳化硅、氮化硅、氮化铝或氧化铝等)、立方氮化硼烧结体和金刚石烧结体。在这些多种的基材中，优选选择硬质合金(特别是WC基硬质合金)或金属陶瓷(特别是TiCN基金属陶瓷)。这是因为这些基材在高温下的硬度和强度之间的平衡性是特别优异的，并且具有作为针对上述用途的表面被覆切削工具的基材的优异特性。在表面被覆切削工具为可转位刀片等的情况中，基材可以具有断屑器或不具有断屑器。此外，切削刃棱线的形状可为以下任一种情况：尖锐的边缘(前刀面与后刀面彼此相交的脊部)、珩磨边缘(被加工成圆形的尖锐边缘)、负刃带(negativeland)(斜面)、以及珩磨边缘和负刃带的组合。<覆膜>覆膜包括含有多个α-Al2O3(具有α-型晶体结构的氧化铝)晶粒的α-Al2O3层。例如，覆膜可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种表面被覆切削工具，包括基材和形成在所述基材上的覆膜，所述覆膜包括含有多个α‑Al

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种表面被覆切削工具，包括基材和形成在所述基材上的覆膜，所述覆膜包括含有多个α-Al2O3晶粒的α-Al2O3层，所述α-Al2O3层包括设置在所述基材侧的下层部、设置在所述下层部上的中间部以及设置在所述中间部上的上层部，在晶体取向成像中，所述下层部中具有(001)取向的α-Al2O3晶粒的面积比小于35％，所述晶体取向成像是利用电子背散射衍射分析装置，对所述α-Al2O3层的截面抛光面进行的，在所述晶体取向成像中，所述中间部中具有(001)取向的α-Al2O3晶粒的面积比为35％以上，在所述晶体取向成...

【专利技术属性】
技术研发人员：出谷隆典，今村晋也，金冈秀明，阿侬萨克·帕索斯，
申请(专利权)人：住友电工硬质合金株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP