被覆切削工具制造技术

本发明专利技术提供具有优异的耐磨耗性及耐缺损性、比以往品的寿命还长的被覆切削工具。本发明专利技术的被覆切削工具具备基材和形成于基材表面的被覆层。被覆层含有α型氧化铝层。α型氧化铝层的(116)面上的残留应力值大于0。α型氧化铝层的(012)面上的残留应力值小于0。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种被覆切削工具。
技术介绍
一直以来，已知有具备由超硬合金形成的基材和形成于基材表面的被覆层的被覆切削工具。被覆层例如含有选自Ti的碳化物、氮化物、碳氮化物、碳氧化物及碳氮氧化物中的至少1种。被覆层还可以含有氧化铝。被覆层可以是单层，也可以含有2个以上的层。被覆层通过化学蒸镀法形成在基材的表面上。被覆层的整体厚度为3～20μm。具备这种被覆层的被覆切削工具被用于钢或铸铁等的切削加工。通常，在形成于碳化钨基超硬合金的表面上的被膜中残留有拉伸应力。当被膜中残留有拉伸应力时，被覆切削工具的破坏强度降低、同时被覆切削工具变得易于缺损。作为用于释放残留于被膜的拉伸应力的技术，已知在被膜上通过喷丸加工(shotpeening)使其产生裂纹的技术(例如参照专利文献1)。已知一种被覆切削工具，其具备基材和形成于基材上的被膜，被膜含有具有拉伸应力的TiCN被膜和具有压缩应力的α型Al2O3被膜，TiCN被膜位于基材与α型Al2O3被膜之间(例如参照专利文献2)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平5-116003号公报专利文献2：国际公开第2006/064724号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题近年，切削加工的高速化、高传送化及切削深度化变得显著，工具寿命较以往也有缩短的倾向。上述专利文献1公开的工具中，当释放残留于被膜的拉伸应力时，虽然工具的耐缺损性提高，但存在工具的耐磨耗性下降的问题。其原因认为在于，以被膜上发生的裂纹为起点、被膜的一部分发生剥离。上述专利文献2公开的工具的α型Al2O3被膜整体具有压缩应力。因此，上述专利文献2公开的工具存在耐磨耗性低的问题。本专利技术是为了解决这些问题而完成的，其目的在于通过控制被覆切削工具的应力分布、提高被覆切削工具的耐磨耗性及耐缺损性。另外，本发明的目的在于延长工具的寿命。用于解决课题的方法本专利技术者们从上述观点出发，对被覆切削工具进行研究，完成了以下的专利技术。通过本专利技术，可以提高工具的耐磨耗性及耐缺损性。另外，通过本专利技术可以延长工具寿命。本专利技术的主旨如下所述。(1)一种被覆切削工具，其为具备基材和形成于基材表面的被覆层的被覆切削工具，其中，所述被覆层含有α型氧化铝层，所述α型氧化铝层的(116)面上的残留应力值大于0，所述α型氧化铝层的(012)面上的残留应力值小于0。(2)根据上述(1)所述的被覆切削工具，其中，当将所述α型氧化铝层的(116)面上的残留应力值记为A时，20≤A≤500MPa，当将所述α型氧化铝层的(012)面上的残留应力值记为B时，－800≤B≤－100MPa。(3)根据上述(1)或(2)所述的被覆切削工具，其中，所述残留应力值是通过sin2ψ法测定的值。(4)根据上述(1)～(3)中任一项所述的被覆切削工具，其中，所述α型氧化铝层的平均厚度为1～15μm。(5)根据上述(1)～(4)中任一项所述的被覆切削工具，其进一步具备含有Ti元素和选自C、N、O及B中的至少1种元素的化合物的Ti化合物层，所述Ti化合物层形成于所述基材与所述α型氧化铝层之间。(6)根据上述(1)～(5)中任一项所述的被覆切削工具，其中，所述Ti化合物层含有TiCN层，相对于所述TiCN层所含的C和N的总量的C原子比[C/(C+N)]为0.7≤C/(C+N)≤0.9。(7)根据上述(1)～(6)中任一项所述的被覆切削工具，其中，所述被覆层的平均厚度为3～30μm，所述Ti化合物层的平均厚度为2～15μm。(8)根据上述(1)～(7)中任一项所述的被覆切削工具，其中，所述基材为超硬合金、金属陶瓷、陶瓷或立方晶氮化硼烧结体。＜被覆切削工具＞本专利技术的被覆切削工具包含基材和形成于该基材表面的被覆层。被覆切削工具例如为铣刀加工用刀具、旋削加工用刀具、钻孔机或立铣刀等。＜基材＞本专利技术的基材例如为超硬合金、金属陶瓷(Cermet)、陶瓷、立方晶氮化硼烧结体、金刚石烧结体或高速度钢。其中，由于耐磨耗性及耐缺损性优异，优选超硬合金、金属陶瓷、陶瓷或立方晶氮化硼烧结体。另外，基材的表面还可以经过改性。例如，当基材为超硬合金时，还可以在基材的表面上形成脱β层。基材为金属陶瓷时，还可以在基材的表面上形成硬化层。＜被覆层＞本专利技术的被覆层的平均厚度优选为3～30μm。被覆层的厚度小于3μm时，有被覆层的耐磨耗性降低的情况。被覆层的厚度超过30μm时，有被覆层与基材的密合性及被覆层的耐缺损性降低的情况。被覆层的平均厚度更优选为3～20μm。＜α型氧化铝层＞本专利技术的被覆层含有氧化铝层。氧化铝层可以是1层、也可以是多层。氧化铝层的晶型为α型。本专利技术的α型氧化铝层的(116)面上的残留应力值大于0(MPa)。即，本专利技术的α型氧化铝层的(116)面上的残留应力为拉伸应力。本专利技术的α型氧化铝层的(012)面上的残留应力值比0(MPa)小。即，本专利技术的α型氧化铝层的(012)面上的残留应力为压缩应力。当α型氧化铝层的(116)面上的残留应力为拉伸应力且α型氧化铝层的(012)面上的残留应力也为拉伸应力时，在切削加工时被覆层上易于产生龟裂、被覆切削工具的耐缺损性降低。当α型氧化铝层的(012)面上的残留应力为压缩应力且α型氧化铝层的(116)面上的残留应力也为压缩应力时，对被覆层进行干式喷砂加工(shotblast)等机械处理所需的能量提高。机械处理的能量高时，被覆层上易于产生龟裂。当被覆层上产生龟裂时，由于切削加工时的冲击、被覆层的一部分易于剥离。因此，无法充分地发挥被覆层本来的性能、被覆切削工具的耐磨耗性降低。这里所说的压缩应力是被覆层的内部应力(固有应变)中的一种，是用“－”(负)的数值表示的应力。压缩应力大是指压缩应力的绝对值大。压缩应力小是指压缩应力的绝对值小。这里所说的拉伸应力是被覆层的内部应力(固有应变)中的一种，是用“+”(正)的数值表示的应力。本说明书中仅提到残留应力时，包括压缩应力和拉伸应力这两者。当将本专利技术的α型氧化铝层的(116)面上的残留应力值记为A时，优选为20≤A≤500MPa。α型氧化铝层的(116)面上的残留应力值A小于20MPa时，有被覆层的耐磨耗性降低的倾向。α型氧化铝层的(116)面上的残留应力值A超过500MPa时，有被覆层的耐缺损性降低的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种被覆切削工具，其为具备基材和形成于基材表面的被覆层的被覆切削工具，其中，所述被覆层含有α型氧化铝层，所述α型氧化铝层的(116)面上的残留应力值大于0，所述α型氧化铝层的(012)面上的残留应力值小于0。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.08 JP 2013-2325201.一种被覆切削工具，其为具备基材和形成于基材表面的被覆层的被
覆切削工具，其中，
所述被覆层含有α型氧化铝层，
所述α型氧化铝层的(116)面上的残留应力值大于0，
所述α型氧化铝层的(012)面上的残留应力值小于0。
2.根据权利要求1所述的被覆切削工具，其中，当将所述α型氧化铝
层的(116)面上的残留应力值记为A时，20≤A≤500MPa，
当将所述α型氧化铝层的(012)面上的残留应力值记为B时，－
800≤B≤－100MPa。
3.根据权利要求1或2所述的被覆切削工具，其中，所述残留应力值
是通过sin2ψ法测定的值。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的被覆切削工具，其中，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：高桥欣也，佐藤博之，
申请(专利权)人：株式会社图格莱，
类型：发明
国别省市：日本;JP