硬质包覆层发挥优异的耐崩刀性的表面包覆切削工具制造技术

本发明专利技术提供一种硬质包覆层具备优异的硬度及韧性，且在长期使用中发挥耐崩刀性及耐缺损性的包覆工具。硬质包覆层包含由组成式：(Ti1‑x‑yAlxMey)(CzN1‑z)表示的复合氮化物或复合碳氮化物的层，其中，Me为选自Si、Zr、B、V及Cr中的一种元素，Al的平均含有比例Xavg、Me的平均含有比例Yavg及C的平均含有比例Zavg满足0.60≤Xavg、0.005≤Yavg≤0.10、0≤Zavg≤0.005、0.605≤Xavg+Yavg≤0.95，构成复合氮化物或复合碳氮化物的层的晶粒中存在具有立方晶结构的晶粒，在具有立方晶结构的晶粒内存在Ti、Al及Me的规定的周期的组成变化，从而解决了所述课题。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】硬质包覆层发挥优异的耐崩刀性的表面包覆切削工具
本专利技术涉及一种在伴随合金钢等的高热产生且冲击性负荷作用于切削刃的高速断续切削加工中，通过硬质包覆层具备优异的耐崩刀性而在长期使用中发挥优异的切削性能的表面包覆切削工具(以下称作包覆工具)。
技术介绍
以往，已知有如下包覆工具：通常在由碳化钨(以下由WC表示)基硬质合金、碳氮化钛(以下由TiCN表示)基金属陶瓷或立方晶氮化硼(以下由cBN表示)基超高压烧结体构成的基体(以下，将这些统称为基体)的表面，通过物理蒸镀法包覆形成Ti-Al系复合氮化物层而作为硬质包覆层，并且已知这些包覆工具发挥优异的耐磨性。但是，所述以往的包覆形成有Ti-Al系复合氮化物层的包覆工具虽然耐磨性比较优异，但是当在高速断续切削条件下使用时容易产生崩刀等异常损耗，因此关于改善硬质包覆层提出了各种方案。例如，专利文献1中提出有如下内容：将TiCN层及Al2O3层作为内层，通过化学蒸镀法在其上面作为外层包覆立方晶结构或包含六方晶结构的立方晶结构的(Ti1-xAlx)N层(其中，x为0.65～0.9)，并且在该外层赋予100～1100MPa的压缩应力，由此改善包覆工具的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种表面包覆切削工具，在由碳化钨基硬质合金、碳氮化钛基金属陶瓷或立方晶氮化硼基超高压烧结体中的任一种构成的工具基体的表面设置有硬质包覆层，所述表面包覆切削工具的特征在于，(a)所述硬质包覆层至少包含通过化学蒸镀法成膜的平均层厚1～20μm的Ti、Al及Me的复合氮化物或复合碳氮化物的层，其中，Me为选自Si、Zr、B、V及Cr中的一种元素，在由组成式：(Ti1‑x‑yAlxMey)(CzN1‑z)表示的情况下，复合氮化物或复合碳氮化物的层的Al在Ti、Al及Me的总量中所占的平均含有比例Xavg、Me在Ti、Al及Me的总量中所占的平均含有比例Yavg及C在C和N的总量中所占的平均含有比例Za...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.25 JP 2014-1950801.一种表面包覆切削工具，在由碳化钨基硬质合金、碳氮化钛基金属陶瓷或立方晶氮化硼基超高压烧结体中的任一种构成的工具基体的表面设置有硬质包覆层，所述表面包覆切削工具的特征在于，(a)所述硬质包覆层至少包含通过化学蒸镀法成膜的平均层厚1～20μm的Ti、Al及Me的复合氮化物或复合碳氮化物的层，其中，Me为选自Si、Zr、B、V及Cr中的一种元素，在由组成式：(Ti1-x-yAlxMey)(CzN1-z)表示的情况下，复合氮化物或复合碳氮化物的层的Al在Ti、Al及Me的总量中所占的平均含有比例Xavg、Me在Ti、Al及Me的总量中所占的平均含有比例Yavg及C在C和N的总量中所占的平均含有比例Zavg分别满足0.60≤Xavg、0.005≤Yavg≤0.10、0≤Zavg≤0.005、0.605≤Xavg+Yavg≤0.95，其中，Xavg、Yavg及Zavg均为原子比，(b)所述复合氮化物或复合碳氮化物的层至少包含具有NaCl型面心立方结构的Ti、Al及Me的复合氮化物或复合碳氮化物的相，(c)对所述复合氮化物或复合碳氮化物的层内的具有NaCl型面心立方结构的Ti、Al及Me的复合氮化物或复合碳氮化物的晶粒的晶体方位，使用电子背散射衍射装置，从纵剖面方向进行分析的情况下，测定所述晶粒的晶面即{100}面的法线相对于工具基体表面的法线方向所成的倾斜角，在该倾斜角中将相对于法线方向在0～45度范围内的倾斜角按0.25度的间距进行划分并合计存在于各分区内的度数而求出倾斜角度数分布时，在0～12度范围内的倾斜角分区中存在最高峰值，并且存在于所述0～12度范围内的度数的合计显示所述倾斜角度数分布中的所有度数的35％以上的比例，(d)并且，在具有所述NaCl型面心立方结构的Ti、Al及Me的复合氮化物或复合碳氮化物的晶粒内存在组成式：(Ti1-x-yAlxMey)(CzN1-z)中的Ti、Al及Me的周期性浓度变化，在将Al的含有比例x的周期性变化的x值的极大值的平均值设为Xmax，并且将Al的含有比例x的周期性变化的x值的极小值的平均值设为Xmin的情况下，Xmax与Xmin之差Δx为0.03～0.25，(e)在所述复合氮化物或复合碳氮化物的层中存在Ti、Al及Me的周期性浓度变化的具有NaCl型面心立方结构的晶粒中，沿该工具基体表面的法线方向的周期为3～100nm。2.根据权利要求1所述的表面包覆切削工具，其特征在于，在所述复合氮化物或复合碳氮化物的层中存在Ti、Al及Me的周期性浓度变化的具有NaCl型面心立方结构的晶粒中，沿立方晶粒的由＜001＞表示的等价的晶体方位中的一个方位存在Ti、Al及Me的周期性浓度变化，沿该方位的周期为3～100nm，在与该方位正交的面内的、Al的含...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙冈翔，佐藤贤一，山口健志，
申请(专利权)人：三菱综合材料株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP