被覆切削工具制造技术

本发明专利技术保护一种被覆切削工具，其具备基材和形成于该基材上的被覆层，其中，上述被覆层包括下部层和形成于该下部层上的上部层，上述下部层具有2.0μm以上15.0μm以下的平均厚度，并且由Ti的碳氮氧化物层构成，上述Ti的碳氮氧化物层包含具有由下述式(1)：Ti(C1－x－yNxOy)…(1)(式中，x表示N元素相对于C元素、N元素和O元素的总量的原子比，y表示O元素相对于C元素、N元素和O元素的总量的原子比，且满足0.35≦x≦0.60、0.01≦y≦0.10)表示的组成的化合物，在上述下部层中，由X射线衍射得到的(4,2,2)面的摇摆曲线的半峰宽为20°以下，上述上部层由具有1.0μm以上15.0μm以下的平均厚度的α型氧化铝层构成，在上述上部层中，由X射线衍射得到的(0,0,12)面的摇摆曲线的半峰宽为20°以下。

Covered cutting tools

The invention protects a coated cutting tool, which has a base material and a coating formed on the base material. The coating comprises a lower layer and an upper layer formed on the lower layer. The lower layer has an average thickness of more than 2.0 micron and less than 15.0 micron, and is composed of a carbon-nitrogen oxide layer of Ti. The carbon-nitrogen oxide layer of the Ti comprises the following forms: (1):Ti(C1-Ti) X-yNxOy)... (1) In the formula, x denotes the atomic ratio of N element to the total amount of C element, N element and O element, y denotes the atomic ratio of O element to the total amount of C element, N element and O element, and satisfies the compound denoted by 0.35 < x < 0.60, 0.01 < y < 0.10. In the lower layer above, the half-peak width of the rocking curve of (4, 2, 2) surface obtained by X-ray diffraction is below 20 degrees, and the upper part above. The layer is composed of an alpha-type alumina layer with an average thickness of more than 1.0 um and less than 15.0 um. In the upper layer, the half-peak width of the rocking curve of (0,0,12) plane obtained by X-ray diffraction is less than 20 degrees.

【技术实现步骤摘要】
被覆切削工具
本专利技术涉及一种被覆切削工具。
技术介绍
以往，将利用化学气相沉积法在由硬质合金制成的基材表面以3～20μm的总膜厚蒸镀形成被覆层而制成的被覆切削工具用于钢、铸铁等的切削加工的技术广为人知。作为上述被覆层，例如已知有选自由Ti的碳化物、氮化物、碳氮化物、碳氧化物和碳氮氧化物、以及氧化铝组成的群组中的一种的单层或两种以上的多层构成的被覆层。例如，在对比文件1中提出了一种被覆切削工具，其以在切削作业中改良耐磨性为目的而包含基材和涂层，其中涂层包含MTCVDTiCN层和α-Al2O3层，α-Al2O3层的织构系数TC(0012)超过5，在切削工具的后刀面中，利用X射线衍射的α-Al2O3层的(0012)面的摇摆曲线峰的半峰全宽(FWHM)不满30°，在X射线衍射中，TiCN层的220峰的积分面积强度和311峰的积分面积强度之间的关系I220/I311为低于3。专利文献1：日本专利特开2015-9358号公报。
技术实现思路
在近年来的切削加工中，高速化、高进给化和深进刀化更加显著，要求进一步提高如专利文献1中的以往的被覆切削工具的耐磨性以及耐缺损性。特别是，钢的高速切削等对被覆切削工具产生负荷作用的切削加工增加，在这种苛刻的切削条件下，在以往的被覆切削工具中被覆层的粘着性不充分，由此导致因剥离而产生的缺损。这引发了无法延长工具寿命的问题。因此，本专利技术的目的在于提供一种具有优越的耐缺损性和耐磨性，因而能够延长工具寿命的被覆切削工具。本专利技术人从上述观点出发，对于被覆切削工具的工具寿命的延长进行了反复研究，结果获得了如下见解：采用在包括下部层、以及形成在下部层上且由指定的α型氧化铝层构成的上部层的被覆层中，用指定的Ti的碳氮氧化物层构成下部层，使指定面的摇摆曲线的半峰宽在特定值以下的方案，则可以提高耐磨性和耐缺损性，其结果能够延长工具寿命，从而完成了本专利技术。即，本专利技术如下所述。[1]一种被覆切削工具，其具备基材和形成于该基材上的被覆层，其中，上述被覆层包括下部层和形成于该下部层上的上部层，上述下部层具有2.0μm以上15.0μm以下的平均厚度，并由Ti的碳氮氧化物层构成，所述Ti的碳氮氧化物层包含具有由下述式(1)：Ti(C1－x－yNxOy)(1)(式中，x表示N元素相对于C元素、N元素和O元素的总量的原子比，y表示O元素相对于C元素、N元素和O元素的总量的原子比，且满足0.35≦x≦0.60、0.01≦y≦0.10)表示的组成的化合物，在上述下部层中，由X射线衍射得到的(4,2,2)面的摇摆曲线的半峰宽为20°以下，上述上部层由具有1.0μm以上15.0μm以下的平均厚度的α型氧化铝层构成，在上述上部层中，由X射线衍射得到的(0,0,12)面的摇摆曲线的半峰宽为20°以下。[2]如[1]所述的被覆切削工具，其中，构成上述下部层的粒子的平均粒径为0.5μm以上1.5μm以下。[3]如[1]或[2]所述的被覆切削工具，其中，上述被覆层在上述下部层和上述上部层之间包含中间层，上述中间层由包含具有由下述式(2)：Ti(C11－a－bNaOb)(2)(式中，a表示N元素相对于C元素、N元素和O元素的总量的原子比，b表示O元素相对于C元素、N元素和O元素的总量的原子比，且满足0.00≦a≦0.30、0.01≦b≦0.10)表示的组成的化合物的Ti的化合物层构成，上述中间层具有0.05μm以上1.50μm以下的平均厚度。[4]如[1]至[3]中任一项所述的被覆切削工具，其中，上述被覆层在上述基材和上述下部层之间包含由Ti的氮化物层或者Ti的碳化物层构成的最下层，上述最下层具有0.1μm以上1.5μm以下的平均厚度。[5]如[1]至[4]中任一项所述的被覆切削工具，其中，上述被覆层整体的平均厚度为3.0μm以上25.0μm以下。[6]如[1]至[5]中任一项所述的被覆切削工具，其中，上述基材为硬质合金、金属陶瓷、陶瓷和立方氮化硼烧结体中的任一种。根据本专利技术，能够提供一种由于具有优越的耐磨性和耐缺损性而能够延长工具寿命的被覆切削工具。附图说明图1为表示本专利技术的被覆切削工具的一个例子的截面示意图。具体实施方式以下，根据需要参照附图，对本专利技术的实施方式(以下简称为“本实施方式”)进行详细说明，但本专利技术并不限于下述本实施方式。本专利技术可在不超出其主旨的范围内进行各种变形。本实施方式的被覆切削工具具备基材和形成于该基材上的被覆层，被覆层包括下部层和形成于该下部层上的上部层，下部层具有2.0μm以上15.0μm以下的平均厚度，并且由Ti的碳氮氧化物层构成，上述Ti的碳氮氧化物层包含具有由下述式(1)：Ti(C1－x－yNxOy)(1)(式中，x表示N元素相对于C元素、N元素和O元素的总量的原子比，y表示O元素相对于C元素、N元素和O元素的总量的原子比，且满足0.35≦x≦0.60、0.01≦y≦0.10)表示的组成的化合物，在下部层中，由X射线衍射得到的(4,2,2)面的摇摆曲线的半峰宽为20°以下，上部层由具有1.0μm以上15.0μm以下的平均厚度的α型氧化铝层构成，在上部层中，由X射线衍射得到的(0,0,12)面的摇摆曲线的半峰宽为20°以下。本实施方式的被覆切削工具具备以上结构，由此能够提高耐磨性和耐缺损性，其结果为能够延长被覆切削工具的工具寿命。认为本实施方式的被覆切削工具的耐磨性提高的主要原因如下。但是，本专利技术不受以下主要原因的任何限制。即，首先，本实施方式的被覆切削工具中，在下部层中，上述式(1)中的原子比x为0.60以下，由此提高了硬度，因而提高了耐磨性。此外，本实施方式的被覆切削工具中，下部层的平均厚度为2.0μm以上，由此提高了耐磨性。此外，本实施方式的被覆切削工具中，在上部层中，由X射线衍射得到的(0,0,12)面的摇摆曲线的半峰宽为20°以下，由此与基材平行存在的(0,0,12)面的组织较多，在切削加工中抑制切削温度的上升，因而将抑制反应磨损，其结果提高了耐磨性。此外，本实施方式的被覆切削工具中，上部层的平均厚度为1.0μm以上，由此上部层的效果持续，因而将提高耐磨性。并且，认为本实施方式的被覆切削工具通过组合这些结构，显著地提高耐磨性。另一方面，认为本实施方式的被覆切削工具的耐缺损性提高的主要原因如下。但是，本专利技术不受以下主要原因的任何限制。即，首先，本实施方式的被覆切削工具中，在下部层中，上述式(1)中的原子比x为0.35以上，由此具有优越的韧性，原子比y为0.01以上，由此将提高下部层和上部层之间的粘着性，原子比y为0.10以下，由此将提高下部层的强度，由于上述各原因，将提高耐缺损性。此外，本实施方式的被覆切削工具中，因下部层的平均厚度为15.0μm以下，被覆层的剥离得到抑制，由此将提高耐缺损性。其次，本实施方式的被覆切削工具中，因上部层的平均厚度为15.0μm以下，被覆层的剥离得到抑制，由此将提高耐缺损性。再次，本实施方式的被覆切削工具中，因在下部层中，由X射线衍射得到的(4,2,2)面的摇摆曲线的半峰宽为20°以下，将提高下部层和上部层之间的粘着性，上部层的效果持续，由此将提高耐缺损性。于是，本实施方式的被覆切削工具中，通过这些结构的组合，认为将显著地提高耐磨性。图1是表示本实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种被覆切削工具，其具备基材和形成于该基材上的被覆层，其中，所述被覆层包括下部层和形成于该下部层上的上部层，所述下部层具有2.0μm以上15.0μm以下的平均厚度，并由Ti的碳氮氧化物层构成，所述Ti的碳氮氧化物层包含具有由下述式(1)：Ti(C1－x－yNxOy)     (1)(式中，x表示N元素相对于C元素、N元素和O元素的总量的原子比，y表示O元素相对于C元素、N元素和O元素的总量的原子比，且满足0.35≦x≦0.60、0.01≦y≦0.10)表示的组成的化合物，在所述下部层中，由X射线衍射得到的(4,2,2)面的摇摆曲线的半峰宽为20°以下，所述上部层由具有1.0μm以上15.0μm以下的平均厚度的α型氧化铝层构成，在所述上部层中，由X射线衍射得到的(0,0,12)面的摇摆曲线的半峰宽为20°以下。

【技术特征摘要】
2017.09.14 JP 2017-1764141.一种被覆切削工具，其具备基材和形成于该基材上的被覆层，其中，所述被覆层包括下部层和形成于该下部层上的上部层，所述下部层具有2.0μm以上15.0μm以下的平均厚度，并由Ti的碳氮氧化物层构成，所述Ti的碳氮氧化物层包含具有由下述式(1)：Ti(C1－x－yNxOy)(1)(式中，x表示N元素相对于C元素、N元素和O元素的总量的原子比，y表示O元素相对于C元素、N元素和O元素的总量的原子比，且满足0.35≦x≦0.60、0.01≦y≦0.10)表示的组成的化合物，在所述下部层中，由X射线衍射得到的(4,2,2)面的摇摆曲线的半峰宽为20°以下，所述上部层由具有1.0μm以上15.0μm以下的平均厚度的α型氧化铝层构成，在所述上部层中，由X射线衍射得到的(0,0,12)面的摇摆曲线的半峰宽为20°以下。2.如权利要求1所述的被覆切削工具，其中，构成所述下部层的粒子的平均粒径为0....

【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：株式会社泰珂洛，
类型：发明
国别省市：日本,JP