包覆切削工具制造技术

本发明专利技术的目的是提供一种具有优异的耐磨损性和耐缺损性且能够延长工具寿命的包覆切削工具。包覆切削工具包括基材和形成于基材表面的包覆层，其中，包覆层从基材侧朝向包覆层的表面侧依次包含下部层和上部层，下部层含有1层或2层以上的特定的Ti化合物层，上部层含有α型Al2O3层，下部层的平均厚度为2.0μm以上且15.0μm以下，上部层的平均厚度为3.5μm以上且15.0μm以下，在上部层中，Σ3晶界长度相对于总晶界总长度100％的比例超过50％且为80％以下，且Σ3晶界长度相对于CSL晶界总长度100％的比例为70％以上，在上部层中，α型Al2O3层的组织系数TC(0，0，12)为8.0以上且8.9以下。以下。以下。

【技术实现步骤摘要】
包覆切削工具


[0001]本专利技术涉及一种包覆切削工具。

技术介绍

[0002]众所周知：以往，通过化学蒸镀法在由超硬合金构成的基材的表面以3～20μm的总膜厚蒸镀形成包覆层的包覆切削工具被用于钢或铸铁等的切削加工。作为上述包覆层，已知的有，例如，由选自由Ti碳化物、氮化物、碳氮化物、碳氧化物、碳氮氧化物以及氧化铝构成的群中的1种单层或2种以上的多层构成的包覆层。
[0003]例如，专利文献1中记载了一种表面包覆切削工具，其包括基材及形成在基材上的覆膜，其中，覆膜包含α型Al2O3层，α型Al2O3层包含多个α型Al2O3晶粒，且呈现(001)取向，晶粒的晶界包括CSL晶界和一般晶界，在CSL晶界中，∑3型晶界的长度超过∑3－29型晶界长度的80％，并且在∑3－29型晶界长度与一般晶界长度之和即总晶界总长度的10％以上且50％以下。
[0004]例如，专利文献2中记载了一种切削工具刀片，其由超硬合金、金属陶瓷、陶瓷、钢或立方晶氮化硼(CBN)等超硬质物质的基材、以及总厚度为5～40μm的包覆层构成，其中，包覆层由1层以上的耐热层构成，该耐热层的至少1层为具有1～20μm厚度的α－Al2O3层，其中，至少1个α－Al2O3层中的∑3型晶界的长度超过∑3、∑7、∑11、∑17、∑19、∑21、∑23以及∑29型晶界(＝∑3－29型晶界)的晶界总长度的80％，晶界特征分布通过EBSD来测定。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：国际公开2017－009928号公报
[0008]专利文献2：日本特表2014－526391号公报
[0009]技术课题
[0010]近年来的切削加工中，高速化、高进给化以及深切化变得更加显著，与以往相比，要求提高包覆切削工具的耐磨损性和耐缺损性。特别是，诸如钢的高速切削等切削加工不断增加，其中负荷作用于包覆切削工具，切削温度升高，在如此苛刻的切削条件下，传统的包覆切削工具由于包覆层的耐弧坑磨损能力不足，早期发生塑性变形。这导致难以延长工具寿命。而且，由于包覆层的崩裂而产生缺损，难以延长工具寿命。
[0011]另一方面，就专利文献1的形成有α型Al2O3层的包覆切削工具而言，在α型Al2O3层中，∑3晶界长度占CSL晶界与一般晶界之和即总晶界的总长度的50％以下，机械性能得到了一定的改善。但是，若∑3晶界长度的占比超过50％，则晶粒粗粒化，因此包覆切削工具的抗崩刃性不足，存在改善的余地。
[0012]另外，就专利文献2的形成有α型Al2O3层的包覆切削工具而言，在α型Al2O3层中，CSL晶界总长度中∑3型晶界长度的占比超过80％，但尚未研究提高CSL晶界与一般晶界之和即总晶界的总长度中∑3晶界长度的比例。因此，专利文献2的包覆切削工具的耐磨损性、耐塑性变形性及耐缺损性不足，存在改善的余地。
[0013]本专利技术是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种包覆切削工具，具有优异的耐磨损性和耐缺损性，从而能够延长工具寿命。

技术实现思路

[0014]本专利技术人从上述观点出发，对延长包覆切削工具的工具寿命进行了反复研究。结果，发现：包覆切削工具的包覆层依次包括含有Ti化合物层的下部层和含有α型Al2O3的上部层，该上部层为满足特定要求的层，能够抑制含有α型Al2O3的上部层受损。另外，发现含有α型Al2O3的上部层的效果比以往更持久，能够提高耐磨损性，从而能够延长包覆切削工具的工具寿命，由此完成了本专利技术。
[0015]即，本专利技术的要旨如下。
[0016][1]一种包覆切削工具，其包括基材和形成于该基材表面的包覆层，
[0017]所述包覆层从所述基材侧朝向所述包覆层的表面侧依次包含下部层和上部层，
[0018]所述下部层含有1层或2层以上的Ti化合物层，该Ti化合物层由Ti与选自由C、N以及O构成的群的至少1种元素的Ti化合物构成，
[0019]所述上部层含有由α型Al2O3构成的α型Al2O3层，
[0020]所述下部层的平均厚度为2.0μm以上且15.0μm以下，
[0021]所述上部层的平均厚度为3.5μm以上且15.0μm以下，
[0022]在所述上部层中，∑3晶界长度相对于总晶界总长度100％的比例超过50％且为80％以下，且∑3晶界长度相对于所述CSL晶界总长度100％的比例为70％以上，
[0023]在所述上部层中，由下述式(1)表示的α型Al2O3层的(0、0、12)面的组织系数TC(0，0，12)为8.0以上且8.9以下。
[0024]【数式1】
[0025][0026](式(1)中，I(h，k，l)是对α型Al2O3层的(h，k，l)面进行测定的X射线衍射产生的峰值强度，I
o
(h，k，l)是根据JCPDS卡号10
‑
0173的α型Al2O3的(h，k，l)面的标准衍射强度，(h，k，l)是指(0，1，2)、(1，0，4)、(1，1，3)、(0，2，4)、(1，1，6)、(2，1，4)、(3，0，0)、(0，2，10)以及(0，0，12)这9个晶面。)
[0027][2][0028]根据[1]所述的包覆切削工具，其中，∑3晶界长度相对于所述CSL晶界总长度100％的比例为80％以上且99％以下。
[0029][3][0030]根据[1]或[2]所述的包覆切削工具，其中，在所述上部层中，从所述包覆层的表面侧朝向所述下部层侧0.5μm的位置处的平均粒径d
s
与从所述下部层侧朝向所述包覆层的表面侧2.5μm的位置处的平均粒径d
u
之比[d
s
/d
u
]为1.0以上且1.7以下。
[0031][4][0032]根据[3]所述的包覆切削工具，其中，所述d
u
为0.5μm以上且1.4μm以下，所述d
s
为0.6μm以上且1.5μm以下。
[0033][5][0034]根据[1]～[4]中的任一项所述的包覆切削工具，其中，所述包覆层在所述上部层的与所述基材侧相反的一侧上包含外层，
[0035]所述外层含有Ti化合物层，该Ti化合物层由Ti与选自由C、N以及O构成的群的至少1种元素的Ti化合物构成，
[0036]所述外层的平均厚度为0.3μm以上且4.0μm以下。
[0037][6][0038]根据[1]～[5]中的任一项所述的包覆切削工具，其中，所述包覆层整体的平均厚度为5.5μm以上且25.0μm以下。
[0039][7][0040]根据[1]～[6]中的任一项所述的包覆切削工具，其中，包含在所述下部层中的Ti化合物层是选自由TiN层、TiC层、TiCN层、TiCO层和TiCNO层构成的群的至少一种，所述TiN层由TiN构成，所述TiC层由TiC构成，所述TiCN层由TiCN构成，所述TiCO层由TiCO构成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种包覆切削工具，其包括基材和形成于该基材表面的包覆层，所述包覆层从所述基材侧朝向所述包覆层的表面侧依次包含下部层和上部层，所述下部层含有1层或2层以上的Ti化合物层，所述Ti化合物层由Ti与选自由C、N以及O构成的群的至少1种元素的Ti化合物构成，所述上部层含有由α型Al2O3构成的α型Al2O3层，所述下部层的平均厚度为2.0μm以上且15.0μm以下，所述上部层的平均厚度为3.5μm以上且15.0μm以下，在所述上部层中，∑3晶界长度相对于总晶界总长度100％的比例超过50％且为80％以下，且∑3晶界长度相对于所述CSL晶界总长度100％的比例为70％以上，在所述上部层中，由下述式(1)表示的α型Al2O3层的(0，0，12)面的组织系数TC(0，0，12)为8.0以上且8.9以下，【数式1】(式(1)中，I(h，k，l)是对α型Al2O3层的(h，k，l)面进行测定的X射线衍射产生的峰值强度，I
o
(h，k，l)是根据JCPDS卡号10
‑
0173的α型Al2O3的(h，k，l)面的标准衍射强度，(h，k，l)是指(0，1，2)、(1，0，4)、(1，1，3)、(0，2，4)、(1，1，6)、(2，1，4)、(3，0，0)、(0，2，10)以及(0，0，12)这9个晶面)。2.根据权利要求1所述的包覆切削工具，其中，∑3晶界长度相对于所述CSL晶界总长度100％的比例为80％以上且99％以下。3.根据权利要求1或2所述的包覆...

【专利技术属性】
技术研发人员：城地司，
申请(专利权)人：株式会社泰珂洛，
类型：发明
国别省市：