切削工具制造技术

技术编号:4421364 阅读:149 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术提供耐磨损性和润滑性高、且耐缺损性优异的切削工具。本发明专利技术的切削工具(1)含有基体(2)、覆盖该基体(2)的表面的覆盖层(6)或覆盖层(9),其中覆盖层(6)或覆盖层(9)具有第一层(7)和第二层(8),所述第一层(7)包含Ti1-a-b-c-dAlaWbSicMd(C1-xNx)(其中,M为选自Nb、Mo、Ta、Hf和Y中的至少1种,0.45≤a≤0.55,0.01≤b≤0.1,0≤c≤0.05,0.01≤d≤0.1,0≤x≤1),所述第二层(8)包括Ti1-e-f-gAleSifM’g(C1-yNy)(其中,M’为选自Nb、Mo、Ta、Hf和Y中的至少1种,0.50≤e≤0.60,0≤f≤0.1,0.05≤g≤0.15,0≤y≤1)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在基体的表面形成有覆盖层膜的切削工具
技术介绍
现在,在切削工具、或耐摩部件、滑动部件之类的需要具有耐磨损性、滑动性、耐缺 损性的部件中,使用以下提高耐磨损性、滑动性、耐缺损性的方法,即在由超硬合金或金属 陶瓷等烧结合金,金刚石或cBN(立方晶氮化硼)的高硬度烧结体,氧化铝或氮化硅等陶瓷 形成的基体的表面进行覆盖层膜的成膜。作为覆盖层的成膜方法,电弧离子镀法、溅射法等物理蒸镀法被广泛使用,尤其 以将Ti、Al作为主成分的氮化物层被广泛地研究,不断进行着旨在延长工具寿命的改 良。例如,在专利文献1中,公开了(TiNbAl)N组成的硬质被膜,在专利文献2中,公开了 (AlTiNbSi)N(O)组成的硬质被膜,据文献记载,以上任一被膜都提高了硬质被膜的耐氧化 性和耐磨损性。进而,在专利文献3中有如下记载,其公开了(TiWSi)N组成的硬质被膜,超 硬合金等的基体与覆盖层的密合性增高。另外,在上述物理蒸镀法中,如专利文献4所述,尝试了将多种靶设置在腔室内, 并且使试样以依次接近于各靶的方式旋转并成膜,从而形成交替地层叠有多层组成不同的 薄层的构成的硬质被膜的方法。另一方,例如,在专利文献5中,公开了在被称为黑陶瓷的Al2O3-TiC系陶瓷基体的 表面进行TiAlN层等的覆盖层成膜的切削工具,记载了其对于高硬度材料的切削发挥优异 的切削性能的情况。另外,在专利文献6中有如下记载,通过在添加有0. 1 5重量%的铁 族金属的Al2O3-TiC系的陶瓷上形成选自TiC、TiN和TiCN中的1层以上的物理蒸镀覆盖 层,来提高陶瓷基体与覆盖层的密合力和耐缺损性。另外,例如,在专利文献7公开了一种包含氮化硅质烧结体的切削工具,并记载其 可以实现将多孔度控制在0. 2容量%以下的致密化,所述氮化硅质烧结体含有0. 2重量% 以上的氧化钇(Y2O3),含有0.2重量%的氧化镁(MgO),且两者的合计为3.5重量%以下,并 且以1. 3 3. 5重量%的比例含有氧。进而,例如,在专利文献8中公开了在cBN基体的表面形成有TiC、TiN、Al2O3等覆 盖层膜的切削工具,并记载其在一般的钢、铸铁的切削中表现出耐磨损性的改善。另外,在 专利文献9中公开了一种在cBN基体的表面形成有TiAlN被膜的切削工具,并记载其在硬 化钢等高硬度难削材的切削中表现了长寿命。而且,在专利文献10中公开了一种在cBN基 体的表面覆盖有在TiAlSiN组成中Ti与Al的比率连续地变化的硬质覆盖层的切削工具, 并记载其在高速重切削中发挥了优异的耐崩裂性。专利文献1 日本特开平11-302831号公报专利文献2 日本特开2005-199420号公报专利文献3 日本特开2006-111915号公报专利文献4 日本特开平7-205362号公报专利文献5 日本特开平5-69205号公报专利文献6 日本特开平6-91407号公报专利文献7 日本特表平8-503664号公报 专利文献8 日本特开昭59-8679号公报专利文献9 日本特开平8-119774号公报专利文献10 日本特开2004-345006号公报然而,对于专利文献1中记载的(TiNbAl)N组成的硬质被膜、专利文献2中记载的 (AlTiNbSi)N(O)组成的硬质被膜和专利文献3的(TiWSi)N覆盖层而言,其被膜的耐缺损性 并不充分,期望使切削工具更加长寿命化。此外,在专利文献5-10中记载的切削工具中,切 削性能不足,需要使切削工具更长寿命化。另外,在专利文献4中记载的包含氮化物层与氧化物层的层叠体的硬质被膜中, 被膜整体的耐磨损性、耐缺损性也称不上充分,需要进一步改善。
技术实现思路
本专利技术为了解决以上问题而开展,其目的在于,提供具备提高了耐磨损性、耐缺损 性和耐崩裂性的覆盖层的切削工具。本专利技术的切削工具含有基体和将该基体的表面覆盖的覆盖层,上述覆盖层具有第 一层禾口第~■层,所述第一层包含TUlaWbSicMd(ChNx)(其中,M 为选自 Nb、Mo、Ta、Hf 和 Y 中的至少1种,并且0. 45彡a彡0. 55,0. 01彡b彡0. 1,0彡c彡0. 05,0. 01彡d彡0. 1, 0彡χ彡1),所述第二层包含Ti1^gAleSifM' g (CVyNy)(其中,Μ,为选自 Nb、Mo、Ta、Hf 和 Y 中 的至少1种,并且0. 50彡e彡0. 60,0彡f彡0. 1,0. 05彡g彡0. 15,0彡y彡1)。这里,在上述构成中,优选上述第一层的膜厚为1 7 μ m,上述第二层的膜厚为 0. 5 5 μ m。这时,优选上述第一层的平均结晶宽度为0. 01 0. 5 μ m,上述第二层的平均 结晶宽度为0. 6 3μπι。另外,在上述构成中,优选在上述第一层中散布有平均结晶粒径为0. 05 1 μ m的 分散粒子。另一方面,在上述构成中,上述覆盖层优选是以2层以上交替地层叠上述第一层 和上述第二层而成的。这时,优选上述第一层的各层的膜厚为0. 02 0. 7 μ m,上述第二层 的各层的膜厚为0. 01 0. 5 μ m,上述第一层的总膜厚为1 7 μ m,上述第二层的总膜厚为 0. 5 5 μ m。这里,作为基体的第1例子,可举出含有60 95质量%的恥、0 10质量%的选 自周期表第IVB、VB、VIB族金属的至少1种元素的碳化物、氮化物或碳氮化物以及5 30质量%的铁族金属的超硬合金。作为上述基体的第2个例子,可举出包含下述Al2O3质烧结体的基体,所述Al2O3质 烧结体含有Al2O3、 1质量%的1%0、总量为10 70质量%的选自Ti或Si的碳化物、 氮化物及碳氮化物的组中的至少1种以及总量为0. 1 2. 0质量%的选自Co和Ni中的至 少1种。作为上述基体的第3个例子,可举出如下Si3N4质烧结体,所述Si3N4质烧结体含有 94. 5 99. 5质量%的氮化硅、以RE203换算为0. 1 4. 5质量%的稀土类(RE)元素氧化 物、以MgO换算为0. 3 2. 5质量%的氧化镁、以A1203换算为0 0. 6质量%的氧化铝、以 二氧化硅(Si02)换算为0. 1 4.5质量%的残余的氧、0 2质量%的周期表第VIB族元 素的硅化物。作为上述基体的第4个例子,可举出以下cBN质烧结体,所述cBN质烧结体含有70 体积%以上的在cBN粒子的粒径分布中有粒径4 6 ii m的cBN粗粒子与粒径0. 5 1. 2 y m 的cBN微粒子这2个峰的cBN粒子,且通过以含有选自周期表第IVB、VB、VIB族金属中的至 少1种以上的元素的碳化物和铁族金属的结合相,将所述cBN粒子结合而成。 本专利技术的切削工具中用作第一层的Tim-dAlASiA (Ux)(其中,M为选 自 Nb、Mo、Ta、Hf、Y 中的 1 种以上,0. 45 彡 a 彡 0. 55,0. 01 彡 b 彡 0. 1,0 彡 c 彡 0. 05,)的第一层为硬度高且内部应力小的层。另一方面,第二层为 耐氧化性和硬度出色、且与第一层的密合性良好的层。因此,在本专利技术的切削工具中使用的 覆盖层为耐磨损性、耐熔敷性和耐缺损性出色的覆盖层。附图说明图1为表示本专利技术的切削工具的一个例子的简要立体图本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种切削工具,其含有基体和将所述基体的表面覆盖的覆盖层,其特征在于,所述覆盖层具有第一层和第二层,所述第一层包含Ti↓[1-a-b-c-d]Al↓[a]W↓[b]Si↓[c]M↓[d](C↓[1-x]N↓[x]),其中,M为选自Nb、Mo、Ta、Hf和Y中的至少1种,并且0.45≤a≤0.55,0.01≤b≤0.1,0≤c≤0.05,0.01≤d≤0.1,0≤x≤1,所述第二层包含Ti↓[1-e-f-g]Al↓[e]Si↓[f]M’↓[g](C↓[1-y]N↓[y]),其中,M’为选自Nb、Mo、Ta、Hf和Y中的至少1种,并且0.50≤e≤0.60,0≤f≤0.1,0.05≤g≤0.15,0≤y≤1。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:胁真宏中冈达行立野周一渡边孝野田谦二牧野贵彦
申请(专利权)人:京瓷株式会社
类型:发明
国别省市:JP[日本]

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