被覆切削工具制造技术

本发明专利技术提供一种具有优良耐缺损性的被覆切削工具。一种被覆切削工具，其特征在于，其由WC基超硬合金的基材和通过化学蒸镀法在基材的表面形成的被膜构成，并且，其具有前刀面、后刀面以及位于前刀面和后刀面之间的切削刃棱线部，并且，被膜整体的总膜厚度以平均膜厚度计是3～20μm，在距切削刃棱线部300μm以内的前刀面存在一条以上的倾斜裂缝，该倾斜裂缝的相对于被膜的表面的裂缝进展角度是45°以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】被覆切削工具
本专利技术涉及一种具有优良耐缺损性的被覆切削工具，具体涉及一种在用于例如钢或铸铁等的重切削能发挥优良耐缺损性、而且即使在用于这些钢或铸铁等的铣削或断续切削时也能发挥优良耐缺损性的被覆切削工具。
技术介绍
已熟知，通过化学蒸镀法在碳化钨基超硬合金（以下，称之为WC基超硬合金）基材的表面以3～20μm的总膜厚蒸镀形成有被膜而形成的被覆切削工具能够用于钢等的切削加工，其中被膜由Ti的碳化物、氮化物、碳氮化物、碳氧化物以及碳氮氧化物、以及氧化铝中的一种的单层膜或两种以上的多层膜所构成。通常，在WC基超硬合金的表面上形成被膜时，在被膜上残留着拉伸应力，因此被覆切削工具的破坏强度减弱，变得容易损坏。迄今为止提出了一种在被膜形成后通过喷丸硬化（shotpeening）等生成裂缝而释放拉伸残余应力的方案，此方案得到了较好的效果（例如，参考对比文件1以及非专利文献1）。但是，根据工具的用途或使用条件需要更高的耐缺损性。现有技术文献专利文献专利文件1：日本特开平3-92204号公报非专利文献非专利文献1：片山，另外4名，日本金属学会会报，1991年，30卷，4号，第298-300页
技术实现思路
专利技术要解决的课题近年来对于切削工具的省力化以及节能化要求强烈，与此相伴随，虽然切削加工倾向于高速化，但是上述的现有的被覆切削工具中存在如下问题：当其用于切削条件严格的高速的断续切削时，即，当其用于在切削刃棱线部上以非常短的节距（pitch）反复承受机械性冲击的高速断续切削时，被膜容易发生缺损或剥落，短时间内就到了使用寿命。作为释放通过化学蒸镀法形成的被膜的拉伸残余应力的方法，以往所知的方法有喷丸硬化（shotpeening）的方法。但是，当使用以90°的投射角度相对于被膜表面进行干式喷丸加工（Shotblast）的被覆切削工具，进行切削实验时，其耐缺损性不充足。本专利技术的目的在于提供一种具有优良耐剥落性以及耐缺损性的被覆切削工具。用于解决课题的方法本专利技术人从上述观点出，以提高被覆切削工具的耐缺损性为目的进行悉心研究的结果表明，形成如下构成则能够使耐剥落性以及耐缺损性大幅提高。即，本专利技术的要点如下：（1）被覆切削工具，其特征在于，其由WC基超硬合金的基材和通过化学蒸镀法在基材的表面形成的被膜构成，并且，其具有前刀面、后刀面以及位于前刀面和后刀面之间的切削刃棱线部，并且，被膜整体的总膜厚度以平均膜厚度计是3～20μm，在距切削刃棱线部300μm以内的前刀面存在一条以上的倾斜裂缝，该倾斜裂缝的相对于被膜的表面的裂缝进展角度是45°以下。（2）上述（1）记载的被覆切削工具，其中，倾斜裂缝的进展深度为距被膜的表面是0.3～2μm。（3）上述（1）或（2）记载的被覆切削工具，其中，被膜的表面中的裂缝间隔的平均值是20μm以上且100μm以下。（4）上述（1）～（3）中任一项记载的被覆切削工具，其中，被膜的表面中的裂缝间隔的平均值是40μm以上且60μm以下。（5）上述（1）～（4）中任一项记载的被覆切削工具，其中，被膜的至少一层，是通过选自由Ti的碳化物、Ti的氮化物、Ti的碳氮化物、Ti的碳氧化物以及Ti的碳氮氧化物所组成的组中的至少一种构成的Ti化合物膜。（6）上述（1）～（5）中任一项记载的被覆切削工具，其中，被膜的至少一层是氧化铝膜。（7）上述（1）～（6）中任一项记载的被覆切削工具，其中，被膜构成为，相接于基材的内膜的至少一层是Ti化合物膜，与内膜相比形成在表面侧的外膜的至少一层是Al2O3膜，在Ti化合物膜和Al2O3膜之间相接于Ti化合物膜以及Al2O3膜而具有密接膜，该密接膜是通过选自由Ti的碳氧化物、Ti的氮氧化物、Ti的碳氮氧化物、以及含有Ti和Al的碳氧化物、含有Ti和Al的氮氧化物、含有Ti和Al的碳氮氧化物所组成的组中的至少一种化合物构成。（8）上述（1）～（7）中任一项记载的被覆切削工具，其中，倾斜裂缝是存在有1条以上且50条以下。（9）上述（1）～（8）中任一项记载的被覆切削工具，其中，倾斜裂缝是存在有3条以上且30条以下。（10）上述（1）～（9）中任一项记载的被覆切削工具，其中，裂缝是通过干式喷丸加工（Shotblast）或者喷丸硬化（shotpeening）而形成。（11）上述（1）～（10）中任一项记载的被覆切削工具，其中，裂缝是通过将投射材料以相对于被膜的表面投射角度成为30～45°的方式进行投射而形成。（12）上述（1）～（11）中任一项记载的被覆切削工具，其中，裂缝是通过将投射材料以50～80m/秒的投射速度进行投射而形成。（13）上述（11）或（12）记载的被覆切削工具，其中，投射材料是由平均粒径为100～150μm、维式硬度为1000以上的材料构成。（14）上述（11）～（13）中任一项记载的被覆切削工具，其中，投射材料是由Al2O3或ZrO2构成。专利技术效果本专利技术的被覆切削工具具有优良的耐剥落性以及耐缺损性。使用本专利技术的被覆切削工具则能够得到延长工具使用寿命的效果。附图说明图1是本专利技术的被覆切削工具的主要部分的剖面图。图2是用于本专利技术的切削试验的被切削材料的概要图。具体实施方式本专利技术的被覆切削工具由WC基超硬合金的基材和通过化学蒸镀法在基材的表面形成的被膜构成。本专利技术的WC基超硬合金是通过烧结硬质相形成粉末和Co的结合相形成粉末的混合粉末而得到的WC基超硬合金，其中，硬质相形成粉末是由WC构成，或者是由WC和Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo以及W的碳化物、氮化物、碳氮化物以及它们的相互固溶体（但，WC除外）中选出的至少一种构成。本专利技术的WC基超硬合金是由WC的硬质相和结合相构成，或者是由WC的硬质相和由选自Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo以及W中的至少一种金属（或元素）的碳化物、氮化物、碳氮化物以及它们的相互固溶体所组成的组中选出的至少一种构成的硬质相和结合相构成。本专利技术的被膜是通过化学蒸镀法形成。通过化学蒸镀法形成时，则能够提高基材和被膜之间的密接强度。其原因认为是，化学蒸镀法的被膜温度较高，在基材和被膜之间的界面中发生扩散。因此，根据化学蒸镀法形成耐磨性优良的被膜时，则能够得到耐磨性优良的被覆切削工具。本专利技术的被膜由如下化合物膜的至少一层构成，该化合物膜由Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Al以及Si中选出的至少一种金属（或是元素）的碳化物、氮化物、氧化物、碳氮化物、碳氧化物、氮氧化物、碳氮氧化物以及硼化物所组成的组中选出的至少一种所构成。WC基超硬合金基材的表面上形成化合物膜时，虽然从基材向化合物膜中扩散基材成分，如W、C、Co、Mo、Cr、V等，但是此状况时也不会改变本专利技术的本质效果。本专利技术的被膜优选，一层所构成的单层膜或两层以上积层的多层膜的任意一种。本专利技术的被膜的至少一层为，由Ti的碳化物、Ti的氮化物、Ti的碳氮化物、Ti的碳氧化物以及Ti的碳氮氧化物组成的组中选出的至少一种构成的Ti化合物膜时，因为能够进一步提高耐磨性和韧性之间的平衡，因此进一步优选。本专利技术的被膜的至少一层为氧化铝膜（以下，Al2O3膜）时，耐凹陷（Crater）磨耗性提高，因此进一步优选。并不特别限定Al2O3膜的晶型，例如有α型、β型、δ型、γ型、κ本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.09.22 JP 2011-2075641.一种被覆切削工具，其特征在于，其由WC基超硬合金的基材和通过化学蒸镀法在基材的表面形成的被膜构成，并且，其具有前刀面、后刀面以及位于前刀面和后刀面之间的切削刃棱线部，并且，被膜整体的总膜厚度以平均膜厚度计是3～20μm，在距切削刃棱线部300μm以内的前刀面存在1条以上且50条以下的倾斜裂缝，该倾斜裂缝的相对于被膜的表面的裂缝进展角度是45°以下，并且，倾斜裂缝的进展深度为距被膜的表面是0.3～2μm，并且，被膜的表面中的裂缝间隔的平均值是20μm以上且100μm以下。2.如权利要求1所述的被覆切削工具，其中，被膜的表面中的裂缝间隔的平均值是40μm以上且60μm以下。3.如权利要求1所述的被覆切削工具，其中，被膜的至少一层，是通过选自由Ti的碳化物、Ti的氮化物、Ti的碳氮化物、Ti的碳氧化物以及Ti的碳氮氧化物所组成的组中的至少一种构成的Ti化合物膜。4.如权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：平野雄亮，
申请(专利权)人：株式会社图格莱，
类型：
国别省市：