被覆切削工具制造技术

本发明专利技术的目的在于：提供一种耐磨性优良、且工具寿命长的被覆切削工具，其包括基材和被覆层；被覆层的至少1层为粗粒层，该粗粒层在与被覆层和基材的界面平行的方向测定时，其平均粒径Lx超过200nm，其组成可表示为(AlaTibMc)X[其中，M表示Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Y、B以及Si之中的至少1种元素，a表示Al元素相对于Al元素和Ti元素和M元素的合计的原子比，b表示Ti元素相对于Al元素和Ti元素和M元素的合计的原子比，X表示C、N以及O之中的至少1种元素，c表示M元素相对于Al元素和Ti元素和M元素的合计的原子比，a、b、c满足0.30≤a≤0.65、0.35≤b≤0.70、0≤c≤0.20、a+b+c＝1]；粗粒层的平均层厚为0.2～10μm。

【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被覆切削工具。
技术介绍
在钢、铸铁、不锈钢、耐热合金等的切削加工中，广泛使用在硬质合金、金属陶瓷、cBN烧结体等基材的表面形成有TiN层和TiAlN层等的被覆切削工具。作为被覆切削工具的现有技术，具有表面被覆硬质构件，其特征在于：具有覆盖膜，该覆盖膜是采用物理蒸镀法，在由WC基硬质合金、金属陶瓷、陶瓷、高速钢等构成的母材的表面，将由选自IVa、Va、VIa族金属元素以及Al、Si之中的2种以上的元素构成的合金的氮化物、氧化物、碳化物、碳氮化物或者硼化物以50nm以下的粒径构成的(例如参照专利文献1)。另外，还具有一种硬质膜被覆工具，其特征在于：其是在基体表面，被覆以Ti和Al为主的复合氮化物、复合碳化物、复合碳氮化物之中的任一种的单层硬质膜或者由两种以上构成的多层硬质膜的硬质膜被覆工具，其中，将所述硬质膜晶粒在横向的结晶粒径(b)的平均值设定在0.1～0.4μm的范围，且将所述硬质膜的结晶粒径的纵/横比a/b的平均值设定在1.5～7的范围(例如参照专利文献2)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第3341328号公报专利文献2：日本专利第3526392号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题近年来，机床的高性能化异常显著，与之相伴随，已经能够在高速切削、高进给量加工等苛刻的切削条件下进行切削加工。如果在这样的切削条件下使用以前的被覆切削工具，则存在耐磨性降低的问题。本专利技术的目的在于：提供一种与以前相比耐磨性优良、且工具寿命长的被覆切削工具。用于解决课题的手段本专利技术人就提高被覆层的耐磨性反复进行了研究，获得了如下的见解：如果使被覆层的组成最优化，而且使其粒径成为粗粒，则耐磨性得以提高，从而可以实现被覆切削工具的长寿命化；以至完成了本专利技术。也就是说，本专利技术的要旨如下所述。(1)一种被覆切削工具，其包括基材、和在基材的表面形成的被覆层；被覆层的至少1层为粗粒层，该粗粒层在与被覆层和基材的界面平行的方向测定时，其平均粒径Lx超过200nm，其组成可表示为(AlaTibMc)X[其中，M表示选自Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Y、B以及Si之中的至少1种元素，X表示选自C、N以及O之中的至少1种元素，a表示Al元素相对于Al元素和Ti元素和M元素的合计的原子比，b表示Ti元素相对于Al元素和Ti元素和M元素的合计的原子比，c表示M元素相对于Al元素和Ti元素和M元素的合计的原子比，a、b、c满足0.30≤a≤0.65、0.35≤b≤0.70、0≤c≤0.20、a+b+c＝1]；粗粒层的平均层厚为0.2～10μm。(2)根据上述(1)所述的被覆切削工具，其中，a、b、c满足0.30≤a≤0.50、0.50≤b≤0.70、0≤c≤0.20、a+b+c＝1。(3)根据上述(1)或(2)所述的被覆切削工具，其中，粗粒层的X表示N。(4)根据上述(1)～(3)中的任一项所述的被覆切削工具，其中，在与被覆层和基材的界面平行的方向测定时，其粗粒层的平均粒径Lx超过400nm且在1000nm以下。(5)根据上述(1)～(4)中的任一项所述的被覆切削工具，其中，在与被覆层和基材的界面垂直的方向测定时的粗粒层的平均粒径Ly相对于在与被覆层和基材的界面平行的方向测定时的粗粒层的平均粒径Lx之粒径比(Ly/Lx)为0.7以上且低于1.5。(6)根据上述(1)～(5)中的任一项所述的被覆切削工具，其中，粗粒层为立方晶。(7)根据上述(6)所述的被覆切削工具，其中，粗粒层的(200)面的X射线衍射峰的半峰宽为0.6度以下。(8)根据上述(1)～(7)中的任一项所述的被覆切削工具，其中，被覆层包括在基材的表面形成的下层、和在下层的表面形成的粗粒层；下层为单层或者多层，该单层或者多层由选自下述单质和化合物之中的至少1种构成，单质：由选自Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Y、Al以及Si之中的A组元素的至少1种构成；化合物：由这些A组元素的至少1种、和选自碳、氮、氧以及硼之中的B组元素的至少1种构成。(9)根据上述(1)～(8)中的任一项所述的被覆切削工具，其中，粗粒层为最上层。(10)一种被覆切削工具，其包括基材、和在基材的表面形成的被覆层；被覆层的至少1层为粗粒层，该粗粒层在与被覆层和基材的界面平行的方向测定时，其平均粒径Lx超过200nm，其组成可表示为(AldCreLf)Z[其中，L表示选自Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Mo、W、Y、B以及Si之中的至少1种元素，Z表示选自C、N以及O之中的至少1种元素，d表示Al元素相对于Al元素和Cr元素和L元素的合计的原子比，e表示Cr元素相对于Al元素和Cr元素和L元素的合计的原子比，f表示L元素相对于Al元素和Cr元素和L元素的合计的原子比，d、e、f满足0.25≤d≤0.70、0.30≤e≤0.75、0≤f≤0.20、d+e+f＝1]；粗粒层的平均层厚为0.2～10μm。(11)根据上述(10)所述的被覆切削工具，其中，d、e、f满足0.40≤d≤0.70、0.30≤e≤0.50、0≤f≤0.20、d≥e、d+e+f＝1。(12)根据上述(10)或(11)所述的被覆切削工具，其中，粗粒层的Z表示N。(13)根据上述(10)～(12)中的任一项所述的被覆切削工具，其中，在与被覆层和基材的界面平行的方向测定时，其粗粒层的平均粒径Lx超过400nm且在1000nm以下。(14)根据上述(10)～(13)中的任一项所述的被覆切削工具，其中，在与被覆层和基材的界面垂直的方向测定时的粗粒层的平均粒径Ly相对于在与被覆层和基材的界面平行的方向测定时的粗粒层的平均粒径Lx之粒径比(Ly/Lx)为0.7以上且低于1.5。(15)根据上述(10)～(14)中的任一项所述的被覆切削工具，其中，粗粒层为立方晶。(16)根据上述(15)所述的被覆切削工具，其中，粗粒层的(200)面的X射线衍射峰的半峰宽为0.6度以下。(17)根据上述(10)～(16)中的任一项所述的被覆切削工具，其中，被覆层包括在基材的表面形成的下层、和在下层的表面形成的粗粒层；下层为单层或者多层，该单层或者多层由选自下述单质和化合物之中的至少1种构成，单质：由选自Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Y、Al以及Si之中的A组元素的至少1种构成；化合物：由这些A组元素的至少1种、和选自碳、氮、氧以及硼之中的B组元素的至少1种构成。(18)根据上述(10)～(17)中的任一项所述的被覆切削工具，其中，粗粒层为最上层。本专利技术的被覆切削工具包括基材、和在基材的表面形成的被覆层。本专利技术的基材只要能用作被覆切削工具的基材就没有特别的限定，但例如可以列举出硬质合金、金属陶瓷、陶瓷、立方晶氮化硼烧结体、金刚石烧结体、高速钢等。其中，如果基材为硬质合金，则耐磨性以及耐缺损性(或者耐崩裂性：chippingresistance)优良，因而是进一步优选的。本专利技术的被覆层只要能用作被覆切削工具的被覆层就没有特别的限定；但其中，如果为单层或者多层，且该单层或者多层为选自下述单质和化合物之中的至少1种，单质：由选自Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Y、Al以及Si之中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种被覆切削工具，其包括基材、和在基材的表面形成的被覆层；被覆层的至少1层为粗粒层，该粗粒层在与被覆层和基材的界面平行的方向测定时，其平均粒径Lx超过200nm，其组成可表示为(AlaTibMc)X，其中，M表示选自Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Y、B以及Si之中的至少1种元素，X表示选自C、N以及O之中的至少1种元素，a表示Al元素相对于Al元素和Ti元素和M元素的合计的原子比，b表示Ti元素相对于Al元素和Ti元素和M元素的合计的原子比，c表示M元素相对于Al元素和Ti元素和M元素的合计的原子比，a、b、c满足0.30≤a≤0.65、0.35≤b≤0.70、0≤c≤0.20、a+b+c＝1；粗粒层的平均层厚为0.2～10μm。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.03.04 JP 2013-0417751.一种被覆切削工具，其包括基材、和在基材的表面形成的被覆层；被覆层的至少1层为粗粒层，该粗粒层在与被覆层和基材的界面平行的方向测定时，其平均粒径Lx超过200nm，其组成可表示为(AlaTibMc)X，其中，M表示选自Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Y、B以及Si之中的至少1种元素，X表示选自C、N以及O之中的至少1种元素，a表示Al元素相对于Al元素和Ti元素和M元素的合计的原子比，b表示Ti元素相对于Al元素和Ti元素和M元素的合计的原子比，c表示M元素相对于Al元素和Ti元素和M元素的合计的原子比，a、b、c满足0.30≤a≤0.65、0.35≤b≤0.70、0≤c≤0.20、a+b+c＝1；粗粒层的平均层厚为0.2～10μm。2.根据权利要求1所述的被覆切削工具，其中，a、b、c满足0.30≤a≤0.50、0.50≤b≤0.70、0≤c≤0.20、a+b+c＝1。3.根据权利要求1所述的被覆切削工具，其中，粗粒层的X表示N。4.根据权利要求2所述的被覆切削工具，其中，粗粒层的X表示N。5.根据权利要求1～4中任一项所述的被覆切削工具，其中，在与被覆层和基材的界面平行的方向测定时，其粗粒层的平均粒径Lx超过400nm且在1000nm以下。6.根据权利要求1～4中任一项所述的被覆切削工具，其中，在与被覆层和基材的界面垂直的方向测定时的粗粒层的平均粒径Ly相对于在与被覆层和基材的界面平行的方向测定时的粗粒层的平均粒径Lx之粒径比Ly/Lx为0.7以上且低于1.5。7.根据权利要求1～4中任一项所述的被覆切削工具，其中，粗粒层为立方晶。8.根据权利要求7所述的被覆切削工具，其中，粗粒层的(200)面的X射线衍射峰的半峰宽为0.6度以下。9.根据权利要求1～4中任一项所述的被覆切削工具，其中，被覆层包括在基材的表面形成的下层、和在下层的表面形成的粗粒层；下层为单层或者多层，该单层或者多层由选自下述单质和化合物之中的至少1种构成，单质：由选自Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Y、Al以及Si之中的A组元素的至少1种构成；化合物：由这些A组元素的至少1种、和选自碳、氮、氧以及硼之中的B组元素的至少1种构成。10.根据权利要求1～4中任一项所述的被覆切削工具...

【专利技术属性】
技术研发人员：菊池正和，
申请(专利权)人：株式会社图格莱，
类型：发明
国别省市：日本;JP