涂层切削刀具制造技术

本发明专利技术的一个技术方案的涂层切削刀具包括基材和形成于基材的表面的涂层。涂层至少包括一层以上的α型氧化铝层。在α型氧化铝层的与基材的表面大致平行的截面中，将截面的法线与α型氧化铝层的粒子的（222）面的法线形成的角度设成方位差，将截面的处于方位差为0度以上90度以下的范围内的α型氧化铝层的粒子的面积定义为100面积%，并且将处于方位差为0度以上90度以下的范围内的α型氧化铝层的粒子的面积按照10度的间距进行划分，在上述情况下，处于方位差为20度以上且不足30度的范围内的α型氧化铝层的粒子的面积的合计Sa在每10度间距的9个分区的各个面积的合计中最大。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及涂层切削刀具。
技术介绍
以往，众所周知涂层切削刀具被使用于钢和铸铁等的切削加工，前述涂层切削刀具在由例如超硬合金形成的基材的表面上将涂层利用化学蒸镀法蒸镀形成。涂层一般由例如Ti系化合物（碳化物、氮化物、碳氮化物、碳氧化物及碳氮氧化物）及氧化铝中的一种的单层或两种以上的多层构成，具有3~20μm的总膜厚。在专利文献1中，记载有一种切削刀具，该切削刀具在由WC基超硬合金或TiCN基金属陶瓷构成的刀具基体的表面上作为下部层形成Ti化合物，作为上部层具有Al2O3层。根据专利文献１的记载，该Al2O3层在借助化学蒸镀形成的状态下，具有κ型或θ型的结晶结构，借助化学蒸镀后的加热处理被变态处理，使其具有α型结晶结构，前述Al2O3层在X射线衍射测定中，将在（006）面及（018）面上展现明确的衍射峰值的X射线衍射表进行表示。专利文献1：日本特开2004-299021号公报。在近年的切削加工中，高速化、高进给化及深度切深化变得显著，能够看到与以往相比刀具寿命呈现下降倾向。根据这样的背景，对于刀具的耐磨损性及耐破损性（包括耐碎裂性）的进一步的提高的要求变得强烈。在该情况下，关于上述专利文献1的刀具，本专利技术人进行了实验。结果，确认了：专利文献1的刀具在切削加工中，由于α型氧化铝层的粒子被削薄导致磨损容易进行，在耐磨损性这一点上有问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供具有优良的耐磨损性及耐破损性的涂层切削刀具。本专利技术的专利技术人着眼于结晶定向进行创意巧思，通过使结晶定向适当化，找出能够实现涂层切削刀具的耐磨损性及耐破损性的并存的方法。即，本专利技术人从上述视角，关于涂层切削刀具的刀具寿命的延长进行反复研究，能借助着眼于结晶定向尤其是滑动系的具有以下的结构的切削刀具，在不损害耐破损性的情况下，提高耐磨损性，结果，获得能够延长刀具寿命的方法。根据本专利技术的一个技术方案，提供一种涂层切削刀具，该涂层切削刀具包括基材和形成于该基材的表面的涂层，其特征在于，前述涂层至少包括一层以上的α型氧化铝层，在前述α型氧化铝层的与前述基材的表面大致平行的截面中，将前述截面的法线与前述α型氧化铝层的粒子的（222）面的法线形成的角度设成方位差，将前述截面的处于方位差为0度以上90度以下的范围内的α型氧化铝层的粒子的面积定义为100面积%，并且将处于方位差为0度以上90度以下的范围内的α型氧化铝层的粒子的面积按照10度的间距进行划分，在上述情况下，前述截面的处于方位差为20度以上且不足30度的范围内的α型氧化铝层的粒子的面积的合计Sa在每10度间距的9个分区的各个面积的合计中最大。根据具有上述结构的本专利技术的一个技术方案，在涂层切削刀具的涂层中，处于方位差为20度以上且不足30度的范围内的α型氧化铝层的粒子的面积的合计Sa在每10度间距的9个分区的各个面积的合计中最大。因此，处于方位差为20度以上且不足30度的范围内的粒子在α型氧化铝层中占优势，能在不使切削刀具的耐破损性下降的情况下实现高耐磨损性。优选为，处于方位差为20度以上且不足30度的范围内的α型氧化铝层的粒子的面积的合计Sa处于25面积%≦Sa≦70面积%的范围内。另外，优选为，处于方位差为0度以上且不足10度的范围内的α型氧化铝层的粒子的面积的合计Sb处于10面积%≦Sb≦20面积%的范围内。另外，优选为前述α型氧化铝层的平均层厚是1~15μm。优选为，前述涂层在前述基材与前述α型氧化铝层之间，具备Ti化合物层，前述Ti化合物层由Ti化合物构成，前述Ti化合物由Ti元素和从由C、N、O及B形成的群中选取的至少一种以上的元素构成。另外，优选为，前述涂层的平均层厚是3~30μm，前述Ti化合物层的平均层厚是2~15μm。前述α型氧化铝层的前述截面优选为，关于涂层切削刀具的前刀面及后刀面的既定区域来确定，另外，该截面优选为，确定于在涂层的厚度方向上剩余有该α型氧化铝层的至少50%的位置。α型氧化铝层的前述截面优选为研磨面。前述基材优选地包括超硬合金、金属陶瓷、陶瓷或立方氮化硼烧结体中的某一个。上述涂层切削刀具也可以是装卸自如地安装在刀具主体上的切削刀片。附图说明图1是涉及本专利技术的一个实施例的涂层切削刀具的刀尖附近的剖视示意图。图2是表示根据本专利技术制作的涂层切削刀具的专利技术件的涂层的结构的概略图。具体实施方式涂层切削刀具本专利技术适合涂层切削刀具。涂层切削刀具包括基材与在该基材的表面形成的涂层。涂层切削刀具也可以由基材与涂层构成。涂层切削刀具在前刀面和后刀面的相交部处具备刀刃。涂层至少形成于包括刀刃的既定区域，优选为从前刀面遍布到后刀面地形成，也可以不限于基材的表面的一部分，遍布整个表面地形成。作为涂层切削刀具的种类，具体地说，能列举出铣削加工用或车削加工用刀尖更换型的切削刀片、钻头、端铣刀等。基材在本专利技术中，“基材”能由如下所述的材料制作：例如，超硬合金、金属陶瓷、陶瓷、立方氮化硼烧结体、金刚石烧结体、高速钢等。其中，基材优选为包括超硬合金、金属陶瓷、陶瓷或立方氮化硼烧结体中的至少某一个。基材也可以由超硬合金、金属陶瓷、陶瓷或立方氮化硼烧结体中的某一个构成。由超硬合金、金属陶瓷、陶瓷及立方氮化硼烧结体中的某一个构成的基材在耐磨损性及耐破损性方面表现良好，所以是优选的。此外，这些基材即使是其表面被改性的部件，也没有问题。例如，在基材是超硬合金制的情况下，也可以在其表面上形成脱β层，在基材是金属陶瓷制的情况下，也可以形成表面硬化层。像这样，即使基材的表面被改性，也能表示本专利技术的效果。涂层在本专利技术中，“涂层”优选为平均层厚是3~30μm。若涂层的厚度不足3μm，则存在耐磨损性差的情况。若涂层的厚度超过30μm，则存在涂层与基材的粘着性会下降或涂层切削刀具的耐破损性下降的情况。其中，涂层的厚度更优选为3~20μm。涂层可以由单层构成，但优选为由多层构成。α型氧化铝层本专利技术的涂层至少包括一层的氧化铝层。该氧化铝层的结晶方式优选为α型（即，三方晶系）。在这里，在与基材的表面大致平行的α型氧化铝层的研磨面中，将研磨面的法线与α型氧化铝层的粒子的（222）面的法线形成的角度作为方位差。并且，将研磨面的处于方位差为0度以上90度以下的范围内的α型氧化铝层的粒子的面积设成100面积%。在这里，将处于方位差为0度以上90度以下的范围内的α型氧化铝层的粒子的面积按照10度的间距进行划分。例如，在粒子的方位差为20度以上且不足30度时，将该粒子的研磨面的面积作为处于方位差为20度以上且不足30度的范围内的面积来进行处理。结果，在涂层的α型氧化铝层中，处于方位差为20度以上且不足30度的范围内的粒子的面积的合计Sa在9个分区的各个面积的合计中最大。像这样，将α型氧化铝层形成为20度以上且不足30度的方位差的粒子占优势的状态，由此，能在不使涂层切削刀具的耐破损性（包括耐碎裂性）下降的情况下，提高耐磨损性。α型氧化铝的粒子（即，结晶粒）的（222）面是滑动面，因此方位差越接近0度，表示该滑动面越是与基材平行方向的面。由此，被认为，若处于方位差是0度以上且不足10度的范围内的粒子的比例增大，则耐碎裂性及耐破损性优良，但对于削薄（すきとり）磨损的抵抗性（即，耐磨损性）下降。与此相对地，若处于方位差为20度以上且不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涂层切削刀具，包括基材和形成于该基材的表面的涂层，其特征在于，前述涂层至少包括一层以上的α型氧化铝层，在前述α型氧化铝层的与前述基材的前述表面大致平行的截面中，将前述截面的法线与前述α型氧化铝层的粒子的（222）面的法线形成的角度设成方位差，将前述截面的处于方位差为0度以上90度以下的范围内的前述α型氧化铝层的粒子的面积定义为100面积%，并且将处于方位差为0度以上90度以下的范围内的前述α型氧化铝层的前述粒子的面积按照10度的间距进行划分，在上述情况下，前述截面的处于方位差为20度以上且不足30度的范围内的前述α型氧化铝层的前述粒子的面积的合计Sa在每10度间距的9个分区的各个面积的合计中最大。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.27 JP 2014-0124401.一种涂层切削刀具，包括基材和形成于该基材的表面的涂层，其特征在于，前述涂层至少包括一层以上的α型氧化铝层，在前述α型氧化铝层的与前述基材的前述表面大致平行的截面中，将前述截面的法线与前述α型氧化铝层的粒子的（222）面的法线形成的角度设成方位差，将前述截面的处于方位差为0度以上90度以下的范围内的前述α型氧化铝层的粒子的面积定义为100面积%，并且将处于方位差为0度以上90度以下的范围内的前述α型氧化铝层的前述粒子的面积按照10度的间距进行划分，在上述情况下，前述截面的处于方位差为20度以上且不足30度的范围内的前述α型氧化铝层的前述粒子的面积的合计Sa在每10度间距的9个分区的各个面积的合计中最大。2.如权利要求1所述的涂层切削刀具，其特征在于，处于方位差为20度以上且不足30度的范围内的前述α型氧化铝层的前述粒子的面积的合计Sa处于25面积%≦Sa≦70面积%的范围内。3.如权利要求1或2所述的涂层切削刀具，其特征在于，处于方位差为0度以上且不足10度的范围内的前述α型氧化铝层的前述粒子的面积的合计Sb处于10面积%≦Sb≦2...

【专利技术属性】
技术研发人员：中村崇昭，
申请(专利权)人：株式会社钨钛合金，
类型：发明
国别省市：日本;JP