被覆切削工具制造技术

本发明专利技术提供一种提高了耐磨性以及耐缺损性的工具寿命较长的被覆切削工具。该被覆切削工具包含基材、以及形成于基材上的被覆层，被覆层具有含有Ti(C

【技术实现步骤摘要】
被覆切削工具


[0001]本专利技术涉及一种被覆切削工具。

技术介绍

[0002]以往，在对钢等进行的切削加工中，由硬质合金或立方氮化硼(cBN)烧结体形成的切削工具被广泛地使用。其中，在硬质合金基材的表面包含1层或2层以上的TiN层、TiAlN层等硬质被覆膜的表面被覆切削工具由于具有较高的通用性，被用于各种各样的加工中。
[0003]例如，在专利文献1中，提出了通过在基材上具有表示为(Al
a
Ti
b
M
c
)X[应予说明，M表示选自Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Y、B以及Si所组成的群组中的至少一种元素，X表示选自C、N以及O所组成的群组中的至少一种元素，a表示Al元素相对于Al元素、Ti元素以及M元素的总量的原子比，b表示Ti元素相对于Al元素、Ti元素以及M元素的总量的原子比，c表示M元素相对于Al元素、Ti元素以及M元素的总量的原子比，a、b、c满足0.30≤a≤0.65、0.35≤b≤0.70、0≤c≤0.20、a+b+c＝1]的层，并且使该层的平均粒径大于200nm，与以往相比，将提高耐磨性。
[0004]此外，在专利文献2中，提出了一种在基材上蒸镀形成涂覆层的切削工具，该切削工具与以往相比，耐崩裂性和耐磨性更加优异，该切削工具的特征在于，该涂覆层满足(Al1‑
x
Ti
x
)N[0.40≤x≤0.65]，该层由上述Al与Ti的复合氮化物的粒状组织所形成的薄层A、以及柱状组织所形成的薄层B的交替层叠结构构成，构成薄层A的粒状晶的平均晶体粒径为30nm以下，且构成薄层B的柱状晶的平均粒径为50～500nm。专利文献
[0005]专利文献1：国际公开第2014/136755号专利文献2：日本专利第5594575号

技术实现思路

[0006]近年来，不锈钢等难加工材料的切削加工趋于高速化以及高进给化，与以往相比，切削条件趋于更加严苛，因而人们谋求相比现有技术进一步提高耐磨性以及耐缺损性，并延长工具寿命。由于上述专利文献1的涂层在整体上涂层粒径大于200nm，因此能够预料到其将发挥优异的耐磨性，但也容易产生突发的缺损或崩裂。在上述专利文献2的被覆切削工具中，以相同的组成交替层叠柱状晶的A层与粒状晶的B层，界面相容性较高，由此，变形较小，涂层硬度不够。因此，由于耐磨性不足，难以延长工具寿命。
[0007]本专利技术是鉴于以上情况而完成的，其目的在于提供一种提高了耐磨性以及耐缺损性的工具寿命较长的被覆切削工具。
[0008]本专利技术人对被覆切削工具的工具寿命的延长进行了反复研究，发现如果使被覆切削工具形成特定的结构，则可提高其耐磨性以及耐缺损性，因此，能够延长被覆切削工具的工具寿命，从而完成了本专利技术。
[0009]即，本专利技术的主旨如下。
[1]一种被覆切削工具，其中，上述被覆切削工具包含基材、以及形成于上述基材上的被覆层，上述被覆层具有第1层以及第2层，上述第1层含有具有下述式(1)所表示的组成的化合物，上述第2层含有具有下述式(2)所表示的组成的化合物，Ti(C
x1
N1‑
x1
)
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)(式(1)中，x1表示C元素相对于C元素与N元素的总量的原子比，并满足0.02≤x1≤0.30)，(Ti1‑
y1
Al
y1
)N
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)(式(2)中，y1表示Al元素相对于Ti元素与Al元素的总量的原子比，并满足0.25≤y1≤0.75)，上述第1层中的粒子的平均粒径为5nm以上且不足100nm，在上述第1层中，(111)面的衍射峰强度I(111)与(200)面的衍射峰强度I(200)之比为1.0≤I(111)/I(200)≤20.0，上述第1层的平均厚度为5nm以上1.0μm以下，在上述第2层中，(111)面的衍射峰强度I(111)与(200)面的衍射峰强度I(200)之比为0.1≤I(111)/I(200)≤1.0，上述第2层中的粒子的平均粒径超过100nm且为300nm以下，上述第2层的平均厚度为5nm以上2.0μm以下。[2]如[1]所述的被覆切削工具，其中，上述第1层与上述第2层中的化合物整体的平均组成由下述式(3)表示，(Ti1‑
y2
Al
y2
)(C
x2
N1‑
x2
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)(式(3)中，x2表示C元素相对于C元素与N元素的总量的原子比，并满足0.01≤x2≤0.15，y2表示Al元素相对于Ti元素与Al元素的总量的原子比，并满足0.12≤y2≤0.38)。[3]如[1]或[2]所述的被覆切削工具，其中，上述第1层的残余应力为
‑
4.0GPa以上
‑
2.0GPa以下，上述第2层的残余应力为
‑
2.0GPa以上0GPa以下。[4]如[1]～[3]中任一项所述的被覆切削工具，其中，上述被覆层具有上述第1层与上述第2层交替地重复2次以上而形成的交替层叠结构。[5]如[1]～[4]中任一项所述的被覆切削工具，其中，在上述第1层的X射线衍射中，(111)面出现最高峰。[6]如[1]～[5]中任一项所述的被覆切削工具，其中，在上述第2层的X射线衍射中，(200)面出现最高峰。[7]如[2]所述的被覆切削工具，其中，上述式(3)所表示的平均组成中的C元素的原子比x2与上述式(1)所表示的组成中的C元素的原子比x1之差ΔC(x1
‑
x2)为0.01以上0.15以下。[8]如[2]所述的被覆切削工具，其中，上述式(3)所表示的平均组成中的Al元素的原子比y2与上述式(2)所表示的组成中的Al元素的原子比y1之差ΔAl(y1
‑
y2)为0.12以上0.38以下。
[9]如[1]～[8]中任一项所述的被覆切削工具，其中，上述被覆层整体的平均厚度为2.0μm以上10.0μm以下。[10]如[1]～[9]中任一项所述的被覆切削工具，其中，上述基材为硬质合金、金属陶瓷、陶瓷或立方氮化硼烧结体中的任一种。
[0010]根据本专利技术，能够提供一种提高了耐磨性以及耐缺损性的工具寿命较长的被覆切削工具。
附图说明
[0011]图1为表示本专利技术的被覆切削工具的一个例子的示意图。
具体实施方式
[0012]下面，对用于实施本专利技术的方式(以下，简称为“本实施方式”)进行详细说明，但本专利技术不限于下述本实施方式。本专利技术在不脱离其主旨的范围内可进行各种各样的变形。应予说明，在附图中，对于相同的要素标注相同的符号，并省略重复的说明。此外，只要没有特别说明，上下左右等位置关系是基于附图所示的位置关系。另外，附图的尺寸比例不限于图示的比例。
[0013]本实施方式的被覆切削工具包含基材以及形成于基材上的被覆层，被覆层具有第1层以及第2层，该第1层含有具有下述式(1)所表示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种被覆切削工具，其中，所述被覆切削工具包含基材、以及形成于所述基材上的被覆层，所述被覆层具有第1层以及第2层，所述第1层含有具有下述式(1)所表示的组成的化合物，所述第2层含有具有下述式(2)所表示的组成的化合物，Ti(C
x1
N1‑
x1
)
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(1)式(1)中，x1表示C元素相对于C元素与N元素的总量的原子比，并满足0.02≤x1≤0.30，(Ti1‑
y1
Al
y1
)N
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(2)式(2)中，y1表示Al元素相对于Ti元素与Al元素的总量的原子比，并满足0.25≤y1≤0.75，所述第1层中的粒子的平均粒径为5nm以上且不足100nm，在所述第1层中，(111)面的衍射峰强度I(111)与(200)面的衍射峰强度I(200)之比为1.0≤I(111)/I(200)≤20.0，所述第1层的平均厚度为5nm以上1.0μm以下，在所述第2层中，(111)面的衍射峰强度I(111)与(200)面的衍射峰强度I(200)之比为0.1≤I(111)/I(200)≤1.0，所述第2层中的粒子的平均粒径超过100nm且为300nm以下，所述第2层的平均厚度为5nm以上2.0μm以下。2.如权利要求1所述的被覆切削工具，其中，所述第1层与所述第2层中的化合物整体的平均组成由下述式(3)表示，(Ti1‑
y2
Al
y2
)(C
x2
N1‑
x2
)
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(3...

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