切削工具制造技术

一种切削工具，具备：基材和配置在所述基材上的硬质碳膜，在利用高角度散射环形暗场扫描透射电子显微镜观察所述硬质碳膜的剖面的情况下，圆当量直径为10nm以上的黑色区域的面积比例为0.7％以下，所述硬质碳膜的氢含量为5原子％以下。原子％以下。原子％以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】切削工具


[0001]本公开涉及切削工具。

技术介绍

[0002]非晶质碳、类金刚石碳(Diamond
‑
Like Carbon)等硬质碳膜的耐磨性、润滑性优异，因此被用作切削工具、模具、机械部件的涂层材料。
[0003]日本特开2003
‑
62706号公报(专利文献1)公开了一种非晶质碳被覆工具，其具备由WC基构成的基材和被覆该基材的非晶质碳膜。
[0004]国际公开2016/190443号(专利文献2)公开了一种切削工具，其具备基体和位于该基体的表面且含有类金刚石碳的DLC层。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：日本特开2003
‑
62706号公报
[0008]专利文献2：国际公开2016/190443号

技术实现思路

[0009]本公开的切削工具具备：
[0010]基材和配置在所述基材上的硬质碳膜，
[0011]在利用高角度散射环形暗场扫描透射电子显微镜观察所述硬质碳膜的剖面的情况下，圆当量直径为10nm以上的黑色区域的面积比例为0.7％以下，
[0012]所述硬质碳膜的氢含量为5原子％以下。
附图说明
[0013][图1]图1为本公开的一个实施方式涉及的切削工具的一个例子的剖面图。
[0014][图2]图2为本公开的一个实施方式涉及的切削工具的其他例子的剖面图。
[0015][图3]图3为示出利用高角度散射环形暗场扫描透射电子显微镜观察本公开的一个实施方式涉及的切削工具的硬质碳膜的剖面所得的结果的图像。
[0016][图4]图4为示出利用高角度散射环形暗场扫描透射电子显微镜观察以往的切削工具的硬质碳膜的剖面所得的结果的图像。
[0017][图5]图5为用于说明硬质碳膜的黑色区域的测定方法的图。
[0018][图6]图6为示出在本公开的一个实施方式涉及的切削工具的制造中所使用的成膜装置的一个例子的示意图。
[0019][图7]图7为示出在本公开的一个实施方式涉及的切削工具的制造中所使用的靶材的一个例子的图。
具体实施方式
[0020][本公开所要解决的课题][0021]近年来，被切削材料的多样化不断发展，对铝合金等软金属、钛、镁、铜之类的非铁金属、有机材料、含有石墨等硬质粒子的材料、碳纤维增强塑料(CFRP：carbon fiber reinforced plastic)等进行了加工。
[0022]在使用具有硬质碳膜的切削工具切削上述材料的情况下，被切削材料凝着在工具的切削刃部分，切削阻力增大，或者切削刃缺损，从而工具寿命倾向于降低。当被切削材料为软金属时，特别容易发生这种情况。因此，即使在用于切削软金属的情况下，也需要能够具有长的工具寿命的切削工具。
[0023]因此，本目的在于提供特别是即使在用于切削软金属时也能够具有长的工具寿命的切削工具。
[0024][本公开的效果][0025]根据本公开，可以提供特别是即使在用于切削软金属时也能够具有长的工具寿命的切削工具。
[0026][本公开的实施方式的说明][0027]首先，列举本公开的实施方式并进行说明。
[0028](1)本公开的切削工具具备：
[0029]基材和配置在所述基材上的硬质碳膜，
[0030]在利用高角度散射环形暗场扫描透射电子显微镜观察所述硬质碳膜的剖面的情况下，圆当量直径为10nm以上的黑色区域的面积比例为0.7％以下，
[0031]所述硬质碳膜的氢含量为5原子％以下。
[0032]本公开的切削工具特别是即使在用于切削软金属时也能够具有长的工具寿命。
[0033](2)所述硬质碳膜的参与切削的部分的厚度优选为0.1μm以上3μm以下。由此，可以抑制硬质碳膜的剥离和缺损。
[0034](3)优选的是，所述基材与所述硬质碳膜接触。由此，基材与硬质碳膜的密合性提高。
[0035](4)优选的是，所述切削工具具备配置在所述基材与所述硬质碳膜之间的界面层，
[0036]所述界面层包含：
[0037]·
选自由以下成分组成的组中的至少1种：选自由周期表的第4族元素、第5族元素、第6族元素、第13族元素以及除碳以外的第14族元素组成的第1组中的1种单体、包含选自所述第1组中的至少1种元素的合金或第1化合物、以及来自所述第1化合物的固溶体；或者
[0038]·
由选自所述第1组中的至少1种元素和碳构成的第2化合物、以及来自所述第2化合物的固溶体中的一者或两者，
[0039]所述界面层的厚度为0.5nm以上且小于10nm。
[0040]由此，基材与硬质碳膜经由界面层而牢固地密合在一起，并且界面层起到平衡基材与硬质碳膜的硬度差的作用、即起到缓冲作用，从而耐冲击性也提高。
[0041](5)所述基材优选由WC基硬质合金或金属陶瓷构成。由此，切削工具适用于非铁合金，特别是铝合金、铜合金、镁合金等的切削。
[0042](6)所述基材优选由立方氮化硼构成。由此，切削工具适用于非铁合金，特别是铝合金、铜合金、镁合金等的切削。
[0043][本公开的实施方式的详细情况][0044]以下，参照附图对本公开的切削工具的具体例进行说明。在本公开的附图中，相同的参照符号表示相同部分或相当部分。另外，为了使附图清晰和简化，适当改变了长度、宽度、厚度、深度等的尺寸关系，不一定表示实际的尺寸关系。
[0045]在本说明书中，“A～B”形式的表述是指范围的上限下限(即A以上B以下)，在A中没有记载单位而仅在B中记载单位的情况下，A的单位与B的单位相同。
[0046][实施方式1：切削工具][0047]使用图1～图3对本公开的一个实施方式(以下，也记为“本实施方式”)涉及的切削工具进行说明。图1为本实施方式涉及的切削工具的一个例子的剖面图。图2为本实施方式涉及的切削工具的其他例子的剖面图。图3为示出利用高角度散射环形暗场扫描透射电子显微镜(以下，也记为“HADDF
‑
STEM”)观察本公开的一个实施方式涉及的切削工具的硬质碳膜的剖面所得的结果的图像。
[0048]如图1所示，本实施方式的切削工具30是具备基材5和配置在该基材5上的硬质碳膜20的切削工具30，在利用高角度散射环形暗场扫描透射电子显微镜观察所述硬质碳膜的剖面的情况下，圆当量直径为10nm以上的黑色区域的面积比例为0.7％以下，硬质碳膜的氢含量为5原子％以下。
[0049]本实施方式的切削工具特别是即使在用于切削软金属时也能够具有长的工具寿命。其原因虽不清楚，但是推测如下述(i)和(ii)。
[0050](i)在利用HADDF
‑
STEM观察本实施方式的切削工具的硬质碳膜的剖面的情况下，圆当量直径为10nm以上的黑色区域的面积比例为0.7％以下。据认为，硬质碳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种切削工具，具备：基材和配置在所述基材上的硬质碳膜，在利用高角度散射环形暗场扫描透射电子显微镜观察所述硬质碳膜的剖面的情况下，圆当量直径为10nm以上的黑色区域的面积比例为0.7％以下，所述硬质碳膜的氢含量为5原子％以下。2.根据权利要求1所述的切削工具，其中，所述硬质碳膜的参与切削的部分的厚度为0.1μm以上3μm以下。3.根据权利要求1或权利要求2所述的切削工具，其中，所述基材与所述硬质碳膜接触。4.根据权利要求1或权利要求2所述的切削工具，具备配置在所述基材与所述硬质碳膜之间的界面层，所述界面层包含：
·
选自由以下成分组成的组中的至少1种...

【专利技术属性】
技术研发人员：田林大二，福井治世，内海庆春，高松玄，
申请(专利权)人：住友电工硬质合金株式会社，
类型：发明
国别省市：