Ｔｉ基金属陶瓷及被覆金属陶瓷以及切削工具制造技术

本发明专利技术提供一种适合于具有高耐缺损性和耐磨损性的切削工具的Ｔｉ基金属陶瓷。该Ｔｉ基金属陶瓷包括：Ｃｏ及Ｎｉ的至少一种；以Ｔｉ为主的元素周期表第ＩＶＢ、ＶＢ及ＶＩＢ族金属中的一种以上的碳化物、氮化物及碳氮化物的一种以上；０．１～０．５质量％的Ｍｎ，在关于任意截面的扫描型电子显微镜（ＳＥＭ）照片中，观察到内部包括第一硬质相（２ａ）及第二硬质相（２ｂ）的硬质相（２）和主要为Ｃｏ及Ｎｉ的至少一种的结合相（３），第二硬质相（２ｂ）比第一硬质相（２ａ）显得白，并且在表面部形成有观察到第二硬质相（２ｂ）具有９０面积％以上的含有比例的表面区域。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种Ti基金属陶瓷及被覆金属陶瓷以及切削工具，尤其涉及提高了 切削刃的耐磨损性的切削工具。
技术介绍
现在，作为切削工具、或耐摩部件、滑动部件之类的需要具有耐磨损性、滑动性、耐 缺损性的部件，以WC为主成分的超硬合金或以Ti为主成分的Ti基金属陶瓷等烧结合金被 广泛使用。关于这些烧结合金，不断进行着旨在其性能改善的新组成开发。 例如，在专利文献1中，公开了关于通过使用了微波的反应烧结形成超硬合金或 金属陶瓷的技术，据文献记载，以5质量X以下的比例对Co等结合金属相添加Mn或Al。 另外，在专利文献2中，公开了关于除了以元素周期表第IVB、 VB及VIB族金属的 碳化物、氮化物及这些的相互固溶体为主成分的硬质相、1 40质量％的铁族金属外，添加 了 0. 1 10质量X的Mn等特定金属元素的倾斜组成烧结合金，文献记载了对表6的试料 号17及20添加了 Mn的Ti基陶瓷金属。另外，据文献记载，在表8中，试料号17及20的 Mn浓度及结合相的浓度在内部比在金属陶瓷的表面增加。 专利文献1 :日本特表2000-503344号公报； 专利文献2 :日本特开2004-292905号公报。 然而，在如上述专利文献1那样添加Mn且进行微波烧成的方法中，金属陶瓷的硬 度和韧性的改善有限度。另外，即使在如专利文献2那样增加了烧结体内部的Mn浓度及结 合相的浓度的倾斜组成中，金属陶瓷的表面的硬度的提高效果也不充分，并且有在切削刃 中由于被切削材料的熔敷而使被切削材料的精加工表面受到损害，发生异常的磨损或缺损 的问题。
技术实现思路
在此，本专利技术的切削工具为解决上述问题而形成，其目的在于提高Ti基金属陶瓷 的耐磨损性及耐熔敷性。 本专利技术的Ti基金属陶瓷，其中，包括Co及Ni的至少一种；以Ti为主的元素周期 表第IVB、 VB及VIB族金属中的一种以上的碳化物、氮化物及碳氮化物的一种以上；0. 1 0.5质量X的Mn，在针对任意截面的扫描型电子显微镜(SEM)照片中，观察到内部包括第一 硬质相及第二硬质相的硬质相和主要为Co及Ni的至少一种的结合相，所述第二硬质相比 所述第一硬质相显得白，并且在表面部形成了观察到第二硬质相具有90面积％以上的含 有比例的表面区域。 另外，本专利技术的Ti基金属陶瓷的制造方法，其中，在成形了混合有TiCN粉末，选自 含有W、Mo、 Ta、 V、 Zr及Nb中的一种以上的碳化物粉末、氮化物粉末或碳氮化物粉末中的至 少一种，Co及Ni的至少一种粉末，和总量为0. 2 3. 0质量％的金属Mn粉末或以Mn换算 总量为0.2 3.0质量X的Mn化合物粉末的混合粉末后，按以下条件烧成，(a)在真空中从4室温升温至1200°C， (b)在真空中以0. 1 2°C /分钟的升温速度从120(TC升温至1330 1380。C的烧成温度1\， (c)在30 2000Pa的惰性气体气氛中以4 15°C /分钟的升温速 度从烧成温度1\升温至1450 1600。C的烧成温度T2， (d)在30 2000Pa的惰性气体气 氛中以所述烧成温度T2保持0. 5 2小时，(e)降温。 进而，本专利技术的被覆金属陶瓷，将上述Ti基金属陶瓷作为基体，并用被覆层被覆 了该基体的表面，其中，所述基体的表面区域的所述结合相的含有比例为3质量％以下，且 所述被覆层为以化学蒸镀法形成的被覆层。 另外，本专利技术的切削工具，其中，包括上述Ti基金属陶瓷或被覆金属陶瓷，在前刀 面和后刀面的交叉棱线部形成切削刃。并且，在所述前刀面以2D法测定的施加于Ou方向 的所述第二硬质相的残余应力为压縮应力且为150Mpa以上，既o u《-lSOMpa，其中，所述 o u方向为连接前刀面的中心和距离测定点最近的切削刃的中心的方向。 专利技术效果 根据本专利技术的Ti基金属陶瓷，通过含有O. 1 0. 5质量X的Mn且在金属陶瓷的 表面形成了观察到第二硬质相具有90面积％以上的含有比例的表面区域，金属陶瓷整体 的韧性高，能够提高金属陶瓷的表面的硬度且提高耐磨损性，并且提高耐熔敷性。附图说明 图1是表示本专利技术的Ti基金属陶瓷的一例，是关于包括表面区域的主要部分截面 的扫描型电子显微镜(SEM)照片。 图2是表示本专利技术的被覆金属陶瓷的一例，是关于包括表面区域的主要部分截面的扫描型电子显微镜(SEM)照片。 图3是本专利技术的切削工具的一例的示意图。 图中1-金属陶瓷(Ti基金属陶瓷)，2-硬质相，2a_第一硬质相，2b_第二硬质 相，3-结合相，5-表面区域，8-富含结合相区域，10-被覆金属陶瓷，12-基体，13-被覆层， 20-切削工具，21-前刀面，22-后刀面，23-切削刃，24-断屑槽，25-凹部，26-螺纹孔。具体实施例方式〈Ti基金属陶瓷〉 根据图1的包括Ti基金属陶瓷的表面区域的截面主要部分的扫描型电子显微镜 (SEM)照片对本专利技术的Ti基金属陶瓷的一例进行说明。 图1的Ti基金属陶瓷(以下，简称金属陶瓷。)1由Co及Ni的至少一种、以Ti为 主的元素周期表第IVB、VB及VIB族金属中的一种以上的碳化物、氮化物及碳氮化物的一种 以上、0. 1 0. 5质量X的Mn构成。 并且，如图1所示，在关于任意截面的扫描型电子显微镜(SEM)照片中，观察到内 部包括黑色的第一硬质相2a及灰白色的第二硬质相2b的硬质相2b和主要为Co及Ni的 至少一种的结合相3，并且在表面部形成有观察到第二硬质相2b的含有比例为90面积％以 上的表面区域。 由此，能够提高作为金属陶瓷整体的韧性，并且提高金属陶瓷的表面的硬度及提 高耐磨损性，并且提高耐熔敷性。 在此，在图1所示的金属陶瓷1的截面组织的扫描型电子显微镜(SEM)照片中，观 察到作为黑色的粒子的第一硬质相2a，观察到作为灰白色的粒子、或包括在白色的芯部的 周边存在有灰白色的周边部的芯结构的粒子的第二硬质相2b。 S卩，第一硬质相2a比第二硬 质相2b轻元素的含有比例多而显得黑。需要说明的是，第一硬质相2a为包括TiCN的黑色 粒子，但也可以含有Co或Ni。另外，也可以形成为灰白色的第二硬质相2b作为周边部存 在于第一硬质相2a的外周的有芯结构。另一方面，观察到作为白色区域的结合相3，关于 构成结合相3的Co及Ni，能够利用附随于扫描型电子显微镜(SEM)的能量分散分光分析 (EMPA)进行确认。 在此，如果金属陶瓷1中不含有O. 1质量X以上的Mn，则金属陶瓷1的韧性降低， 相反，金属陶瓷1中含有比0. 5质量％多的Mn，则金属陶瓷1的硬度显著降低。Mn的含有 量优选为0. 2 0. 5质量％。 另外，在金属陶瓷1的表面不存在表面区域5的情况下，不能够提高金属陶瓷1的 表面的硬度，金属陶瓷1的耐磨损性不充分。进而，如果在表面区域5中存在的第二硬质相 2b的存在比例比90面积％少，则金属陶瓷1的表面的耐磨损性及耐熔敷性不充分。需要 说明的是，表面区域5的厚度优选为0. 8 3 ii m。另外，从与被覆层13的密合性的观点出 发，表面区域5的第二硬质相2b的面积比率BJ尤选为93 97面积％。 进而，如图1所示的金属陶瓷1的表面附近的截面的扫描型电子显微镜(SEM)照 片那样，第二硬质相2b的平均粒径本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Ｔｉ基金属陶瓷，其中，包括：Ｃｏ及Ｎｉ的至少一种；以Ｔｉ为主的元素周期表第ⅣＢ、ⅤＢ及ⅥＢ族金属中的一种以上的碳化物、氮化物及碳氮化物的一种以上；０．１～０．５质量％的Ｍｎ，在针对任意截面的扫描型电子显微镜（ＳＥＭ）照片中，观察到内部包括第一硬质相及第二硬质相的硬质相和主要为Ｃｏ及Ｎｉ的至少一种的结合相，所述第二硬质相比所述第一硬质相显得白，并且在表面部形成有观察到所述第二硬质相具有９０面积％以上的含有比例的表面区域。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：德永隆司，木下秀吉，
申请(专利权)人：京瓷株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]