專(zhuān)利名稱(chēng)：表面包覆切削工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種表面包覆切削工具(以下，稱(chēng)為包覆工具)，其硬質(zhì)包覆層由具有優(yōu)異的耐熔敷性和優(yōu)異的粘附力的表面層構(gòu)成，因此尤其進(jìn)行各種M類(lèi)合金或Ti類(lèi)合金等硬質(zhì)難切削材的斷續(xù)切削加工時(shí)，也抑制因發(fā)生熔敷而產(chǎn)生的硬質(zhì)包覆層的剝離，經(jīng)長(zhǎng)期使用而發(fā)揮優(yōu)異的耐剝離性和耐崩刀性。
背景技術(shù)：
包覆工具一般有在各種鋼或鑄鐵等的工件的車(chē)削加工或平面銑削加工中裝卸自如地安裝于車(chē)刀的前端部上而使用的可轉(zhuǎn)位刀片、使用于所述工件的鉆孔切削加工等的鉆頭或小型鉆頭以及使用于所述工件的面削加工或槽加工、臺(tái)階加工等的實(shí)心式立銑刀等， 并且，已知有裝卸自如地安裝所述可轉(zhuǎn)位刀片且與所述實(shí)心式立銑刀相同地進(jìn)行切削加工的可轉(zhuǎn)位立銑刀工具等。并且，已知有在由碳化鎢(以下，用WC表示)基硬質(zhì)合金或碳氮化鈦(以下，用 TiCN表示)基金屬陶瓷等構(gòu)成的工具基體的表面包覆具有六方晶結(jié)構(gòu)且X射線(xiàn)衍射時(shí)在 (001)面具有最強(qiáng)衍射強(qiáng)度，并殘余壓縮應(yīng)力為0. IGPa以上的NM2的切削工具。另外還已知所述以往包覆工具通過(guò)如下制造作為濺射蒸發(fā)源安裝NM2靶，并在與蒸發(fā)源對(duì)置的位置設(shè)置獨(dú)立的陽(yáng)極的制膜裝置內(nèi)裝入上述工具基體，通過(guò)加熱器加熱使基材溫度成為500°C并進(jìn)行排氣，容器內(nèi)壓力達(dá)到4X 10_3Pa之后，在真空容器內(nèi)導(dǎo)入Ar氣體，對(duì)工具基體外加-400V偏壓，通過(guò)離子對(duì)基材進(jìn)行30分鐘清潔之后，當(dāng)陰極電力為4kW 時(shí)開(kāi)始放電，最優(yōu)化對(duì)工具基體施加的偏壓或Ar流量等成膜條件，從而提高成膜時(shí)的離子化率，同時(shí)控制皮膜的晶體取向性，同時(shí)對(duì)工具基體外加偏壓并包覆硼化物皮膜。并且，作為成膜硬質(zhì)包覆層的手段，不僅有利用電弧離子鍍和直流濺射的成膜，而且還提出有利用高輸出脈沖濺射的成膜，例如，如專(zhuān)利文獻(xiàn)2、3所示，還已知有通過(guò)在脈沖瞬間外加電力設(shè)為200W/cm2以上、脈沖的一個(gè)波長(zhǎng)長(zhǎng)度設(shè)為100μ sec以下的條件下進(jìn)行高輸出脈沖濺射，從而能夠以高成膜速度成膜仏1，11)203 (其中^為1%、211^11、？6等)或 α -Al2O3。專(zhuān)利文獻(xiàn)1 日本專(zhuān)利公開(kāi)2008_23擬81號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2 國(guó)際公開(kāi)第2008/148673號(hào)專(zhuān)利文獻(xiàn)3 國(guó)際公開(kāi)第2009/010330號(hào)近年來(lái)的切削加工裝置的高性能化及自動(dòng)化顯著，另一方面對(duì)切削加工的節(jié)省勞力化及節(jié)能化以及低成本化要求強(qiáng)烈，伴隨此，有切削加工高速化并且強(qiáng)烈要求不限定于工件的種類(lèi)的具有通用性的包覆工具的傾向，但是所述以往包覆工具中，現(xiàn)狀如下當(dāng)進(jìn)行 Al-Si類(lèi)合金等硬質(zhì)難切削材的切削加工時(shí)顯示長(zhǎng)壽命，但是當(dāng)進(jìn)行熱傳導(dǎo)率較低、切削時(shí)易在工具刀尖上殘留熱且各種M類(lèi)合金或Ti類(lèi)合金等硬質(zhì)難切削材的斷續(xù)切削加工時(shí)， 因切削時(shí)產(chǎn)生的極高的發(fā)熱而引起向工具刀尖的熔敷，并且由于工件和包覆工具多次分離而每次熔敷時(shí)導(dǎo)致硬質(zhì)包覆層剝離，因此在比較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到使用壽命。
因此，本發(fā)明人等從如前述的觀(guān)點(diǎn)考慮，為了開(kāi)發(fā)在所述硬質(zhì)難切削材的斷續(xù)切削加工中硬質(zhì)層發(fā)揮優(yōu)異的耐熔敷性和耐剝離性的包覆工具，進(jìn)行深入研究的結(jié)果，得到了如下見(jiàn)解。首先，查明了如下內(nèi)容以往包覆工具(專(zhuān)利文獻(xiàn)1)中，以直流濺射成膜層， 當(dāng)將此包覆工具使用于Al-Si類(lèi)合金等硬質(zhì)難切削材等的切削加工時(shí)不會(huì)產(chǎn)生特別的問(wèn)題，但是將此包覆工具尤其使用于各種Ni類(lèi)合金或Ti類(lèi)合金等硬質(zhì)難切削材的斷續(xù)切削加工時(shí)，由于表面組織緊密，因此與工件的接觸面積較大，因極高的發(fā)熱而產(chǎn)生熔敷，并且 NbB2層的晶粒間的結(jié)合也較弱，因此引起因其熔敷而產(chǎn)生的硬質(zhì)包覆層的剝離。因此，本發(fā)明人等著眼于不易引起熔敷的發(fā)生且晶粒間結(jié)合強(qiáng)度較高的NM2層組織進(jìn)行研究的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了如下內(nèi)容當(dāng)成膜他化層時(shí)，不采用專(zhuān)利文獻(xiàn)1所示的直流濺射，而是通過(guò)采用特定條件的高輸出脈沖濺射，即使在各種M類(lèi)合金或Ti類(lèi)合金等硬質(zhì)難切削材的斷續(xù)切削加工中，因?yàn)橛捎诒砻娼M織疏松而與工件的接觸面積較小，因此也不易發(fā)熱，熔敷也不易產(chǎn)生，除此之外因?yàn)镹M2層的晶粒間結(jié)合強(qiáng)度較強(qiáng)，所以能夠成膜不易產(chǎn)生硬質(zhì)包覆層的剝離的NM2層。具體而言，圖1示出高輸出脈沖濺射裝置的概要俯視圖，但是發(fā)現(xiàn)如果在高輸出脈沖濺射裝置上配置Nb硼化物(以下，用NM2表示)粉末的燒結(jié)體(以下，稱(chēng)為NbB2燒結(jié)體)靴，使裝置內(nèi)氣氛成為Ar氣氛，用6kW以上的較高平均投入電力進(jìn)行高輸出脈沖濺射， 并在工具基體的表面蒸鍍成膜NbB2層，則由于不易產(chǎn)生熔敷，所以可以成膜具有優(yōu)異的耐熔敷性以及晶粒間結(jié)合強(qiáng)度較強(qiáng)、膜硬度較高(例如，以200mg荷載測(cè)定時(shí)的納米壓痕硬度為 3700kgf/mm2 以上)的 NbB2 層。由此，發(fā)現(xiàn)該結(jié)果的包覆工具尤其在伴有顯著的高熱發(fā)生的各種Ni類(lèi)合金或Ti 類(lèi)合金等硬質(zhì)難切削材的斷續(xù)切削中，通過(guò)由具有優(yōu)異的耐熔敷性、晶粒間結(jié)合強(qiáng)度及硬度的NM2層組成的表面層，可以抑制尤其以熔敷為起因的硬質(zhì)包覆層的剝離，從而長(zhǎng)期發(fā)揮優(yōu)異的耐剝離性和耐磨性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是基于所述見(jiàn)解而完成的，其具有如下特征一種表面包覆切削工具，其特征在于，在由碳化鎢基硬質(zhì)合金或碳氮化鈦基金屬陶瓷構(gòu)成的工具基體的最表面至少包覆具有平均層厚為0. 5 5 μ m的Nb硼化物層而成，所述Nb硼化物層作為具有多個(gè)平均粒徑的晶粒組織的復(fù)合組織構(gòu)成，該復(fù)合組織包括平均粒徑為40 80nm的二次晶粒和平均粒徑為150 800nm的三次晶粒，該二次晶粒由具有5 20nm平均粒徑的一次晶粒的集合體構(gòu)成，該三次晶粒由該二次晶粒的集合體構(gòu)成。接著，對(duì)本發(fā)明的包覆工具進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。硬質(zhì)包覆層的平均層厚在由碳化鎢基硬質(zhì)合金或碳氮化鈦基金屬陶瓷構(gòu)成的工具基體的最表面形成的 Nb硼化物層，當(dāng)其平均層厚小于0. 5 μ m時(shí)，無(wú)法充分地經(jīng)長(zhǎng)期使用而發(fā)揮本身所具有的優(yōu)異的耐磨性，另一方面，若其平均層厚超過(guò)5 μ m,則能夠抑制M類(lèi)合金或Ti類(lèi)合金等硬質(zhì)難切削材的斷續(xù)切削中以熔敷為起因的剝離，但是由于以高輸出脈沖濺射所具有的向皮膜
4的高打入(打6込* )效果為起因的較大的壓縮殘余應(yīng)力，容易在切削刃部上產(chǎn)生崩刀，因此將其平均層厚規(guī)定為0. 5 5 μ m。復(fù)合組織的效果及晶粒的平均粒徑該復(fù)合組織的效果在于，由于形成晶粒的集合體，因此不用說(shuō)該一次晶粒彼此的結(jié)合力，還能夠利用該二次晶粒彼此的結(jié)合力。構(gòu)成該復(fù)合組織的一次晶粒的平均粒徑很難形成具有小于5nm的晶粒的被膜，另一方面，若其平均粒徑超過(guò)20nm，則因?yàn)樽璧K位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的晶界減少，所以無(wú)法維持較高硬度。并且，若由該一次晶粒的集合體構(gòu)成的二次晶粒的平均粒徑小于40nm，則構(gòu)成用于得到復(fù)合組織的優(yōu)點(diǎn)、即晶粒彼此的較強(qiáng)結(jié)合力的二次晶粒的一次晶粒的個(gè)數(shù)不是很充足，若超過(guò)80nm，則構(gòu)成三次晶粒的二次晶粒的個(gè)數(shù)不是很充足。另外，若由該二次晶粒的集合體構(gòu)成的三次晶粒的平均粒徑小于150nm，則因?yàn)榍邢鲿r(shí)與工件接觸的面積變大，所以容易引起熔敷，導(dǎo)致連該復(fù)合組織一起剝離，另一方面，若超過(guò)800nm，則無(wú)法耐于切削時(shí)的負(fù)載。以下對(duì)本發(fā)明的包覆工具的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。圖1將高輸出脈沖濺射裝置作為用于制造本發(fā)明的包覆工具的裝置的一例示出。S卩，本發(fā)明的包覆工具可以通過(guò)如下方法制造在圖1所示的高輸出脈沖濺射裝置中，在該高輸出脈沖濺射裝置的中央部設(shè)置工具基體安裝用旋轉(zhuǎn)臺(tái)，在夾著旋轉(zhuǎn)臺(tái)而對(duì)置的2個(gè)部位配置NM2粉末的燒結(jié)體(Nb&燒結(jié)體)靶，在從所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)上的中心軸向半徑方向遠(yuǎn)離規(guī)定距離的位置，沿著外周部將多個(gè)工具基體安裝成環(huán)狀，在該狀態(tài)下將裝置內(nèi)氣氛設(shè)為Ar氣氛并旋轉(zhuǎn)所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)，并且以謀求蒸鍍形成的耐磨硬質(zhì)層的層厚均勻化的目的還使工具基體本身自轉(zhuǎn)的同時(shí)，利用6kW以上的較高平均投入電力對(duì)NM2燒結(jié)體靶進(jìn)行高輸出脈沖濺射，以0. 5 5 μ m的平均層厚蒸鍍成膜層。并且，將作為耐磨層的(Ti，A1)N層作為該NM2層的底層進(jìn)行包覆也有效。例如，這時(shí)的制造方法如下在夾著所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)而對(duì)置的2個(gè)部位配置具有規(guī)定組成的Ti-Al合金靶，并且在與Ti-Al合金靶偏離90度的位置，在夾著旋轉(zhuǎn)臺(tái)而對(duì)置的2 個(gè)部位配置NM2粉末的燒結(jié)體(Nb&燒結(jié)體)靶。并且，將裝置內(nèi)氣氛設(shè)為氮?dú)夥詹⑿D(zhuǎn)所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)，并且以謀求蒸鍍形成的耐磨硬質(zhì)層的層厚均勻化的目的還使工具基體本身自轉(zhuǎn)的同時(shí)，利用6kW以上的較高的平均投入電力對(duì)Ti-Al合金靶進(jìn)行高輸出脈沖濺射，在所述工具基體的表面以0. 8 5 μ m的平均層厚蒸鍍成膜(Ti，Al)N層作為耐磨硬質(zhì)層，接著， 將裝置內(nèi)的氣氛實(shí)質(zhì)性地改為Ar氣氛來(lái)蒸鍍成膜該NbB2層。另外，所述高輸出脈沖濺射中，作為其濺射條件，優(yōu)選使外加脈沖時(shí)的產(chǎn)生等離子體密度成為IO18HT3以上，并且，優(yōu)選在脈沖的一個(gè)波長(zhǎng)的長(zhǎng)度為200 μ sec以上且每一周期的脈沖的非外加時(shí)間成為10 μ sec以上的濺射條件下進(jìn)行濺射。在根據(jù)提高能級(jí)的矩形脈沖的所述高輸出脈沖濺射中，因?yàn)槟軌驕p少相對(duì)于靶的熱負(fù)載，所以能夠抑制靶的沒(méi)必要的溫度上升。并且，通過(guò)所述高輸出脈沖濺射成膜的(Ti，Al)N層和他化層的粘附強(qiáng)度均較大，
并具有高硬度。本發(fā)明的包覆工具為如下工具作為硬質(zhì)包覆層具有與工件的接觸面積變小的疏松的表面組織并且為晶粒之間的結(jié)合強(qiáng)度較強(qiáng)的晶粒組織的復(fù)合組織，并且由具有高硬度的NbB2層構(gòu)成，因此當(dāng)尤其進(jìn)行各種Ni類(lèi)合金或Ti類(lèi)合金等硬質(zhì)難切削材的斷續(xù)切削加工時(shí)，也能夠抑制以熔敷為起因的硬質(zhì)包覆層的剝離，經(jīng)長(zhǎng)期使用而發(fā)揮優(yōu)異的耐磨性。


圖1是用于成膜本發(fā)明包覆工具的表面包覆層的高輸出脈沖濺射裝置的概要俯視圖。圖2表示本發(fā)明包覆刀片9的Nb硼化物層的水平截面的掃描型電子顯微鏡照片 (倍率10萬(wàn)倍)。圖3表示以往包覆刀片9的Nb硼化物層的水平截面的掃描型電子顯微鏡照片(倍率10萬(wàn)倍)。圖4表示本發(fā)明包覆刀片的由復(fù)合組織組成的Nb硼化物層的水平截面示意圖。
具體實(shí)施例方式接著，根據(jù)實(shí)施例對(duì)基于本發(fā)明的包覆工具及其制造方法進(jìn)行具體說(shuō)明。[實(shí)施例1]準(zhǔn)備均具有1 3 μ m平均粒徑的WC粉末、TiC粉末、ZrC粉末、VC粉末、TaC粉末、 NbC粉末、Cr3C2粉末、TiN粉末、TaN粉末及Co粉末作為原料粉末，將這些原料粉末配合成表1所示的配合組成，用球磨機(jī)濕式混合72小時(shí)并干燥后，以IOOMPa的壓力沖壓成型為壓坯，將該壓坯在6 的真空中，在以溫度1400°C保持1小時(shí)的條件下燒結(jié)，燒結(jié)后，在切削刃部分實(shí)施R 0. 03的刃口修磨加工，形成具有ISO標(biāo)準(zhǔn)· CNMG120408的刀片形狀的WC基硬質(zhì)合金制工具基體A-I A-IO。并且，準(zhǔn)備均具有0. 5 2μπι平均粒徑的TiCN(以重量比計(jì)為T(mén)iC/TiN = 50/50) 粉末、Mo2C粉末、ZrC粉末、NbC粉末、TaC粉末、WC粉末、Co粉末及M粉末作為原料粉末，將這些原料粉末配合成表2所示的配合組成，用球磨機(jī)濕式混合M小時(shí)，干燥后，以 IOOMPa的壓力沖壓成型為壓坯，將該壓坯在2kPa的氮?dú)夥罩校谝詼囟?500°C保持1小時(shí)的條件下燒結(jié)，燒結(jié)后，在切削刃部分實(shí)施R :0. 03的刃口修磨加工，形成具有ISO標(biāo)準(zhǔn)· CNMG120408的刀片形狀的TiCN基金屬陶瓷制工具基體B-I B-6。(a)接著，將各個(gè)所述工具基體A-I A-8在丙酮中進(jìn)行超聲波清洗，在干燥的狀態(tài)下，在圖1所示的高輸出脈沖濺射裝置內(nèi)的從旋轉(zhuǎn)臺(tái)上的中心軸向半徑方向遠(yuǎn)離規(guī)定距離的位置沿著外周部進(jìn)行安裝，另一方面，在高輸出脈沖濺射裝置內(nèi)，在夾著旋轉(zhuǎn)臺(tái)而對(duì)置的4個(gè)部位配置NbB2燒結(jié)體靶，(b)首先，對(duì)裝置內(nèi)進(jìn)行排氣并保持為0. IPa以下的真空的同時(shí)，用加熱器將裝置內(nèi)加熱至400°C后，對(duì)在所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)上邊自轉(zhuǎn)邊旋轉(zhuǎn)的工具基體外加-200V的直流偏壓，從而對(duì)所述工具基體進(jìn)行1小時(shí)Ar轟擊處理，(c)向裝置內(nèi)導(dǎo)入Ar氣體作為反應(yīng)氣體，并將裝置內(nèi)氣氛設(shè)為0. 5Pa,并且在表3 所示的規(guī)定脈沖濺射條件下，在與層厚對(duì)應(yīng)的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行濺射，同樣地將表4所示的目標(biāo)層厚的NbB2層作為硬質(zhì)包覆層的表面層成膜，從而分別制造出作為本發(fā)明包覆工具的本發(fā)明表面包覆刀片(以下，稱(chēng)為本發(fā)明包覆刀片)1 8。(d)并且，將各個(gè)所述工具基體A-9 A-IO及B_1 B_6在丙酮中進(jìn)行超聲波清洗，在干燥的狀態(tài)下，在圖1所示的高輸出脈沖濺射裝置內(nèi)的從旋轉(zhuǎn)臺(tái)上的中心軸向半徑方向遠(yuǎn)離規(guī)定距離的位置沿著外周部進(jìn)行安裝，另一方面，在高輸出脈沖濺射裝置內(nèi)，在夾著旋轉(zhuǎn)臺(tái)而對(duì)置的4個(gè)部位配置規(guī)定組成的Ti-Al合金靶和NM2燒結(jié)體靶，(e)首先，對(duì)裝置內(nèi)進(jìn)行排氣并保持為0. IPa以下的真空的同時(shí)，用加熱器將裝置內(nèi)加熱至400°C后，對(duì)在所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)上邊自轉(zhuǎn)邊旋轉(zhuǎn)的工具基體外加-200V的直流偏壓， 從而對(duì)所述工具基體進(jìn)行1小時(shí)Ar轟擊處理，向裝置內(nèi)導(dǎo)入氮?dú)怏w作為反應(yīng)氣體并設(shè)為 0. 6Pa的反應(yīng)氣氛，并且在表3的條件記號(hào)a所示的規(guī)定脈沖濺射條件下對(duì)所述Ti-Al合金靶進(jìn)行高輸出脈沖濺射，從而在所述工具基體的表面將表4所示的目標(biāo)組成及目標(biāo)層厚的 (Ti，A1)N層作為硬質(zhì)包覆層的耐磨硬質(zhì)層成膜，(f)在表3所示的規(guī)定的脈沖濺射條件下，對(duì)燒結(jié)體靶進(jìn)行高輸出脈沖濺射， 將導(dǎo)入裝置內(nèi)的氣體從氮?dú)怏w切換成Ar氣體，并且將裝置內(nèi)氣氛設(shè)為0. 5Pa,在該條件下以與層厚對(duì)應(yīng)的時(shí)間進(jìn)行濺射，同樣地將表4所示的目標(biāo)層厚的NM2層作為硬質(zhì)包覆層的表面層成膜，從而制造出作為底層導(dǎo)入(Ti，A1)N層的本發(fā)明包覆刀片9 16。并且，作為比較的目的，將這些工具基體A-I A-IO及B-I B_6在丙酮中進(jìn)行超聲波清洗，在干燥的狀態(tài)下，裝入該基體與靶的距離為50mm且在與蒸發(fā)源對(duì)置的位置設(shè)置獨(dú)立的陽(yáng)極的濺射裝置內(nèi)，在裝置內(nèi)安裝NbB2燒結(jié)體靶，首先，對(duì)裝置內(nèi)進(jìn)行排氣并保持為4X10_3Pa以下的真空的同時(shí)，用加熱器將裝置內(nèi)加熱至500°C后，向裝置內(nèi)導(dǎo)入Ar氣體，對(duì)在旋轉(zhuǎn)臺(tái)上邊自轉(zhuǎn)邊旋轉(zhuǎn)的工具基體外加-400V的直流偏壓，從而對(duì)所述工具基體進(jìn)行30分鐘Ar轟擊處理，開(kāi)始作為所述直流濺射裝置的陰極電極(蒸發(fā)源)配置的NM2燒結(jié)體的直流濺射的同時(shí)，在表5所示的規(guī)定直流濺射條件或脈沖濺射條件下，蒸鍍表6所示的平均層厚的NM2層，由此分別制造出作為以往包覆工具的以往表面包覆刀片(以下，稱(chēng)為以往包覆刀片)1 16。另外，為了參考，用與圖1所示的制造本發(fā)明包覆刀片1 16的裝置相同的裝置， 在與本發(fā)明包覆刀片1 16不同的組成、膜厚、濺射條件下成膜，由此分別制造出表6所示的作為參考包覆工具的參考表面包覆刀片(以下，稱(chēng)為參考包覆刀片)1 4。通過(guò)掃描型電子顯微鏡(Carl zeiss公司制造，ultra55)，以10萬(wàn)倍的視野對(duì)所述本發(fā)明包覆刀片1 16、以往包覆刀片1 16及參考包覆刀片1 4的NM2層觀(guān)察其晶粒組織，將其結(jié)果假設(shè)成平面，將該晶粒的面積作為顆粒截面的面積計(jì)算。另外，對(duì)于一次晶粒、二次晶粒及三次晶粒的平均粒徑，測(cè)定10處以該晶粒的顆粒截面面積作為圓的面積計(jì)算時(shí)的直徑，并取其平均值。表4、表6中示出其測(cè)定值。并且，圖2中表示本發(fā)明包覆刀片9的NM2層的水平截面的掃描型電子顯微鏡照片(倍率10萬(wàn)倍)，圖3中表示以往包覆刀片9的NM2層的水平截面的掃描型電子顯微鏡照片(倍率10萬(wàn)倍)，圖4中表示本發(fā)明包覆刀片的由復(fù)合組織組成的Nb硼化物層的水平截面示意圖。通過(guò)超顯微壓痕硬度試驗(yàn)機(jī)(ELIONIX INC.公司制造，ENT-1100a)對(duì)所述本發(fā)明包覆刀片1 16、以往包覆刀片1 16及參考包覆刀片1 4的NM2層測(cè)定其表面硬度。表4、表6中示出其測(cè)定值。并且，通過(guò)使用透射型電子顯微鏡的能量分散X射線(xiàn)分析法測(cè)定所述本發(fā)明包覆刀片1 16、以往包覆刀片1 16及參考包覆刀片1 4的構(gòu)成硬質(zhì)包覆層的耐磨硬質(zhì)層的組成，結(jié)果分別示出實(shí)際上與目標(biāo)組成相同的組成。另外，使用掃描型電子顯微鏡對(duì)所述硬質(zhì)包覆層的NM2層及耐磨硬質(zhì)層的平均層厚進(jìn)行截面測(cè)定，均示出實(shí)際上與目標(biāo)層厚相同的平均值(5個(gè)部位的平均值)。接著，在將所述各種包覆刀片均用固定夾具緊固于工具鋼制車(chē)刀的前端部的狀態(tài)下，對(duì)本發(fā)明包覆刀片1 16、以往包覆刀片1 16及參考包覆刀片1 4，進(jìn)行如下試驗(yàn)， 即工件以質(zhì)量％計(jì)為T(mén)i-6% Al-4% V合金的圓棒、切削速度120m/min.、切深量1.0mm、進(jìn)給速度0. 2mm/rev.、切削時(shí)間5分鐘的條件(稱(chēng)為切削條件A)下的Ti類(lèi)合金的干式斷續(xù)切削加工試驗(yàn)，測(cè)定切削刃的后刀面磨損寬度。該測(cè)定結(jié)果示于表7中。[表 1]
權(quán)利要求
1. 一種表面包覆切削工具，其特征在于，在由碳化鎢基硬質(zhì)合金或碳氮化鈦基金屬陶瓷構(gòu)成的工具基體的最表面至少包覆具有平均層厚為0. 5 5 μ m的Nb硼化物層而成，所述Nb硼化物層作為具有多個(gè)平均粒徑的晶粒組織的復(fù)合組織構(gòu)成，該復(fù)合組織包括平均粒徑為40 80nm的二次晶粒和平均粒徑為150 800nm的三次晶粒，該二次晶粒由具有5 20nm平均粒徑的一次晶粒的集合體構(gòu)成，該三次晶粒由該二次晶粒的集合體構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種在硬質(zhì)難切削材的斷續(xù)切削加工中硬質(zhì)包覆層發(fā)揮優(yōu)異的耐剝離性和優(yōu)異的耐崩刀性的表面包覆切削工具。本發(fā)明的切削工具在由碳化鎢基硬質(zhì)合金或碳氮化鈦基金屬陶瓷構(gòu)成的工具基體的最表面至少包覆具有平均層厚為0.5～5μm的Nb硼化物層而成，其中，所述Nb硼化物層作為具有多個(gè)平均粒徑的晶粒組織的復(fù)合組織構(gòu)成，該復(fù)合組織包括平均粒徑為40～80nm的二次晶粒和平均粒徑為150～800nm的三次晶粒，該二次晶粒由具有5～20nm平均粒徑的一次晶粒的集合體構(gòu)成，該三次晶粒由該二次晶粒的集合體構(gòu)成。
文檔編號(hào)B23B51/00GK102554293SQ201110375529
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月3日
發(fā)明者柿沼宏彰, 田中裕介 申請(qǐng)人:三菱綜合材料株式會(huì)社