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硬質(zhì)包覆層發(fā)揮優(yōu)異的耐崩刀性的表面包覆切削工具的制作方法

文檔序號:12282764閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種表面包覆切削工具,在由碳化鎢基硬質(zhì)合金、碳氮化鈦基金屬陶瓷或立方晶氮化硼基超高壓燒結(jié)體中的任一種構(gòu)成的工具基體的表面設(shè)置有硬質(zhì)包覆層,所述表面包覆切削工具的特征在于,

(a)所述硬質(zhì)包覆層至少包含通過化學(xué)蒸鍍法而成膜的平均層厚為1~20μm的Ti和Al的復(fù)合氮化物或復(fù)合碳氮化物的層,在由組成式:(Ti1-xAlx)(CyN1-y)表示的情況下,所述復(fù)合氮化物或復(fù)合碳氮化物的層的Al在Ti和Al的總量中所占的平均含有比例Xavg及C在C和N的總量中所占的平均含有比例Yavg分別滿足0.60≤Xavg≤0.95,0≤Yavg≤0.005,其中,Xavg、Yavg均為原子比,

(b)所述復(fù)合氮化物或復(fù)合碳氮化物的層至少包含具有NaCl型面心立方結(jié)構(gòu)的復(fù)合氮化物或復(fù)合碳氮化物的相,

(c)并且,關(guān)于所述復(fù)合氮化物或復(fù)合碳氮化物的層,使用電子背散射衍射裝置,從所述復(fù)合氮化物或復(fù)合碳氮化物的層的縱剖面方向,對復(fù)合氮化物或復(fù)合碳氮化物的層內(nèi)的具有NaCl型面心立方結(jié)構(gòu)的各晶粒的晶體方位進行分析的情況下,測定所述晶粒的晶面即{111}面的法線相對于工具基體表面的法線方向所成的傾斜角,在該傾斜角中將相對于法線方向在0~45度范圍內(nèi)的傾斜角按0.25度的間距進行劃分并合計存在于各分區(qū)內(nèi)的度數(shù)而求出傾斜角度數(shù)分布時,在0~10度范圍內(nèi)的傾斜角分區(qū)中存在最高峰值,并且存在于所述0~10度范圍內(nèi)的度數(shù)的合計示出在所述傾斜角度數(shù)分布中的所有度數(shù)的45%以上的比例,

(d)關(guān)于所述復(fù)合氮化物或復(fù)合碳氮化物的層,從該層的縱剖面方向進行觀察的情況下,具有復(fù)合氮化物或復(fù)合碳氮化物的層內(nèi)的具有NaCl型面心立方結(jié)構(gòu)的各晶粒的平均粒子寬度W為0.1~2.0μm且平均縱橫尺寸比A為2~10的柱狀組織,

(e)并且,在所述復(fù)合氮化物或復(fù)合碳氮化物的層的具有所述NaCl型面心立方結(jié)構(gòu)的各晶粒內(nèi),沿該晶粒的由<001>表示的等價的晶體方位中的一個方位存在組成式:(Ti1-xAlx)(CyN1-y)中的Ti和Al的周期性組成變化,周期性變化的x的極大值的平均值與極小值的平均值之差Δx為0.03~0.25。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面包覆切削工具,其特征在于,

在所述復(fù)合氮化物或復(fù)合碳氮化物的層中存在Ti和Al的周期性組成變化的具有NaCl型面心立方結(jié)構(gòu)的晶粒中,沿該晶粒的由<001>表示的等價的晶體方位中的一個方位存在Ti和Al的周期性組成變化,沿其方位的周期為3~100nm,在與該方位正交的面內(nèi)的、Al在Ti和Al的總量中所占的含有比例XO的變化為0.01以下。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的表面包覆切削工具,其特征在于,

關(guān)于所述復(fù)合氮化物或復(fù)合碳氮化物的層,由X射線衍射求出具有NaCl型面心立方結(jié)構(gòu)的晶粒的晶格常數(shù)a,所述具有NaCl型面心立方結(jié)構(gòu)的晶粒的晶格常數(shù)a相對于立方晶TiN的晶格常數(shù)aTiN和立方晶AlN的晶格常數(shù)aAlN滿足0.05aTiN+0.95aAlN≤a≤0.4aTiN+0.6aAlN的關(guān)系。

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的表面包覆切削工具,其特征在于,

所述復(fù)合氮化物或復(fù)合碳氮化物的層由具有NaCl型面心立方結(jié)構(gòu)的Ti和Al的復(fù)合氮化物或復(fù)合碳氮化物的單相構(gòu)成。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的表面包覆切削工具,其特征在于,

關(guān)于所述復(fù)合氮化物或復(fù)合碳氮化物的層,從該層的縱剖面方向進行觀察的情況下,在復(fù)合氮化物或復(fù)合碳氮化物的層內(nèi)的、由具有NaCl型面心立方結(jié)構(gòu)的各晶粒構(gòu)成的柱狀組織的晶界部存在具有六方晶結(jié)構(gòu)的微晶粒,存在該微晶粒的面積比例為30面積%以下,該微晶粒的平均粒徑R為0.01~0.3μm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的表面包覆切削工具,其特征在于,

在所述工具基體與所述Ti和Al的復(fù)合氮化物或復(fù)合碳氮化物的層之間,存在由Ti的碳化物層、氮化物層、碳氮化物層、碳氧化物層及碳氮氧化物層中的一層或兩層以上的Ti化合物層構(gòu)成且具有0.1~20μm的合計平均層厚的下部層。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的表面包覆切削工具,其特征在于,

在所述復(fù)合氮化物或復(fù)合碳氮化物的層的上部存在上部層,該上部層至少包含具有1~25μm的平均層厚的氧化鋁層。

8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的表面包覆切削工具,其特征在于,

所述復(fù)合氮化物或復(fù)合碳氮化物的層通過至少含有作為反應(yīng)氣體成分的三甲基鋁的化學(xué)蒸鍍法而成膜。

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