專利名稱：表面涂覆的氮化硼燒結(jié)密實(shí)體的刀具的制作方法
1.發(fā)明背景本發(fā)明涉及一種改進(jìn)型刀具材料，采用包含高壓相氮化硼例如立方氮化硼(cBN)、纖鋅礦結(jié)構(gòu)的氮化硼(wBN)等(下文將稱為“cBN燒結(jié)密實(shí)體”)作為基體，更具體地說，本發(fā)明涉及一種具有硬質(zhì)涂層膜以及表面光滑的刀具，所述涂層膜的粘附強(qiáng)度極高。
2.現(xiàn)有技術(shù)cBN(立方氮化硼)具有的硬度和導(dǎo)熱性接近金剛石并具有優(yōu)異的性能，例如與黑色金屬的反應(yīng)能力較金剛石低。因此，人們從提高工作效率和降低安裝費(fèi)用的角度考慮，在加工難切削黑色金屬材料時(shí)采用含這種cBN的cBN燒結(jié)密實(shí)體的刀具替代磨具或加工工具和膠結(jié)碳化物或金屬陶瓷刀具。
用于制備刀具的cBN燒結(jié)密實(shí)體是一種包含cBN顆粒和粘結(jié)劑的燒結(jié)密實(shí)體，一般可分成下列兩種類型(1)在耐磨性和強(qiáng)度方面均衡的燒結(jié)密實(shí)體，主要用來加工硬質(zhì)鋼，這種燒結(jié)密實(shí)體包含30-80％(體積)cBN顆粒，所述cBN是通過粘結(jié)劑粘結(jié)在一起的，粘結(jié)劑主要由Ti型陶瓷例如TiN、TiC、TiCN等組成。
(2)在導(dǎo)熱性和強(qiáng)度方面性能優(yōu)異的燒結(jié)密實(shí)體，主要用來加工鑄鐵，這種燒結(jié)密實(shí)體包含80-90％(體積)的cBN顆粒，cBN顆粒被直接地粘結(jié)在一起以及平衡量的粘結(jié)劑主要由Al化合物或Co化合物組成。
近來，人們?cè)诶鐪p少工業(yè)廢物例如研磨淤漿和降低電能消耗以及防止全球變暖方面對(duì)全球環(huán)境問題的意識(shí)日益增強(qiáng)，用作刀具的cBN密實(shí)體因適應(yīng)全球環(huán)境問題而越來越受到人們的關(guān)注。
但是，cBN顆粒存在的缺點(diǎn)是除了具有龜裂性外，它對(duì)黑色金屬的親合力比TiN、TiC、TiCN粘結(jié)劑的大，盡管cBN顆粒的硬度較高，用維克斯硬度Hv表示，其值約為5000(粘結(jié)劑的硬度Hv至多約為2500)。另外，因磨損進(jìn)度而引起的刀具邊緣的熱磨損和破損使得最后不能使用，所以要求cBN密實(shí)體刀具的使用壽命必需延長(zhǎng)。
另外，近來，硬質(zhì)鋼部件和功能元件(function)的多樣性增大，對(duì)cBN密實(shí)體刀具的需求也隨之增大，并要求發(fā)展一種能高質(zhì)量、高速和高效加工工件表面的刀具。
例如，為了提高cBN燒結(jié)密實(shí)體的耐磨強(qiáng)度和斷裂強(qiáng)度，提出了一種生產(chǎn)方法，在cBN燒結(jié)密實(shí)體上涂覆一層TiN、TiCN、TiAlN等材料的膜。
但是，cBN燒結(jié)密實(shí)體刀具存在的問題是，涂覆膜常常剝離，造成在苛刻的條件下工作時(shí)使用壽命縮短。
為了改善涂覆膜的粘附強(qiáng)度，人們提出了一種刀具，首先打粗基體的表面，使其粗糙度在0.5-12.5微米之間，在粗糙的表面上提供一層膜，這種方法例如參見JP-A-7-18415或US5709907。在采用這種刀具進(jìn)行切削時(shí)，根據(jù)工件類型選擇刀具表面的形狀，因此，與現(xiàn)有技術(shù)的cBN燒結(jié)密實(shí)體相比，這種工作表面的尺寸精確度和品質(zhì)較差。由于常常要采用cBN刀具加工精確度在微米級(jí)的工件，因此實(shí)際上用這種刀具進(jìn)行切削特別困難。
另一方面，對(duì)于不必采用表面粗糙的cBN基體就能提高涂覆膜粘附強(qiáng)度的方法，人們提出了一種含有cBN燒結(jié)密實(shí)體的刀具，其表面涂以硬質(zhì)涂覆膜，所述膜借助金屬鈦層由氮化鈦構(gòu)成，平均層厚為0.05-0.3微米，例如參見JP-A-1-96083或JP-A-1-96084。但是，在切削硬度較大的難切削黑色金屬材料時(shí)，切削邊緣要承受高壓和高溫，帶來的另一問題是金屬鈦因此而變軟，硬質(zhì)涂覆膜易于破損和剝離。
在JP-A-8-119774的TiAlN涂覆cBN刀具中，公開了這樣的一種技術(shù)，在cBN基體和TiAlN涂覆膜之間涂覆一中間層TiN層，以便與TiAlN涂覆膜粘結(jié)，而不必采用表面粗糙的cBN基體就具有高的粘附強(qiáng)度，但是，根據(jù)該項(xiàng)技術(shù)，原則上不可能再進(jìn)一步地提高cBN基體和TiN膜之間的粘附強(qiáng)度，并且在cBN燒結(jié)密實(shí)體涂有少量TiN或TiC的情況下，即燒結(jié)密實(shí)體的cBN含量高時(shí)，硬質(zhì)涂層的粘附強(qiáng)度下降是無法避免的。
因此，本發(fā)明人對(duì)涂覆cBN燒結(jié)密實(shí)體刀具的斷裂或剝離機(jī)理進(jìn)行了研究，提出了一種刀具，用這種刀具加工的工件表面是高品質(zhì)的，并且可以長(zhǎng)期使用而不會(huì)發(fā)生硬質(zhì)涂覆膜從涂覆的cBN燒結(jié)密實(shí)體刀具上剝離，即便刀具在苛刻的條件下切削時(shí)也是如此。
本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)
(I)通過基體和硬質(zhì)涂覆膜之間的擴(kuò)散或反應(yīng)使cBN燒結(jié)密實(shí)體與硬質(zhì)薄膜如TiN、TiCN或TiAlN薄膜粘結(jié)，在此期間硬質(zhì)涂覆膜是與粘結(jié)劑牢固地粘附，而不是與幾乎可燒結(jié)的cBN顆粒粘附，從而保持了硬質(zhì)涂覆膜和基體的粘附強(qiáng)度和(II)如果在硬質(zhì)涂層中存在極高的應(yīng)力或從外部向硬質(zhì)涂覆膜施加一沖擊力，例如在加工具有不連續(xù)部分的工件時(shí)，膜因硬質(zhì)涂覆膜和cBN燒結(jié)密實(shí)體之間的界面處發(fā)生斷裂或因應(yīng)力導(dǎo)致硬質(zhì)涂覆膜發(fā)生斷裂而剝離。發(fā)明概況本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種基于燒結(jié)密實(shí)體的改進(jìn)型刀具，其包含高壓相氮化硼例如cBN、wBN等和具有優(yōu)異的粘附強(qiáng)度和表面光滑度的硬質(zhì)涂覆膜。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種表面涂覆高壓相氮化硼的燒結(jié)密實(shí)體，其中硬質(zhì)涂覆膜與基體的粘附強(qiáng)度大為改善，尤其是提到了對(duì)中間層的改進(jìn)，從而克服了上文所述的現(xiàn)有技術(shù)存在的不足。
本發(fā)明的這些目的可通過表面涂覆的氮化硼燒結(jié)密實(shí)體刀具實(shí)現(xiàn)，其中至少一部分的與切削相關(guān)的刀具邊緣采用的是高壓相型氮化硼的基體并且在基體的表面上允許有表面涂層，所述表面涂層含有中間層，所述的中間層以連續(xù)的方式存在于所述高壓相氮化硼燒結(jié)密實(shí)體基體和進(jìn)一步在基體上形成的硬質(zhì)涂層之間的界面上。所述的中間層由至少一種選自元素周期表第4a、5a和6a族的元素組成，其平均層厚為0.005-0.05微米，優(yōu)選0.02-0.04微米。


圖1是根據(jù)本發(fā)明向cBN基體表面涂覆中間層的涂覆狀態(tài)下的平面圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明向cBN基體表面涂覆中間層的涂覆狀態(tài)下的橫截面圖。
圖3是采用電弧離子電鍍法生產(chǎn)本發(fā)明燒結(jié)密實(shí)體的制膜裝置的局部視圖，(A)是橫截面圖和(B)是平面圖。
圖4是Cr在表面涂層中的分布圖。
發(fā)明詳細(xì)描述本發(fā)明人的目的是提供一種表面涂覆的氮化硼燒結(jié)密實(shí)體，無需打粗cBN燒結(jié)密實(shí)體的表面就能提高粘附強(qiáng)度，這一目的是通過形成一層與作為cBN燒結(jié)密實(shí)體主要組分的cBN顆粒之間反應(yīng)性很好的中間層實(shí)現(xiàn)的，由此可在cBN燒結(jié)密實(shí)體基體上涂覆高粘附強(qiáng)度的硬質(zhì)涂層。我們的研究結(jié)果表明如果中間層由一種金屬或金屬間化合物組成，那么就可向cBN燒結(jié)密實(shí)體基體上涂覆高粘附強(qiáng)度的硬質(zhì)涂層，并且該硬質(zhì)涂層即便在苛刻的條件下進(jìn)行切削時(shí)也幾乎不剝離，所述的金屬或金屬間化合物包括至少一種選自元素周期表第4a、5a和6a族的元素。本發(fā)明則是基于這一發(fā)現(xiàn)完成的。
上述目的可以通過下面概括的每一發(fā)明和每一實(shí)施方案實(shí)現(xiàn)(1)表面涂覆的氮化硼燒結(jié)密實(shí)體刀具，其中至少一部分與切削相關(guān)的刀具邊緣采用的是高壓相型氮化硼基體并且在基體的表面上允許有表面涂層，所述的表面涂層含有中間層，所述的中間層以連續(xù)的方式存在于所述高壓相氮化硼燒結(jié)密實(shí)體基體和進(jìn)一步形成于基體上的硬質(zhì)涂層之間的界面上，所述的中間層由至少一種選自元素周期表第4a、5a和6a族的元素組成，其平均層厚為0.005-0.05微米，優(yōu)選0.02-0.04微米。
(2)上述(1)描述的表面涂覆的氮化硼燒結(jié)密實(shí)體刀具，其中的中間層包含至少一種Cr、Zr和V元素。
(3)上述(1)或(2)任一項(xiàng)描述的表面涂覆的氮化硼燒結(jié)密實(shí)體刀具，其中硬質(zhì)涂層含有至少一層含選自元素周期表第4a、5a和6a族元素、Al、B、Si和Y中至少一種元素和選自C、N和O中至少一種元素的層，具有的努氏硬度Hk＝至少2000，膜厚至少為0.5-10微米。
(4)上述(1)-(3)任一項(xiàng)描述的表面涂覆的氮化硼燒結(jié)密實(shí)體刀具，其中采用離子電鍍覆法、濺鍍法或真空電弧氣相沉積法形成表面涂層。
(5)上述(1)-(4)任一項(xiàng)描述的表面涂覆的氮化硼燒結(jié)密實(shí)體刀具，其中表面涂層的最外表層是一種化合物，這種化合物由至少一種選自Ti和Cr的元素和至少一種選自C、N和O的元素組成。
(6)上述(1)-(5)任一項(xiàng)描述的表面涂覆的氮化硼燒結(jié)密實(shí)體刀具，其中表面涂層的最外表層是CrN層。
(7)上述(1)-(6)任一項(xiàng)描述的表面涂覆的氮化硼燒結(jié)密實(shí)體刀具，其中至少與切削有關(guān)的部位具有一表面涂層，該涂層的中心線平均粗糙度Ra按JIS B0601(測(cè)量長(zhǎng)度0.8毫米)測(cè)定最大為0.2微米。
(8)上述(1)-(7)任一項(xiàng)描述的表面涂覆的氮化硼燒結(jié)密實(shí)體刀具，其中至少一部分與切削相關(guān)的刀具邊緣采用的是立方氮化硼燒結(jié)密實(shí)體，它含有至少30-80％(體積)立方氮化硼和平衡量的至少一種選自元素周期表第4a、5a和6a元素的氮化物、硼化物、碳化物和Al化合物和其固溶體的一種粘結(jié)劑以及不可避免的雜質(zhì)。
(9)上述(1)-(7)任一項(xiàng)描述的表面涂覆的氮化硼燒結(jié)密實(shí)體刀具，其中至少一部分與切削相關(guān)的刀具邊緣采用的是立方氮化硼燒結(jié)密實(shí)體，它含有至少80-90％(體積)立方氮化硼和平衡量的至少一種選自Co化合物和Al化合物和其固溶體的一種粘結(jié)劑以及不可避免的雜質(zhì)。
(10)上述(1)-(9)任一項(xiàng)描述的表面涂覆的氮化硼燒結(jié)密實(shí)體刀具，其中立方氮化硼具有的平均粒徑最大為4微米。
優(yōu)選選用Cr、Ti、V、Zr和W作為上述中間層的一種組分。這些金屬能與高壓相型氮化硼例如作為cBN燒結(jié)密實(shí)體基體主要組分的cBN發(fā)生反應(yīng)并且與它們反應(yīng)在上述cBN基體和中間層之間的界面上形成一種上述金屬的氮化物和硼化物，從而增強(qiáng)其粘附強(qiáng)度，另外，中間層會(huì)與涂覆在中間層上的硬質(zhì)涂層發(fā)生反應(yīng)，形成一種Cr、Ti、V、Zr和W的氮化物、碳化物、碳氮化物和氧化物，從而使cBN燒結(jié)密實(shí)體基體與硬質(zhì)涂覆膜粘結(jié)。
如果形成中間層的話，那么構(gòu)成中間層的元素被涂覆到cBN燒結(jié)密實(shí)體的表面上靠動(dòng)能擴(kuò)散到由立方氮化硼顆粒和粘結(jié)劑部分構(gòu)成的燒結(jié)密實(shí)體的內(nèi)部，形成一種組分連續(xù)發(fā)生變化的梯度組合物材料。含有形成中間層元素的cBN燒結(jié)密實(shí)體表面進(jìn)一步提高了與中間層結(jié)合的粘附強(qiáng)度。
在中間層和硬質(zhì)涂層之間的界面上也形成了一種構(gòu)成中間層元素的梯度組合物部分，改善界面的粘附強(qiáng)度。另外，如果向形成硬質(zhì)涂層的諸如TiAlN的化合物層中添加極少量的形成中間層的元素，那么將進(jìn)一步改善作為刀具特性之一的硬質(zhì)涂層的耐磨性和抗氧化性。
如果即便在提高cBN基體界面處粘附強(qiáng)度的情況下使硬質(zhì)涂層中保持一極高的應(yīng)力，那么有時(shí)會(huì)因膜中殘余應(yīng)力造成的斷裂而使膜發(fā)生剝離。但是，若連續(xù)地設(shè)置一延展性比硬質(zhì)涂層高的具有適當(dāng)厚度的中間層來緩沖應(yīng)力的集中，就能抑制因硬質(zhì)涂層斷裂而發(fā)生的膜剝離。
為獲得高的粘附強(qiáng)度(參見圖1和2)，中間層的平均層厚優(yōu)選在0.005-0.05微米之間，優(yōu)選在0.02-0.04微米之間。對(duì)厚度進(jìn)行限制的理由如下。如果中間層的厚度小于0.005微米，那么不能形成擴(kuò)散層或反應(yīng)層，如果中間層的厚度超過0.05微米，那么層的硬度較低，為防止高溫和高壓切削時(shí)硬質(zhì)涂層剝離而加入的既不發(fā)生擴(kuò)散也不發(fā)生反應(yīng)的金屬化合物太多。
如上所述，本發(fā)明的特征在于中間層的厚度較薄，從而提高了cBN燒結(jié)密實(shí)體和硬質(zhì)涂層之間的粘附強(qiáng)度，由于中間層具有柔軟性而阻止了剝離和破損。
優(yōu)選使用金屬Cr、Zr和V作為上述中間層的組分。Cr的熔點(diǎn)較高，即1890℃，而Ti的熔點(diǎn)為1675℃，在涂覆中間層時(shí)幾乎沒有較粗顆粒的Cr存在，從而能提供具有均勻、致密和平滑表面的中間層，盡管Cr是一種熔點(diǎn)較高的金屬，但是具有高蒸汽壓的Cr與熔點(diǎn)低的Al類似。因此，在采用金屬Cr作為中間層的條件下，表面涂覆的氮化硼燒結(jié)密實(shí)體刀具的表面更平滑，另外，所加工的工件的質(zhì)量要比采用金屬Ti、V、Zr、Hf和W作為中間層的上述刀具加工的質(zhì)量好。
用作中間層的Zr在成膜期間與高壓相的氮化硼反應(yīng)形成一種硼化物，硼化鋯對(duì)黑色金屬極為穩(wěn)定，而硼化鈦對(duì)黑色金屬的親和力較強(qiáng)。因此，在采用金屬Zr作為中間層的條件下，金屬中間層在切削時(shí)不易破損并且在邊緣被磨損時(shí)的粘附強(qiáng)度比采用金屬Ti作為中間層時(shí)的低。
V和V化合物因?yàn)樾纬梢环N具有潤(rùn)滑作用的氧化物而降低了耐切削能力。
形成中間層可按已知方法進(jìn)行，例如PVD法，例如真空氣相沉積法、濺鍍法、真空電弧氣相沉積法、離子電鍍法或各種CVD法。所有這些方法中，離子電鍍法、濺鍍氣相沉積法和真空電弧氣相沉積法是特別優(yōu)選的，因?yàn)橛眠@些方法形成的涂層通過原料的高度離子化效應(yīng)，離子向基體的嵌入作用等因素與基體的粘附強(qiáng)度高。在形成中間層時(shí)，一般是通過相應(yīng)地控制根據(jù)普通成膜裝置工作對(duì)象的改變而改變的氣體、氣壓、真空度、電弧電流、偏壓和成膜時(shí)間將層厚控制在0.005-0.05微米的范圍內(nèi)。
如上所述，如果僅采用cBN燒結(jié)密實(shí)體，那么有時(shí)會(huì)出現(xiàn)如下的一些情況耐磨性較差或在切削時(shí)cBN上粘附的顆粒或落下的顆粒粘附在刀具邊緣上，在刀具側(cè)面的磨損部位上形成有條紋的劃痕，這一過程若是換在加工表面上，就會(huì)有損加工表面的表面粗糙度。
因此，硬質(zhì)涂層最好包含一層至少一種化合物構(gòu)成的層，所述化合物是由選自元素周期表第4a、5a和6a的元素、Al、B、Si和Y的至少一種元素和選自C、N和O的至少一種元素形成的。如果將cBN燒結(jié)密實(shí)體涂以上述粘附強(qiáng)度較高的涂層來防止cBN顆粒與難以切削的黑色金屬材料接觸，那么就具有一些優(yōu)點(diǎn)，例如改善刀具的耐磨性和抗破損性并且可以高質(zhì)量地加工工件的表面。特別是當(dāng)溶解Y形成一種固溶體時(shí)，可改善膜的硬度和抗氧化性。
在本發(fā)明中，可適當(dāng)?shù)匦纬扇舾蓪佑操|(zhì)涂層，其最外表層優(yōu)選是TiN或CrN層。原因是cBN燒結(jié)密實(shí)體呈黑色，而TiN和CrN分別呈明亮的金色和銀色，靠這些顏色能區(qū)分期滿刀具和未使用刀具的使用壽命，如果用本發(fā)明表面涂覆的燒結(jié)密實(shí)體刀具通過質(zhì)量-生產(chǎn)體系，那么符合刀具管理部門的標(biāo)準(zhǔn)。特別優(yōu)選地是硬質(zhì)涂層的最外表層是CrN層，因?yàn)樽钔鈱颖砻嫔贤扛材Σ料禂?shù)極小的CrN層就能抑制切削時(shí)發(fā)生粘附，長(zhǎng)時(shí)間地保持良好光潔的表面。
現(xiàn)有技術(shù)的CrN膜的硬度為HK＝1700，比Hk＝2000的TiN膜的硬度低，盡管它們具有上述優(yōu)異的粘附強(qiáng)度。因此，在cBN基體涂以單層或采用膠結(jié)碳化物基體的情況下，在膜表面上應(yīng)力大量集中，使得CrN膜或膠結(jié)的碳化物基體發(fā)生塑性變形或接著不能變形，由此導(dǎo)致CrN膜發(fā)生龜裂或剝離。
在本發(fā)明中，采用硬度比CrN大的cBN燒結(jié)密實(shí)體或TiAlN(Hk＝至少2500)作為基體，即便發(fā)生大量的應(yīng)力集中，變形量也受到抑制，防止了CrN膜破損并且延展性明顯地得到改善。
優(yōu)選調(diào)節(jié)硬質(zhì)涂層的膜厚在0.5-10微米之間，如果膜厚小于0.5微米，維持硬質(zhì)涂層作用的硬質(zhì)涂層的耐磨時(shí)間太短，如果超過10微米，與基體的粘附強(qiáng)度會(huì)因硬質(zhì)涂層中存在的殘余應(yīng)力而降低。
表面涂層一般是通過已知方法形成的，例如PVD法例如真空氣相沉積法、噴涂氣相沉積法、真空電弧氣相沉積法、離子電鍍法或各種CVD法。在所有這些方法中，離子電鍍法、濺鍍氣相沉積法和真空電弧氣相沉積法是特別優(yōu)選的，因?yàn)橛眠@些方法形成的涂層通過原料的高度離子化效應(yīng)，離子向基體的嵌入作用等因素與基體的粘附強(qiáng)度高。
在采用諸如離子電鍍法類的PVD法形成薄膜的情況下，離子化原料通過施加到蒸汽源和需涂覆基體之間的偏壓嵌入基體中，清潔界面或在界面處形成一種混合層，由此提高粘附強(qiáng)度。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，采用相同的裝置連續(xù)地形成中間層和硬質(zhì)涂層，從而在形成這兩層時(shí)達(dá)到上述效果。
下面例舉了用作基體的cBN燒結(jié)密實(shí)體的優(yōu)選組成例(1)和(2)
(1)cBN燒結(jié)密實(shí)體包含30-80％(體積)cBN和平衡量的至少一種粘結(jié)劑和無法避免的雜質(zhì)，所述粘結(jié)劑選自元素周期表第4a、5a和6a族元素的氮化物、硼化物和碳化物和Al化合物和其固溶體。
cBN燒結(jié)密實(shí)體因由大量的cBN顆粒和所述對(duì)鐵親和力弱并且彼此牢固粘結(jié)在一起的粘結(jié)劑組成而改善了耐磨性和提高了強(qiáng)度。
在該cBN燒結(jié)密實(shí)體中，cBN的含量?jī)?yōu)選在30-80％(體積)的范圍內(nèi)，如果cBN含量低于30％(體積)，cBN燒結(jié)密實(shí)體的硬度較低，例如該硬度不足以切削高硬度的工件例如硬質(zhì)鋼，如果cBN含量超過80％(體積)，cBN顆粒難以借助粘結(jié)劑彼此粘附在一起，cBN燒結(jié)密實(shí)體的硬度也被降低。
(2)cBN燒結(jié)密實(shí)體包含80-90％(體積)彼此粘結(jié)在一起的cBN顆粒和平衡量的從主要由Al化合物或Co化合物組成的組中選擇的至少一種粘結(jié)劑。
在該cBN燒結(jié)密實(shí)體中，在液相燒結(jié)用作原料的含Al或含Co金屬或具有催化作用的金屬間化合物時(shí)可以加大cBN顆粒的含量。這是因?yàn)閏BN含量高時(shí)cBN彼此間形成一種增強(qiáng)的骨架結(jié)構(gòu)，這種骨架具有優(yōu)異的抗破損強(qiáng)度并能在苛刻的條件下進(jìn)行切削。
在該cBN燒結(jié)密實(shí)體中，cBN的含量?jī)?yōu)選在80-90％(體積)的范圍內(nèi)，如果cBN的含量低于80％(體積)，難以形成cBN顆粒彼此粘結(jié)在一起的骨架結(jié)構(gòu)，如果cBN的含量高于90％(體積)，在cBN燒結(jié)密實(shí)體中因具有催化作用的上述粘結(jié)劑的含量不足而發(fā)生部分cBN未被燒結(jié)，從而降低cBN燒結(jié)密實(shí)體的強(qiáng)度。
如果cBN燒結(jié)密實(shí)體基體中的cBN顆粒的平均粒徑最大為4微米，切削特性將明顯改善。
這是因?yàn)楫?dāng)cBN的粒徑最大為4微米時(shí)，cBN顆粒的比表面積增加，改善了cBN顆粒和硬質(zhì)涂層之間的粘附強(qiáng)度。平均粒徑的優(yōu)選范圍為0.5-3.5微米。
現(xiàn)在詳細(xì)地描述本發(fā)明，但不是對(duì)其范圍的限制。
將一種由40％(重量)TiN和10％(重量)Al組成的粘結(jié)劑粉末與50％(重量)平均粒徑為2微米的cBN粉末混合，裝在膠結(jié)碳化物容器中，并在5GPa的壓力和1400℃的溫度下燒結(jié)60分鐘，獲得一種連續(xù)用于切削硬質(zhì)鋼的cBN燒結(jié)密實(shí)體。形成的cBN燒結(jié)密實(shí)體加工成根據(jù)ISO標(biāo)準(zhǔn)SNGA 120408型的刀片。
該刀片按下列方法涂覆了硬質(zhì)涂層圖3(A)和(B)是本發(fā)明所用的成膜裝置的典型視圖，是按已知的電弧離子電鍍法鍍膜的。參見圖3(A)，成膜裝置1包括室2、主臺(tái)3、支承棒4、電弧型蒸汽源5a和5b、陰極6a和6b、直流電源7a、7b和可變電源8和氣體入口9。
室2與真空泵連接，用于改變室2的壓力。該室配有主臺(tái)3、支承棒5、氣體入口9和陰極6a和6b。
位于室2中的支承棒4支承主臺(tái)3。支承棒4中設(shè)有回轉(zhuǎn)軸，該回轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)主臺(tái)3。主臺(tái)3上安裝有固定基體10的夾具11。支承棒4、主臺(tái)3和夾具11與直流電源8的負(fù)極電連接。直流電源8的正極接地。
室2的側(cè)壁面對(duì)電弧型蒸汽源5a和與電弧型蒸汽源5a連接的陰極6a的一側(cè)安裝了電弧型蒸汽源5b和陰極6b。
電弧型蒸汽源5a和陰極6a與直流電源7a的負(fù)極電連接。直流電源7a的正極接地并與室2電連接。直流電源7b的正極接地并與室2電連接。(如圖3(B)所示，一對(duì)蒸汽源5c和5d被設(shè)置在垂直方向上的紙表面上。)電弧型蒸汽源5a和5b通過陰極6a和6b和室2之間的電弧放電部分地熔化了陰極6a和6b，陰極材料在箭頭12a和12b所示的方向上汽化。在陰極6a和6b和室2之間施加一電壓。陰極6a由(Ti0.5，Al0.5)組成。陰極6b由元素周期表第4a、5a和6a族元素的至少一種元素，例如Ti、Cr、Zr和V組成。(Ti0.5，Al0.5)化合物是指具有以下原子比的化合物，即Ti和Al的原子比為0.5∶0.5。
從箭頭13所示的方向向供應(yīng)氣體的氣體入口9輸送各種氣體。例如所述氣體包括氬、氮、氫、氧氣、或烴類氣體例如甲烷、乙炔、苯等。
采用圖3(A)所示的裝置，借助真空泵轉(zhuǎn)動(dòng)主臺(tái)3使室2抽真空，用加熱器(未示出)在450℃的溫度下加熱基體10，繼續(xù)抽真空直到室2的壓力達(dá)到1.5×10-5Pa。然后，從氣體入口9輸送氬氣，保持室內(nèi)壓力在3Pa，同時(shí)逐漸升高直流電源8的壓力，在電壓為-1000V時(shí)清潔基體10表面20分鐘，之后排放氬氣。
然后，從氣體入口9輸送氬氣，使得室2內(nèi)的壓力達(dá)0.5-10.0Pa。由直流電源7b施加50-200A的電弧電流，從陰極6b產(chǎn)生金屬離子。調(diào)節(jié)直流電源8的偏壓至-50V--300V，在基體10的表面上形成各種中間層，在此期間，保持該狀態(tài)直到達(dá)到預(yù)定的厚度(10納米)。根據(jù)對(duì)象的不同，通過控制上述氣壓、電弧電流、偏壓和成膜時(shí)間形成連續(xù)的中間層，之后切斷直流電源7b和8并排放氬氣。
在形成上述中間層后，從氣體入口9輸送氮?dú)猓故?內(nèi)的壓力達(dá)到5Pa，借助直流電源7a施加100A的電弧電流，汽化(Ti0.5，Al0.5)的化合物，形成陰極6a，向直流電源8施加-150V的電壓，由此在基體10的表面上形成厚度為3微米的(Ti，Al)N硬質(zhì)涂層。
因此，切斷直流電源7a，向直流電源7b施加100A的電弧電流，從陰極6b產(chǎn)生Cr離子并在基體10的最外層表面上形成厚度約為0.5微米的CrN膜。
另外，除了改變陰極6a和6b以及改變成膜時(shí)間外，按與上述方法類似的方式制備本發(fā)明的刀片(試樣號(hào)1-4)。
為便于比較，制備試樣13，其中在未形成中間層的情況下形成硬質(zhì)涂層；制備試樣14，其中未采用本發(fā)明的材料作為中間層的材料；制備試樣5和10，其中每一中間層的膜厚不在本發(fā)明的范圍內(nèi)；制備試樣20，其中硬質(zhì)涂層的膜厚不在本發(fā)明的范圍內(nèi)；制備試樣21，其中在膠結(jié)碳化物基體(P30)上涂覆本發(fā)明的表面涂層以及制備試樣22，其中cBN燒結(jié)密實(shí)體未涂覆表面涂層。
借助#10000型研磨紙研磨試樣，測(cè)定上述試樣硬質(zhì)涂層的硬度(Hk)，并用努氏壓頭在25克的負(fù)荷下壓印試樣，壓印時(shí)間為10秒，接著測(cè)定壓痕尺寸。
(2)切削試驗(yàn)采用這些切削刀片切削硬質(zhì)鋼即SUJ 2(HRC 63)圓棒的周邊。切削是在下列條件下進(jìn)行的切削速度150米/分鐘，切削深度0.2毫米，進(jìn)刀量0.1毫米/轉(zhuǎn)數(shù)，干加工25分鐘，并且評(píng)估硬質(zhì)涂覆膜的側(cè)面磨損寬度和剝離情況。
在切削試驗(yàn)中獲得的具體試樣和評(píng)估結(jié)果示于表1中。
表1 TiAlNHk＝2,700，CrNHk＝1,700，cBN燒結(jié)密實(shí)體Hk＝3,000；no表示無評(píng)估結(jié)果○，△，×(良好、中等、差)
從這些結(jié)果可以看出對(duì)于本發(fā)明的每一試樣1-4、6-9、11、12和16-20，其中間層由選自元素周期表第4a、5a和6a族元素的至少一種元素組成，與無中間層的試樣13和中間層由元素周期表第4a、5a和6a族元素之外的其它元素組成的試樣15相比，在切削試驗(yàn)中膜難以剝離。另外，發(fā)現(xiàn)與試樣22即根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)切削硬質(zhì)鋼的cBN燒結(jié)密實(shí)體相比，磨損量大大降低。
與本發(fā)明相比，中間層較厚的每一種試樣5和10和硬質(zhì)涂層較厚的試樣20在切削的初期就發(fā)生膜剝離，縮短了使用壽命。
采用涂覆本發(fā)明表面涂層的膠結(jié)碳化物基體的試樣21在該實(shí)施例的條件下不能切削，因?yàn)樵谇邢鞯某跗诰桶l(fā)生了塑性變形，導(dǎo)致基體和表面涂層都有破損。
(實(shí)施例2)(1)制備試樣采用膠結(jié)碳化物制成的磨球和罐使由15％(重量)Co和5％(重量)Al組成的粘結(jié)劑粉末和80％(重量)的粒徑為3微米的cBN粉末混合，將混合物裝在一個(gè)膠結(jié)碳化物容器中，在5Pa的壓力和1400℃的溫度下燒結(jié)60分鐘，獲得一種斷斷續(xù)續(xù)切削硬質(zhì)鋼的cBN燒結(jié)密實(shí)體。根據(jù)ISO標(biāo)準(zhǔn)，加工獲得的cBN燒結(jié)密實(shí)體，制成具有SNGA 120408形狀的刀片。
按與實(shí)施例1類似的方法采用含3％(重量)Y的(Ti0.5，Al0.5)制成的陰極6a向刀片涂覆各種表面涂層，然后測(cè)試硬度(試樣23-31)。
(2)切削試驗(yàn)采用這些切削刀片切削硬質(zhì)鋼即具有U型槽的SCM415圓棒的工件(HRC58)的周邊。切削是在下列條件下進(jìn)行的切削速度200米/分鐘，切削深度0.2毫米，進(jìn)刀量0.1毫米/轉(zhuǎn)數(shù)，干加工25分鐘，并且評(píng)估硬質(zhì)涂覆膜的側(cè)面磨損寬度和剝離情況。
在切削試驗(yàn)中獲得的具體試樣和評(píng)估結(jié)果示于表2中。
表2 TiAlYNHk＝2,900，CrNHk＝1,700，cBN燒結(jié)密實(shí)體Hk＝3,500；no無評(píng)估結(jié)果○，△，×(良好、中等、差)
從這些結(jié)果可以看出對(duì)于每一試樣23、25和26-27，其中間層由選自元素周期表第4a、5a和6a族元素的至少一種元素組成，與無中間層的試樣28和中間層由元素周期表第4a、5a和6a族元素之外的其它元素組成的試樣29相比，在切削試驗(yàn)中膜難以剝離并且切削時(shí)的使用壽命延長(zhǎng)。另外，發(fā)現(xiàn)與試樣31即現(xiàn)有技術(shù)的cBN燒結(jié)密實(shí)體相比，使用壽命延長(zhǎng)。
與本發(fā)明相比，中間層較厚的試樣24在切削的初始階段出現(xiàn)膜剝離，從而縮短了使用壽命。
采用涂覆本發(fā)明表面涂層的膠結(jié)碳化物基體的試樣30在該實(shí)施例的條件下不能切削，因?yàn)樵谇邢鞯某跗诰桶l(fā)生了塑性變形，導(dǎo)致基體和表面涂層都有破損。
(實(shí)施例3)(1)制備試樣采用膠結(jié)碳化物制成的磨球和罐使由50％(重量)TiN和5％(重量)Al組成的粘結(jié)劑粉末和45％(重量)的粒徑為1微米的cBN粉末混合，將混合物裝在一個(gè)膠結(jié)碳化物容器中，在5Pa的壓力和1400℃的溫度下燒結(jié)40分鐘，獲得一種高精度切削硬質(zhì)鋼的cBN燒結(jié)密實(shí)體。根據(jù)ISO標(biāo)準(zhǔn)，加工獲得的cBN燒結(jié)密實(shí)體，制成具有SNGA 120408形狀的刀片。
按與實(shí)施例1類似的方法采用由(Ti0.7，Al0.3)制成的陰極6a向刀片涂覆各種表面涂層，然后測(cè)試硬度。
評(píng)估相同時(shí)間內(nèi)與切削相關(guān)的部分表面涂層的中心線平均粗糙度Ra[根據(jù)JIS B0601的定義(測(cè)量長(zhǎng)度0.8毫米)]。測(cè)量成膜期間真空度在1×10-6-1×10-4乇范圍內(nèi)改變制備的各種粗糙試樣表面涂層的粗糙度。
(2)切削試驗(yàn)采用這些切削刀片切削硬質(zhì)鋼即SCM 415圓棒的工件(HRC 60)的周邊。切削是在下列條件下進(jìn)行的切削速度200米/分鐘，切削深度0.1毫米，進(jìn)刀量0.08毫米/轉(zhuǎn)數(shù)，干加工40分鐘，并且評(píng)估工件10個(gè)位置的平均表面粗糙度Rz(由JIS B0601定義的)和硬質(zhì)涂覆膜的剝離情況。
在切削試驗(yàn)中獲得的具體試樣和評(píng)估結(jié)果示于表3中。
表3 TiAlNHk＝2,500，CrNHk＝1,700，cBN 燒結(jié)密實(shí)體Hk＝2,800；※cBN燒結(jié)密實(shí)體的表面粗糙度評(píng)估結(jié)果○，△，×(良好，中等，差)
從這些結(jié)果可以看出中間層由選自元素周期表第4a、5a和6a族元素的至少一種元素組成的每一試樣32-37能夠高精確地加工表面粗糙度小的試樣，即加工平滑的表面并在切削試驗(yàn)中加工的表面粗糙度Rz較小，與中間層由元素周期表第4a、5a和6a族元素之外的其它元素組成的試樣38相比，膜難以剝離并且使用壽命延長(zhǎng)。另外，發(fā)現(xiàn)即便與高精確加工硬質(zhì)鋼的現(xiàn)有技術(shù)cBN燒結(jié)密實(shí)體(試樣39)相比，獲得了較精確加工的表面。
因此，應(yīng)該看到如果中間層是Cr層，特別是在中間層由選自元素周期表第4a、5a和6a族元素至少一種元素組成的試樣32-37中，試樣的表面粗糙度Ra較小，工件的表面粗糙度Rz較小，因此與本發(fā)明中間層由Ti組成具有相同表面粗糙度的刀具相比，其使用壽命延長(zhǎng)。
(實(shí)施例4)(1)制備試樣采用膠結(jié)碳化物制成的磨球和罐使由40％(重量)TiN和15％(重量)Al組成的粘結(jié)劑粉末和45％(重量)的粒徑為3微米的cBN粉末混合，將混合物裝在一個(gè)膠結(jié)碳化物容器中，在5Pa的壓力和1400℃的溫度下燒結(jié)50分鐘，獲得一種廣泛用于切削硬質(zhì)鋼的cBN燒結(jié)密實(shí)體。根據(jù)ISO標(biāo)準(zhǔn)，加工獲得的cBN燒結(jié)密實(shí)體，制成具有SNGA 120412形狀的刀片。
按與實(shí)施例1類似的方法采用由(Ti0.6，Al0.4)制成的陰極6a向刀片涂覆各種表面涂層，然后測(cè)試硬度。
(2)切削試驗(yàn)采用這些切削刀片切削硬質(zhì)鋼即SCM435圓棒的工件(HRC 20)的周邊。切削是在下列條件下進(jìn)行的切削速度600米/分鐘，切削深度0.5毫米，進(jìn)刀量0.3毫米/轉(zhuǎn)數(shù)，干加工30分鐘，并且評(píng)估硬質(zhì)涂覆膜的側(cè)面磨損寬度和剝離情況。
在切削試驗(yàn)中獲得的具體試樣和評(píng)估結(jié)果示于表4中。
表4 TiAlNHk＝2,800，CrNHk＝1,700，cBN VNHk＝1,600，no無HfNHk＝2,200，cBN燒結(jié)密實(shí)體Hk＝3,000；評(píng)估結(jié)果○，△，×(良好，中等，差)
從這些結(jié)果可以看出對(duì)于中間層由選自元素周期表第4a、5a和6a族元素的至少一種元素組成的每一試樣40-45，與無中間層的試樣46和中間層由元素周期表第4a、5a和6a族元素之外的其它元素組成的試樣47相比，膜難以剝離并且延長(zhǎng)了切削時(shí)的使用壽命。另外，發(fā)現(xiàn)與現(xiàn)有技術(shù)cBN燒結(jié)密實(shí)體(試樣49)相比，具有耐磨性并且延長(zhǎng)了使用壽命。
在本發(fā)明的試樣42-44中，采用V作為中間層，切削時(shí)不會(huì)發(fā)生粘附并且具有良好的耐磨性。
采用涂以本發(fā)明表面涂層的膠結(jié)碳化物試樣48在實(shí)施例的工作條件下不能使用，這是因?yàn)樵谇邢鏖_始時(shí)就發(fā)生了塑性變形，并且基體和表面涂層都發(fā)生破損。
(實(shí)施例5)(1)制備試樣除了在生產(chǎn)高壓相氮化硼(cBN或wBN)燒結(jié)密實(shí)體中，按適當(dāng)?shù)姆绞礁淖冋辰Y(jié)劑和高壓相氮化硼粉末的混合比或粉末的顆粒尺寸外，按與實(shí)施例1類似的方式制備試樣。涂層都由作為第一層的硬質(zhì)涂層即TiAlN(3.0微米)、中間層Cr(0.03微米)和最外層CrN(0.3微米)構(gòu)成。
(2)切削試驗(yàn)采用這些切削刀片切削具有6個(gè)V型槽的模具鋼SKD11圓棒的工件(HRC59)的周邊。切削是在下列條件下進(jìn)行的切削速度120米/分鐘，切削深度0.2毫米，進(jìn)刀量0.1毫米/轉(zhuǎn)數(shù)，測(cè)定干加工和時(shí)間直到表面涂層被剝離或包括cBN基體在內(nèi)的刀片崩裂為止。
在切削試驗(yàn)中獲得的具體試樣和評(píng)估結(jié)果示于表5中。
表5 評(píng)估結(jié)果○，△，×(良好，中等，差)
從這些結(jié)果可以看出對(duì)于cBN燒結(jié)密實(shí)體基體的粘結(jié)劑含有選自元素周期表第4a、5a和6a族元素的氮化物、硼化物、碳化物和其固溶體和Al化合物至少一種的化合物和無法避免的雜質(zhì)的試樣50-57，cBN含量不在本發(fā)明范圍內(nèi)的試樣50和59的強(qiáng)度比cBN燒結(jié)密實(shí)體基體的強(qiáng)度低，在切削的初始階段就崩裂，無法使用。還發(fā)現(xiàn)平均粒徑較大的試樣58發(fā)生膜剝離。
此外，從這些結(jié)果可以看出對(duì)于cBN燒結(jié)密實(shí)體基體的粘結(jié)劑含有選自Co化合物、Al化合物和其固溶體的至少一種化合物和無法避免的雜質(zhì)的試樣59-61，cBN含量不在本發(fā)明范圍內(nèi)的試樣59和61的強(qiáng)度比cBN燒結(jié)密實(shí)體基體的強(qiáng)度低，在切削的初始階段就崩裂，無法使用。另外，平均粒徑較大的試樣62發(fā)生膜剝離。
(實(shí)施例6)(1)制備試樣按與實(shí)施例4類似的方法制備下述的刀片試樣。
采用膠結(jié)碳化物制成的磨球和罐使由40％(重量)TiN和15％(重量)Al組成的粘結(jié)劑粉末和45％(重量)的粒徑為3微米的cBN粉末混合，將混合物裝在一個(gè)膠結(jié)碳化物容器中，在5Pa的壓力和1400℃的溫度下燒結(jié)50分鐘，獲得一種廣泛用于切削硬質(zhì)鋼的cBN燒結(jié)密實(shí)體。根據(jù)ISO標(biāo)準(zhǔn)，加工獲得的cBN燒結(jié)密實(shí)體，制成具有SNGA 120412形狀的刀片。
按與實(shí)施例1類似的方法采用由(Ti0.6，Al0.4)制成的陰極6a向刀片涂覆與實(shí)施例4中試樣41的結(jié)構(gòu)相同的表面涂層，然后測(cè)試硬度。偏壓為-300V。
(2)元素分布分析在與表面涂層垂直的方向上切割上述刀片制成薄膜片，使用制成的薄片作為離子光亮(shinning)法中透射電子顯微鏡用的試樣。借助透射電子顯微鏡觀察試樣并從基體側(cè)的界面至表面涂層的膜厚方向上選擇幾個(gè)位置，采用能量分散型X射線微量分析裝置(EDX)觀察每一分析位置的組成元素的組成。為了進(jìn)行定量測(cè)定，用標(biāo)準(zhǔn)試樣獲得的曲線進(jìn)行校正。在兩個(gè)位置上進(jìn)行分析，即對(duì)應(yīng)于基體cBN晶體顆粒上部的部分和對(duì)應(yīng)于粘結(jié)劑上部的另一部分。
結(jié)果示于表6。
表6
圖4示出了實(shí)施例6中Cr元素分布與界面距離(納米)之間關(guān)系的曲線。從圖4可以看出在cBN晶體顆粒的上部和粘結(jié)劑的上部的任一種情況下，在從界面部分朝向表面涂層的生長(zhǎng)方向上Cr元素的分布減少，由此形成一種具有梯度組分的材料。發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的表面涂覆的立方氮化硼燒結(jié)密實(shí)體刀具在硬質(zhì)涂層與cBN燒結(jié)密實(shí)體基體的粘附強(qiáng)度方面明顯地得到改善，通過防止cBN顆粒與難以切削的黑色金屬材料接觸提高了刀具的耐磨性和抗破損性，并且明顯地改善了加工表面，從而大大延長(zhǎng)了刀具的使用壽命。
權(quán)利要求
1.表面涂覆的氮化硼燒結(jié)密實(shí)體刀具，其中至少一部分與切削相關(guān)的刀具邊緣采用的是高壓相型氮化硼基體并且在基體的表面上允許有表面涂層，所述的表面涂層含有中間層，所述的中間層以連續(xù)的方式存在于所述高壓相氮化硼燒結(jié)密實(shí)體基體和進(jìn)一步形成于基體上的硬質(zhì)涂層之間的界面上，所述的中間層由至少一種選自元素周期表第4a、5a和6a族的元素組成，其平均層厚為0.005-0.05微米。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的表面涂覆的氮化硼燒結(jié)密實(shí)體刀具，其中的中間層包含至少一種Cr、Zr和V元素。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的表面涂覆的氮化硼燒結(jié)密實(shí)體刀具，其中硬質(zhì)涂層含有至少一層含選自元素周期表第4a、5a和6a族元素、Al、B、Si和Y中至少一種元素和選自C、N和O中至少一種元素的層，具有的努氏硬度Hk至少為2000，膜厚為0.5-10微米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)的表面涂覆的氮化硼燒結(jié)密實(shí)體刀具，其中采用離子電鍍覆法、濺鍍法或真空電弧氣相沉積法形成表面涂層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)的表面涂覆的氮化硼燒結(jié)密實(shí)體刀具，其中表面涂層的最外表層是一種化合物，這種化合物由至少一種選自Ti和Cr的元素和至少一種選自C、N和O的元素組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)的表面涂覆的氮化硼燒結(jié)密實(shí)體刀具，其中表面涂層的最外表層是CrN層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)的表面涂覆的氮化硼燒結(jié)密實(shí)體刀具，其中至少與切削有關(guān)的部位具有一表面涂層，該涂層的中心線平均粗糙度Ra按JISB0601(測(cè)量長(zhǎng)度0.8毫米)測(cè)定最大為0.2微米。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)的表面涂覆的氮化硼燒結(jié)密實(shí)體刀具，其中至少一部分與切削相關(guān)的刀具邊緣采用的是立方氮化硼燒結(jié)密實(shí)體，它含有至少30-80％(體積)立方氮化硼和平衡量的至少一種選自元素周期表第4a、5a和6a元素的氮化物、硼化物、碳化物和Al化合物和其固溶體的一種粘結(jié)劑以及不可避免的雜質(zhì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)的表面涂覆的氮化硼燒結(jié)密實(shí)體刀具，其中至少一部分與切削相關(guān)的刀具邊緣采用的是立方氮化硼燒結(jié)密實(shí)體，它含有至少80-90％(體積)立方氮化硼和平衡量的至少一種選自Co化合物和Al化合物和其固溶體的一種粘結(jié)劑以及不可避免的雜質(zhì)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)的表面涂覆的氮化硼燒結(jié)密實(shí)體刀具，其中立方氮化硼具有的平均粒徑最大為4微米。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種由表面涂覆的高壓相型氮化硼燒結(jié)密實(shí)體組成的刀具,這種刀具的硬質(zhì)涂層與cBN燒結(jié)密實(shí)體基體之間的粘附強(qiáng)度明顯得到改善。特點(diǎn)在于:表面涂覆的氮化硼燒結(jié)密實(shí)體刀具,其中與切削有關(guān)的刀具邊緣的至少一部分是由高壓相型氮化硼的基體構(gòu)成的,和在其表面上允許有表面涂層,所述表面涂層包括以連續(xù)的方式存在的中間層,所述中間層位于所述高壓相氮化硼燒結(jié)密實(shí)體基體和在該基體上形成的硬質(zhì)涂層的界面處,所述中間層具有0.005－0.05微米的平均厚度并由選自元素周期表第4a、5a和6a族元素的至少一種元素組成的。
文檔編號(hào)C23C14/06GK1347784SQ01142529
公開日2002年5月8日 申請(qǐng)日期2001年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月31日
發(fā)明者久木野曉, 大田倫子, 大原久典, 福井治世 申請(qǐng)人:住友電氣工業(yè)株式會(huì)社