[发明专利]金属陶瓷和被覆金属陶瓷

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于切削工具等中的金属陶瓷和被覆金属陶瓷。

背景技术

金属陶瓷兼备适度的韧性和耐磨损性，在对被削材料进行切削加工时能够获得平滑而美观的最后加工面，因此，被用作在最后加工切削等时所用的切削工具。作为涉及金属陶瓷的现有技术，有通过提高金属陶瓷表面部的硬度来提升耐磨损性的金属陶瓷的制造方法(例如，参照专利文献1)。另外，还有通过在合金内部和表面附近进行组织控制来提升性能的金属陶瓷(例如，参照专利文献2)。

专利文献1：日本特许第2628200号

专利文献2：日本特许第3152105号

发明内容

发明要解决的课题

近年来，在切削加工方面要求进一步高效率的加工。通过减少切削工具的更换次数可实现高效率加工，因此，一直以来要求寿命比以往更长的切削工具。以往的金属陶瓷易磨损且易破损，因此存在寿命短的问题。本发明是为了解决上述问题而完成的，本发明的目的在于提供与以往相比耐磨损性、耐破损性更加优良的金属陶瓷和被覆金属陶瓷。

解决课题的方法

本发明人等，为了提高耐磨损性优良的金属陶瓷的耐破损性进行了各种研究。本发明人等，基于如下发现完成了本发明：使金属陶瓷以规定比率含有碳氮化物相和碳化钨相，并且在改变烧结炉内的压力的同时在氮气环境中进行烧结，由此，能够在耐磨损性优良的金属陶瓷的表面上形成韧性高的表面区域，并且，当在金属陶瓷表面上形成韧性高的表面区域时，会提高金属陶瓷的强度和耐破损性，并且，当在金属陶瓷中添加Cr或V时，会提高金属陶瓷的高温强度或耐破损性。

即，本发明的金属陶瓷，是通过第一硬质相、第二硬质相以及粘结相来构成，所述第一硬质相由WC构成，所述第二硬质相由元素周期表中的第四族元素(Ti，Zr，Hf等)、第五族元素(V，Nb，Ta等)和第六族元素(Cr，Mo，W等)的含有钛的碳化物、氮化物、碳氮化物以及它们的相互固溶体中的至少一种构成，所述粘结相以铁族金属作为主要成分，其中，所述金属陶瓷总体中所含的碳量C_T(重量％)、金属陶瓷总体中所含的钨量C_W(重量％)、金属陶瓷总体中所含的氮量C_N(重量％)满足0.25＜(C_N/(C_T-0.0653·C_W))＜6；并且，所述金属陶瓷，通过平均厚度为5～100μm的表面区域以及内部区域来形成，所述表面区域由第一硬质相和粘结相构成，所述内部区域由存在于表面区域的内部的第一硬质相、第二硬质相与粘结相构成；并且，在所述金属陶瓷的内部区域的截面组织中，第一硬质相的面积率(面积比)相对于第二硬质相的面积率的比是0.15～4。

发明的效果

本发明的金属陶瓷，设置有耐磨损性和韧性优良的内部区域，并设置有比内部区域的韧性更高的表面区域，因此其耐磨损性和耐破损性优良。在本发明的金属陶瓷上被覆有硬质膜而形成的被覆金属陶瓷的耐磨损性更加优良。

具体实施方式

在本发明的金属陶瓷中，由第一硬质相和粘结相构成的表面区域，以平均厚度为5～100μm的方式形成在从金属陶瓷表面出发的深度方向上。若表面区域的平均厚度低于5μm则不能发挥提高韧性的效果，若表面区域变厚而平均厚度超过100μm则耐磨损性降低，因此，设定表面区域的平均厚度为5～100μm。其中，表面区域的平均厚度优选为10～50μm，更优选为20～35μm。表面区域由第一硬质相和粘结相构成，韧性高。