[发明专利]表面包覆切削工具

说明书

技术领域

本发明涉及一种表面包覆切削工具（以下，称为包覆工具），其硬质包覆层在伴有合金钢等的高热产生并且冲击性负荷作用于切削刃的高速断续切削加工中发挥优异的耐崩刀性。

背景技术

以往已知有如下包覆工具，其通常在由碳化钨（以下用WC表示）基硬质合金、碳氮化钛（以下用TiCN表示）基金属陶瓷或立方晶氮化硼（以下用cBN表示）基超高压烧结体构成的基体（以下将它们统称为基体）的表面，通过物理蒸镀法蒸镀形成有Ti-Al系复合氮化物层来作为硬质包覆层，这些包覆工具发挥优异的耐磨损性。

但是，上述以往的蒸镀形成有Ti-Al系复合氮化物层的包覆工具虽然耐磨损性相对优异，但是在高速断续切削条件下使用时容易产生崩刀等异常损耗，因此对硬质包覆层的改善提出了各种建议。

例如，专利文献1中，提出有在基体的表面通过物理蒸镀法蒸镀形成当以组成式：（Ti_1-XAl_X）N表示时，满足0.35≤X≤0.60（其中，X为原子比）的Ti和Al的复合氮化物构成的硬质包覆层，并且将硬质包覆层作为上述（Ti、Al）N层的粒状晶组织和柱状晶组织的交替层叠结构而构成，由此在高硬度钢的高速断续切削加工中，硬质包覆层发挥优异的耐崩刀性、耐缺损性及耐剥离性。

但是，该包覆工具通过物理蒸镀法蒸镀形成硬质包覆层，因此无法将Al的含有比例X设为0.6以上，要求进一步提高切削性能。

从如上观点出发，还提出了通过化学蒸镀法形成硬质包覆层，从而将Al的含有比例X提高至0.9左右的技术。

例如，专利文献2中，记载有在TiCl₄、AlCl₃、NH₃的混合反应气体中，在650～900℃的温度范围中进行化学蒸镀，从而能够蒸镀形成Al的含有比例X的值为0.65～0.95的（Ti_1-XAl_X）N层，但在该文献中，以在该（Ti_1-XAl_X）N层上进一步包覆Al₂O₃层，并由此提高绝热效果为目的，但未揭示形成将X的值提高至0.65～0.95的（Ti_1-XAl_X）N层，对切削性能有何种影响。

并且，例如专利文献3中，提出有将TiCN层、Al₂O₃层作为内层，通过化学蒸镀法在其之上将立方晶结构或包含六方晶结构的立方晶结构的（Ti_1-XAl_X）N层（其中，X为0.65～0.9）作为外层进行包覆，并且通过对该外层赋予100～1100MPa的压缩应力来改善包覆工具的耐热性和疲劳强度的建议。

专利文献1：日本特开2011-224715号公报

专利文献2：日本特表2011-516722号公报

专利文献3：日本特表2011-513594号公报

近年来，对切削加工中的节省劳力化及节能化的要求强烈，随此，切削加工有更加高速化、高效化的倾向，因此对包覆工具进一步要求耐崩刀性、耐缺损性及耐剥离性等耐异常损伤性，并且要求在长期使用中发挥优异的耐磨损性。

但是，上述专利文献1中记载的包覆工具通过物理蒸镀法蒸镀形成由（Ti_1-XAl_X）N层组成的硬质包覆层，并无法提高硬质包覆层中的Al含量X，因此例如当供于合金钢的高速断续切削时，不能说耐崩刀性充分。

另一方面，对于上述专利文献2中记载的通过化学蒸镀法蒸镀形成的（Ti_1-XAl_X）N层，能够提高Al含量X，并且能够形成立方晶结构，因此能够得到具有预定的硬度且耐磨损性优异的硬质包覆层，但是与基体的粘附强度不充分，而且韧性较差。

另外，上述专利文献3中记载的包覆工具具有预定的硬度且耐磨损性优异，但韧性较差，因此供于合金钢的高速断续切削加工等时，容易产生崩刀、缺损、剥离等异常损伤，不能说发挥能够令人满意的切削性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种即使在供于合金钢的高速断续切削等的高速断续切削加工时，仍具备优异的韧性，并且在长期使用中发挥优异的耐崩刀性、耐磨损性的包覆工具。