[发明专利]表面包覆切削工具及其制造方法有效

专利信息
申请号: 201410041399.8 申请日: 2014-01-28
公开(公告)号: CN103962590B 公开(公告)日: 2017-07-21
发明(设计)人: 仙北屋和明;大上强;桥本达生 申请(专利权)人: 三菱综合材料株式会社
主分类号: B23B27/00 分类号: B23B27/00;B23B51/00;B23C5/00;B32B33/00;C23C14/06;C23C14/32
代理公司: 北京德琦知识产权代理有限公司11018 代理人: 康泉,宋志强
地址: 日本*** 国省代码: 暂无信息
权利要求书: 查看更多 说明书: 查看更多
摘要:
搜索关键词: 表面 切削 工具 及其 制造 方法
【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)及其制造方法,该表面包覆切削工具的硬质包覆层在不锈钢等切削加工中发挥优异的耐崩刀性、耐磨损性。

背景技术

通常,包覆工具中已知有如下工具:在各种钢和铸铁等工件的车削加工和平面铣削加工中所使用的装卸自如地安装在车刀前端部的可转位刀片、使用于所述工件的钻孔切削加工等的钻头、以及使用于所述工件的端面切削加工、槽加工及台肩加工等的实心式立铣刀等,并且,已知有装卸自如地安装所述可转位刀片且与所述实心式立铣刀同样地进行切削加工的可转位立铣刀工具等。

例如,如专利文献1、2所示,作为包覆工具已知有在由碳化钨(以下,用WC表示)基硬质合金构成的基体(以下,称为工具基体)的表面蒸镀形成由Al、Ti及Si的复合氮化物[以下,用(Al,Ti,Si)N表示]层构成的硬质包覆层而成的包覆工具,已知这种以往的包覆工具中,构成硬质包覆层的所述(Al,Ti,Si)N层具有优异的高温硬度、耐热性、高温强度及高温抗氧化性等,因此发挥优异的切削性能。

并且,已知有能够通过如下方法制造上述以往的包覆工具:例如,如图1所示,将工具基体装入电弧离子镀装置中,并在由加热器将工具基体加热至500℃的温度的状态下,在阳极电极与设置有具有预定组成的Al-Ti-Si合金的阴极电极之间,在电流:90A的条件下发生电弧放电,同时向装置内导入氮气作为反应气体,并设为2Pa的反应气氛,另一方面,在对上述工具基体施加-100V的偏置电压的条件下,在所述工具基体的表面蒸镀形成上述(Al,Ti,Si)N层。

然而,包覆工具中,为了实现其切削性能,尤其为了改善耐崩刀性、耐磨损性等,而对硬质包覆层的组织结构提出有各种建议。

例如,专利文献3中,作为抑制前刀面上的包覆层的缺损而提高了耐缺损性、并且提高了后刀面上的耐磨损性的包覆工具,记载有如下包覆工具(立铣刀),即由柱状结晶构成包覆层,且前刀面上的包覆层厚比后刀面上的包覆层厚薄,且由包覆层表面侧的上层区域的平均结晶宽度比包覆层基体侧的下层区域的平均结晶宽度更大的两个层区域构成,且上层区域的厚度相对于前刀面上的包覆层厚的比率小于上层区域的厚度相对于后刀面上的包覆层厚的比率,且前刀面上的柱状结晶的平均结晶宽度小于后刀面上的柱状结晶的平均结晶宽度。

并且,例如,专利文献4中,作为具备兼顾耐磨损性和韧性,并且与基材的粘附性也优异的被膜的包覆工具,记载有如下包覆工具:形成于基材上的被膜包含第1被膜层,该第1被膜层包括微细组织区域和粗大组织区域,该微细组织区域中,构成该微细组织区域的化合物的平均晶体粒径为10~200nm,并且自该第1被膜层的表面侧占据相对于该第1被膜层的整体厚度成为50%以上的厚度的范围而存在,并且具有作为-4GPa以上-2GPa以下的范围的应力的平均压缩应力,且该第1被膜层在其厚度方向上具有应力分布,在该应力分布中具有两个以上的极大值或极小值,它们的极大值或极小值具有相当于位于厚度方向表面侧的被膜那么高的压缩应力。

专利文献1:日本专利第2793773号公报

专利文献2:日本专利公开2009-39838号公报

专利文献3:日本专利公开2008-296290号公报

专利文献4:日本专利公开2011-67883号公报

近年来切削加工装置的高性能化显著,另一方面,随着对切削加工的节省劳力化及节能化以及低成本化的要求强烈,将在更加苛刻的切削条件下进行切削加工。

上述以往的包覆工具中,能够实现一定程度的耐崩刀性、耐缺损性及耐磨损性的改善,但现状是当将其使用于不锈钢等更加苛刻的切削加工中时,容易产生崩刀、或磨损损伤变大,因此在比较短的时间内达到使用寿命。

发明内容

因此,本发明人等为了提供一种在不锈钢等切削加工中,耐崩刀性及耐磨损性优异,且在长期使用中发挥优异的切削性能的包覆工具及其制造方法,对硬质包覆层的结晶组织结构进行深入研究的结果,得到了以下见解。

以往,制作包覆工具时,作为硬质包覆层的形成方法一般采用CVD法、PVD法等,并且,例如通过作为PVD法的一种的电弧离子镀法(以下,称为AIP法)成膜由(Al,Ti,Si)N层构成的硬质包覆层时,将工具基体装入装置内,并施加预定的偏置电压的同时将装置内加热至预定温度的状态下,在阳极电极与预定组成的Al-Ti-Si合金靶之间发生电弧放电,同时向装置内导入氮气作为反应气体,并在预定压力的反应气氛中进行蒸镀,由此来成膜硬质包覆层(参考图1)。

下载完整专利技术内容需要扣除积分,VIP会员可以免费下载。

该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息,商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于三菱综合材料株式会社,未经三菱综合材料株式会社许可,擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作,请联系【客服

本文链接:http://www.vipzhuanli.com/pat/books/201410041399.8/2.html,转载请声明来源钻瓜专利网。

×

专利文献下载

说明:

1、专利原文基于中国国家知识产权局专利说明书;

2、支持发明专利 、实用新型专利、外观设计专利(升级中);

3、专利数据每周两次同步更新,支持Adobe PDF格式;

4、内容包括专利技术的结构示意图流程工艺图技术构造图

5、已全新升级为极速版,下载速度显著提升!欢迎使用!

请您登陆后,进行下载,点击【登陆】 【注册】

关于我们 寻求报道 投稿须知 广告合作 版权声明 网站地图 友情链接 企业标识 联系我们

钻瓜专利网在线咨询

周一至周五 9:00-18:00

咨询在线客服咨询在线客服
tel code back_top