[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)，该表面包覆切削工具伴有合金钢等的高热产生，并且在冲击性负荷作用于切屑刃的高速间断切削加工中，由于硬质包覆层具备优异的耐崩刀性，因此在长期使用中发挥优异的切削性能。

本申请基于2013年4月1日于日本申请的专利申请2013-075856号及2014年3月31日于日本申请的专利申请2014-70927号要求优先权，并将其内容援用于此。

背景技术

以往，一般已知有在由碳化钨(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，将这些统称为基体)的表面，通过物理蒸镀法而包覆形成Ti-Al系复合氮化物层作为硬质包覆层的包覆工具，已知这些包覆工具发挥优异的耐磨性。

然而，虽然所述以往的包覆形成有Ti-Al系复合氮化物层的包覆工具的耐磨性比较优异，但是在高速间断切削条件下使用的情况下，由于容易发生崩刀等异常损耗，因此提出各种改善硬质包覆层的方案。

例如，在专利文献1中提出，在基体的表面，通过物理蒸镀法而蒸镀形成由在以组成式：(Ti_1-xAl_x)N表示的情况下满足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，并且将硬质包覆层构成为由所述(Ti，Al)N层的粒状晶体组织构成的薄层A和由柱状晶体组织构成的薄层B的交替层叠结构，薄层A及薄层B分别具有0.05～2μm的层厚，另外，所述粒状晶体的晶粒直径为30nm以下，并且所述柱状晶体的晶粒直径为50～500nm，因此在高硬度钢的高速间断切削加工中，硬质包覆层发挥着优异的耐崩刀性、耐缺损性和耐剥离性。

然而，该包覆工具通过物理蒸镀法而蒸镀形成硬质包覆层，因此不易使Al的含有比例x为0.6以上，有待进一步提高切削性能。

从这个观点，还提出一种通过用化学蒸镀法形成硬质包覆层而将Al的含有比例x提高至0.9左右的技术。

例如，在专利文献2中记载，在TiCl₄、AlCl₃、NH₃的混合反应气体中，在650～900℃的温度范围内进行化学蒸镀，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，但是在该文献中，在该(Ti_1-xAl_x)N层上进一步包覆Al₂O₃层，以由此提高隔热效果作为目的，因此关于因形成将x的值提高至0.65～0.95的(Ti_1-xAl_x)N层而对切削性能造成何种影响这一点并没有公开。

并且，例如在专利文献3中提出，将TiCN层、Al₂O₃层作为内层，并通过化学蒸镀法将包含立方晶结构或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)作为外层而包覆于所述内层上，并且通过对该外层施加100～1100MPa的压缩应力而改善包覆工具的耐热性和疲劳强度。

专利文献1：日本专利公开2011-224715号公报(A)

专利文献2：日本专利公表2011-516722号公报(A)

专利文献3：日本专利公表2011-513594号公报(A)

近年来，对切削加工中的节省劳力及节能化的要求增强，随之，切削加工呈现出进一步高速化和高效化的趋势，对于包覆工具进一步要求耐崩刀性、耐缺损性和耐剥离性等耐异常损伤性，并且要求在长期使用中优异的耐磨性。

但是，所述专利文献1中记载的包覆工具，由(Ti_1-xAl_x)N层构成的硬质包覆层通过物理蒸镀法而被蒸镀形成，并且不易提高硬质包覆层中的Al含量x，因此例如在提供于合金钢的高速间断切削时，存在耐磨性和耐崩刀性不充分的问题。