[发明专利]刃具

说明书

技术领域

本发明涉及一种木材或树脂用刃具(cutting tool)，其由钢或超硬合金(cemented carbide alloy)构成的母材，以及该刃具的前刀面(rake face)和后刀面(clearance face)中的至少一个上形成的涂层所组成。

背景技术

例如，已经尝试通过在刃具的前刀面或后刀面之一上形成由氮化铬构成的硬质涂层来改善木材用刃具的耐磨性，如专利文献1中所述。由氮化铬构成的硬质涂层提供不能由母材，例如工具钢单独获得的耐磨性。但是，当用于切削具有高含水量的木材时，铬组分很可能洗脱，并且由于腐蚀而不能获得所需的耐久性。因此，已经提议用由铬或氮化铬构成的基础涂层以及施涂于基础涂层上的氧化铬的主涂层来涂布的木材用刃具，例如专利文献2中所述的木材用刃具。

相关技术文献

专利文献

专利文献1：日本未经审查的专利申请公开号02-252501

专利文献2：WO 2009/131159。

本发明的公开内容

本发明要解决的问题

利用上述由氧化铬构成的主涂层，当用于切削具有高含水量的木材时，铬组分不太可能洗脱，因此该主涂层在耐蚀性方面是优越的。但是，该主涂层在例如韧性和粘合性的性能方面不及由氮化铬构成的基础涂层，并且有可能剥落。因此，已经需要整体上改进刃具的耐久性。

本发明已提议来适宜地解决相关技术中的上述问题，并且目的是提供一种具有优越耐久性的木材或树脂用刃具。

解决问题的手段

为克服问题并实现目的，根据本申请权利要求1的本发明的刃具的主旨为一种木材或树脂用刃具，其由钢或超硬合金构成的母材，以及在刃具的前刀面和后刀面的至少一个上形成的涂层所组成，其中该涂层包括由氮氧化铬构成的周期性结构层，其中在涂层的厚度方向上周期性存在高氧区和低氧区，高氧区在组织中具有高氧浓度，低氧区在组织中具有相比高氧区较低的氧浓度。

根据本发明的权利要求1，与单独的氧化铬层相比，周期性结构层改善了涂层的韧性和粘合性，并且与单独的氮化铬层相比，还改善了涂层的耐蚀性。基于具有高氧浓度的高氧区，周期性结构层可以防止或减少温度升高时的原子扩散。这一点转而防止晶粒氧化和粗化，由此能够使组织精化和增强涂层的耐热性。

根据权利要求2的本发明的主旨为低氧区在组织中具有比高氧区更高的氮浓度，而且周期性结构层具有在对应于高氧区和低氧区的层的厚度方向上周期性变高和变低的氮浓度。

根据权利要求2的本发明，通过在周期性结构层的整体组织中寻求氮和氧之间的平衡来增强涂层的韧性、硬度和强度。

根据权利要求3的本发明的主旨为由周期性结构层的剖面组织中的高氧区和低氧区产生可通过透射电子显微镜观察到的条纹状反差(striped contrast)。

根据权利要求3的本发明，因为高氧区和低氧区可以以条纹状反差的形式由透射电子显微镜观察到，所以可以容易地检验质量。

根据权利要求4的本发明的主旨为高氧区和低氧区形成为以1 nm至150 nm的周期存在。

根据权利要求4的本发明有效地形成周期性结构层。

根据权利要求5的本发明的主旨为具有包括高氧区和低氧区的整体组成的周期性结构层由(Cr_1-aX_a)N_1-bO_b表示的氮氧化铬构成，其中X包括至少一种选自B、C、Al、Si、Ti、V、Ni、Cu、Y、Zr、Nb、Mo、Ta和W的元素，和0≤a≤0.5和0＜b＜0.6。

根据权利要求5的本发明，通过添加由X表示的元素，可以实现涂层硬度提高和组织精化，并且可以进一步增强例如耐磨性和强度。通过根据加工材料调节要添加的元素，可以进一步延长刃具的使用寿命。

发明效果

在根据本发明的刃具中，周期性结构层具有氮化铬和氧化铬两者的优点，因此刃具的耐久性得到进一步增强。

附图简述

图1为通过透射电子显微镜观察到的根据本发明的周期性结构层的剖面组织的照片；

图2为显示借助于俄歇电子能谱装置分析根据本发明的周期性结构层的结果的图示；

图3为说明实施例中使用的沉积装置的示意性视图；

图4A至4C为显示实验1之后切削刃的横截面的视图，并且特别地，图4A显示实施例1，图4B显示对比例1，和图4C显示对比例2；