[发明专利]表面包覆切削工具

说明书

本发明提供一种表面包覆切削工具，在碳钢或合金钢等的切削加工中，耐熔敷性及耐缺损性优异，尤其在断续切削等中的耐崩刀性、耐缺损性也优异。一种表面包覆切削工具，在由WC基硬质合金或TiCN基金属陶瓷构成的工具基体的表面形成有至少包括下部层和上部层的硬质包覆层，所述表面包覆切削工具的特征在于，(a)所述硬质包覆层的下部层由TiC层、TiN层、TiCN层、TiCO层及TiCNO层(以下，统称为Ti化合物层)中的一层或两层以上构成，在该下部层的表面形成有作为所述硬质包覆层的上部层的Al₂O₃层，(b)至少在所述表面包覆切削工具的前刀面的该上部层的最表面，以面积率30～70％形成氧化锆层，所述前刀面中的Al₂O₃层具有10～200MPa的拉伸残余应力，表面粗糙度Ra为0.25μm以下。

技术领域

本发明涉及一种表面包覆切削工具(以下，简称为“包覆工具”)，其中在碳钢或合金钢等的切削加工中，耐熔敷性及耐缺损性优异，尤其在断续切削等中的耐崩刀性、耐缺损性也优异。

背景技术

以往，已知有一种包覆工具，其在由碳化钨(以下，以WC表示)基硬质合金或碳氮化钛(以下，以TiCN表示)基金属陶瓷构成的基体(以下，称为工具基体)的表面设置有硬质包覆层，该硬质包覆层将Ti化合物层作为下部层且将具有α型晶体结构的Al₂O₃层作为其上部层而构成，其中，Ti化合物层由Ti的碳化物(以下，以TiC表示)层、氮化物(以下，同样地以TiN表示)层、碳氮化物(以下，以TiCN表示)层、碳氧化物(以下，以TiCO表示)层及碳氮氧化物(以下，以TiCNO表示)层中的一层或两层以上构成。而且，为了提高形成有所述硬质包覆层的包覆工具的切削性能，从以往提出了各种方案。

例如，根据专利文献1的方案可得到如下包覆工具，即在基材表面形成有由包含TiN、TiCN和/或TiAlCNO的硬质材料层构成的下部层和由具有特定的择优取向组织的α-Al₂O₃层构成的上部层，其中，对于作为所述上部层的α-Al₂O₃层，通过化学蒸镀形成由TiN层、TiC层、TiCN层或它们的组合所组成的层构成的磨损识别层之后，对于前刀面，使用硬度比以往所使用的高硬度的刚玉(α-Al₂O₃)制粒状喷砂材料低的钢、玻璃、ZrO₂制喷砂材料进行喷砂处理，由此在去除了磨损识别层之后的α-Al₂O₃层中，实现拉伸应力的松弛，并且α-Al₂O₃层的表面被平滑化，且耐缺损性优异。

专利文献1：日本特开2014-530112号公报

所述专利文献1所示的包覆工具中，认为使用硬度比以往所使用的高硬度的刚玉(α-Al₂O₃)制粒状喷砂材料低的ZrO₂制喷砂材料(平均粒径20～450μm)进行喷砂处理，由此对存在于α-Al₂O₃层的表面的凸部(即，α-Al₂O₃层的表面的粒子顶部)及凹部(即，α-Al₂O₃层的表面的粒子间部)中的凸部进行了平滑化。

然而，所述ZrO₂制喷砂材料的硬度低，且磨削加工能力差，因此至少在覆膜表面的凹部(即，所述α-Al₂O₃层的表面的粒子间部)，未进行充分的研磨，且未进行平滑化，从而以所述α-Al₂O₃层的表面的粒子间部即凹部为起点产生了崩刀，尤其认为当在所述切削初期产生的崩刀增大时，会产生致命的缺损。

于是，作为包覆工具，要求一种在覆膜表面具有更优异的平滑性，且耐熔敷性、耐崩刀性、耐缺损性更优异的包覆工具。

发明内容