[发明专利]耐崩刀性和耐磨性优异的表面包覆切削工具

说明书

在表面包覆切削工具中，硬质包覆层至少包含(Al、Cr、Si、Cu)N层，该层由主相、分散分布于主相中的富CrSi颗粒及富Al颗粒构成，在由(Al_{1‑α‑β‑γ}Cr_αSi_βCu_γ)_1‑xN_x表示所述主相、富CrSi颗粒及富Al颗粒的组成的情况下，所述主相满足0.15≤α≤0.40、0.05≤β≤0.20、0.005≤γ≤0.05、0.45≤x≤0.60，所述富CrSi颗粒满足0.20≤α≤0.55、0.20≤β≤0.55、0≤γ≤0.10、0.02≤x≤0.35，所述富Al颗粒满足0.10≤α≤0.25、0.05≤β≤0.25、0≤γ≤0.10、0.02≤x≤0.35，其中，α、β、γ及x均为原子比，对上部层的截面观察长径为100nm以上的颗粒时，富CrSi颗粒在上部层截面中所占的面积率为0.20面积％以上且2.0面积％以下，并且，富Al颗粒在上部层截面中所占的面积率为0.50面积％以上且3.0面积％以下。

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)，其在淬火钢等高硬度材料的切削加工中，硬质包覆层发挥优异的耐崩刀性及耐磨性，且在长期使用中发挥优异的切削性能。

本申请主张基于2016年3月11日于日本申请的专利申请2016-047919号的优先权，并将其内容援用于此。

背景技术

一般，作为包覆工具，已知有在各种钢或铸铁等工件材料的车削加工或刨削加工中装卸自如地安装在车刀的前端部来使用的可转位刀片、所述工件材料的钻孔切削加工等中所使用的钻头或小型钻头、所述工件材料的端面切削加工或槽加工、台阶面加工等中所使用的立铣刀、以及所述工件材料的齿形的切齿加工等中所使用的整体滚刀、插齿刀等。

并且，以改善包覆工具的切削性能为目的，以往提出了各种建议。

例如，如专利文献1所示，提出有如下的包覆工具：即，在碳化钨(以下，由WC表示)基硬质合金、碳氮化钛(以下，由TiCN表示)基金属陶瓷等工具基体的表面包覆一层以上由以Cr、Al及Si为主要成分的金属成分以及选自C、N、O及B中的至少一种以上元素构成的立方晶结构的硬质层，由此改善了耐缺损性、耐磨性。

并且，专利文献2中记载有如下的内容：在工具基体表面包覆硬质包覆层而成的包覆工具中，将硬质膜的至少一层设为(MaLb)Xc(其中，M表示选自Cr、Al、Ti、Hf、V、Zr、Ta、Mo、W及Y中的至少一种金属元素，L表示选自Mn、Cu、Ni、Co、B、Si及S中的至少一种添加元素，X表示选自C、N及O中的至少一种非金属元素，a表示M相对于M与L的总计的原子比，b表示L相对于M与L的总计的原子比，c表示X相对于M与L的总计的原子比。并且，a，b，c分别满足0.85≤a≤0.99、0.01≤b≤0.15、a+b＝1、1.00＜c≤1.20)，由此通过因作为硬质膜的成分的Cu、Si等产生的晶粒的微细化、晶体稳定性，高温硬度变高且耐磨性提高，进一步抗氧化性也提高。

而且，在专利文献3中记载有如下的内容：在工具基体表面物理蒸镀由Cr和Al的复合氮化物构成的硬质包覆层而成的包覆工具中，通过将硬质包覆层设为如下硬质包覆层，从而在重切削加工条件下硬质包覆层发挥优异的耐崩刀性，该硬质包覆层具有Al最高含有点与Al最低含有点沿层厚方向以规定的间隔交替重复存在并且Al含量在所述两点之间连续发生变化的成分浓度分布结构，而且，上述Al最高含有点满足组成式：(Cr_1-XAl_X)N(其中，以原子比计，X表示0.40～0.60)，并且，上述Al最低含有点满足组成式：(Cr_1-YAl_Y)N(其中，以原子比计，Y表示0.05～0.30)，并且，相邻的上述Al最高含有点与Al最低含有点之间的间隔为0.01～0.1μm。

专利文献1：日本专利第3781374号公报(B)

专利文献2：日本特开2008-31517号公报(A)