[发明专利]表面包覆立方晶氮化硼基超高压烧结材料制切削工具

摘要

本发明提供了一种耐剥离性优异的表面包覆立方晶氮化硼基超高压烧结材料制切削工具，其在高硬度钢的高速切削加工时发挥优异的耐剥离性。本发明的切削工具，在立方晶氮化硼的含量为50～85容量％的cBN基超高压烧结体的表面形成硬质包覆层而成，其中，(a)硬质包覆层包括具有1.5～3μm平均层厚的下部层和上部层，(b)下部层包括满足组成式：[Ti1-XAlX]N的Ti和Al的复合氮化物层，其中，以原子比计X为0.30～0.60，(c)上部层具有一层平均层厚分别为0.03～0.3μm的薄层A和薄层B的交替层叠结构，薄层A包括满足组成式：[Ti1-XAlX]N的Ti和Al的复合氮化物层，薄层B包括Ti氮化物(TiN)层，(d)将皮膜表面的表面粗糙度、残余应力、纳米压痕硬度设为预定值。

主权项

一种长期发挥耐剥离性、耐磨性的表面包覆立方晶氮化硼基超高压烧结材料制切削工具，其在包括立方晶氮化硼的含量为50～85容量％的立方晶氮化硼基高压烧结体的切削工具的表面蒸镀形成硬质包覆层，其特征在于，所述硬质包覆层包括：(a)下部层，具有1.5～3μm的平均层厚，且包括满足组成式：[Ti1‑XAlX]N的Ti和Al的复合氮化物层，其中，以原子比计，X表示0.30～0.60；及(b)上部层，使满足组成式：[Ti1‑XAlX]N的Ti与Al的复合氮化物层和Ti氮化物层、即TiN层的各个层厚以平均层厚计成0.03～0.3μm来交替层叠，其中，以原子比计，X表示0.30～0.60，而且在最外层形成具有0.3～2μm的平均层厚且满足组成式：[Ti1‑XAlX]N的Ti和Al的复合氮化物层而成，该上部层的合计平均层厚为0.5～3μm，其中，以原子比计，X表示0.30～0.60，并且，(c)硬质包覆层表面的表面粗糙度Ra在后刀面与前刀面中为0.08～0.20μm，在刃口修磨部中为0.07～0.10μm，(d)硬质包覆层的TiAlN的残余应力在后刀面与前刀面中为‑1～‑2GPa，在刃口修磨部中为‑1.5～‑3.0GPa，并且后刀面、前刀面中的残余应力大于刃口修磨部中的残余应力，(e)最外层TiAlN的以100mg负荷测定时的纳米压痕硬度在后刀面与前刀面中为30～38GPa，在刃口修磨部中为33～50GPa，并且后刀面、前刀面中的纳米压痕硬度小于刃口修磨部中的纳米压痕硬度。