包覆切削工具的制作方法

本发明涉及一种包覆切削工具。

背景技术：

1、以往，通过化学气相沉积法在由硬质合金构成的基材的表面蒸镀形成总膜厚为3～20μm的包覆层，得到一种包覆切削工具，该包覆切削工具用于钢或铸铁等的切削加工。常见的上述包覆层，例如，由选自ti的碳化物、氮化物、碳氮化物、碳氧化物、碳氮氧化物以及氧化铝(al2o3)中的1种形成的单层或2种以上形成的多层构成。

2、专利文献1中记载了一种包覆硬质合金，为在硬质合金表面设置了包覆层的包覆硬质合金，其特征在于，包覆层从硬质合金侧依次具有内层、中间层及外层，内层包括选自元素周期表iva、va、via族的碳化物、氮化物、硼化物、氧化物及它们的固溶体中的至少1种层，中间层包括选自氧化铝、氧化锆及它们的固溶体中的至少1种层，外层包括具有柱状组织的碳氮化钛层，并且包括选自元素周期表iva、va、via族的碳化物、氮化物、硼化物、氧化物、它们的固溶体以及氧化铝中的至少1种层。在包覆硬质合金的截面组织中，中间层的表层部的最大粗糙度amax与外层中具有柱状组织的碳氮化钛层的表层部的最大粗糙度bmax之间的关系满足式1：

3、(bmax/amax)＜1…………………式1

4、(其中，0.5μm＜amax＜4.5μm，0.5μm≤bmax≤4.5μm)

5、另外，专利文献1还记载了：式3示出了上述外层中具有柱状组织的碳氮化钛层的取向指数tc，取向指数tc在(220)面、(311)面、(331)面、(422)面中的任一面最大，其最大值为1.3以上且3.5以下。

6、【公式1】

7、

8、i(hkl)、i(hxkylz)：所测量的(hkl)、(hxkylz)面的衍射强度

9、io(hkl)、io(hxkylz)：基于astm标准得到的(hkl)、(hxkylz)面的tic和tin粉末衍射强度的平均值

10、(hkl)、(hxkylz)：(111)、(200)、(220)、(311)、(331)、(420)、(422)、(511)八面

11、现有技术文献

12、专利文献

13、专利文献1：国际公开第2000/079022号(wo2000079022a1)

14、技术课题

15、在近年的切削加工中，高速化、大进给化及大切深化日渐显著，要求比以往提高工具的抗崩性及耐磨性。尤其近年来，越来越多的切削加工会对包覆切削工具施加负荷，如钢的高速切削等，在这种苛刻的切削条件下，以往的工具不具有足够的抗崩性及耐磨性，不能延长工具寿命。专利文献1中记载的包覆硬质合金虽然在中间层与外层之间具有优异的密合性，但不具有足够的耐磨性，有改良的空间。

16、本发明是基于上述问题而完成的，目的在于提供一种包覆切削工具，其具有优异的抗崩性及耐磨性，从而能够延长工具寿命。

技术实现思路

1、本发明人从上述观点出发，对延长包覆切削工具的寿命反复进行了研究，发现如果采用特定的结构，就能够提高抗崩性和耐磨性，结果能够延长工具寿命，从而完成了本发明。

2、本发明的内容如下所述：

3、[1]

4、本发明提供一种包覆切削工具，包括基材和形成于基材的表面的包覆层，包覆层从基材侧朝向包覆层的表面侧依次包括下层、中间层以及上层；

5、下层包括1层或2层以上的由ti化合物构成的ti化合物层，ti化合物由ti和选自c、n、o及b中的至少1种元素组成；

6、中间层包括由α-al2o3构成的α-al2o3层；

7、上层包括1层或2层以上的由ti化合物构成的ti化合物层，ti化合物由ti和选自c、n及o中的至少1种元素组成，并且上层中的ti化合物层的至少1层为ticn层，上层的平均厚度为1.00μm以上且6.50μm以下；

8、在上层中，满足下述式(i)和式(ii)所示的条件：

9、25≤rsa1＜70…………………(i)

10、在式(i)中，在上层的垂直于基材的表面的截面中，若将截面的总面积设为100面积％，方位差a为具有立方晶系晶体结构的各粒子的(220)面的法线与基材的表面的法线所成的角度，角度的单位为度，rsa1指方位差a为0度以上且小于10度的区域的截面面积的比例，比例的单位为面积％；

11、25≤rsa2＜70…………………(ii)

12、在式(ii)中，在上层的垂直于基材的表面的截面中，若将截面的总面积设为100面积％，方位差a为具有立方晶系晶体结构的各粒子的(220)面的法线与基材的表面的法线所成的角度，角度的单位为度，rsa2指方位差a为20度以上且小于30度的区域的截面面积的比例，比例的单位为面积％。

13、[2]

14、根据[1]的包覆切削工具，在上层中，rsa1及rsa2共计为60面积％以上且90面积％以下。

15、[3]

16、根据[1]或[2]的包覆切削工具，上层与中间层相接，在上层中，与中间层相接一侧的密合层包括选自由tico构成的层、由tion构成的层以及由ticno构成的层中的至少1种层，密合层的平均厚度为0.05μm以上且1.50μm以下。

17、[4]

18、根据[1]或[2]的包覆切削工具，在中间层中，下述式(1)所示的α-al2o3层的(0，0，12)面的织构系数tc(0，0，12)为5.9以上且8.9以下：

19、【公式2】

20、

21、在式(1)中，i(h，k，l)是测量α-al2o3层的(h，k，l)面而得到的x射线衍射所产生的峰的强度，i0(h，k，l)是基于jcpds卡片号10-0173得到的α-all2o3的(h，k，l)面的标准衍射强度，(h，k，l)是指(0，1，2)、(1，0，4)、(1，1，3)、(0，2，4)、(1，1，6)、(2，1，4)、(3，0，0)、(0，2，10)以及(0，0，12)这9个晶面。

22、[5]

23、根据[1]或[2]的包覆切削工具，中间层的平均厚度为3.00μm以上且15.00μm以下。

24、[6]

25、根据[1]或[2]的包覆切削工具，下层的平均厚度为3.00μm以上且15.00μm以下。

26、[7]

27、根据[1]或[2]的包覆切削工具，包覆层整体的平均厚度为10.00μm以上且30.00μm以下。

28、本发明提供的包覆切削工具具有优异的抗崩性及耐磨性，从而能够延长工具寿命。

技术特征：

1.一种包覆切削工具，包括基材和形成于所述基材的表面的包覆层，所述包覆层从所述基材侧朝向所述包覆层的表面侧依次包括下层、中间层以及上层；

2.根据权利要求1所述的包覆切削工具，其中，在所述上层中，所述rsa1及所述rsa2共计为60面积％以上且90面积％以下。

3.根据权利要求1或2所述的包覆切削工具，其中，所述上层与所述中间层相接，在所述上层中，与所述中间层相接一侧的密合层包括选自由tico构成的层、由tion构成的层以及由ticno构成的层中的至少1种层，所述密合层的平均厚度为0.05μm以上且1.50μm以下。

4.根据权利要求1或2所述的包覆切削工具，其中，在所述中间层中，下述式(1)所示的α-al2o3层的(0，0，12)面的织构系数tc(0，0，12)为5.9以上且8.9以下：

5.根据权利要求1或2所述的包覆切削工具，其中，所述中间层的平均厚度为3.00μm以上且15.00μm以下。

6.根据权利要求1或2所述的包覆切削工具，其中，所述下层的平均厚度为3.00μm以上且15.00μm以下。

7.根据权利要求1或2所述的包覆切削工具，其中，所述包覆层整体的平均厚度为10.00μm以上且30.00μm以下。

技术总结本发明提供一种包覆切削工具，具有优异的抗崩性和耐磨性，从而能够延长工具寿命。该包覆切削工具包括基材和形成于基材的表面的包覆层，包覆层从基材侧朝向包覆层的表面侧依次包括下层、中间层以及上层。下层包括1层或2层以上的特定Ti化合物层，中间层包括α‑Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;层。上层包括1层或2层以上的特定Ti化合物层，并且上层中的Ti化合物层的至少1层为TiCN层，上层的平均厚度为1.00μm以上且6.50μm以下。在上层中，满足式(i)：25≤RSA1＜70，以及式(ii)：25≤RSA2＜70所示的条件。技术研发人员：城地司受保护的技术使用者：株式会社泰珂洛技术研发日：技术公布日：2024/6/11