專利名稱：切削用燒結(jié)體刀頭及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由使用立方晶氮化硼(以下簡略記為＂CBN＂)或金剛石的燒結(jié)體和硬質(zhì)合金等的復(fù)合燒結(jié)體構(gòu)成的高硬度切削用燒結(jié)體刀頭，在該切削用燒結(jié)體刀頭上被覆耐磨損層的被覆切削用燒結(jié)體刀頭，以及它們的制造方法。
金剛石燒結(jié)體和CBN燒結(jié)體廣泛用作車床用刀頭等切削工具。這些燒結(jié)體工具使用可產(chǎn)生40kb以上超高壓和1300℃高溫的非常昂貴的設(shè)備制造。
以往使用這樣的燒結(jié)體的刀具，如圖7所示那樣，將由該燒結(jié)體構(gòu)成的層2接合到硬質(zhì)合金層1上面，得到圓盤狀復(fù)合燒結(jié)體3，然后用電火花線切割機(jī)切割成所希望的切刃形狀(圖8A所示的3a及圖8b所示的3b)，再釬焊到具有所希望形狀的硬質(zhì)合金基材(圖8所示的4和5)上。經(jīng)過研磨加工得到圖8A、圖8B所示的切削刀頭。圖8A和圖8B中箭頭A、B所指示的界面是釬焊面。
在圖8B所示的三角形切削刀頭的中央設(shè)有為將切削刀頭用螺絲固定在刀具的刀桿上的通孔6。
使用這種過去的切削刀頭的刀具，雖然在實(shí)際的切削中在確保必要而且充分的燒結(jié)體面積方面具有經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)，但由于具有釬焊部份而存在以下的問題。
使用金剛石燒結(jié)體和CBN燒結(jié)體的刀具，一般適用于進(jìn)刀量和送刀量小的精加工等，但由于其具有硬度高、耐熱性好的特征，所以多適用于切削溫度高的高速切削。并且由于近年來加工效率提高的要求，能廣泛適用于極為高速的情況。
但是，過去的釬焊刀具釬焊溫度為700～900℃的情況，而在淬火鋼或鑄鐵的高速切削場合下，切削溫度超過900℃，造成釬焊劑熔化，或是在Al-Si合金或淬火鋼和鑄鐵進(jìn)行粗切削的場合下，切削溫度雖在900℃以下，但由于切削阻力增加釬焊強(qiáng)度顯得不足，存在發(fā)生釬焊脫落的情況。另外，在對(duì)金剛石燒結(jié)體進(jìn)行釬焊的場合，為達(dá)到充分的釬焊強(qiáng)度而在近900℃的高溫下進(jìn)行釬焊處理時(shí)，一部分產(chǎn)生石墨化，或因與合金基材的熱膨脹系數(shù)差大而發(fā)生斷裂的情況。
此外，形成這種過去的切削刀頭的制造工藝包括如圖7所示的燒結(jié)體形成工序、電火花線切割加工工序，切出的復(fù)合燒結(jié)體的研磨工序、釬焊工序以及切削刀頭的研磨操作工序，因此與硬質(zhì)合金或陶瓷刀具相比較，需要較長的制造工藝過程。
作為沒有釬焊部的過去的刀具，市售的有如圖9A、圖9B和圖9C所示形狀的切削刀頭。其中圖9A所示的切削刀頭10a是僅整個(gè)上面(前面)由CBN或金剛石燒結(jié)體構(gòu)成，圖9B所示的切削刀頭10b使用疊層狀的復(fù)合燒結(jié)體在整個(gè)上下面的前面由CBN或金剛石燒結(jié)體構(gòu)成，圖9C的切削刀頭10C則是刀頭的整體由CBN或金剛石燒結(jié)體構(gòu)成。
這些刀具共同的問題是，與前面的切削無關(guān)的部份也用昂貴的CBN或金剛石燒結(jié)體構(gòu)成。因此這些過去的切削刀頭，在考慮其制造成本時(shí)，相對(duì)于過去的釬焊刀頭而言，在經(jīng)濟(jì)上沒有優(yōu)越性。另外，在前面的重心部或刀頭整體的重心部設(shè)置了硬度高的燒結(jié)體層，因此存在有例如要象廣為市售的圖8B所示那樣，在刀頭上加工向刀桿上連結(jié)固定用的孔有困難這樣的問題。
CBN燒結(jié)體和金剛石燒結(jié)體在硬度、強(qiáng)度、熱電導(dǎo)率等物性方面具有優(yōu)良的性質(zhì)，因此被用作各種切削刀具。CBN燒結(jié)體由于與鐵的反應(yīng)性低，所以用于鐵系材料的切削刀具，特別是用于淬火鋼等高硬度難切削材料的切削。
對(duì)金剛石燒結(jié)體，公知的是，金剛石粒子本身與CBN粒子相比較是高硬度的，由于劈開面少并且缺陷也少，并且同種粒子強(qiáng)固地結(jié)合，因而與CBN燒結(jié)體相比，硬度高且強(qiáng)度也高。但是這種廣為市售的金剛石燒結(jié)體有以下的缺點(diǎn)，即一旦金剛石的耐氧性劣化，則因與鐵系金屬的反應(yīng)性增強(qiáng)而使耐磨損性降低，不能在實(shí)用上用于鐵系材料的切削。但由于對(duì)于鋁等非鐵系材料顯示出優(yōu)良的耐磨損性，所以金剛石被利用作為非鐵材料系的切削刀具。
但是伴隨著切削的高速化、高效率化，切削條件越來越嚴(yán)酷，在鐵系材料的切削、非鐵材料的切削或鐵系材料和非鐵材料的共切削當(dāng)中，僅用CBN燒結(jié)體或僅用金剛石，耐磨性已不能滿足需要。
為提高耐磨性，有人提出了在由CBN燒結(jié)體和金剛石燒結(jié)體構(gòu)成的過去的切削刀頭上，用PVD(Physical Vapor Deposit ion)法或CVD(Chemical Vapor Deposition)法被覆TiN等各種耐磨損層的方法(例如參照特開昭61-183187號(hào)公報(bào)，特開平1-96083號(hào)公報(bào)，特開平1-96084號(hào)公報(bào))。但是，為了被覆能耐受高速精加工切削和粗切削那樣過于嚴(yán)酷的切削條件的被覆層和與燒結(jié)體的附著強(qiáng)度優(yōu)良的耐磨損層，有必要在釬焊劑的熔點(diǎn)以上的高溫下進(jìn)行被覆處理，釬焊的刀具作為被覆切削用刀頭的母材是不適宜的。另外，即使將適用于通常的精加工切削等輕切削用刀具作為目的，通過使用成膜溫度在釬焊劑熔點(diǎn)以下的各種低溫工藝的PVD法和CVD法進(jìn)行被覆處理，也會(huì)在將釬焊刀具作為被覆切削用刀頭的母材的場合，釬焊部被腐蝕，或是發(fā)生與被覆層的原料氣體成分反應(yīng)而劣化，引起釬焊脫落等，與沒有釬焊部的被覆切削用刀頭相比存在有穩(wěn)定性差的問題。
另外，CBN燒結(jié)體和金剛石燒結(jié)體都呈現(xiàn)單純的黑色或茶色。如前所述，使用這些材料的切削刀具的大多數(shù)，主要用途是在進(jìn)刀量和送刀量小的切削條件下使用的精加工。在這樣的切削刀具中，過去一般的釬焊刀頭沒有必要由刀尖角判斷其使用與否，但在以多數(shù)的角部作為刀尖使用的切削刀具中，在黑或茶色的燒結(jié)表面的情況下，也存在對(duì)其使用過或未使用過加以判別有困難的問題，而用TiN、Ni等包覆是有效的。但在使用釬焊刀頭的場合，在被覆處理中釬焊部的溫度上升，釬焊劑熔化，發(fā)生釬焊部的錯(cuò)位，或者釬焊部劣化，使得在過于嚴(yán)酷的切削條件下使用的場合，釬焊部出現(xiàn)脫落。
鑒于上面所述的問題，本發(fā)明的目的是，通過減少制造工序，并采用具有可高效利用CBN燒結(jié)體部和金剛石燒結(jié)體部幾何形狀的制造方法，提供一種在提高經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)，可容易地涂敷各種被覆層的高硬度的切削用燒結(jié)體刀頭。
本發(fā)明的目的還在于，提供一種同時(shí)具有CBN燒結(jié)體和金剛石燒結(jié)體的高硬度和高強(qiáng)度和被覆層的優(yōu)良耐磨損性的，例如在用于淬火鋼切削或鑄鐵的粗切削、鑄鐵和鋁合金共切削的場合下，比過去的刀具顯示出長壽命的理想的被覆CBN燒結(jié)體刀頭和被覆金剛石燒結(jié)體刀頭。
本發(fā)明目的還在于，提供一種在切削后通過刀尖角能容易地對(duì)使用與否加以判斷的燒結(jié)體刀頭。
解決上述課題的本發(fā)明的切削用燒結(jié)體刀頭，具有由選自硬質(zhì)合金、鐵系金屬和高熔點(diǎn)金屬所組成的物組中的材料所構(gòu)成的中間層，以及與中間層燒結(jié)接合的由含立方晶氮化硼或金剛石的硬質(zhì)燒結(jié)體所構(gòu)成的第1和第2層，將該中間層配置在被該兩層由上下兩側(cè)夾住的位置，其正面和背面按照構(gòu)成前面的方式形成。與切削有關(guān)的全部刀尖R和后面在第1和第2層上形成，中間層按照包含前面的重心部和刀頭整體的重心的方式形成。
使用這種切削用燒結(jié)體刀頭，首先，因?yàn)椴缓羞^去的多種刀具中所采用的釬焊部份，所以避免了高速切削和粗切削時(shí)的釬焊脫落的問題。另外，由于前面的重心部和刀頭整體的重心部用硬質(zhì)合金、鐵系金屬和高熔點(diǎn)金屬中的任何一種材料構(gòu)成，所以使得將刀具固定在刀桿上的通孔的加工，和容易地研磨形成將刀頭高精度安裝在刀桿上的槽等成為可能。并且因?yàn)榕c切削有關(guān)的后面全部使用由CBN或金剛石構(gòu)成的高硬度燒結(jié)層構(gòu)成，所以能延長刀具壽命。由于它使用彈性模量比其它材料高的燒結(jié)體層構(gòu)成后面的全面，所以認(rèn)為造成切削時(shí)所加的應(yīng)力分布得到改善。此外，不含比高硬度燒結(jié)體硬度還低且低剛性的釬焊材料，可推測認(rèn)為這會(huì)涉及工具壽命且會(huì)賦予好的影響。
在中間層和第1及第2層的界面上，為達(dá)到提高接合強(qiáng)度的目的，最好是具有以下物質(zhì)構(gòu)成的層，即由周期表4a、5a、6a族元素構(gòu)成的組中選擇的至少一種金屬，或由上述組中選擇的至少一種元素的氮化物、碳化物、氧化物及其固溶體中選擇的至少一種化合物的層。另外，在特性大為不同的中間層和第1及第2層的界面上通過設(shè)置具有中間特性的上述高熔點(diǎn)金屬或其化合物層，可以在進(jìn)行高速切削、粗切削或涂敷處理等的場合緩和所產(chǎn)生的熱應(yīng)力和實(shí)際應(yīng)力的影響，從而可提供沒有龜裂的健全的切削用燒結(jié)體刀頭。
由CBN燒結(jié)體或金剛石不燒結(jié)體構(gòu)成的第1和第2層的厚度，最好分別為1mm以上、4mm以下。在不足1mm時(shí)，切削時(shí)刀具月牙洼的磨損在燒結(jié)體層以外的部份容易變得發(fā)達(dá)，結(jié)果使壽命縮短。采用4mm以上時(shí)，雖不影響切削性能，但由于燒結(jié)體層不必要地變厚，使制造成本增加。
刀頭的厚度在1.5mm以上、5.0mm以下為佳，這是由于不足1.5mm時(shí)上述刀具的壽命延長不充分，并且在上下二次切削的場合，有時(shí)易受相互切削損傷的影響而使壽命縮短，而在5mm以上時(shí)，因燒結(jié)體面積大到必要之上，因而不夠經(jīng)濟(jì)。
此外，在前面上或前面與后面兩個(gè)表面上，被覆由周期表4a、5a、6a族元素、Al、Si和B組成的組中選擇的至少1種元素?；蛴缮鲜鼋M中選擇的至少1種元素的氮化物、碳化物、氧化物及其固溶體中選擇的至少1種化合物的薄膜為佳。其理由是，通過在切削用燒結(jié)體刀頭上包覆這樣的膜，可達(dá)到耐磨損性的改善，可得到能耐受嚴(yán)酷切削條件的、同時(shí)具有耐傷損性和耐磨損性的優(yōu)良切削刀具。另外，在切削后被覆層磨損，燒結(jié)體刀頭的表面露出，產(chǎn)生顏色變化，容易判別使用過的刀頭的角部。
作為被覆層的薄膜的硬度易受基材的影響，隨著薄膜的厚度變薄，其影響變得顯著。但在本發(fā)明中，通過使用由現(xiàn)有物質(zhì)中硬度最高的金剛石(Hv＝9000左右)和稍次于金剛石的高硬度CBN(Hv＝2800-5000左右)構(gòu)成的燒結(jié)體作為母材，便顯著抑制了將WC系硬質(zhì)合金(Hv＝1800左右)作為母材的被覆硬質(zhì)合金刀具的場合下成為大問題的、因被覆層不能追隨基材彈性變形而引起的被覆層的剝離，此外，即使在切削時(shí)的高溫條件下也能發(fā)揮維持被覆層高硬度的效果，可顯著提高切削用燒結(jié)體刀頭的耐磨損性。
在本發(fā)明中，由于采用離子鍍PVD法或等離子體CVD法等形成與母材的粘附性良好的被覆層，切削時(shí)被覆層的彈塑性變形受母材與被覆層的界面所約束，大幅度地提高了被覆層的硬度。即，使用CBN燒結(jié)體和金剛石燒結(jié)體作為母材，提高了被覆層的硬度，顯示出良好的耐磨損性。
在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的切削用燒結(jié)體刀頭中，被覆有選自由以下物質(zhì)組成的組中的至少1種膜(1)(Ti，Al)N膜、(2)具有將TiN層和AlN層重復(fù)疊層的結(jié)構(gòu)、作為全體具有立方晶型的X射線衍射圖、各層的層厚度為0.2nm-20nm的超晶格疊層化合物膜(以下記作＂TiN和AlN的超晶格疊層化合物膜＂)、(3)具有至少2層以上TiN層和AlN層、各層的粒徑為1nm-50nm的超微粒子疊層膜(以下記作＂TiN和AlN的超微粒子疊層膜＂)、(4)由Ti的氮化物、碳化物、氧化物及其固溶體中選擇的至少一種化合物膜。
作為被覆層，特別是發(fā)現(xiàn)使用(Ti，Al)N膜、TiN和AlN的超晶格疊層化合物膜、TiN和AlN的超微粒子疊層膜的切削用燒結(jié)體刀頭，其耐磨損性顯著提高。其理由推測如下。
CBN燒結(jié)體刀具和金剛石燒結(jié)體刀具的硬度非常高，是具有優(yōu)良耐磨損性的刀具，但在進(jìn)行切削的高溫空氣氣氛下，CBN由約900℃起與氧反應(yīng)生成B2O3，金剛石由約600℃起石墨化。同時(shí)與氧反應(yīng)生成CO2，因而耐磨損性顯著降低。因此認(rèn)為使用具有在CBN燒結(jié)體以上高硬度的耐氧化性優(yōu)良的(Ti，Al)N膜，TiN和AlN的超晶格疊層化合物膜、TiN和AlN的超微粒子疊層膜的切削用燒結(jié)體刀頭，與通常的CBN燒結(jié)體刀具和金剛石燒結(jié)體刀具相比耐磨損性提高。
在本發(fā)明的切削用燒結(jié)體刀頭的另一優(yōu)選實(shí)施例中，在切削用燒結(jié)體刀頭的被覆層外側(cè)還被覆有Al2O3的單層膜，或?qū)l2O3層和TiCN層疊合2層以上的多層膜。
在本發(fā)明的切削用燒結(jié)體刀頭的又一優(yōu)選實(shí)施例中，僅在切削用燒結(jié)體刀頭前面的被覆層外側(cè)被覆有Al2O3的單層膜，或?qū)l2O3層和TiCN層疊合2層以上的多層膜。
被覆層通過這樣構(gòu)成，刀具月牙洼的耐磨損性更加顯著地提高。其理由被認(rèn)為是，刀具月牙洼磨損的主要原因是由熱磨損比例支配的，因此比(Ti，Al)N膜、TiN和AlN的超晶格疊層化合物膜、TiN和AlN的超微粒子疊層膜熱穩(wěn)定性還要優(yōu)良的氧化物-Al2O3發(fā)揮了優(yōu)越的效果。而后面磨損的主要因素是由機(jī)械磨損的比例支配的，因此在淬火鋼等高硬度難切削材料的切削中，僅在前面上被覆Al2O3為佳。另外，將Al2O3和TiCN交互構(gòu)成2層以上疊層的多層膜時(shí)，可抑制Al2O3變成粗大的柱狀組織，因此耐損傷性提高，效果更好。
在本發(fā)明的切削用燒結(jié)體刀頭的另一優(yōu)選實(shí)施例中，在切削用燒結(jié)體刀頭的前面的被覆層的最外層上被覆TiN。
本發(fā)明中所用的(Ti，Al)N膜可用通常的離子鍍PVD法形成。TiN和AlN或TiC和AlN等的超晶格疊層化合物膜和超微粒子疊層化合物膜，可使用安裝有2種以上的金屬靶和旋轉(zhuǎn)的基材保持架的離子鍍裝置成膜。通過成膜溫度、電弧放電量和導(dǎo)入N2、C2H2等氣體時(shí)真空度的不同，可分別作成超晶格疊層化合物膜和超微粒子疊層化合物膜。圖13示出了TiC和AlN的超晶格疊層化合物膜的成膜裝置。
在圖13所示的成膜裝置中，在室51內(nèi)設(shè)置連接基板電源52的旋轉(zhuǎn)基座53和固定在其上面的旋轉(zhuǎn)保持架54，在該旋轉(zhuǎn)保持架54的外側(cè)面上安裝著多個(gè)基材55。另外，在室51的內(nèi)圓周附近，在多個(gè)圓周上分別配置連接電弧電源56的電弧電極57和金屬靶58，通過電弧電極57和金屬靶58之間的電弧放電，金屬離子由金屬靶58向基材55的方向釋放出。由室51的供氣口51a導(dǎo)入反應(yīng)氣體，在基材55上與金屬離子一起進(jìn)行成膜反應(yīng)，并由排氣口51b排氣。
本發(fā)明的切削用燒結(jié)體刀頭中，被覆層的合計(jì)膜厚，在構(gòu)成前面的位置中較佳為0.1μm以上、15μm以下，在構(gòu)成后面的位置中校佳為0.1μm以上、10μm以下。
被覆層的合計(jì)膜厚在構(gòu)成前面的位置不足0.1μm的場合，角部的判別是不可能的，而且也幾乎看不出耐磨損性的提高。被覆層的合計(jì)膜厚超過15μm時(shí)，將CBN燒結(jié)體和金剛石燒結(jié)體作為母材使用而得到的特性喪失，并且容易形成機(jī)械性能不好的柱狀晶，因此被覆膜本身的力學(xué)特性成為支配因素，變得易于損傷。另外被覆層中的殘留應(yīng)力影響也變顯著，在被覆層上發(fā)生龜裂，或者容易與切削用燒結(jié)體刀頭之間發(fā)生剝離。
在構(gòu)成后面的位置與前面的場合不同，與熱磨損相比，機(jī)械磨損成為支配的因素，因此被覆層的合計(jì)膜厚最好是0.1μm以上、10μm以下。
本發(fā)明的切削用燒結(jié)體刀頭的制造方法是，先形成夾層狀的燒結(jié)體，該夾層狀燒結(jié)體具有由含立方晶氮化硼或金剛石的硬質(zhì)燒結(jié)體構(gòu)成的上層和下層，以及由選自硬質(zhì)合金、鐵系金屬和高熔點(diǎn)金屬組成的組中的材料構(gòu)成的、被夾在上述上層和下層之間的中間層。接著，對(duì)所形成的夾層狀燒結(jié)體進(jìn)行電火花加工，通過沿與上層和下層垂直且相互垂直的4個(gè)面進(jìn)行切斷，切成具有使上層、中間層和下層沿縱向排列結(jié)構(gòu)的立方體的復(fù)合燒結(jié)體刀頭。接著，對(duì)切出的復(fù)合燒結(jié)體刀頭施加研磨加工或電火花加工，使與切削有關(guān)的全部刀尖R和后面由上層和下層構(gòu)成，并使中間層包含前面的重心部和刀頭全體的重心，從而形成切削用燒結(jié)體刀頭。
采用這樣的制造方法，不需要釬焊工序，并且用比較少的工序數(shù)就可形成上述的切削用燒結(jié)體刀頭。
本發(fā)明的切削用燒結(jié)體刀頭的制造方法，在一項(xiàng)優(yōu)選的實(shí)施例中，除了上述工序外還具有以下工序，即采用PVD法或CVD法，在燒結(jié)體刀頭的前面上或前面和后面兩個(gè)面上，形成由選自周期表4a、5a、6a族元素、Al、Si和B所組成的組中的至少1種金屬，或由上述組中選擇的至少1種元素的氮化物、碳化物、氧化物及其固溶體中所選擇的至少一種化合物構(gòu)成的被覆層。
按照這種制造方法，可以用比較簡單的工藝，但可形成附著性良好的具有上述被覆層的切削用燒結(jié)體刀頭。
附圖的簡要說明圖1A和圖1B是表示本發(fā)明實(shí)施例中的2種刀頭形狀的切削用燒結(jié)體刀頭的立體圖。
圖2是表示在制造本發(fā)明實(shí)施例的切削用燒結(jié)體刀頭的工藝過程中形成的具有夾層圓盤狀的復(fù)合燒結(jié)體的立體圖。
圖3A是在表面上表示通過對(duì)圖2所示復(fù)合燒結(jié)體進(jìn)行電火花線切割加工切斷時(shí)切斷線的立體圖，圖3B是將經(jīng)電火花線切割加工切出的復(fù)合燒結(jié)體刀頭放大表示的立體圖。
圖4A是本發(fā)明實(shí)施例的切削用燒結(jié)體刀頭，是表示在其中央形成用于連接到刀桿上的通孔的刀頭的立體圖，圖4B是與圖4A所示具有同樣整體形狀的、在中央不形成通孔的刀頭立體圖。
圖5是本實(shí)施例的切削用燒結(jié)體刀頭，表示在中央設(shè)有連接到刀桿上用的通孔的大致等邊三角形的刀頭立體圖。
圖6A是將本發(fā)明實(shí)施例的切削用刀頭安裝在刀桿上進(jìn)行切削加工的狀態(tài)示意圖，圖6B是將圖4A所示的大致正文形的切削用燒結(jié)體刀頭安裝在刀桿上的狀態(tài)的立體示意圖，圖6C是將圖5所示的大致等邊三角形的刀頭安裝在刀桿上的狀態(tài)的立體示意圖。
圖7是表示在過去的使用釬焊的切削用刀頭的制造工藝中形成的圓盤狀復(fù)合燒結(jié)體的立體圖。
圖8A和圖8B是表示通過將由圖7所示復(fù)合燒結(jié)體上切出的切刃部釬焊在刀頭本體上結(jié)合而成的過去的切削用刀頭的2種形狀的立體圖。
圖9A、9B和9C是表示過去的不使用釬焊的切削用燒結(jié)體刀頭的3種形狀的立體圖。
圖10A和10B是表示在本發(fā)明實(shí)施例的切削試驗(yàn)中作為比較用的、使用釬焊的2種切削用刀頭形狀的立體圖。
圖11A是為說明切削用刀頭的刀尖R和NL面而將切削中的刀頭前端部放大表示的平面圖，圖11B是為說明規(guī)定NL面形狀的角度θ和寬L的定義而將刀頭前端切刃附近放大表示的斷面圖，圖11C是為說明后面磨損幅度W1和月牙洼磨損幅度W2的定義而將刀頭前端的切刃附近擴(kuò)大表示的斷面圖。
圖12A是具有未疊層化的通常被覆層的燒結(jié)體刀頭模式的斷面圖，圖12B是具有疊層化被覆層的燒結(jié)體刀頭模式的斷面圖，圖12C是將超微粒子疊層膜的場合的圖12B的一部分A放大表示的模式的斷面圖，圖12D是將超晶格疊層膜場合的圖12B的一部分A放大表示的模式的斷面圖。
圖13A是本發(fā)明實(shí)施例中所使用的電弧離子鍍法的成膜裝置的正面斷面圖，B是同一平面的斷面圖。
以下參照


本發(fā)明的實(shí)施例。此外，以下的實(shí)施例不過是本發(fā)明的一部分實(shí)施方式，不言而喻，本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。
實(shí)施例1制備CBN粉末為70％(體積)、剩余部分由TiN、Al和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的混合粉末。接著，將該粉末充填到Mo制容器中，壓平之后，插入圓盤狀的硬質(zhì)合金，再在其上填充粉末。使用超高壓發(fā)生裝置，于50kb、1440℃下燒結(jié)30分鐘。再經(jīng)磨削除去燒結(jié)后的Mo制容器。得到如圖2所示的由中間的硬質(zhì)合金層21和CBN燒結(jié)體層22a和22b構(gòu)成的復(fù)合燒結(jié)體。此時(shí)硬質(zhì)合金層21的厚度為2.0-2.3mm，CBN燒結(jié)體層22a和22b的厚度分別為2.3-2.5mm。對(duì)CBN燒結(jié)體層進(jìn)行X線衍射分析，測出CBN、TiN、AlN、TiB2、AlB2和作為雜質(zhì)的Co、Fe。
接著將該復(fù)合燒結(jié)體沿圖3A的上表面上所示的線用電火花線切割機(jī)切斷，切出呈圖3B所示刀頭形狀的復(fù)合燒結(jié)體，將其用磨床進(jìn)一步加工，形成具有圖1A所示大致正方形的主面形狀的切削用燒結(jié)體刀頭23，該切削用燒結(jié)體刀頭23具有由硬質(zhì)合金構(gòu)成的中間層24和由CBN燒結(jié)體構(gòu)成的第1和第2層25a、25b，由上下兩面夾位中間層24中間層24的形成使得其包含切削用刀頭的前面重心部和切削用刀頭全體的重心部。與切削有關(guān)的全部刀尖R和后面，在切削用燒結(jié)體刀頭的各角部的第1和第2層表面上形成。
對(duì)于這樣形成的多個(gè)切削用燒結(jié)體刀頭中的一部分，如圖4A所示的那樣，在中間層24的中央形成用螺絲連接固定到刀桿上用的通孔26，另一部分如圖4B所示那樣，以不形成通孔26的原樣狀態(tài)，將圖6A、6C所示的切削用燒結(jié)體刀頭23通過墊板27固定在刀桿28上。
在將切削用燒結(jié)體刀頭23固定到刀桿28上時(shí)，如圖6A、6B所示的那樣，將夾緊部件29旋夾在刀桿28上面，并壓住切削用燒結(jié)體刀頭23，防止切削用燒結(jié)體刀頭23從刀桿28上脫開。另外，在圖6A中示出了用切削用燒結(jié)體刀頭23切削旋轉(zhuǎn)的被切削材料30的狀態(tài)的側(cè)面圖。
作為本實(shí)施例的切削用燒結(jié)體刀頭23的型號(hào)，采用ISO標(biāo)準(zhǔn)的SNMN090208和SNGN090208，無論何種刀頭，均將由圖11A說明其定義的刀尖R半徑定作0.8mm。
關(guān)于刀桿26的形狀，將切刃傾角和橫前角分別設(shè)定為-5°和-6°。另外，用圖11B說明的負(fù)臺(tái)肩面(NL)的形狀，都設(shè)定為θ角為25°，寬L為0.1mm。
作為比較用的試料，使用與本實(shí)施例相同的混合粉末形成燒結(jié)體，對(duì)其施加釬焊和成形加工，形成圖10A、10B和圖9A所示形狀的切削用刀頭11a、11b和10a，對(duì)于這些比較用的切削用刀頭的刀尖R和刀桿形狀，均設(shè)定為與上述本實(shí)施例的相同。圖10A和10B所示的切削用刀頭11a和11b，通過墊板13a、13b將刀尖部14a、14b經(jīng)釬焊接合固定在硬質(zhì)合金的刀頭本體12a、12b上使用以上這樣形成的各個(gè)切削用刀頭23，按以下條件進(jìn)行切削試驗(yàn)。
被切削材料硬度HRC60的SKD11材料的圓棒；外圓切削速度180m/分，進(jìn)刀量0.4mm，送刀量0.25mm；干式切削20分鐘。
切削試驗(yàn)結(jié)果示于下面表1中。
表1
注試樣No.1-1，1-2本發(fā)明例1-3～1-5比較例實(shí)施例2首先，采用與上述實(shí)施例1同樣的方法，將CBN粉末60％(體積)、其余部分由TiC和AlN、TiB2、AlB2、WC和不可避免雜質(zhì)組成的燒結(jié)體層，夾著由金屬M(fèi)o構(gòu)成的中間層32，對(duì)具有這樣構(gòu)造的夾層狀CBN燒結(jié)體進(jìn)行電火花線切割加工和成形加工，形成圖1B所示的大致正三角形刀頭形狀(JIS標(biāo)準(zhǔn)，TNGN型)的切削用刀頭31。
各切削用刀頭的由CBN燒結(jié)體構(gòu)成的第1和第2層33a、33b的厚度(圖1B所示的尺寸t1，t2)，通過形成燒結(jié)體時(shí)的粉末填充量和線切割及研磨工序設(shè)定其大小。而刀頭整體的厚度(圖1B所示的尺寸T)則通過線切割和對(duì)上下面的研磨得到所希望的大小。另外，這些切削用刀頭全部按照刀尖R半徑為1.2mm，NL面的形狀為θ＝25°，寬L＝0.1mm進(jìn)行刀尖處理。再按圖6C所示那樣，將切削用刀頭31通過墊板27連接固定在刀桿28上，將壓板部件29壓緊在刀桿28上并壓住切削用刀頭31。
作為比較例，使用與本實(shí)施例同樣組成的燒結(jié)體，形成釬焊的切削用刀頭。
接著，使用所形成的切削用刀頭進(jìn)行以下的切削試驗(yàn)。
被切削材料硬度HB 200的FCD 500材圓棒外圓切削速度400m/分，進(jìn)刀量0.5mm，送刀量0，2mm，干式切削切削試驗(yàn)結(jié)果示于下面的表2中，另外，下述表2中，試樣No.2-9是作為比較例形成的釬焊刀頭。
表2
<p>實(shí)施例3首先，按與上述實(shí)施例1同樣的方法，將CBN 88％(體積)、其余部分由Co、W的硼化物、碳化物和AlN及不可避免雜質(zhì)構(gòu)成的燒結(jié)體層，夾著由下列表3所示的硬質(zhì)合金、鐵系金屬和高熔點(diǎn)金屬中的任何一種所構(gòu)成的中間層，形成夾層狀燒結(jié)體。再將所形成的燒結(jié)體中的一部份在其界面上設(shè)TiN。然后，對(duì)所形成的復(fù)合燒結(jié)體用電火花線切割加工機(jī)進(jìn)行電火花加工，切出刀頭，測定其界面強(qiáng)度。
在本實(shí)施中，不進(jìn)行圖11B所示的NL面的加工。
作為比較例，還測定將下列表3的試樣No.3-6所示的硬質(zhì)合金彼此釬焊后的試樣的釬焊面強(qiáng)度。釬焊用的焊料使用市售的銀焊料。
測定結(jié)果列于以下表3中。
表3
由表3所示的結(jié)果可知，與比較例試樣No.3-6相比，不論有無該界面，本實(shí)施例的試樣都具有高的剪切強(qiáng)度。
實(shí)施例4首先，將金剛石85％(體積)、其余部分由Co和WC及不可避免雜質(zhì)所構(gòu)成的燒結(jié)體層按夾著由金屬M(fèi)o構(gòu)成的中間層的位置接合，形成夾層狀的燒結(jié)體。然后，用電火花線切割加工機(jī)切割該燒結(jié)體，再進(jìn)行成形加工，形成切削用刀頭。
此外，本實(shí)施例中不進(jìn)行圖11B所示的NL面的加工，一般地在具有金剛石燒結(jié)體切刃的刀頭的場合不進(jìn)行NL面的加工。
接著，使用所形成的切削用刀頭進(jìn)行以下的切削試驗(yàn)。
被切削材料含Si 18％的鋁合金圓棒外圓切削速度900m/分，進(jìn)刀量1.0mm，送刀量0.2mm，干式切削作為比較，還用市售釬焊刀頭進(jìn)行切削試驗(yàn)。
切削試驗(yàn)的結(jié)果是，使用本實(shí)施例的切削用刀頭可進(jìn)行60分鐘無損傷的切削加工，與此相對(duì)照，使用比較用刀頭切削加工進(jìn)行到35分鐘時(shí)，燒結(jié)體由釬焊部位脫落。
實(shí)施例5首先，按照CBN粉末為60％(體積)、其余部分由TiCN、Al、WC和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成這樣的配比制備混合粉末。接著，將該粉末填充到Mo制容器中，壓平后，插入圓盤狀的硬質(zhì)合金，再在其上填充粉末，使用超高壓發(fā)生裝置于50kb、1450℃下燒結(jié)30分鐘。經(jīng)磨削除去燒結(jié)的該Mo制容器，得到如圖2所示的由中間的硬質(zhì)合金層21和CBN燒結(jié)體層22a、22b構(gòu)成的復(fù)合燒結(jié)體。此時(shí)，硬質(zhì)合金層21的厚度為1.8-2.0mm，CBN燒結(jié)體層22a、22b的厚度分別為2.0-2.2mm。經(jīng)X射線衍射分析CBN燒結(jié)體層，檢測CBN、TiCN、AlN、TiB2、AlB2、WC、Al2O3和作為不可避免雜質(zhì)的Co、Fe。
接著，對(duì)該復(fù)合燒結(jié)體經(jīng)過與上述實(shí)施例1場合同樣的工序，形成具有圖1A所示大致正方形主面形狀的切削用燒結(jié)體刀頭23。該切削用燒結(jié)體刀頭23的中間層24，第1和第2層25a、25b，刀尖R和后刀面的基本結(jié)構(gòu)與上述實(shí)施例1的場合相同，其具體的形狀尺寸為主面為內(nèi)接圓半徑6mm的大致正方形，厚度2.5mm，呈立方體，刀尖R半徑為0.8mm。
在這樣所形成的切削用燒結(jié)體刀頭的表面上，用PVD法或CVD法等形成下述表4至表6所示的被覆層。在圖12A-D中示出了為說明試樣4-8、4-11、4-12被覆層狀態(tài)的模式的斷面圖。圖12A所示的結(jié)構(gòu)，在由WC-Co構(gòu)成的硬質(zhì)合金層61和CBN燒結(jié)體62的復(fù)合燒結(jié)體的表面上形成了未疊層的被覆層63，試樣4-8具有這樣的結(jié)構(gòu)。另外，圖12B中示出了具有疊層的被覆層64的結(jié)構(gòu)。該被覆層64在由超微粒子疊層膜構(gòu)成的場合，有著如圖12C中放大表示的粒子狀晶體結(jié)構(gòu)，而在由超晶格疊層化合物膜構(gòu)成的場合則具有如圖12D中放大表示的呈柱狀晶的晶體結(jié)構(gòu)。也就是說，試樣4-11具有圖12C所示的被覆層，而試樣4-12具有圖12D所示的被覆層。
試樣4-1至4-10和試樣4-17至4-20采用通常的電弧離子鍍PVD法形成。試樣4-11至4-16和試樣4-21、4-22則通過以下工序形成。即首先在圖13所示的電弧離子鍍裝置內(nèi)，形成真空度成為10-5托的氣氛，然后導(dǎo)入Ar氣，一邊保持10-2托的氣氛，一邊加熱到400℃，并且一邊使基材保持器旋轉(zhuǎn)，一邊在刀頭上加800V的電壓清洗表面。隨后，將Ar氣排出，以100-300cc/分的速率導(dǎo)入N2氣、C2H2氣、O2氣。再通過真空電弧放電，將Ti、Zr、Cr、Nb、B、Si、Al中的兩種以上的靶蒸發(fā)使之離子化，從而在刀頭上分別交疊形成TiN層和AlN層、TiN層和Si3N4層、NbC層和AlN層、CrN層和AlN層、TiC層和AlN層、TiCN層和AlN層、ZrN層和AlN層、TiN層和BN層。研磨表面后，進(jìn)行X射線衍射測定，結(jié)果全部超晶格疊層化合物膜的X射線衍射圖均顯示為立方晶結(jié)構(gòu)。全部超微粒子疊層膜的X射線衍射圖均顯示為混合層。
另外，作為比較用，使用同樣的粉末形成圖9A所示的不具有釬焊部的過去的刀具，以及圖8A、圖10A、10B所示的釬焊刀頭。
將這樣形成的切削用燒結(jié)體刀頭的試樣4-1至4-25在以下條件下進(jìn)行切削試驗(yàn)。
被切削材料硬度HRC 60的滲碳淬火的SCM 415材料。
切削速度150m/分，進(jìn)刀量0.2mm，送刀量0.1mm/轉(zhuǎn)干式切削40分鐘作為試驗(yàn)結(jié)果，將切削試驗(yàn)后的后刀面磨損幅度示于下列表4至表6中。另外，圖11C表示后刀面磨損幅度W1和月牙洼磨損幅度W2的定義。
表4
表5
表6
<p>正如由表4至表6的結(jié)果所看到的那樣，形成本實(shí)施例被覆層的試樣4-2、4-3和4-17～4-19，與比較例4-23相比，使用過的角部容易判別，試樣4-5～4-7與比較例4-23相比，使用過的角部容易判別。與比較例4-23、4-24相比耐磨損性大幅度提高。試樣4-8～4-16與比較例4-23、4-24相比耐磨性大幅度提高。試樣4-20～4-22與比較例4-23、4-24相比，除使用過的角部容易判別外，耐磨損性大幅度提高。試樣4-1在被覆處理后CBN燒結(jié)體部的后刀面和前刀面同時(shí)顯示黑色，對(duì)使用過的角部加以判別不可能。試樣4-4在切削開始5分鐘后被覆層缺損，由這樣的結(jié)果可知，后刀面上的被覆層膜厚以0.1-10μm為宜。試樣4-25在切削開始30分鐘后發(fā)生釬焊脫離。
實(shí)施例6采用與實(shí)施例5的場合同樣的方法，形成具有含CBN 85％(體積)、其余部分為W和Co的硼化物和碳化物、TiN、Al和Ti的硼化物、AlN及不可避免雜質(zhì)的CBN燒結(jié)體的疊層結(jié)構(gòu)的復(fù)合燒結(jié)體。在填充粉末時(shí)加入Ti金屬箔，在由硬質(zhì)合金構(gòu)成的中間層與CBN燒結(jié)體的界面，形成由高熔點(diǎn)金屬Ti構(gòu)成的界面層。接著，由該復(fù)合燒結(jié)體形成圖5所示的主面形狀的為三角形的切削用燒結(jié)體刀頭。采用電弧離子鍍PVD法或等離子CVD法，在該切削用燒結(jié)體刀頭上形成表7和表8所示的被覆層。刀尖的刀尖R半徑定為1.2mm，按以下條件進(jìn)行SKH51的高效率切削。如試樣5-6所顯示的那樣，僅在前刀面設(shè)置被覆層的場合，在被覆后僅對(duì)后刀面進(jìn)行研磨處理。從而形成切削用燒結(jié)體刀頭全體。試樣5-1、5-2和5-7使用中溫CVD法，在爐內(nèi)溫度800℃、爐內(nèi)壓力30托，反應(yīng)氣體組成為95.4％(體積)H2、4％(體積)TiCl4、0.6％(體積)CH3CN，反應(yīng)時(shí)間6小時(shí)的條件下形成TiCN層。然后，用通常的CVD法形成Al2O3單層膜或?qū)iCN層和Al2O3層2層以上疊層的多層膜。試樣5-3～5-6和試樣5-8，與實(shí)施例5同樣通過電弧蒸發(fā)方式離子鍍PVD法和圖13所示的電弧離子鍍法進(jìn)行第1層的被覆，然后用別的成膜裝置通過通常的熱CVD法被覆最外層。為進(jìn)行比較，在圖8B所示的釬焊型刀頭上，和在圖5所示的中間層與CBN燒結(jié)體之間不含界面層的切削用燒結(jié)體刀頭上也施加被覆處理，然后進(jìn)行切削試驗(yàn)。
被切削材硬度HRC 64的SKH51圓棒外圓切削速度80m/分，進(jìn)刀量0.75mm，送刀量0.1mm/轉(zhuǎn)濕式切削15分鐘作為切削試驗(yàn)的結(jié)果，將切削試驗(yàn)后的后刀面磨損幅度(圖11C所示的W1)和月牙洼磨損幅度(圖11所示的W2)列于下面的表7和表8中。
表7<
注后刀面磨損幅度欄的( )內(nèi)數(shù)值表示邊界磨損。
表8<
>注后刀面磨損幅度欄內(nèi)的( )內(nèi)的數(shù)值表示邊界磨損。
由試樣5-1、5-2的結(jié)果可知，前刀面的被覆層厚以0.1-15μm為適宜。而由試樣5-1和5-3～5-8的結(jié)果可知，對(duì)于抑制月牙洼的磨損來說，Al2O3最為適宜，另外還知道Al2O3層和TiCN層2層以上疊層的多層膜由于耐積屑性優(yōu)良而更加適宜。由試樣5-6的結(jié)果可知，僅在前刀面被覆可減輕邊界磨損。由試樣5-9、5-10的結(jié)果可知，在象本實(shí)施例進(jìn)行切削阻力高的切削場合，在由硬質(zhì)合金構(gòu)成的中間層與CBN燒結(jié)體的界面處形成由高熔點(diǎn)金屬Ti構(gòu)成的界面層時(shí)，具有優(yōu)良的強(qiáng)度。
實(shí)施例7在由實(shí)施例4和實(shí)施例6中所用的金剛石燒結(jié)體或CBN燒結(jié)體構(gòu)成的切削用燒結(jié)體刀頭的后刀面和前刀面上，逐個(gè)被覆8μm TiCN層，使用這樣的燒結(jié)體刀頭進(jìn)行以下的切削試驗(yàn)、首先，作為被切削材使用FCD 550材和16％ Si-Al合金以2∶3的切削比例組合的圓棒，其外圓切削速度為250m/分，進(jìn)刀量0.25mm，送刀量O.2mm/轉(zhuǎn)，干式切削15分鐘。為進(jìn)行比較，還對(duì)沒有被覆層的實(shí)施例4和實(shí)施例6所用的由金剛石燒結(jié)體或CBN燒結(jié)體所構(gòu)成的切削用燒結(jié)體刀頭進(jìn)行切削試驗(yàn)，其結(jié)果列于表9中。
表9
由試樣6-1～6-4的結(jié)果可知，通過在使用金剛石燒結(jié)體或CBN燒結(jié)體的切削用燒結(jié)體刀頭上施加被覆處理，使得在鐵系材料和非鐵材料的共切削中，提供了優(yōu)良的刀具壽命。
此外，上述各實(shí)施例中所說明的切削用燒結(jié)體刀頭的結(jié)構(gòu)及其制造方法，不過是為展示有代表性的實(shí)施例，在不超出權(quán)利要求范圍中記載的與本發(fā)明等同范圍的界限之內(nèi)，可采取其它種種方式是不言而喻的。
權(quán)利要求
1.切削用燒結(jié)體刀頭，其特征在于，它是覆合燒結(jié)體刀頭，具有由選自硬質(zhì)合金，鐵系金屬和高熔點(diǎn)金屬的材料構(gòu)成的中間層以及與上述中間層燒結(jié)接合的，由含立方晶氮化硼或金剛石的硬質(zhì)燒結(jié)體構(gòu)成的第1層和第2層，上述中間層配置在被該兩層由上、下兩側(cè)夾住的位置，其正面和背面構(gòu)成前刀面，與切削有關(guān)的全部刀尖R和后刀面在第1層和第2層上形成，上述中間層包含前刀面的重心部和刀頭整體的重心。
2.權(quán)利要求1記載的切削用燒結(jié)體刀頭，其中，在上述中間層與上述第1及第2層的界面上，具有選自由周期表4a、5a和6a族元素組成的組中的至少1種金屬或由選自該組的至少1種金屬的氮化物、碳化物、氧化物及其固溶體中選擇的至少1種化合物的層。
3.權(quán)利要求1或2記載的切削用燒結(jié)體刀頭，其中，上述第1和第2層的上下方向的厚度分別為1.0mm以上、4.0mm以下。
4.權(quán)利要求1或2記載的切削用燒結(jié)體刀頭，其中，上述復(fù)合燒結(jié)體刀頭的厚度，即構(gòu)成前刀面的正面與背面間的距離為1.5mm以上、5.0mm以下。
5.權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)記載的切削用燒結(jié)體刀頭，其中，僅在前刀面上，或在前刀面和后刀面兩個(gè)表面上，形成選自由周期表4a、5a、6a族元素和Al、Si、B元素組成的組中的至少1種元素或由選自該組中的至少1種金屬的氮化物、碳化物、氧化物及其固溶體中選擇的至少1種化合物構(gòu)成的被覆層。
6.權(quán)利要求5記載的切削用燒結(jié)體刀頭，其中，上述被覆層由(Ti，Al)N膜構(gòu)成。
7.權(quán)利要求5記載的切削用燒結(jié)體刀頭，其中，上述被覆層由具有TiN層和AlN層反復(fù)疊層的結(jié)構(gòu)、作為整體具有立方晶型的X射線衍射圖、疊層的各層厚度為0.2nm以上、20nm以下的超晶格疊層化合物構(gòu)成。
8.權(quán)利要求5記載的切削用燒結(jié)體刀頭，其中，上述被覆層由至少具有TiN層和AlN層2層、構(gòu)成上述被覆層的各層由粒徑1nm以上、50nm以下的超微粒子構(gòu)成、上述各層厚度為1nm以上、60nm以下的超微粒疊層膜構(gòu)成。
9.權(quán)利要求5記載的切削用燒結(jié)體刀頭，其中，上述被覆層由選自Ti的氮化物、碳化物、氧化物及其固溶體中的至少一種化合物構(gòu)成。
10.權(quán)利要求6至9中任一項(xiàng)記載的切削用燒結(jié)體刀頭，其中，在上述被覆層的表面上被覆Al2O3單層膜或被覆將Al2O3層和TiCN層2層以上疊層的多層膜。
11.權(quán)利要求6至9中任一項(xiàng)記載的切削用燒結(jié)體刀頭，其中，僅在上述被覆層中的前面上形成的部份表面上，被覆Al2O3單層膜或被覆將Al2O3層和TiCN層2層以上疊層的多層膜。
12.權(quán)利要求6至8中任一項(xiàng)記載的切削用燒結(jié)體刀頭，其中，在構(gòu)成上述被覆層的疊層的層中的最外層是TiN層。
13.權(quán)利要求6至12中任一項(xiàng)記載的切削用燒結(jié)體刀頭，其中，上述被覆層的合計(jì)膜厚，在構(gòu)成前刀面的位置為0.1μm以上、15μm以下，在構(gòu)成后刀面的位置為0.1μm以上、10μm以下。
14.切削用燒結(jié)體刀頭的制造方法，其特征在于，該方法具有以下工序形成具有由含立方晶氮化硼或金剛石的硬質(zhì)燒結(jié)體構(gòu)成的上層和下層，以及由選自硬質(zhì)合金、鐵系金屬和高熔點(diǎn)金屬所構(gòu)成的組中的材料構(gòu)成的、夾在上述上層和下層之間的中間層的疊層狀燒結(jié)體的工序；對(duì)上述疊層狀燒結(jié)體進(jìn)行電火花加工，沿與上述上層和下層垂直并彼此垂直的4個(gè)面切斷，切出上述上層、中間層和下層沿縱向排列的立方體的復(fù)合燒結(jié)體的工序；以及對(duì)切出的上述復(fù)合燒結(jié)體刀頭進(jìn)行研磨加工或電火花加工，按照與切削有關(guān)的全部刀尖R和后刀面由上述上層和下層構(gòu)成，上述中間層包含前刀面的重心部和刀頭整體的重心的方式形成切削用燒結(jié)體刀頭的工序。
15.權(quán)利要求14記載的切削用燒結(jié)體刀頭的制造方法，其中，還具有以下工序，即采用物理鍍膜方法或化學(xué)鍍膜方法，在燒結(jié)體刀頭的僅前刀面上或在前刀面和后刀面兩個(gè)面上，形成選自由周期表4a、5a、6a族元素、Al、Si和B構(gòu)成的組中的至少1種金屬或選自該組的至少1種元素的氮化物、碳化物、氧化物及其固溶體中的至少一種化合物所構(gòu)成的被覆層。
全文摘要
本發(fā)明是可延長壽命且成本低的切削用燒結(jié)體刀頭。它有由立方晶格的氮化硼或金剛石結(jié)構(gòu)的硬質(zhì)燒結(jié)體構(gòu)成的第1層25a、33a和第2層25b、33b以及夾于其中，由硬質(zhì)合金或鐵系金屬或高熔點(diǎn)金屬構(gòu)成的中間層24、32。使其正面和背面形成前刀面。在第1層和第2層上形成與切削有關(guān)的刀尖R和后刀面。中間層包含前刀面的重心和刀頭整體的重心。在前刀面和后刀面的表面上形成由周期表4a，5a，6a族元素的氮化物等構(gòu)成的被覆層。
文檔編號(hào)B23B27/20GK1137959SQ9512178
公開日1996年12月18日 申請(qǐng)日期1995年12月1日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月1日
發(fā)明者后藤光宏, 久木野曉, 菊谷寬一, 中井哲男 申請(qǐng)人:住友電氣工業(yè)株式會(huì)社