表7中示出在上述測定并算出的各值。
[0180] 另外，如下更具體說明上述晶粒直徑的測定法、及粒徑為0. 1 μπι以下的晶粒所占 的晶粒直徑長度比例的測定法。
[0181] 在對包括包覆工具的切削刃前端的刀尖部在內(nèi)的后刀面的剖面進行研磨加工之 后，用SEM像觀察了其剖面。作為測定條件，使用了觀察倍率：10000倍、加速電壓：3kV的條 件。在測定中使用了從硬質(zhì)包覆層表面在深度為0.5 μπι的區(qū)域形成的各晶粒。引出與工 具基體表面（后刀面）平行的直線，將直線和晶界的交點之間的距離定義為粒徑。另外，弓丨 出與工具基體表面（后刀面）平行的直線的位置設(shè)為在各晶粒中成為最長的晶粒直徑的位 置。在從后刀面上的刀尖起距離100 μπι的位置為止的范圍內(nèi)，作為具體的測定點，在后刀 面上的刀尖的正上方、及在后刀面上從刀尖起距離50 μm的位置、及從刀尖起距離100 μm 的位置這三個部位，測定了存在于寬度為IOym的范圍內(nèi)的晶粒的晶粒直徑，另外，將該三 個部位的平均晶粒直徑的平均值設(shè)為表面粒徑。當在寬度10 ym的區(qū)域測定粒徑時，使 用了以各測定部位（從后刀面的刀尖的距離為50μπι、100μπι的位置）為中心，在刀尖側(cè) 5 ym、刀尖的相反側(cè)5 μπι的區(qū)域所存在的晶粒。但是，在后刀面上的刀尖的測定部位，以從 刀尖起距離5 μ m的位置為中心，在刀尖側(cè)5 μ m、刀尖的相反側(cè)5 μ m的寬度為10 μ m的范圍 內(nèi)進行了測定。并且，即使關(guān)于從硬質(zhì)包覆層內(nèi)的工具基體與硬質(zhì)包覆層的界面在厚度為 0. 5 μL?的區(qū)域形成的各晶粒，也以相同的方法算出界面粒徑。
[0182] 并且，粒徑為0. 1 μπι以下的晶粒所占的晶粒直徑長度比例的測定方法，使用了在 測定上述粒徑的界面三個部位、及在表面三個部位所測定的晶粒直徑的所有測定數(shù)據(jù)。將 相對于所測定的所有的晶粒直徑之和的具有〇. I ym以下的粒徑的晶粒的晶粒直徑之和， 設(shè)為粒徑為0.1 yrn以下的晶粒所占的晶粒直徑長度比例。
[0183]
[0184]


[0186] 接著，關(guān)于上述本發(fā)明BI~BlO及比較例BI~BlO的立銑刀，實施了在下述條 件（稱為切削條件A)下的高硬度鋼（在JIS G4404 :2006中規(guī)定的SKD61 (對應(yīng)于ISO的 40CrM〇V5,洛氏硬度HRC52))的側(cè)面切削加工試驗。
[0187] 工件-平面尺寸：100mmX250mm、厚度：50mm 的 JIS · SKD61 (HRC52)的板材，
[0188] 轉(zhuǎn)速：17000min. \
[0189] 縱向切深量：2. 0mm，
[0190] 橫向切深量：0.3mm，
[0191] 進給速度（每1刃）：0· 05mm/刃，
[0192] 切削長度：250m，
[0193] 切削方式：吹氣，
[0194] 另外，實施了在下述條件（稱為切削條件B)下的高硬度鋼（在JIS G4404 :2006 中規(guī)定的SKDll (對應(yīng)于AISI的D2、HRC60))的側(cè)面切削加工試驗。
[0195] 工件-平面尺寸：IOOmmX 250mm、厚度：50mm 的 JIS · SKDll (HRC60)的板材，
[0196] 轉(zhuǎn)速：5400min. \
[0197] 縱向切深量：2. 0mm，
[0198] 橫向切深量：0.2mm，
[0199] 進給速度（每1刃）：0· 05mm/刃，
[0200] 切削長度：30m，
[0201] 切削方式：吹氣，
[0202] 并且，在任一的側(cè)面切削加工試驗中，均測定切削刃的后刀面磨損寬度。
[0203] 該測定結(jié)果在表8中示出。
[0204] 另外，側(cè)面切削加工試驗是指在上述切削加工條件下加工對象工件的側(cè)面，并評 價此時工具的損傷情況的試驗。
[0205] [表 8]
[0207](表中，比較例欄的（※丨為因崩刀或磨損的原因而達到使用壽命（后刀面磨損寬 度0. lmm)為止的切削長度（m))
[0208] 從表6所示的結(jié)果，本發(fā)明包覆工具（本發(fā)明Al~A10)將由（Al，Cr，Si) N層構(gòu) 成的硬質(zhì)包覆層的粒狀晶粒的表面粒徑、界面粒徑設(shè)定為特定的數(shù)值范圍。并且，在從后刀 面上的刀尖起距離100 μ m的位置為止的范圍內(nèi)的粒徑為0. 1 μ m以下的晶粒所占的晶粒直 徑長度比例設(shè)定為20%以下。因此，如表8所示，本發(fā)明包覆工具（本發(fā)明Al~A10)在淬 火鋼等高硬度鋼的切削加工中，發(fā)揮優(yōu)異的耐崩刀性和優(yōu)異的耐磨性。
[0209] 與此相對，在比較例包覆工具（比較例Al~A10)中，如表7所示，硬質(zhì)包覆層的 結(jié)構(gòu)偏離本發(fā)明中規(guī)定的范圍。因此，如表8所示，在比較例包覆工具（比較例Al~A10) 中，由于產(chǎn)生崩刀或耐磨性的降低，因此在比較短時間內(nèi)達到使用壽命。
[0210] 以上，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行了說明，但本發(fā)明并不限定于這些實施例。在不 脫離本發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)，可進行結(jié)構(gòu)的補充、省略、置換、以及其他變更。本發(fā)明并不受 限于前述說明，而僅受限于權(quán)利要求書。
[0211] 并且，在本發(fā)明的包覆工具中的硬質(zhì)包覆層中也可以含有不可避免雜質(zhì)，實際上， 只要各層具有權(quán)利要求書內(nèi)所記載的組成即可。
[0212] 如上所述，本發(fā)明的包覆工具在供淬火鋼等高硬度鋼的切削加工中使用時，長期 顯示出優(yōu)異的切削性能，因此能夠充分地應(yīng)對切削加工裝置的FA化、和切削加工的節(jié)省人 力化及節(jié)能化，進而能夠充分應(yīng)對低成本化。
[0213] 符號說明
[0214] 1-工具基體，12-后刀面，13-前刀面，14-硬質(zhì)包覆層，15-刀尖部，100-電弧離子 鍍裝置（AIP裝置），101-轉(zhuǎn)臺，102-加熱器，103-反應(yīng)氣體導(dǎo)入口，104-排氣口，111-陽 極電極，112-陽極電極，113-陰極電極，114-陰極電極，115-電弧電源，116-電弧電源， 117-偏置電源，121-后刀面刀尖，131-前刀面刀尖。
【主權(quán)項】
1. 一種表面包覆切削工具，其在由碳化鎢基硬質(zhì)合金構(gòu)成的工具基體的表面蒸鍍形成 有平均層厚為2~10 ym的硬質(zhì)包覆層，所述表面包覆切削工具的特征在于， (a) 硬質(zhì)包覆層由Al、Cr及B的復(fù)合氮化物層構(gòu)成，且在該層中，在Al、Cr及B的總量 中Cr所占的含有比例以原子比計為0. 2~0. 45, B所占的含有比例以原子比計為0. 01~ 0. 1 ； (b) 在從上述包覆工具的后刀面上的刀尖起距離IOOym的位置為止的范圍內(nèi)，硬質(zhì)包 覆層具有粒狀晶體組織，另外，硬質(zhì)包覆層表面的粒狀晶粒的平均粒徑為0. 1~0. 4 y m，并 且，工具基體與硬質(zhì)包覆層的界面上的粒狀晶粒的平均粒徑比硬質(zhì)包覆層表面的粒狀晶粒 的平均粒徑小0. 02~0.1 ym，而且，粒徑為0.1 ym以下的晶粒所占的晶粒直徑長度比例為 20%以下。2. -種表面包覆切削工具，其在由碳化鎢基硬質(zhì)合金構(gòu)成的工具基體的表面蒸鍍形成 有平均層厚為2~10 ym的硬質(zhì)包覆層，所述表面包覆切削工具的特征在于， (a) 硬質(zhì)包覆層由Al、Cr及Si的復(fù)合氮化物層構(gòu)成，且在該層中，在Al、Cr及Si的總量 中Cr所占的含有比例以原子比計為0. 2~0. 45, Si所占的含有比例以原子比計為0. 01~ 0. 15 ； (b) 在從上述包覆工具的后刀面上的刀尖起距離IOOym的位置為止的范圍內(nèi)，硬質(zhì)包 覆層具有粒狀晶體組織，另外，硬質(zhì)包覆層表面的粒狀晶粒的平均粒徑為0. 1~0. 4 y m，并 且，工具基體與硬質(zhì)包覆層的界面上的粒狀晶粒的平均粒徑比硬質(zhì)包覆層表面的粒狀晶粒 的平均粒徑小0. 02~0.1 ym，而且，粒徑為0.1 ym以下的晶粒所占的晶粒直徑長度比例為 20%以下。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的表面包覆切削工具，其特征在于， 在從上述包覆工具的后刀面上的刀尖起距離100 ym的位置為止的范圍內(nèi)，晶粒的平 均縱橫尺寸比為1以上且6以下。4. 一種表面包覆切削工具的制造方法，所述表面包覆切削工具在由碳化鎢基硬質(zhì)合金 構(gòu)成的工具基體的表面蒸鍍形成有硬質(zhì)包覆層，其中， 所述硬質(zhì)包覆層由Al、Cr及B的復(fù)合氮化物層構(gòu)成，且在該層中，在Al、Cr及B的總量 中Cr所占的含有比例以原子比計為0. 2~0. 45, B所占的含有比例以原子比計為0. 01~ 0? 1， 將所述工具基體的溫度維持在370~450°C，使所述工具基體自轉(zhuǎn)及公轉(zhuǎn)，在Al-Cr-B 合金革E與所述工具基體之間施加累計磁力為40~150mTXmm的磁場的同時，在所述工具基 體的表面蒸鍍所述硬質(zhì)包覆層。5. -種表面包覆切削工具的制造方法，所述表面包覆切削工具在由碳化鎢基硬質(zhì)合金 構(gòu)成的工具基體的表面蒸鍍形成有硬質(zhì)包覆層，其中， 所述硬質(zhì)包覆層由Al、Cr及Si的復(fù)合氮化物層構(gòu)成，且在該層中，在Al、Cr及Si的 總量中Cr所占的含有比例以原子比計為0. 2~0. 45, Si所占的含有比例以原子比計為 0? 01 ~0? 15， 將所述工具基體的溫度維持在370~450°C，使所述工具基體自轉(zhuǎn)及公轉(zhuǎn)，在Al-Cr-Si 合金革E與所述工具基體之間施加累計磁力為40~150mTXmm的磁場的同時，在所述工具基 體的表面蒸鍍所述硬質(zhì)包覆層。6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的表面包覆切削工具的制造方法，其中， 在所述工具基體的表面蒸鍍所述硬質(zhì)包覆層的同時，對所述工具基體施加偏置電壓。7. 根據(jù)權(quán)利要求4至6中任一項所述的表面包覆切削工具的制造方法，其中， 在所述工具基體的表面蒸鍍所述硬質(zhì)包覆層之前，對所述工具基體施加偏置電壓的 同時，使電弧放電在Ti電極與陽極電極之間產(chǎn)生，由此對所述工具基體的表面進行轟擊清 洗。
【專利摘要】本發(fā)明的表面包覆切削工具，其在由碳化鎢基硬質(zhì)合金構(gòu)成的工具基體的表面蒸鍍形成有平均層厚為2～10μm的硬質(zhì)包覆層，其中，(a)硬質(zhì)包覆層由Al、Cr及B的復(fù)合氮化物層構(gòu)成，且在該層中，在Al、Cr及B的總量中Cr所占的含有比例以原子比計為0.2～0.45，B所占的含有比例以原子比計為0.01～0.1；(b)在從上述包覆工具的后刀面上的刀尖起距離100μm的位置為止的范圍內(nèi)，硬質(zhì)包覆層具有粒狀晶體組織，另外，硬質(zhì)包覆層表面的粒狀晶粒的平均粒徑為0.1～0.4μm，并且，工具基體與硬質(zhì)包覆層的界面上的粒狀晶粒的平均粒徑比硬質(zhì)包覆層表面的粒狀晶粒的平均粒徑小0.02～0.1μm，而且，粒徑為0.1μm以下的晶粒所占的晶粒直徑長度比例為20％以下。
【IPC分類】B23B51/00, B23B27/14, B23C5/16
【公開號】CN105008074
【申請?zhí)枴緾N201480009840
【發(fā)明人】大上強, 橋本達生
【申請人】三菱綜合材料株式會社
【公開日】2015年10月28日
【申請日】2014年3月18日