專利名稱：切削工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由金屬陶瓷燒結(jié)體構(gòu)成的切削工具。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在，作為切削工具或耐磨構(gòu)件、滑動構(gòu)件等要求耐磨損性和滑動性、耐缺損性的 部件，以WC為主成分的超硬合金和以Ti為主成分的金屬陶瓷(Ti基金屬陶瓷)等的燒結(jié) 合金廣泛應(yīng)用。對于這些燒結(jié)合金，為了改善其性能，新材料的開發(fā)在繼續(xù)，對于金屬陶瓷 也在嘗試其特性的改善。例如，在專利文獻1中公開了通過與內(nèi)部相比減少含氮TiC基金屬陶瓷的表面部 的結(jié)合相(鐵族金屬)濃度增加表面部的硬質(zhì)相的存在比率，由此，使燒結(jié)體表面部殘存 30kgf/mm2以上的壓縮殘留應(yīng)力，提高耐磨損性、耐缺損性、耐熱沖擊性。另外，在對比文件 2中公開了作為WC基超硬合金的主結(jié)晶的WC粒子具有120kgf/mm2以上的壓縮殘留應(yīng)力， 由此，WC基超硬合金具有高強度，耐缺損性優(yōu)異。專利文獻1 特開平05-9646號公報專利文獻2 特開平06-17182號公報但是，如上述專利文獻1，在使表面和內(nèi)部的結(jié)合相的含量產(chǎn)生差使金屬陶瓷燒結(jié) 體產(chǎn)生殘留應(yīng)力的方法中，由于結(jié)合相占金屬陶瓷整體的含有比率小，因此，相對于金屬陶 瓷整體缺乏充分的殘留應(yīng)力，難以得到能夠滿足的提高韌性的效果。另外，如上述專利文獻2，在對硬質(zhì)相均勻地施加殘留應(yīng)力的方法中，提高硬質(zhì)相 的強度是有限的。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的切削工具是用于解決上述問題，其目的在于，提供一種提高金屬陶 瓷燒結(jié)體的韌性，提高切削工具的耐缺損性。本發(fā)明的切削工具的第一實施方式是一種切削工具，由金屬陶瓷燒結(jié)體構(gòu)成，所 述金屬陶瓷燒結(jié)體具有由以Ti為主成分的元素周期表第4、5和6族金屬中的一種以上的 碳化物、氮化物和碳氮化物的一種以上構(gòu)成的硬質(zhì)相；和主要由Co和Ni的至少一種構(gòu)成的 結(jié)合相，并且，以前刀面和退刀面的交叉棱線部作為切刃，在位于相鄰接的兩個所述退刀面 間的所述切刃上形成有刀尖(nose)，其中，所述硬質(zhì)相由第一硬質(zhì)相和第二硬質(zhì)相兩種類 構(gòu)成，并且，在所述前刀面通過2D法測定殘留應(yīng)力時，所述第一硬質(zhì)相的在與所述前刀面 平行且從該前刀面的中心朝向距測定點最近的刀尖的方向(Q11方向)的殘留應(yīng)力Q11〔 Ir)以壓縮應(yīng)力計在50MPa以下(σ n〔 Ir〕= -50 OMpa)，所述第二硬質(zhì)相的所述ο n方 向的殘留應(yīng)力σ η〔2r〕以壓縮應(yīng)力計在150MPa以上(σ ^ (2r)彡_150MPa)。在此，優(yōu)選所述第一硬質(zhì)相的σ H方向的殘留應(yīng)力σ η〔 Ir〕和所述第二硬質(zhì)相的 ση方向的殘留應(yīng)力ση (2r)之比(on〔Ir〕/Q11 (2r))為0. 05 0. 3。還有，優(yōu)選在所述前刀面的切刃附近測定的所述第二硬質(zhì)相的殘留應(yīng)力O11〔2rA〕，與在所述前刀面的中心測定的所述第二硬質(zhì)相的殘留應(yīng)力Q11〔2rB〕相比，絕對值 小。另外，優(yōu)選所述第一硬質(zhì)相的與所述前刀面平行且與所述ση方向垂直的方向 (σ 22方向)的殘留應(yīng)力Q22(Ir)以壓縮應(yīng)力計為50 150MPa( σ 22〔 Ir〕= -150 _50MPa)， 所述第二硬質(zhì)相的σ22方向的殘留應(yīng)力σ22〔2r〕以壓縮應(yīng)力計為200MPa以上(σ22 (2r) 彡-200MPa)。另外，優(yōu)選在內(nèi)部將所述第一硬質(zhì)相的平均粒徑作為Clli，將所述第二硬質(zhì)相的平 均粒徑作為d2i時，Clli和d2i的比率(屯/cy為2 8。另外，優(yōu)選在將所述第一硬質(zhì)相 相對于所述硬質(zhì)相全體所占的平均面積定為Sli， 將所述第二硬質(zhì)相所占的平均面積定為S2i時，Sli和S2i的比率(S2i/Sn)為1. 5 5。還有，本發(fā)明的第二實施方式是，在所述切刃正下方的所述退刀面的所述金屬陶 瓷燒結(jié)體的表面中，通過2D法測定殘留應(yīng)力時，所述第二硬質(zhì)相的與所述前刀面平行且所 述退刀面的面內(nèi)方向(O11方向)的殘留應(yīng)力on〔2Sf〕以壓縮應(yīng)力計為200MPa以上(O11 (2sf) ^ -200MPa)，在從所述切刃正下方的所述退刀面的所述金屬陶瓷燒結(jié)體的表面研磨400 μ m以 上的厚度的研磨面中，通過2D法測定殘留應(yīng)力時，所述Q11方向的殘留應(yīng)力Q11 (2if)以 壓縮應(yīng)力計為150MPa以上(on〔2if〕彡-150MPa)，絕對值比所述殘留應(yīng)力on〔2sf〕小。在此，優(yōu)選在所述切刃正下方的所述退刀面的所述金屬陶瓷燒結(jié)體的表面通過2D 法測定殘留應(yīng)力時，所述第一硬質(zhì)相的所述Q11方向的殘留應(yīng)力O11 (Isf)以壓縮應(yīng)力計 為 70 180MPa(o n (Isf) = -180 _70MPa)，在從所述退刀面的所述金屬陶瓷燒結(jié)體的表面研磨400 μ m以上的厚度的研磨面 中通過2D法測定殘留應(yīng)力時，所述O11方向的殘留應(yīng)力O11 (Iif)以壓縮應(yīng)力計為20 70MPa以下(on〔lif〕=-70 -20MPa)，絕對值比所述殘留應(yīng)力σ n〔lsf〕小。另外，優(yōu)選所述殘留應(yīng)力O11〔lsf〕和所述殘留應(yīng)力O11〔2sf〕的比(O11 (2sf) /ση (lsf))為 1. 2 4. 5。另外，優(yōu)選在所述金屬陶瓷燒結(jié)體的內(nèi)部，在將所述第一硬質(zhì)相相對于所述硬質(zhì) 相全體所占的平均面積定為Sli，將所述第二硬質(zhì)相所占的平均面積定為S2i時，Sli和S2i的 比率(S2i/Sn)為1. 5 5，并優(yōu)選在所述金屬陶瓷燒結(jié)體的表面存在在將所述第一硬質(zhì)相 相對于所述硬質(zhì)相全體所占的平均面積定為Sls，將所述第二硬質(zhì)相所占的平均面積定為 S2s時，Sls和S2s的比率(S2s/Sls)為2 10的表面區(qū)域。另外，優(yōu)選所述S2i和所述S2s的比率(S2s/S2i)為1. 5 5。另外，本發(fā)明的第三實施方式是在由上述金屬陶瓷燒結(jié)體構(gòu)成的基體的表面形成 有被覆層，在所述退刀面通過2D法測定殘留應(yīng)力時，所述第二硬質(zhì)相的與所述前刀面平行 且所述退刀面的面內(nèi)方向(Q11方向)的殘留應(yīng)力(0ll〔2cf〕)以壓縮應(yīng)力計為200MPa以 上(O11 (2cf) <_200MPa)，相對于形成所述被覆層前的所述金屬陶瓷燒結(jié)體的所述第二 硬質(zhì)相的所述O11方向的殘留應(yīng)力(0ll (2nf))為1.1倍以上。另外，優(yōu)選在所述金屬陶瓷的表面被覆形成由Ti1I1^dAlaWbSicMd(CxNh)(其中，M 是從Nb、Mo、Ta、Hf、Y中選出的一種以上，0. 45彡a彡0. 55，0. 01彡b彡0. 1，O彡c彡0. 05， O彡d彡0. 1，0彡χ彡1)構(gòu)成的被覆層而形成。
根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的切削工具，構(gòu)成金屬陶瓷燒結(jié)體的硬質(zhì)相由第一硬 質(zhì)相和第二硬質(zhì)相兩種類構(gòu)成。而且，根據(jù)第一實施方式，在切削工具的前刀面通過2D法 測定殘留應(yīng)力時，所述第一硬質(zhì)相的在與所述前刀面平行且從該前刀面的中心朝向距測定 點最近的刀尖的方向(O11方向)的殘留應(yīng)力O11 (Ir)以壓縮應(yīng)力計在50MPa以下(O11 〔Ir〕=-50 OMpa)，所述第二硬質(zhì)相的所述σ n方向的殘留應(yīng)力σ n〔2r〕以壓縮應(yīng)力計 在150MPa以上(σ n (2r)彡_150MPa)，如此而構(gòu)成，即通過對2種類的硬質(zhì)相分別施加不 同大小的壓縮應(yīng)力，從而裂紋難以進入硬質(zhì)相的晶內(nèi)，并且，硬質(zhì)相間拉應(yīng)力作用能夠抑制 在硬質(zhì)相的晶界裂紋容易進展的部分的產(chǎn)生。由此，金屬陶瓷燒結(jié)體的硬質(zhì)相的韌性提高， 切削工具的耐缺損性提高。在此，由于所述所述第一硬質(zhì)相和所述第二硬質(zhì)相的的Q11方向的殘留應(yīng)力比 (ση〔Ir〕/Q11〔2r〕)為0.05 0.3，能夠提高金屬陶瓷燒結(jié)體的韌性。還有，由于在所 述前刀面的切刃附近測定的所述第二硬質(zhì)相的殘留應(yīng)力Q11〔2rA〕，絕對值比在所述前刀 面的中心測定的所述第二硬質(zhì)相的殘留應(yīng)力Q11〔2rB〕小，能夠兼具前刀面的中心部的耐 變形性和切刃的耐缺損性，因此優(yōu)選。另外，由于在所述金屬陶瓷燒結(jié)體的主面通過2D法測定的與σ ^方向垂直與前刀 面平行的方向(σ22方向)的殘留應(yīng)力中，所述第一硬質(zhì)相的殘留應(yīng)力Q22〔Ir〕以壓縮應(yīng) 力計為50 150MPa，所述第二硬質(zhì)相的殘留應(yīng)力ο 22〔2r〕以壓縮應(yīng)力計為200MPa以上， 能夠提高切削工具的耐熱沖擊性，因此優(yōu)選。還有，金屬陶瓷燒結(jié)體的組織，在其內(nèi)部，將所述第一硬質(zhì)相的平均粒徑作為Clli， 將所述第二硬質(zhì)相13的平均粒徑作為d2i時，Clli和d2i的比率(知/cy為2 8，由此，能 夠控制第一硬質(zhì)相和第二硬質(zhì)相的殘留應(yīng)力，因此優(yōu)選。另外，在金屬陶瓷燒結(jié)體的內(nèi)部，在將所述第一硬質(zhì)相相對于所述硬質(zhì)相全體所 占的平均面積定為Sli，將所述第二硬質(zhì)相所占的平均面積定為S2i時，Sli和S2i的比率(Sli/ S2i)為1. 5 5，由此，也能夠控制第一硬質(zhì)相12和第二硬質(zhì)相13的殘留應(yīng)力，因此優(yōu)選。根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的切削工具，金屬陶瓷燒結(jié)體的退刀面的表面的殘留應(yīng) 力σ n (2sf)以壓縮應(yīng)力計為200MPa以上(σ ^ (2sf)彡_200MPa)，金屬陶瓷燒結(jié)體的研 磨面的殘留應(yīng)力σ η〔2if〕以壓縮應(yīng)力計為150MPa以上(ο n (2if) ( _150MPa)，絕對值 比應(yīng)力ση〔2sf〕小。由此，能夠使金屬陶瓷燒結(jié)體的表面產(chǎn)生大的殘留壓縮應(yīng)力，抑制燒 結(jié)體的表面的裂紋產(chǎn)生時的進展，抑制崩刃和缺損的發(fā)生，并且，能夠提高金屬陶瓷燒結(jié)體 的內(nèi)部的耐沖擊性。在此，由于金屬陶瓷燒結(jié)體的表面的第一硬質(zhì)相的殘留應(yīng)力Q11 (Isf)以壓縮應(yīng) 力計為70 180MPa(o n〔 Isf〕=-180 -70MPa)，研磨面中的殘留應(yīng)力O11〔lif〕以壓 縮應(yīng)力計為20 70MPa以下(σ n (lif)= -70 _20MPa)，絕對值比所述殘留應(yīng)力σ ^〔 Isf〕小，從而由于第一硬質(zhì)相和第二硬質(zhì)相的殘留應(yīng)力的差，硬質(zhì)相自身中裂紋不會進展， 并且，提高金屬陶瓷燒結(jié)體的表面的耐熱沖擊性，因此優(yōu)選。另外，由于在所述切刃正下方的所述退刀面的所述金屬陶瓷燒結(jié)體的表面通過2D 法測定殘留應(yīng)力時，所述第一硬質(zhì)相的Q11方向的殘留應(yīng)力0ll〔lsf〕和所述第二硬質(zhì)相 的O11方向的殘留應(yīng)力O11〔2sf〕的比(O11 (2sf)/o n〔lsf〕)為1· 2 4.5，從而金屬 陶瓷燒結(jié)體的表面的耐熱沖擊性高。
還有，由于在所述金屬陶瓷燒結(jié)體的內(nèi)部，在將所述第一硬質(zhì)相相對于所述硬質(zhì) 相全體所占的平均面積定為Sli，將所述第二硬質(zhì)相所占的平均面積定為S2i時，Sli和S2i的 比率 (Sn/S2i)為1. 5 5，從而能夠控制第一硬質(zhì)相和第二硬質(zhì)相的殘留應(yīng)力，因此優(yōu)選。另外，由于在所述金屬陶瓷燒結(jié)體的表面存在在將該表面區(qū)域中的所述第一硬質(zhì) 相相對于所述硬質(zhì)相全體所占的平均面積定為Sls，將所述第二硬質(zhì)相所占的平均面積定為 S2s時，Sls和S2s的比率(Sls/S2s)為2 10的表面區(qū)域，由此，能夠?qū)⒔饘偬沾蔁Y(jié)體的表 面的殘留應(yīng)力控制在規(guī)定范圍內(nèi)，因此優(yōu)選。此時，所述Sls和所述S2s的比率(Sls/S2s)為 1. 5 5，從而能夠容易地控制金屬陶瓷燒結(jié)體的表面和內(nèi)部的殘留應(yīng)力的差，因此優(yōu)選。另外，根據(jù)本發(fā)明的第三實施方式，在所述退刀面通過2D法測定殘留應(yīng)力時，形 成了被覆層的所述金屬陶瓷燒結(jié)體的表面部的所述第二硬質(zhì)相的Q11方向的殘留應(yīng)力以 壓縮應(yīng)力計為200MPa以上(σ n (2cf) ( _200MPa)，相對于未形成被覆層的所述金屬陶瓷 燒結(jié)體的表面部的所述第二硬質(zhì)相的殘留應(yīng)力Q11 (2nf)(相當于第二實施方式的Q11〔 2sf))為1. 1倍以上，由此，能夠向金屬陶瓷燒結(jié)體的表面施加規(guī)定范圍的壓縮應(yīng)力，提高 金屬陶瓷燒結(jié)體的耐熱沖擊性。其結(jié)果是，即使是形成了被覆層的切削工具也能夠提高耐 熱沖擊性和耐缺損性。另夕卜，由于所述金屬陶瓷的表面被覆形成由Ti1H-ZlaWbSicMd(CxNh)(其中，M是 從Nb、Mo、Ta、Hf、Y中選出的一種以上，0. 45彡a彡0. 55,0. 01彡b彡0. 1，O彡c彡0. 05， O彡d彡0. 1，0彡χ彡1)構(gòu)成的被覆層而形成，從而能夠控制金屬陶瓷燒結(jié)體的表面的殘 留應(yīng)力，并且，提高被覆層自身的硬度，提高耐磨損性，因此優(yōu)選。


圖1是作為本發(fā)明的切削工具的一例的不重磨刀片(throw awaychip), (a)是概 略俯視圖，(b)是(a)的X-X截面圖，是顯示在前刀面測定殘留應(yīng)力時的測定部分的圖。圖2是構(gòu)成圖1的不重磨刀片的金屬陶瓷燒結(jié)體的截面的掃描顯微鏡照片。圖3是對圖1的不重磨刀片從前刀面測定的X射線衍射表的一例。圖4是作為本發(fā)明的切削工具的第二實施方式的一例的不重磨刀片，(a)是概略 俯視圖，(b)是從(a)的A的方向看的側(cè)視圖，是顯示在退刀面測定殘留應(yīng)力時的測定部分 的圖。圖5是對圖4的不重磨刀片在退刀面測定的X射線衍射表的一例。圖6是是作為本發(fā)明的切削工具的第三實施方式的一例的不重磨刀片，(a)是概 略俯視圖，(b)是從(a)的A的方向看的側(cè)視圖，是顯示在退刀面測定殘留應(yīng)力時的測定部 分的圖。圖7是對在表面形成了被覆層的不重磨刀片，成膜部分和未成膜部分的退刀面的 X射線衍射表的一例。
具體實施例方式使用圖1和圖2對本發(fā)明的切削工具進行說明，其中，圖1是以前刀面和安裝面為 相同的負角刀片(nagative insert)形狀的不重磨刀片為例，(a)是概略俯視圖，(b)是(a) 的X-X截面圖，圖2是構(gòu)成刀片1的金屬陶瓷燒結(jié)體6的截面的掃描顯微鏡照片。
圖1、2的不重磨刀片(以下簡稱為刀片)1如圖1(a)、(b)所示為大致平板狀，在 主面上設(shè)有前刀面2，在側(cè)面上設(shè)有退刀面3，形成在前刀面2和退刀面3的交叉棱線部具 有切刃4的形狀。另外，前刀面2形成菱形、 三角形、四邊形等的多邊形狀(圖1中以形成銳角的頂 角為80度的菱形形狀為例使用)，該多邊形狀的頂角中的銳角的頂角(5a、5b)是作為刀尖 與被切削材的加工部接觸，進行切削的部分。構(gòu)成刀片1的金屬陶瓷燒結(jié)體6如圖2所示，由以Ti為主成分的元素周期表第4、 5和6族金屬中的一種以上的碳化物、氮化物和碳氮化物的一種以上構(gòu)成的硬質(zhì)相11和主 要由Co和Ni的至少一種構(gòu)成的結(jié)合相14構(gòu)成。而且，硬質(zhì)相11由第一硬質(zhì)相12和第二 硬質(zhì)相13兩種類構(gòu)成。還有，第一硬質(zhì)相12的組成在元素周期表4、5和6族金屬元素中，含有80重量％ 以上的Ti元素，第二硬質(zhì)相13的組成以在元素周期表4、5和6族金屬元素中，Ti元素的 含量以30重量％以上低于80重量％的比率構(gòu)成。因此，通過掃描型電子顯微鏡觀察金屬 陶瓷燒結(jié)體6時，第一硬質(zhì)相12與第二硬質(zhì)相13相比，由于輕元素的含有比率多，所以觀 察到黑色粒子。另外，如圖3所示，在X射線衍射測定中，歸屬于Ti(C)N的(422)面的峰值觀測到 第一硬質(zhì)相12的峰值P1 (422)和第二硬質(zhì)相13的峰值p2 (422)兩個峰值。同樣，歸屬于 Ti(C)N的(511)面的峰值觀測到第一硬質(zhì)相12的峰值P1 (511)和第二硬質(zhì)相13的峰值 p2(511)兩個峰值。還有，第一硬質(zhì)相12的峰值在與第二硬質(zhì)相13的峰值相比高角度側(cè)被 觀測到。(第一實施方式)在此，根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式，在刀片1的前刀面2通過2D法測定殘留應(yīng)力 時，第一硬質(zhì)相12的與前刀面2平行且從前刀面2的中心朝向距測定點最近的刀尖5的 方向O11方向)的殘留應(yīng)力O11〔Ir〕以壓縮應(yīng)力計在50MPa以下(O11〔Ir〕=-50 OMPa)，特別是在50MPa 15MPa(o n〔 Ir〕=-50 15MPa)的范圍內(nèi)，第二硬質(zhì)相13的殘 留應(yīng)力O11〔2r〕以壓縮應(yīng)力計在150MPa以上(σ n〔 2r〕彡_150MPa)，特別是在150MPa 350MPa(o n〔 2r〕=-350 _150MPa)的范圍。由此，通過對2種類的硬質(zhì)相分別施加不 同大小的壓縮應(yīng)力，從而裂紋難以進入硬質(zhì)相11的晶內(nèi)，并且，硬質(zhì)相11間拉應(yīng)力作用能 夠抑制在硬質(zhì)相的晶界裂紋容易進展的部分的產(chǎn)生。由此，金屬陶瓷燒結(jié)體6的硬質(zhì)相的 韌性得到提高，刀片1的耐缺損性得到提高。S卩，第一硬質(zhì)相12的殘留應(yīng)力O11〔Ir〕大于50MPa時，第一硬質(zhì)相12的應(yīng)力過 強，有可能在硬質(zhì)相11間的晶界等發(fā)生破壞。另外，第二硬質(zhì)相13的殘留應(yīng)力O11〔2r〕 小于150MPa時，不能使充分的殘留應(yīng)力作用域硬質(zhì)相11，不能提高硬質(zhì)相11的韌性。還有，關(guān)于本發(fā)明的前刀面的O11〔Ir〕、O22〔 Ir〕的測定，測定位置由于是測定金 屬陶瓷燒結(jié)體內(nèi)側(cè)的殘留應(yīng)力，所以在與切刃相比Imm以上中心側(cè)的位置P進行測定。另 夕卜，殘留應(yīng)力的測定中所用的X射線衍射峰值使用在如圖3所示的2 θ的值在120 125 度之間出現(xiàn)的(422)面的峰值。此時，將在低角度側(cè)出現(xiàn)的峰值P2 (422)作為歸屬于第二 硬質(zhì)相13的峰值，將在高角度側(cè)出現(xiàn)的峰值P1 (422)作為歸屬于第一硬質(zhì)相的峰值，測定 各自的硬質(zhì)相11的殘留應(yīng)力。還有，在計算殘留應(yīng)力時，使用的氮化鈦的泊松比=0. 20，彈性模量= 423729MPa而進行計算。另外，作為X射線衍射測定的條件，使用CuK α線作為X 射線的線源，在輸出=45kV、110mA的條件下，照射鏡面加工過的前刀面進行殘留應(yīng)力的測定。還有，在前刀面2的切刃4的附近測定的第二硬質(zhì)相13的殘留應(yīng)力σ n〔2rA〕與 在前刀面2的中心測定的第二硬質(zhì)相13的殘留應(yīng)力Q11〔2rB〕相比絕對值小，由此，能夠 兼具前刀面2的中心部的耐變形性和切刃4的耐缺損性，因此優(yōu)選。在此，如圖1的工具形狀，在前刀面2上具有斷屑槽8的凹部時，在凹部以外的平 的部分進行測定。平的部分少時，以不施加極限應(yīng)力的方式對金屬陶瓷燒結(jié)體6的前刀面 2進行0. 5mm厚度的鏡面加工，以確保平的部分的狀態(tài)進行測定。另外，第一硬質(zhì)相12和第二硬質(zhì)相13的ση方向的殘留應(yīng)力ση (lr)/on〔 2r〕為0. 05 0. 3，特別是在0. 1 0. 25的范圍內(nèi)，由此，能夠提高金屬陶瓷燒結(jié)體6的韌 性，因此優(yōu)選。另外，第一硬質(zhì)相12的與前刀面2平行且與ση方向垂直且與前刀面平行的方 向(σ22方向)的殘留應(yīng)力中，所述第一硬質(zhì)相的殘留應(yīng)力Q22〔Ir〕以壓縮應(yīng)力計為50 150MPa(o 22〔Ir〕= -150 _50MPa)，特別是在 50 120MPa(o 22〔Ir〕= -120 _50MPa) 的范圍內(nèi)，第二硬質(zhì)相13的σ22方向的殘留應(yīng)力σ22 (2r)以壓縮應(yīng)力計為200MPa以上 (σ22 -200MPa)，由此，能夠提在刀片1的切刃4產(chǎn)生的熱導(dǎo)致的現(xiàn)實缺損性的耐熱 沖擊性，能夠進一步提高耐缺損性，因此優(yōu)選。另外，作為硬質(zhì)相11的構(gòu)成，存在第二硬質(zhì)相13圍住第一硬質(zhì)相12的有心結(jié)構(gòu) 的硬質(zhì)相11，在硬質(zhì)相11的內(nèi)部殘留應(yīng)力最佳化，在有心結(jié)構(gòu)的硬質(zhì)相11的周圍即使裂紋 進展時，也能夠抑制該進展，進一步提高金屬陶瓷燒結(jié)體的韌性，因此優(yōu)選。還有，金屬陶瓷燒結(jié)體的組織，在其內(nèi)部，在將第一硬質(zhì)相12的平均粒徑作為Clli， 將第二硬質(zhì)相13的平均粒徑作為d2i時，Clli和d2i的比率(ClliAl2i)為2 8，由此，能夠控 制第一硬質(zhì)相12和第二硬質(zhì)相13的殘留應(yīng)力，因此優(yōu)選。還有，金屬陶瓷燒結(jié)體6的內(nèi)部 的硬質(zhì)相11的全體的平均粒徑d為0. 3 1 μ m，從而能夠賦予規(guī)定的殘留應(yīng)力，因此優(yōu)選。另外，在金屬陶瓷燒結(jié)體的內(nèi)部，在將第一硬質(zhì)相12相對于硬質(zhì)相11全體所占的 平均面積定為Sli，將第二硬質(zhì)相13所占的平均面積定為S2i時，Sli和S2i的比率(S2i/Sn) 為1. 5 5，由此，能夠控制第一硬質(zhì)相12和第二硬質(zhì)相13的殘留應(yīng)力，因此優(yōu)選。另外，在金屬陶瓷燒結(jié)體6的表面區(qū)域，在將該表面區(qū)域中的第一硬質(zhì)相12相對 于硬質(zhì)相11全體所占的平均面積定為Sls，將第二硬質(zhì)相13所占的平均面積定為S2s時，Sls 和S2s的比率(S2s/Sls)為2 10，由此，能夠?qū)⒔饘偬沾蔁Y(jié)體6的表面的殘留應(yīng)力控制在 規(guī)定范圍內(nèi)。另外，優(yōu)選在金屬陶瓷燒結(jié)體6的內(nèi)部，在將第一硬質(zhì)相12相對于硬質(zhì)相11全 體所占的平均面積定為Sli，將第二硬質(zhì)相13所占的平均面積定為S2i時，Sli和S2i的比率 (S2iZiSli)為1. 5 5，由此，能夠?qū)⒔饘偬沾蔁Y(jié)體6的內(nèi)部的殘留應(yīng)力控制在規(guī)定范圍內(nèi)。(第二實施方式) 根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式，在刀片1的切刃4的下方的退刀面3中，在金屬陶 瓷燒結(jié)體6的表面通過2D法測定殘留應(yīng)力時，與前刀面2平行且退刀面3的面內(nèi)方向 (以下，稱為Q11方向)的殘留應(yīng)力O11 (2sf)以壓縮應(yīng)力計為200MPa以上(O11 (2sf)彡-200MPa)，在退刀面3的從金屬陶瓷燒結(jié)體6的表面研磨400 μ m以上的厚度后的研磨面(以下，簡稱為研磨面)通過2D法測定殘留應(yīng)力時，O11方向的殘留應(yīng)力O11〔2if〕以壓縮 應(yīng)力計為150MPa以上(σ n〔2if〕彡_150MPa)，絕對值比應(yīng)力σ n〔 2sf〕小，如此而構(gòu)成。由此，能夠使金屬陶瓷燒結(jié)體6的表面產(chǎn)生大的壓縮應(yīng)力，抑制金屬陶瓷燒結(jié)體6 的表面的裂紋產(chǎn)生時的進展，抑制崩刃和缺損的發(fā)生。另外，能夠抑制在金屬陶瓷燒結(jié)體6 的內(nèi)部由于沖擊金屬陶瓷燒結(jié)體6缺損。即，金屬陶瓷燒結(jié)體6的表面的第二硬質(zhì)相13的殘留應(yīng)力σ n〔2sf〕以壓縮應(yīng)力 計小于200MPa(o n〔2sf〕>-200MPa)時，以及金屬陶瓷燒結(jié)體6的研磨面的殘留應(yīng)力O11 〔2if〕以壓縮應(yīng)力計小于150MPa(o n〔2if〕> _150MPa)時，不能將金屬陶瓷燒結(jié)體6的表 面的殘留應(yīng)力作用于硬質(zhì)相11，不能提硬質(zhì)相11的韌性。另外，殘留應(yīng)力Q11〔2if〕與殘 留應(yīng)力O11〔2sf〕相比絕對值大(壓縮應(yīng)力高)時，在將金屬陶瓷燒結(jié)體6的表面中，不能 將充分的殘留應(yīng)力作用于硬質(zhì)相11，不能抑制金屬陶瓷燒結(jié)體6的表面的崩刃和缺損。另 夕卜，金屬陶瓷燒結(jié)體6的內(nèi)部的耐沖擊性下降，會有刀片1缺損的情況。在此，金屬陶瓷燒結(jié)體6的表面的第一硬質(zhì)相的殘留應(yīng)力Q11 (Isf)以壓縮應(yīng)力 計為70 180MPa(o n〔 Isf〕=-180 -70MPa)，研磨面中的殘留應(yīng)力O11〔 Iif〕以壓縮 應(yīng)力計為20 70MPa(o n〔 Iif〕=-70 _20MPa)，與所述殘留應(yīng)力σ n〔 Isf〕相比絕對 值小，由此，由于第一硬質(zhì)相12和第二硬質(zhì)相13的殘留應(yīng)力的差，硬質(zhì)相11自身中裂紋不 會進展，并且，提高金屬陶瓷燒結(jié)體6的表面的耐熱沖擊性，因此優(yōu)選。由此，通過對2種類 的硬質(zhì)相分別施加不同大小的壓縮應(yīng)力，從而裂紋難以進入硬質(zhì)相11的晶內(nèi)，并且，在硬 質(zhì)相11間的晶界拉應(yīng)力作用能夠抑制紋容易進展的部分的產(chǎn)生。由此，金屬陶瓷燒結(jié)體6 的硬質(zhì)相11的韌性提高，刀片1的耐缺損性提高。另外，在退刀面3的金屬陶瓷燒結(jié)體6的表面通過2D法測定殘留應(yīng)力時，第一硬 質(zhì)相12的ση方向的殘留應(yīng)力Q11〔 Isf〕和第二硬質(zhì)相13的Q11方向的殘留應(yīng)力O11〔 2sf〕的比(O11 (2sf) /σ n〔lsf〕)為1.2 4. 5，由此，金屬陶瓷燒結(jié)體6的表面的耐熱 沖擊性高。在此，對于本實施方式的殘留應(yīng)力的測定，如圖4所示，測定位置由于是測定金屬 陶瓷燒結(jié)體內(nèi)部的殘留應(yīng)力，所以在與切刃相比研磨400 μ m深度以上形成鏡面狀態(tài)的內(nèi) 部的位置P進行測定。另外，殘留應(yīng)力的測定中所用的X射線衍射峰值和殘留應(yīng)力的測定 條件與第一實施方式相同。還有，圖4顯示本實施方式的殘留應(yīng)力的測定位置，圖5顯示測 定殘留應(yīng)力時所用的X射線衍射峰值的一例。另外，第一硬質(zhì)相12和第二硬質(zhì)相13的ση方向的殘留應(yīng)力ση (2sf)/on〔 lsf〕為1. 2 4. 5，特別是為3. O 4. O的范圍內(nèi)，由此能夠提高金屬陶瓷燒結(jié)體6的韌性， 因此優(yōu)選。(第三實施方式)本發(fā)明第三實施方式的刀片1如圖6所示，將金屬陶瓷燒結(jié)體作為基體，在其表面 通過物理沉積法(PVD法)、化學(xué)沉積法(CVD法)等的公知方法形成TiN、TiCN、TiAlN、Al203 等公知的硬質(zhì)膜作為被覆層7而構(gòu)成。在此，根據(jù)本發(fā)明，在退刀面3通過2D法測定殘留應(yīng)力時，第二硬質(zhì)相13的與前 刀面2平行且退刀面3的面內(nèi)方向(Q11方向)的殘留應(yīng)力(ση (2cf))以壓縮應(yīng)力計為200MPa以上(σ n〔2cf〕≤_200MPa)，特別是在200 500MPa的范圍，進一步在200 400MPa的范圍內(nèi)，相對于形成被覆層7前的金屬陶瓷燒結(jié)體6的第二硬質(zhì)相13的所述ο ^ 方向的殘留應(yīng)力(Q11 (2nf)相當于第二實施方式的Q11〔2sf〕)為1.1倍以上，特別是 1. 1倍 2. O倍，進一步為1. 2倍 1. 5倍。通過形成如此構(gòu)成，能夠向金屬陶瓷燒結(jié)體6 的表面施加規(guī)定的壓縮應(yīng)力，提高金屬陶瓷燒結(jié)體6的耐熱沖擊性，并且，提高金屬陶瓷燒 結(jié)體6的表面硬度，不會使耐磨損性下降，能夠提高刀片1的耐熱沖擊性和耐缺損性。S卩，表面被被覆層7覆蓋時，金屬陶瓷燒結(jié)體6的第二硬質(zhì)相13的殘留應(yīng)力以壓 縮應(yīng)力計低于200MPa時，金屬陶瓷燒結(jié)體6的表面的強度和韌性不充分，耐缺損性、耐熱沖 擊性不足，容易發(fā)生切刃4的缺損和崩刃。另外，金屬陶瓷燒結(jié)體6的表面的第二硬質(zhì)相13的壓縮應(yīng)力相對于未被覆被覆層 7的金屬陶瓷燒結(jié)體6的表面部的第二硬質(zhì)相13的壓縮應(yīng)力小于1. 1倍時，金屬陶瓷燒結(jié) 體6的殘留應(yīng)力不充分，因此，不能得到在硬質(zhì)相11之間防止裂紋進展的效果，不能得到充 分的耐熱沖擊性和耐缺損性。在此，在本實施方式中，如圖6所示，在切刃4的下方的退刀面3的位置P測定殘 留應(yīng)力。另外，殘留應(yīng)力的測定與第二實施方式相同地進行測定。還有，圖6顯示本實施方 式的殘留應(yīng)力的測定位置，圖7顯示測定殘留應(yīng)力時所用的X射線衍射峰值的一例。還有，本發(fā)明的刀片1，在金屬陶瓷燒結(jié)體6的表面被覆TiN、TiCN, TiAlN, Al2O3等公知的硬質(zhì)膜，優(yōu)選使用物理沉積法(PVD法)成膜。作為具體的硬質(zhì)層的種 類，由TUlaWbSicMd(CxN1J (其中，M是從Nb、Mo、Ta、Hf、Y中選出的一種以上， 0. 45彡a彡0. 55,0. 01彡b彡0. 1，O彡c彡0. 05,0 ^ d彡0. 1，0彡χ彡1)構(gòu)成，由此，能 夠使金屬陶瓷燒結(jié)體6的表面的殘留應(yīng)力在最佳范圍內(nèi)，并且被覆層7自身的硬度高提高 耐磨損性，因此優(yōu)選。還有，在上述實施方式中，均是以能夠反復(fù)使用平板狀且前刀面和安裝面的底 片形狀的不重磨刀片工具為例，但也可以將本發(fā)明的工具適用為正角刀片(positive insert)形狀的不重磨刀片、或帶槽工具、端銑刀和鉆頭等具有旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)工具等。(制造方法)接著，對上述金屬陶瓷的制造方法的一例進行說明。首先，調(diào)制混合有平均粒徑為0. 1 2 μ m，優(yōu)選為0. 2 1. 2 μ m的TiCN粉末，平 均粒徑為0. 1 2 μ m的VC粉末，平均粒徑為0. 1 2 μ m的上述之外的金屬的碳化物粉末、 氮化物粉末或碳氮化物粉末的任一種，和平均粒徑為0. 8 2. 0 μ m的Co粉末、平均粒徑為 0. 5 2. 0 μ m的Ni粉末和根據(jù)希望添加的平均粒徑為0. 5 10 μ m的MnCO3粉末的混合 粉末。還有，原料中也添加TiC粉末和TiN粉末，但這些原料粉末在燒成后的金屬陶瓷中構(gòu) 成 TiCN。而且，在該混合粉末中添加粘合劑，通過沖壓成形、擠壓成形、射出成形等公知的 成形方法形成規(guī)定形狀。接著，根據(jù)本發(fā)明，用下述條件進行燒成，由此，能夠制作上述規(guī)定 組織的金屬陶瓷。第一實施方式的燒成條件為通過順序進行下述(a) (g)的工序的燒成模式進行 燒成(a)在真空中從室溫升溫到1200°C的工序；
(b)在真空中以0. 1 2°C /分鐘的升溫速度巧從1200°C升溫到1330 1380°C的燒成溫度(稱為溫度T1)的工序；(c)在溫度T1將燒成爐內(nèi)的氣氛替換為30 2000Pa的惰性氣體氣氛，以4 15°C /分鐘的升溫速度r2從溫度T1升溫到1450 1600°C的燒成溫度(稱為溫度T2)的工 序；(d)在30 2000Pa的惰性氣體氣氛中的狀態(tài)下，在溫度T2保持0. 5 2小時的
工序；(e)在保持在該燒成溫度的狀態(tài)下將爐內(nèi)的氣氛替換為真空，再保持60 90分鐘 的工序；(f)在真空度0. 1 3Pa的真空氣氛中，以6 15°C /分鐘的冷卻速度從溫度T2 冷卻到1100°C的真空冷卻工序；(g)在下降到1100°C的時刻以0. IMPa 0. 9MPa的氣壓導(dǎo)入惰性氣體進行急冷的工序。S卩，在上述燒成條件中，在(b)工序中的升溫速度巧比2°C/分鐘快時，金屬陶瓷的 表面產(chǎn)生氣孔。升溫速度巧比0.1°C/分鐘慢時，燒成時間過長，生產(chǎn)性大幅下降。從(C) 工序中的溫度T1的升溫在真空或30Pa以下的低壓氣氛中時，表面氣孔產(chǎn)生。(d)、(e)工序 的在溫度T2的燒成溫度的保持全部在真空或30Pa以下的低壓氣氛中時，在溫度T2的燒成 溫度的保持全部在30Pa以上的惰性氣體氣氛中時，(f)、(g)工序的冷卻工序全部在真空或 30Pa以下的低壓氣氛中時，不能控制硬質(zhì)相的殘留應(yīng)力。另外，(e)工序的標尺時間比60 分鐘短時，不能將金屬陶瓷燒結(jié)體6的殘留應(yīng)力控制在規(guī)定范圍內(nèi)。(f)工序的冷卻速度比 15°C/分鐘快時，殘留應(yīng)力過高，硬質(zhì)相之間拉應(yīng)力發(fā)生。(f)工序的冷卻速度比5°C/分 鐘慢時，殘留應(yīng)力低韌性提高效果降低。另外，(f)工序的真空度在0.1 3Pa之外時，第 一硬質(zhì)相12和第二硬質(zhì)相13的固溶狀態(tài)變化，不能將殘留應(yīng)力控制在規(guī)定范圍內(nèi)。接著，第二實施方式的燒成條件為通過順序進行下述工序的燒成模式進行燒成 在經(jīng)過上述第一實施方式的(a) (g)的工序后，(h)以10 20°C /分鐘的升溫速度再度 升溫到1100 1300°C后，導(dǎo)入0. IM 0. 6MPa的惰性氣體在加壓氣氛的狀態(tài)下保持30 90分鐘，其后，以50 150°C /分鐘冷卻到室溫的工序。S卩，在上述燒成條件中，在(a) (f)的工序的條件之外時，會發(fā)生與第一實施方 式同樣的問題。此外，不經(jīng)過(h)工序，或在(h)工序的規(guī)定條件之外的條件下對金屬陶瓷 燒結(jié)體6進行燒成時，不能將殘留應(yīng)力控制在規(guī)定范圍內(nèi)。另外，第三實施方式的燒成條件為通過順序進行上述第一實施方式的(a) (f) 的工序的燒成模式進行燒成。還有，根據(jù)希望，使用金剛石砥石、使用SiC砥粒的砥石等對通過上述方法制作的 金屬陶瓷燒結(jié)體的主面進行研削加工(兩頭加工)，另外，根據(jù)希望，進行金屬陶瓷燒結(jié)體6 的側(cè)面的加工，通過滾磨加工或毛刷研磨、噴丸研磨等進行的切刃的珩磨加工。另外，形成 被覆層7時，根據(jù)希望，進行成膜前的燒結(jié)體6的表面的洗凈等的工序。還有，對在第三實施方式中制作的金屬陶瓷燒結(jié)體的表面形成硬質(zhì)層7的工序進 行說明。作為被覆層7的成膜方法可以例舉出化學(xué)沉積(CVD)法，但也可以優(yōu)選適用離子鍍法和濺射法等的物理沉積(PVD)法。對成膜方法的具體的一例進行詳細說明。在通過 離子鍍法制作被覆層A時，使用分別獨立含有金屬鈦(Ti)、金屬鋁(Al)、金屬鎢(W)、金屬 硅(Si)、金屬M(M是從Nb、Mo、Ta、Hf、Y中選出的一種以上)的金屬靶或復(fù)合化的合金靶， 通過電弧放電或輝光放電等使金屬源蒸發(fā)離子化，同時與氮源的氮(N2)氣體和碳源的甲烷 (CH4)/乙炔(C2H2)氣體反應(yīng)進行成膜。 此時，作為形成被覆層7的前處理，施加高偏壓電壓從Ar等的蒸發(fā)源使Ar離子等 的粒子向金屬陶瓷燒結(jié)體飛出，實施附著于金屬陶瓷燒結(jié)體6的表面的粒子輻射處理。還有，作為本發(fā)明的粒子輻射處理的具體條件，例如首先在離子鍍、電弧離子鍍等 的PVD爐內(nèi)使用蒸發(fā)源加熱鎢絲，由此，使爐內(nèi)形成蒸發(fā)源的等離子體狀態(tài)。而且，優(yōu)選在 爐內(nèi)壓力為0. 5Pa 6Pa，爐內(nèi)溫度為400 600°C，處理時間為2分鐘 240分鐘的條件 下進行粒子輻射。在此，在本發(fā)明中，對于上述的金屬陶瓷燒結(jié)體，在比通常-400 -500V 高的-600 -1000V的偏壓電壓下，使用Ar氣體或Ti金屬進行粒子輻射，由此，能夠?qū)Φ?片1的金屬陶瓷燒結(jié)體6的硬質(zhì)相11的第一硬質(zhì)相12和第二硬質(zhì)相13分別賦予規(guī)定的 殘留應(yīng)力。其后，通過離子鍍法或濺射法形成被覆層7。作為具體的成膜條件，例如在使用離 子鍍法時，為了能夠控制被覆層的晶體結(jié)構(gòu)和取向性制作高硬度的被覆層，并且，提高與基 體的密接性，優(yōu)選成膜溫度為200 600°C，施加30 200V的偏壓電壓。實施例1以表1所示的比率調(diào)配通過微跡(microtrack)法測定的平均粒徑(d5C1值)為 0. 6 μ m的TiCN粉末、平均粒徑為1. 1 μ m的WC粉末、平均粒徑為1. 5 μ m的TiN粉末、平均 粒徑為1. 0 μ m的VC粉末、平均粒徑為2 μ m的TaC粉末、平均粒徑為1. 5 μ m的MoC粉末、 平均粒徑為1. 5 μ m的NbC粉末、平均粒徑為1. 8 μ m的的ZrC粉末、平均粒徑為2. 4 μ m的 的Ni粉末和平均粒徑為1. 9 μ m的Co粉末、平均粒徑為5. 0 μ m的MnCO3粉末，形成混合粉 末，使用不銹鋼制球磨機和超硬球，添加異丙醇(IPA)對該混合粉末進行濕式混合，混合添 加3質(zhì)量％的石蠟。其后，以加壓壓力200MPa擠壓成形為CNMG120408的不重磨刀片工具形狀，(a)在 真空度IOPa的真空中以10°C /分鐘從室溫升溫到1200°C，(b)接著在真空度IOPa的真空 中以升溫速度1^ = 0.81 /分鐘從1200°C升溫到1300°C (燒成溫度T1)，(c)在表2所示 的燒成氣氛下以升溫速度r2 = 8°C /分鐘從1350°C (溫度T1)升溫到表2所示的燒成溫度 T2, (d)在燒成溫度T2保持表2所示的燒成氣氛、燒成時間、后，(e)在燒成溫度T2保持表 2所示的燒成氣氛、燒成時間t2，(f)以表2所示的氣氛、冷卻速度從溫度T2冷卻到1100°C， (g)以表2所述的氣氛冷卻到1100°C以下，得到試料No. I-I 1-15的金屬陶瓷制不重磨 刀片。表 權(quán)利要求
1.一種切削工具，由金屬陶瓷燒結(jié)體構(gòu)成，所述金屬陶瓷燒結(jié)體具有由以Ti為主成 分的元素周期表第4、5和6族金屬中的一種以上的碳化物、氮化物和碳氮化物的一種以上 構(gòu)成的硬質(zhì)相；和主要由Co和Ni的至少一種構(gòu)成的結(jié)合相，并且，所述切削工具以前刀面 和退刀面的交叉棱線部作為切刃，在位于相鄰接的兩個所述退刀面間的所述切刃上形成有 刀尖，其特征在于，所述硬質(zhì)相由第一硬質(zhì)相和第二硬質(zhì)相兩種類構(gòu)成，并且，在所述前刀面通過2D法測 定殘留應(yīng)力時，所述第一硬質(zhì)相的在與所述前刀面平行且從該前刀面的中心朝向距測定點 最近的刀尖的方向(O11方向)的殘留應(yīng)力O11 (Ir)以壓縮應(yīng)力計在50MPa以下(O11〔 Ir〕=-50 OMpa)，所述第二硬質(zhì)相的所述ση方向的殘留應(yīng)力σ n (2r)以壓縮應(yīng)力計 在 150MPa 以上(ση (2r) ^ _150MPa)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切削工具，其特征在于，所述第一硬質(zhì)相的ση方向的殘留 應(yīng)力O11〔Ir〕和所述第二硬質(zhì)相的ση方向的殘留應(yīng)力ση〔2r〕之比O11〔Ir〕/O11〔 2r)為 0. 05 0. 3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切削工具，其特征在于，在所述前刀面的切刃附近測定的所 述第二硬質(zhì)相的殘留應(yīng)力Q11〔2rA〕，與在所述前刀面的中心測定的所述第二硬質(zhì)相的殘 留應(yīng)力Q11〔2rB〕相比絕對值小。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切削工具，其特征在于，在所述前刀面通過2D法測定殘留應(yīng) 力時，所述第一硬質(zhì)相的與所述前刀面平行且與所述Q11方向垂直的方向(O22方向)的殘 留應(yīng)力σ 22〔Ir〕以壓縮應(yīng)力計為50 150MPa ( σ 22〔 Ir〕= -150 _50MPa)，所述第二硬質(zhì) 相的σ22方向的殘留應(yīng)力O22〔2r〕以壓縮應(yīng)力計為200MPa以上(σ22〔2r〕彡_200MPa)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一項所述的切削工具，其特征在于，在內(nèi)部將所述第一硬 質(zhì)相的平均粒徑作為dn，將所述第二硬質(zhì)相的平均粒徑作為d2i時，Clli和d2i的比率Cl2iMli 為2 8。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的切削工具，其特征在于，在將所述第一硬質(zhì)相相對于所述硬 質(zhì)相全體所占的平均面積定為Sli，將所述第二硬質(zhì)相所占的平均面積定為S2i時，Sli和S2i 的比率S2i/Sn為1. 5 5。
7.一種切削工具，由金屬陶瓷燒結(jié)體構(gòu)成，所述金屬陶瓷燒結(jié)體具有由以Ti為主成 分的元素周期表第4、5和6族金屬中的一種以上的碳化物、氮化物和碳氮化物的一種以上 構(gòu)成的硬質(zhì)相；和主要由Co和Ni的至少一種構(gòu)成的結(jié)合相，并且，所述切削工具以前刀面 和退刀面的交叉棱線部作為切刃，其特征在于，所述硬質(zhì)相由第一硬質(zhì)相和第二硬質(zhì)相兩種類構(gòu)成，并且，在所述切刃正下方的所述 退刀面的所述金屬陶瓷燒結(jié)體的表面中，通過2D法測定殘留應(yīng)力時，所述第二硬質(zhì)相的與 所述前刀面平行且所述退刀面的面內(nèi)方向(Q11方向)的殘留應(yīng)力O11 (2sf)以壓縮應(yīng)力 計為 200MPa 以上(σ n (2sf) ( _200MPa)，在從所述切刃正下方的所述退刀面的所述金屬陶瓷燒結(jié)體的表面研磨400 μ m以上的 厚度的研磨面中，通過2D法測定殘留應(yīng)力時，所述Q11方向的殘留應(yīng)力Q11 (2if)以壓縮 應(yīng)力計為150MPa以上(σ n (2if) ( _150MPa)，絕對值比所述殘留應(yīng)力σ n (2sf)小。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的切削工具，其特征在于，在所述切刃正下方的所述退刀面的 所述金屬陶瓷燒結(jié)體的表面通過2D法測定殘留應(yīng)力時，所述第一硬質(zhì)相的所述ο η方向的殘留應(yīng)力O11 (Isf)以壓縮應(yīng)力計為7O I8OMPa (σ η〔 Isf〕=-ISO -7OMPa)，在從所述退刀面的所述金屬陶瓷燒結(jié)體的表面研磨400 μ m以上的厚度的研磨面中通 過2D法測定殘留應(yīng)力時，所述O11方向的殘留應(yīng)力011〔11們以壓縮應(yīng)力計為20 7010^ 以下(O11 (Iif) =-70 _20MPa)，絕對值比所述殘留應(yīng)力O11 (Isf)小。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的切削工具，其特征在于，所述殘留應(yīng)力Q11〔lsf〕和所 述殘留應(yīng)力 σ η (2sf)的比 σ n (2sf) /σ η (Isf)為 1· 2 4· 5。
10.根據(jù)權(quán)利要求7 9中任一項所述的切削工具，其特征在于，在所述金屬陶瓷燒結(jié) 體的內(nèi)部，在將所述第一硬質(zhì)相相對于所述硬質(zhì)相全體所占的平均面積定為Sli，將所述第 二硬質(zhì)相所占的平均面積定為S2i時，Sli和S2i的比率S2i/Sn為1. 5 5。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的切削工具，其特征在于，在所述金屬陶瓷燒結(jié)體的表面存 在在將所述第一硬質(zhì)相相對于所述硬質(zhì)相全體所占的平均面積定為Sls，將所述第二硬質(zhì)相 所占的平均面積定為S2s時，Sls和S2s的比率S2s/Sls為2 10的表面區(qū)域。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的切削工具，其特征在于，所述S2i和所述S2s的比率 S2s/S2i 為 1· 5 5。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的切削工具，其特征在于，在由所述金屬陶瓷燒結(jié)體構(gòu)成的基 體的表面形成被覆層，在所述退刀面通過2D法從所述被覆層的表面測定殘留應(yīng)力時，所述 第二硬質(zhì)相的與所述前刀面平行且所述退刀面的面內(nèi)方向(Q11方向)的殘留應(yīng)力(O11〔 2cf))以壓縮應(yīng)力計為200MPa以上(σ n (2cf)彡_200MPa)，并且，相對于形成被覆層前 的所述金屬陶瓷燒結(jié)體的所述第二硬質(zhì)相的所述σ n方向的殘留應(yīng)力σ n〔2nf〕為1. 1倍 以上。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的切削工具，其特征在于，所述被覆層由 TUlASicMd(CxNh)構(gòu)成，其中，M是從Nb、Mo、Ta、Hf、Y中選出的一種以上， 0. 45 ≤ a ≤ 0. 55,0. 01 ≤ b ≤ 0. 1、0 ≤ c ≤ 0. 05、0 ≤ d ≤ 0. 1、0 ≤ χ ≤ 1。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有高韌性和耐熱沖擊性的金屬陶瓷燒結(jié)體構(gòu)成的切削工具。所述切削工具(1)是由具有由以Ti為主成分的碳化物、氮化物和碳氮化物的一種以上構(gòu)成的硬質(zhì)相(11)；和主要由Co和Ni的至少一種構(gòu)成的結(jié)合相(14)的金屬陶瓷燒結(jié)體構(gòu)成，并且，以前刀面(2)和退刀面(3)的交叉棱線部作為切刃(4)，形成有刀尖(5)，其中，硬質(zhì)相(11)由第一硬質(zhì)相(12)和第二硬質(zhì)相(13)兩種類構(gòu)成，并且，在前刀面(2)通過2D法測定殘留應(yīng)力時，第一硬質(zhì)相(12)的在與前刀面(2)平行且從該前刀面(2)的中心朝向距測定點最近的刀尖的方向(σ11方向)的殘留應(yīng)力σ11〔1r〕以壓縮應(yīng)力計在50MPa以下(σ11〔1r〕＝-50～0MPa)，第二硬質(zhì)相(13)的所述σ11方向的殘留應(yīng)力σ11〔2r〕以壓縮應(yīng)力計在150MPa以上(σ11〔2r〕≤-150MPa)。
文檔編號C22C1/05GK102105249SQ20098012941
公開日2011年6月22日 申請日期2009年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月29日
發(fā)明者德永隆司, 木下秀吉 申請人:京瓷株式會社