專利名稱：：涂敷的硬質(zhì)合金刀具件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一些適于連續(xù)和斷續(xù)切削、具有特殊鋼和鑄鐵切削能力的涂敷的硬質(zhì)合金刀具件或切削工具。迄今為止，人們普遍知道使用一種涂敷的滲碳碳化物切削工具來(lái)切削鋼或鑄鐵，這種切削工具是在WC-基滲碳的碳化物基體上用化學(xué)氣相沉積法或物理氣相沉積法沉積一層平均厚度達(dá)0.5～20μm的涂層，這種涂層由碳化鈦、氮化鈦、碳氮化鈦、碳氧化鈦、碳氮氧化鈦和氧化鋁(TiC、TiN、TiCN、TiCO、TiCNO和Al2O3)中的一層或多層組成。正如日本專利申請(qǐng)52-46347和日本專利申請(qǐng)51-27171中所介紹的那樣，導(dǎo)致廣泛采用上面提到的那種涂敷的滲碳碳化物切削工具的最重要的技術(shù)進(jìn)展，是開(kāi)發(fā)出一種超高韌性的基體，其中在WC-基滲碳的碳化物基體的表面層內(nèi)含有比內(nèi)部更多的大量鈷(粘合金屬)，從而使該涂敷的滲碳的碳化物切削工具的抗斷裂性得以迅速改善。此外，如日本專利申請(qǐng)52-156303和日本專利申請(qǐng)54-83745中所記載的那樣，利用在真空之類的脫氨氣氛中燒結(jié)含氮的WC-基滲碳的碳化物，該WC-基滲碳的碳化物基體的表面層可以由不包含具有B-1型晶體結(jié)構(gòu)的堅(jiān)硬的被分散相WC-Co制成，從而可以經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)出與內(nèi)部相比在表面層有更多Co的WC-基滲碳的碳化物，確認(rèn)這一點(diǎn)也是重要的。在所說(shuō)涂層的進(jìn)展方面，例如在日本專利申請(qǐng)61-231416中所記載的涂敷的滲碳的碳化物有一些涂層，其中如TiC、TiN和TiCN之類鈦化合物的X-射線衍射峰有強(qiáng)的(200)取向而且Al2O3具有α-型晶體結(jié)構(gòu)；又比如在日本專利申請(qǐng)62-29263中所介紹的涂敷的滲碳的碳化物也有一些涂層，其中TiC、TiN和TiCN等Ti化合物的X-射線衍射峰也有強(qiáng)(220)取向現(xiàn)象而且Al2O3具有K型晶體結(jié)構(gòu)；但是它們的工具壽命幾乎沒(méi)有變化。此外據(jù)日本專利申請(qǐng)2-156663中披露，一種涂敷的滲碳的碳化物具有這樣一種涂層，其中TiC強(qiáng)(111)取向而且Al2O3具有K型晶體結(jié)構(gòu)，這種碳化物的特點(diǎn)是涂層較少剝落而且壽命長(zhǎng)。然而，由于日本專利申請(qǐng)61-231416、日本專利申請(qǐng)62-29263和日本專利申請(qǐng)2-156663等中所提到的Ti化合物是利用化學(xué)氣相沉積法(CVD)涂覆的，所以晶體結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出與過(guò)去的相同的粒狀，而且切削能力也不總是令人滿意的。此外據(jù)日本專利申請(qǐng)50-16171中披露，可以使用有機(jī)氣體作為部分反應(yīng)氣于相當(dāng)?shù)蜏囟认峦扛?。此文中未描述涂層的晶體結(jié)構(gòu)，而且根據(jù)涂覆條件，晶體結(jié)構(gòu)可以呈粒狀或者晶體可能沿一個(gè)方向(晶體伸長(zhǎng))生長(zhǎng)。由該文列出的參考文獻(xiàn)來(lái)看，所說(shuō)的涂層僅由TiCN組成，而且也未指出Al2O3。另外，這種TiCN與基體之間的粘結(jié)強(qiáng)度低。近年來(lái)，切削技術(shù)朝著自動(dòng)化高速工藝方向顯示出顯著的進(jìn)展。因此，需要一些耐磨性高、抗斷裂性強(qiáng)的工具。鑒于此，本發(fā)明人等為了開(kāi)發(fā)出具有高水平切削能力的涂敷的滲碳的碳化物切削工具進(jìn)行了研究。據(jù)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)用具有在一個(gè)方向(晶體伸長(zhǎng))上生長(zhǎng)的晶體TiCN涂覆WC-基滲碳的碳化物基體和TiCN-基金屬陶瓷基體的表面作為內(nèi)層，并且用具有K或者K＋α(其中K＞α)晶體結(jié)構(gòu)的Al2O3涂層作為外層，顯示出適于連續(xù)切削和斷續(xù)切削的顯著的鋼和鑄鐵切削能力。因此，本發(fā)明的涂敷的硬質(zhì)合金刀具件，包括由WC-基滲碳的碳化物和TiCN-基金屬陶瓷中選出的硬質(zhì)合金形成的基體以及沉積在所說(shuō)基體上的堅(jiān)硬涂層，此堅(jiān)硬涂層包括具有平向生長(zhǎng)的伸長(zhǎng)形晶體的TiCN內(nèi)層和具有K或K＋α(其中K＞α)型晶體的Al2O3外層。附圖1是利用掃描電子顯微鏡攝取的本發(fā)明之涂敷的滲碳的碳化物刀具件的照片。本發(fā)明之涂敷的硬質(zhì)合金刀具件或切削工具現(xiàn)在詳述如下。如上所述，本發(fā)明的涂敷的硬質(zhì)合金刀具件包括由WC-基滲碳的碳化物和TiCN-基金屬陶瓷中選出的硬質(zhì)合金形成的基體以及堅(jiān)硬的涂層，所說(shuō)的涂層包括具有單向生長(zhǎng)的伸長(zhǎng)形晶體的TiCN內(nèi)層和具有K或K＋α(其中K＞α)型晶體的Al2O3外層。為了實(shí)施本發(fā)明，首先必須用具有高粘結(jié)強(qiáng)度的伸長(zhǎng)的晶體TiCN涂覆基體。如工藝條件為，例如涂覆TiCN期間，諸成分的容積百分?jǐn)?shù)為TiCl41-10％，CH3CN0.1～5％，N20-35％，H2是余量，反應(yīng)溫度800～350℃，壓力30～500乇，而且CH3CN氣體在涂覆開(kāi)始降至0.01～0.1％，作為第一涂覆反應(yīng)進(jìn)行1～120分鐘，然后使CH3CN氣增加至0.1～1％作為第二涂覆反應(yīng)，然后可以得到高粘結(jié)強(qiáng)度的伸長(zhǎng)的晶體TiCN。此TiCN涂層的厚度應(yīng)當(dāng)優(yōu)選1～20μm。這是因?yàn)楹穸鹊陀?μm時(shí)耐磨性惡化，而高于20μm時(shí)抗斷裂性變差。此外，涂敷TiCN時(shí)，如反應(yīng)溫度或CH3CN量提高，則TiCN的X-射線衍射圖中(200)平面成分變得弱于(111)和(220)平面成分，與主要呈K形的上層中Al2O3的粘結(jié)強(qiáng)度增大，且耐磨性也提高。接著涂敷K形或其中K＞α的K＋α形的Al2O3。對(duì)于涂敷K形為其主要形式的Al2O3來(lái)說(shuō)。涂敷條件應(yīng)當(dāng)是這樣的，例如，在初始的1～120分鐘內(nèi)反應(yīng)氣體的容積百分組成是AlCl31-20％，HCl1-20％和/或必要時(shí)H2S0.05-5％以及余量為H2，并完成第一反應(yīng)；接著于850～1000℃和30～500乇溫度及壓力條件下，在AlCl31-20％、CO20.5-30％、HCl1-20％和/或必要時(shí)的H2S0.05-5％以及余量為H2的反應(yīng)氣體中進(jìn)行第二反應(yīng)。此Al2O3涂層的厚度應(yīng)當(dāng)優(yōu)選為0.1～10μm。低于0.1μm時(shí)耐磨性變差，而高于10μm時(shí)抗斷裂性惡化。第一TiCN層和第二Al2O3層的總厚度應(yīng)當(dāng)優(yōu)選為2-30μm。本發(fā)明的K＋αAl2O3的K比值采用Cu-KαX-射線衍射圖的一個(gè)峰，而且由以下方程式確定，其中若K＞α，則K比值高于50％。式中，Ik2.79平面指數(shù)間距(planeindexspacing)為d＝2.79時(shí)按ASTMNo.4-0878測(cè)得的X-射線衍射峰高度；Ik1.43平面指數(shù)間距d＝1.43時(shí)按ASTMNo.4-0878測(cè)得的X-射線衍射峰高；Iα2.085平面指數(shù)間距d＝2.085[(113)平面]下按ASTMNo.10-173測(cè)得的X-射線衍射峰高；Iα1.601平面指數(shù)間距d＝1.601[(116)平面]下按ASTMNo.10-173測(cè)得的X-射線衍射峰高。作為本發(fā)明改進(jìn)的實(shí)施方案，包括(1)在外面的Al2O3層上，可以涂覆一種或二種TiN或TiCN作為最外層，此最外層的目的在于區(qū)別使用的諸區(qū)域，且厚度優(yōu)選0.1～2μm。(2)在內(nèi)層TiCN之下可以涂覆TiN、TiC或TiCN(粒狀)中的一或多種物質(zhì)層作為最內(nèi)層。通過(guò)涂覆此最內(nèi)層改進(jìn)伸長(zhǎng)的晶體TiCN之粘結(jié)強(qiáng)度并提高其耐磨性。此層的最優(yōu)選厚度為0.1-5μm。(3)在內(nèi)層TiCN層和外層Al2O3層之間可以涂覆TiN、TiC或TiCN(粒狀)中一或多種物質(zhì)層作為第一中間層。此第一中間層改善低速切削期間的耐磨性，但是卻使高速切削時(shí)的耐磨性降低。此第一中間層的最佳厚度為1-7μm。(4)在內(nèi)TiCN層和外Al2O3層之間可以涂覆一或二TiCO，TiCNO層作為第二中間層，此層提高伸長(zhǎng)的晶體TiCN和K或K＋α形Al2O3之間的粘結(jié)強(qiáng)度。此第二中間層的最佳厚度為0.1-2μm。(5)必要時(shí)可以將上述的(1)～(4)方案組合。(6)涂有TiCN伸長(zhǎng)晶體的內(nèi)層，可以用一或多層TiN隔開(kāi)形成一種隔開(kāi)的TiCN層。此隔開(kāi)的TiCN層不易脫落，而且抗斷裂性得到改善。(7)對(duì)于上述的被隔開(kāi)的伸長(zhǎng)的TiCN和K或K＋α形Al2O3來(lái)說(shuō)，可以包以上面(1)中的一種或二種TiN或TiCN最外層，上述(2)中的TiN、TiC或TiCN中一或多種物質(zhì)第一內(nèi)層，上述(3)中的TiN、TiC或TiCN中一或多種物質(zhì)第一中間層或上述(4)中的TiCO或TiCNO第二中間層，或者將其組合。(8)按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)，WC-基滲碳的碳化物基體的最佳組成如下Co4-12％Ti0-7％Ta0-7％Nb0-4％Cr0-2％N0-1％W和C余量此外還包括O、Fe、Ni和Mo等不可避免的雜質(zhì)。(9)本發(fā)明的WC-基滲碳的碳化物，對(duì)于鋼的車床切削加工來(lái)說(shuō)優(yōu)選這樣一種滲碳的碳化物，在表面部分中Co或Co＋Cr的量(自表面至100μm深處范圍內(nèi)的最高值)應(yīng)當(dāng)為內(nèi)部(距表面1mm)的1.5～5倍；對(duì)于鑄鐵的車床切削加工來(lái)說(shuō)，則優(yōu)選不存在Co或Co＋Cr富集現(xiàn)象的而且其Co或Co＋Cr的含量低的那種。此外，對(duì)于鋼的銑削來(lái)說(shuō)，優(yōu)選這樣一種滲碳的碳化物，其中無(wú)Co或Co＋Cr富集現(xiàn)象而且Co或Co＋Cr含量高。(10)按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)，TiCN-基金屬陶瓷基體的最佳組成如下Co2-14％Ni2-12％Ta2-20％Nb0.1-10％W5-30％Mo5-20％N2-8％Ti和C余量Cr、V、Zr、Hf0-5％還包括O、Fe等不可避免的雜質(zhì)。(11)本發(fā)明的TiCN-基金屬陶瓷基體中，基體表面層(最大值為表面的100μm內(nèi))應(yīng)當(dāng)比內(nèi)部(距表面1mm)至少硬5％或者硬度在表面和內(nèi)部應(yīng)當(dāng)無(wú)差別。通過(guò)下列實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作更詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例1制備了平均粒度3μm的中粒WC粉、5μm粗粒WC粉、1.5μm(Ti，W)C(按重量比計(jì)TiC/WC＝30/70)粉、1.2μm(Ti，W)(C，N)(TiC/TiN/WC＝24/20/56)粉、1.5μmTi(C，N)(TiC/TiN＝50/50)粉、1.6μm(Ta，Nb)C(TaC/NbC＝90/10)粉、1.8μmTaC粉、1.1μmMo2C粉、1.7μmZrC粉、1.8μmCr3C2粉、2.0μmNi粉、2.2μmNiAl(Al31重量％)粉和1.2μmCo粉作為原料，按表1所列組成混合這些原料并于球磨機(jī)中濕磨72小時(shí)。干燥后，將其加壓成形為ISOCNMG120408形狀(滲碳的碳化物基體A-D，金屬陶瓷基體F-G)和SEEN42AFTN1形狀(滲碳的碳化物基體E和E’)毛坯塊，接著在表1所述條件下燒結(jié)這些毛坯塊，產(chǎn)出滲碳的碳化物基體A-E和E’以及金屬陶瓷基體F-G。由滲碳的碳化物基體A-E和E’以及金屬陶瓷基體F-G燒結(jié)塊的表面1mm以上之處測(cè)得的實(shí)驗(yàn)值如表2所示。此外，對(duì)于上面的滲碳的碳化物基體B來(lái)說(shuō)，于1400℃溫度下在100乇CH4氣氛中保持1小時(shí)之后，進(jìn)行漸冷或滲碳操作，利用酸蝕法和滾動(dòng)拋光法除去基體表面所附的碳和Co，在基體表面層中形成了40μm深的富Co區(qū)域，其中在距表面10μm處位置上最高Co含量為15重量％。此外，對(duì)于上面滲碳的碳化物基體A和D來(lái)說(shuō)，燒結(jié)后形成了20μm深富Co區(qū)域，其中在距表面15μm位置處，最高鈷含量分別為11和9重量％，而且在其余的滲碳的碳化物基體C、E和E’中，未形成富鈷區(qū)，其組成在整個(gè)物體上均相似。在上面的金屬陶瓷基體F和G中，于燒結(jié)狀態(tài)下，表面層硬度比內(nèi)部高。金屬陶瓷基體F和G的表面硬度和該表面之下1mm處硬度列于表2之中。接著對(duì)滲碳的碳化物基體A-E和E’以及金屬陶瓷基體F和G的表面進(jìn)行珩磨之后，利用在表3(a)和3(b)所示的特殊涂覆條件形成諸涂層，用化學(xué)氣相沉積設(shè)備使之具有表4所列出的組成、晶體結(jié)構(gòu)和TiCN取向(按照X-射線衍射峰強(qiáng)度的順序，自該表左開(kāi)始依次示出)以及平均厚度，生產(chǎn)出了本發(fā)明的涂敷的滲碳的碳化物切削工具1-12和15-26以及本發(fā)明的涂敷的滲碳的金屬陶瓷切削工具13、14、27和28，現(xiàn)有技術(shù)的涂敷的滲碳的碳化物切削工具1-12和15-26以及現(xiàn)有技術(shù)的涂敷的滲碳的金屬陶瓷切削工具13、14、27和28。然后，在下列條件下，對(duì)本發(fā)明的涂敷滲碳的切削工具1-10和15-24以及現(xiàn)有技術(shù)的涂敷滲碳的碳化物切削工具1-10和15-24作了低碳鋼連續(xù)切削試驗(yàn)工件低碳鋼園棒切削速度270m/分進(jìn)給速度0.25mm/轉(zhuǎn)切削深度2mm切削時(shí)間30分鐘其中對(duì)于是否因切削刀具的碎裂或涂層的剝離而引起的工件撕裂所導(dǎo)致的切削失敗作了測(cè)定。然后測(cè)量了能夠在預(yù)置的時(shí)間期間內(nèi)切削的刀具的側(cè)面磨損量。并且在下列條件下作了斷續(xù)式的切削試驗(yàn)工件帶槽的低碳鋼園棒切削速度250m/分進(jìn)給速度0.25mm/轉(zhuǎn)切削深度1.5mm切削時(shí)間40分鐘。其中對(duì)于是否因切削刀具的斷裂或碎裂等麻煩而導(dǎo)致切削失敗作了測(cè)定。然后，對(duì)于能夠在預(yù)定時(shí)間期間內(nèi)切削的刀具測(cè)定了側(cè)面磨損量。對(duì)于本發(fā)明的涂敷滲碳的碳化物切削工具11、12、25和26以及現(xiàn)有技術(shù)的涂敷滲碳的碳化物切削工具，在下列條件下作了低碳鋼銑切試驗(yàn)工件低碳鋼方塊切削速度250m/分進(jìn)給速度0.35mm/齒切削深度2.5mm切削時(shí)間40分鐘其中對(duì)于是否會(huì)因切削刀具碎裂等麻煩而使銑切失敗作了測(cè)定。然后對(duì)于能夠在預(yù)定時(shí)間期間內(nèi)銑切的刀具測(cè)量了銑刀側(cè)面的磨損量。對(duì)于本發(fā)明的涂敷的金屬陶瓷切削工具13、14、27和28以及現(xiàn)有技術(shù)的涂敷的金屬陶瓷切削工具13、14、27和28，在下列條件下作了低碳鋼連續(xù)切削試驗(yàn)工件低碳鋼園棒切削速度320m/分進(jìn)給速度0.25mm/轉(zhuǎn)切削深度1mm切削時(shí)間20分鐘其中測(cè)定了是否會(huì)因切削刀具的碎裂或斷裂而導(dǎo)致切削失敗。然后，對(duì)于能夠在預(yù)定時(shí)間期間內(nèi)切削的刀具，測(cè)量了側(cè)面磨損量。而且在下列條件下作了斷續(xù)式切削試驗(yàn)工件帶溝槽的低碳鋼園棒切削速度300m/分進(jìn)給速度0.2mm/轉(zhuǎn)切削深度1mm切削時(shí)間20分鐘其中對(duì)于是否因切削刀具的碎裂等麻煩而導(dǎo)致切削失敗作了測(cè)定。然后，對(duì)于能夠在預(yù)定時(shí)間期間內(nèi)切削的刀具測(cè)定了側(cè)面磨損量。上述試驗(yàn)的結(jié)果列于表4-7之中。如從表4-7所能看出的那樣，本發(fā)明的全部涂敷的滲碳碳化物切削工具和涂敷的金屬陶瓷切削工具除了表現(xiàn)出優(yōu)良的耐磨性和抗斷裂性之外，均顯示出這樣一些性質(zhì)，即切削刀具難于斷裂或碎裂，而且涂層很少剝落。實(shí)施例2采用與實(shí)施例1相同的滲碳碳化物基體A-E和E’以及金屬陶瓷基體F和G，在和實(shí)施例1中表3(a)和3(b)所示相同的涂敷條件下，通過(guò)形成具有表8和9所示組成、晶體結(jié)構(gòu)和平均厚度的涂層，生產(chǎn)了本發(fā)明的涂敷滲碳的碳化物切削工具29-40，本發(fā)明的涂敷的金屬陶瓷切削工具41和42，現(xiàn)有技術(shù)的涂敷滲碳的碳化物切削工具29-40以及現(xiàn)有技術(shù)的涂敷的金屬陶瓷切削工具41和42。然后，對(duì)于本發(fā)明的涂敷參碳的碳化物切削工具29-38以及現(xiàn)有技術(shù)的涂敷滲碳的碳化物切削工具29-38，在下列條件下作了低碳鋼連續(xù)切削試驗(yàn)工件低碳鋼園棒切削速度250m/分進(jìn)給速度0.27mm/轉(zhuǎn)切削深度2mm切削時(shí)間30分鐘并且作了與實(shí)施例1相同的評(píng)價(jià)。此外，在下列條件下作了斷續(xù)式切削試驗(yàn)工件帶溝槽的低碳鋼園棒切削速度230m/分進(jìn)給速度0.27mm/轉(zhuǎn)切削深度1.5mm切削時(shí)間40分鐘而且作了與實(shí)施例1相同的評(píng)價(jià)。對(duì)于本發(fā)明的涂敷滲碳的碳化物切削工具39和40以及現(xiàn)有技術(shù)的涂敷滲碳的碳化物切削工具39和40，在下列條件下作了低碳鋼銑切試驗(yàn)工件低碳鋼方塊銑切速度230m/分進(jìn)給速度0.37mm/齒切削深度2.5mm銑切時(shí)間40分鐘而且作了和實(shí)施例1相同的評(píng)價(jià)。對(duì)于本發(fā)明的涂敷的金屬陶瓷切削工具41和42，以及現(xiàn)有技術(shù)的涂敷的金屬陶瓷切削工具41和42，在下列條件下作了低碳鋼連續(xù)切削試驗(yàn)工件低碳鋼園鋼切削速度300m/分進(jìn)給速度0.27mm/轉(zhuǎn)切削深度1mm切削時(shí)間20分鐘而且作了與實(shí)施例1相同的評(píng)價(jià)。此外，還在下列條件下作了斷續(xù)式切削試驗(yàn)工件帶溝槽的低碳鋼園鋼切削速度280m分進(jìn)給速度0.22mm/轉(zhuǎn)切削深度1mm切削時(shí)間20分鐘而且作了與實(shí)施例1相同的評(píng)價(jià)。上述試驗(yàn)的結(jié)果列于表8、9(a)和9(b)之中。正如從表8、9(a)和9(b)中所能看出的那樣，本發(fā)明的全部涂敷滲碳的碳化物切削工具和涂敷的金屬陶瓷切削工具，除了顯示出優(yōu)良的耐磨性和抗斷裂性之外，均表現(xiàn)出切削刀具難斷裂或碎裂以及涂層很少脫落等性質(zhì)。實(shí)施例3采用和實(shí)施例1相同的滲碳的碳化物基體A-E、E’和金屬陶瓷基體F和G，在和實(shí)施例1中表3(a)和3(b)內(nèi)所示的同樣涂敷條件下，通過(guò)形成表10-13中所示組成、晶體結(jié)構(gòu)和平均厚度的諸涂層，生產(chǎn)了本發(fā)明的涂敷滲碳的碳化物切削工具43-54和57-68，本發(fā)明的涂敷的金屬陶瓷切削工具55、56、69和70，現(xiàn)有技術(shù)的涂敷滲碳的碳化物切削工具43-54和57-68，以及現(xiàn)有技術(shù)的涂敷的金屬陶瓷切削工具55、56、69和70。圖1示出了利用掃描電子顯微鏡攝取的本發(fā)明涂敷滲碳的碳化物切削工具表面層的照片。然后針對(duì)本發(fā)明的涂敷滲碳的碳化物切削工具43-52和57-66以及現(xiàn)有技術(shù)的涂敷滲碳的碳化物切削工具43-52和57-66，在下列條件下作了低碳鋼連續(xù)切削試驗(yàn)工件低碳鋼園鋼切削速度280m/分進(jìn)給速度0.23mm/轉(zhuǎn)切削深度2mm切削時(shí)間30分鐘并且作了和實(shí)施例1相同的評(píng)價(jià)。此外，還在下列條件下作了斷續(xù)式切削試驗(yàn)工件帶溝槽的低碳鋼園鋼切削速度260m/分進(jìn)給速度0.23mm/轉(zhuǎn)切削深度1.5切削時(shí)間40分鐘并且作了和實(shí)施例1相同的評(píng)價(jià)。對(duì)于本發(fā)明的涂敷滲碳的碳化物切削工具53、54、67和68以及現(xiàn)有技術(shù)的涂敷滲碳的碳化物切削工具53、54、67和68，在下列條件下作了低碳鋼銑切試驗(yàn)工件低碳鋼方鋼銑切速度260m/分進(jìn)給速度0.33mm/齒銑切深度2.5mm銑切時(shí)間40分鐘并且作了和實(shí)施例1相同的評(píng)價(jià)。對(duì)于本發(fā)明的涂敷的金屬陶瓷切削工具55、56、69和70，以及現(xiàn)有技術(shù)的涂敷的金屬陶瓷切削工具55、56、69和70，在下列條件下作了低碳鋼連續(xù)切削試驗(yàn)工件低碳鋼園鋼切削速度330m/分進(jìn)給速度0.23mm/轉(zhuǎn)切削深度1mm切削時(shí)間20分鐘并且作了和實(shí)施例1相同的評(píng)價(jià)。此外，在下列條件下還作了斷續(xù)式切削試驗(yàn)工件帶溝槽的低碳鋼園鋼切削速度310m/分進(jìn)給速度0.18mm/轉(zhuǎn)切削深度1mm切削時(shí)間20分鐘并且作了和實(shí)施例1相同的評(píng)價(jià)。上述試驗(yàn)結(jié)果示于表10-13之中。如從表10-13所能看出的那樣，本發(fā)明的全部涂敷滲碳的碳化物切削工具和本發(fā)明的涂敷的金屬陶瓷切削工具，除了顯示出優(yōu)良的耐磨性和抗斷裂性之外，還表現(xiàn)出難于使切削工具斷裂或破碎以及很少出現(xiàn)涂層剝落等性質(zhì)。實(shí)施例4采用與實(shí)施例1相同的滲碳的碳化物基體A-E和E’以及金屬陶瓷基體F和G，在與實(shí)施例1中表3(a)和3(b)內(nèi)所示相同的涂敷條件下，通過(guò)形成具有表14-17所示組成、晶體結(jié)構(gòu)和平均厚度的諸涂層，生產(chǎn)出本發(fā)明的涂敷滲碳的碳化物切削工具71-82和85-96，本發(fā)明的涂敷的金屬陶瓷切削工具83、84、97和98，現(xiàn)有技術(shù)的涂敷滲碳的碳化物切削工具71-82和85-96，以及現(xiàn)有技術(shù)涂敷的金屬陶瓷切削工具83、84、97和98。然后，對(duì)于本發(fā)明的涂敷滲碳的碳化物切削工具71-80和85-94以及現(xiàn)有技術(shù)的涂敷滲碳的碳化物切削工具71-80和85-84，在下列條件下作了低碳鋼連續(xù)切削試驗(yàn)工件低碳園鋼切削速度260m/分進(jìn)給速度0.26mm/轉(zhuǎn)切削深度2mm切削時(shí)間30分鐘并且作了與實(shí)施例1相同的評(píng)價(jià)。此外，在下列條件下還作了斷續(xù)式切削試驗(yàn)工件帶溝槽的低碳園鋼切削速度240m/分進(jìn)給速度0.26mm/轉(zhuǎn)切削深度1.5mm切削時(shí)間40分鐘而且作了與實(shí)施例1相同的評(píng)價(jià)。對(duì)于本發(fā)明的涂敷滲碳的碳化物切削工具81、82、95和96以及現(xiàn)有技術(shù)的涂敷滲碳的碳化物切削工具81、82、95和96，在下列條件下作了低碳鋼銑切試驗(yàn)工件低碳方鋼銑切速度240m/分進(jìn)給速度0.36mm/齒銑切深度2.5mm銑切時(shí)間40分鐘并且作了與實(shí)施例1相同的評(píng)價(jià)。對(duì)于本發(fā)明的涂敷的金屬陶瓷切削工具83、84、97和98，以及現(xiàn)有技術(shù)的涂敷的金屬陶瓷切削工具83、84、97和98，在下列條件下作了低碳鋼連續(xù)切削試驗(yàn)工件低碳園鋼切削速度310m/分進(jìn)給速度0.26mm/轉(zhuǎn)切削深度1mm切削時(shí)間20分鐘并且作了與實(shí)施例1相同的評(píng)定。此外，在下列條件下還作了斷續(xù)式切削試驗(yàn)工件帶溝槽的低碳園鋼切削速度290m/分進(jìn)給速度0.21/轉(zhuǎn)切削深度1mm切削時(shí)間20分鐘并且作了與實(shí)施例1相同的評(píng)價(jià)。上面的試驗(yàn)結(jié)果示于表14-17之中。從表14-17可以看出，本發(fā)明的全部涂敷參碳的碳化物切削工具和本發(fā)明的涂敷的金屬陶瓷切削工具，除了顯示出優(yōu)良耐磨性和抗斷裂性之外，還表現(xiàn)出使切削刀具難于斷裂或破碎而且涂層很少剝落等性質(zhì)。實(shí)施例5采用和實(shí)施例1相同的滲碳的碳化物基體A-E、E’以及金屬陶瓷基體F和G，在與實(shí)施例1中表3(a)和3(b)內(nèi)所示相同的涂敷條件下，通過(guò)形成具有表18-21所示組成、晶體結(jié)構(gòu)和平均厚度的諸涂層，生產(chǎn)出本發(fā)明涂敷的滲碳碳化物切削工具99-112和122-126，本發(fā)明的涂敷的金屬陶瓷切削工具113-121，現(xiàn)有技術(shù)的涂敷的滲碳碳化物切削工具99-112和122-126，以及現(xiàn)有技術(shù)的涂敷的金屬陶瓷切削工具113-121。然后在下列條件下對(duì)本發(fā)明涂敷的滲碳碳化物切削工具99-112以及現(xiàn)有技術(shù)涂敷的滲碳碳化物切削工具99-112作了低碳鋼高速進(jìn)給連續(xù)切削試驗(yàn)工件低碳園鋼切削速度210m/分進(jìn)給速度0.38mm/轉(zhuǎn)切削深度2mm切削時(shí)間30分鐘并且作了與實(shí)施例1相同的評(píng)價(jià)。此外，在下列條件下作了深切斷續(xù)切削試驗(yàn)工件低碳園鋼切削速度210m/分進(jìn)給速度0.23mm/轉(zhuǎn)切削深度4mm切削時(shí)間40分鐘并且作了與實(shí)施例1相同的評(píng)價(jià)。在下列條件下，對(duì)本發(fā)明涂敷滲碳的碳化物切削工具122-126和現(xiàn)有技術(shù)涂敷滲碳的碳化物切削工具122-126作了低碳鋼銑切試驗(yàn)工件低碳方鋼切削速度260m/分進(jìn)給速度0.33mm/齒切削深度3mm銑切時(shí)間40分鐘并且作了和實(shí)施例1相同的評(píng)定。在下列條件下，對(duì)本發(fā)明涂敷的金屬陶瓷切削工具113-121和現(xiàn)有技術(shù)涂敷的金屬陶瓷切削工具113-121作了低碳鋼連續(xù)切削試驗(yàn)工件低碳園鋼切削速度340m/分進(jìn)給速度0.22mm/轉(zhuǎn)切削深度1mm切削時(shí)間20分鐘并且作了和實(shí)施例1相同的評(píng)定。此外，在下列條件下還作了斷續(xù)式切削試驗(yàn)工件帶溝槽的低碳園鋼切削速度320m/分進(jìn)給速度0.17mm/轉(zhuǎn)切削深度1切削時(shí)間20分鐘并且作了與實(shí)施例1相同的評(píng)定。上述試驗(yàn)結(jié)果示于表18-21中。從表18-21可以看出，本發(fā)明的全部涂敷滲碳的碳化物切削工具和涂敷的金屬陶瓷切削工具，除了顯示出優(yōu)良耐磨性和抗斷裂性之外，還表現(xiàn)出難于使切削工具斷裂或破碎以及涂層很少脫落的性質(zhì)。表1表2p><p>表3(a)[涂敷條件]</tables>表3(b)<表4<p>表6<p>表7(a)表7(b)表8表9(a)<<p>表9(b)表10表11(a)表11(b)表12表13(a<p>表13(b)</tables>表14表15(a)表16表17<p>表18(ap><p>表18(b<p>表19(a)<<p>表19(b)表20表2權(quán)利要求1.一種涂敷的硬質(zhì)合金刀具件，包括由WC-基滲碳的碳化物和TiCN-基金屬陶瓷中選出的硬質(zhì)合金所形成的基體以及在所說(shuō)基體上沉積的堅(jiān)硬涂層，其特征在于所說(shuō)的堅(jiān)硬涂層包括具有單向生長(zhǎng)的伸長(zhǎng)形晶體的TiCN內(nèi)層以及具有K或K＋α(其中K＞α)晶體形狀的Al2O3外層。2.按照權(quán)利要求1的涂敷的硬質(zhì)合金刀具件，其中所說(shuō)內(nèi)層的呈所說(shuō)的伸長(zhǎng)的晶體形的TiCN具有這樣的X-射線衍射峰，其中(200)平面的強(qiáng)度比其(111)和(220)平面的強(qiáng)度低。3.按照權(quán)利要求1或2的涂敷的硬質(zhì)合金刀具件，其中所說(shuō)的堅(jiān)硬涂層還包括處于所說(shuō)內(nèi)層之下形成的一或多種粒狀TiN、TiC或TiCN的最內(nèi)層。4.按照上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)的涂敷的硬質(zhì)合金刀具件，其中所說(shuō)的堅(jiān)硬涂層還包括在所說(shuō)的Al2O3外層上形成的一或二種粒狀TiN或TiCN的最外層。5.按照上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的涂敷的硬質(zhì)合金刀具件，其中所說(shuō)的堅(jiān)硬涂層還包括在所說(shuō)的TiCN內(nèi)層和所說(shuō)的Al2O3外層之間形成的一或多種TiC、TiN或TiCN粒狀的第一中間層。6.按照上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)的涂敷的硬質(zhì)合金刀具件，其中所說(shuō)的堅(jiān)硬涂層還包括在所說(shuō)的TiCN內(nèi)層和所說(shuō)的Al2O3外層之間形成一或兩種的TiCO或TiCNO的第二中間層。7.按照上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)的涂敷的硬質(zhì)合金刀具件，其中所說(shuō)的TiCN內(nèi)層還包括一或多層TiN，使所說(shuō)的內(nèi)層被TiN層隔開(kāi)。8.按照上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)的涂敷的硬質(zhì)合金刀具件，其中所說(shuō)的WC-基滲碳的碳化物基本上由4-12重量％CO、0-7重量％Ti、0-7重量％Ta、0-4重量％Nb、0-2重量％Cr、0-1重量％N和余量W和C組成。9.按照權(quán)利要求8的涂敷的硬質(zhì)合金刀具件，其中自基體表面至100μm深處這一基體表面層中Co的最高含量，為距表面1mm深處內(nèi)部Co含量的1.5～5倍。10.按照上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)的涂敷的硬質(zhì)合金刀具件，其中所說(shuō)的TiCN-基金屬陶瓷基本上由2-14重量％Co、2-12重量％Ni、2-20重量％Ta、0.1-10重量％Nb、5-30重量％W、5-20重量％Mo、2-8重量％N、不大于5重量％的Cr、V、Zr和Hf中至少一種選擇性成分以及余量Ti和C組成。11.按照權(quán)利要求10的涂敷的硬質(zhì)合金刀具件，其中自基體表面至100μm深表面層中的硬度，比自表面1mm深內(nèi)部的硬度大5％。全文摘要公開(kāi)了一種涂敷的硬質(zhì)合金刀具件，包括由WC-基滲碳的碳化物或TiCN一基金屬陶瓷硬質(zhì)合金形成的基體，以及基體上的堅(jiān)硬涂層。此堅(jiān)硬涂層包括具有單向生長(zhǎng)的伸長(zhǎng)形晶體TiCN內(nèi)層和具有K或K+α(K＞α)晶形的Al文檔編號(hào)C23C16/40GK1121537SQ95103640公開(kāi)日1996年5月1日申請(qǐng)日期1995年4月6日優(yōu)先權(quán)日1994年5月31日發(fā)明者吉村寬范,長(zhǎng)田晃,宇納健一,大鹿高歲,菅原淳,濱口雄樹(shù)申請(qǐng)人:三菱麻鐵里亞爾株式會(huì)社