切削工具的制作方法
【專利摘要】一種切削工具，包括由金屬陶瓷形成的基材。該金屬陶瓷由硬質(zhì)相、結合相和不可避免的雜質(zhì)形成，其中該硬質(zhì)相由Ti、除Ti之外的選自元素周期表中第4族、第5族和第6族中的至少一種金屬、以及含有碳和氮中的至少一種元素的化合物形成；所述結合相的主要成分為鐵族金屬。在所述基材的切削面上散布有平均粒徑為0.5μm以上5μm以下的氧化鋁顆粒和氧化鋯顆粒中的至少一種顆粒，并且該表面中鋁和鋯中的至少一種元素的濃度為0.5原子％以上5原子％以下。
【專利說明】切削工具

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及包括由金屬陶瓷構成的基材的切削工具。更具體而言，本發(fā)明涉及具有優(yōu)異的抗熔接性和抗斷裂性并且能夠在長期使用過程中表現(xiàn)出穩(wěn)定切削性能的切削工具。

【背景技術】
[0002]燒結金屬(例如，金屬陶瓷和硬質(zhì)合金)被用作為切削工具的基材，其中在燒結金屬中，碳化物、碳氮化物等的硬質(zhì)顆粒(硬質(zhì)相)與鈷(Co)或鎳(Ni)等鐵族金屬(結合相)結合在一起。通常，在金屬陶瓷中，主硬質(zhì)相由諸如碳化鈦(TiC)或碳氮化鈦(TiCN)之類的Ti化合物顆粒構成。另一方面，在硬質(zhì)合金中，主硬質(zhì)相由碳化鎢(WC)顆粒構成。相比于包括由硬質(zhì)合金構成的基材的切削工具，包括由金屬陶瓷構成的基材的切削工具具有如下優(yōu)點:
[0003](I)耐磨性優(yōu)異，
[0004](2)鋼加工中的表面質(zhì)量高，
[0005](3)能夠進行高速切削，
[0006](4)質(zhì)量輕，以及
[0007](5)原料豐富且價格低廉。
[0008]在(例如)專利文獻I至4中描述了對由燒結金屬構成的切削工具基材表面進行噴砂處理以改善表面性能的技術。
[0009]專利文獻I至3描述了:在對鉆頭或可轉(zhuǎn)位刀片(indexable insert)的基材進行涂層處理之前，通過在基材表面上進行噴砂處理，可除去基材表面上的不需要的物質(zhì)，由此提高了覆層的密著性。專利文獻4描述了:通過對由金屬陶瓷構成的刀片基材的前刀面的表面進行噴砂處理，用作磨粒的陶瓷顆粒(如氧化鋁顆粒)被嵌入并散布在前刀面的表面中，由此能夠提高抗熔接性。
[0010]引用列表
[0011]專利文獻
[0012]專利文獻1:日本未審查專利申請公開(PCT申請譯文)N0.2002-536194
[0013]專利文獻2:日本未審查專利申請公開N0.2007-007780
[0014]專利文獻3:日本未審查專利申請公開N0.9-241826
[0015]專利文獻4:日本未審查專利申請公開N0.2010-194669


【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]技術問題
[0017]在專利文獻I至3中描述的技術中，通過利用噴砂處理清潔基材表面從而提高了覆層的密著性。盡管可在這些文獻中所描述的噴砂處理條件下獲得基材表面的清潔效果，但是沒有進一步的效果可以預期。
[0018]另一方面，在專利文獻4中描述的技術中，通過利用噴砂處理在基材的前刀面的表面中嵌入并散布平均粒徑為5 μ m至100 μ m的陶瓷顆粒，從而改變了表面狀態(tài)。然而，由于散布的陶瓷顆粒較構成基材硬質(zhì)相的硬質(zhì)顆粒更為粗大，因此容易發(fā)生源于粗顆粒的剝落，這可能會造成斷裂等。
[0019]本發(fā)明在這些背景下實現(xiàn)，本發(fā)明的目的是提供具有優(yōu)異的抗熔接性和抗斷裂性并且能夠在長期使用過程中表現(xiàn)出穩(wěn)定切削性能的切削工具。
[0020]問題的解決手段
[0021]本發(fā)明的切削工具包括由金屬陶瓷構成的基材。金屬陶瓷包括:硬質(zhì)相，該硬質(zhì)相包含含有T1、除Ti之外的選自元素周期表中第4族、第5族和第6族中的至少一種金屬、以及碳和氮中的至少一種元素的化合物；結合相，該結合相包含鐵族金屬作為主要成分；以及不可避免的雜質(zhì)。該切削工具的特征在于:在基材前刀面的表面上散布有平均粒徑為
0.5 μ m以上5 μ m以下的氧化鋁顆粒和氧化鋯顆粒中的至少一種顆粒，并且該表面中鋁和鋯中的至少一種元素的濃度為0.5原子％以上5原子％以下。
[0022]在本發(fā)明的切削工具中，具有預定的平均粒徑的氧化鋁顆?；蜓趸嗩w粒(下文中可簡稱為“氧化鋁顆粒等”)散布于基材的前刀面的表面，并且構成這些顆粒的鋁或鋯(下文中可簡稱為“鋁等”)的濃度在預定范圍內(nèi)。由于形成了散布有這種氧化鋁細顆粒等的表面狀態(tài)，因此可抑制在切削過程中工件(包括切屑)與前刀面接觸時熔接的發(fā)生，并能夠防止發(fā)生工具的剝落和斷裂。因此，可防止切削工具的切削性能發(fā)生劣化，并能夠在長期使用過程中表現(xiàn)出穩(wěn)定的切削性能。
[0023]在本發(fā)明中，在切削過程中工件與散布有氧化鋁顆粒等的部分發(fā)生接觸的情況下，除了前刀面以外，例如在后刀面上也可與前刀面一樣進一步抑制在工具上的熔接。然而，在氧化鋁顆粒等散布于刃(切削刃)表面的情況下，人們擔心可能會對工件的表面質(zhì)量構成不利的影響。因此，優(yōu)選進行刃處理，例如珩磨處理。另一方面，在不涉及切削的部分中，例如，待固定于支架上的支持面(seating surface)或安裝孔附近，由于無需抑制熔接，因此氧化鋁顆粒等可不用散布在其表面中。即，氧化鋁顆粒等優(yōu)選散布在除刃以外的涉及切削性能的部分中。
[0024]當氧化鋁顆粒等的平均粒徑小于0.5 μ m時，可能無法獲得抗熔接性效果，并且易于發(fā)生因熔接所致的剝落和斷裂。另一方面，當平均粒徑大于5 μ m時，顆?？勺鳛閯兟涞钠瘘c，并且在切削過程中易于發(fā)生斷裂。此外，當平均粒徑大于5μπι時，顆粒會將基材損壞，從而導致強度降低以及耐磨性劣化。平均粒徑優(yōu)選為Iym以上4 μπι以下。
[0025]諸如鋁等元素來自于氧化鋁顆粒等的成分。當鋁等的元素濃度小于0.5原子％時，可能無法獲得抗熔接性效果，并且易于發(fā)生因熔接所致的剝落和斷裂。另一方面，當元素濃度大于5原子％時，盡管可獲得足夠的抗熔接性，但是耐磨性會因大量的該成分而趨于劣化。優(yōu)選的是，元素濃度為I原子％以上2.5原子％以下。
[0026]通過如下方法獲得基材(前刀面)的表面中的氧化鋁顆粒等的平均粒徑以及鋁等的元素濃度。首先，用掃描電鏡(SEM)觀察基材表面中的150 μ mX 150 μ m的區(qū)域，在該區(qū)域內(nèi)利用能量色散X射線分析(EDX)進行定量分析，并將所得值定義為元素濃度。測量該區(qū)域內(nèi)被EDX檢測到的所有氧化鋁顆粒中每個氧化鋁顆粒的最長直徑，并將其平均值定義為平均粒徑。
[0027]此外，在本發(fā)明的切削工具中，優(yōu)選的是，從基材表面的燒結面至50 μ m深度的區(qū)域內(nèi)的平均硬度比深度范圍為150 μ m至200 μ m的區(qū)域內(nèi)的平均硬度高10%以上。
[0028]在金屬陶瓷基材的表面部分的硬度高于內(nèi)部硬度的情況中，耐磨性改善，而韌性趨于降低。因此，當因工件熔接于前刀面而使切削質(zhì)量劣化且切削力增加時，可能會造成斷裂。在本發(fā)明中，可抑制前刀面上的熔接，并且根據(jù)上述結構，能夠有效實現(xiàn)本發(fā)明的效果。
[0029]術語“燒結面”是指被燒結的表面。
[0030]本發(fā)明的切削工具基本上可由如下步驟制得:制備原料粉末、混合并成形、燒結、以及進行噴砂處理。
[0031]在制備原料粉末的步驟中，準備如下粉末作為原料粉末:含有T1、除Ti之外的選自元素周期表中第4族、第5族和第6族中的至少一種金屬、以及碳和氮中的至少一種元素的化合物的粉末；以及鐵族金屬的粉末。
[0032]化合物的例子包括上述金屬的碳化物、氮化物和碳氮化物、及其固溶體。Ti化合物的例子包括Tic、TiN和TiCN。除Ti之外的選自元素周期表中第4族、第5族和第6族中的至少一種金屬的例子包括W、Mo、Cr、V、Nb、Ta和Zr，這種金屬的化合物的例子包括WC、Mo2C、Cr3C2、VC、NbC、TaC和ZrC。此外，該化合物可包括含有Ti以及除Ti之外的選自元素周期表中第4族、第5族和第6族中的至少一種金屬的Ti化合物。其例子包括包含Ti和W的碳氮化物(TiWCN)。這些化合物構成了硬質(zhì)相。根據(jù)本發(fā)明，在金屬陶瓷中，Ti化合物為硬質(zhì)相的主要成分(其占總硬質(zhì)相的50質(zhì)量％以上，硬質(zhì)相中Ti化合物的量最大)。優(yōu)選的是，硬質(zhì)相的量為整個金屬陶瓷的75質(zhì)量％至95質(zhì)量％。此外，該化合物粉末的平均粒徑優(yōu)選為0.5 μ m至2 μ m。
[0033]鐵族金屬的例子包括Co和Ni。鐵族金屬構成了結合相。在本發(fā)明中，鐵族金屬為結合相的主要成分(占總結合相的65%以上，結合相中鐵族金屬的量最大)。此外，鐵族金屬粉末的平均粒徑優(yōu)選為0.3 μ m以上4 μ m以下。
[0034]在混合成形步驟中，將原料粉末混合，然后將所得混合物成形為工具形狀，由此獲得成形體。例如，可通過球磨機進行混合。成形可通過(例如)壓制成形法進行。
[0035]在燒結步驟中，將成形體加熱并燒結，然后將其冷卻以獲得由金屬陶瓷構成的基材。燒結步驟包括加熱步驟和冷卻步驟。
[0036]在加熱步驟中，例如，在10Pa以下的真空中，以5°C /分鐘以上15°C /分鐘以下的升溫速率進行加熱(一次加熱)至1，250°C。隨后，在10Pa以上2，OOOPa以下的氮氣氣氛中，以1°C /分鐘以上5°C /分鐘以下的升溫速率進行加熱(二次加熱)至1，4500C以上1，550°C以下(該溫度為燒結保持溫度)，然后將燒結保持溫度維持一定時間。燒結保持時間為(例如)30分鐘以上1.5小時以下。在二次加熱中，通過以1°C /分鐘以上5°C /分鐘以下的低升溫速率進行加熱，可使金屬陶瓷致密化。
[0037]在冷卻步驟中，(例如)在壓力為500Pa以上500kPa以下的Ar或CO氣氛中進行冷卻。在加熱步驟中，尤其是在二次加熱中，通過在預定壓力的氮氣氣氛中加熱并保持該溫度，抑制了氮從金屬陶瓷成分中除去。此外，在冷卻步驟中，通過設定脫氮和脫碳條件(例如，在Ar氣氛中冷卻)，可獲得表面硬度高于內(nèi)部硬度的金屬陶瓷基材。
[0038]在噴砂處理步驟中，使用選自氧化鋁磨粒和氧化鋯磨粒(下文中可簡稱為“氧化鋁磨粒等”)中的至少一種磨粒對金屬陶瓷基材表面中的前刀面進行噴砂處理。使氧化鋁磨粒等撞擊基材(前刀面)的表面，并且使部分氧化鋁磨粒保留在基材表面中。由此，氧化鋁細顆粒等散布于基材表面上，由此形成了本發(fā)明的表面狀態(tài)。噴砂處理可為濕式或干式。然而，在濕式噴砂處理中，可效率地對基材表面進行局部噴砂處理，是優(yōu)選的。
[0039]可通過改變噴砂處理的條件從而改變基材(前刀面)的表面狀態(tài)。噴砂處理條件的例子包括氧化鋁磨粒等的平均粒徑、氧化鋁磨粒等的濃度、噴砂壓力、噴砂角度和噴砂時間。這些條件優(yōu)選設定在如下范圍內(nèi):氧化鋁磨粒等的平均粒徑為10 μ m以上50 μ m以下，氧化鋁磨粒等的濃度為5體積％以上15體積％以下，噴砂壓力為0.5MPa以上2.5MPa以下，噴砂角度(相對于垂直于基材(前刀面)表面的方向的角度)為15°以上60°以下，噴砂時間為5秒以上20秒以下。更優(yōu)選的是，氧化鋁磨粒等的濃度為大于5體積％，噴砂壓力小于2.5MPa，噴砂時間為15秒以下。需要注意的是，在表面狀態(tài)中，這些條件彼此影響。因此，即使當一些條件不在上述的優(yōu)選范圍內(nèi)時，在某些情況下依靠其他的條件，也可獲得本發(fā)明的表面狀態(tài)。這些條件不必局限于上述優(yōu)選范圍。
[0040]氧化鋁磨粒等優(yōu)選為球形，其球度優(yōu)選為1.5以下。更優(yōu)選的是，其球度為1.2以下。術語“球度”是指磨粒中最大直徑與最小直徑的比值(最大直徑/最小直徑)。由于球形磨粒不易破碎，因此當其撞擊于基材表面上時，小部分的磨粒表面會剝落，其碎片殘留在基材表面中。因此，基材(前刀面)的表面中的氧化鋁顆粒等的平均粒徑易于降低。相反，在多角形磨粒的情況中，由于存在邊角，因此磨?？赡軙倘牖谋砻嬷校⑶以谀承┣闆r下會以原樣殘留在基材表面中。此外，由于多角形磨粒易于破碎，因此如果其粒徑較大，則當其撞擊于基材表面或者當磨粒相互撞擊時，在某些情況中，尖銳的大碎片會刺入基材表面中。因此，基材(前刀面)表面中氧化鋁顆粒等的平均粒徑易于升高。
[0041]此外，關于由噴砂處理形成的基材(前刀面)的表面狀態(tài)，隨著氧化鋁磨粒等的濃度降低，殘留在基材表面的氧化鋁顆粒等的平均粒徑趨于降低，并且鋁等的元素濃度趨于下降。隨著氧化鋁磨粒等的濃度升高，殘留在基材表面的氧化鋁顆粒等的平均粒徑趨于升高，并且鋁等的元素濃度趨于增加。此外，隨著噴砂壓力降低，殘留在基材表面的氧化鋁顆粒等的平均粒徑趨于降低，并且鋁等的元素濃度趨于下降。隨著噴砂壓力升高，殘留在基材表面的氧化鋁顆粒等的平均粒徑趨于增加，并且鋁等的元素濃度趨于升高。此外，隨著噴砂角度減小，殘留在基材表面的氧化鋁顆粒等的平均粒徑趨于增加，并且鋁等的元素濃度趨于升高。隨著噴砂角度增加，殘留在基材表面的氧化鋁顆粒等的平均粒徑趨于降低，并且鋁等的元素濃度趨于降低。此外，隨著噴砂時間縮短，鋁等的元素濃度趨于降低。隨著噴砂時間延長，鋁等的元素濃度趨于增加。
[0042]具體而言，通過將噴砂角度設定為15°以上60°以下、并沿著與垂直于基材(前刀面)表面的方向之間的傾斜角為15°至60°的傾斜方向進行濕式噴砂處理，能夠容易地獲得本發(fā)明的表面狀態(tài)。此外，在其中前刀面和后刀面基本彼此垂直的可轉(zhuǎn)位刀片的基材的情況中，通過沿著相對于與前刀面表面垂直的方向向刃側(cè)傾斜的傾斜方向由前刀面?zhèn)戎梁蟮睹鎮(zhèn)冗M行噴砂處理，不僅能夠?qū)η暗睹孢M行噴砂處理，而且還能夠?qū)蟮睹孢M行噴砂處理。在這種情況中，通過將噴砂角度設定為45°C，則能夠以同樣的方式在前刀面和后刀面上進行噴砂處理。
[0043]無需在不涉及切削的部分(例如，將固定于支架的支持面)進行噴砂處理，并且燒結面可不經(jīng)處理。由此，可實現(xiàn)制造成本的降低和制造時間的縮短。
[0044]此外，在氧化鋁顆粒等散布于刃(切削刃)表面的情況中，人們擔心可能會對工件的表面質(zhì)量構成不利影響。因此，在對刃表面進行噴砂處理的情況中，優(yōu)選通過對刃進行珩磨從而單獨進行刃處理。
[0045]發(fā)明效果
[0046]在本發(fā)明的切削工具中，形成了氧化鋁微細顆粒等散布于前刀面表面的表面狀態(tài)，因此該切削工具具有出色的抗熔接性和抗斷裂性并且能夠在長期使用過程中表現(xiàn)出穩(wěn)定切削性能。

【具體實施方式】
[0047][試驗例I]
[0048]制造本發(fā)明的切削工具，并進行分析評價。
[0049]作為原料，準備了如下粉末:平均粒徑為I μ m的TiCN粉末；平均粒徑均為0.5 μ m至2 μ m的WC粉末、TaC粉末、NbC粉末、ZrC粉末和Mo2C粉末；以及平均粒徑均為I μ m的Ni粉末和Co粉末。將這些粉末配合在一起以滿足表I中所示的組成，由此獲得原料粉末。術語“平均粒徑”是指在構成粉末的顆粒的以體積為基準的累積分布中，與50%處的粒徑相對應的粒徑(D50)。
[0050][表 I]
[0051]
組成C質(zhì)量％)
TiCN WC TaC NbC ZiC Mo2C Ni Co
57.5 15 2 10 0.5 I 5 9
[0052]用球磨機將原料粉末濕式混合并粉碎，然后用噴霧干燥器獲得50 μ m至100 μ m的球狀造粒粉末。隨后，將以98MPa的成形壓力將該造粒粉末壓制為ISO標準CNMG120408刀片的形狀，由此獲得成形體。
[0053]在10Pa以下的真空中，以5°C /分鐘至15°C /分鐘的升溫速率將成形體一次加熱至1，250°C。隨后，引入N2氣體，并在500Pa的氮氣氣氛中以5°C /分鐘的升溫速率進行二次加熱至1，5000C (燒結保持溫度)。通過保持該溫度來進行燒結。在保持該溫度I小時后，在不同條件下進行冷卻，從而獲得兩種金屬陶瓷基材。在該試驗中，使用了兩種冷卻條件:(A)在200kPa的Ar氣氛中冷卻；和⑶在5，OOOPa的CO氣氛中冷卻。將在冷卻條件A下獲得的金屬陶瓷基材定義為金屬陶瓷基材A，將在冷卻條件B下獲得的金屬陶瓷基材定義為金屬陶瓷基材B。
[0054]通過顯微維氏硬度計(micro-Vickers tester)測量所得各金屬陶瓷基材的硬度。具體而言，在金屬陶瓷基材厚度方向上的給定截面中，獲得由基材表面的燒結面向內(nèi)至50 μ m深度的區(qū)域內(nèi)的平均硬度、以及深度范圍為150μπι至200μπι的區(qū)域內(nèi)的平均硬度。在該試驗中，由基材表面中的給定點沿深度方向繪制直線，并且在由表面至50 μ m深度的區(qū)域以及深度范圍為150 μ m至200 μ m的區(qū)域內(nèi)，測量同一直線上三個位置的維氏硬度(Hv)，對由基材表面中的三個不同點沿深度方向繪制的直線進行該測量。將各區(qū)域中的平均值定義為平均硬度(Hv)。由此，在金屬陶瓷基材A中，由燒結面起至50μπι深度的區(qū)域內(nèi)的平均硬度為19GPa，由燒結面起深度范圍為150 μ m至200 μ m的區(qū)域內(nèi)的平均硬度為17GPa。表面部分的硬度比內(nèi)部的硬度高約11%。此外，在金屬陶瓷基材B中，由燒結面起至50 μ m深度的區(qū)域內(nèi)的平均硬度以及由燒結面起深度范圍為150 μ m至200 μ m的區(qū)域內(nèi)的平均硬度均為17GPa。
[0055]制備一個金屬陶瓷基材A和十個金屬陶瓷基材B。在表II所示的條件下，用平均粒徑為50 μ m且球度為1.2以下的球狀(初始狀態(tài))氧化鋁(Al2O3)磨粒對各金屬陶瓷基材進行噴砂處理。由前刀面?zhèn)戎梁蟮睹鎮(zhèn)葘饘偬沾苫牡谋砻孢M行濕式噴砂處理。在表II中，噴砂角度指相對于與前刀面表面垂直的方向向刃側(cè)傾斜的角度，并且通過調(diào)整噴砂噴嘴的傾斜度來設定噴砂角度。
[0056]在噴砂處理后,進行刃處理,其中，通過介質(zhì)?行磨(medium honing)對各金屬陶瓷基材進行0.04mm Ri行磨。此外，在刃處設置精加工斷屑槽(finishing breaker)。由此獲得樣品I至11的切削工具。
[0057]對各所得切削工具，測量前刀面表面中Al2O3顆粒的平均粒徑以及Al的元素濃度。具體而言，通過用SEM觀察經(jīng)過噴砂處理的前刀面表面中150 μ mX 150 μ m的區(qū)域，并在該區(qū)域內(nèi)用EDX進行定量分析，從而獲得Al的元素濃度。此外，通過測量該區(qū)域內(nèi)被EDX檢測到的所有Al2O3顆粒中每個Al2O3顆粒的最長直徑，并計算其平均值，從而獲得Al2O3顆粒的平均粒徑。其結果同樣示于表II中。
[0058][表II]
[0059]
^ P~噴砂~噴砂~ΠΓΞ~噴砂~ Al2O3顆粒的 Al的元素~
基材角度 S力 =、 時間平均粒徑濃度 ___(。) (MPa) (秒) (μπι) (原子 ％)
1B451.510103.21.5
2A451.510103.51,8
3A600.51050.60.6
4A151.510154.64,8
5A301.510104.23.0
6A601.010102.51,0
7A451.05151.22.4
8A601.015202.55.4
9A602.0553.00.4
10A751.015200.33.8
11A52.510155.54.0
[0060]在下述條件下對各所得切削工具進行切削測試，并評價切削性能(抗熔接性和抗斷裂性)。其結果示于表III中。
[0061](切削條件)
[0062]工件:SCM415(帶四個U形槽)
[0063]切削速度:100 m/分鐘
[0064]進給:0.15mm/ 轉(zhuǎn)
[0065]切削深度:1.0mm
[0066]切削狀態(tài):濕式
[0067](評價方法)
[0068]切削開始30分鐘后觀察刃部，并通過光學顯微鏡確認是否存在熔接和剝落。此夕卜，測量直至后刀面磨損量(Vb)(不包括0.04mm的刃處理量)達到0.1Omm或直至發(fā)生斷裂時的切削時間。當切削時間小于30分鐘時，證實切削終止時是否存在熔接和剝落。
[0069][表III]
[0070]
樣品編號I否存在熔?妾是否存在剝落 1?1)司時
1__不存在__不存在__35__磨損
2不存在不存在62磨損
3__少量熔接__不存在__48__磨損
4不存在不存在 42 磨損 _5__不存在__不存在__45__磨損
6不存在不存在58磨損
7__不存在__不存在__68__磨損
8__不存在__不存在__17__磨損
9__大量熔接__M__15__斷裂
10__大量熔接____2]__斷裂
11__不存在____19__斷裂
[0071]表II和III的結果表明，在平均粒徑為0.5μπι以上5μπι以下的Al2O3顆粒散布于基材(前刀面)表面、且該表面中Al元素濃度為0.5原子％以上5原子％以下的樣品I至7中，不存在熔接，或者即使存在熔接，熔接量也較小，并且不存在剝落?？砷L時間進行穩(wěn)定切削。此外，包含金屬陶瓷基材B的樣品I與包含金屬陶瓷基材A的樣品2之間的比較表明:當使用了表面部分的硬度比內(nèi)部的硬度高10%以上的基材(金屬陶瓷基材Α)時，耐磨性提高。具體而言，在Al2O3顆粒的平均粒徑為Ιμπι以上4μπι以下且Al的元素濃度為I原子％以上2.5原子％以下的樣品2、6和7中，與其他樣品3至5相比，不僅抗熔接性和抗斷裂性更高，而且耐磨性也更高。
[0072]相比之下，在各樣品8至11中，切削時間較短。在前刀面表面中的Al元素濃度較高的樣品8中，盡管不存在熔接，但磨損進展迅速。在前刀面表面中的Al元素濃度較低的樣品9中，發(fā)生了熔接并且也發(fā)生了剝落和斷裂。另外，在Al2O3顆粒的平均粒徑較小的樣品10中，發(fā)生了熔接并且也發(fā)生了剝落和斷裂。在Al2O3顆粒的平均粒徑較大的樣品11中，盡管未發(fā)生熔接，但是發(fā)生了剝落和斷裂。
[0073]可在不脫離本發(fā)明主旨的條件下對上述實施方案進行恰當?shù)男薷?，并且不局限于上述結構。例如，可適當改變金屬陶瓷的組成、氧化鋁顆粒的平均粒徑等。
[0074]工業(yè)適用性
[0075]本發(fā)明的切削工具可適用于切削領域中。
【權利要求】
1.一種切削工具，包括由金屬陶瓷構成的基材， 其中所述金屬陶瓷包括:硬質(zhì)相，該硬質(zhì)相包含含有T1、除Ti之外的選自元素周期表中第4族、第5族和第6族中的至少一種金屬、以及碳和氮中的至少一種元素的化合物；結合相，該結合相包含鐵族金屬作為主要成分；以及不可避免的雜質(zhì)， 其中在所述基材的前刀面的表面上散布有選自平均粒徑為0.5 μ m以上5 μ m以下的氧化鋁顆粒和氧化鋯顆粒中的至少一種顆粒，并且該表面中鋁和鋯中的至少一種元素的濃度為0.5原子％以上5原子％以下。
2.根據(jù)權利要求1所述的切削工具，其中所述選自氧化鋁顆粒和氧化鋯顆粒中的至少一種顆粒的平均粒徑為Iym以上4μπι以下。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的切削工具，其中鋁和鋯中的至少一種元素的濃度為I原子％以上2.5原子％以下。
4.根據(jù)權利要求1至3中任意一項所述的切削工具，其中從所述基材的表面的燒結面至50 μ m深度的區(qū)域內(nèi)的平均硬度比深度范圍為150 μ m至200 μ m的區(qū)域內(nèi)的平均硬度高10%以上。
【文檔編號】B23B27/14GK104169029SQ201380012378
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2013年2月15日 優(yōu)先權日:2012年3月14日
【發(fā)明者】廣瀨和弘 申請人:住友電工硬質(zhì)合金株式會社