發(fā)揮優(yōu)異的潤滑性的表面包覆切削工具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種在軟鋼、硬質(zhì)合金鋼等的濕式斷續(xù)切削加工中，發(fā)揮優(yōu)異的潤滑性的表面包覆切削工具。本發(fā)明的表面包覆切削工具，其在由WC基硬質(zhì)合金和TiCN基金屬陶瓷構(gòu)成的工具基體的表面包覆形成硬質(zhì)包覆層而構(gòu)成，其中，作為硬質(zhì)包覆層的表面層具備具有0.2～5μm的平均層厚的氧化鋁層，該氧化鋁層通過使用添加了具有SO3Na或COONa官能團的表面活性劑的溶膠的溶膠-凝膠法形成，且層中含有0.05～1.5原子%的Na，由此在軟鋼、硬質(zhì)合金鋼等的濕式斷續(xù)切削加工中，發(fā)揮優(yōu)異的潤滑性。
【專利說明】發(fā)揮優(yōu)異的潤滑性的表面包覆切削工具

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種因硬質(zhì)包覆層具備優(yōu)異的潤滑性，從而即使在軟鋼、硬質(zhì)合金鋼等的濕式斷續(xù)切削加工中使用時，在長期使用中仍發(fā)揮優(yōu)異的耐磨損性的表面包覆切削工具(以下，稱為“包覆工具”)。

【背景技術(shù)】
[0002]從以往已知有在工具基體表面形成由選自周期表的IVB、VB、VIB族中的至少I種以上元素的碳化物、氮化物、碳氮化物等構(gòu)成的硬質(zhì)皮膜來作為下部層，在其上進一步包覆形成作為上部層的氧化鋁層的包覆工具。
[0003]并且，氧化鋁層通常通過化學(xué)蒸鍍(CVD)成膜，但此外也已知有通過物理蒸鍍(PVD)法、溶膠-凝膠法也能夠包覆形成氧化鋁層。
[0004]但是，金屬的切削加工是在工具與工件之間產(chǎn)生由摩擦和粘聚引起的高熱的非?？量痰募庸し椒?，因此為了防止切削性能下降，廣泛使用添加了潤滑劑的切削油來進行切削的濕式切削加工法。
[0005]然而，由于去除、處理在產(chǎn)品上附著的切削油時存在環(huán)境污染、處理成本等問題，因此對于不使用含潤滑劑的切削油并且不會降低潤滑性、切削形性能的切削加工提出有幾種建議。
[0006]例如，如專利文獻I所示，提出有如下干式切削加工法，即將Ca或Na的碳氧化物(CaCO3或Na2CO3)或者Ca或Na的金屬皂{(RCOO) nCa或(RCOO) nNa}或者將它們混合的10 μ m以下的顆粒30?100%作為主成分，剩余部分由水構(gòu)成的干式潤滑劑涂布于工件的切削面來維持潤滑性。
[0007]并且，專利文獻2中，提出有如下包覆工具，即包覆了通過物理蒸鍍法成膜的由以Ti和Al作為主成分的氮化物、碳氮化物、氮氧化物及氮硼化物的I層以上構(gòu)成的硬質(zhì)被膜的包覆工具中，通過用0.5?20原子％的K或Na置換硬質(zhì)皮膜中的至少I層的Ti的一部分，從而確保了切削加工時的潤滑性。
[0008]另外，專利文獻3中，提出有作為用于改善工件本身的切削性的切削加工，當(dāng)熔煉凝固含有2質(zhì)量％以上且7質(zhì)量％以下的Si的鋁合金軋材時，為了使凝固時晶化的初晶硅微細化,添加選自Sr、Sb、Ca、Na及P中的至少I種元素，并且通過將存在于軋材內(nèi)部的含Si顆粒的大小微細化，從而改善鋁合金軋材本身的切削性，并且實現(xiàn)切削工具的長壽命化。
[0009]專利文獻1:日本專利公開2001-98291號公報
[0010]專利文獻2:日本專利公開2002-332566號公報
[0011]專利文獻3:日本專利公開2004-162101號公報
[0012]然而，如專利文獻I中記載的干式切削加工法中，由于難以充分發(fā)揮工具刀尖的潤滑性，因此無法滿足工具壽命的壽命延長化。
[0013]并且，專利文獻2中記載的包覆工具為如下包覆工具，即存在于通過物理蒸鍍形成的(Ti，Al) (C，N，0)系的硬質(zhì)膜中的Na通過切削時的熱量擴散于硬質(zhì)膜表面，并形成低熔點的Na氧化物，且在切削時Na氧化物液化而產(chǎn)生潤滑作用，但在刀尖較難以達到高溫的軟鋼和硬質(zhì)合金鋼等的濕式斷續(xù)切削加工中，Na的擴散或Na氧化物的液化進行不充分，因此未發(fā)揮出所期望的程度的潤滑性，因此容易發(fā)生因切屑處理性差引起的崩刀，工具壽命也較短。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]因此，本發(fā)明人等對即使在刀尖較難以達到高溫的軟鋼、硬質(zhì)合金鋼等的濕式斷續(xù)切削加工中使用時，在長期使用中仍能夠維持優(yōu)異的潤滑性和耐磨損性的包覆工具進行深入研究的結(jié)果發(fā)現(xiàn)了如下見解，即將氧化鋁層在作為硬質(zhì)包覆層的表面層形成的包覆工具中，通過在該氧化鋁層中含有微量的Na，從而經(jīng)長期發(fā)揮優(yōu)異的潤滑性，其結(jié)果得到耐磨損性優(yōu)異的包覆工具。
[0015]另外發(fā)現(xiàn)，作為用于使在作為硬質(zhì)包覆層的表面層的氧化鋁層中均勻地含有預(yù)定量的Na成分的方法，優(yōu)選將在氧化鋁溶膠中添加了具有具備了優(yōu)異的分散性的含氧酸Na(才々〃酸Na)官能團(例如，SO3Na或C00Na、HP03Na等)的表面活性劑的氧化鋁溶膠成膜于工具基體表面或形成基體表面硬化層的工具基體表面或者預(yù)先形成基底硬質(zhì)包覆層的工具基體表面的溶膠-凝膠法。
[0016]本發(fā)明是基于上述見解而完成的，其中，
[0017](I) 一種表面包覆切削工具，在由碳化鎢基硬質(zhì)合金、碳氮化鈦基金屬陶瓷構(gòu)成的工具基體的表面包覆形成硬質(zhì)包覆層而構(gòu)成，其中，
[0018](a)作為上述硬質(zhì)包覆層的表面層具備具有0.2?5 μ m的平均層厚的氧化鋁層，
[0019](b)關(guān)于上述氧化鋁層，該層中含有0.05?1.5原子％的Na，
[0020]( c )上述氧化鋁層為通過溶膠-凝膠法形成的氧化鋁層，在該溶膠-凝膠法中使用添加了具有含氧酸Na官能團的表面活性劑的溶膠。
[0021](2)根據(jù)上述(I)所述的表面包覆切削工具，在由碳化鎢基硬質(zhì)合金構(gòu)成的工具基體的表面包覆形成硬質(zhì)包覆層而構(gòu)成，其中，
[0022]形成從上述工具基體的表面向深度方向具有0.5?3.0 μ m的平均層厚的基體表面硬化層，作為包含于該基體表面硬化層的結(jié)合相金屬的Co的平均含量低于2.0質(zhì)量％。
[0023](3)根據(jù)上述(I)所述的表面包覆切削工具，在由碳氮化鈦基金屬陶瓷構(gòu)成的工具基體的表面包覆形成硬質(zhì)包覆層而構(gòu)成，其中，
[0024]形成從上述工具基體的表面向深度方向具有0.5?3.0 μ m的平均層厚的基體表面硬化層，作為包含于該基體表面硬化層的結(jié)合相金屬的Co及Ni的合計平均含量低于2.0
質(zhì)量％。
[0025]以下，對本發(fā)明進行詳細說明。
[0026]本發(fā)明的包覆工具在由碳化鎢基硬質(zhì)合金、碳氮化鈦基金屬陶瓷構(gòu)成的工具基體的表面，作為硬質(zhì)包覆層的表面層包覆形成含有預(yù)定量的Na的氧化鋁層，但其平均層厚低于0.2 μ m時，無法在長期使用中發(fā)揮充分的耐磨損性，另一方面，平均層厚超過5 μ m時容易產(chǎn)生崩刀，因此將氧化鋁層的平均層厚定為0.2?5 μ m。
[0027]本發(fā)明的氧化鋁層不僅能夠直接包覆形成于工具基體的表面，而且也能夠在工具基體表面通過物理蒸鍍(PVD)法、化學(xué)蒸鍍(CVD)法或溶膠-凝膠法形成含有選自周期表的IVB、VB、VIB族、Al及Si中的至少一種以上的元素的碳化物、氮化物、碳氮化物、碳氧化物及碳氮氧化物的作為基底層的硬質(zhì)皮膜之后，在該基底層的表面形成上述氧化鋁層。
[0028]作為該基底層的具體例，能夠舉出例如通過化學(xué)蒸鍍形成的TiN層、TiCN層、TiCO層、TiCNO層等Ti化合物層，還能夠舉出通過物理蒸鍍形成的Ti與Al的復(fù)合氮化物層、Cr與Al的復(fù)合氮化物層等。
[0029]并且，上述氧化鋁層作為工具基體使用碳化鎢基硬質(zhì)合金時，通過在氮氣氛中的硬質(zhì)合金的燒成，在工具基體表面附近較多含有T1、Ta、Nb及Zr中至少I種的耐磨損性較高的碳氮化物，從而形成基體表面硬化層來提高氧化鋁層與工具基體的粘附強度，能夠延長工具壽命。
[0030]另外，該基體表面硬化層形成后的硬質(zhì)合金基體表面的硬度優(yōu)選以維氏硬度(Hv)計為2200以上且2800以下。此時，通過含有較多的碳氮化物在基體表面附近的Co相對減少，例如使用掃描型電子顯微鏡(SEM)進行從表面向深度方向0.5?3.0ym的截面觀察，通過在分析視場區(qū)域IX I μ m的范圍基于波長分散型X射線光譜法的定量分析，檢測出作為結(jié)合相金屬的Co的含量時，若將Co的含量設(shè)為低于2.0質(zhì)量％，則充分形成成為基體表面硬化的主要原因的碳氮化物，耐磨損性進一步提高。若基體表面硬化層的平均層厚為0.5 μ m以下，則仍無法充分發(fā)揮耐磨損性而導(dǎo)致較快地磨損，若為3.0 μ m以上，則變得容易崩刀。
[0031]并且，將碳氮化鎢基金屬陶瓷作為工具基體時，將燒結(jié)工序中升溫及保持為最高溫度時的氣氛設(shè)為預(yù)定的氮氣氛，且保持的途中或降溫時減壓，從而與在恒定壓力的氮氣氛中實施整個燒結(jié)工序時相比，更能夠使表面硬化。這是因為，若在恒定的氮氣壓力下實施保持為最高溫度為止的工序，則在基體內(nèi)部均勻地分散形成硬度較高的碳氮化物，但若將該工序在升溫或保持的途中為止在較高的氮氣壓力下進行處理，且從保持的途中或降溫時，在進一步減壓的氮氣氛中進行處理，則僅在基體的最表面發(fā)生脫氮，從而向Ni和Co金屬結(jié)合相的Ti和Nb等的溶解及從內(nèi)部向基體表面的擴散變得活躍，Ti和Nb等碳氮化物的形成在表面得到促進，形成基體表面硬化層。
[0032]另外，該基體表面硬化層形成后的金屬陶瓷基體的硬度優(yōu)選以維氏硬度(Hv)計為2000以上且2600以下。并且，此時與上述硬質(zhì)合金基體相同，在基體表面附近的Ni及Co相對減少，若將作為結(jié)合相金屬的Ni及Co的含量設(shè)為低于2.0質(zhì)量％，則充分形成成為基體的表面硬化的主要原因的碳氮化物，耐磨損性進一步提高。若基體表面硬化層的平均層厚與所述硬質(zhì)合金基體相同為0.5μπι以下，則仍無法充分發(fā)揮耐磨損性而導(dǎo)致較快地磨損，若為3.0ym以上，則變得容易崩刀。
[0033]關(guān)于構(gòu)成硬質(zhì)包覆層的表面層的本發(fā)明的氧化鋁層，層中含有0.05?1.5原子％的Na，因此即使在如未充分進行擴散的、溫度不會變得太高的濕式斷續(xù)切削條件中，也能夠充分地發(fā)揮其潤滑作用。
[0034]其中，若層中的Na含量低于0.05原子％，則無法充分確保抑制切削加工時產(chǎn)生熔敷所需的潤滑性，另一方面，若Na的含量超過1.5原子％，則氧化鋁層的膜特性劣化，因此Na含量定為0.05?1.5原子％
[0035]本發(fā)明的特征為通過使用氧化鋁溶膠的溶膠-凝膠法進行成膜，該氧化鋁溶膠為添加了具有能夠在作為硬質(zhì)包覆層的表面層的氧化鋁層中以分子級別均勻地含有預(yù)定量的Na成分的分散性較高的含氧酸Na官能團的表面活性劑的氧化鋁溶膠，但優(yōu)選所使用的表面活性劑具有比較優(yōu)異的對溶膠的溶解性、在干燥過程中凝膠化時對凝膠膜的滲透性的陰離子系表面活性劑、尤其優(yōu)選使用具有SO3Na或COONa官能團的表面活性劑。
[0036]以下對構(gòu)成硬質(zhì)包覆層的表面層的本發(fā)明的氧化鋁層的成膜法的一例進行敘述。
[0037]首先，雖然能夠向工具基體表面直接成膜氧化鋁層，但在成膜之前，能夠根據(jù)需要形成基體表面硬化層，或者形成作為基底層的硬質(zhì)皮膜，在其之上成膜氧化鋁層。
[0038]基體表面硬化層如前所述，當(dāng)工具基體為碳化鎢基硬質(zhì)合金時，為較多含有T1、Ta,Nb及Zr中至少I種的耐磨損性較高的碳氮化物，另一方面，作為結(jié)合相金屬的Co的平均含量低于2.0質(zhì)量％的形成于工具基體表面附近的區(qū)域。
[0039]并且，工具基體為碳氮化鈦基金屬陶瓷時，基體表面硬化層為Ti和Nb等碳氮化物的形成得到促進，另一方面，作為結(jié)合相金屬的Ni及Co的含量低于2.0質(zhì)量％的形成于工具基體表面附近的區(qū)域。
[0040]形成于工具基體表面的基底層例如為通過化學(xué)蒸鍍形成的TiN層、TiCN層、TiCO層、TiCNO層等的Ti化合物層，并且，為通過物理蒸鍍形成的Ti與Al的復(fù)合氮化物層、Cr與Al的復(fù)合氮化物層等。
[0041]本發(fā)明中對于上述工具基體，將具有含氧酸Na官能團的表面活性劑以成為預(yù)定的Na含量的方式添加于氧化鋁溶膠中，并將該氧化鋁溶膠包覆成預(yù)定厚度而形成氧化鋁層。
[0042]更具體而言如下述。
[0043](a)首先，在鋁的醇鹽(例如仲丁醇鋁、異丙醇鋁)添加醇(例如乙醇、1-丁醇。)，并且，添加酸(例如鹽酸、硝酸)和水，并以20?40°C攪拌12小時以上，等到水解/縮合反應(yīng)達到平衡狀態(tài)而形成氧化鋁溶膠。
[0044]另外，所添加的酸的濃度優(yōu)選0.01?4.0N,相對于醇的酸的添加量優(yōu)選0.5?5
倍(容量)。
[0045](b)接著，氧化鋁溶膠膜形成于工具基體表面之前，在氧化鋁溶膠中添加具有以膜中含有0.05?1.5原子％的Na原子的方式調(diào)整濃度的SO3Na或COONa官能團的表面活性劑(例如十二烷基苯磺酸鈉(C12H25C6H4SO3Na)),接著，例如將工具基體浸潰于氧化鋁溶膠中，或在工具基體表面(所形成的硬質(zhì)皮膜的最表面)涂布氧化鋁溶膠來形成氧化鋁膜，接著以100?50(TC進行干燥處理，在工具基體表面形成氧化鋁的干燥凝膠膜。
[0046](C)將上述(b)的氧化鋁膜的形成和隨后的干燥處理重復(fù)進行I次以上，直到成為所期望的膜厚之后，在400?1200°C的溫度范圍進行I小時以上的燒成處理，由此成膜含有0.05?1.5原子％的Na的本發(fā)明的氧化鋁層。
[0047]根據(jù)本發(fā)明的包覆工具，在工具基體的表面直接或隔著基底層形成膜中通過溶膠-凝膠法形成的含有0.05?1.5原子％的Na原子的氧化鋁層來作為表面層，因此氧化鋁層的潤滑性持續(xù)得到發(fā)揮，因此即使在刀尖較難以達到高溫的軟鋼、硬質(zhì)合金鋼等的濕式斷續(xù)切削加工中使用時，也能夠在長期使用中發(fā)揮優(yōu)異的潤滑性、耐磨損性。

【具體實施方式】
[0048]接著，根據(jù)實施例對本發(fā)明進行具體的說明。
[0049][實施例1]
[0050](a)作為原料粉末，準(zhǔn)備平均粒徑為0.8 μ m的微粒WC粉末、平均粒徑為2~3 μ m的中粒WC粉末和均具有I~3 μ m的平均粒徑的TiCN粉末、ZrC粉末、TaC粉末、NbC粉末、Cr3C2粉末及Co粉末，且將這些原料粉末以表1所示的預(yù)定的配合組成配合，且進一步加入石蠟在丙酮中球磨混合24小時，進行減壓干燥之后，以98MPa的壓力沖壓成型為預(yù)定形狀的壓坯，且將該壓坯在5Pa的真空中，以1400°C保持I小時的條件下進行真空燒結(jié)，燒結(jié)后，通過在切削刃部實施R:0.05mm的刃口修磨加工來制造具有IS0.CNMG120408中規(guī)定的刀片形狀的WC基硬質(zhì)合金制的工具基體A、B、C、D、E、F、G、H、I (稱為工具基體A、B、C、D、E、F、G、H、I)。其中，對于在1400°C保持I小時后到1320°C的冷卻，對硬質(zhì)合金基體F在
3.3kPa的氮氣氛中進行40分鐘，對硬質(zhì)合金基體G在IkPa的氮氣氛中進行40分鐘，對硬質(zhì)合金基體H在2kPa的氮氣氛中進行10分鐘，對硬質(zhì)合金I在3.3kPa的氮氣氛中經(jīng)120分鐘進行冷卻來對基體表面進行硬化處理。
[0051](b)接著，將上述硬質(zhì)合金基體A、B裝入化學(xué)蒸鍍裝置，利用表2所示的成膜條件，預(yù)先形成具有表4所示的膜厚的由具有粒狀結(jié)晶組織的TiN層、TiCN層、縱長生長結(jié)晶組織的TiCN層(以下表示為1-TiCN)構(gòu)成的Ti化合物層來作為基底層。并且，關(guān)于上述硬質(zhì)合金基體C、D，也同樣裝入作為一種物理蒸鍍裝置的電弧離子鍍裝置中，且通過物理蒸鍍包覆形成由表4所示的膜厚2.0ym的Tia5Ala5N層或Ala7Cra3N層構(gòu)成的硬質(zhì)皮膜來作為基底層。
[0052]另一方面，關(guān)于上述工具基體E、F、G、H、I，并未特別進行基底層的形成。
[0053](C)另一方面，如下進行用于在硬質(zhì)皮膜的最表面通過溶膠-凝膠法包覆形成含有微量Na的氧化鋁層的氧化鋁溶膠的制備。
[0054]在表3所示的預(yù)定量的作為鋁的醇鹽的仲丁醇鋁中，作為醇同樣添加表3所示的預(yù)定量的乙醇，并在恒溫槽中以20°C進行攪拌，并且，通過滴入的方式經(jīng)I小時添加已添加有預(yù)定量的水的鹽酸。
[0055](d)將此在恒溫槽中保持為20°C的狀態(tài)下，繼續(xù)攪拌12小時以上而制備氧化鋁溶膠，另外，在硬質(zhì)合金基體A~I上將要包覆氧化鋁溶膠之前，將作為具有SO3Na的官能團的表面活性劑的十二烷基苯磺酸鈉(C12H25C6H4SO3Na)以成為表3所示的Na元素濃度的方式添加預(yù)定量并攪拌4小時直到充分溶解。
[0056]另外，最終的溶液組成以摩爾比計，以成為
[0057](仲丁醇鋁):(水):(乙醇):(鹽酸):(十二烷基苯磺酸鈉)
[0058]=1: (80 ~120):20: (0.1 ~I): (5.0X 10-5 ~9.0X 10-2)
[0059]的方式進行了調(diào)整。
[0060](e)接著，在通過化學(xué)蒸鍍法形成于上述硬質(zhì)合金基體Α、B的所述Ti化合物層、由通過物理蒸鍍法形成于上述硬質(zhì)合金基體C、D的Tici 5Alci 5N層、Altl 7Crtl 3N層構(gòu)成的硬質(zhì)皮膜及未實施特殊的表面包覆處理的硬質(zhì)合金基體E、F、G、H、I上涂布上述氧化鋁溶膠。
[0061](f)接著，對上述涂布的氧化鋁溶膠，進行表3所示的預(yù)定條件的干燥處理，進一步反復(fù)進行涂布與干燥之后，在大氣中以表3所示的預(yù)定條件進行燒成處理，將本發(fā)明氧化鋁層(即，層中含有0.05~1.5原子％的Na的氧化鋁層)作為表面層來包覆形成，由此制造本發(fā)明的表面包覆切削工具I~9 (稱為本發(fā)明工具I~9)。
[0062]關(guān)于上述本發(fā)明工具I?9的氧化鋁層，通過利用掃描型電子顯微鏡(SEM)的波長分散型X射線光譜法從表面進行元素分析的結(jié)果，確認(rèn)到該層中含有Na。氧化鋁層中的Na含量是采用通過利用掃描型電子顯微鏡(SEM)的波長分散型X射線光譜法，通過對氧化鋁層的縱截面觀察視場內(nèi)進行點分析來定量分析5個點的平均值。并且，上述本發(fā)明工具中，對于未設(shè)基底層而直接在硬質(zhì)合金基板上成膜氧化鋁層的工具，對于硬質(zhì)合金基體表面的Co含量也通過利用掃描型電子顯微鏡(SEM)的波長分散型X射線光譜法進行定量分析。
[0063]硬質(zhì)合金基體表面的Co的含量米用從基板表面向深度方向0.5?3.0 μ m的范圍內(nèi)通過分析視場區(qū)域IXlym的面分析進行5個視場測定的平均值。另外，同時對氧化鋁層的平均層厚利用掃描型電子顯微鏡(SEM)進行截面測定的結(jié)果，均顯示出與目標(biāo)層厚基本相同的平均值(5處的平均值)。
[0064]在表4中示出測定結(jié)果。
[0065][比較例I]
[0066]為了比較，通過以下的制造方法制造表面包覆切削工具。
[0067]S卩，對所述(a)的硬質(zhì)合金基體A、B、C、D、E、F、G、H、I，在所述(b)的工序中形成硬質(zhì)皮膜，在所述(c)的工序(參考表3)中制備氧化鋁溶膠。
[0068](另外，對于硬質(zhì)合金基體E、F、G、H、I，未進行隨著所述(b)的工序的硬質(zhì)皮膜的形成。)
[0069]接著，在所述(d)的工序中，通過將作為具有SO3Na的官能團的表面活性劑的十二烷基苯磺酸鈉(C12H25C6H4SO3Na)添加(或不添加)至成為本發(fā)明范圍外的Na含量的程度來制備氧化鋁溶膠。
[0070]接著，以與所述(e)同樣的方式，在由形成于硬質(zhì)合金基體C、D的Tia5Ala5N層、Ala 7Cra 3N層構(gòu)成的硬質(zhì)皮膜及未實施特殊的表面包覆處理的硬質(zhì)合金基體E、F、G、H、I上涂布上述氧化鋁溶膠。
[0071]接著，將上述涂布的氧化鋁溶膠，以與所述(f)同樣的方式進行干燥處理，并且重復(fù)涂布與干燥處理之后，在大氣中進行燒成處理，將氧化鋁層包覆形成于最表面，由此制造比較例的表面包覆切削工具I?9 (稱為比較例工具I?9)。
[0072]對于上述比較例工具I?9，以與本發(fā)明工具I?9同樣的方式，測定氧化鋁層中的Na含量、硬質(zhì)合金基體表面的Co含量及氧化鋁層的平均層厚。
[0073]表4中示出測定結(jié)果。
[0074]接著，對上述本發(fā)明工具I?9及比較例工具I?9以如下條件進行軟鋼和硬質(zhì)合金鋼的濕式斷續(xù)切削加工試驗。
[0075]“切削條件A”
[0076]工件:JIS.SlOC的等間隔形成有4條縱槽的圓棒、
[0077]切削速度:330m/min.、
[0078]切深量:1.2mm、
[0079]進給速度:0.23mm/rev.、
[0080]切削時間:5分鐘，
[0081]通過以上條件進行軟鋼的濕式斷續(xù)切削加工試驗，
[0082]“切削條件B”
[0083]工件JIS.SNCM439的等間隔形成有4條縱槽的圓棒、
[0084]切削速度:230m/min.、
[0085]切深量:2.2mm、
[0086]進給速度:0.2mm/rev.、
[0087]切削時間:15分鐘，
[0088]通過以上條件進行硬質(zhì)合金鋼的濕式斷續(xù)切削加工試驗，
[0089]對通過上述切削條件A、B的濕式斷續(xù)切削加工試驗后的，各個工具的磨損狀態(tài)進行觀察，進行后刀面磨損量的測定。
[0090]在表5中示出這些結(jié)果。
[0091][表 I]
[0092]

【權(quán)利要求】
1.一種表面包覆切削工具，在由碳化鎢基硬質(zhì)合金、碳氮化鈦基金屬陶瓷構(gòu)成的工具基體的表面包覆形成硬質(zhì)包覆層而構(gòu)成，其特征在于， Ca)作為上述硬質(zhì)包覆層的表面層具備具有0.2?5 μ m的平均層厚的氧化鋁層， (b)關(guān)于上述氧化鋁層，該層中含有0.05?1.5原子％的Na， (c)上述氧化鋁層為通過溶膠-凝膠法形成的氧化鋁層，在該溶膠-凝膠法中使用添加了具有含氧酸Na官能團的表面活性劑的溶膠。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面包覆切削工具，其特征在于，上述具有含氧酸Na官能團的表面活性劑為具有SO3Na或COONa官能團的表面活性劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的表面包覆切削工具，在由碳化鎢基硬質(zhì)合金構(gòu)成的工具基體的表面包覆形成硬質(zhì)包覆層而構(gòu)成，其特征在于， 形成從上述工具基體的表面向深度方向具有0.5?3.0ym的平均層厚的基體表面硬化層，作為包含于該基體表面硬化層的結(jié)合相金屬的Co的平均含量低于2.0質(zhì)量％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的表面包覆切削工具，在由碳氮化鈦基金屬陶瓷構(gòu)成的工具基體的表面包覆形成硬質(zhì)包覆層而構(gòu)成，其特征在于， 形成從上述工具基體的表面向深度方向具有0.5?3.0 μ m的平均層厚的基體表面硬化層，作為包含于該基體表面硬化層的結(jié)合相金屬的Co及Ni的合計平均含量低于2.0質(zhì)量%o
【文檔編號】B23B27/00GK104043848SQ201410087539
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年3月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月12日
【發(fā)明者】柿沼宏彰, 高岡秀充, 長田晃, 脅谷尚樹, 鈴木久男, 筱崎和夫 申請人:三菱綜合材料株式會社, 國立大學(xué)法人靜岡大學(xué), 國立大學(xué)法人東京工業(yè)大學(xué)