切削工具用硬質(zhì)保護(hù)膜制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)針對以ＳＫＤ１１等為代表的高硬度淬硬鋼，其切削工具的耐磨損性差的缺點，提供一種提高切削工具耐磨損性的切削工具用硬質(zhì)保護(hù)膜。用于切削工具的保護(hù)膜是被覆在切削工具上的保護(hù)膜，其特征在于，其由緊挨著基材表面設(shè)置的第一保護(hù)膜和設(shè)置在最外層的第二保護(hù)膜構(gòu)成，所述第一保護(hù)膜由金屬元素Ｔｉ和一種或兩種作為非金屬元素的Ｎ、Ｃ組成；所述第二保護(hù)膜是氮化合物，碳氮化合物，氧氮化合物或氧碳氮化合物，并且這些化合物的金屬和半金屬成分的化學(xué)組成如下，其中以原子百分比計，Ｘ：１０≤Ｃｒ≤３０，Ｙ：１０≤Ｓｉ≤４０。（*該技術(shù)在2024年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及應(yīng)用于高硬度鋼切削加工等方面的一種切削工具的保護(hù)膜。
技術(shù)介紹
以往，作為金屬切削用工具上被覆的硬質(zhì)耐磨損保護(hù)膜(下文中簡稱為硬質(zhì)保護(hù)膜)，一直使用TiN，TiCN類保護(hù)膜，作為具有更優(yōu)異的耐氧化性的硬質(zhì)保護(hù)膜，最近，以特開昭62-56565號、特開平2-194159號為代表開發(fā)研制出了TiAlN類保護(hù)膜，于是，對淬硬鋼等高硬度被切削材料的切削成為了可能。近年來，為了進(jìn)一步實現(xiàn)對高硬度材料(例如高硬度淬硬鋼等)的切削，一直尋求一種能適應(yīng)此要求的工具。在這種情況下，提出了日本專利3248897號公報和日本專利3248898號公報所公開的層疊TiAlN類保護(hù)膜與TiSiN類保護(hù)膜的硬質(zhì)保護(hù)膜，以及日本專利3343727號公報和日本專利3347687號公報所公開的在上述TiAlN類保護(hù)膜與TiSiN類保護(hù)膜上進(jìn)一步組合TiN類保護(hù)膜的硬質(zhì)保護(hù)膜。但是，對于以SKD11等為代表的高硬度淬硬鋼的切削來說，即便是上述硬質(zhì)保護(hù)膜，其耐磨損性也是不充分的，于是，需要開發(fā)具有更高耐磨損性的切削工具用硬質(zhì)保護(hù)膜。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)人等就保護(hù)膜組成及保護(hù)膜的構(gòu)成進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)通過提高硬質(zhì)保護(hù)膜的耐氧化性和潤滑性，可以解決上述課題。基于這種認(rèn)識，本專利技術(shù)人等提供比以往具有更好的耐磨損性的切削工具用硬質(zhì)保護(hù)膜，在對以SKD11等為代表的高硬度淬硬鋼的切削過程中，其以往不充分的耐磨損性得到了提高。下面對本專利技術(shù)的要點進(jìn)行說明。本專利技術(shù)的第1方案涉及具有下述特征的用于切削工具的硬質(zhì)保護(hù)膜，其是設(shè)置在切削工具上的保護(hù)膜，其特征為其由緊挨著基材表面設(shè)置的第一保護(hù)膜和位于最外層的第二保護(hù)膜構(gòu)成，所述第一保護(hù)膜由金屬元素Ti和一種或兩種作為非金屬元素的N、C組成；所述第二保護(hù)膜是氮化合物，碳氮化合物，氧氮化合物或氧碳氮化合物，并且這些化合物的金屬和半金屬成分的化學(xué)組成如下Ti(100-X-Y)Cr(X)Si(Y)其中以原子％計，X10≤Cr≤30，Y10≤Si≤40。本專利技術(shù)的第2方案涉及如方案1所述的切削工具用硬質(zhì)保護(hù)膜，其特征在于，第二保護(hù)膜設(shè)置在第一保護(hù)膜上。本專利技術(shù)的第3方案涉及如方案1所述的切削工具用硬質(zhì)保護(hù)膜，其特征在于，在第一保護(hù)膜與第二保護(hù)膜之間，設(shè)置了2層或2層以上交替層疊的中間第二保護(hù)膜和中間第一保護(hù)膜，所述中間第一保護(hù)膜與第一保護(hù)膜具有相同組成，所述中間第二保護(hù)膜與第二保護(hù)膜具有相同組成。本專利技術(shù)的第4方案涉及如方案3所述的切削工具用硬質(zhì)保護(hù)膜，其特征在于，設(shè)置了2層或2層以上交替層疊的膜厚均小于等于0.2μm的中間第一保護(hù)膜和中間第二保護(hù)膜。本專利技術(shù)的第5方案涉及如方案1～4中任一項所述的切削工具用硬質(zhì)保護(hù)膜，其特征在于，第一保護(hù)膜中所含的非金屬元素的比例呈連續(xù)性或者非連續(xù)性的變化。本專利技術(shù)的第6方案涉及如方案1～4中任一項所述的切削工具用硬質(zhì)保護(hù)膜，其特征在于，將第一保護(hù)膜中Ti的一部分，在原子百分比小于等于10％的范圍內(nèi)，用B、V、Cr、Y、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、W中的一種或多種元素替換。本專利技術(shù)的第7方案涉及如方案5所述的切削工具用硬質(zhì)保護(hù)膜，其特征在于，將第一保護(hù)膜中Ti的一部分，在原子百分比小于等于10％的范圍內(nèi)，用B、V、Cr、Y、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、W中的一種或多種元素替換。本專利技術(shù)的第8方案涉及如方案1～4中任一項所述的切削工具用硬質(zhì)保護(hù)膜，其特征在于，將第二保護(hù)膜中Ti的一部分，在原子百分比小于等于10％的范圍內(nèi)，用B、V、Y、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、W中的一種或多種元素替換。本專利技術(shù)的第9方案涉及如方案5所述的切削工具用硬質(zhì)保護(hù)膜，其特征在于，將第二保護(hù)膜中Ti的一部分，在原子百分比小于等于10％的范圍內(nèi)，用B、V、Y、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、W中的一種或多種元素替換。本專利技術(shù)的第10方案涉及如方案6所述的切削工具用硬質(zhì)保護(hù)膜，其特征在于，將第二保護(hù)膜中Ti的一部分，在原子百分比小于等于10％的范圍內(nèi)，用B、V、Y、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、W中的一種或多種元素替換。本專利技術(shù)的第11方案涉及如方案7所述的切削工具用硬質(zhì)保護(hù)膜，其特征在于，將第二保護(hù)膜中Ti的一部分，在原子百分比小于等于10％的范圍內(nèi)，用B、V、Y、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、W中的一種或多種元素替換。本專利技術(shù)的第12方案涉及如方案1～4中任一項所述的切削工具用硬質(zhì)保護(hù)膜，其特征在于，第一保護(hù)膜與第二保護(hù)膜都是以物理蒸鍍的方式形成的，并且，除第一保護(hù)膜之外的保護(hù)膜是在各層保護(hù)膜內(nèi)形成保護(hù)膜時的離子能不變的條件下形成的。本專利技術(shù)的第13方案涉及如方案5所述的切削工具用硬質(zhì)保護(hù)膜，其特征在于，第一保護(hù)膜與第二保護(hù)膜都是以物理蒸鍍的方式形成的，并且，除第一保護(hù)膜之外的保護(hù)膜是在各層保護(hù)膜內(nèi)形成保護(hù)膜時的離子能不變的條件下形成的。本專利技術(shù)的第14方案涉及如方案6所述的切削工具用硬質(zhì)保護(hù)膜，其特征在于，第一保護(hù)膜與第二保護(hù)膜都是以物理蒸鍍的方式形成的，并且，除第一保護(hù)膜之外的保護(hù)膜是在各層保護(hù)膜內(nèi)形成保護(hù)膜時的離子能不變的條件下形成的。本專利技術(shù)的第15方案涉及如方案7所述的切削工具用硬質(zhì)保護(hù)膜，其特征在于，第一保護(hù)膜與第二保護(hù)膜都是以物理蒸鍍的方式形成的，并且，除第一保護(hù)膜之外的保護(hù)膜是在各層保護(hù)膜內(nèi)形成保護(hù)膜時的離子能不變的條件下形成的。本專利技術(shù)的第16方案涉及如方案8所述的切削工具用硬質(zhì)保護(hù)膜，其特征在于，第一保護(hù)膜與第二保護(hù)膜都是以物理蒸鍍的方式形成，并且，除第一保護(hù)膜之外的保護(hù)膜是在各層保護(hù)膜內(nèi)形成保護(hù)膜時的離子能不變的條件下形成的。本專利技術(shù)的第17方案涉及如方案9所述的切削工具用硬質(zhì)保護(hù)膜，其特征在于，第一保護(hù)膜與第二保護(hù)膜都是以物理蒸鍍的方式形成的，并且，除第一保護(hù)膜之外的保護(hù)膜是在各層保護(hù)膜內(nèi)形成保護(hù)膜時的離子能不變的條件下形成的。本專利技術(shù)的第18方案涉及如方案10所述的切削工具用硬質(zhì)保護(hù)膜，其特征在于，第一保護(hù)膜與第二保護(hù)膜都是以物理蒸鍍的方式形成的，并且，除第一保護(hù)膜之外的保護(hù)膜是在各層保護(hù)膜內(nèi)形成保護(hù)膜時的離子能不變的條件下形成的。本專利技術(shù)的第19方案涉及如方案11所述的切削工具用硬質(zhì)保護(hù)膜，其特征在于，第一保護(hù)膜與第二保護(hù)膜都是以物理蒸鍍的方式形成的，并且，除第一保護(hù)膜之外的保護(hù)膜是在各層保護(hù)膜內(nèi)形成保護(hù)膜時的離子能不變的條件下形成的。本專利技術(shù)中緊挨著基材表面設(shè)置與基材密合性良好的第一保護(hù)膜，而最外層則設(shè)置具有優(yōu)異的耐氧化性和潤滑性的高硬度的第二保護(hù)膜。具有這樣構(gòu)成的保護(hù)膜的切削工具毫無疑問可以進(jìn)行優(yōu)質(zhì)的切削加工，即使對高硬度淬硬鋼等高硬度被切削材料進(jìn)行切削加工，也可以盡可能地阻止切削工具的磨耗，從而可延長其壽命。因此，本專利技術(shù)提供一種具有極好的耐久性和良好實用性的切削工具用硬質(zhì)保護(hù)膜。具體實施形式本實施例涉及設(shè)置在切削工具上的保護(hù)膜，其由緊挨著基材表面設(shè)置的第一保護(hù)膜和設(shè)置在最外層的第二保護(hù)膜組成，所述第一保護(hù)膜由金屬元素Ti和一種或兩種作為非金屬元素的N、C組成；所述第二保護(hù)膜由氮化合物，碳氮化合物，氧氮化合物或氧碳氮化合物構(gòu)成，并且這些化合物的金屬以及半金屬成分的化學(xué)組成如下Ti(100-X-Y)Cr(X)Si(Y)其中以原子％計，X10≤Cr≤30，Y10≤Si≤40。將第二保護(hù)膜的組成設(shè)定本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
切削工具用保護(hù)膜，其是設(shè)置在切削工具上的保護(hù)膜，其特征在于，其由緊挨著基材表面設(shè)置的第一保護(hù)膜和設(shè)置在最外層的第二保護(hù)膜構(gòu)成；所述第一保護(hù)膜由金屬元素Ｔｉ和一種或兩種作為非金屬元素的Ｎ或Ｃ組成；所述第二保護(hù)膜是氮化合物，碳氮化合物，氧氮化合物或氧碳氮化合物，并且這些化合物的金屬和半金屬成分的化學(xué)組成如下：Ｔｉ↓［（１００－Ｘ－Ｙ）］Ｃｒ↓［（Ｘ）］Ｓｉ↓［（Ｙ）］其中，以原子百分比計，Ｘ：１０≤Ｃｒ≤３０，Ｙ：１０≤Ｓｉ≤４０。

【技術(shù)特征摘要】
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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：涌井秀夫，佐藤彰，目崎俊介，
申請(專利權(quán))人：佑能工具株式會社，
類型：發(fā)明
國別省市：JP[日本]