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CN104755201B - 表面包覆材料、利用该表面包覆材料的切削工具及机床 - Google Patents

表面包覆材料、利用该表面包覆材料的切削工具及机床 Download PDF

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CN104755201B CN201480002862.6A CN201480002862A CN104755201B CN 104755201 B CN104755201 B CN 104755201B CN 201480002862 A CN201480002862 A CN 201480002862A CN 104755201 B CN104755201 B CN 104755201B
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Abstract

本发明提供一种表面包覆材料、利用该表面包覆材料的切削工具及机床。本发明的表面包覆材料能够显现出高耐剥离性及高耐崩刀性。所述表面包覆材料(10)具备：基材(11)，由高速钢或硬质合金制成；下部层(12)，设置于基材(11)的表面，且由钛、铝、铬、锆中的至少一种的氮化物构成；及上部层(13)，设置于下部层(12)的表面，且由A层(14)和B层(15)交替层叠一层以上而成，所述A层由铝、铬及硅的氮化物构成，所述B层由铝、铬及钇的氮化物构成。

Description

表面包覆材料、利用该表面包覆材料的切削工具及机床
技术领域
本发明涉及一种表面包覆材料、利用该表面包覆材料的切削工具及机床。
背景技术
作为在机床中进行切削加工的切削工具，已开发出利用以离子镀法为代表的物理蒸镀法，在基材的表面形成高硬度皮膜的切削工具。其中，实用化进程最快的是TiN系或TiAlN系等金属氮化物层形成于基材表面的切削工具。
以往技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利公开平10-25566号公报
专利文献2：日本专利公开2005-330539号公报
专利文献3：日本专利公开2009-285758号公报
专利文献4：日本专利第3963354号说明书
发明内容
发明要解决的技术课题
然而，若在超过800℃的更高温的区域使用上述切削工具，则上述金属氮化物开始氧化，因此存在无法长期使用的问题。因此，作为能够在更高温的区域中使用的切削工具，可以考虑将AlCrN皮膜或(AlCrM)N皮膜(M为除Cr以外的周期表4a、5a、6a族的元素，是选自B、Si、Y中的至少一种或两种以上的元素)等的包覆材料设置于基材的表面(例如参考上述专利文献1～4)。
但是，在上述表面包覆材料设置于基材表面的切削工具中，在表面包覆材料的粘附性方面存在问题，在伴随较高的发热且高负荷局部施加于切削刃部的高速高进给的切削条件下，提前发生表面包覆材料的剥离和崩刀(微小裂纹)，在比较短的时间内达到寿命，存在该表面包覆材料无法充分发挥原本就具有的高温区域中的耐磨性优异的特性的课题。
这种问题并不限定于如上所述的用于机床的切削工具，只要是适用要求高温区域中的耐磨性优异的特性的表面包覆材料的零件或金属模具，则有可能与上述情况同样地产生。
鉴于这种情况，本发明是为了解决上述课题而完成的，其目的在于提供一种能够显现出高耐剥离性及高耐崩刀性的表面包覆材料、利用该表面包覆材料的切削工具及机床。
用于解决技术课题的手段
解决上述课题的第1发明所涉及的表面包覆材料在表面具有由A层和B层交替层叠一层以上而成的上部层，所述A层由铝、铬及硅的氮化物构成，所述B层由铝、铬及钇的氮化物构成，
所述上部层设置于金属氮化物的表面。
解决上述课题的第2发明所涉及的表面包覆材料为上述第1发明所涉及的表面包覆材料，其中，
当以组成式：(Al1-a-bCraSib)N表示所述A层时，以原子比满足0.15≤a≤0.59、0.01≤b≤0.1，
当以组成式：(Al1-c-dCrcYd)N表示所述B层时，以原子比满足0.15≤c≤0.60、0.005≤d≤0.1。
解决上述课题的第3发明所涉及的表面包覆材料为上述第1或第2发明所涉及的表面包覆材料，其中，
所述A层及所述B层的厚度分别为240nm以下。
解决上述课题的第4发明所涉及的表面包覆材料为上述第1发明所涉及的表面包覆材料，其中，
所述B层中还包含硅的氮化物。
解决上述课题的第5发明所涉及的表面包覆材料为上述第4发明所涉及的表面包覆材料，其中，
当以组成式：(Al1-a-bCraSib)N表示所述A层时，以原子比满足0.15≤a≤0.60、0.01≤b≤0.1，
当以组成式：(Al1-c-d-eCrcSidYe)N表示所述B层时，以原子比满足0.15≤c≤0.60、0.01≤d≤0.1、0.005≤e≤0.1。
解决上述课题的第6发明所涉及的表面包覆材料为上述第4或第5发明所涉及的表面包覆材料，其中，
所述A层及所述B层的厚度分别为150nm以下。
解决上述课题的第7发明所涉及的表面包覆材料为上述第1至第6发明中的任一发明所涉及的表面包覆材料，其中，
所述上部层的厚度为2μm以上且8μm以下。
解决上述课题的第8发明所涉及的表面包覆材料为上述第1至第7发明中的任一发明所涉及的表面包覆材料，其中，
所述金属氮化物由钛、铝、铬、锆中的至少一种的氮化物构成。
解决上述课题的第9发明所涉及的表面包覆材料为上述第1至第8发明中的任一发明所涉及的表面包覆材料，其中，
所述金属氮化物设置于基材的表面。
解决上述课题的第10发明所涉及的表面包覆材料为上述第9发明所涉及的表面包覆材料，其中，
所述基材由高速钢或硬质合金制成。
解决上述课题的第11发明所涉及的切削工具由上述第1至第10发明中的任一发明所涉及的表面包覆材料构成。
解决上述课题的第12发明所涉及的机床具备由上述第1至第10发明中的任一发明所涉及的表面包覆材料构成的切削工具。
发明效果
根据本发明所涉及的表面包覆材料，能够显现出高耐剥离性及高耐崩刀性，因此上部层能够充分发挥原本就具有的高温区域中的耐磨性优异的特性。
附图说明
图1是本发明所涉及的表面包覆材料的一实施方式的结构说明图。
具体实施方式
根据附图对用于良好地实施本发明所涉及的表面包覆材料、利用该表面包覆材料的切削工具及机床的方式进行说明，但本发明并非仅限定于根据附图说明的以下实施方式。
根据图1对本发明所涉及的表面包覆材料、利用该表面包覆材料的切削工具及机床的一实施方式进行说明。
如图1所示，本实施方式所涉及的表面包覆材料10具备：基材11，由高速钢或硬质合金制成；下部层12，设置于基材11的表面，且由钛(Ti)、铝(Al)、铬(Cr)、锆(Zr)中的至少一种的氮化物(N)构成；及上部层13，设置于下部层12的表面，且由A层14和B层15交替层叠一层以上(图示例中为7层)而成，所述A层由铝(Al)、铬(Cr)及硅(Si)的氮化物(N)构成，所述B层由铝(Al)、铬(Cr)及钇(Y)的氮化物(N)构成。
并且，优选所述B层15中包含硅(Si)的氮化物(N)。
通过如溅射蒸镀法和离子镀法等物理蒸镀法(PVD)等，在所述基材11上设置由上述组合物构成的所述下部层12之后，设置由所述A层14和所述B层15交替层叠一层以上而成的所述上部层13，由此能够轻松地制造所述表面包覆材料10。
在这种所述表面包覆材料10中，设为由以(AlCrSi)N构成的A层14与以(AlCrY)N或(AlCrSiY)N构成的B层15的交替层叠结构(多层结构)，由此能够提高上部层13的耐剥离性及耐崩刀性，且以Al、Cr、Si、Y为必要成分的复合氮化物即硬质皮膜能够充分发挥原本就具有的高温区域中的耐磨性优异的特性。
另外，下部层12由钛(Ti)、铝(Al)、铬(Cr)、锆(Zr)中的至少一种的氮化物(例如TiN、CrN、ZrN、TiAlN等)构成，由此能够提高与基材11(切削工具表面)的粘附性。
因此，利用本实施方式所涉及的表面包覆材料10的切削工具及机床，即使在局部施加高负荷的条件下使用，也能够在长期使用中防止发生所述上部层13的剥离和崩刀，因此所述上部层13能够充分发挥原本就具有的高温区域中的耐磨性优异的特性。
另外，优选以组成式：(Al1-c-dCrcYd)N表示所述B层15时，以原子比满足0.15≤c≤0.6、0.005≤d≤0.1。这是因为，若所述c的组成比率小于0.15，则铝(Al)元素比率越高，尤其铝(Al)元素比率超过0.75时，B层15本身的硬度越容易下降，因此不太优选，若所述c的组成比率大于0.6，则铬(Cr)元素比率越高，B层15本身的硬度越容易下降，因此不太优选，若所述d的组成比率小于0.005，则难以得到通过添加钇(Y)来提高耐热性的效果，因此不太优选，若所述d的组成比率大于0.1，则难以制造B层15本身，因此不太优选。
当能够由以原子比满足0.15≤c≤0.6、0.005≤d≤0.1的组成式：(Al1-c-dCrcYd)N表示所述B层15时，优选以组成式：(Al1-a-bCraSib)N表示所述A层14，以原子比满足0.15≤a≤0.59、0.01≤b≤0.1。这是因为，若所述a的组成比率小于0.15，则铝(Al)元素比率越高，尤其铝(Al)元素比率超过0.75时，A层14本身的硬度越容易下降，因此不太优选，若所述a的组成比率大于0.59，则铬(Cr)元素比率越高，A层14本身的硬度越容易下降，因此不太优选，若所述b的组成比率小于0.01，则难以得到通过添加硅(Si)来提高耐热性的效果，因此不太优选，若所述b的组成比率大于0.1，则难以制造A层14本身，因此不太优选。
另外，优选以组成式：(Al1-c-d-eCrcSidYe)N表示所述B层15时，以原子比满足0.15≤c≤0.60、0.01≤d≤0.1、0.005≤e≤0.1。这是因为，若所述c的组成比率小于0.15，则铝(Al)元素比率越高，尤其铝(Al)元素比率超过0.75时，B层15本身的硬度越容易下降，因此不太优选，若所述c的组成比率大于0.60，则铬(Cr)元素比率越高，B层15本身的硬度越容易下降，因此不太优选，若所述d的组成比率小于0.01，则难以得到通过添加硅(Si)来提高耐热性的效果，因此不太优选，若所述d的组成比率大于0.1，则成膜时的靶放电变得不稳定，难以制造B层15本身，因此不太优选，若所述e的组成比率小于0.005，则难以得到通过添加钇(Y)来提高耐磨性的效果，因此不太优选，若所述e的组成比率大于0.1，则成膜时的靶放电变得不稳定，难以制造B层15本身，因此不太优选。
当能够由以原子比满足0.15≤c≤0.60、0.01≤d≤0.1、0.005≤e≤0.1的组成式：(Al1-c-d-eCrcSidYe)N表示所述B层15时，优选以组成式：(Al1-a-bCraSib)N表示所述A层14时，以原子比满足0.15≤a≤0.60、0.01≤b≤0.1。这是因为，若所述a的组成比率小于0.15，则铝(Al)元素比率越高，尤其铝(Al)元素比率超过0.75时，A层14本身的硬度越容易下降，因此不太优选，若所述a的组成比率大于0.60，则铬(Cr)元素比率越高，A层14本身的硬度越容易下降，因此不太优选，若所述b的组成比率小于0.01，则难以得到通过添加硅(Si)来提高耐热性的效果，因此不太优选，若所述b的组成比率大于0.1，则难以制造A层14本身，因此不太优选。
并且，当所述A层14由(AlCrSi)N构成且所述B层由(AlCrY)N构成时，优选所述A层14及所述B层15的厚度分别为240nm以下(尤其200nm以下)。这是因为，若A层14及B层15的厚度比240nm厚，则所述A层14及所述B层15(单层)中的塑性变形性下降，通过交替层叠结构得到的耐剥离性及耐崩刀性容易下降，因此不太优选。
当所述A层14由(AlCrSi)N构成且所述B层15由(AlCrSiY)N构成时，优选所述A层14及所述B层15的厚度分别为150nm以下(尤其100nm以下)。这是因为，若A层14及B层15的厚度比150nm厚，则所述A层14及所述B层15(单层)中的塑性变形性下降，通过交替层叠结构得到的耐剥离性及耐崩刀性容易降低，因此不太优选。
优选所述A层14和所述B层15的厚度相同。这是因为，若所述A层14和所述B层15的厚度不同，则所述A层14与所述B层15之间的剥离性容易变高，因此不太优选。
优选所述上部层13的厚度为2μm～8μm(尤其3μm～6μm)。这是因为，若上部层13的厚度超过8μm，则在高速高进给的切削条件下，尤其在断续切削加工中，在切削刃部容易发生剥离和崩刀，寿命容易缩短，因此不太优选，若上部层13的厚度小于2μm，则无法充分显现出上部层13的耐磨性，难以长期确保切削性能，因此不太优选。
优选所述基材11由高速钢或硬质合金制成。这是因为，通过所述基材11由高速钢或硬质合金制成，在高速高进给的切削条件下，尤其在断续切削加工中，不会使下部层12发生剥离和崩刀等而发挥优异的耐磨性，且能够长期显示出稳定的切削性能。
并且，作为上述切削工具，只要是实施切削加工的工具则并没有特别限定，特别优选的是如滚刀和插齿刀等齿轮刀具及拉刀，作为上述机床，只要是实施切削加工的机床则并没有特别限定，特别优选的是如滚齿机和插齿机等切齿机及拉床。
[另一实施方式]
另外，在上述实施方式中，对适用由高速钢或硬质合金制成的基材11的表面包覆材料10的情况进行了说明，但也可以适用由其他金属材料(例如各种特殊钢或合金钢等)制成的基材。
在上述实施方式中，对具备由A层14和B层15交替层叠一层以上而成的上部层13且在A层14的表面设有B层15的表面包覆材料10的情况进行了说明，但也可以设为具备由A层14和B层15交替层叠一层以上而成的上部层13且在B层15的表面设有A层14的表面包覆材料。
实施例
以下，对为了确认本发明所涉及的表面包覆材料、利用该表面包覆材料的切削工具及机床的作用效果而进行的实施例进行说明，但本发明并不仅限于根据各种数据说明的以下实施例。
[确认试验1]
在本试验中，制作出使用电弧离子镀装置在以高速钢SKH55为基材的My Tool(切削工具)的表面设置以下表1所示的表面包覆材料的试验体、比较体及参考体。针对这些试验体、比较体及参考体，在下述切削条件下进行加工试验，并测定了工具的后刀面磨损宽度。
＜切削条件＞
工件种类：SCM415
切削方法：断续切削
切削速度：200m/分钟
进给速度：1.2mm/刃
切削深度：1mm
切削油料：吹气
切削长度：1m
如上述表2及表3所示，通过设为在表面具有由A层和B层交替层叠一层以上而成的上部层且所述上部层设置于金属氮化物表面的表面包覆材料(其中，所述A层由所述铝(Al)、铬(Cr)、硅(Si)的氮化物(N)构成，所述B层由铝(Al)、铬(Cr)、钇(Y)的氮化物(N)构成)，确认到能够改善基材11或上部层13中的耐剥离性及耐崩刀性。由此，以铝(Al)、铬(Cr)、硅(Si)、钇(Y)为主成分的复合氮化物即上部层13能够充分发挥原本就具有的高温区域中的耐磨性优异的特性。
[确认试验2]
在本试验中，制作出使用电弧离子镀装置在以高速钢SKH55为基材的My Tool(切削工具)的表面设置以下表4所示的表面包覆材料的试验体、比较体及参考体。针对这些试验体及比较体及参考体，在与上述确认试验1相同的切削条件下进行加工试验，并测定了工具的后刀面磨损宽度。
如上述表5及表6所示，通过设为在表面具有由A层和B层交替层叠一层以上而成的上部层且所述上部层设置于金属氮化物表面的表面包覆材料(其中，所述A层由铝(Al)、铬(Cr)、硅(Si)的氮化物(N)构成，所述B层由铝(Al)、铬(Cr)、硅(Si)、钇(Y)的氮化物(N)构成)，确认到能够改善基材11或上部层13中的耐剥离性及耐崩刀性。由此，以铝(Al)、铬(Cr)、硅(Si)、钇(Y)为主成分的复合氮化物即上部层13能够充分发挥原本就具有的高温区域中的耐磨性优异的特性。
产业上的可利用性
本发明所涉及的表面包覆材料、利用该表面包覆材料的切削工具及机床能够显现出高耐剥离性及高耐崩刀性，且上部层能够充分发挥原本就具有的高温区域中的耐磨性优异的特性，因此在产业上能极其有效地进行利用。
符号说明
10-表面包覆材料，11-基材，12-下部层，13-上部层，14-A层，15-B层。

Claims (9)

1.一种表面包覆材料，其特征在于，
在表面具有由A层和B层交替层叠一层以上而成的上部层，所述A层由铝、铬及硅的氮化物构成，所述B层由铝、铬及钇的氮化物构成，
所述上部层设置于金属氮化物的表面，
所述B层中还包含硅的氮化物。
2.根据权利要求1所述的表面包覆材料，其特征在于，
当以组成式：(Al1-a-bCraSib)N表示所述A层时，以原子比满足0.15≤a≤0.60、0.01≤b≤0.1，
当以组成式：(Al1-c-d-eCrcSidYe)N表示所述B层时，以原子比满足0.15≤c≤0.60、0.01≤d≤0.1、0.005≤e≤0.1。
3.根据权利要求1或2所述的表面包覆材料，其特征在于，
所述A层及所述B层的厚度分别为150nm以下。
4.根据权利要求1或2所述的表面包覆材料，其特征在于，
所述上部层的厚度为2μm以上且8μm以下。
5.根据权利要求1或2所述的表面包覆材料，其特征在于，
所述金属氮化物由钛、铝、铬、锆中的至少一种的氮化物构成。
6.根据权利要求1或2所述的表面包覆材料，其特征在于，
所述金属氮化物设置于基材的表面。
7.根据权利要求6所述的表面包覆材料，其特征在于，
所述基材由高速钢或硬质合金制成。
8.一种切削工具，其特征在于，
所述切削工具由权利要求1至权利要求7中任一项所述的表面包覆材料构成。
9.一种机床，其特征在于，
所述机床具备由权利要求1至权利要求7中任一项所述的表面包覆材料构成的切削工具。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6726403B2 (ja) 2015-08-31 2020-07-22 三菱マテリアル株式会社 硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を発揮する表面被覆切削工具
CN106283049B (zh) * 2016-10-25 2018-09-25 郑州航空工业管理学院 用于航空涡桨发动机桨叶的耐摩擦耐冲蚀膜及其制备方法
EP3778080A4 (en) * 2018-03-27 2021-08-18 Mitsubishi Materials Corporation SURFACE-COATED CUTTING TOOL
WO2019188783A1 (ja) * 2018-03-27 2019-10-03 三菱マテリアル株式会社 表面被覆切削工具
CN111519145A (zh) * 2020-05-28 2020-08-11 宁波迈柯新材料科技有限公司 压铸模具表面AlCrYN/AlCrSiN纳米复合梯度涂层及其制备方法
JP7141555B1 (ja) * 2022-03-02 2022-09-22 日本電産マシンツール株式会社 被膜、工具、および工作機械
DE102022113731A1 (de) * 2022-05-31 2023-11-30 Hartmetall-Werkzeugfabrik Paul Horn Gmbh Beschichtetes Werkzeugteil und Beschichtungsverfahren

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3039381B2 (ja) 1996-07-12 2000-05-08 山口県 耐高温酸化特性に優れた複合硬質皮膜の形成法
JP3963354B2 (ja) 2001-07-13 2007-08-22 日立ツール株式会社 被覆切削工具
JP2005330539A (ja) 2004-05-20 2005-12-02 Tungaloy Corp 耐摩耗性被覆部材
JP4702520B2 (ja) 2005-02-14 2011-06-15 三菱マテリアル株式会社 高硬度鋼の高速切削加工で硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆超硬合金製切削工具
JP4950499B2 (ja) * 2006-02-03 2012-06-13 株式会社神戸製鋼所 硬質皮膜およびその成膜方法
US8173278B2 (en) * 2006-04-21 2012-05-08 Cemecon Ag Coated body
JP4713413B2 (ja) * 2006-06-30 2011-06-29 株式会社神戸製鋼所 硬質皮膜およびその製造方法
JP5261981B2 (ja) 2007-05-17 2013-08-14 日立ツール株式会社 被覆切削工具
GB2450933A (en) * 2007-07-13 2009-01-14 Hauzer Techno Coating Bv Method of providing a hard coating
JP5067060B2 (ja) * 2007-07-31 2012-11-07 凸版印刷株式会社 キャップ式部分洗浄除去装置
DE112007003659B4 (de) * 2007-09-20 2021-05-06 Osg Corp. Verbundschicht, mit Verbundschicht beschichtetes Werkzeug und Schichtbildungsverfahren
JP5099495B2 (ja) 2007-10-16 2012-12-19 三菱マテリアル株式会社 表面被覆切削工具
JP2009101491A (ja) * 2007-10-25 2009-05-14 Mitsubishi Materials Corp 高速切削加工で硬質被覆層がすぐれた潤滑性と耐摩耗性を発揮する表面被覆切削工具
JP5234499B2 (ja) 2008-05-28 2013-07-10 三菱マテリアル株式会社 高速高送り切削加工で硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を発揮する表面被覆切削工具
JP5234931B2 (ja) 2008-06-23 2013-07-10 株式会社神戸製鋼所 硬質皮膜被覆部材および成形用冶工具
JP2010137335A (ja) 2008-12-12 2010-06-24 Mitsubishi Materials Corp 表面被覆切削工具
JP2010137336A (ja) 2008-12-12 2010-06-24 Mitsubishi Materials Corp 表面被覆切削工具
JP5304228B2 (ja) * 2008-12-25 2013-10-02 日本電気株式会社 三次元架橋ポリウレタンの製造方法、及びこれを用いた成形体
JP2010207916A (ja) * 2009-03-06 2010-09-24 Mitsubishi Materials Corp 表面被覆切削工具
WO2010150411A1 (ja) * 2009-06-26 2010-12-29 オーエスジー株式会社 硬質被膜、および硬質被膜被覆工具
JP2011045970A (ja) * 2009-08-27 2011-03-10 Osg Corp 硬質被膜、および硬質被膜被覆工具

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