TWI333435B - Carbide cutting insert - Google Patents

Description

1333435 九、發明說明： 【技術領域】 本發明針對各種包含一在底質上之耐磨塗面之切削刀 具具體形式。該底質包含在黏合劑內之金屬碳化物，其中 該黏合劑包含釕。在一具體形式中，該切削刀具尙包含一 包含氮化給碳之耐磨塗面。在一特定具體形式中，該切削 刀具包含一在底質上之氮化給碳耐磨塗面，該底質包含在 一包含鈷及釕之黏合劑中之碳化鎢（wc)。此等具體形式特 別有用於機製各種難以機製之材料，譬如但不限於鈦及鈦 合金、鎳及鎳合金、超耐熱合金、以及某些外來金屬。 【發明背景】 切削用插件之一常見損壞模式乃熱陡震所致破裂。熱 陡震甚至更常見於更困難之機製程序，譬如高產力機製程 序及具有例如高熱硬度之材料之機製工作。爲減少切削用 插件內建立之熱，故在機製作業中使用冷卻劑。然而，在 機製作業期間使用冷卻劑則助長熱循環，此亦可能助長切 削用插件之因熱陡震而損壞。 熱循環亦出現於銑製作業中，其中銑刀在實際切削工 料時發熱，而後在不切削工料時冷卻。此種發熱及冷卻之 熱循環在切削用插件內造成陡峭之溫度梯度，該造成插件 不同部份膨脹量相異之結果則在切削用插件內導致內應力 而起發破裂。開發一種不僅可在高熱硬度機製程序期間維 持有效率切削性能且亦因抵抗熱破裂而增進刀具壽命之新 穎碳化物製切削刀具乃有需要。 切削刀具之切削用插件使用壽命亦爲膠結碳化物磨耗 6 1333435 性質之函數。使切削刀具壽命加長之一途爲採用具有增進 之強度、韌性與耐磨/蝕性組合之材料所製切削用插件。 供此等應用之包含膠結碳化物底質之切削用插件係根據膠 結碳化物提供極具吸引力之強度、斷裂韌性與耐磨性（此 等性質對搪孔/鑽孔刀尖塊之發揮有效率功用極爲重要） 組合之事實。膠結碳化物係包含一或多種過渡金屬碳化物 作爲硬粒子或分散相以及鈷、鎳或鐵（或者此等金屬之合 金）作爲黏合劑或連續相之金屬-基地複合物。在各種可 能之不同硬粒子-黏合劑組合中，包含碳化鎢（WC)作爲 硬粒子及鈷作爲黏合劑相之膠結碳化物最常用於供機製作 業之切削刀具及插件。 在其他特色中，膠結碳化物之總體性質取決於二種微 晶組織，即平均硬粒子晶粒尺寸以及硬粒子及/或黏合劑 之重量或體積分量。一般而言，硬度及耐磨性在晶粒尺寸 減小及/或黏合劑含量減少時增高。另一方面，斷裂韌性 在晶粒尺寸增大及/或黏合劑含量增加時增高。因此，在 對任何應用選取某一膠結碳化物級之際，耐磨性與斷裂韌 性之間即有所妥協。斷裂韌性通常在耐磨性增高時減小， 反之亦然。 此外，可將合金化劑添加於該黏合劑。有限數量之膠 結碳化物切削刀具或切削用插件曾於黏合劑內添加釕。該 黏合劑可額外包含其他合金化化合物譬如Tie及TaC/NbC 以改善底質之性質供特定之應用。 釕（Ru)爲鉑族之成員，且爲一種熔點約2,500°C之 7 1333435 有光澤白色硬質金屬。釕在室溫時不變色，且可用作有效 之硬化劑*而產生極耐磨之合金。經發現，在切削刀具或 切削用插件中膠結碳化物之鈷黏合劑內使用釕即增進對熱 破裂之抗性，並顯著減少沿各邊緣及進入切削刀具或切削 用插件本體內之裂痕傳播現象。典型之商用切削刀具及切 削用插件可在膠結碳化物底質之黏合劑相內包括濃度範圍 約爲3重量％至30重量％之釕。 包含膠結碳化物底質之切削用插件可在表面上包含單 層或多層之塗面，以提升其切削性能。膠結碳化物製切削 刀具之塗覆方法包括化學蒸氣沉積（CVD)、物理蒸氣沉積 (PVD )及鑽石塗覆。由於CVD塗面在切削刀具上之周知優 點，故最常使用CVD將塗面敷加於切削用插件。 作爲PVD塗覆技藝之一例，Leyendecker等人在美國 專利第6,3 52,627號中揭示一種以磁子噴濺塗覆技術爲基 礎在切削用插件上生成耐火薄膜或塗膜之PVD塗覆方法及 裝置，可在塗覆作業期間連續傳輸三次電壓而促成一種在 底質上造成良好塗面黏性之經最佳提升之離子化程序，縱 使所提供之底質表面粗糙例如因表面受燒結、硏磨或噴磨 處理所致亦然。 作爲CVD塗覆技藝之一例，Punola等人在美國專利第 5,462,01 3號中揭示一種使用獨特技術控制CVD反應器內 不同塗覆區位之氣態反應物流束反應性之CVD塗覆裝置。 結果爲所生成之CVD塗面兼具大幅增進之組成及厚度均一 性。 8 1333435

作爲在具有正規碳化物底質之切削用插件中硬金屬塗 面開發及應用之一例，任職於Stellram公司（一設於美國 田納西州 La Vergne 市 One Teledyne Place 之 Alleghey Technologies所屬公司）之Leverenz與Bost在新進獲准 之美國專利第6,929,85〗號中論述一種用以提升正規碳化 物底質上CVD或PVD塗面包括HfCN塗面之表面蝕刻技藝。 在具有正規碳化物底質之切削用插件中硬金屬塗面開發及 應用之額外實例爲Hale之1981年美國專利第4,268,569 號、Leverenz等人之2002年美國專利第6,447,890號、 Schier 之 2003 年美國專利第 6,617,058 號、Leverenz 等 人之2004年美國專利第6,827,975號以及Westphal與 Sottke之200 5年美國專利第6,884,496號。 開發一種可滿足高熱硬度機製作業要求同時增長刀具 壽命之具有低度熱破裂損壞之碳化物製切削用插件乃有需 要。

【本發明綜述】 本發明係針對各種包含一包含金屬碳化物粒子及黏合 劑之底質及至少一在該底質上之耐磨塗面之切削刀具及切 削用插件。在一具體形式中，該耐磨塗面包含氮化給碳而 該黏合劑包含釕。在另一具體形式中，該耐磨塗面主要由 氮化鉛碳構成。本發明之切削刀具可包含單層耐磨塗面或 多層耐磨塗面。該包含氮化鈴碳之耐磨塗面可具有1至10 微米之厚度。在各具體形式中，該切削刀具包含一膠結碳 化物底質與一包含鐵、鎳及鈷中至少一種之黏合劑。 9 1333435 如本說明書及後附申請專利範圍中所用，單數形式之 ''一"及"該'除於上下文中另予清楚指數外均包括複數 指稱。因此，例如對一"耐磨塗面〃之指稱即可包括一層 塗面或多層塗面。 除另有指示外，在本說明書及申請專利範圍中所用所 有表示成分、時間、溫度等等之量之數字，應予了解爲於 所有情況下均係以 > 約〃字予以修飾。因此，除予相反指 示，以下說明書及申請專利範圍中列示之數字參數均爲近 似値，可視所尋求藉本發明獲得之所希欲性質予以改變。 最起碼，且非屬作爲限制等量學理之應用於申請專利範圍 之範疇之企圖，各數字參數均至少應按照所報告之有效數 字及藉由普通捨入法之運用加以解讀。儘管說明本發明槪 括範疇之數字範圍及參數爲近似値，特定實例中列示之數 値則儘可能予以精確報告。然而，任何數値均可能先天含 有某些必然由彼等個別之試驗測値中所發現標準偏差造成 之誤差。 應了解，本發明不限於本文中揭示之特定組成、成分 或程序步驟，蓋此等可有變化。亦應了解，本文中所用之 專有名詞僅作爲說明特定具體形式之目的，而無設限之意 圖。 【簡要圖說】 圖1爲.一柱狀圖，比較三個具有不同塗面之切削用插 件機製Inconel 718之刀具磨耗試驗1之實驗結果： 圖2爲一柱狀圖，比較三個具有不同塗面之切削用插 10 1333435 件機製不銹鋼316之刀具磨耗試驗2之實驗結果； 圖3爲一柱狀圖，比較三個具有不同塗固之切削用插 件機製鈦6V之刀具磨耗試驗3之實驗結果； 圖4a、4b、及4c爲三個具有不同塗面之切削用插件 之顯微鏡照相照片，顯示熱破裂試驗1期間形成之裂痕及 磨耗；而 圖5a、5b、及5c爲三個具有不同塗面之切削用插件 之顯微鏡照相照片，顯示熱破裂試驗2期間形成之裂痕及 磨耗。 【本發明詳述】 本發明之具體形式包括包含各種包含膠結碳化物之底 質之切削刀具及切削用插件。膠結碳化物之黏合劑包含 鐵、鎳及鈷中至少一種，且在本發明之具體形式中，該黏 合劑額外包含釕。釕可以任何對切削刀具之性質具有利效 應之有效量存在，譬如在該黏合劑中爲1重量％至30重量 %之釕濃度。在某些具體形式中，該黏合劑中之釕濃度可 爲3重量％至30重量％，8重量％至20重量％，甚或10 重量％至15重量％。 本發明植基於一相獨特之發現，即對包含一在該黏合 劑相中包含釕之膠結碳化物之切削刀具或切削用插件敷加 一包含氮化給碳（HfCN)之特定硬金屬塗面可在金屬機製 期間減少熱破裂之發起及傳播。該氮化鈴碳塗面可爲該底 質上之單一塗面或爲該底質上多層塗面中之一塗面，譬如 第一塗面、中間塗面、或最終塗面。包含額外塗面之各切 1333435 削刀具具體形式可包括藉PVD或CVD敷加之各種塗面，且 可包括包含一自週期表內IIIA、IVB、VB、及VIB族所選 出金屬之金屬碳化物、金屬氮化物、金屬硼化物、及金屬 氧化物中至少一種之塗面。舉例言之，本發明切削刀具及 切削用插件上之塗面包括氮化鉛碳，且亦可包含例如氮化 鈦（TiN)、氮化鈦碳（TiCN)、碳化鈦（TiC)、氮化鈦鋁 (TiAIN)、氮化鈦鋁加碳（TiAlN+C)'氮化鋁鈦（AlTiN)、氮 化鋁鈦加碳（AlTiN + C)、氮化鈦鋁加碳化鎢/碳（ΤΪΑ1Ν + WC/C)、氮化鋁鈦加碳化鎢/碳（AlTiN+WC/C)、氧化鋁 (AhOO、α氧化鋁、二硼化鈦（TiB〇、碳化鎢/碳（WC/C)、 氮化鉻（CrN)、氮化鋁鉻（AiCrN)及氮化給碳（HfCN)之單 項或任何組合形式中之至少一種。在某些具體形式中，任 一塗面均可爲1至10微米厚；雖然氮化給碳塗面在特定應 用上較佳爲2至6微米厚。 在本發明之某些切削用插件具體形式中，包含氮化锆 (ZrN)、氮化鉻碳（ZrCN)、氮化硼（BN)或氮化硼碳（BCN) 中至少一種之塗面可與該氮化給碳塗面組合使用或替代該 氮化給碳塗面。在某些其他具體形式中，該切削用插件可 包含一主要由氮化锆（ZrN )、氮化鍩碳（ZrCN)、氮化硼（BN) 或氮化硼碳（BCN)中所選出塗面構成之耐磨塗面。 敷加於本發明切削刀具或切削用插件之包含氮化鈴碳 之塗面、主要由氮化飴碳構成之塗面、或包含氮化鉻、氮 化鍩碳、氮化硼或氮化硼碳塗面之塗面均產生具有提升硬 度、低摩擦、化學穩定性、耐磨性、抗熱破裂及長刀具壽 12 1333435 命之塗面。 本發明亦包括各種底質塗覆方法。本發明方法之具體 形式包括藉PVD或CVD將上述各種塗面敷加於一膠結碳化 物底質上，其中該膠結碳化物底質包含硬粒子及黏合劑， 而該黏合劑包含釕。該方法可包括在塗覆該底質前對該底 質作處理。該項塗覆前之處理包含電解拋光、珠擊、顯微 噴擊、濕噴擊、硏磨、刷拭、噴磨及壓縮空氣噴擊中之至 少一種。在任何經塗覆（CVD或PVD )碳化物製切削用插 件上之預塗覆表面處理可減少底質之鈷劃開效應。預塗覆 表面處理之實例包括濕噴擊（美國專利第5,635,247號及 第5,86 3,640號）、硏磨（美國專利第6,2 1 7,992 B1號）、 電解拋光（美國專利第5,665,43 1號）、刷拭（美國專利第 5，86 3, 640號）等。不正確之預塗覆表面處理可能導致CVD 或PVD塗面在該於黏合劑內包含釕之底質上低劣黏著，故 而造成CVD或PVD塗面之過早損壞。此主因CVD或PVD 塗層薄弱且因鈷劃開所致表面不規則在包含釕之碳化物底 質上更爲顯著之事實使然。 該方法之各具體形式可包含對已塗覆碳化物製切削用 插件之隨意塗覆後表面處理，可進一步增進耐磨塗面之表 面品質。塗覆後表面處理之方法有多種，例如以快速噴射 具有晶粒尺寸在1 0 - 2000微米範圍內之晶球形狀之金屬小 粒子爲基礎之珠擊法（口本專利第02254144號，以指述方 式納入本文）。塗覆後表面處理之另一實例爲使用範圍爲1 至1 00微米之極細小晶粒尺寸之無機噴擊試劑如A 12〇3之 13 1333435 壓縮空氣噴擊法（歐洲專利第1，1 98,609 B1號，以指述方 式納入本文）。另一塗覆後表面處理實例爲使用含有SiC 晶粒之耐綸草刷之刷拭法（美國專利第6，638，609 B2號， 以指述方式納入本文）。亦可使用溫和之濕噴擊法作爲塗覆 後表面處理以產生平滑之塗層（美國專利第6,638，609 B2 號，以指述方式納入本文）。一般而言，在黏合劑內包含釕 之已塗覆切削用插件上之表面處理譬如（但不限於）噴擊、 珠擊' 壓縮空氣噴擊、或刷拭會增進塗覆表面之性質。 在該方法及切削用插件之各具體形式中，該底質內之 膠結碳化物可包含屬週期表IVB至VIB族中一或更多元素 之金屬碳化物。該等膠結碳化物包含至少一由碳化鈦、碳 化鉻、碳化釩、碳化锆、碳化鈴、碳化鉬、碳化鉬、碳化 鈮、及碳化鎢中選出之過渡金屬碳化物。該等碳化物粒子 較佳爲約佔每一區域內膠結碳化物材料總重之60至98重 量％。該等碳化物粒子係嵌埋於黏合劑基質內，後者較佳 爲約貢獻該膠結碳化物總重之2至40重量％。該膠結碳化 物之黏合劑包含釕及鈷、鎳、鐵中至少一種。該黏合劑亦 可包含例如鎢、鉻、鈦、鉬、釩、鉬、鈮 '鍩、給 '及碳 等元素，並高達此等元素在該黏合劑內之溶解度限値。此 外，該黏合劑可含有高達5重量％之各種元素，譬如銅、 錳、銀、及鋁。凡業界熟練人士將認知，任一或所有該硬 粒子材料之成分均可以元素形式、化合物、及/或母合金 予引進。 【實例】 1333435 以下實例予提出以進一步說明本發明關於包含一在該 黏合劑內包含釕之有CVD塗面底質之切削用插件之一些細 • 節。 實例1 -磨耗試驗結果（GX20底質）

Stellr am 之 GX20 ㈣（Alleghey Technologies 公司 之商標）係一包含釕之膠結碳化物粉。GX20 ® 81可用以製 備堅韌等級之膠結碳化物供依據ISO標準機製P45/K35材 ® 料之用。Stellram之GX20 _製切削用插件底質之標稱組 成及性質示於表1。GX20 金屬粉內之主要成份包括碳化 鎢、鈷及釕。 表1 : GX20 底質之件質 化學啤成 平均晶 橫向破裂 密度 硬度 (重量％) 粒尺寸 強度（牛頓 （克/立方 （HRA) 碳化鎢 鈷 釕 (微米） ，平方毫米） 厘米） _ 89.1 9.5 1.4 2.5 3500 1 4.55 89.5 將表1中之金屬粉混合，然後以72小時時間用球磨粉 機濕摻合。乾燥後，在1-2噸/平方厘米之壓力下將已摻 合之組合物壓縮成所設計切削用插件之壓胚體。將碳化鎢 — 之壓胚體在爐內燒結，以封閉胚體之孔隙並建立硬粒子間 之鍵結以增加強度及硬度》 明確言之，爲有效減少已燒結底質之顯微孔隙並確保 GX20 B ®碳化物製切削用插件燒結品質之一致性，乃使用 s i n t e r - HP (亦即高壓燒結程序）以於脫臘' 預燒結及低壓 15 氮（N2 )之燒結循環後引進壓力相。GX20 ® 65碳化物製切削 用插件之燒結程序係以下列主要連續步驟進行： -於室溫以2°C/分鐘之上升速率開始脫臘循環直至 到達400°C爲止，然後維持約達90分鐘： -以.4°C/分鐘之上升速率開始預燒結循環（將鈷、 碳化鎢、鈦、钽、鈮等之氧化物破壞）直至到達1,200°C 爲止，然後於此溫度維持約達60分鐘； -然後在溫度自1，200°C上升至1 ,400°C / 1，450°C (亦即燒結溫度）期間引進1，35(TC之低壓氮（N2)循環， 然後於此燒結溫度維持約2托之低氮壓約達30分鐘； -然後啓動sint er-HP程序，同時在該程序期間於該 燒結溫度（亦即1,400°C / 1，450°C )引進氬氣（Ar)並於 30分鐘內升至760 psi，然後將該smter-HP程序於此壓 力維持額外之30分鐘；以及最後 -實施冷卻循環讓該爐內經加熱之GX20碳化物製切 削用插件胚體冷卻至室溫。 如此獲得之GX20 ® s碳化物製切削用插件收縮成所欲 之燒結尺寸且變成無孔隙。繼該燒結程序後，燒結之碳化 鎢製切削用插件可予硏磨及緣搪光^ 之後*將三種不同之CVD多層式塗面敷加於該GX20 底質，如表2所示細節。 表2 : CVD塗面 多層式塗面 個別塗面 化學反應_

TiN-TiC-TiN 第一塗面：TiN Hi+N2 +四氯化鈦（TiCh ) 1333435

第二塗面：TiC Hj + TiCl4 + CH. 第三塗面：TiN H2 + N2 +四氯化鈦（TiCN) TiN-HfCN-TiN 第一塗面：TiN H2 + N2 +四氯化鈦（T i C 14 ) 第二塗面：TiC H2 + N2 +四氯化鈴（HfCh ) +乙醯腈（ch3cn) 第三塗面：TiN H2 + N2 +四氯化鈦（TiCh ) 第一塗面：TiN H: + N2 +四氯化鈦（TiCM 第二塗面：ai2〇3 H2 + HC1+三氯化鋁（A1C13) +CO2+H2S 第三塗面：TiCN H2 + N2 + TiCl4 +乙醯腈 (CH3CN)或 CH« 第四塗面：TiN H2 + N2 +四氯化鈦（TiClO 一以GX2 0 作爲碳化物底質之銑製用插件ADKT1505 PDER - 47予用於該磨耗試驗。各工件材料及切削條件列示

TiN-Al2〇3-

TiCN-TiN

於表3。 表3 :刀具磨耗試驗 試驗另！I 工件材料 _切削條件_ 磨耗試驗1 Inconel 718 切削速率=25米/分鐘 475HB 進料率=0.08毫米/齒 切深=5毫米 磨耗試驗2 不銹鋼316 切削速率=92米/分鐘 進料率=〇.1〇毫米/齒 切深=5毫米

176HB 17 1333435

磨耗試驗3 鈦6V

517HB 切削速率=46米/分鐘 進料率=〇.1〇毫米/齒 切深=5毫米 圖1至3顯示各項實驗結果，包括對切削緣及刀尖半 徑磨耗效應之分析。各圖中所示總機製時間指示切削用插 件何時超過刀具壽限或在機製程序期間毀壞。該項分析列 示於下。 圖1顯示機製Inconel 718製工件之結果。Inconel 718 之標稱組成被視爲難以機製之工料。對於具有TiN-TiC-TiN塗面之切削用插件，在僅機製5.56分鐘後，邊緣磨耗 達0.208毫米而半徑磨耗達0.175毫米。本發明具有多層 式丁州4“1>1-1'丨1^塗面之切削用插件在機製11.13分鐘後展 示僅爲0.168毫米邊緣磨耗及0.135毫米半徑磨耗之最佳 性能。具有TiN-A丨2〇3-TiCN-TiN塗面之切削用插件展示接 近於具有TiN-HfCN-TiN塗面者之性能。 圖2顯示用若干切削用插件機製不銹鋼316之結果。 具有TiN-TiC-TiN塗面之切削用插件在機製2. 62分鐘後僅 顯示0.132毫米之邊緣磨耗及0.4 32毫米之半徑磨耗》具 有TiN-AhCh-TiCN-TiN塗面之切削用插件在機製2.62分 鐘後顯示0.069毫米之邊緣磨耗及0.089毫米之半徑磨 耗。又，具有TiN-HfCN-TiN塗面之切削用插件在機製5.24 分鐘（其他二種切削用插件之二倍時間）後展示僅爲0.07 6 毫米邊緣磨耗及0.117毫米半徑磨耗之最佳性能。 18 1333435 圖3顯示機製鈦6V (亦視爲難機製工料）之結果。具 有TiN-TiC-TiN塗面之切削用插件在機製4.36分鐘後僅顯 示0.091毫米之邊緣磨耗及0.165毫米之半徑磨耗。具有 TiN-AhCh-TiCN-TiN塗面之切削用插件在機製8.73分鐘 後顯示0.137毫米之邊緣磨耗及0.15毫米之半徑磨耗。再 次，具有TiN-HfCN-TiN塗面之切削用插件在機製8.73分 鐘後展示0.076毫米邊緣磨耗及0.117毫米半徑磨耗之最 佳性能及使用壽命。 實例2 -熱破裂試驗結果（GX20 M $底質） 以CVD塗覆三種包含GX20 « s底質之切削用插件。三 種塗面爲三層式TiN-TiCN-Al2〇3塗面、單層HfN (氮化飴） 塗面及單層HfCN(氮化鈴碳）塗面。該三個經塗覆之GX20 98 w底質予測試對熱破裂作用之抗性。 該熱破裂試驗中所用切削條件顯示如下。 切削速率：Vc= 175米/分鐘（熱破裂試驗1 )

Vc = 220米/分鐘（熱破裂試驗2) 進料率：Fz = 0 . 25毫米/齒 切深：DOC = 2 . 5毫米 工料：硬度爲300HB之4140鋼 各項試驗結果可藉圖4及5中之顯微鏡照相照片予以 比較。圖4之顯微鏡照相照片摘述熱破裂試驗1 ·並顯示 具有H fN塗面之切削用插件在3次機製通過中產生5處熱 裂痕（見圖4b)，而塗覆以HfCN之切削用插件在3次通過 中展示最佳性能而僅產生1處熱裂痕（見圖4c)。作爲一 19 1333435 般性之比較，具有三層式1'丨1^-1'1〇心八12〇3塗面之切削用插 件在3次機製通過中產生4處熱裂痕（見圖4a)。 圖5之顯微鏡照相照片摘述熱破裂試驗2各項結果。 在熱破裂試驗2中，切削速率增至每分鐘2 2 0米。具有單 層HfN塗面之切削用插件緣僅在1次機製通過中即毀壞（見 圖4b)。具有三層式TiN-TiCN-AhCh塗面之切削用插件在 2次機製通過中產生12處熱裂痕（見圖4a)。再次，具有 單層HfCN塗面之切削用插件緣在2次機製通過中僅產生1 處熱裂痕。在熱破裂試驗1與熱破裂試驗2之比較中清楚 看出，於較高之切削速率，具有單層HfCN塗面之切削用插 件相較於具有單層HfN塗面及三層式TiN-TiCN-Al2〇3塗面 之切削用插件有較大之性能差異。 磨耗試驗及熱破裂試驗之結果直接指出，展示最佳機 製性能者爲氮化鉛碳基底塗面與以釕爲特徵之碳化物底質 所成之獨特組合。該氮化給碳基底塗面可爲多層式塗面情 況中之中間層或者僅只作爲單層塗面。 20

Claims (1)

1333435 十、申請專利範圍： 1 .—種切削刀具，包含： 一包含金屬碳化物粒子及黏合劑之底質，其中該黏 合劑包含釕；以及 至少一包含氮化給碳之耐磨塗面。 2.如申請專利範圍第1項之切削刀具’其中該包含氮 化給碳之耐磨塗面具有1至10微米之厚度。 3 .如申請專利範圍第1項之切削刀具’其中該黏合劑 包含鐵、鎳及鈷中至少一種。 4 .如申請專利範圍第3項之切削刀具’其中該黏合劑 包含鈷。 5 .如申請專利範圍第4項之切削刀具’其中該黏合劑 中之釕濃度爲1重量％至30重量％。 .6 .如申請專利範圍第5項之切削刀具，其中該黏合劑 中之釕濃度爲4重量％至30重量％ ° 7 .如申請專利範圍第6項之切削刀具，其中該黏合劑 中之釕濃度爲8重量％至20重量％。 8 .如申請專利範圍第7項之切削刀具，其中該黏合劑 中之釕濃度爲10重量％至15重量％ ° 9.如申請專利範圍第1項之切削刀具，包含至少一包 含自週期表IIIA、IVB、VB、及VIB族所選出金屬之金屬 碳化物 '金屬氮化物、金屬矽化物或金屬氧化物中至少一 種之額外塗面。 10.如申請專利範圍第9項之切削刀具，其中任一額外 塗面均包含氮化鈦（TiN)、氮化鈦碳（TiCN)、碳化鈦（TiC) ' 1333435 氮化鈦鋁（T i A 1 N )、氮化鈦鋁加碳（T i A 1 N + C )、氮化鋁鈦 (AlTiN)、氮化鋁鈦加碳（AlTiN + C)、氮化鈦鋁加碳化鎢/ 碳（TiAIN + WC/C)、氮化鋁鈦加碳化鎢/碳（AlTiN + WC/C)、 氧化鋁（Α12〇3)、α氧化鋁、二硼化鈦（TiB2)、碳化鎢/碳 (WC/C)、氮化鉻（CrN)、氮化鋁鉻（AlCrN)、氮化錐（ZrN)、 氮化鍩碳（ZrCN)、氮化硼（BN)或氮化硼碳（BCN)中至 少一種。 1 1 .如申請專利範圍第1 〇項之切削刀具，其中任一額外 塗面均具有2至6微米之厚度。 1 2 ·如申請專利範圍第1項之切削刀具，其中該包含氮 化給碳之耐磨塗面爲唯一塗面、第一塗面、中間塗面、或 頂塗面中之一種。 1 3 .如申請專利範圍第1項之切削刀具，其中該等膠結 硬粒子中之硬粒子爲包含至少一自鈦、鉻、釩、锆、給、 鉬、鉬、鈮、及鎢中所選出過渡金屬之碳化物之膠結碳化 物中至少一種。 1 4 ·如申請專利範圍第3項之切削刀具，其中該黏合劑 尙包含一自鎢、鈦、鉬、鈮、鉻、鉬、硼、碳、矽、釕、 銶、錳、鋁、及銅中選出之合金化元素。 1 5 ·如申請專利範圍第丨項之切削刀具，其中該等膠結 硬粒子中之金屬碳化物粒子包含碳化鎢。 1 6 ·如申請專利範圍第1項之切削刀具，其中該耐磨塗 面主要由氮化給碳構成。 17.如申請專利範圍第16項之切削刀具，其中該底質包 2 1333435 含2至40重量％之該黏合劑及60至98重量％之碳化鎢粒 子。 18.如申請專利範圍第1項之切削刀具，其中該等金屬 碳化物粒子包含平均晶粒尺寸爲0.3至10微米之碳化鎢粒 子。 1 9 .如申請專利範圍第1項之切削刀具，其中該等金屬 碳化物粒子包含平均晶粒尺寸爲0.5至10微米之碳化鎢粒 子。 20. —種塗覆切削刀具之方法，包含：將一氮化給碳耐 磨塗面敷加於切削刀具上，其中該底質包含在黏合劑內之 碳化鎢粒子而該黏合劑包含釕。 21. 如申請專利範圍第20項之方法，其中該耐磨塗面具 有1至6微米之厚度。 22 .如申請專利範圍第20項之方法，其中該黏合劑包含 鐵、鎳及鈷中至少一種 23. 如申請專利範圍第22項之方法，其中該黏合劑爲 鈷。 24. 如申請專利範圍第23項之方法’其中該黏合劑中之 釕濃度爲1重量％至30重量·％。 25. 如申請專利範圍第24項之方法，其中該黏合劑中之 釕濃度爲4重量％至30重量％。 26. 如申請專利範圍第25項之方法’其中該黏合劑中之 釕濃度爲8重量％至20重量％。 27. 如申請專利範圍第26項之方法，其中該黏合劑中之 3 1333.435 钌濃度爲10重量％至15重量％。 28. 如申請專利範圍第20項之方法，包含在塗覆該底質 前處理該切削刀具。 29. 如申請專利範圍第28項之方法，其中在塗覆前處理 該切削刀具之工作包含電解拋光、顯微噴擊、濕噴擊、硏 磨、刷拭、噴磨及壓縮空氣噴擊中至少一種。 30_如申請專利範圍第20項之方法，其中塗面係形成於 該底質之至少一部份上。 31. 如申請專利範圍第20項之方法，包含藉由噴擊、珠 擊、壓縮空氣噴擊、及刷拭中至少〜種處理該底質上之塗 面。 32. 如申請專利範圍第20項之方法，包含以物理蒸氣沉 積法在該底質上敷加額外之塗面。 33. 如申請專利範圍第20項之方法，包含以化學蒸氣沉 積法在該底質上敷加額外之塗面。 34. 如申請專利範圍第20項之方法，包含用一自週期表 IIIA、IVB、VB、及VIB族所選出金屬之金屬碳化物、金 屬氮化物'金屬矽化物及金屬氧化物中至少一種塗覆該底 質。 35. 如申請專利範圍第34項之方法，其中該塗面包含氮 化鈦（TiN)、氮化鈦碳（TiCN)、氮化鈦鋁（TiAIN)、氮化鈦 鋁加碳（Ti A1N + C)、氮化鋁鈦（AlTiN)、氮化鋁鈦加碳 (A 1 T i N + C )、氮化鈦鋁加碳化鎢/碳（τ i A 1 N +WC / C )、氮化鋁 鈦加碳化鎢/碳（AlTiN + WC/C)、氧化鋁（AhCh)、二硼化鈦 4 1333435 (TiB2)、碳化鎢/碳（WC/C)、氮化鉻（CrN)、氮化鋁鉻 (AlCrN) '氮化锆（ZrN)、氮化锆碳（ZrCN)、氮化硼（BN) 或氮化硼碳（BCN )中至少一種。 36. 如申請專利範圍第34項之方法，其中每一塗面均具 有1至10微米之厚度。 37. —種切削刀具，包含： 一包含金屬碳化物粒子及黏合劑之底質，其中該黏合劑 包含釕；以及在該底質上之至少一耐磨塗面，其中各該耐 磨塗面主要由氮化鍩（ZrN )、氮化鉻碳（ZrCN )、氮化硼 (BN )、或氮化硼碳（BCN )中至少一種構成。 38 .如申請專利範圍第37項之切削刀具，其中該耐磨塗 面具有1至10微米之厚度。 39.如申請專利範圍第37項之切削刀具’其中該黏合劑 包含鐵、鎳及鈷中至少一種。 40 .如申請專利範圍第39項之切削刀具’其中該黏合劑 包含鈷。 41 .如申請專利範圍第3 7項之切削刀具’其中該黏合劑 中之釕濃度爲1重量％至30重量％ ° 42.如申請專利範圍第41項之切削刀具，其中該黏合劑 中之釕濃度爲4重量％至30重量％。 43 .如申請專利範圍第42項之切削刀具’其中該黏合劑 中之釕濃度爲8重量％ί至20重量％ ° 44 .如申請專利範圍第43項之切削刀具’其中該黏合劑 中之釕濃度爲10重量％至15重量％ ° 5 1333435 45.如申請專利範圍第37項之切削刀具，包含一第二塗 面，而該第二塗面包含一自週期表IIIA、IVB、VB、及VIB 族所選出金屬之金屬碳化物、金屬氮化物、金屬矽化物及 金屬氧化物中至少一種。 46 .如申請專利範圍第45項之切削刀具，其中該第二塗 面包含氮化鈦（TiN)、碳化鈦（TiC)、氮化鈦碳（TiCN)、氮 化鈦鋁（TiAIN)、氮化鈦鋁加碳（TiAlN + C)、氮化鋁鈦 (AlTiN)、氮化鋁鈦加碳（AlTiN+C)、氮化鈦鋁加碳化鎢/ 碳（TiAIN + WC/C)、氮化鋁鈦加碳化鎢/碳（AlTiN+WC/C)、 氧化鋁（A 12〇3)、α氧化鋁、二硼化鈦（T i )、碳化鎢/碳 (WC/C)、氮化鉻（CrN)、氮化鋁鉻（AlCrN)、或氮化給碳 (HfCN)中至少一種。