JP2000054133A - 厚膜化した硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を示す表面被覆超硬合金製スローアウエイ切削チップ - Google Patents
厚膜化した硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を示す表面被覆超硬合金製スローアウエイ切削チップInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 厚膜化した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超硬合金製スローアウエイ切削
チップを提供する。 【解決手段】 超硬基体の表面に、ＴｉＣ層、ＴｉＮ
層、ＴｉＣＮ層、ＴｉＣＯ層、ＴｉＮＯ層、およびＴｉ
ＣＮＯ層からなるＴｉ化合物層のうちの１種または２種
以上と、縦長組織ＴｉＣＮ層と、さらに必要に応じてα
型Ａｌ2 Ｏ3 層および／またはκ型Ａｌ2 Ｏ3 層とで構
成された硬質被覆層を８〜３０μｍの全体平均層厚で形
成してなる表面被覆超硬合金製スローアウエイ切削チッ
プにおける前記縦長組織ＴｉＣＮ層の平均層厚を６〜２
０μｍに厚膜化すると共に、前記縦長組織ＴｉＣＮ層中
に、縦長成長結晶組織を保持したままで、これを厚さ方
向に区分する、微細なＴｉＢ2 粒が０．１〜１μｍの平
均厚さで分散分布し、かつその分布割合がオージェ電子
分光法を用いた０．３μｍ×０．３μｍ領域でのＢ（ボ
ロン）成分の分析値（Ｂ濃度）で１〜１０原子％を示す
ＴｉＢ2 粒分布区分帯域層を１層以上設ける。
グ性を発揮する表面被覆超硬合金製スローアウエイ切削
チップを提供する。 【解決手段】 超硬基体の表面に、ＴｉＣ層、ＴｉＮ
層、ＴｉＣＮ層、ＴｉＣＯ層、ＴｉＮＯ層、およびＴｉ
ＣＮＯ層からなるＴｉ化合物層のうちの１種または２種
以上と、縦長組織ＴｉＣＮ層と、さらに必要に応じてα
型Ａｌ2 Ｏ3 層および／またはκ型Ａｌ2 Ｏ3 層とで構
成された硬質被覆層を８〜３０μｍの全体平均層厚で形
成してなる表面被覆超硬合金製スローアウエイ切削チッ
プにおける前記縦長組織ＴｉＣＮ層の平均層厚を６〜２
０μｍに厚膜化すると共に、前記縦長組織ＴｉＣＮ層中
に、縦長成長結晶組織を保持したままで、これを厚さ方
向に区分する、微細なＴｉＢ2 粒が０．１〜１μｍの平
均厚さで分散分布し、かつその分布割合がオージェ電子
分光法を用いた０．３μｍ×０．３μｍ領域でのＢ（ボ
ロン）成分の分析値（Ｂ濃度）で１〜１０原子％を示す
ＴｉＢ2 粒分布区分帯域層を１層以上設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、厚膜化した硬質
被覆層がすぐれた耐チッピング性を示し、鋼や鋳鉄など
の切削を高送りや高切り込みなどの重切削条件で、かつ
高速で行なった場合にも、切刃にチッピング（微小欠
け）の発生なく、すぐれた切削性能を長期に亘って発揮
する表面被覆超硬合金製スローアウエイ切削チップ（以
下、被覆超硬チップという）に関するものである。
被覆層がすぐれた耐チッピング性を示し、鋼や鋳鉄など
の切削を高送りや高切り込みなどの重切削条件で、かつ
高速で行なった場合にも、切刃にチッピング（微小欠
け）の発生なく、すぐれた切削性能を長期に亘って発揮
する表面被覆超硬合金製スローアウエイ切削チップ（以
下、被覆超硬チップという）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、一般に、炭化タングステン基超硬
合金基体（以下、超硬基体という）の表面に、いずれも
粒状結晶組織を有する、炭化チタン（以下、ＴｉＣで示
す）層、窒化チタン（以下、同じくＴｉＮで示す）層、
炭窒化チタン（以下、ＴｉＣＮで示す）層、炭酸化チタ
ン（以下、ＴｉＣＯで示す）層、窒酸化チタン（以下、
ＴｉＮＯで示す）層、および炭窒酸化チタン（以下、Ｔ
ｉＣＮＯで示す）層のうちの１種または２種以上からな
るＴｉ化合物層と、例えば特開平３−８７３６９号公報
および特開平６−８００８号公報などに記載されるよう
に、反応ガスとして有機炭窒化物を含む混合ガスを使用
して７００〜９５０℃の中温温度域で化学蒸着を行うこ
とにより形成した縦長成長結晶組織を有するＴｉＣＮ層
（以下、縦長組織ＴｉＣＮ層と云う）と、必要に応じて
同じく粒状結晶組織を有する、α型酸化アルミニウム
（以下、α−Ａｌ2 Ｏ3 で示す）層および／またはκ型
Ａｌ2Ｏ3 層とで構成された硬質被覆層を１〜１０μｍ
の全体平均層厚で化学蒸着および／または物理蒸着して
なる被覆超硬チップが知られており、またこの被覆超硬
チップが、例えば鋼や鋳鉄などの連続切削や断続切削に
用いられていることも知られている。
合金基体（以下、超硬基体という）の表面に、いずれも
粒状結晶組織を有する、炭化チタン（以下、ＴｉＣで示
す）層、窒化チタン（以下、同じくＴｉＮで示す）層、
炭窒化チタン（以下、ＴｉＣＮで示す）層、炭酸化チタ
ン（以下、ＴｉＣＯで示す）層、窒酸化チタン（以下、
ＴｉＮＯで示す）層、および炭窒酸化チタン（以下、Ｔ
ｉＣＮＯで示す）層のうちの１種または２種以上からな
るＴｉ化合物層と、例えば特開平３−８７３６９号公報
および特開平６−８００８号公報などに記載されるよう
に、反応ガスとして有機炭窒化物を含む混合ガスを使用
して７００〜９５０℃の中温温度域で化学蒸着を行うこ
とにより形成した縦長成長結晶組織を有するＴｉＣＮ層
（以下、縦長組織ＴｉＣＮ層と云う）と、必要に応じて
同じく粒状結晶組織を有する、α型酸化アルミニウム
（以下、α−Ａｌ2 Ｏ3 で示す）層および／またはκ型
Ａｌ2Ｏ3 層とで構成された硬質被覆層を１〜１０μｍ
の全体平均層厚で化学蒸着および／または物理蒸着して
なる被覆超硬チップが知られており、またこの被覆超硬
チップが、例えば鋼や鋳鉄などの連続切削や断続切削に
用いられていることも知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年の切削加工
に対する省力化および省エネ化の要求は強く、また切削
機械のＦＡ化もめざましく、これに伴い、被覆超硬チッ
プには、使用寿命の延命化が強く望まれることから、被
覆超硬チップの硬質被覆層は厚膜化の傾向にある。特に
硬質被覆層のうちでも縦長組織ＴｉＣＮ層は、耐摩耗性
に加えて、すぐれた靭性を有することから、厚膜化の面
で注目されているが、これの層厚を平均層厚で６μｍ以
上に厚膜化すると、結晶の縦長成長が不均一になって前
記縦長成長結晶組織に乱れが生じ、この結果靭性が著し
く損なわれるようななることから、例えば鋼や鋳鉄など
の高送りや高切り込みなどの重切削を高速で行う場合に
用いると、切刃にチッピングが生じ易くなり、これが原
因で比較的短時間で使用寿命に至るのが現状である。
に対する省力化および省エネ化の要求は強く、また切削
機械のＦＡ化もめざましく、これに伴い、被覆超硬チッ
プには、使用寿命の延命化が強く望まれることから、被
覆超硬チップの硬質被覆層は厚膜化の傾向にある。特に
硬質被覆層のうちでも縦長組織ＴｉＣＮ層は、耐摩耗性
に加えて、すぐれた靭性を有することから、厚膜化の面
で注目されているが、これの層厚を平均層厚で６μｍ以
上に厚膜化すると、結晶の縦長成長が不均一になって前
記縦長成長結晶組織に乱れが生じ、この結果靭性が著し
く損なわれるようななることから、例えば鋼や鋳鉄など
の高送りや高切り込みなどの重切削を高速で行う場合に
用いると、切刃にチッピングが生じ易くなり、これが原
因で比較的短時間で使用寿命に至るのが現状である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
上述のような観点から、被覆超硬チップの硬質被覆層の
うち、特に縦長組織ＴｉＣＮ層に着目し、均一な縦長成
長結晶組織での厚膜化を可能にすべく研究を行った結
果、縦長組織ＴｉＣＮ層を６μｍ以上に厚膜化しても、
これを厚さ方向に区分するように微細なほう化チタン
（以下、ＴｉＢ2 で示す）粒が分散分布してなる帯域層
を、望ましくは０．１〜１μｍの平均厚さで、かつ望ま
しくは厚さ方向３〜５μｍの間隔で設けると、この区分
帯域層によってすでに形成されている縦長成長結晶組織
と同じ規則性で、その上に縦長成長結晶組織が連続して
形成されるようになり、この場合前記ＴｉＢ2 粒は、オ
ージェ電子分光法を用いた０．３μｍ×０．３μｍ領域
でのＢ（ボロン）成分の分析値（Ｂ濃度）で１〜１０原
子％を示す割合で分布するのが望ましく、このように縦
長組織ＴｉＣＮ層を６μｍ以上に厚膜化しても、これ自
身のもつすぐれた靭性が確保されることから、この結果
の厚膜化した縦長組織ＴｉＣＮ層が硬質被覆層を構成す
る被覆超硬チップは、高靭性が要求される鋼や鋳鉄など
の重切削を高速で行なっても切刃にチッピングの発生な
く、長期に亘ってすぐれた切削性能を発揮するという研
究結果が得られたのである。
上述のような観点から、被覆超硬チップの硬質被覆層の
うち、特に縦長組織ＴｉＣＮ層に着目し、均一な縦長成
長結晶組織での厚膜化を可能にすべく研究を行った結
果、縦長組織ＴｉＣＮ層を６μｍ以上に厚膜化しても、
これを厚さ方向に区分するように微細なほう化チタン
（以下、ＴｉＢ2 で示す）粒が分散分布してなる帯域層
を、望ましくは０．１〜１μｍの平均厚さで、かつ望ま
しくは厚さ方向３〜５μｍの間隔で設けると、この区分
帯域層によってすでに形成されている縦長成長結晶組織
と同じ規則性で、その上に縦長成長結晶組織が連続して
形成されるようになり、この場合前記ＴｉＢ2 粒は、オ
ージェ電子分光法を用いた０．３μｍ×０．３μｍ領域
でのＢ（ボロン）成分の分析値（Ｂ濃度）で１〜１０原
子％を示す割合で分布するのが望ましく、このように縦
長組織ＴｉＣＮ層を６μｍ以上に厚膜化しても、これ自
身のもつすぐれた靭性が確保されることから、この結果
の厚膜化した縦長組織ＴｉＣＮ層が硬質被覆層を構成す
る被覆超硬チップは、高靭性が要求される鋼や鋳鉄など
の重切削を高速で行なっても切刃にチッピングの発生な
く、長期に亘ってすぐれた切削性能を発揮するという研
究結果が得られたのである。
【０００５】この発明は、上記の研究結果に基づいてな
されたものであって、超硬基体の表面に、ＴｉＣ層、Ｔ
ｉＮ層、ＴｉＣＮ層、ＴｉＣＯ層、ＴｉＮＯ層、および
ＴｉＣＮＯ層からなるＴｉ化合物層のうちの１種または
２種以上と、縦長組織ＴｉＣＮ層と、さらに必要に応じ
てα−Ａｌ2 Ｏ3 層および／またはκ−Ａｌ2 Ｏ3 層と
で構成された硬質被覆層を８〜３０μｍの全体平均層厚
で形成してなる被覆超硬チップにおいて、平均層厚を６
〜２０μｍに厚膜化した上記縦長組織ＴｉＣＮ層中に、
縦長成長結晶組織を保持したままで、これを厚さ方向に
区分する、微細なＴｉＢ2 粒が０．１〜１μｍの平均厚
さで分散分布し、かつその分布割合がオージェ電子分光
法を用いた０．３μｍ×０．３μｍ領域でのＢ（ボロ
ン）成分の分析値（Ｂ濃度）で１〜１０原子％を示すＴ
ｉＢ2 粒分布区分帯域層を１層以上設けることにより厚
膜化した硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を発揮す
るようにした被覆超硬チップに特徴を有するものであ
る。
されたものであって、超硬基体の表面に、ＴｉＣ層、Ｔ
ｉＮ層、ＴｉＣＮ層、ＴｉＣＯ層、ＴｉＮＯ層、および
ＴｉＣＮＯ層からなるＴｉ化合物層のうちの１種または
２種以上と、縦長組織ＴｉＣＮ層と、さらに必要に応じ
てα−Ａｌ2 Ｏ3 層および／またはκ−Ａｌ2 Ｏ3 層と
で構成された硬質被覆層を８〜３０μｍの全体平均層厚
で形成してなる被覆超硬チップにおいて、平均層厚を６
〜２０μｍに厚膜化した上記縦長組織ＴｉＣＮ層中に、
縦長成長結晶組織を保持したままで、これを厚さ方向に
区分する、微細なＴｉＢ2 粒が０．１〜１μｍの平均厚
さで分散分布し、かつその分布割合がオージェ電子分光
法を用いた０．３μｍ×０．３μｍ領域でのＢ（ボロ
ン）成分の分析値（Ｂ濃度）で１〜１０原子％を示すＴ
ｉＢ2 粒分布区分帯域層を１層以上設けることにより厚
膜化した硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を発揮す
るようにした被覆超硬チップに特徴を有するものであ
る。
【０００６】つぎに、この発明の被覆超硬チップにおい
て、硬質被覆層および縦長組織ＴｉＣＮ層の平均層厚、
ＴｉＢ2 粒分布区分帯域層の平均厚さおよびＢ濃度を上
記の通りに限定した理由を説明する。
て、硬質被覆層および縦長組織ＴｉＣＮ層の平均層厚、
ＴｉＢ2 粒分布区分帯域層の平均厚さおよびＢ濃度を上
記の通りに限定した理由を説明する。
【０００７】（ａ）硬質被覆層の全体平均層厚 その層厚が８μｍ未満では厚膜化による所望のすぐれた
耐摩耗性を長期に亘って確保することができず、一方そ
の層厚が３０μｍを越えると、切刃に欠けやチッピング
が発生し易くなることから、その全体平均層厚を８〜３
０μｍと定めた。
耐摩耗性を長期に亘って確保することができず、一方そ
の層厚が３０μｍを越えると、切刃に欠けやチッピング
が発生し易くなることから、その全体平均層厚を８〜３
０μｍと定めた。
【０００８】（ｂ）縦長組織ＴｉＣＮ層の平均層厚 その層厚が６μｍ未満では硬質被覆層の全体平均層厚を
縦長組織ＴｉＣＮ層によってもたらされるすぐれた靭性
を保持したままで８μｍ以上に厚膜化するのが困難であ
り、一方その層厚が２０μｍを越えると、切刃に熱塑性
変形が生じ易くなり、これが偏摩耗による使用寿命の短
命化の原因となることから、その平均層厚を６〜２０μ
ｍと定めた。
縦長組織ＴｉＣＮ層によってもたらされるすぐれた靭性
を保持したままで８μｍ以上に厚膜化するのが困難であ
り、一方その層厚が２０μｍを越えると、切刃に熱塑性
変形が生じ易くなり、これが偏摩耗による使用寿命の短
命化の原因となることから、その平均層厚を６〜２０μ
ｍと定めた。
【０００９】（ｃ）ＴｉＢ2 粒分布区分帯域層の平均厚
さおよびＢ濃度 その平均厚さが０．１μｍ未満でも、またそのＢ濃度が
１原子％未満でも、既に形成された均一な縦長成長結晶
組織と同じ縦長成長結晶組織の継続的形成が困難であ
り、一方その平均厚さが１μｍを越えても、またそのＢ
濃度が１０原子％を越えても、縦長組織ＴｉＣＮ層自体
の局部的靭性低下をきたし、切刃の耐欠損性低下の原因
となることから、その平均厚さを０．１〜１μｍ、その
Ｂ濃度を１〜１０原子％と定めた。
さおよびＢ濃度 その平均厚さが０．１μｍ未満でも、またそのＢ濃度が
１原子％未満でも、既に形成された均一な縦長成長結晶
組織と同じ縦長成長結晶組織の継続的形成が困難であ
り、一方その平均厚さが１μｍを越えても、またそのＢ
濃度が１０原子％を越えても、縦長組織ＴｉＣＮ層自体
の局部的靭性低下をきたし、切刃の耐欠損性低下の原因
となることから、その平均厚さを０．１〜１μｍ、その
Ｂ濃度を１〜１０原子％と定めた。
【００１０】
【発明の実施の形態】つぎに、この発明の被覆超硬チッ
プを実施例により具体的に説明する。原料粉末として、
平均粒径：１．５μｍを有する細粒ＷＣ粉末、同３μｍ
の中粒ＷＣ粉末、同１．２μｍの（Ｔｉ，Ｗ）ＣＮ（重
量比で、以下同じ、ＴｉＣ／ＴｉＮ／ＷＣ＝２４／２０
／５６）粉末、同１．２μｍのＺｒＣ粉末、同１．３μ
ｍの（Ｔａ，Ｎｂ）Ｃ（ＴａＣ／ＮｂＣ＝９０／１０）
粉末、同１μｍのＣｒ粉末、および同１．２μｍのＣｏ
粉末を用意し、これら原料粉末を表１に示される配合組
成に配合し、ボールミルで７２時間湿式混合し、乾燥し
た後、所定の形状の圧粉体にプレス成形し、この圧粉体
を同じく表１に示される条件で真空焼結することにより
ＩＳＯ・ＣＮＭＧ１２０４１２に即した形状の超硬基体
Ａ〜Ｅをそれぞれ製造した。さらに、上記超硬基体Ｅに
対して、８０ＴｏｒｒのＣＨ4 ガス雰囲気中、温度：１
４２０℃に１時間保持後、徐冷の滲炭処理を施し、処理
後、超硬基体表面に付着するカーボンとＣｏを酸および
バレル研磨で除去することにより、表面から１０μｍの
位置で最大Ｃｏ含有量：１７．２重量％、深さ：３６μ
ｍのＣｏ富化帯域を基体表面部に形成した。また、いず
れも焼結したままで、上記超硬基体Ｃには、表面部に表
面から１７μｍの位置で最大Ｃｏ含有量：９．５重量
％、深さ：２３μｍのＣｏ富化帯域、超硬基体Ｄには、
表面部に表面から２０μｍの位置で最大Ｃｏ含有量：１
１．６重量％、深さ：２７μｍのＣｏ富化帯域がそれぞ
れ形成されており、残りの超硬基体ＡおよびＢには、前
記Ｃｏ富化帯域の形成がなく、全体的に均質な組織をも
つものであった。なお、表１には、上記超硬基体Ａ〜Ｅ
の内部硬さ（ロックウエル硬さＡスケール）をそれぞれ
示した。
プを実施例により具体的に説明する。原料粉末として、
平均粒径：１．５μｍを有する細粒ＷＣ粉末、同３μｍ
の中粒ＷＣ粉末、同１．２μｍの（Ｔｉ，Ｗ）ＣＮ（重
量比で、以下同じ、ＴｉＣ／ＴｉＮ／ＷＣ＝２４／２０
／５６）粉末、同１．２μｍのＺｒＣ粉末、同１．３μ
ｍの（Ｔａ，Ｎｂ）Ｃ（ＴａＣ／ＮｂＣ＝９０／１０）
粉末、同１μｍのＣｒ粉末、および同１．２μｍのＣｏ
粉末を用意し、これら原料粉末を表１に示される配合組
成に配合し、ボールミルで７２時間湿式混合し、乾燥し
た後、所定の形状の圧粉体にプレス成形し、この圧粉体
を同じく表１に示される条件で真空焼結することにより
ＩＳＯ・ＣＮＭＧ１２０４１２に即した形状の超硬基体
Ａ〜Ｅをそれぞれ製造した。さらに、上記超硬基体Ｅに
対して、８０ＴｏｒｒのＣＨ4 ガス雰囲気中、温度：１
４２０℃に１時間保持後、徐冷の滲炭処理を施し、処理
後、超硬基体表面に付着するカーボンとＣｏを酸および
バレル研磨で除去することにより、表面から１０μｍの
位置で最大Ｃｏ含有量：１７．２重量％、深さ：３６μ
ｍのＣｏ富化帯域を基体表面部に形成した。また、いず
れも焼結したままで、上記超硬基体Ｃには、表面部に表
面から１７μｍの位置で最大Ｃｏ含有量：９．５重量
％、深さ：２３μｍのＣｏ富化帯域、超硬基体Ｄには、
表面部に表面から２０μｍの位置で最大Ｃｏ含有量：１
１．６重量％、深さ：２７μｍのＣｏ富化帯域がそれぞ
れ形成されており、残りの超硬基体ＡおよびＢには、前
記Ｃｏ富化帯域の形成がなく、全体的に均質な組織をも
つものであった。なお、表１には、上記超硬基体Ａ〜Ｅ
の内部硬さ（ロックウエル硬さＡスケール）をそれぞれ
示した。
【００１１】ついで、これらの超硬基体Ａ〜Ｅの表面
に、ホーニング加工を施した状態で、通常の化学蒸着装
置を用い、表２に示される条件にて、表３、４に示され
る層構成および目標層厚の硬質被覆層（表３中、大括弧
内の数字は、縦長組織ＴｉＣＮ層中に設けたＴｉＢ2 粒
分布区分帯域層の種別、目標平均層厚、およびその等間
隔設置層数を示し、例えば［，０．１，３］は、表２
を参照して、Ｂ：１原子％分散目標のＴｉＣＮ層からな
る区分帯域層を０．１μｍの目標平均層厚で等間隔に
３層設けたことを示すものである）を形成することによ
り本発明被覆超硬チップ１〜１０および比較被覆超硬チ
ップ１〜１０をそれぞれ製造した。なお、上記本発明被
覆超硬チップ１〜１０と比較被覆超硬チップ１〜１０
は、前者が硬質被覆層を構成する縦長組織ＴｉＣＮ層中
にＴｉＢ2 粒分布区分帯域層が存在するのに対して、後
者はこれが存在しない点でのみ相異するものである。ま
た、この結果得られた本発明被覆超硬チップ１〜１０お
よび比較被覆超硬チップ１〜１０の硬質被覆層の構成層
の平均層厚を測定したところ、目標平均層厚と変わらぬ
値を示し、さらにＴｉＢ2 粒分布区分帯域層におけるＢ
濃度のオージェ電子分光法による分析でも表２に示され
る目標Ｂ濃度と同じ値を示した。
に、ホーニング加工を施した状態で、通常の化学蒸着装
置を用い、表２に示される条件にて、表３、４に示され
る層構成および目標層厚の硬質被覆層（表３中、大括弧
内の数字は、縦長組織ＴｉＣＮ層中に設けたＴｉＢ2 粒
分布区分帯域層の種別、目標平均層厚、およびその等間
隔設置層数を示し、例えば［，０．１，３］は、表２
を参照して、Ｂ：１原子％分散目標のＴｉＣＮ層からな
る区分帯域層を０．１μｍの目標平均層厚で等間隔に
３層設けたことを示すものである）を形成することによ
り本発明被覆超硬チップ１〜１０および比較被覆超硬チ
ップ１〜１０をそれぞれ製造した。なお、上記本発明被
覆超硬チップ１〜１０と比較被覆超硬チップ１〜１０
は、前者が硬質被覆層を構成する縦長組織ＴｉＣＮ層中
にＴｉＢ2 粒分布区分帯域層が存在するのに対して、後
者はこれが存在しない点でのみ相異するものである。ま
た、この結果得られた本発明被覆超硬チップ１〜１０お
よび比較被覆超硬チップ１〜１０の硬質被覆層の構成層
の平均層厚を測定したところ、目標平均層厚と変わらぬ
値を示し、さらにＴｉＢ2 粒分布区分帯域層におけるＢ
濃度のオージェ電子分光法による分析でも表２に示され
る目標Ｂ濃度と同じ値を示した。
【００１２】つぎに、上記本発明被覆超硬チップ１〜１
０および比較被覆超硬チップ１〜１０について、 被削材：ＳＣＭ４４０の丸棒、 切削速度：３７０ｍ／ｍｉｎ．、 切り込み：１．５ｍｍ、 送り：０．４５ｍｍ／ｒｅｖ．、 切削時間：１０分、 の条件での合金鋼の連続高速高送り切削試験、並びに、 被削材：Ｓ４５Ｃの丸棒、 切削速度：４００ｍ／ｍｉｎ．、 切り込み：４．５ｍｍ、 送り：０．３ｍｍ／ｒｅｖ．、 切削時間：１０分、 の条件での合金鋼の連続高速高切り込み切削試験を行
い、切刃の逃げ面摩耗幅を測定した。これらの測定結果
を表５に示した。
０および比較被覆超硬チップ１〜１０について、 被削材：ＳＣＭ４４０の丸棒、 切削速度：３７０ｍ／ｍｉｎ．、 切り込み：１．５ｍｍ、 送り：０．４５ｍｍ／ｒｅｖ．、 切削時間：１０分、 の条件での合金鋼の連続高速高送り切削試験、並びに、 被削材：Ｓ４５Ｃの丸棒、 切削速度：４００ｍ／ｍｉｎ．、 切り込み：４．５ｍｍ、 送り：０．３ｍｍ／ｒｅｖ．、 切削時間：１０分、 の条件での合金鋼の連続高速高切り込み切削試験を行
い、切刃の逃げ面摩耗幅を測定した。これらの測定結果
を表５に示した。
【００１３】
【表１】
【００１４】
【表２】
【００１５】
【表３】
【００１６】
【表４】
【００１７】
【表５】
【００１８】
【発明の効果】表３〜５に示される結果から、硬質被覆
層の縦長組織ＴｉＣＮ層中にＴｉＢ2粒分布区分帯域層
が存在する本発明被覆超硬チップ１〜１０は、いずれも
硬質被覆層を厚膜化して、硬質被覆層に高靭性が要求さ
れる鋼の高速高送りおよび高速高切り込み切削に用いた
にもかかわらず、すぐれた耐チッピング性を示すのに対
して、縦長組織ＴｉＣＮ層中にＴｉＢ2 粒分布区分帯域
層が存在しない比較被覆超硬チップ１〜１０は、いずれ
も切刃にチッピングが発生し、これが原因で比較的短時
間で使用寿命に至ることが明らかである。上述のよう
に、この発明の被覆超硬チップは、これの硬質被覆層を
構成する縦長組織ＴｉＣＮ層の厚膜化にもかかわらず、
均一な縦長成長結晶組織からなるので、高靭性が保持さ
れ、この結果通常の条件での連続切削および断続切削は
勿論のこと、硬質被覆層に高靭性が要求される苛酷な切
削条件でもすぐれた耐チッピング性を示し、長期に亘っ
てすぐれた切削性能を発揮するのである。
層の縦長組織ＴｉＣＮ層中にＴｉＢ2粒分布区分帯域層
が存在する本発明被覆超硬チップ１〜１０は、いずれも
硬質被覆層を厚膜化して、硬質被覆層に高靭性が要求さ
れる鋼の高速高送りおよび高速高切り込み切削に用いた
にもかかわらず、すぐれた耐チッピング性を示すのに対
して、縦長組織ＴｉＣＮ層中にＴｉＢ2 粒分布区分帯域
層が存在しない比較被覆超硬チップ１〜１０は、いずれ
も切刃にチッピングが発生し、これが原因で比較的短時
間で使用寿命に至ることが明らかである。上述のよう
に、この発明の被覆超硬チップは、これの硬質被覆層を
構成する縦長組織ＴｉＣＮ層の厚膜化にもかかわらず、
均一な縦長成長結晶組織からなるので、高靭性が保持さ
れ、この結果通常の条件での連続切削および断続切削は
勿論のこと、硬質被覆層に高靭性が要求される苛酷な切
削条件でもすぐれた耐チッピング性を示し、長期に亘っ
てすぐれた切削性能を発揮するのである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２３Ｃ 16/40 Ｃ２３Ｃ 16/40 Ｆターム(参考） 3C046 FF03 FF09 FF10 FF16 FF19 FF22 FF25 FF32 4K029 AA02 AA04 BA41 BA44 BA53 BA54 BA55 BA60 BA64 BB07 BB08 BC00 BD05 EA01 4K030 AA02 AA09 AA10 AA14 AA17 AA18 AA24 BA18 BA35 BA36 BA38 BA41 BA43 BB01 BB03 CA03 JA01 LA01 LA22
Claims (2)
- 【請求項１】 炭化タングステン基超硬合金基体の表面
に、いずれも粒状結晶組織を有するＴｉの炭化物層、窒
化物層、炭窒化物層、炭酸化物層、窒酸化物層、および
炭窒酸化物層からなるＴｉ化合物層のうちの１種または
２種以上と、縦長成長結晶組織を有する炭窒化チタン層
とで構成された硬質被覆層を８〜３０μｍの全体平均層
厚で化学蒸着および／または物理蒸着してなる表面被覆
超硬合金製スローアウエイ切削チップにおいて、 平均層厚を６〜２０μｍに厚膜化した上記縦長成長結晶
組織を有する炭窒化チタン層中に、前記縦長成長結晶組
織を保持したままで、これを厚さ方向に区分する、微細
なほう化チタン粒が０．１〜１μｍの平均厚さで分散分
布し、かつその分布割合がオージェ電子分光法を用いた
０．３μｍ×０．３μｍ領域でのＢ（ボロン）成分の分
析値（Ｂ濃度）で１〜１０原子％を示すほう化チタン粒
分布区分帯域層を１層以上設けたことを特徴とする厚膜
化した硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を示す表面
被覆超硬合金製スローアウエイ切削チップ。 - 【請求項２】 炭化タングステン基超硬合金基体の表面
に、いずれも粒状結晶組織を有するＴｉの炭化物層、窒
化物層、炭窒化物層、炭酸化物層、窒酸化物層、および
炭窒酸化物層からなるＴｉ化合物層のうちの１種または
２種以上と、同じく粒状結晶組織を有するα型および／
またはκ型酸化アルミニウム層と、縦長成長結晶組織を
有する炭窒化チタン層とで構成された硬質被覆層を８〜
３０μｍの全体平均層厚で化学蒸着および／または物理
蒸着してなる表面被覆超硬合金製スローアウエイ切削チ
ップにおいて、 平均層厚を６〜２０μｍに厚膜化した上記縦長成長結晶
組織を有する炭窒化チタン層中に、前記縦長成長結晶組
織を保持したままで、これを厚さ方向に区分する、微細
なほう化チタン粒が０．１〜１μｍの平均厚さで分散分
布し、かつその分布割合がオージェ電子分光法を用いた
０．３μｍ×０．３μｍ領域でのＢ（ボロン）成分の分
析値（Ｂ濃度）で１〜１０原子％を示すほう化チタン粒
分布区分帯域層を１層以上設けたことを特徴とする厚膜
化した硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を示す表面
被覆超硬合金製スローアウエイ切削チップ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22027298A JP2000054133A (ja) | 1998-08-04 | 1998-08-04 | 厚膜化した硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を示す表面被覆超硬合金製スローアウエイ切削チップ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22027298A JP2000054133A (ja) | 1998-08-04 | 1998-08-04 | 厚膜化した硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を示す表面被覆超硬合金製スローアウエイ切削チップ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000054133A true JP2000054133A (ja) | 2000-02-22 |
Family
ID=16748584
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22027298A Pending JP2000054133A (ja) | 1998-08-04 | 1998-08-04 | 厚膜化した硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を示す表面被覆超硬合金製スローアウエイ切削チップ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000054133A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103182537A (zh) * | 2011-12-28 | 2013-07-03 | 三菱综合材料株式会社 | 硬质包覆层发挥优异的耐崩刀性的表面包覆切削工具 |
| CN103252509A (zh) * | 2012-02-16 | 2013-08-21 | 三菱综合材料株式会社 | 硬质包覆层发挥优异的耐崩刀性的表面包覆切削工具 |
-
1998
- 1998-08-04 JP JP22027298A patent/JP2000054133A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103182537A (zh) * | 2011-12-28 | 2013-07-03 | 三菱综合材料株式会社 | 硬质包覆层发挥优异的耐崩刀性的表面包覆切削工具 |
| JP2013136114A (ja) * | 2011-12-28 | 2013-07-11 | Mitsubishi Materials Corp | 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 |
| CN103182537B (zh) * | 2011-12-28 | 2016-06-08 | 三菱综合材料株式会社 | 硬质包覆层发挥优异的耐崩刀性的表面包覆切削工具 |
| CN103252509A (zh) * | 2012-02-16 | 2013-08-21 | 三菱综合材料株式会社 | 硬质包覆层发挥优异的耐崩刀性的表面包覆切削工具 |
| JP2013166226A (ja) * | 2012-02-16 | 2013-08-29 | Mitsubishi Materials Corp | 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 |
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