JP2000158207A - 硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具 - Google Patents
硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 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を提供する。 【解決手段】 表面被覆超硬合金製切削工具が、炭化タ
ングステン基超硬合金基体の表面に、（ａ）いずれも
０．１〜５μｍの平均層厚および粒状結晶組織を有す
る、ＴｉＣ層、ＴｉＮ層、ＴｉＣＮ層、ＴｉＣＯ層、Ｔ
ｉＮＯ層、およびＴｉＣＮＯ層のうちの１種または２種
以上からなるＴｉ化合物層と、（ｂ）２〜１５μｍの平
均層厚および縦長成長結晶組織を有するＴｉＣＮ層と、
（ｃ）０．５〜１０μｍの平均層厚および粒状結晶組織
を有するＡｌ2 Ｏ3 層と、（ｄ）２〜１０μｍの平均層
厚および縦長成長結晶組織を有するＴｉＣ層、以上
（ａ）〜（ｄ）で構成された硬質被覆層を５〜２５μｍ
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。
面被覆超硬合金製切削工具を提供する。 【解決手段】 表面被覆超硬合金製切削工具が、炭化タ
ングステン基超硬合金基体の表面に、（ａ）いずれも
０．１〜５μｍの平均層厚および粒状結晶組織を有す
る、ＴｉＣ層、ＴｉＮ層、ＴｉＣＮ層、ＴｉＣＯ層、Ｔ
ｉＮＯ層、およびＴｉＣＮＯ層のうちの１種または２種
以上からなるＴｉ化合物層と、（ｂ）２〜１５μｍの平
均層厚および縦長成長結晶組織を有するＴｉＣＮ層と、
（ｃ）０．５〜１０μｍの平均層厚および粒状結晶組織
を有するＡｌ2 Ｏ3 層と、（ｄ）２〜１０μｍの平均層
厚および縦長成長結晶組織を有するＴｉＣ層、以上
（ａ）〜（ｄ）で構成された硬質被覆層を５〜２５μｍ
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。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、縦長成長結晶組
織を有する炭化チタン（以下、ｌ−ＴｉＣで示す）層を
硬質被覆層の構成層とすることにより高速切削でも切刃
に欠けやチッピング（微小欠け）などの発生なく、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
（以下、被覆超硬工具という）に関するものである。
織を有する炭化チタン（以下、ｌ−ＴｉＣで示す）層を
硬質被覆層の構成層とすることにより高速切削でも切刃
に欠けやチッピング（微小欠け）などの発生なく、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
（以下、被覆超硬工具という）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、（ａ）
いずれも０．１〜１０μｍの平均層厚および粒状結晶組
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、ＴｉＣＮＯ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、（ｂ） ２〜１５μｍの平均層厚および縦長成
長結晶組織を有する炭窒化チタン（以下、ｌ−ＴｉＣＮ
で示す）層と、（ｃ） ０．５〜１０μｍの平均層厚お
よび粒状結晶組織を有する酸化アルミニウム（以下、Ａ
ｌ2 Ｏ3 で示す）層と、で構成された硬質被覆層を５〜
２５μｍ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工具が知られており、またこの被
覆超硬工具が鋼や鋳鉄などの連続切削や断続切削に用い
られることも知られている。また、一般に上記の被覆超
硬工具の硬質被覆層を構成するＡｌ2 Ｏ3 層として、α
型結晶構造をもつものやκ型結晶構造をもつものなどが
広く実用に供されることも良く知られており、さらに上
記ｌ−ＴｉＣＮ層は、例えば特開平６−８０１０号公報
や特開平７−３２８８０８号公報などにより公知であ
り、通常の化学蒸着装置にて、反応ガスとして有機炭窒
化物を含む混合ガスを使用し、７００〜９５０℃の中温
温度域で化学蒸着することにより形成されるものであ
る。
合金基体（以下、超硬基体という）の表面に、（ａ）
いずれも０．１〜１０μｍの平均層厚および粒状結晶組
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、ＴｉＣＮＯ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、（ｂ） ２〜１５μｍの平均層厚および縦長成
長結晶組織を有する炭窒化チタン（以下、ｌ−ＴｉＣＮ
で示す）層と、（ｃ） ０．５〜１０μｍの平均層厚お
よび粒状結晶組織を有する酸化アルミニウム（以下、Ａ
ｌ2 Ｏ3 で示す）層と、で構成された硬質被覆層を５〜
２５μｍ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工具が知られており、またこの被
覆超硬工具が鋼や鋳鉄などの連続切削や断続切削に用い
られることも知られている。また、一般に上記の被覆超
硬工具の硬質被覆層を構成するＡｌ2 Ｏ3 層として、α
型結晶構造をもつものやκ型結晶構造をもつものなどが
広く実用に供されることも良く知られており、さらに上
記ｌ−ＴｉＣＮ層は、例えば特開平６−８０１０号公報
や特開平７−３２８８０８号公報などにより公知であ
り、通常の化学蒸着装置にて、反応ガスとして有機炭窒
化物を含む混合ガスを使用し、７００〜９５０℃の中温
温度域で化学蒸着することにより形成されるものであ
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、これに伴
い、切削加工は高速化の傾向にあるが、上記の従来被覆
超硬工具を用いて高速切削を行なうと、摩耗の進行が著
しく促進され、比較的短時間で使用寿命に至るものであ
り、そこで硬質被覆層全体の厚膜化や、硬質被覆層の構
成層のうち、特に高硬度を有するＴｉＣ層などの硬質層
の相対的に厚膜化した状態での適用が試みられが、いず
れの場合も高速切削では切刃に欠けやチッピングなどが
発生し易く、これが原因で使用寿命の延命化は困難であ
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、これに伴
い、切削加工は高速化の傾向にあるが、上記の従来被覆
超硬工具を用いて高速切削を行なうと、摩耗の進行が著
しく促進され、比較的短時間で使用寿命に至るものであ
り、そこで硬質被覆層全体の厚膜化や、硬質被覆層の構
成層のうち、特に高硬度を有するＴｉＣ層などの硬質層
の相対的に厚膜化した状態での適用が試みられが、いず
れの場合も高速切削では切刃に欠けやチッピングなどが
発生し易く、これが原因で使用寿命の延命化は困難であ
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、上記の従来被覆超硬工具の硬質
被覆層に着目し、これの一層の耐摩耗性向上を図るべく
研究を行った結果、上記の従来被覆超硬工具の硬質被覆
層に、これの構成層であるＴｉ化合物層の層厚を相対的
に薄い０．１〜５μｍの平均層厚とした状態で、さらに
ｌ−ＴｉＣ層、すなわち上記のｌ−ＴｉＣＮ層と破面組
織およぞ光学顕微鏡組織が実質的に同じＴｉＣ層を構成
層として加えると、このｌ−ＴｉＣ層は、粒状結晶組織
のＴｉＣ層と同等の高硬度を有し、かつ縦長成長結晶組
織により粒状結晶組織のものより一段とすぐれた靭性を
具備するので、その層厚を相対的に厚膜の２〜１０μｍ
とすると共に、硬質被覆層の層厚を従来の全体平均層厚
である５〜２５μｍを保持した状態で蒸着しても、この
結果の被覆超硬工具は、高速切削で前記ｌ−ＴｉＣ層に
よって摩耗進行が抑制され、かつ切刃に欠けやチッピン
グなどの発生もなく、すぐれた切削性能を長期に亘って
発揮するようになるという研究結果を得たのである。
上述のような観点から、上記の従来被覆超硬工具の硬質
被覆層に着目し、これの一層の耐摩耗性向上を図るべく
研究を行った結果、上記の従来被覆超硬工具の硬質被覆
層に、これの構成層であるＴｉ化合物層の層厚を相対的
に薄い０．１〜５μｍの平均層厚とした状態で、さらに
ｌ−ＴｉＣ層、すなわち上記のｌ−ＴｉＣＮ層と破面組
織およぞ光学顕微鏡組織が実質的に同じＴｉＣ層を構成
層として加えると、このｌ−ＴｉＣ層は、粒状結晶組織
のＴｉＣ層と同等の高硬度を有し、かつ縦長成長結晶組
織により粒状結晶組織のものより一段とすぐれた靭性を
具備するので、その層厚を相対的に厚膜の２〜１０μｍ
とすると共に、硬質被覆層の層厚を従来の全体平均層厚
である５〜２５μｍを保持した状態で蒸着しても、この
結果の被覆超硬工具は、高速切削で前記ｌ−ＴｉＣ層に
よって摩耗進行が抑制され、かつ切刃に欠けやチッピン
グなどの発生もなく、すぐれた切削性能を長期に亘って
発揮するようになるという研究結果を得たのである。
【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、（ａ） いず
れも０．１〜５μｍの平均層厚および粒状結晶組織を有
する、ＴｉＣ層、ＴｉＮ層、ＴｉＣＮ層、ＴｉＣＯ層、
ＴｉＮＯ層、およびＴｉＣＮＯ層のうちの１種または２
種以上からなるＴｉ化合物層と、（ｂ） ２〜１５μｍ
の平均層厚のｌ−ＴｉＣＮ層と、（ｃ） ０．５〜１０
μｍの平均層厚および粒状結晶組織を有するＡｌ2 Ｏ3
層と、（ｄ） ２〜１０μｍの平均層厚のｌ−ＴｉＣ層
と、で構成された硬質被覆層を５〜２５μｍ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、硬質
被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する被覆超硬工具に特
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、（ａ） いず
れも０．１〜５μｍの平均層厚および粒状結晶組織を有
する、ＴｉＣ層、ＴｉＮ層、ＴｉＣＮ層、ＴｉＣＯ層、
ＴｉＮＯ層、およびＴｉＣＮＯ層のうちの１種または２
種以上からなるＴｉ化合物層と、（ｂ） ２〜１５μｍ
の平均層厚のｌ−ＴｉＣＮ層と、（ｃ） ０．５〜１０
μｍの平均層厚および粒状結晶組織を有するＡｌ2 Ｏ3
層と、（ｄ） ２〜１０μｍの平均層厚のｌ−ＴｉＣ層
と、で構成された硬質被覆層を５〜２５μｍ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、硬質
被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する被覆超硬工具に特
徴を有するものである。
【０００６】なお、この発明の被覆超硬工具の硬質被覆
層を構成するｌ−ＴｉＣ層は、反応ガス組成：容量％
で、ＴｉＣｌ4 ：０．５〜２％、ＣＨ4 ：１〜３％、Ｈ
2 ：残り、 反応雰囲気温度：１０００〜１１００℃、 反応雰囲気圧力：２００〜４００Ｔｏｒｒ、 の条件で形成することができるが、粒状結晶組織のＴｉ
Ｃ層の形成条件が、反応ガス組成：容量％で、ＴｉＣｌ
4 ：１〜６％、ＣＨ4 ：２〜１０％、Ｈ2：残り、 反応雰囲気温度：９５０〜１０００℃、 反応雰囲気圧力：５０〜１５０Ｔｏｒｒ、 であるから、その形成条件は、粒状結晶組織のＴｉＣ層
のそれに比して、反応ガスにおけるＴｉＣ形成成分の濃
度は相対的に低く、反応雰囲気温度および反応雰囲気圧
力は高い条件となる。
層を構成するｌ−ＴｉＣ層は、反応ガス組成：容量％
で、ＴｉＣｌ4 ：０．５〜２％、ＣＨ4 ：１〜３％、Ｈ
2 ：残り、 反応雰囲気温度：１０００〜１１００℃、 反応雰囲気圧力：２００〜４００Ｔｏｒｒ、 の条件で形成することができるが、粒状結晶組織のＴｉ
Ｃ層の形成条件が、反応ガス組成：容量％で、ＴｉＣｌ
4 ：１〜６％、ＣＨ4 ：２〜１０％、Ｈ2：残り、 反応雰囲気温度：９５０〜１０００℃、 反応雰囲気圧力：５０〜１５０Ｔｏｒｒ、 であるから、その形成条件は、粒状結晶組織のＴｉＣ層
のそれに比して、反応ガスにおけるＴｉＣ形成成分の濃
度は相対的に低く、反応雰囲気温度および反応雰囲気圧
力は高い条件となる。
【０００７】さらに、この発明の被覆超硬工具の硬質被
覆層における構成層の平均層厚は以下の理由により定め
たものである。すなわち、Ｔｉ化合物層のそれぞれに
は、共通する性質として構成層相互間の層間密着性を向
上させる作用があり、したがってその平均層厚が０．１
μｍ未満では、所望のすぐれた層間密着性を確保するこ
とができず、一方その平均層厚が５μｍを越えると、特
に構成層としてＴｉＣ層が存在する場合、高速切削で切
刃に欠けやチッピングが発生し易くなり、また同じく軟
質のＴｉＮ層が存在する場合には、硬質被覆層の摩耗が
促進されるようになることから、その平均層厚を０．１
〜５μｍと定めた。また、Ａｌ2 Ｏ3 層には、硬質被覆
層の耐摩耗性を向上させる作用があるが、その平均層厚
が０．５μｍ未満では、所望のすぐれた耐摩耗性を確保
することができず、一方その平均層厚が１０μｍを越え
ると切刃にチッピングが発生し易くなることから、その
平均層厚を０．５〜１０μｍと定めた。さらに、ｌ−Ｔ
ｉＣＮ層には、自身のもつ高靭性によって硬質被覆層の
耐欠損性を一段と向上させる作用があるが、その平均層
厚が２μｍ未満では、耐欠損性に所望の向上効果が得ら
れず、一方その平均層厚が１５μｍを越えると耐摩耗性
が急激に低下するようになることから、その平均層厚を
２〜１５μｍと定めた。さらに、またｌ−ＴｉＣ層に
は、上記の通り自身のもつ高硬度および高靭性によって
高速切削でも切刃に欠けやチッピングの発生なく、硬質
被覆層の耐摩耗性向上に寄与する作用があるが、その平
均層厚が２μｍ未満では、前記作用に所望の向上効果が
得られず、一方その平均層厚が１０μｍ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
平均層厚を２〜１０μｍと定めた。また、硬質被覆層の
全体平均層厚を５〜２５μｍとしたのは、その平均層厚
が５μｍ未満では、所望の耐摩耗性を確保することがで
きず、一方その平均層厚が２５μｍを越えると、切刃に
欠けやチッピングが発生し易くなるという理由からであ
る。
覆層における構成層の平均層厚は以下の理由により定め
たものである。すなわち、Ｔｉ化合物層のそれぞれに
は、共通する性質として構成層相互間の層間密着性を向
上させる作用があり、したがってその平均層厚が０．１
μｍ未満では、所望のすぐれた層間密着性を確保するこ
とができず、一方その平均層厚が５μｍを越えると、特
に構成層としてＴｉＣ層が存在する場合、高速切削で切
刃に欠けやチッピングが発生し易くなり、また同じく軟
質のＴｉＮ層が存在する場合には、硬質被覆層の摩耗が
促進されるようになることから、その平均層厚を０．１
〜５μｍと定めた。また、Ａｌ2 Ｏ3 層には、硬質被覆
層の耐摩耗性を向上させる作用があるが、その平均層厚
が０．５μｍ未満では、所望のすぐれた耐摩耗性を確保
することができず、一方その平均層厚が１０μｍを越え
ると切刃にチッピングが発生し易くなることから、その
平均層厚を０．５〜１０μｍと定めた。さらに、ｌ−Ｔ
ｉＣＮ層には、自身のもつ高靭性によって硬質被覆層の
耐欠損性を一段と向上させる作用があるが、その平均層
厚が２μｍ未満では、耐欠損性に所望の向上効果が得ら
れず、一方その平均層厚が１５μｍを越えると耐摩耗性
が急激に低下するようになることから、その平均層厚を
２〜１５μｍと定めた。さらに、またｌ−ＴｉＣ層に
は、上記の通り自身のもつ高硬度および高靭性によって
高速切削でも切刃に欠けやチッピングの発生なく、硬質
被覆層の耐摩耗性向上に寄与する作用があるが、その平
均層厚が２μｍ未満では、前記作用に所望の向上効果が
得られず、一方その平均層厚が１０μｍ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
平均層厚を２〜１０μｍと定めた。また、硬質被覆層の
全体平均層厚を５〜２５μｍとしたのは、その平均層厚
が５μｍ未満では、所望の耐摩耗性を確保することがで
きず、一方その平均層厚が２５μｍを越えると、切刃に
欠けやチッピングが発生し易くなるという理由からであ
る。
【０００８】
【発明の実施の形態】つぎに、この発明の被覆超硬工具
を実施例により具体的に説明する。原料粉末として、い
ずれも０．５〜５μｍの平均粒径を有する、ＷＣ粉末、
（Ｔｉ，Ｗ）Ｃ（重量比で、以下同じ、ＴｉＣ／ＷＣ＝
５０／５０）粉末、（Ｔｉ，Ｗ）ＣＮ（重量比で、以下
同じ、ＴｉＣ／ＴｉＮ／ＷＣ＝２４／２０／５６）粉
末、（Ｔａ，Ｎｂ）Ｃ（ＴａＣ／ＮｂＣ＝９０／１０）
粉末、Ｃｒ3 Ｃ2 粉末、および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、この混合粉末
をＩＳＯ規格ＳＣＮＭＧ１２０４０８に則した形状の圧
粉体にプレス成形し、この圧粉体を１０ -2ｔｏｒｒの真
空雰囲気中、１３５０〜１５００℃の範囲内の所定の温
度に１時間保持の条件で真空焼結することにより超硬基
体Ａ〜Ｅをそれぞれ製造した。なお、上記超硬基体Ａ〜
Ｃには、焼結したままで、表面部にいずれも表面から約
２０μｍの深さに亘って結合相形成成分であるＣｏの濃
度が超硬基体内部に比して相対的に高いＣｏ富化層（強
靭層）が形成されており、残りの超硬基体Ｄ、Ｅには前
記Ｃｏ富化層の形成はなく、全体的に均一な組織をもつ
ものであった。
を実施例により具体的に説明する。原料粉末として、い
ずれも０．５〜５μｍの平均粒径を有する、ＷＣ粉末、
（Ｔｉ，Ｗ）Ｃ（重量比で、以下同じ、ＴｉＣ／ＷＣ＝
５０／５０）粉末、（Ｔｉ，Ｗ）ＣＮ（重量比で、以下
同じ、ＴｉＣ／ＴｉＮ／ＷＣ＝２４／２０／５６）粉
末、（Ｔａ，Ｎｂ）Ｃ（ＴａＣ／ＮｂＣ＝９０／１０）
粉末、Ｃｒ3 Ｃ2 粉末、および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、この混合粉末
をＩＳＯ規格ＳＣＮＭＧ１２０４０８に則した形状の圧
粉体にプレス成形し、この圧粉体を１０ -2ｔｏｒｒの真
空雰囲気中、１３５０〜１５００℃の範囲内の所定の温
度に１時間保持の条件で真空焼結することにより超硬基
体Ａ〜Ｅをそれぞれ製造した。なお、上記超硬基体Ａ〜
Ｃには、焼結したままで、表面部にいずれも表面から約
２０μｍの深さに亘って結合相形成成分であるＣｏの濃
度が超硬基体内部に比して相対的に高いＣｏ富化層（強
靭層）が形成されており、残りの超硬基体Ｄ、Ｅには前
記Ｃｏ富化層の形成はなく、全体的に均一な組織をもつ
ものであった。
【０００９】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
る組成および目標層厚（切刃の逃げ面）の硬質被覆層を
形成することにより硬質被覆層がｌ−ＴｉＣ層を構成層
とした本発明被覆超硬工具１〜１０、および前記ｌ−Ｔ
ｉＣ層に代わって粒状結晶組織のＴｉＣ層を構成層とし
た比較被覆超硬工具１〜１０をそれぞれ製造した。であ
る。なお、この結果得られた各種の被覆超硬工具につい
て、硬質被覆層の構成層の層厚を光学顕微鏡を用いて測
定したところ、いずれも表３、４に示される目標層厚と
実質的に同じ平均層厚を示した。
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
る組成および目標層厚（切刃の逃げ面）の硬質被覆層を
形成することにより硬質被覆層がｌ−ＴｉＣ層を構成層
とした本発明被覆超硬工具１〜１０、および前記ｌ−Ｔ
ｉＣ層に代わって粒状結晶組織のＴｉＣ層を構成層とし
た比較被覆超硬工具１〜１０をそれぞれ製造した。であ
る。なお、この結果得られた各種の被覆超硬工具につい
て、硬質被覆層の構成層の層厚を光学顕微鏡を用いて測
定したところ、いずれも表３、４に示される目標層厚と
実質的に同じ平均層厚を示した。
【００１０】つぎに、上記本発明被覆超硬工具１〜１０
および比較被覆超硬工具１〜１０について、 被削材：ＪＩＳ・ＳＣＭ４４０の丸棒、 切削速度：２５０ｍ／ｍｉｎ．、 切り込み：２．５ｍｍ、 送り：０．３ｍｍ／ｒｅｖ．、 切削時間：３０分、 の条件（通常条件）での合金鋼の乾式連続切削試験、並
びに、 被削材：ＪＩＳ・ＳＣＭ４３９の角材、 切削速度：１００ｍ／ｍｉｎ．、 切り込み：２．５ｍｍ、 送り：０．３５ｍｍ／ｒｅｖ．、 切削時間：１５ 分、 の条件（通常条件）での合金鋼の乾式断続切削試験を行
い、さらに、 被削材：ＪＩＳ・ＳＣＭ４４０の丸棒、 切削速度：５００ｍ／ｍｉｎ．、 切り込み：２．５ｍｍ、 送り：０．３ｍｍ／ｒｅｖ．、 切削時間：１５分、 の条件（高速条件）での合金鋼の乾式連続切削試験、並
びに、 被削材：ＪＩＳ・ＳＣＭ４３９の角材、 切削速度：２００ｍ／ｍｉｎ．、 切り込み：３．０ｍｍ、 送り：０．３ｍｍ／ｒｅｖ．、 切削時間：１０分、 の条件（高速条件）での合金鋼の乾式断続切削試験を行
い、いずれの切削試験でも切刃の最大逃げ面摩耗幅を測
定した。この測定結果を表５に示した。
および比較被覆超硬工具１〜１０について、 被削材：ＪＩＳ・ＳＣＭ４４０の丸棒、 切削速度：２５０ｍ／ｍｉｎ．、 切り込み：２．５ｍｍ、 送り：０．３ｍｍ／ｒｅｖ．、 切削時間：３０分、 の条件（通常条件）での合金鋼の乾式連続切削試験、並
びに、 被削材：ＪＩＳ・ＳＣＭ４３９の角材、 切削速度：１００ｍ／ｍｉｎ．、 切り込み：２．５ｍｍ、 送り：０．３５ｍｍ／ｒｅｖ．、 切削時間：１５ 分、 の条件（通常条件）での合金鋼の乾式断続切削試験を行
い、さらに、 被削材：ＪＩＳ・ＳＣＭ４４０の丸棒、 切削速度：５００ｍ／ｍｉｎ．、 切り込み：２．５ｍｍ、 送り：０．３ｍｍ／ｒｅｖ．、 切削時間：１５分、 の条件（高速条件）での合金鋼の乾式連続切削試験、並
びに、 被削材：ＪＩＳ・ＳＣＭ４３９の角材、 切削速度：２００ｍ／ｍｉｎ．、 切り込み：３．０ｍｍ、 送り：０．３ｍｍ／ｒｅｖ．、 切削時間：１０分、 の条件（高速条件）での合金鋼の乾式断続切削試験を行
い、いずれの切削試験でも切刃の最大逃げ面摩耗幅を測
定した。この測定結果を表５に示した。
【００１１】
【表１】
【００１２】
【表２】
【００１３】
【表３】
【００１４】
【表４】
【００１５】
【表５】
【００１６】
【発明の効果】表３〜５に示される結果から、硬質被覆
層中に構成層としてｌ−ＴｉＣ層が存在する本発明被覆
超硬工具１〜１０は、いずれも前記ｌ−ＴｉＣ層によっ
て硬質被覆層が高硬度と高靭性を具備するようになるこ
とから、通常条件および高速条件のいずれの切削条件で
も切刃に欠けやチッピングの発生なく、すぐれた耐摩耗
性を発揮するのに対して、硬質被覆層に前記ｌ−ＴｉＣ
層に代わって粒状結晶組織のＴｉＣ層を存在させた比較
被覆超硬工具１〜１０においては、通常条件ではすぐれ
た耐摩耗性を示すものの、高速条件では前記粒状結晶組
織のＴｉＣ層によって硬質被覆層の靭性が低下するよる
ようになるため切刃に欠けやチッピングが発生し、いず
れも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工具は、例えば
鋼や鋳鉄などの通常の条件での連続切削や断続切削は勿
論のこと、特にこれらの切削を高速で行ってもすぐれた
耐摩耗性を発揮し、使用寿命の延命化を可能とするもの
であるから、切削加工の省力化および省エネ化に十分満
足に対応できるものである。
層中に構成層としてｌ−ＴｉＣ層が存在する本発明被覆
超硬工具１〜１０は、いずれも前記ｌ−ＴｉＣ層によっ
て硬質被覆層が高硬度と高靭性を具備するようになるこ
とから、通常条件および高速条件のいずれの切削条件で
も切刃に欠けやチッピングの発生なく、すぐれた耐摩耗
性を発揮するのに対して、硬質被覆層に前記ｌ−ＴｉＣ
層に代わって粒状結晶組織のＴｉＣ層を存在させた比較
被覆超硬工具１〜１０においては、通常条件ではすぐれ
た耐摩耗性を示すものの、高速条件では前記粒状結晶組
織のＴｉＣ層によって硬質被覆層の靭性が低下するよる
ようになるため切刃に欠けやチッピングが発生し、いず
れも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工具は、例えば
鋼や鋳鉄などの通常の条件での連続切削や断続切削は勿
論のこと、特にこれらの切削を高速で行ってもすぐれた
耐摩耗性を発揮し、使用寿命の延命化を可能とするもの
であるから、切削加工の省力化および省エネ化に十分満
足に対応できるものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河野 和弘 茨城県結城郡石下町大字古間木1511番地 三菱マテリアル株式会社筑波製作所内 Ｆターム(参考） 3C046 FF03 FF10 FF13 FF16 FF19 FF22 FF25 4K029 AA04 BA41 BA54 BA55 BA60 BB07 BC02 BD05 EA01 4K030 BA18 BA35 BA36 BA38 BA41 BB01 CA03 JA01
Claims (1)
- 【請求項１】 炭化タングステン基超硬合金基体の表面
に、 （ａ） いずれも０．１〜５μｍの平均層厚および粒状
結晶組織を有する、炭化チタン層、窒化チタン層、炭窒
化チタン層、炭酸化チタン層、窒酸化チタン層、および
炭窒酸化チタン層のうちの１種または２種以上からなる
Ｔｉ化合物層と、 （ｂ） ２〜１５μｍの平均層厚および縦長成長結晶組
織を有する炭窒化チタン層と、 （ｃ） ０．５〜１０μｍの平均層厚および粒状結晶組
織を有するを有する酸化アルミニウム層と、 （ｄ） ２〜１０μｍの平均層厚および縦長成長結晶組
織を有する炭化チタン層と、で構成された硬質被覆層を
５〜２５μｍ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、硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発
揮する表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工
具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34130498A JP2000158207A (ja) | 1998-12-01 | 1998-12-01 | 硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34130498A JP2000158207A (ja) | 1998-12-01 | 1998-12-01 | 硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000158207A true JP2000158207A (ja) | 2000-06-13 |
Family
ID=18345024
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34130498A Pending JP2000158207A (ja) | 1998-12-01 | 1998-12-01 | 硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000158207A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007122859A1 (ja) | 2006-03-28 | 2007-11-01 | Kyocera Corporation | 切削工具及びその製造方法、並びに切削方法 |
| JP2009233821A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-15 | Mitsubishi Materials Corp | 表面被覆切削工具 |
| JP2009233822A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-15 | Mitsubishi Materials Corp | 表面被覆切削工具 |
| JP2013506570A (ja) * | 2009-10-05 | 2013-02-28 | セラティチット オーストリア ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 金属材料の加工のためのバイト |
-
1998
- 1998-12-01 JP JP34130498A patent/JP2000158207A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007122859A1 (ja) | 2006-03-28 | 2007-11-01 | Kyocera Corporation | 切削工具及びその製造方法、並びに切削方法 |
| US8182911B2 (en) | 2006-03-28 | 2012-05-22 | Kyocera Corporation | Cutting tool, manufacturing method thereof and cutting method |
| JP2009233821A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-15 | Mitsubishi Materials Corp | 表面被覆切削工具 |
| JP2009233822A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-15 | Mitsubishi Materials Corp | 表面被覆切削工具 |
| JP2013506570A (ja) * | 2009-10-05 | 2013-02-28 | セラティチット オーストリア ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 金属材料の加工のためのバイト |
| US8828563B2 (en) | 2009-10-05 | 2014-09-09 | Ceratizit Austria Gesellschaft Mbh | Cutting tool for machining metallic materials |
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