JP2003145316A - 非鉄金属加工用工具 - Google Patents
非鉄金属加工用工具Info
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- JP2003145316A JP2003145316A JP2001354017A JP2001354017A JP2003145316A JP 2003145316 A JP2003145316 A JP 2003145316A JP 2001354017 A JP2001354017 A JP 2001354017A JP 2001354017 A JP2001354017 A JP 2001354017A JP 2003145316 A JP2003145316 A JP 2003145316A
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- metal working
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Abstract
(57)【要約】
【課題】多くの種類の非鉄金属切削で寿命を大幅に延長
できる非鉄金属加工用の工具が望まれていた。 【解決手段】工具基材表面に、硬質炭素と４ａ族金属の
ホウ化物と４ａ，５ａ，６ａ族金属の炭化物、窒化物、
炭窒化物とでなる混合物からなる混合物膜を被覆した。
従来の硬質炭素，４ａ族金属のホウ化物，４ａ，５ａ，
６ａ族金属の炭化物、窒化物、炭窒化物など、それぞれ
単独被膜またはこれらの積層被膜を被覆した切削工具に
比較して、耐溶着性，化学的安定性，耐酸化性，強度，
密着性などを兼備できるため、非鉄金属切削において寿
命延長や仕上げ面粗さの向上が図れる。
できる非鉄金属加工用の工具が望まれていた。 【解決手段】工具基材表面に、硬質炭素と４ａ族金属の
ホウ化物と４ａ，５ａ，６ａ族金属の炭化物、窒化物、
炭窒化物とでなる混合物からなる混合物膜を被覆した。
従来の硬質炭素，４ａ族金属のホウ化物，４ａ，５ａ，
６ａ族金属の炭化物、窒化物、炭窒化物など、それぞれ
単独被膜またはこれらの積層被膜を被覆した切削工具に
比較して、耐溶着性，化学的安定性，耐酸化性，強度，
密着性などを兼備できるため、非鉄金属切削において寿
命延長や仕上げ面粗さの向上が図れる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、チップ，ドリル，
エンドミルなどの切削工具、およびパンチ、ダイ、ロー
ル、スリッターなどの金型や切断工具を使用してアルミ
ニウム合金，銅合金，亜鉛合金などの軟質な非鉄金属を
加工する場合に、刃先への溶着が少なくて耐摩耗性に優
れる被膜を被覆した非鉄金属加工用工具に関する。
エンドミルなどの切削工具、およびパンチ、ダイ、ロー
ル、スリッターなどの金型や切断工具を使用してアルミ
ニウム合金，銅合金，亜鉛合金などの軟質な非鉄金属を
加工する場合に、刃先への溶着が少なくて耐摩耗性に優
れる被膜を被覆した非鉄金属加工用工具に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＴｉＮ，ＴｉＣ，Ａｌ2０3，（ＴｉＡ
ｌ）Ｎなどの硬質被膜が各種切削工具の寿命延長に貢献
している。しかし、アルミニウム合金，銅合金，亜鉛合
金など軟質な非鉄金属を切削加工する場合には、これら
硬質被膜の寿命延長効果は小さい。この理由は、これら
非鉄金属が工具刃先に溶着し脱落時に被膜を剥離させる
こと、これら非鉄金属と被膜を剥離された基材が容易に
反応し摩耗すること、また被膜との反応性が高い非鉄金
属では被膜の摩滅が早いことなどが挙げられる。そこ
で、これら非鉄金属との溶着性や反応性の低いホウ化物
や硬質炭素（ダイヤモンドライクカーボン）などの被覆
工具が多数提案されている。
ｌ）Ｎなどの硬質被膜が各種切削工具の寿命延長に貢献
している。しかし、アルミニウム合金，銅合金，亜鉛合
金など軟質な非鉄金属を切削加工する場合には、これら
硬質被膜の寿命延長効果は小さい。この理由は、これら
非鉄金属が工具刃先に溶着し脱落時に被膜を剥離させる
こと、これら非鉄金属と被膜を剥離された基材が容易に
反応し摩耗すること、また被膜との反応性が高い非鉄金
属では被膜の摩滅が早いことなどが挙げられる。そこ
で、これら非鉄金属との溶着性や反応性の低いホウ化物
や硬質炭素（ダイヤモンドライクカーボン）などの被覆
工具が多数提案されている。
【０００３】これらの中で、ホウ化物に関する先行技術
の代表的なものに、特開平０９―２０８３２２号公報、
特開平１０―００１７６９号公報などが、硬質炭素に関
する先行技術に、特開２０００―１７６７０５号公報、
特開２００１―６４００５号公報などがある。
の代表的なものに、特開平０９―２０８３２２号公報、
特開平１０―００１７６９号公報などが、硬質炭素に関
する先行技術に、特開２０００―１７６７０５号公報、
特開２００１―６４００５号公報などがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】工具用のホウ化物に関
する先行技術の内、特開平０９―２０８３２２号公報に
は、５０〜８０重量％のＴｉＢ2と残部がＴｉＮからな
り、ＴｉＮ粒子の５０％以上がＴｉＢ2に取り込まれた
コンポジット組織となったホウ化チタン系複合セラミッ
クスとその切削工具が記載されている。同公報記載のホ
ウ化チタン系複合セラミックスは、非鉄金属切削で効果
を発揮する場合もあるが、耐溶着性と焼結体強度が不十
分なために、チッピング摩耗や刃先欠損を起こし易いと
言う問題がある。
する先行技術の内、特開平０９―２０８３２２号公報に
は、５０〜８０重量％のＴｉＢ2と残部がＴｉＮからな
り、ＴｉＮ粒子の５０％以上がＴｉＢ2に取り込まれた
コンポジット組織となったホウ化チタン系複合セラミッ
クスとその切削工具が記載されている。同公報記載のホ
ウ化チタン系複合セラミックスは、非鉄金属切削で効果
を発揮する場合もあるが、耐溶着性と焼結体強度が不十
分なために、チッピング摩耗や刃先欠損を起こし易いと
言う問題がある。
【０００５】また、特開平１０―００１７６９号公報に
は、ホウ素をドープして同一結晶構造にした硬さが約５
０ＧＰａを超えた窒化チタンのコーティング膜が記載さ
れている。同公報記載のホウ素ドープした窒化チタン膜
は、ホウ素含有量が少ないために非鉄金属との溶着や反
応が大きいと言う問題がある。
は、ホウ素をドープして同一結晶構造にした硬さが約５
０ＧＰａを超えた窒化チタンのコーティング膜が記載さ
れている。同公報記載のホウ素ドープした窒化チタン膜
は、ホウ素含有量が少ないために非鉄金属との溶着や反
応が大きいと言う問題がある。
【０００６】工具用の硬質炭素膜に関する先行技術の
内、特開２０００―１７６７０５号公報には、基材界面
にシリコン単体、その上にシリコン炭窒化物からなる中
間層、最上層に２μｍ以下の硬質炭素（ダイヤモンドラ
イクカーボン）膜を有する工具部材が記載されている。
同公報に記載された硬質炭素膜は、非鉄金属に対する耐
溶着性と耐反応性に優れるために工具寿命を延長できる
が、硬質炭素膜が耐酸化性や熱安定性に劣るために高速
切削には不向きであると言う問題がある。
内、特開２０００―１７６７０５号公報には、基材界面
にシリコン単体、その上にシリコン炭窒化物からなる中
間層、最上層に２μｍ以下の硬質炭素（ダイヤモンドラ
イクカーボン）膜を有する工具部材が記載されている。
同公報に記載された硬質炭素膜は、非鉄金属に対する耐
溶着性と耐反応性に優れるために工具寿命を延長できる
が、硬質炭素膜が耐酸化性や熱安定性に劣るために高速
切削には不向きであると言う問題がある。
【０００７】また、特開２００１―６４００５号公報に
は、ヌープ硬さが２０００〜８０００の高硬度硬質炭素
膜の上にヌープ硬さが２０００未満の炭素膜、金属膜ま
たは化合物膜（ホウ化チタンを含む）からなる積層被膜
が０．１〜１．５μｍの厚さ被覆された被覆しゅう動部
材が記載されている。同公報記載の硬質炭素膜は、硬質
炭素とホウ化チタンとの相乗効果によって非鉄金属切削
加工に有効であるものの、層間の剥離や上層膜厚み不足
によって寿命延長に限度があると言う問題がある。
は、ヌープ硬さが２０００〜８０００の高硬度硬質炭素
膜の上にヌープ硬さが２０００未満の炭素膜、金属膜ま
たは化合物膜（ホウ化チタンを含む）からなる積層被膜
が０．１〜１．５μｍの厚さ被覆された被覆しゅう動部
材が記載されている。同公報記載の硬質炭素膜は、硬質
炭素とホウ化チタンとの相乗効果によって非鉄金属切削
加工に有効であるものの、層間の剥離や上層膜厚み不足
によって寿命延長に限度があると言う問題がある。
【０００８】本発明は、このような従来の構成が有して
いた問題を解決しようとするものであり、非鉄金属加工
用工具の寿命延長や被加工物の仕上げ面粗さの向上を実
現することを目的とするものである。
いた問題を解決しようとするものであり、非鉄金属加工
用工具の寿命延長や被加工物の仕上げ面粗さの向上を実
現することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、長年に亘
り、耐溶着性と化学的安定性に優れた非鉄金属加工用硬
質被膜について検討していた所、炭素が最も優れるが、
耐酸化性、密着性に劣ること、４ａ族金属のホウ化物、
炭ホウ化物、窒ホウ化物、炭窒ホウ化物は耐酸化性が良
好で、かつ耐溶着性も比較的良好なこと、また４ａ，５
ａ，６ａ族金属の炭化物、窒化物、炭窒化物は膜強度に
優れること、これらを混合物膜とすると相乗効果によっ
て工具寿命が飛躍的に改善されると言う知見を得て本発
明を完成するに至ったものである。
り、耐溶着性と化学的安定性に優れた非鉄金属加工用硬
質被膜について検討していた所、炭素が最も優れるが、
耐酸化性、密着性に劣ること、４ａ族金属のホウ化物、
炭ホウ化物、窒ホウ化物、炭窒ホウ化物は耐酸化性が良
好で、かつ耐溶着性も比較的良好なこと、また４ａ，５
ａ，６ａ族金属の炭化物、窒化物、炭窒化物は膜強度に
優れること、これらを混合物膜とすると相乗効果によっ
て工具寿命が飛躍的に改善されると言う知見を得て本発
明を完成するに至ったものである。
【００１０】すなわち、本発明の非鉄金属加工用工具
は、基材表面に被覆した単層あるいは多層からなる被膜
を０．５〜２０μｍ厚み被覆した工具において、該被膜
の少なくとも１層は、４ａ族金属のホウ化物、炭ホウ化
物、窒ホウ化物、および炭窒ホウ化物の中から選ばれる
１種または２種以上を４０〜８９重量％、４ａ，５ａ，
６ａ族金属の炭化物、窒化物、および／または炭窒化物
を１０〜５９重量％、遊離炭素を１〜３０重量％含有残
りが不可避不純物からなる混合物膜であることを特徴と
するものである。
は、基材表面に被覆した単層あるいは多層からなる被膜
を０．５〜２０μｍ厚み被覆した工具において、該被膜
の少なくとも１層は、４ａ族金属のホウ化物、炭ホウ化
物、窒ホウ化物、および炭窒ホウ化物の中から選ばれる
１種または２種以上を４０〜８９重量％、４ａ，５ａ，
６ａ族金属の炭化物、窒化物、および／または炭窒化物
を１０〜５９重量％、遊離炭素を１〜３０重量％含有残
りが不可避不純物からなる混合物膜であることを特徴と
するものである。
【００１１】本発明の混合物膜における４ａ族金属のホ
ウ化物、炭ホウ化物、窒ホウ化物、および炭窒ホウ化物
の中から選ばれる１種または２種以上の中で、好ましく
は４ａ族金属のホウ化物であり、具体的にはＴｉＢ2，
ＺｒＢ2，ＨｆＢ2，ＴｉＢ，Ｔｉ2Ｂ3，（ＴｉＺｒ）Ｂ
2およびこれらに５原子％以下の炭素や窒素が固溶され
た炭ホウ化物、窒ホウ化物、炭窒ホウ化物などを挙げる
ことができる。これらはＴａＢ2，ＭｏＢ2，ＷＢ，ＢＮ
など４ａ族金属以外のホウ化物の少量を含有しても良
い。最も好ましいのはＴｉＢ2のみからなるものであ
る。４ａ族金属のホウ化物、炭ホウ化物、窒ホウ化物、
および炭窒ホウ化物の中から選ばれる１種または２種以
上の量は、４０重量％未満では被膜の耐酸化性が低下す
るために高速切削などで摩耗し易くなる。なお、以後の
説明は、混合物膜に４０〜８９重量％含まれる４ａ族金
属のホウ化物、炭ホウ化物、窒ホウ化物、および炭窒ホ
ウ化物の中から選ばれる１種または２種以上を、これら
の中で好ましい４ａ族金属のホウ化物を代表例として説
明する。
ウ化物、炭ホウ化物、窒ホウ化物、および炭窒ホウ化物
の中から選ばれる１種または２種以上の中で、好ましく
は４ａ族金属のホウ化物であり、具体的にはＴｉＢ2，
ＺｒＢ2，ＨｆＢ2，ＴｉＢ，Ｔｉ2Ｂ3，（ＴｉＺｒ）Ｂ
2およびこれらに５原子％以下の炭素や窒素が固溶され
た炭ホウ化物、窒ホウ化物、炭窒ホウ化物などを挙げる
ことができる。これらはＴａＢ2，ＭｏＢ2，ＷＢ，ＢＮ
など４ａ族金属以外のホウ化物の少量を含有しても良
い。最も好ましいのはＴｉＢ2のみからなるものであ
る。４ａ族金属のホウ化物、炭ホウ化物、窒ホウ化物、
および炭窒ホウ化物の中から選ばれる１種または２種以
上の量は、４０重量％未満では被膜の耐酸化性が低下す
るために高速切削などで摩耗し易くなる。なお、以後の
説明は、混合物膜に４０〜８９重量％含まれる４ａ族金
属のホウ化物、炭ホウ化物、窒ホウ化物、および炭窒ホ
ウ化物の中から選ばれる１種または２種以上を、これら
の中で好ましい４ａ族金属のホウ化物を代表例として説
明する。
【００１２】本発明における混合膜中に含有される４
ａ，５ａ，６ａ族金属の炭化物、窒化物、および／また
は炭窒化物は、具体的には、ＴｉＣ，Ｔｉ（ＣＮ），Ｔ
ｉＮ，ＺｒＮ，ＨｆＮ，ＶＮ，（ＺｒＶ）Ｎ，（ＴｉＭ
ｏ）（ＣＮ）およびこれらに５原子％以下のホウ素が固
溶されたホウ炭化物、ホウ窒化物、ホウ炭窒化物などを
挙げることができる。これらの中では、４ａ族金属の炭
化物、窒化物、および／または炭窒化物が好ましい。こ
れら炭化物、窒化物、および／または炭窒化物の量は、
１０重量％未満では膜強度が不足するために膜のチッピ
ング損傷や溶着に伴う膜剥離を起こし易く、逆に５９重
量％を超えて多くなると相対的にホウ化物と硬質炭素の
含有量が減少して溶着や化学反応を起こすために、いず
れも切削寿命が低下する。
ａ，５ａ，６ａ族金属の炭化物、窒化物、および／また
は炭窒化物は、具体的には、ＴｉＣ，Ｔｉ（ＣＮ），Ｔ
ｉＮ，ＺｒＮ，ＨｆＮ，ＶＮ，（ＺｒＶ）Ｎ，（ＴｉＭ
ｏ）（ＣＮ）およびこれらに５原子％以下のホウ素が固
溶されたホウ炭化物、ホウ窒化物、ホウ炭窒化物などを
挙げることができる。これらの中では、４ａ族金属の炭
化物、窒化物、および／または炭窒化物が好ましい。こ
れら炭化物、窒化物、および／または炭窒化物の量は、
１０重量％未満では膜強度が不足するために膜のチッピ
ング損傷や溶着に伴う膜剥離を起こし易く、逆に５９重
量％を超えて多くなると相対的にホウ化物と硬質炭素の
含有量が減少して溶着や化学反応を起こすために、いず
れも切削寿命が低下する。
【００１３】本発明の非鉄金属加工用工具における遊離
炭素は、具体的には、カーボンブラック、黒鉛，ダイヤ
モンド，ダイヤモンドライクカーボンおよびこれらの混
合物などを挙げることができる。カーボンブラックは低
硬度、ダイヤモンドは作製困難であることから、黒鉛，
ダイヤモンドライクカーボンが好ましい。これら遊離炭
素の量は、１重量％未満では炭素の持つ耐溶着性が発揮
されず、逆に３０重量％を超えて多くなると膜強度や膜
密着性が低下するために、いずれも切削寿命が低下す
る。
炭素は、具体的には、カーボンブラック、黒鉛，ダイヤ
モンド，ダイヤモンドライクカーボンおよびこれらの混
合物などを挙げることができる。カーボンブラックは低
硬度、ダイヤモンドは作製困難であることから、黒鉛，
ダイヤモンドライクカーボンが好ましい。これら遊離炭
素の量は、１重量％未満では炭素の持つ耐溶着性が発揮
されず、逆に３０重量％を超えて多くなると膜強度や膜
密着性が低下するために、いずれも切削寿命が低下す
る。
【００１４】本発明の非鉄金属加工用工具における膜厚
は、全体で０．５〜２０μｍであり、特に多層膜からな
る場合の混合物膜の厚みは、好ましくは０．５〜２０μ
ｍである。混合物膜の厚さが０．５μｍ未満では非鉄金
属切削時に溶着し易くなり、２０μｍを超えるとチッピ
ングを起こしやすくなる。
は、全体で０．５〜２０μｍであり、特に多層膜からな
る場合の混合物膜の厚みは、好ましくは０．５〜２０μ
ｍである。混合物膜の厚さが０．５μｍ未満では非鉄金
属切削時に溶着し易くなり、２０μｍを超えるとチッピ
ングを起こしやすくなる。
【００１５】本発明の非鉄金属加工用工具の被膜が多層
膜でなる場合に、混合物膜以外の硬質膜を有すると耐摩
耗性が顕著に改善される場合があるので好ましい。硬質
膜の組成として、具体的には、ＴｉＣ，ＴｉＮ，Ｔｉ
（ＣＮ），Ｔｉ（ＣＮＯ），（ＴｉＡｌ）Ｎ，（ＴｉＡ
ｌ）（ＣＮＯ）などを挙げられ、これらの混合物や積層
構造も好ましい。
膜でなる場合に、混合物膜以外の硬質膜を有すると耐摩
耗性が顕著に改善される場合があるので好ましい。硬質
膜の組成として、具体的には、ＴｉＣ，ＴｉＮ，Ｔｉ
（ＣＮ），Ｔｉ（ＣＮＯ），（ＴｉＡｌ）Ｎ，（ＴｉＡ
ｌ）（ＣＮＯ）などを挙げられ、これらの混合物や積層
構造も好ましい。
【００１６】本発明の非鉄金属加工用工具における基材
は、具体的には、ＷＣ−Ｃｏ系，ＷＣ−（ＷＴｉＴａ）
Ｃ−Ｃｏ系，ＷＣ−ＴａＣ−Ｃｏ系に代表される超硬合
金、ＴｉＣ−Ｍｏ−Ｎｉ系，ＴｉＣＮ−ＷＣ−ＴａＣ−
Ｎｉ−Ｃｏ系などのサーメット、Ａｌ2Ｏ3系，Ａｌ2Ｏ3
−ＴｉＣ系，Ｓｉ3Ｎ4系などのセラミックスや高速度
鋼，工具鋼を挙げることができる。
は、具体的には、ＷＣ−Ｃｏ系，ＷＣ−（ＷＴｉＴａ）
Ｃ−Ｃｏ系，ＷＣ−ＴａＣ−Ｃｏ系に代表される超硬合
金、ＴｉＣ−Ｍｏ−Ｎｉ系，ＴｉＣＮ−ＷＣ−ＴａＣ−
Ｎｉ−Ｃｏ系などのサーメット、Ａｌ2Ｏ3系，Ａｌ2Ｏ3
−ＴｉＣ系，Ｓｉ3Ｎ4系などのセラミックスや高速度
鋼，工具鋼を挙げることができる。
【００１７】本発明の非鉄金属加工用工具における成膜
方法は、アークイオンプレーティング法，スパッタリン
グ法，プラズマＣＶＤ法など種々の物理蒸着法を挙げる
ことができるが、マルチターゲットでのスパッタリング
法や多元素を含有した混合ガスでのプラズマＣＶＤ法に
よる複合蒸着が好ましい。
方法は、アークイオンプレーティング法，スパッタリン
グ法，プラズマＣＶＤ法など種々の物理蒸着法を挙げる
ことができるが、マルチターゲットでのスパッタリング
法や多元素を含有した混合ガスでのプラズマＣＶＤ法に
よる複合蒸着が好ましい。
【００１８】
【実施例１】基材として、９２ＷＣ−２ＴａＣ−６Ｃｏ
（重量％）の組成からなるＩＳＯ規格でＫ１０相当から
なるＤＮＧＧ１５０４０８のブレーカ付き超硬チップを
用意した。この超硬チップを４極のターゲットが着装可
能なアンバランストマグネトロンスパッター（ＵＢＭ）
とアークイオンプレーティング（ＡＩＰ）を併用できる
ＰＶＤ装置内に挿入して約１×１０-3Ｐａの真空とした
後、５００℃に加熱してＡｒガスを導入しながら約０．
１Ｐａとし、−６００Ｖのバイアス電圧をかけて１０分
間保持することにより、チップ表面をＡｒスパッターに
より十分に洗浄して脱気を行った。次いで、表１に示し
た被覆条件（方式、ターゲット種類，バイアス電圧，ガ
ス成分と圧力，処理時間）でもって被覆処理を順次行な
うことよって、本発明品１〜６と比較品１〜４の被覆チ
ップを得た。
（重量％）の組成からなるＩＳＯ規格でＫ１０相当から
なるＤＮＧＧ１５０４０８のブレーカ付き超硬チップを
用意した。この超硬チップを４極のターゲットが着装可
能なアンバランストマグネトロンスパッター（ＵＢＭ）
とアークイオンプレーティング（ＡＩＰ）を併用できる
ＰＶＤ装置内に挿入して約１×１０-3Ｐａの真空とした
後、５００℃に加熱してＡｒガスを導入しながら約０．
１Ｐａとし、−６００Ｖのバイアス電圧をかけて１０分
間保持することにより、チップ表面をＡｒスパッターに
より十分に洗浄して脱気を行った。次いで、表１に示し
た被覆条件（方式、ターゲット種類，バイアス電圧，ガ
ス成分と圧力，処理時間）でもって被覆処理を順次行な
うことよって、本発明品１〜６と比較品１〜４の被覆チ
ップを得た。
【００１９】一方、この超硬チップを各種のガスが供給
できるＣＶＤ装置内に挿入して加熱し、表１に併記した
被覆条件（ガス成分と圧力，温度，処理時間）でもって
被覆処理を順次行なうことよって、本発明品７、８と比
較品５の被覆チップを得た。
できるＣＶＤ装置内に挿入して加熱し、表１に併記した
被覆条件（ガス成分と圧力，温度，処理時間）でもって
被覆処理を順次行なうことよって、本発明品７、８と比
較品５の被覆チップを得た。
【００２０】
【表１】
注）*Ｃターゲットは黒鉛板、他は粉末のホットプレス
焼結体、Ｔｉ−Ａｌ（５０：５０）はＴｉ：Ａｌ＝５
０：５０（原子％）組成の焼結体を示す。
焼結体、Ｔｉ−Ａｌ（５０：５０）はＴｉ：Ａｌ＝５
０：５０（原子％）組成の焼結体を示す。
【００２１】得られた本発明品１〜８と比較品１〜５の
被覆チップについて、表面から被膜全体の微小硬さ測定
（被膜上からの相対的なＨＶ＝０．０５値）、Ｘ線回折
による被膜成分の同定、ラマン分光分析による炭素質の
同定を行なった後、切断して研磨とラップ仕上げし、被
膜断面の顕微鏡観察による被膜構成調査（種類と膜厚
さ）とＥＰＭＡによる主要膜の元素分析を行った。ここ
で主要膜とは本発明品の場合は３種の混合物からなる外
側被膜、比較品の場合は混合物膜、単一膜、または多層
膜からなる外側被膜のことをいう。これらの結果を表３
に示す。尚、表３に示す主要膜の元素分析値と表２に示
す被膜成分の同定結果を基に算出した主要膜の成分組成
を表３に併記した。
被覆チップについて、表面から被膜全体の微小硬さ測定
（被膜上からの相対的なＨＶ＝０．０５値）、Ｘ線回折
による被膜成分の同定、ラマン分光分析による炭素質の
同定を行なった後、切断して研磨とラップ仕上げし、被
膜断面の顕微鏡観察による被膜構成調査（種類と膜厚
さ）とＥＰＭＡによる主要膜の元素分析を行った。ここ
で主要膜とは本発明品の場合は３種の混合物からなる外
側被膜、比較品の場合は混合物膜、単一膜、または多層
膜からなる外側被膜のことをいう。これらの結果を表３
に示す。尚、表３に示す主要膜の元素分析値と表２に示
す被膜成分の同定結果を基に算出した主要膜の成分組成
を表３に併記した。
【００２２】
【表２】
注） *基材側から表記、ＭＬは３種の混合物を表す
【００２３】
【表3】
注） *基材側から表記、ＭＬは３種の混合物を表す
【００２４】そして、得られた各被覆チップを用いて表
４に示した被削材と切削条件で湿式の連続旋削試験を行
い、チップ刃先部での平均逃げ面摩耗量：ＶBを測定し
た。これら切削試験の結果を表５に示す。
４に示した被削材と切削条件で湿式の連続旋削試験を行
い、チップ刃先部での平均逃げ面摩耗量：ＶBを測定し
た。これら切削試験の結果を表５に示す。
【００２５】
【表４】
【００２６】
【表５】
【００２７】
【発明の効果】上述したように本発明の非鉄金属加工用
工具は、被膜中の遊離炭素が非鉄金属切削時の耐溶着性
と耐反応性を確保する作用をし、４ａ族金属のホウ化
物、炭ホウ化物、窒ホウ化物、および炭窒ホウ化物の中
から選ばれる１種または２種以上が非鉄金属との耐溶着
性と共に耐酸化性を改善する作用をし、４ａ，５ａ，６
ａ族金属の炭化物、窒化物、および／または炭窒化物が
膜の強度や密着性を改善する作用をし、これらの作用が
相乗的に発揮されて工具寿命を長くする効果を高める。
また、刃先への溶着が減少するため従来品より被加工物
の仕上げ面粗さが向上する。
工具は、被膜中の遊離炭素が非鉄金属切削時の耐溶着性
と耐反応性を確保する作用をし、４ａ族金属のホウ化
物、炭ホウ化物、窒ホウ化物、および炭窒ホウ化物の中
から選ばれる１種または２種以上が非鉄金属との耐溶着
性と共に耐酸化性を改善する作用をし、４ａ，５ａ，６
ａ族金属の炭化物、窒化物、および／または炭窒化物が
膜の強度や密着性を改善する作用をし、これらの作用が
相乗的に発揮されて工具寿命を長くする効果を高める。
また、刃先への溶着が減少するため従来品より被加工物
の仕上げ面粗さが向上する。
─────────────────────────────────────────────────────
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(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
// Ｂ２１Ｄ 37/20 Ｂ２１Ｄ 37/20 Ｚ
Ｆターム(参考） 3C037 CC02 CC09 CC10 CC11
3C039 CA00
3C046 FF10 FF11 FF12 FF13 FF16
4E050 JA01 JA02 JA03 JB09 JB10
JD03 JD05
4K029 AA02 AA04 BA44 BA54 BA55
BA58 BA60 BA64 BB02 BC02
BD05 EA01
Claims (8)
- 【請求項１】基材表面に単層あるいは多層からなる被膜
を０．５〜２０μｍ厚み被覆した非鉄金属加工用工具に
おいて、該被膜の少なくとも１層は、４ａ族金属のホウ
化物、炭ホウ化物、窒ホウ化物、および炭窒ホウ化物の
中から選ばれる１種または２種以上を４０〜８９重量
％、４ａ，５ａ，６ａ族金属の炭化物、窒化物、および
／または炭窒化物を１０〜５９重量％、遊離炭素を１〜
３０重量％含有し残りが不可避不純物からなる混合物膜
であることを特徴とする非鉄金属加工用工具。 - 【請求項２】前記混合物膜は、４ａ族金属のホウ化物を
４０〜８９重量％、４ａ，５ａ，６ａ族金属の炭化物、
窒化物、および／または炭窒化物を１０〜５９重量％、
遊離炭素を１〜３０重量％含有し残りが不可避不純物か
らなる混合物膜であることを特徴とする請求項１に記載
の非鉄金属加工用工具。 - 【請求項３】前記混合物膜は０．５〜２０μｍの厚みを
持つ請求項１または２に記載の非鉄金属加工用工具。 - 【請求項４】前記４ａ族金属はチタンであることを特徴
とする請求項１〜３のいずれかに記載の非鉄金属加工用
工具。 - 【請求項５】前記遊離炭素は黒鉛，ダイヤモンドライク
カーボンの中の少なくとも一種であることを特徴とする
請求項１〜４のいずれかに記載の非鉄金属加工用工具。 - 【請求項６】前記被膜は多層膜でなり、混合物膜以外に
少なくとも１層は、Ｔｉの炭化物、窒化物、炭窒化物、
ＴｉとＡｌとの複合窒化物，複合炭窒化物およびＡｌの
酸化物の中の少なくとも１種からなる硬質膜であること
を特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の非鉄金属
加工用工具。 - 【請求項７】前記基材が超硬合金、サーメット、セラミ
ックス、高速度鋼の中の少なくとも１種からなることを
特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の非鉄金属加
工用工具。 - 【請求項８】前記非鉄金属加工用工具は切削工具として
使用される請求項１〜７のいずれかに記載の非鉄金属加
工用工具。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2001354017A JP2003145316A (ja) | 2001-11-20 | 2001-11-20 | 非鉄金属加工用工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001354017A JP2003145316A (ja) | 2001-11-20 | 2001-11-20 | 非鉄金属加工用工具 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003145316A true JP2003145316A (ja) | 2003-05-20 |
Family
ID=19165930
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001354017A Pending JP2003145316A (ja) | 2001-11-20 | 2001-11-20 | 非鉄金属加工用工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003145316A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005224914A (ja) * | 2004-02-16 | 2005-08-25 | Mitsubishi Materials Kobe Tools Corp | 難削材の高速切削が可能な軸物切削工具 |
| JP2007129022A (ja) * | 2005-11-02 | 2007-05-24 | Showa Denko Kk | コンデンサ素子用材料の切断装置およびコンデンサ素子の製造方法 |
| JP2007160465A (ja) * | 2005-12-14 | 2007-06-28 | Mitsubishi Materials Corp | 高速切削加工で硬質潤滑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 |
| JP2009091657A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-04-30 | Commissariat A L'energie Atomique | ナノスケールで硬質表面を得る方法 |
| WO2012140890A1 (ja) * | 2011-04-15 | 2012-10-18 | 株式会社神戸製鋼所 | 摺動部材 |
| CN104801707A (zh) * | 2015-04-27 | 2015-07-29 | 董庆康 | 一种用于井探地质测绘的勘探器 |
-
2001
- 2001-11-20 JP JP2001354017A patent/JP2003145316A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005224914A (ja) * | 2004-02-16 | 2005-08-25 | Mitsubishi Materials Kobe Tools Corp | 難削材の高速切削が可能な軸物切削工具 |
| JP2007129022A (ja) * | 2005-11-02 | 2007-05-24 | Showa Denko Kk | コンデンサ素子用材料の切断装置およびコンデンサ素子の製造方法 |
| JP4548308B2 (ja) * | 2005-11-02 | 2010-09-22 | 株式会社村田製作所 | コンデンサ素子用材料の切断装置およびコンデンサ素子の製造方法 |
| JP2007160465A (ja) * | 2005-12-14 | 2007-06-28 | Mitsubishi Materials Corp | 高速切削加工で硬質潤滑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 |
| JP2009091657A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-04-30 | Commissariat A L'energie Atomique | ナノスケールで硬質表面を得る方法 |
| WO2012140890A1 (ja) * | 2011-04-15 | 2012-10-18 | 株式会社神戸製鋼所 | 摺動部材 |
| JP2012224888A (ja) * | 2011-04-15 | 2012-11-15 | Toyota Central R&D Labs Inc | 摺動部材 |
| US9121548B2 (en) | 2011-04-15 | 2015-09-01 | Kobe Steel, Ltd. | Sliding member |
| CN104801707A (zh) * | 2015-04-27 | 2015-07-29 | 董庆康 | 一种用于井探地质测绘的勘探器 |
| CN104801707B (zh) * | 2015-04-27 | 2017-03-01 | 山东省物化探勘查院 | 一种用于井探地质测绘的勘探器 |
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