JP2004058217A - 高速重切削条件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超硬合金製切削工具 - Google Patents
高速重切削条件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超硬合金製切削工具 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004058217A JP2004058217A JP2002220570A JP2002220570A JP2004058217A JP 2004058217 A JP2004058217 A JP 2004058217A JP 2002220570 A JP2002220570 A JP 2002220570A JP 2002220570 A JP2002220570 A JP 2002220570A JP 2004058217 A JP2004058217 A JP 2004058217A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hard coating
- coating layer
- content point
- highest
- cemented carbide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/40—Oxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Drilling Tools (AREA)
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
【解決手段】超硬基体の表面に、AlとTiの複合酸化物層からなる硬質被覆層を5〜25μmの全体平均層厚で蒸着してなる表面被覆超硬合金製切削工具の前記硬質被覆層を、層厚方向にそって、Al最高含有点とTi最高含有点とが所定間隔をおいて交互に繰り返し存在し、かつ前記両点間でAlおよびTi含有量が連続的に変化する成分濃度分布構造を有し、前記Al最高含有点におけるAlとTiの相互含有割合を示すAl/(Al+Ti)が原子比で0.70〜0.95、前記Ti最高含有点におけるTiとAlの相互含有割合を示すTi/(Ti+Al)が原子比で0.70〜0.0.95、を満足し、かつ隣り合う前記両点間の間隔が、0.01〜0.2μmである硬質被覆層で構成する。
【選択図】 なし
Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、硬質被覆層が高強度を有し、かつ高温硬さと耐熱性にもすぐれ、したがって特に各種の鋼や鋳鉄などの高速切削加工を、高い機械的衝撃を伴う高切り込みや高送りなどの重切削条件で行なった場合にも、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】
一般に、被覆超硬工具には、各種の鋼や鋳鉄などの被削材の旋削加工や平削り加工にバイトの先端部に着脱自在に取り付けて用いられるスローアウエイチップ、穴あけ切削加工などに用いられるドリルやミニチュアドリル、さらに面削加工や溝加工、肩加工などに用いられるソリッドタイプのエンドミルなどがあり、また前記スローアウエイチップを着脱自在に取り付けて前記ソリッドタイプのエンドミルと同様に切削加工を行うスローアウエイエンドミル工具などが知られている。
【0003】
また、被覆超硬工具として、炭化タングステン(以下、WCで示す)基超硬合金または炭窒化チタン(以下、TiCNで示す)基サーメットからなる基体(以下、これらを総称して超硬基体と云う)の表面に、AlとTiの相互含有割合を示すAl/(Al+Ti)が原子比で0.74〜0.98を満足するAlとTiの複合酸化物[以下、Al−Ti酸化物で示す]層からなる硬質被覆層を5〜20μmの平均層厚で蒸着してなる被覆超硬工具が提案され、前記硬質被覆層を構成するAl−Ti酸化物層が、Alによる高温硬さおよび耐熱性と、Tiによる靭性を具備することから、かかる被覆超硬工具を各種の鋼や鋳鉄などの連続切削や断続切削加工を高速切削条件で行なった場合にすぐれた切削性能を発揮することも知られている(例えば特許文献1参照)。
【0004】
さらに、上記の被覆超硬工具が、例えば図1に概略縦断面図で示される通り、中央部にステンレス鋼製の反応ガス吹き出し管が立設され、前記反応ガス吹き出し管には、図2(a)に概略斜視図で、同(b)に概略平面図で例示されるステンレス製の超硬基体支持パレットが串刺し積層嵌着され、かつこれらがステンレス鋼製のカバーを介してヒーターで加熱される構造を有する化学蒸着装置を用い、超硬基体を前記超硬基体支持パレットの底面に形成された多数の反応ガス通過穴位置に図示される通りに載置した状態で前記化学蒸着装置に装入し、ヒータで装置内を、例えば850〜1100℃の範囲内の所定の温度に加熱した後、反応ガスとして、容量%で(以下、反応ガスの%は容量%を示す)、
AlCl3:0.5〜10%、
TiCl4:0.5〜30%、
CO2:0.5〜10%、
HCl:0.1〜10%、
H2:残り、
からなる組成を有する反応ガスを用い、この反応ガスを予め真空排気された装置内に前記反応ガス吹き出し管を通して導入し、装置内の反応ガス圧力を、3〜30KPaの範囲内の所定の圧力に所定時間保持することによりAlとTiの相互含有割合を示すAl/(Al+Ti)が層厚方向に一定のAl−Ti酸化物層からなる硬質被覆層を形成することにより製造されることも知られている(例えば特許文献1参照)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
近年の切削加工装置の高性能化はめざましく、一方で切削加工に対する省力化および省エネ化、さらに低コスト化の要求は強く、これに伴い、切削加工は高速化の傾向を強め、かつ高切り込みや高送りなどの重切削条件での切削加工を余儀なくされる傾向にあるが、上記の従来被覆超硬工具においては、これを高速切削加工条件で用いた場合には問題はないが、高い機械的衝撃を伴う高切り込みや高送りなどの重切削を高速で行なった場合には、特に層厚方向に一定の組成を有するAl−Zr酸化物層からなる硬質被覆層の強度不足が原因でチッピング(微小割れ)が発生し易く、比較的短時間で使用寿命に至るのが現状である。
【0006】
【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、特に高速重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被覆超硬工具を開発すべく、上記の従来被覆超硬工具を構成する硬質被覆層に着目し、研究を行った結果、
(a)上記の化学蒸着装置を用いて形成された従来被覆超硬工具を構成するAl−Zr酸化物層からなる硬質被覆層は、層厚全体に亘って実質的に均一な組成を有し、したがって均質な高温硬さと耐熱性、さらに強度を有するが、上記の従来硬質被覆層を構成するAl−Zr酸化物に代って、硬質被覆層をAlとTiの複合酸化物[以下、Al−Ti酸化物で示す]で構成すると共に、例えば図3に反応ガス組成自動制御システムが概略チャート図で示される通り、反応ガス組成および流量中央制御装置に、Al−Ti酸化物からなる硬質被覆層に層厚方向にそってAl最高含有点とTi最高含有点とを所定間隔をおいて交互に繰り返し形成させる目的で、前記Al最高含有点およびTi最高含有点に対応した反応ガス組成、並びに前記両点間のAlおよびTiの連続変化に対応した反応ガス組成、さらに前記両点間の間隔を、過去の実績データに基づいてインプットし、この反応ガス組成および流量中央制御装置からの制御信号にしたがって、原料ガスボンベからのH2ガス、CO2ガス、およびHClガスの流量、AlCl3およびTiCl4の流量をそれぞれの原料ガス流量自動制御装置にて制御した状態で、化学蒸着装置の反応ガス吹き出し管に導入すると、層厚方向にそって、Al最高含有点とTi最高含有点とが所定間隔をおいて交互に繰り返し存在し、かつ前記Al最高含有点から前記Ti最高含有点、前記Ti最高含有点から前記Al最低含有点へAlおよびTi含有量が連続的に変化する成分濃度分布構造をもつたAl−Ti酸化物層からなる硬質被覆層が形成されるようになること。
【0007】
(b)上記(a)の繰り返し連続変化成分濃度分布構造のAl−Ti酸化物層において、
上記Al最高含有点におけるAlとTiの相互含有割合を示すAl/(Al+Ti)が原子比で0.70〜0.95、
上記Ti最高含有点におけるTiとAlの相互含有割合を示すTi/(Ti+Al)が原子比で0.70〜0.0.95、
を満足し、かつ隣り合う上記Al最高含有点とTi最高含有点の厚さ方向の間隔を0.01〜0.2μmとすると、
上記Al最高含有点部分では、上記の従来Al−Zr酸化物層のもつ高温硬さと耐熱性に相当する高温硬さと耐熱性を示し、一方上記Ti最高含有点部分では、前記Al最高含有点部分に比してAl含有量が低く、相対的にTi含有量の高いものとなるので、一段と高い強度が確保され、かつこれらAl最高含有点とTi最高含有点の間隔をきわめて小さくしたことから、層全体の特性として高温硬さと耐熱性を保持した状態で一段とすぐれた強度を具備するようになり、したがって、硬質被覆層がかかる構成のAl−Ti酸化物層からなる被覆超硬工具は、特に各種の鋼や鋳鉄などの切削加工を、高速で、かつ高い機械的衝撃を伴う高切り込みや高送りなどの重切削条件で行なった場合にも、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なること。
以上(a)および(b)に示される研究結果を得たのである。
【0008】
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、Al−Ti酸化物層からなる硬質被覆層を5〜25μmの全体平均層厚で蒸着してなる被覆超硬工具において、
上記硬質被覆層が、層厚方向にそって、Al最高含有点とTi最高含有点とが所定間隔をおいて交互に繰り返し存在し、かつ前記Al最高含有点から前記Ti最高含有点、前記Ti最高含有点から前記Al最高含有点へAlおよびTi含有量が連続的に変化する成分濃度分布構造を有し、
さらに、上記Al最高含有点におけるAlとTiの相互含有割合を示すAl/(Al+Ti)が原子比で0.70〜0.95、
上記Ti最高含有点におけるTiとAlの相互含有割合を示すTi/(Ti+Al)が原子比で0.70〜0.0.95、
を満足し、かつ隣り合う上記Al最高含有点とTi最高含有点の間隔が、0.01〜0.2μmである、
高速重切削条件で硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を発揮する被覆超硬工具に特徴を有するものである。
【0009】
つぎに、この発明の被覆超硬工具において、これを構成する硬質被覆層の構成を上記の通りに限定した理由を説明する。
(a)Al最高含有点の組成
Al最高含有点のAl−Ti酸化物層におけるTi成分は強度を向上させ、同Al成分は高温硬さおよび耐熱性を向上させる作用があり、したがってAl成分の含有割合が高くなればなるほど高温硬さおよび耐熱性は向上し、高熱発生を伴う高速切削に適合したものになるが、Al成分のTi成分との相互含有割合を示すAl/(Al+Ti)が原子比で0.95を越えると、高強度を有するTi最高含有点が隣接して存在しても層自体の強度の低下は避けられず、この結果チッピングなどが発生し易くなり、一方同値が0.70未満になると高温硬さおよび耐熱性が急激に低下し、摩耗促進の原因となることから、Al成分のTi成分との相互含有割合を示すAl/(Al+Ti)を原子比で0.70〜0.95と定めた。
【0010】
(b)Ti最高含有点の組成
上記の通りAl最高含有点は相対的にすぐれた高温硬さおよび耐熱性を有するが、反面相対的に強度が不十分であるため、このAl最高含有点の強度不足を補う目的で、Ti含有割合が高く、一方Al含有量が低く、これによって高強度を有するようになるTi最高含有点を厚さ方向に交互に介在させるものである。しかし、Ti成分のAl成分との相互含有割合を示すTi/(Ti+Al)が原子比で0.95を越えると、Ti最高含有点に所定の高温硬さおよび耐熱性を確保することができず、これが摩耗促進の原因となり、一方同値が0.70未満になると、所望のすぐれた強度を確保することができず、この結果チッピングが発生し易くなることから、Ti成分のAl成分との相互含有割合を示すTi/(Ti+Al)を原子比で0.70〜0.95と定めた。
【0011】
(c)Al最高含有点とTi最高含有点間の間隔
その間隔が0.01μm未満ではそれぞれの点を上記の組成で明確に形成することが困難であり、この結果層に所望のすぐれた高温硬さおよび耐熱性、さらに高強度を確保することができなくなり、またその間隔が0.2μmを越えるとそれぞれの点がもつ欠点、すなわちAl最高含有点であれば強度不足、Ti最高含有点であれば高温硬さおよび耐熱性不足が層内に局部的に現れ、これが原因でチッピングが発生し易くなったり、摩耗進行が促進されるようになることから、その間隔を0.01〜0.2μmと定めた。
【0012】
(d)硬質被覆層の全体平均層厚
その層厚が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、チッピングが発生し易くなることから、その平均層厚を5〜25μmと定めた。
【0013】
【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1〜3μmの平均粒径を有するWC粉末、TiC粉末、VC粉末、TaC粉末、NbC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、100MPa の圧力で圧粉体にプレス成形し、この圧粉体を6Paの真空中、温度:1400℃に1時間保持の条件で焼結し、焼結後、切刃部分にR:0.03のホーニング加工を施してISO規格・CNMG120408のチップ形状をもったWC基超硬合金製の超硬基体A1〜A10を形成した。
【0014】
また、原料粉末として、いずれも0.5〜2μmの平均粒径を有するTiCN(重量比でTiC/TiN=50/50)粉末、Mo2 C粉末、TiC粉末、NbC粉末、TaC粉末、WC粉末、Co粉末、およびNi粉末を用意し、これら原料粉末を、表2に示される配合組成に配合し、ボールミルで24時間湿式混合し、乾燥した後、100MPaの圧力で圧粉体にプレス成形し、この圧粉体を2kPaの窒素雰囲気中、温度:1500℃に1時間保持の条件で焼結し、焼結後、切刃部分にR:0.03のホーニング加工を施してISO規格・CNMG120408のチップ形状をもったTiCN系サーメット製の超硬基体B1〜B6を形成した。
【0015】
つぎに、上記の超硬基体A1〜A10およびB1〜B6のそれぞれを、アセトン中で超音波洗浄し、乾燥した後、図1に示される化学蒸着装置内に、第2図に示される超硬基体支持パレットの位置決め穴に載置した状態で装入し、まず、装置内をヒーターで900℃に加熱したところで、TiCl4:4.2%、N2:30%、H2:残りからなる組成を有する反応ガスを反応ガス吹き出し管を通して導入して、装置内の反応雰囲気圧力を30kPaとし、この状態で30分間保持して下地密着層として0.3μmの平均層厚をもった窒化チタン(TiN)層を形成し、ついで、同じく装置内の雰囲気温度をヒーターにて加熱して1020℃とした後、図3に示される反応ガス組成自動制御システムの反応ガス組成および流量中央制御装置に過去の実績にデータにしたがって表3に示されるAl最高含有点およびTi最高含有点の目標Al/(Al+Ti)および目標Ti/(Ti+Al)と反応ガス組成の関係、前記Al最高含有点とTi最高含有点間のAlとTi含有量の連続変化に対応する反応ガス組成、さらに表4,6に示される前記両点間の目標間隔および硬質被覆層の目標全体層厚をインプットし、この反応ガス組成および流量中央制御装置からの信号にしたがって作動するコントロールバルブ内臓の原料ガス流量自動制御装置を通して、原料ガスであるH2ガス、CO2ガス、HClガス、AlCl3ガス、およびTiCl4ガス(この場合、AlCl3ガスはAlCl3ガス発生器で金属AlとHClガスを反応させることにより形成され、また、TiCl4ガスは、図示の通り流量制御されたH2ガスをキャリアガスとしてTiCl4ガス発生器に送り、ここで液体から気化されたTiCl4ガスと共に原料ガス流量自動制御装置に送られる)を、それぞれのガス流量を制御しながら、図1の化学蒸着装置の反応ガス吹き出し管から装置内に導入し(装置内の反応雰囲気圧力は常に10kPaに保持される)、もって前記超硬基体の表面に、層厚方向に沿って表3,4に示される目標組成のAl最高含有点とTi最高含有点とが交互に同じく表3,4に示される目標間隔で繰り返し存在し、かつ前記Al最高含有点から前記Ti最高含有点、前記Ti最高含有点から前記Al最高含有点へAlおよびTi含有量がそれぞれ連続的に変化する成分濃度分布構造を有し、かつ同じく表3,4に示される目標全体層厚の硬質被覆層を蒸着することにより、本発明被覆超硬工具としての本発明表面被覆超硬合金製スローアウエイチップ(以下、本発明被覆超硬チップと云う)1〜16をそれぞれ製造した。
【0016】
また、比較の目的で、これら超硬基体A1〜A10およびB1〜B6を、アセトン中で超音波洗浄し、乾燥した後、同じくそれぞれ図1,2に示される通常の化学蒸着装置に装入し、反応雰囲気温度を1020℃に加熱した後、それぞれ表6,7に示される従来硬質被覆層のもつ組成に相当する目標Al/(Al+Zr)に対応した組成の反応ガスを反応ガス吹き出し管から導入し、反応雰囲気圧力を10kPaに一定とした条件で、前記超硬基体A1〜A10およびB1〜B6のそれぞれの表面に、表6,7に示される目標組成および目標層厚を有し、かつ層厚方向に沿って実質的に組成変化のないAl−Zr酸化物層からなる硬質被覆層を蒸着することにより、従来被覆超硬工具としての従来表面被覆超硬合金製スローアウエイチップ(以下、従来被覆超硬チップと云う)1〜16をそれぞれ製造した。
【0017】
つぎに、上記本発明被覆超硬チップ1〜16および従来被覆超硬チップ1〜16について、これを工具鋼製バイトの先端部に固定治具にてネジ止めした状態で、
被削材:JIS・SCM440の丸棒、
切削速度:350m/min.、
切り込み:8mm、
送り:0.2mm/rev.、
切削時間:5分、
の条件での合金鋼の乾式連続高速高切り込み切削加工試験、
被削材:JIS・FC300の長さ方向等間隔4本縦溝入り丸棒、
切削速度:350m/min.、
切り込み:1.5mm、
送り:0.65mm/rev.、
切削時間:3分、
の条件での鋳鉄の乾式断続高速高送り切削加工試験、さらに、
被削材:JIS・S45Cの長さ方向等間隔4本縦溝入り丸棒、
切削速度:350m/min.、
切り込み:8mm、
送り:0.2mm/rev.、
切削時間:3分、
の条件での炭素鋼の乾式断続高速高切り込み切削加工試験を行い、いずれの切削加工試験でも切刃の逃げ面摩耗幅を測定した。この測定結果を表7に示した。
【0018】
【表1】
【0019】
【表2】
【0020】
【表3】
【0021】
【表4】
【0022】
【表5】
【0023】
【表6】
【0024】
【表7】
【0025】
この結果得られた本発明被覆超硬チップ1〜16および従来被覆超硬チップ1〜16を構成する硬質被覆層について、厚さ方向に沿ってAlおよびTiの含有量をオージェ分光分析装置を用いて測定し、この測定結果から各測定点におけるAl/(Al+Ti)値、さらにTi/(Ti+Al)値を算出したところ、本発明被覆超硬チップ1〜16の硬質被覆層では、Al最高含有点と、Ti最高含有点とがそれぞれ目標値と実質的に同じ組成および間隔で交互に繰り返し存在し、かつAl最高含有点からTi最高含有点、前記Ti最高含有点からAl最高含有点へAlとTiの含有量が連続的に変化する成分濃度分布構造を有することが確認され、また、硬質被覆層の全体平均層厚も目標全体層厚と実質的に同じ値を示した。一方前記従来被覆超硬チップ1〜16の硬質被覆層では厚さ方向に沿って組成変化が見られず、かつ目標組成と実質的に同じ組成および目標全体層厚と実質的に同じ全体平均層厚を示した。
【0026】
【発明の効果】
表3〜7に示される結果から、硬質被覆層が層厚方向に、相対的にすぐれた高温硬さと耐熱性を有するAl最高含有点と相対的に高強度を有するTi最高含有点とが交互に所定間隔をおいて繰り返し存在し、かつ前記Al最高含有点から前記Ti最高含有点、前記Ti最高含有点から前記Al最高含有点へAlおよびTi含有量が連続的に変化する成分濃度分布構造を有する本発明被覆超硬チップ1〜16は、いずれも各種の鋼や鋳鉄などの切削加工を、高速で、かつ高い機械的衝撃を伴う高切り込みや高送りなどの重切削条件で行なった場合にも、硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を発揮するのに対して、硬質被覆層が層厚方向に沿って実質的に組成変化のないAl−Zr酸化物層からなる従来被覆超硬チップ1〜16においては、前記硬質被覆層が高温硬さと耐熱性を有するものの、強度に劣るものであるために、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工具は、通常の条件での切削加工は勿論のこと、特に各種の鋼や鋳鉄などの切削加工を、高速で、かつ高い機械的衝撃を伴う高切り込みや高送りなどの重切削条件で行なった場合にも、すぐれた耐チッピング性を発揮し、長期に亘ってすぐれた耐摩耗性を示すものであるから、切削加工の省力化および省エネ化、さらに低コスト化に十分満足に対応できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】被覆超硬工具を構成する硬質被覆層を形成するのに用いた化学蒸着装置を示す概略縦断面図である。
【図2】化学蒸着装置の構造部材である超硬基体支持パレットを示し、(a)が概略斜視図、(b)が概略平面図である。
【図3】この発明の被覆超硬工具を構成する硬質被覆層の形成に用いられる反応ガス組成自動制御システムである。
Claims (1)
- 炭化タングステン基超硬合金基体または炭窒化チタン系サーメット基体の表面に、AlとTiの複合酸化物層からなる硬質被覆層を5〜25μmの全体平均層厚で蒸着してなる表面被覆超硬合金製切削工具において、
上記硬質被覆層が、層厚方向にそって、Al最高含有点とTi最高含有点とが所定間隔をおいて交互に繰り返し存在し、かつ前記Al最高含有点から前記Ti最高含有点、前記Ti最高含有点から前記Al最高含有点へAlおよびTi含有量が連続的に変化する成分濃度分布構造を有し、
さらに、上記Al最高含有点におけるAlとTiの相互含有割合を示すAl/(Al+Ti)が原子比で0.70〜0.95、
上記Ti最高含有点におけるTiとAlの相互含有割合を示すTi/(Ti+Al)が原子比で0.70〜0.0.95、
を満足し、かつ隣り合う上記Al最高含有点とTi最高含有点の間隔が、0.01〜0.2μmであること、
を特徴とする高速重切削条件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超硬合金製切削工具。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002220570A JP4048364B2 (ja) | 2002-07-30 | 2002-07-30 | 高速重切削条件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超硬合金製切削工具 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002220570A JP4048364B2 (ja) | 2002-07-30 | 2002-07-30 | 高速重切削条件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超硬合金製切削工具 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004058217A true JP2004058217A (ja) | 2004-02-26 |
JP4048364B2 JP4048364B2 (ja) | 2008-02-20 |
Family
ID=31941125
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002220570A Expired - Fee Related JP4048364B2 (ja) | 2002-07-30 | 2002-07-30 | 高速重切削条件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超硬合金製切削工具 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4048364B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010024377A1 (ja) * | 2008-08-29 | 2010-03-04 | 昭和電工株式会社 | 表面被覆サーメット部材及びその製造方法 |
JP4527199B1 (ja) * | 2010-01-27 | 2010-08-18 | 昭和電工株式会社 | 押出加工方法 |
JP4593680B1 (ja) * | 2010-02-10 | 2010-12-08 | 昭和電工株式会社 | 金属加工具の再処理方法 |
WO2016148056A1 (ja) * | 2015-03-13 | 2016-09-22 | 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 |
JP2016168669A (ja) * | 2015-03-13 | 2016-09-23 | 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 |
-
2002
- 2002-07-30 JP JP2002220570A patent/JP4048364B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010024377A1 (ja) * | 2008-08-29 | 2010-03-04 | 昭和電工株式会社 | 表面被覆サーメット部材及びその製造方法 |
JP4574745B2 (ja) * | 2008-08-29 | 2010-11-04 | 昭和電工株式会社 | 表面被覆サーメット部材及びその製造方法 |
JPWO2010024377A1 (ja) * | 2008-08-29 | 2012-01-26 | 昭和電工株式会社 | 表面被覆サーメット部材及びその製造方法 |
JP4527199B1 (ja) * | 2010-01-27 | 2010-08-18 | 昭和電工株式会社 | 押出加工方法 |
WO2011093250A1 (ja) * | 2010-01-27 | 2011-08-04 | 昭和電工株式会社 | 押出加工方法 |
JP2011152554A (ja) * | 2010-01-27 | 2011-08-11 | Showa Denko Kk | 押出加工方法 |
KR101376358B1 (ko) | 2010-01-27 | 2014-03-20 | 쇼와 덴코 가부시키가이샤 | 압출 가공 방법 |
JP4593680B1 (ja) * | 2010-02-10 | 2010-12-08 | 昭和電工株式会社 | 金属加工具の再処理方法 |
JP2011162853A (ja) * | 2010-02-10 | 2011-08-25 | Showa Denko Kk | 金属加工具の再処理方法 |
WO2016148056A1 (ja) * | 2015-03-13 | 2016-09-22 | 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 |
JP2016168669A (ja) * | 2015-03-13 | 2016-09-23 | 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 |
US10456841B2 (en) | 2015-03-13 | 2019-10-29 | Mitsubishi Materials Corporation | Surface-coated cutting tool in which hard coating layers exhibits excellent chipping resistance |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4048364B2 (ja) | 2008-02-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4048364B2 (ja) | 高速重切削条件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超硬合金製切削工具 | |
JP3978779B2 (ja) | 高速重切削条件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超硬合金製切削工具 | |
JP3922141B2 (ja) | 高速重切削条件で硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性および耐摩耗性を発揮する表面被覆超硬合金製切削工具 | |
JP3900521B2 (ja) | 重切削条件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超硬合金製切削工具 | |
JP3900520B2 (ja) | 高速切削条件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 | |
JP3900517B2 (ja) | 高速切削条件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 | |
JP2005034912A (ja) | 高速重切削条件で硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性および耐チッピング性を発揮する表面被覆超硬合金製切削工具 | |
JP3900516B2 (ja) | 高速重切削条件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 | |
JP3948020B2 (ja) | 高速重切削条件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 | |
JP3900523B2 (ja) | 高速重切削条件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超硬合金製切削工具 | |
JP3922132B2 (ja) | 高速重切削条件で硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性および耐摩耗性を発揮する表面被覆超硬合金製切削工具 | |
JP3922128B2 (ja) | 高速重切削条件で硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性および耐摩耗性を発揮する表面被覆超硬合金製切削工具 | |
JP3900518B2 (ja) | 重切削条件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超硬合金製切削工具 | |
JP2004154878A (ja) | 高速重切削条件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 | |
JP3963149B2 (ja) | 高速重切削条件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超硬合金製切削工具 | |
JP4075052B2 (ja) | 重切削条件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超硬合金製切削工具 | |
JP3963136B2 (ja) | 高速重切削条件で硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性および耐摩耗性を発揮する表面被覆超硬合金製切削工具 | |
JP3900528B2 (ja) | 高速重切削条件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 | |
JP2004174615A (ja) | 高速重切削条件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超硬合金製切削工具 | |
JP3900527B2 (ja) | 高速重切削条件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 | |
JP3900519B2 (ja) | 高速重切削条件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 | |
JP2004130494A (ja) | 高速切削条件で硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆サーメット製切削工具 | |
JP2004050382A (ja) | 高速重切削条件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超硬合金製切削工具 | |
JP3900526B2 (ja) | 高速重切削条件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 | |
JP3903483B2 (ja) | 高速重切削条件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 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050318 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20070806 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
A521 | Written amendment |
Effective date: 20070829 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20070920 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070921 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20071031 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Effective date: 20071113 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 |
|
R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101207 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 3 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101207 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 3 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101207 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101207 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 4 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111207 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111207 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 5 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121207 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131207 Year of fee payment: 6 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |