JP2007090483A - 切削工具及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明に係る切削工具1は、超硬合金からなる基材1Aと、該基材1Aの表面に形成された皮膜1Bとを備え、少なくとも被切削材Mと接触する接触面、或いは少なくとも逃げ面において、前記皮膜1Bの最外層がSiCからなることを特徴とする。切削工具1は、SiCを成膜源とする物理蒸着法(好適にはレーザデポジション法)を用いて、超硬合金からなる基材1Aの表面に最外層がSiCからなる皮膜1Bを形成することによって製造される。
【選択図】 図2
Description
質皮膜との間に母材の硬質相粒子と皮膜粒子とからなる硬質複合層を設けた被覆超硬合金が記載されている。
すなわち、本発明は、超硬合金からなる基材と、該基材の表面に形成された皮膜とを備え、少なくとも被切削材と接触する接触面において前記皮膜の最外層がSiCからなることを特徴とする切削工具を提供するものである。
ISO型番SNMN120408の、幅が12.7mm、長さが12.7mmで厚さが4.76mmのチップ寸法のWC超硬合金を基材として、これにSiCからなる皮膜を物理蒸着法(具体的にはレーザーデポジション法)によって生成させた。レーザデポジション法による皮膜生成の詳細は、次に示すとおりである。
物理蒸着法として、ターゲット2からクラスターイオン8を励起させるために高周波電流を用いるRF(Radio Frequency)スパッタ法を用い、チャンバー3内の温度を300℃とした以外は、実施例1と略同様の条件で、基材であるWC超硬合金にSiCの皮膜を生成させて、チップを作製した。
ターゲット2をTiNの焼結体とした以外は、実施例2と略同様の条件で、RFスパッタ法により、基材であるWC超硬合金にTiNの皮膜を生成させて、チップを作製した。
皮膜を生成させることなく、基材であるWC超硬合金そのものをチップとした。
上記の実施例1、2及び比較例1の各皮膜について、密着性を評価した。また、実施例1、2及び比較例1の各皮膜を備えるチップ並びに比較例2のチップを用いて旋削試験を行い、摩耗量を調査した。また、実施例1、2及び比較例1のチップについて、被切削材の凝着状況を調査した。
送り量:0.1mm/rev、
切り込み量:1.5mm、
切削速度:200m/分、
切削時間:540秒
潤滑:ドライ(無潤滑)
そして、上記の切削試験を行った後、光学顕微鏡を用いて、チップ逃げ面の平均摩耗量を計測した。
表2に示すように、実施例1及び2に係るSiCの皮膜を有するチップの場合、上限である100N荷重時においても密着力低下のシグナルは検出されず、皮膜は良好な密着性を有していた。これに対し、比較例1に係るTiNの皮膜を有するチップの場合、密着力低下のシグナルは80Nで観察され、皮膜の密着性に劣っていた。以上の結果より、本発明に係る切削工具は、密着性に優れることが明らかである。
表2又は図3に示すように、実施例1及び2に係るSiCの皮膜を有するチップの場合、摩耗量(切削開始から180秒経過後の摩耗量)は、それぞれ7μm、10μmと極めて小さいのに対し、比較例1に係るTiNの皮膜を有するチップの場合には、15μmと極めて大きく、下地(基材)が完全に露出していた。以上の結果より、本発明に係る切削工具は、耐摩耗性に優れることが明らかである。
比較例2に係るTiNの皮膜を有するチップの場合には、被切削材の凝着が認められた。そこで、SEM(走査型電子顕微鏡)を用いてチップ表面を詳細に観察したところ、チップ表面への凝着だけではなくTiN皮膜が剥離していることも判明した。一方、実施例1、2に係るSiNの皮膜を有するチップ表面には凝着は全く認められなかった。また、皮膜の剥離も認められなかった。
1A・・・基材
1B・・・皮膜
2・・・ターゲット
3・・・チャンバー
4・・・回転台
5・・・基材成膜ステージ
6・・・レーザ光源
7・・・レーザ光
8・・・クラスターイオン
M・・・被切削材
Claims (4)
- 超硬合金からなる基材と、該基材の表面に形成された皮膜とを備え、
少なくとも被切削材と接触する接触面において前記皮膜の最外層がSiCからなることを特徴とする切削工具。 - 超硬合金からなる基材と、該基材の表面に形成された皮膜とを備え、
少なくとも逃げ面において前記皮膜の最外層がSiCからなることを特徴とする切削工具。 - SiCを成膜源とする物理蒸着法を用いて、超硬合金からなる基材の表面に最外層がSiCからなる皮膜を形成することを特徴とする切削工具の製造方法。
- 前記物理蒸着法は、レーザデポジション法であることを特徴とする請求項3に記載の切削工具の製造方法。
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