JP2009125833A - 表面被覆切削工具 - Google Patents
表面被覆切削工具 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009125833A JP2009125833A JP2007301197A JP2007301197A JP2009125833A JP 2009125833 A JP2009125833 A JP 2009125833A JP 2007301197 A JP2007301197 A JP 2007301197A JP 2007301197 A JP2007301197 A JP 2007301197A JP 2009125833 A JP2009125833 A JP 2009125833A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- value
- composition
- average
- upper layer
- 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
Landscapes
- Drilling Tools (AREA)
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
【解決手段】工具基体の表面に、(a)下部層として、AlとTiの複合窒化物層、(b)中間層として、AlとCr(とM)の複合窒化物層、(c)上部層として、組成式:(Al1−αCrα)Nβまたは(Al1−γ−δCrγMδ)Nε(Mは、Crを除く周期律表4a,5a,6a族の元素、Si、B、Yのうちから選ばれた1種又は2種以上)で表した場合、0.2≦α≦0.6、0.10≦γ≦0.54、0.01≦δ≦0.25、0.2≦γ+δ≦0.6(但し、α値、γ値、δ値はいずれも原子比)を満足する平均組成を有し、かつ、上部層における窒素含有割合(β値、ε値。但し、原子比)が、中間層側から上部層表面に向かって減少する濃度分布構造を有し、しかも、上部層表面における窒素含有割合(β値、ε値)が、0≦β≦0.35、0≦ε≦0.35を満足する組成傾斜型のAlとCr(とM)の複合窒化物層、を設ける。
【選択図】 なし
Description
(a)組成式:(Al1-XTiX)N(ただし、原子比で、0.3≦X≦0.7)、
を満足するAlとTiの複合窒化物[以下、(Al,Ti)Nで示す]層からなる下部層、
(b)組成式:(Al1−αCrα)Nまたは(Al1−β−γCrβMγ)N(ここで、Mは、Crを除く周期律表4a,5a,6a族の元素、Si、B、Yのうちから選ばれた1種又は2種以上の添加成分であり、原子比で、0.2≦α≦0.6、0.10≦β≦0.54、0.01≦γ≦0.25、0.2≦β+γ≦0.6)を満足するAlとCrの複合窒化物[以下、(Al,Cr)Nで示す]層あるいはAlとCrとMの複合窒化物[以下、(Al,Cr,M)Nで示す]層からなる上部層、
上記(a)、(b)からなる硬質被覆層を蒸着形成した被覆工具が知られており、そして、これを各種の鋼や鋳鉄などの連続切削や断続切削加工に用いた場合にすぐれた耐欠損性を発揮することも知られている。
なお、上記のMは、Crを除く周期律表4a,5a,6a族の元素、Si、B、Yのうちから選ばれた1種又は2種以上の添加成分を示す。
したがって、本発明の被覆工具は、軟鋼、ステンレス鋼などのように溶着性が高い被削材を、高熱発生を伴い、かつ、切刃に高負荷が作用する高送り、高切り込みなどの高速重切削条件で切削加工した場合であっても、すぐれた耐欠損性とすぐれた耐摩耗性を長期の使用に亘って発揮すること。
「(1)炭化タングステン基超硬合金または炭窒化チタン基サーメットで構成された工具基体の表面に、
(a)下部層として、0.5〜5μmの平均層厚を有し、
組成式:(Al1−XTiX)N
で表した場合、0.3≦X≦0.7(但し、X値は原子比)を満足する平均組成のAlとTiの複合窒化物層、
(b)中間層として、0.5〜5μmの平均層厚を有し、
組成式:(Al1−PCrP)NQ
で表した場合、0.2≦P≦0.6、0.9≦Q<1(但し、P値、Q値はいずれも原子比)を満足する平均組成のAlとCrの複合窒化物層、
(c)上部層として、0.3〜1μmの平均層厚を有し、
組成式:(Al1−αCrα)Nβ
で表した場合、0.2≦α≦0.6(但し、α値は原子比)を満足するAlとCrの平均組成割合を有し、かつ、上部層における窒素含有割合(β値。但し、原子比)が、中間層側から上部層表面に向かって減少する濃度分布構造を有し、しかも、上部層表面における窒素含有割合(β値)が、0≦β≦0.35を満足する組成傾斜型のAlとCrの複合窒化物層、
上記(a)〜(c)で構成された硬質被覆層を備えた表面被覆切削工具。
(2) 炭化タングステン基超硬合金または炭窒化チタン基サーメットで構成された工具基体の表面に、
(a)下部層として、0.5〜5μmの平均層厚を有し、
組成式:(Al1−XTiX)N
で表した場合、0.3≦X≦0.7(但し、X値は原子比)を満足する平均組成のAlとTiの複合窒化物層、
(b)中間層として、0.5〜5μmの平均層厚を有し、
組成式:(Al1−R−SCrRMS)NT(ここで、Mは、Crを除く周期律表4a,5a,6a族の元素、Si、B、Yのうちから選ばれた1種又は2種以上の添加成分)
で表した場合、0.10≦R≦0.54、0.01≦S≦0.25、0.2≦R+S≦0.6、0.9≦T<1(但し、R値、S値、T値はいずれも原子比)を満足する平均組成のAlとCrとMの複合窒化物層、
(c)上部層として、0.3〜1μmの平均層厚を有し、
組成式:(Al1−γ−δCrγMδ)Nε(ここで、Mは、Crを除く周期律表4a,5a,6a族の元素、Si、B、Yのうちから選ばれた1種又は2種以上の添加成分)
で表した場合、0.10≦γ≦0.54、0.01≦δ≦0.25、0.2≦γ+δ≦0.6(但し、γ値、δ値はいずれも原子比)を満足するAlとCrとMの平均組成割合を有し、かつ、上部層における窒素含有割合(ε値。但し、原子比)が、中間層側から上部層表面に向かって減少する濃度分布構造を有し、しかも、上部層表面における窒素含有割合(ε値)が、0≦ε≦0.35を満足する組成傾斜型のAlとCrの複合窒化物層、
上記(a)〜(c)で構成された硬質被覆層を備えた表面被覆切削工具。
(3) 前記(1)または(2)に記載の表面被覆切削工具において、
最表面層として、0.2〜0.6μmの平均層厚を有し、
組成式:(Al1−XTiX)N
で表した場合、0.3≦X≦0.7(但し、X値は原子比)を満足する平均組成のAlとTiの複合窒化物層を、上部層の表面にさらに蒸着形成したことを特徴とする前記(1)または(2)に記載の表面被覆切削工具。」
に特徴を有するものである。
AlとTiの複合窒化物層((Al,Ti)N層)からなる硬質被覆層の下部層におけるAl成分には高温硬さ、耐熱性を向上させ、一方、同Ti成分には高温強度を向上させる作用があり、下部層ではAl成分の含有割合を多くして、高い高温硬さを具備せしめるが、下部層の平均組成を、
組成式:(Al1−XTiX)N
で表した場合、Alとの合量に占めるTiの含有割合を示すX値が割合(原子比、以下同じ)で0.3未満では、相対的にAlの割合が多くなって、すぐれた高温硬さは得られるものの十分な高温強度を確保することができないため、耐欠損性が低下するようになり、一方、Tiの割合を示す同X値が同0.7を越えると、相対的にAlの割合が少なくなり過ぎて、高温硬さが急激に低下し、この結果、摩耗進行が急激に促進するようになることから、X値を0.3〜0.7と定めた。
また、その平均層厚が0.5μm未満では、自身のもつすぐれた高温硬さ、高温強度を硬質被覆層に長期に亘って付与できず、工具寿命短命の原因となり、一方、その平均層厚が5μmを越えると、チッピングが発生し易くなることから、下部層の平均層厚を0.5〜5μmと定めた。
中間層は、AlとCrの複合窒化物層((Al,Cr)N層)あるいはAlとCrとMの複合窒化物層((Al,Cr,M)N層。ここで、Mは、Crを除く周期律表4a,5a,6a族の元素、Si、B、Yのうちから選ばれた1種又は2種以上の添加成分。)で構成されており、その構成成分であるAl成分には高温硬さと耐熱性を向上させ、同Cr成分には高温強度を向上させ、また、CrとAlの共存含有によって高温耐酸化性を向上させる作用があり、さらに、M成分のうちの、Crを除く周期律表4a,5a,6a族の元素、Si、B、には硬質被覆層の耐摩耗性を向上させる作用があり、さらに、Yには硬質被覆層の高温耐酸化性を向上させる作用がある。
中間層の平均組成を、
組成式:(Al1−PCrP)NQ
で表したとき、Alとの合量に占めるCrの含有割合を示すP値(原子比)が、0.2未満であると、溶着性の高い被削材の高速重切削加工において最小限必要とされる高温強度を確保することができないため欠損を発生しやすくなり、一方、P値(原子比)が0.6を超えると、相対的なAl含有割合の減少により、高温硬さの低下、耐熱性の低下が生じ、偏摩耗の発生、熱塑性変形の発生等により耐摩耗性の向上が期待できなくなるので、Alとの合量に占めるCrの含有割合(P値)(但し、原子比)を、0.2≦P≦0.6と定めた。
また、中間層における金属成分Al、Crの合計量を1とした場合、これら金属成分に対するN成分の含有割合(但し、原子比)を示すQ値が0.9≦Q<1の範囲を外れると、溶着性の高い被削材の高速切削加工において必要とされる高温硬さと高温強度を保持することができなくなるため、N成分の含有割合(Q値)(但し、原子比)を0.9≦Q<1と定めた。
中間層の平均組成を、
組成式:(Al1−R−SCrRMS)NT(ここで、Mは、Crを除く周期律表4a,5a,6a族の元素、Si、B、Yのうちから選ばれた1種又は2種以上の添加成分)
で表したとき、AlとMとの合量に占めるCrの含有割合を示すR値(原子比)が、0.10未満であると、溶着性の高い被削材の高速重切削加工において最小限必要とされる高温強度を確保することができないため耐欠損性が低下し、一方、R値(原子比)が0.54を超えると、相対的なAl含有割合の減少により、高温硬さの低下、耐熱性の低下が生じ、偏摩耗の発生、熱塑性変形の発生等により耐摩耗性の向上が期待できなくなる。さらに、AlとCrとの合量に占めるM成分の含有割合を示すS値(原子比)が0.01未満では、M成分を含有させたことによる耐摩耗性、高温耐酸化性等の特性向上が期待できず、一方、同S値が0.25を超えると、高温強度に低下傾向が現れ、欠損が発生しやすくなることから、R値を0.10〜0.54、S値を0.01〜0.25と定めた。なお、R値、S値のそれぞれがこの範囲内の値であっても、(R+S)の値が0.2未満では耐摩耗性、高温耐酸化性向上効果を期待できず、一方、(R+S)の値が0.6を超えると摩耗進行が急速に促進されるため、(R+S)の値を、0.2≦R+S≦0.6と定めた。また、中間層における金属成分Al、Cr、Mの合計量を1とした場合、これら金属成分に対するN成分の含有割合(但し、原子比)を示すT値が0.9≦T<1の範囲を外れると、溶着性の高い被削材の高速切削加工において必要とされる高温硬さと高温強度を保持することができなくなるため、N成分の含有割合(T値)(但し、原子比)を0.9≦T<1と定めた。
上部層を構成する組成傾斜AlCrN層あるいは組成傾斜AlCrMN層は、中間層側から上部層表面に向かってN含有割合(β値、ε値)が減少する濃度分布構造を有している。そのため、中間層近傍の上部層は、中間層の平均組成に近い組成を有し、中間層と上部層は組成的に連続性をもった層として形成されることから、中間層と上部層という2層構造で形成されていたとしても、層間の接合強度が高く、かつ、すぐれた高温硬さ、高温強度、耐熱性を備えた上部層が形成される。一方、上部層の表面側へ向かうにしたがって、(Al,Cr)N層あるいは(Al,Cr,M)N層中のN含有割合が減少するため、上部層の表面には、熱伝導性、熱放散性にすぐれしかも表面平滑性のすぐれた層が形成され、被削材との潤滑性が改善される。
上部層の組成を、
組成式:(Al1−αCrα)Nβ
で表した場合、AlとCrの合量に占めるCrの含有割合(α値)は、中間層の場合と同様な理由から、0.2≦α≦0.6(但し、α値は原子比)と定めた。
また、上部層の表面において、AlとCrの合計量を1とした場合、これに対するN成分の含有割合(β値)が0.35を超えると、上部層表面における熱伝導性、熱放散性、表面平滑性の向上効果が少なく、その結果、被削材との潤滑性、耐摩耗性が十分でなくなることから、上部層の表面におけるN成分の、AlとCrの合計量に対する含有割合(β値)を0≦β≦0.35(但し、β値は原子比)と定めた。なお、ここで、βの値が0(ゼロ)とは、上部層表面が、AlとCrの複合窒化物ではなく、AlとCrの合金で形成されていることに他ならないが、この発明では、上部層表面がAlとCrの複合窒化物であるばかりでなく、Al−Cr合金で形成される場合をも含め、便宜上、組成傾斜AlCrN層という。
上部層の組成を、
組成式:(Al1−γ−δCrγMδ)Nε(ここで、Mは、Crを除く周期律表4a,5a,6a族の元素、Si、B、Yのうちから選ばれた1種又は2種以上の添加成分)
で表した場合、AlとCrとMの含有割合γ値、δ値は、中間層の場合と同様な理由から、0.10≦γ≦0.54、0.01≦δ≦0.25、0.2≦γ+δ≦0.6(但し、γ値、δ値はいずれも原子比)と定めた。
また、上部層の表面において、AlとCrとMの合計量を1とした場合、これに対するN成分の含有割合(ε値)が0.35を超えると、上部層表面における熱伝導性、熱放散性、表面平滑性の向上効果が少なく、その結果、被削材との潤滑性、耐摩耗性が十分でなくなることから、上部層の表面におけるN成分の、AlとCrの合計量に対する含有割合(ε値)を0≦ε≦0.35(但し、ε値は原子比)と定めた。なお、ε値が0(ゼロ)とは、上部層表面が、AlとCrとMの複合窒化物ではなく、AlとCrとMの合金で形成されていることに他ならないが、この発明では、上部層表面がAlとCrとMの複合窒化物であるばかりでなく、Al−Cr−M合金で形成される場合をも含め、便宜上、組成傾斜AlCrMN層という。
下部層、中間層および上部層からなる硬質被覆層の最表面に、下部層と同様な平均組成(即ち、組成式:(Al1−XTiX)Nで表した場合、0.3≦X≦0.7(但し、X値は原子比)を満足する平均組成)の層厚の薄い(Al,Ti)N層を最表面層として蒸着形成すると、この最表面層は、中間層および上部層の特性を何ら損なうことなく、硬質被覆層全体としての耐摩耗性、耐欠損性をより一層向上させることができる。最表面層の層厚は、0.2〜0.6μmとすることが必要であり、その層厚が0.2μm未満では、耐摩耗性、耐欠損性の向上を期待することはできず、一方、その層厚が0.6μmを超えると、溶着性の高い被削材に対する耐溶着性が低下し、欠損の原因となるからである。
(b)まず、装置内を排気して0.1Pa以下の真空に保持しながら、ヒーターで装置内を500℃に加熱した後、前記回転テーブル上で自転しながら回転する工具基体に−1000Vの直流バイアス電圧を印加し、かつAl−Ti合金からなるカソード電極とアノード電極との間に100Aの電流を流してアーク放電を発生させ、もって工具基体表面をボンバード洗浄し、
(c)次に、装置内に反応ガスとして窒素ガスを導入して4Paの反応雰囲気とすると共に、前記回転テーブル上で自転しながら回転する工具基体に−100Vの直流バイアス電圧を印加し、かつ、上記Al−Ti合金からなるカソード電極(蒸発源)とアノード電極との間に120Aの電流を流してアーク放電を発生させ、前記工具基体の表面に、表3、表5に示される目標平均組成、目標平均層厚の(Al,Ti)N層からなる下部層を蒸着形成し、
(d)次に、同じく4Paの窒素ガス雰囲気中で、前記回転テーブル上で自転しながら回転する工具基体に−100Vの直流バイアス電圧を印加し、かつ、上記Al−Cr合金あるいはAl−Cr−M合金からなるカソード電極(蒸発源)とアノード電極との間に120Aの電流を流してアーク放電を発生させ、前記下部層の表面に、同じく表3、表5に示される目標平均組成、目標平均層厚の(Al,Cr)N層あるいは(Al,Cr,M)N層からなる中間層を蒸着形成し、
(e)次に、前記Al−Cr合金あるいはAl−Cr−M合金からなるカソード電極(蒸発源)とアノード電極との間のアーク放電を継続させつつ、同時に、装置内雰囲気を窒素ガス雰囲気からアルゴンガス雰囲気へと徐々に切り替え、最終的には0.5Paの窒素−アルゴン混合ガス雰囲気中あるいはアルゴンガス雰囲気中で、上記Al−Cr合金あるいはAl−Cr−M合金からなるカソード電極(蒸発源)とアノード電極との間に120Aの電流を流してアーク放電を発生させて、表4、表6に示される目標組成、目標平均層厚の組成傾斜AlCrN層あるいは組成傾斜AlCrMN層からなる上部層を蒸着形成し、
(f)次に、装置内雰囲気をアルゴンガス雰囲気から窒素ガス雰囲気へと切り替え、4Paの窒素ガス雰囲気中で、上記Al−Ti合金からなるカソード電極(蒸発源)とアノード電極との間に120Aの電流を流してアーク放電を発生させて、表4、表6に示される目標平均組成、目標平均層厚の(Al,Ti)N層からなる最表面層を蒸着形成し、
本発明被覆工具としての本発明表面被覆スローアウエイチップ(以下、本発明被覆チップと云う)1〜16をそれぞれ製造した。
(a)上記工具基体A−1〜A−10およびB−1〜B−6を、アセトン中で超音波洗浄し、乾燥した状態で、図1に示されるアークイオンプレーティング装置内の回転テーブル上の中心軸から半径方向に所定距離離れた位置に外周部にそって装着し、また、カソード電極(蒸発源)として、所定組成のAl−Ti合金およびAl−Cr合金あるいはAl−Cr−M合金を配置し、
(b)まず、装置内を排気して0.1Pa以下の真空に保持しながら、ヒーターで装置内を500℃に加熱した後、前記回転テーブル上で自転しながら回転する工具基体に−1000Vの直流バイアス電圧を印加し、かつAl−Ti合金からなるカソード電極とアノード電極との間に100Aの電流を流してアーク放電を発生させ、もって工具基体表面をボンバード洗浄し、
(c)次に、装置内に反応ガスとして窒素ガスを導入して4Paの反応雰囲気とすると共に、前記回転テーブル上で自転しながら回転する工具基体に−100Vの直流バイアス電圧を印加し、かつ、上記Al−Ti合金からなるカソード電極(蒸発源)とアノード電極との間に120Aの電流を流してアーク放電を発生させ、前記工具基体の表面に、表3、表5に示される目標平均組成、目標平均層厚の(Al,Ti)N層からなる下部層を蒸着形成し、
(d)次に、同じく4Paの窒素ガス雰囲気中で、前記回転テーブル上で自転しながら回転する工具基体に−100Vの直流バイアス電圧を印加し、かつ、上記Al−Cr合金あるいはAl−Cr−M合金からなるカソード電極(蒸発源)とアノード電極との間に120Aの電流を流してアーク放電を発生させ、前記下部層の表面に、同じく表3、表5に示される目標平均組成、目標平均層厚の(Al,Cr)N層あるいは(Al,Cr,M)N層からなる上部層(表3、表5中で、(注)を付した中間層がこれに相当)を蒸着形成し、
比較被覆工具としての比較表面被覆スローアウエイチップ(以下、比較被覆チップと云う)1〜16をそれぞれ製造した。
被削材:JIS・S10Cの丸棒、
切削速度: 240 m/min.、
切り込み: 2.4 mm、
送り: 0.35 mm/rev.、
切削時間: 10 分、
の条件(切削条件A)での軟鋼の乾式高速連続高切込み切削加工試験(通常の切削速度、切込みは、それぞれ、150m/min.、1.5mm)、
被削材:JIS・SUS304の長さ方向等間隔4本縦溝入り丸棒、
切削速度: 280 m/min.、
切り込み: 1.5 mm、
送り: 0.50 mm/rev.、
切削時間: 5 分、
の条件(切削条件B)でのステンレス鋼の乾式高速断続高送り切削加工試験(通常の切削速度、送りは、それぞれ、180m/min.、0.3mm/rev.)、
被削材:JIS・S55Cの丸棒、
切削速度: 280 m/min.、
切り込み: 2.5 mm、
送り: 0.25 mm/rev.、
切削時間: 10 分、
の条件(切削条件C)での炭素鋼の乾式高速連続高切込み切削加工試験(通常の切削速度、切込みは、それぞれ、180m/min.、1.5mm)、
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。
本発明被覆工具としての本発明表面被覆超硬製エンドミル(以下、本発明被覆エンドミルと云う)1〜8をそれぞれ製造した。
比較被覆工具としての比較表面被覆超硬製エンドミル(以下、比較被覆エンドミルと云う)1〜8をそれぞれ製造した。
本発明被覆エンドミル1〜3および比較被覆エンドミル1〜3については、
被削材−平面寸法:100mm×250mm、厚さ:50mmのJIS・SUS304の板材、
切削速度: 90 m/min.、
溝深さ(切り込み): 4.2 mm、
テーブル送り: 130 mm/分、
の条件でのステンレス鋼の湿式高速高切込み溝切削加工試験(通常の切削速度および切り込みは、それぞれ、50m/min.、3mm)、
本発明被覆エンドミル4〜6および比較被覆エンドミル4〜6については、
被削材−平面寸法:100mm×250mm、厚さ:50mmのJIS・S55Cの板材、
切削速度: 180 m/min.、
溝深さ(切り込み): 5 mm、
テーブル送り: 420 mm/分、
の条件での炭素鋼の乾式高速高送り溝切削加工試験(通常の切削速度および送りは、それぞれ、100m/min.、240mm/分)、
本発明被覆エンドミル7、8および比較被覆エンドミル7、8については、
被削材−平面寸法:100mm×250mm、厚さ:50mmのJIS・S10Cの板材、
切削速度: 160 m/min.、
溝深さ(切り込み): 18 mm、
テーブル送り: 250 mm/分、
の条件での軟鋼の乾式高速高切込み溝切削加工試験(通常の切削速度および切り込みは、それぞれ、100m/min.、12mm)、
をそれぞれ行い、いずれの高速溝切削加工試験でも切刃部の外周刃の逃げ面摩耗幅が使用寿命の目安とされる0.1mmに至るまでの切削溝長を測定した。この測定結果を表10、11にそれぞれ示した。
本発明被覆工具としての本発明表面被覆超硬製ドリル(以下、本発明被覆ドリルと云う)1〜8をそれぞれ製造した。
比較被覆工具としての比較表面被覆超硬製ドリル(以下、比較被覆ドリルと云う)1〜8をそれぞれ製造した。
被削材−平面寸法:100mm×250mm、厚さ:50mmのJIS・S55Cの板材、
切削速度: 150 m/min.、
送り: 0.28 mm/rev、
穴深さ: 8 mm、
の条件での炭素鋼の湿式高速高送り穴あけ切削加工試験(通常の切削速度および送りは、それぞれ、80m/min.、0.15mm/rev)、
本発明被覆ドリル4〜6および比較被覆ドリル4〜6については、
被削材−平面寸法:100mm×250mm、厚さ:50mmのJIS・S10Cの板材、
切削速度: 140 m/min.、
送り: 0.40 mm/rev、
穴深さ: 15 mm、
の条件での軟鋼の湿式高速高送り穴あけ切削加工試験(通常の切削速度および送りは、それぞれ、80m/min.、0.25mm/rev)、
本発明被覆ドリル7、8および比較被覆ドリル7、8については、
被削材−平面寸法:100mm×250mm、厚さ:50mmのJIS・SUS304の板材、
切削速度: 150 m/min.、
送り: 0.36 mm/rev、
穴深さ: 28 mm、
の条件でのステンレス鋼の湿式高速高送り穴あけ切削加工試験(通常の切削速度および送りは、それぞれ、80m/min.、0.20mm/rev)、
をそれぞれ行い、いずれの湿式高速穴あけ切削加工試験(水溶性切削油使用)でも先端切刃面の逃げ面摩耗幅が0.3mmに至るまでの穴あけ加工数を測定した。この測定結果を表13、14にそれぞれ示した。
また、上記本発明被覆工具の上部層を構成する組成傾斜AlCrN層あるいは組成傾斜AlCrMN層の表面の組成を、同じく透過型電子顕微鏡を用いてのエネルギー分散X線分析法により測定したところ、表面のN含有割合は、目標β値、目標ε値と、実質的に同じ値を示した。
Claims (3)
- 炭化タングステン基超硬合金または炭窒化チタン基サーメットで構成された工具基体の表面に、
(a)下部層として、0.5〜5μmの平均層厚を有し、
組成式:(Al1−XTiX)N
で表した場合、0.3≦X≦0.7(但し、X値は原子比)を満足する平均組成のAlとTiの複合窒化物層、
(b)中間層として、0.5〜5μmの平均層厚を有し、
組成式:(Al1−PCrP)NQ
で表した場合、0.2≦P≦0.6、0.9≦Q<1(但し、P値、Q値はいずれも原子比)を満足する平均組成のAlとCrの複合窒化物層、
(c)上部層として、0.3〜1μmの平均層厚を有し、
組成式:(Al1−αCrα)Nβ
で表した場合、0.2≦α≦0.6(但し、α値は原子比)を満足するAlとCrの平均組成割合を有し、かつ、上部層における窒素含有割合(β値。但し、原子比)が、中間層側から上部層表面に向かって減少する濃度分布構造を有し、しかも、上部層表面における窒素含有割合(β値)が、0≦β≦0.35を満足する組成傾斜型のAlとCrの複合窒化物層、
上記(a)〜(c)で構成された硬質被覆層を備えた表面被覆切削工具。 - 炭化タングステン基超硬合金または炭窒化チタン基サーメットで構成された工具基体の表面に、
(a)下部層として、0.5〜5μmの平均層厚を有し、
組成式:(Al1−XTiX)N
で表した場合、0.3≦X≦0.7(但し、X値は原子比)を満足する平均組成のAlとTiの複合窒化物層、
(b)中間層として、0.5〜5μmの平均層厚を有し、
組成式:(Al1−R−SCrRMS)NT(ここで、Mは、Crを除く周期律表4a,5a,6a族の元素、Si、B、Yのうちから選ばれた1種又は2種以上の添加成分)
で表した場合、0.10≦R≦0.54、0.01≦S≦0.25、0.2≦R+S≦0.6、0.9≦T<1(但し、R値、S値、T値はいずれも原子比)を満足する平均組成のAlとCrとMの複合窒化物層、
(c)上部層として、0.3〜1μmの平均層厚を有し、
組成式:(Al1−γ−δCrγMδ)Nε(ここで、Mは、Crを除く周期律表4a,5a,6a族の元素、Si、B、Yのうちから選ばれた1種又は2種以上の添加成分)
で表した場合、0.10≦γ≦0.54、0.01≦δ≦0.25、0.2≦γ+δ≦0.6(但し、γ値、δ値はいずれも原子比)を満足するAlとCrとMの平均組成割合を有し、かつ、上部層における窒素含有割合(ε値。但し、原子比)が、中間層側から上部層表面に向かって減少する濃度分布構造を有し、しかも、上部層表面における窒素含有割合(ε値)が、0≦ε≦0.35を満足する組成傾斜型のAlとCrの複合窒化物層、
上記(a)〜(c)で構成された硬質被覆層を備えた表面被覆切削工具。 - 請求項1または請求項2に記載の表面被覆切削工具において、
最表面層として、0.2〜0.6μmの平均層厚を有し、
組成式:(Al1−XTiX)N
で表した場合、0.3≦X≦0.7(但し、X値は原子比)を満足する平均組成のAlとTiの複合窒化物層を、上部層の表面にさらに蒸着形成したことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の表面被覆切削工具。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007301197A JP5088480B2 (ja) | 2007-11-21 | 2007-11-21 | 表面被覆切削工具 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007301197A JP5088480B2 (ja) | 2007-11-21 | 2007-11-21 | 表面被覆切削工具 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009125833A true JP2009125833A (ja) | 2009-06-11 |
JP5088480B2 JP5088480B2 (ja) | 2012-12-05 |
Family
ID=40817265
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007301197A Expired - Fee Related JP5088480B2 (ja) | 2007-11-21 | 2007-11-21 | 表面被覆切削工具 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5088480B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011083876A (ja) * | 2009-10-19 | 2011-04-28 | Mitsubishi Materials Corp | 表面被覆切削工具 |
JP2014076500A (ja) * | 2012-10-09 | 2014-05-01 | Mitsubishi Materials Corp | 表面被覆切削工具 |
JP2014079836A (ja) * | 2012-10-16 | 2014-05-08 | Mitsubishi Materials Corp | 表面被覆切削工具 |
JP2014079835A (ja) * | 2012-10-16 | 2014-05-08 | Mitsubishi Materials Corp | 表面被覆切削工具 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003034859A (ja) * | 2001-07-23 | 2003-02-07 | Kobe Steel Ltd | 切削工具用硬質皮膜およびその製造方法並びに硬質皮膜形成用ターゲット |
JP2005262388A (ja) * | 2004-03-18 | 2005-09-29 | Sumitomo Electric Hardmetal Corp | 表面被覆切削工具 |
JP2005305576A (ja) * | 2004-04-20 | 2005-11-04 | Sumitomo Electric Hardmetal Corp | 被覆切削工具 |
JP2006082210A (ja) * | 2004-09-17 | 2006-03-30 | Sumitomo Electric Hardmetal Corp | 表面被覆切削工具 |
JP2006082209A (ja) * | 2004-09-17 | 2006-03-30 | Sumitomo Electric Hardmetal Corp | 表面被覆切削工具 |
JP2007038383A (ja) * | 2005-08-05 | 2007-02-15 | Mitsubishi Materials Corp | 難削材の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表面被覆超硬合金製切削工具 |
-
2007
- 2007-11-21 JP JP2007301197A patent/JP5088480B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003034859A (ja) * | 2001-07-23 | 2003-02-07 | Kobe Steel Ltd | 切削工具用硬質皮膜およびその製造方法並びに硬質皮膜形成用ターゲット |
JP2005262388A (ja) * | 2004-03-18 | 2005-09-29 | Sumitomo Electric Hardmetal Corp | 表面被覆切削工具 |
JP2005305576A (ja) * | 2004-04-20 | 2005-11-04 | Sumitomo Electric Hardmetal Corp | 被覆切削工具 |
JP2006082210A (ja) * | 2004-09-17 | 2006-03-30 | Sumitomo Electric Hardmetal Corp | 表面被覆切削工具 |
JP2006082209A (ja) * | 2004-09-17 | 2006-03-30 | Sumitomo Electric Hardmetal Corp | 表面被覆切削工具 |
JP2007038383A (ja) * | 2005-08-05 | 2007-02-15 | Mitsubishi Materials Corp | 難削材の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表面被覆超硬合金製切削工具 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011083876A (ja) * | 2009-10-19 | 2011-04-28 | Mitsubishi Materials Corp | 表面被覆切削工具 |
JP2014076500A (ja) * | 2012-10-09 | 2014-05-01 | Mitsubishi Materials Corp | 表面被覆切削工具 |
JP2014079836A (ja) * | 2012-10-16 | 2014-05-08 | Mitsubishi Materials Corp | 表面被覆切削工具 |
JP2014079835A (ja) * | 2012-10-16 | 2014-05-08 | Mitsubishi Materials Corp | 表面被覆切削工具 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5088480B2 (ja) | 2012-12-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2009061520A (ja) | 高速切削加工で硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆切削工具 | |
JP5041222B2 (ja) | 表面被覆切削工具 | |
JP5088480B2 (ja) | 表面被覆切削工具 | |
JP5196122B2 (ja) | 表面被覆切削工具 | |
JP2009125832A (ja) | 表面被覆切削工具 | |
JP5445847B2 (ja) | 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、耐摩耗性を発揮する表面被覆切削工具 | |
JP2009119551A (ja) | 高速高送り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表面被覆切削工具 | |
JP5035527B2 (ja) | 表面被覆切削工具 | |
JP2007069276A (ja) | 高硬度鋼の高速切削加工で硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆切削工具 | |
JP5099495B2 (ja) | 表面被覆切削工具 | |
JP2007007765A (ja) | 高硬度鋼の高速切削加工で硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆切削工具 | |
JP4678582B2 (ja) | 高硬度鋼の高速切削加工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 | |
JP2006289537A (ja) | 高硬度鋼の高速切削加工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 | |
JP5077743B2 (ja) | 硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性と耐摩耗性を発揮する表面被覆切削工具 | |
JP2009095916A (ja) | 表面被覆切削工具 | |
JP5476842B2 (ja) | 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、耐摩耗性を発揮する表面被覆切削工具 | |
JP5239950B2 (ja) | 溶着生の高い被削材の重切削加工で硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性と耐摩耗性を発揮する表面被覆切削工具 | |
JP2007307690A (ja) | 高速切削加工で硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆切削工具 | |
JP2009119550A (ja) | 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 | |
JP2009285764A (ja) | 高速高送り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表面被覆切削工具 | |
JP2008188739A (ja) | 難削材の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表面被覆切削工具 | |
JP2008188738A (ja) | 難削材の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表面被覆切削工具 | |
JP2008188737A (ja) | 難削材の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表面被覆切削工具 | |
JP2008173750A (ja) | 高速切削加工で硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆切削工具 | |
JP5239953B2 (ja) | 溶着性の高い被削材の重切削加工で硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性と耐摩耗性を発揮する表面被覆切削工具 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100929 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120731 |
|
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: 20120815 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120828 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150921 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 5088480 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |