JP2014213432A - 切削工具 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 基体5の表面に、Al2O3層12を含む多層からなる被覆層6を設け、逃げ面3における被覆層6の最表面は、球状で頂部に平坦部を有する形状からなる頂部平坦球状粒子20が並んだ構成からなり、かつ逃げ面3における被覆層6の最表面には深クラック21と浅クラック22とが存在する切削インサート1である。
【選択図】 図1
Description
が接触して被覆層に衝撃がかかっても、従来の被覆層の最表層のように、頂部が尖った一部の粒子や球状粒子の頂部のみに衝撃が集中して被覆層にチッピングや突発欠損が発生することが抑制できる。また、例え被覆層を構成する粒子が衝撃に耐えきれずに欠けて微小クラックが入ったとしても、微小クラックが進展すると被覆層の表面に存在する深クラックおよび浅クラックに合流して、クラックの進展方向が曲げられる。これによって、クラックの進展が抑制される結果、逃げ面に生じるチッピングや突発欠損を抑制することができる。
態となる。逃げ面において研磨加工を施すこともできるが、過剰品質による製造コストが高くならないように、逃げ面3では研磨していない。
最表面のスキューネス(Rsk)は−0.3〜−10.0である。
以上の場合には、被覆層6を構成する粒子が柱状であるという。
また、本実施態様のインサートの製造方法の一実施態様について説明する。
まず、基体の直上に1層目としてTiN層を形成する。TiN層の成膜条件としては、混合ガス組成として四塩化チタン(TiCl4)ガスを0.5〜10体積%、窒素(N2)ガスを10〜60体積%の割合で含み、残りが水素(H2)ガスからなる混合ガスを用い、成膜温度を800〜940℃、圧力を8〜50kPaにて成膜される。
最表層を成膜する前の前処理条件としては、まず、メタンガスを0.5〜2.5体積%、残りが水素(H2)ガスからなる混合ガスをチャンバ内に導入し、炉内温度を950〜1025℃、圧力を5〜15kPaとして10〜60分保持し、その後、四塩化チタン(TiCl4)ガスを1〜5体積%、残りが水素(H2)ガスからなる混合ガスをチャンバ内に導入する条件とする。そして、成膜温度を950〜1050℃、圧力を5〜15kPaとして、四塩化チタン(TiCl4)ガスを0.5〜10体積%、窒素(N2)ガスを5〜30体積%、残りが水素(H2)ガスからなる混合ガスをチャンバ内に導入してTiN層を成膜する。
を施し、0.5〜100Paの真空中、1400℃で1時間焼成して超硬合金を作製した。さらに、作製した超硬合金に対して、ブラシ加工にてすくい面側について刃先処理(Rホーニング)を施した。
01に準拠して、カットオフ値0,25mm、基準長さ0.8mm、走査速度0.1mm/秒とした。さらに、電界放出型走査顕微鏡(FE−SEM)を用いて後方散乱電子回折像(EBSD)解析からAl2O3層の各粒子の結晶方位を特定し、これに基づいてカラーマップを作成して、c軸配向したAl2O3粒子の比率(c軸配向割合)を算出した。結果は表3に示した。
<切削条件>
切削方法:旋削
被切削材:SCM435 4本溝入丸棒
切削速度:150m/分
送り量:0.5mm/rev
切り込み量:2.0mm
切削条件:湿式切削
評価項目:逃げ面のチッピングや欠損により工具寿命に至った時間と、5分間切削した後の切刃状態を観察した。
12では、最表層を構成するTiN粒子の形状が尖頭状の頂部の粒子を含む粒状となり、逃げ面にチッピングが発生した。また、前処理2を行わないで最表層であるTiN層を成膜した試料No.13では、浅クラックが発生せず、逃げ面の被覆層に剥離が発生した。そして、最表層であるTiN層を成膜する際に、成膜条件が最後まで同じ条件で成膜した試料No.14では、逃げ面の最表層を構成するTiN粒子の形状が頂部に平坦部がない球状となり、逃げ面の被覆層に剥離が発生した。さらに、Al2O3層を成膜する際に、成膜条件が最後まで同じ条件で成膜し、その上部にTiN層を成膜したが、逃げ面におけるTiN層を研磨除去してAl2O3層を露出させた試料No.15では、逃げ面にチッピングが発生した。
2 すくい面
3 逃げ面
4 切刃
5 基体
6 被覆層
7 TiN層
8、9 MT−TiCN層
10 HT−TiCN層
11 中間層
12 Al2O3層
14 最表層
20 頂部平坦球状粒子
21 深クラック
22 浅クラック
Claims (7)
- 基体の表面に、Al2O3層を含む多層からなる被覆層を設けた切削工具であって、逃げ面における前記被覆層の最表面は、球状で頂部に平坦部を有する形状からなる頂部平坦球状粒子が並んだ構成からなり、かつ前記逃げ面における被覆層の最表面には深クラックと浅クラックとが存在する切削工具。
- 前記逃げ面における前記被覆層の最表面がAl2O3層またはTiN層からなる請求項1記載の切削工具。
- 前記頂部平坦球状粒子の平均粒径が0.5〜2μmである請求項1または2記載の切削工具。
- 前記逃げ面における前記被覆層の最表面のスキューネス(Rsk)が−0.15〜−0
.5である請求項1乃至3のいずれか記載の切削工具。 - 前記逃げ面における前記被覆層の前記Al2O3層は、平面視でc軸配向した粒子の数が50%以上の割合からなる請求項1記載の切削工具。
- 前記逃げ面における前記被覆層の最表面において、前記深クラックおよび前記浅クラックを合わせた平均クラック間間隔が2〜10μmである請求項1乃至5のいずれか記載の切削工具。
- すくい面における前記被覆層の最表面は、研磨加工されている請求項1乃至6のいずれか記載の切削工具。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2016031921A1 (ja) * | 2014-08-27 | 2016-03-03 | 京セラ株式会社 | 切削インサートおよび切削工具並びに切削加工物の製造方法 |
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-
2013
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JPWO2016031921A1 (ja) * | 2014-08-27 | 2017-06-15 | 京セラ株式会社 | 切削インサートおよび切削工具並びに切削加工物の製造方法 |
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