JP2556086B2 - Ａ▲ｌ▼およびＡ▲ｌ▼合金切削用ブレ−カ−付表面被覆切削チップ - Google Patents
Ａ▲ｌ▼およびＡ▲ｌ▼合金切削用ブレ−カ−付表面被覆切削チップInfo
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- JP2556086B2 JP2556086B2 JP63053265A JP5326588A JP2556086B2 JP 2556086 B2 JP2556086 B2 JP 2556086B2 JP 63053265 A JP63053265 A JP 63053265A JP 5326588 A JP5326588 A JP 5326588A JP 2556086 B2 JP2556086 B2 JP 2556086B2
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- cutting
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- tungsten carbide
- alloys
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、AlおよびAl合金の切削に用いた場合に、
これらの切削屑に対してすぐれた耐溶着性を示し、この
結果すぐれた耐摩耗性を長期に亘つて発揮するようにな
るブレーカー付表面被覆切削チツプに関するものであ
る。
これらの切削屑に対してすぐれた耐溶着性を示し、この
結果すぐれた耐摩耗性を長期に亘つて発揮するようにな
るブレーカー付表面被覆切削チツプに関するものであ
る。
従来、一般に、AlおよびAl合金の切削には、重量％で
（以下％は重量％を示す）、Co:4〜６％を含有し、さら
に必要に応じてTi、Ta、およびNbの炭化物および窒化物
（以下、（Ti,Ta,Nb）Ｃ・Ｎで示す）のうちの１種また
は２種以上:0.5〜3.5％を含有し、残りが炭化タングス
テン（以下WCで示す）と不可避不純物からなる組成を有
するWC基超硬合金で構成され、かつ切刃のすくい面に15
゜〜18゜のすくい角でブレーカーが形成された切削チツ
プが用いられている。
（以下％は重量％を示す）、Co:4〜６％を含有し、さら
に必要に応じてTi、Ta、およびNbの炭化物および窒化物
（以下、（Ti,Ta,Nb）Ｃ・Ｎで示す）のうちの１種また
は２種以上:0.5〜3.5％を含有し、残りが炭化タングス
テン（以下WCで示す）と不可避不純物からなる組成を有
するWC基超硬合金で構成され、かつ切刃のすくい面に15
゜〜18゜のすくい角でブレーカーが形成された切削チツ
プが用いられている。
しかし、上記の従来切削チツプにおいては、Alおよび
Al合金の切削時に発生した切削屑が切刃のすくい面に溶
着し、かつこれの溶着力はきわめて強く、この結果切削
中に溶着した切削屑がすくい面から剥がされる時に、切
刃の一部をもぎ去り、ミクロのチツピングとなることか
ら、比較的短かい使用寿命しか示さないのが現状であ
る。
Al合金の切削時に発生した切削屑が切刃のすくい面に溶
着し、かつこれの溶着力はきわめて強く、この結果切削
中に溶着した切削屑がすくい面から剥がされる時に、切
刃の一部をもぎ去り、ミクロのチツピングとなることか
ら、比較的短かい使用寿命しか示さないのが現状であ
る。
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、Alお
よびAl合金を切削した場合に、切削屑の切刃すくい面へ
の溶着がなく、すぐれた耐摩耗性を示す切削チツプを開
発すべく、特に上記の従来切削チツプに着目し研究を行
なつた結果、従来切削チツプにおけるWC基超硬合金基体
のCo含有量を0.5〜3.5％に低減すると共に、切刃のすく
い面に形成されるブレーカーのすくい角を一段と大きい
20゜〜35゜とし、かつ切削チツプの表面に、通常の化学
蒸着法を用い、ダイヤモンド被覆層を形成すると、Alお
よびAl合金切削層の切刃すくい面への溶着が著しく抑制
されるようになつて、ミクロチツピングの発生がなくな
り、さらに上記基体にISO（International Standarizat
ion Organization）規格でC01〜C08の微量の遊離炭素を
均一に分散含有させておくと、これの表面に形成される
ダイヤモンド被覆層の密着性が一段と向上するようにな
つて、より一層の使用寿命の延命化がはかれるようにな
るという知見を得たのである。
よびAl合金を切削した場合に、切削屑の切刃すくい面へ
の溶着がなく、すぐれた耐摩耗性を示す切削チツプを開
発すべく、特に上記の従来切削チツプに着目し研究を行
なつた結果、従来切削チツプにおけるWC基超硬合金基体
のCo含有量を0.5〜3.5％に低減すると共に、切刃のすく
い面に形成されるブレーカーのすくい角を一段と大きい
20゜〜35゜とし、かつ切削チツプの表面に、通常の化学
蒸着法を用い、ダイヤモンド被覆層を形成すると、Alお
よびAl合金切削層の切刃すくい面への溶着が著しく抑制
されるようになつて、ミクロチツピングの発生がなくな
り、さらに上記基体にISO（International Standarizat
ion Organization）規格でC01〜C08の微量の遊離炭素を
均一に分散含有させておくと、これの表面に形成される
ダイヤモンド被覆層の密着性が一段と向上するようにな
つて、より一層の使用寿命の延命化がはかれるようにな
るという知見を得たのである。
この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであ
つて、 Co:0.5〜3.5％、 を含有し、さらに必要に応じて、 （ａ） ISO規格でC01〜C08の微量の遊離炭素、 （ｂ） （Ti,Ta,Nb）Ｃ・Ｎのうちの１種または２種以
上:0.5〜3.5％、 以上（ａ）および（ｂ）のいずれか、あるいは両方を
含有し、残りがWCと不可避不純物からなる組成（上記遊
離炭素を含有する場合には、遊離炭素が微細均一に分散
した組織をもつようになる）を有するWC基超硬合金の基
体の表面に、ダイヤモンド被覆層を形成し、かつ切刃の
すくい面に形成されたブレーカーのすくい角を20゜〜35
゜としたAlおよびAl合金切削用ブレーカー付表面被覆切
削チツプに特徴を有するものである。
つて、 Co:0.5〜3.5％、 を含有し、さらに必要に応じて、 （ａ） ISO規格でC01〜C08の微量の遊離炭素、 （ｂ） （Ti,Ta,Nb）Ｃ・Ｎのうちの１種または２種以
上:0.5〜3.5％、 以上（ａ）および（ｂ）のいずれか、あるいは両方を
含有し、残りがWCと不可避不純物からなる組成（上記遊
離炭素を含有する場合には、遊離炭素が微細均一に分散
した組織をもつようになる）を有するWC基超硬合金の基
体の表面に、ダイヤモンド被覆層を形成し、かつ切刃の
すくい面に形成されたブレーカーのすくい角を20゜〜35
゜としたAlおよびAl合金切削用ブレーカー付表面被覆切
削チツプに特徴を有するものである。
つぎに、この発明の切削チツプにおいて、基体の成分
組成、およびブレーカーのすくい角を上記の通りに限定
した理由を説明する。
組成、およびブレーカーのすくい角を上記の通りに限定
した理由を説明する。
（ａ） Co含有量 Co成分は、結合相を形成し、基体の靭性を向上させる
作用をもつが、その含有量が0.5％未満では所望の靭性
を確保することができず、切刃に欠損が発生し易くな
り、一方その含有量が3.5％を超えると、AlおよびAl合
金切削屑が溶着し易くなるほか、ダイヤモンド被覆層の
密着性が低下するようになることから、その含有量を0.
5〜3.5％と定めた。
作用をもつが、その含有量が0.5％未満では所望の靭性
を確保することができず、切刃に欠損が発生し易くな
り、一方その含有量が3.5％を超えると、AlおよびAl合
金切削屑が溶着し易くなるほか、ダイヤモンド被覆層の
密着性が低下するようになることから、その含有量を0.
5〜3.5％と定めた。
（ｂ） 遊離炭素含有量 遊離炭素には、基体表面に蒸着したダイヤモンドの黒
鉛化を阻止すると共に、これの基体への密着性を一段と
向上させる作用があるので、必要に応じて含有される
が、その含有割合がISOでC01未満では前記作用に所望の
効果が得られず、一方その含有割合が同C08を越えると
基体の靭性が低下するようになることから、その含有割
合をISO規格でC01〜C08の微量とした。
鉛化を阻止すると共に、これの基体への密着性を一段と
向上させる作用があるので、必要に応じて含有される
が、その含有割合がISOでC01未満では前記作用に所望の
効果が得られず、一方その含有割合が同C08を越えると
基体の靭性が低下するようになることから、その含有割
合をISO規格でC01〜C08の微量とした。
（ｃ） （Ti,Ta,Nb）Ｃ・Ｎ （Ti,Ta,Nb）Ｃ・Ｎには、基体の硬さを高め、耐摩耗
性を向上させる作用があるので必要に応じて含有される
が、その含有量が0.5％未満では前記作用に所望の効果
が得られず、一方その含有量が3.5％を越えると、靭性
が低下し、切刃にチツピングが発生し易くなることか
ら、その含有量を0.5〜3.5％と定めた。
性を向上させる作用があるので必要に応じて含有される
が、その含有量が0.5％未満では前記作用に所望の効果
が得られず、一方その含有量が3.5％を越えると、靭性
が低下し、切刃にチツピングが発生し易くなることか
ら、その含有量を0.5〜3.5％と定めた。
（ｄ） ブレーカーのすくい角 そのすくい角が20゜未満では、切削屑の流れがスムー
ズに行かず、溶着が起り易くなり、ダイヤモンド被覆層
に剥離が生じるようになり、一方そのすくい角が35゜を
越えると、切刃に欠損が発生し易くなることから、ブレ
ーカーのすくい角を20゜〜35゜と定めた。
ズに行かず、溶着が起り易くなり、ダイヤモンド被覆層
に剥離が生じるようになり、一方そのすくい角が35゜を
越えると、切刃に欠損が発生し易くなることから、ブレ
ーカーのすくい角を20゜〜35゜と定めた。
つぎに、この発明の切削チツプを実施例により具体的
に説明する。
に説明する。
原料粉末として、いずれも0.8〜3.2μｍの範囲内の平
均粒径を有するWC粉末、TaC粉末、NbC粉末、TiN粉末、T
aN粉末、NbN粉末、（W,Ti）・Ｃ粉末、およびCo粉末を
用意し、さらに微細なカーボンブラツクを用意し、これ
ら原料粉末を所定の配合組成に配合し、混合した後、圧
粉体にプレス成形し、この圧粉体のうち、Co配合量が２
％以上のものは真空中、温度:1460℃に２時間保持の条
件で焼結し、またCo配合量が２％未満のものは、真空
中、温度:1460℃に１時間保持の条件で焼結し、さらに1
400℃でHIP処理を行なつて、それぞれ第１表に示される
成分組成をもつた基体素材とし、この基体素材に研磨加
工 にて同じく第１表に示されるすくい角のブレーカーを形
成して基体とし、引続いてこれら基体に、熱電子放射材
法を用い、基体表面から3cm離れて置かれた金属タング
ステンフイラメントを2000℃に加熱し、CH4とH2の混合
反応ガス（CH4/H2:容量比で1/99）を炉内圧力を20torr
に保持しながら、300ml/minの割合で導入し、気相析出
反応をそれぞれ所定時間行なわしめて、第１表に示され
る平均層厚のダイヤモンド層を形成することによつて本
発明ブレーカー付表面被覆切削チツプ（以下本発明被覆
チツプという）１〜20および比較ブレーカー付表面被覆
切削チツプ（以下比較被覆チツプという）１〜４をそれ
ぞれ製造した。
均粒径を有するWC粉末、TaC粉末、NbC粉末、TiN粉末、T
aN粉末、NbN粉末、（W,Ti）・Ｃ粉末、およびCo粉末を
用意し、さらに微細なカーボンブラツクを用意し、これ
ら原料粉末を所定の配合組成に配合し、混合した後、圧
粉体にプレス成形し、この圧粉体のうち、Co配合量が２
％以上のものは真空中、温度:1460℃に２時間保持の条
件で焼結し、またCo配合量が２％未満のものは、真空
中、温度:1460℃に１時間保持の条件で焼結し、さらに1
400℃でHIP処理を行なつて、それぞれ第１表に示される
成分組成をもつた基体素材とし、この基体素材に研磨加
工 にて同じく第１表に示されるすくい角のブレーカーを形
成して基体とし、引続いてこれら基体に、熱電子放射材
法を用い、基体表面から3cm離れて置かれた金属タング
ステンフイラメントを2000℃に加熱し、CH4とH2の混合
反応ガス（CH4/H2:容量比で1/99）を炉内圧力を20torr
に保持しながら、300ml/minの割合で導入し、気相析出
反応をそれぞれ所定時間行なわしめて、第１表に示され
る平均層厚のダイヤモンド層を形成することによつて本
発明ブレーカー付表面被覆切削チツプ（以下本発明被覆
チツプという）１〜20および比較ブレーカー付表面被覆
切削チツプ（以下比較被覆チツプという）１〜４をそれ
ぞれ製造した。
なお、比較被覆チツプ１〜４は、いずれも成分組成お
よびブレーカーのすくい角のうちのいずれかの条件（第
１表で※印を付した条件）がこの発明の範囲から外れた
ものである。
よびブレーカーのすくい角のうちのいずれかの条件（第
１表で※印を付した条件）がこの発明の範囲から外れた
ものである。
また、比較の目的で、切削チツプの成分組成およびブ
レーカーのすくい角を第１表に示されるものとし、かつ
ダイヤモンド被覆層の形成を行なわない以外は同一の条
件で従来ブレーカー付切削チツプ（以下従来チツプとい
う）１〜４を製造した。
レーカーのすくい角を第１表に示されるものとし、かつ
ダイヤモンド被覆層の形成を行なわない以外は同一の条
件で従来ブレーカー付切削チツプ（以下従来チツプとい
う）１〜４を製造した。
ついで、これらの各種のチツプについて、 被削材:Al−11％Si合金、 切削速度:500m/min、送り:0.15mm/rev.、 切込み:2mm、 の条件でAl合金の連続乾式切削試験を行ない、使用寿命
に至るまでの切削時間を測定すると共に、試験後の切刃
の状態を観察し、第１表に示した。
に至るまでの切削時間を測定すると共に、試験後の切刃
の状態を観察し、第１表に示した。
第１表に示される結果から、本発明被覆チツプ１〜20
は、いずれもAl合金切削屑に対してすぐれた耐溶着性を
示し、かつダイヤモンド被覆層のもつすぐれた耐摩耗性
と合まつて著しく長い切削寿命を示すのに対して、従来
チツプ１〜４では、Al合金切削屑の切刃ブレーカー面へ
の溶着が著しく、これが原因でミクロチツピングを起
し、短かい切削寿命しか示さず、また比較被覆チツプ１
〜４に見られるように、基体の成分組成あるいはブレー
カーのすくい角のいずれでも、この発明の範囲から外れ
ると、所望の切削寿命を示さないことが明らかである。
は、いずれもAl合金切削屑に対してすぐれた耐溶着性を
示し、かつダイヤモンド被覆層のもつすぐれた耐摩耗性
と合まつて著しく長い切削寿命を示すのに対して、従来
チツプ１〜４では、Al合金切削屑の切刃ブレーカー面へ
の溶着が著しく、これが原因でミクロチツピングを起
し、短かい切削寿命しか示さず、また比較被覆チツプ１
〜４に見られるように、基体の成分組成あるいはブレー
カーのすくい角のいずれでも、この発明の範囲から外れ
ると、所望の切削寿命を示さないことが明らかである。
上述のように、この発明のブレーカー付表面被覆切削
チツプは、特にAlおよびAl合金の切削に用いた場合に、
著しく長期に亘つてすぐれた切削性能を発揮するのであ
る。
チツプは、特にAlおよびAl合金の切削に用いた場合に、
著しく長期に亘つてすぐれた切削性能を発揮するのであ
る。
Claims (4)
- 【請求項１】Co:0.5〜3.5重量％を含有し、残りが炭化
タングステンと不可避不純物からなる組成を有する炭化
タングステン基超硬合金の基体の表面に、ダイヤモンド
被覆層を形成し、かつ切刃のすくい面に形成されたブレ
ーカーのすくい角を20゜〜35゜としたことを特徴とする
AlおよびAl合金切削用ブレーカー付表面被覆切削チツ
プ。 - 【請求項２】Co:0.5〜3.5重量％、およびISO規格でC01
〜C08の微量の遊離炭素を含有し、残りが炭化タングス
テンと不可避不純物からなる組成、並びに上記遊離炭素
が微細均一に分散した組織を有する炭化タングステン基
超硬合金の基体の表面に、ダイヤモンド被覆層を形成
し、かつ切刃のすくい面に形成されたブレーカーのすく
い角を20゜〜35゜としたことを特徴とするAlおよびAl合
金切削用ブレーカー付表面被覆切削チツプ。 - 【請求項３】Co:0.5〜3.5重量％を含有し、さらにTi、T
a、およびNbの炭化物および窒化物のうちの１種または
２種以上:0.5〜3.5重量％を含有し、残りが炭化タング
ステンと不可避不純物からなる組成を有する炭化タング
ステン基超硬合金の基体の表面に、ダイヤモンド被覆層
を形成し、かつ切刃のすくい面に形成されたブレーカー
のすくい角を20゜〜35゜としたことを特徴とするAlおよ
びAl合金切削用ブレーカー付表面被覆切削チツプ。 - 【請求項４】Co:0.5〜3.5重量％、およびISO規格で、C0
1〜C08の微量の遊離炭素を含有し、さらにTi、Ta、およ
びNbの炭化物および窒化物のうちの１種または２種以
上:0.5〜3.5重量％を含有し、残りが炭化タングステン
と不可避不純物からなる組成、並びに上記遊離炭素が微
細均一に分散した組織を有する炭化タングステン基超硬
合金の表面に、ダイヤモンド被覆層を形成し、かつ切刃
のすくい面に形成されたブレーカーのすくい角を20゜〜
35゜としたことを特徴とするAlおよびAl合金切削用ブレ
ーカー付表面被覆切削チツプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63053265A JP2556086B2 (ja) | 1988-03-07 | 1988-03-07 | Ａ▲ｌ▼およびＡ▲ｌ▼合金切削用ブレ−カ−付表面被覆切削チップ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63053265A JP2556086B2 (ja) | 1988-03-07 | 1988-03-07 | Ａ▲ｌ▼およびＡ▲ｌ▼合金切削用ブレ−カ−付表面被覆切削チップ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01228703A JPH01228703A (ja) | 1989-09-12 |
| JP2556086B2 true JP2556086B2 (ja) | 1996-11-20 |
Family
ID=12937935
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63053265A Expired - Lifetime JP2556086B2 (ja) | 1988-03-07 | 1988-03-07 | Ａ▲ｌ▼およびＡ▲ｌ▼合金切削用ブレ−カ−付表面被覆切削チップ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2556086B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0784643B2 (ja) * | 1989-12-26 | 1995-09-13 | 東芝タンガロイ株式会社 | 高靭性被覆超硬合金 |
| DE10028792A1 (de) * | 2000-06-15 | 2001-12-20 | Leica Microsystems | Messer |
| WO2015075829A1 (ja) * | 2013-11-25 | 2015-05-28 | オーエスジー株式会社 | ダイヤモンド被膜超硬工具 |
| CN110527891B (zh) * | 2019-09-16 | 2021-11-02 | 东华大学 | 低钴硬质合金表面金刚石涂层及其制备方法 |
| CN115011917B (zh) * | 2022-05-18 | 2023-06-06 | 湖南工业职业技术学院 | 一种基于真空热蒸镀的金刚石颗粒表面改性方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS603922B2 (ja) * | 1980-09-03 | 1985-01-31 | 日本油脂株式会社 | 切削工具 |
-
1988
- 1988-03-07 JP JP63053265A patent/JP2556086B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01228703A (ja) | 1989-09-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
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