JP2556088B2 - 表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削チップ - Google Patents
表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削チップInfo
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- JP2556088B2 JP2556088B2 JP63074951A JP7495188A JP2556088B2 JP 2556088 B2 JP2556088 B2 JP 2556088B2 JP 63074951 A JP63074951 A JP 63074951A JP 7495188 A JP7495188 A JP 7495188A JP 2556088 B2 JP2556088 B2 JP 2556088B2
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- Japan
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- cutting
- cemented carbide
- based cemented
- cutting tip
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- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、特にすぐれた耐欠損性を有する表面被覆
炭化タングステン（以下WCで示す）基超硬合金製切削チ
ップに関するものである。
炭化タングステン（以下WCで示す）基超硬合金製切削チ
ップに関するものである。
従来、一般に、切削チップとして、WC基超硬合金基体
の表面に、化学蒸着法や物理蒸着法を用いて、周期律表
の4a,5a,および6a族金属の炭化物、窒化物、および酸化
物、並びにこれらの２種以上の固溶体、さらに酸化した
アルミニウム（以下、Al2O3で示す）のうちの１種の単
層あるいは２種以上の複層からなる硬質被覆属を形成し
てなる表面被覆WC基超硬合金製のものが広く用いられて
いる。
の表面に、化学蒸着法や物理蒸着法を用いて、周期律表
の4a,5a,および6a族金属の炭化物、窒化物、および酸化
物、並びにこれらの２種以上の固溶体、さらに酸化した
アルミニウム（以下、Al2O3で示す）のうちの１種の単
層あるいは２種以上の複層からなる硬質被覆属を形成し
てなる表面被覆WC基超硬合金製のものが広く用いられて
いる。
しかし、上記の従来WC基超硬合金切削チップは、高速
切削や、高送りおよび高切込みなどの重切削、さらに断
続切削などに用いた場合に、切刃に欠けやチッピングが
発生し易く、比較的短時間で使用寿命に至るものであ
る。
切削や、高送りおよび高切込みなどの重切削、さらに断
続切削などに用いた場合に、切刃に欠けやチッピングが
発生し易く、比較的短時間で使用寿命に至るものであ
る。
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、上記
の従来表面被覆WC基超硬合金製切削チップに着目し、こ
れにすぐれた耐欠損性を付与すべく研究を行なった結
果、硬質被覆層を化学蒸着法で形成すると硬質被覆層中
に引張応力が残留し、一方物理蒸着法で形成すると硬質
被覆層中に圧縮応力が残留するようになり、したがって
硬質被覆層が化学蒸着法および物理蒸着法のいずれかで
形成される従来表面被覆WC基超硬合金製切削チップにお
いては、硬質被覆層中に引張応力および圧縮応力のうち
のいずれかが残留するようになり、この残留応力が原因
で切削中に硬質被覆層に欠けやチッピングが発生し易く
なるものであり、しかして、硬質被覆層を内層と外層に
分け、かつ前記内層を、炭化チタン（以下TiCで示す）
の単層、またはTiCと、Ti,Zr,およびHfの炭化物、窒化
物、炭窒化物、炭酸化物、および炭窒酸化物、並びに酸
化アルミニウム（以下Al2O3で示す）のうちの１種また
は２種以上との複層に限定し、また前記外層を、窒化チ
タン（以下TiNで示す）の単層、またはTiNと、Ti,Zr,お
よびHfの炭化物、窒化物、炭窒化物、炭酸化物、および
炭窒酸化物のうちの１種または２種以上との複層に限定
した上で、前記内層を化学蒸着法にて形成し、前記外層
を物理蒸着法にて形成すると、前記内層に残留した引張
応力と前記外層に残留した圧縮応力とが相殺し合って、
見掛上残留応力が存在しない状態となることから、硬質
被覆層の耐欠損性が著しく向上するようになり、切削中
の欠けやチッピングの発生が著しく抑制されるようにな
るという知見を得たのである。
の従来表面被覆WC基超硬合金製切削チップに着目し、こ
れにすぐれた耐欠損性を付与すべく研究を行なった結
果、硬質被覆層を化学蒸着法で形成すると硬質被覆層中
に引張応力が残留し、一方物理蒸着法で形成すると硬質
被覆層中に圧縮応力が残留するようになり、したがって
硬質被覆層が化学蒸着法および物理蒸着法のいずれかで
形成される従来表面被覆WC基超硬合金製切削チップにお
いては、硬質被覆層中に引張応力および圧縮応力のうち
のいずれかが残留するようになり、この残留応力が原因
で切削中に硬質被覆層に欠けやチッピングが発生し易く
なるものであり、しかして、硬質被覆層を内層と外層に
分け、かつ前記内層を、炭化チタン（以下TiCで示す）
の単層、またはTiCと、Ti,Zr,およびHfの炭化物、窒化
物、炭窒化物、炭酸化物、および炭窒酸化物、並びに酸
化アルミニウム（以下Al2O3で示す）のうちの１種また
は２種以上との複層に限定し、また前記外層を、窒化チ
タン（以下TiNで示す）の単層、またはTiNと、Ti,Zr,お
よびHfの炭化物、窒化物、炭窒化物、炭酸化物、および
炭窒酸化物のうちの１種または２種以上との複層に限定
した上で、前記内層を化学蒸着法にて形成し、前記外層
を物理蒸着法にて形成すると、前記内層に残留した引張
応力と前記外層に残留した圧縮応力とが相殺し合って、
見掛上残留応力が存在しない状態となることから、硬質
被覆層の耐欠損性が著しく向上するようになり、切削中
の欠けやチッピングの発生が著しく抑制されるようにな
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
って、WC基超硬合金基体の表面に、引張残留応力を有す
る平均層厚:7〜20μｍの内層と、圧縮残留応力を有する
平均層厚:2〜10μｍの外層からなる硬質被覆層を形成し
てなり、かつ前記内層を、TiCの単層、またはTiCと、T
i,Zr,およびHfの炭化物、窒化物、炭窒化物、炭酸化
物、および炭窒酸化物、並びに、Al2O3のうちの１種ま
たは２種以上との複層で構成し、前記外層を、TiNの単
層、またはTiNと、Ti,Zr,およびHfの炭化物、窒化物、
炭窒化物、炭酸化物、および炭窒酸化物のうちの１種ま
たは２種以上との複層で構成した表面被覆WC基超硬合金
製切削チップに特徴を有するものである。
って、WC基超硬合金基体の表面に、引張残留応力を有す
る平均層厚:7〜20μｍの内層と、圧縮残留応力を有する
平均層厚:2〜10μｍの外層からなる硬質被覆層を形成し
てなり、かつ前記内層を、TiCの単層、またはTiCと、T
i,Zr,およびHfの炭化物、窒化物、炭窒化物、炭酸化
物、および炭窒酸化物、並びに、Al2O3のうちの１種ま
たは２種以上との複層で構成し、前記外層を、TiNの単
層、またはTiNと、Ti,Zr,およびHfの炭化物、窒化物、
炭窒化物、炭酸化物、および炭窒酸化物のうちの１種ま
たは２種以上との複層で構成した表面被覆WC基超硬合金
製切削チップに特徴を有するものである。
なお、この発明の切削チップにおいて、内層の平均層
厚を７〜20μｍと定めたのは、その平均層厚が７μｍ未
満では所望のすぐれた耐摩耗性を確保することができ
ず、一方その平均層厚が20μｍを越えると、層厚が厚く
なりすぎて耐欠損性が低下するようになるという理由か
らであり、また外層の平均層厚を２〜10μｍと定めたの
は、同様に２μｍ未満では耐摩耗性が得られず、10μｍ
を越えると耐欠損性が低下するようになるという理由に
おるものである。
厚を７〜20μｍと定めたのは、その平均層厚が７μｍ未
満では所望のすぐれた耐摩耗性を確保することができ
ず、一方その平均層厚が20μｍを越えると、層厚が厚く
なりすぎて耐欠損性が低下するようになるという理由か
らであり、また外層の平均層厚を２〜10μｍと定めたの
は、同様に２μｍ未満では耐摩耗性が得られず、10μｍ
を越えると耐欠損性が低下するようになるという理由に
おるものである。
つぎに、この発明の切削チップを実施例により具体的
に説明する。
に説明する。
WC基超硬合金基体として、いずれも切削チップ形状:S
NMG 432を有するJIS規格M10製のもの、並びにWC−５％C
o−２％TiCN−３％TaCの内部組成（以上重量％、以下も
同じ）を有し、かつ表面部に厚さ:10μｍのWC−９％Co
からなる強靭層を有するもの２種を用意し、これら基体
の表面に、まず、第１表に示される組成および平均層厚
の内層を化学蒸着法を用い、通常の条件で形成し、この
場合第１層形成後にＸ線回折法にて引張残留応力を測定
し（なお、第２層以降の内層にも引張応力が残留するよ
うになるが、第１層で確認されたので、その測定を省略
する）、ついで、同じく第１表に示される組成および平
均層厚の外層を物理蒸着法の１種であるイオンプレーテ
ィング法を用い、通常の条件で形成し（この場合も第１
層形成後の圧縮残留応力を同じく Ｘ線回折法にて測定し、第２層の圧縮残留応力の測定は
省略することによって、本発明表面被覆WC基超硬合金製
切削チップ（以下本発明被覆切削チップという）１〜25
および比較表面被覆WC基超硬合金製切削チップ（以下比
較被覆切削チップという）１〜４をそれぞれ製造した。
NMG 432を有するJIS規格M10製のもの、並びにWC−５％C
o−２％TiCN−３％TaCの内部組成（以上重量％、以下も
同じ）を有し、かつ表面部に厚さ:10μｍのWC−９％Co
からなる強靭層を有するもの２種を用意し、これら基体
の表面に、まず、第１表に示される組成および平均層厚
の内層を化学蒸着法を用い、通常の条件で形成し、この
場合第１層形成後にＸ線回折法にて引張残留応力を測定
し（なお、第２層以降の内層にも引張応力が残留するよ
うになるが、第１層で確認されたので、その測定を省略
する）、ついで、同じく第１表に示される組成および平
均層厚の外層を物理蒸着法の１種であるイオンプレーテ
ィング法を用い、通常の条件で形成し（この場合も第１
層形成後の圧縮残留応力を同じく Ｘ線回折法にて測定し、第２層の圧縮残留応力の測定は
省略することによって、本発明表面被覆WC基超硬合金製
切削チップ（以下本発明被覆切削チップという）１〜25
および比較表面被覆WC基超硬合金製切削チップ（以下比
較被覆切削チップという）１〜４をそれぞれ製造した。
なお、比較被覆切削チップ１〜４は、内層または外層
の平均層厚がこの発明の範囲から外れたものである。
の平均層厚がこの発明の範囲から外れたものである。
つぎに、この結果得られた各種の被覆切断チップ、並
びに別途用意した第１表に示される従来表面被覆WC基超
硬合金切削チップ（以下従来被覆切削チップという）1,
2について、 被削材:SCM415（硬さ:HB210）の丸棒、 切削速度:300m/min、 送 り:0.25mm/rev、 切込み:1mm、 切削油：水溶性、 の条件で鋼の連続高速切削試験を行ない、切刃の逃げ面
摩耗幅が0.4mmに達するか、あるいはすくい面摩耗深さ
が150μｍに達するまでの切削時間を測定した。なお、
欠損発生で使用寿命に至った場合には、それまでの時間
を切削時間とした。
びに別途用意した第１表に示される従来表面被覆WC基超
硬合金切削チップ（以下従来被覆切削チップという）1,
2について、 被削材:SCM415（硬さ:HB210）の丸棒、 切削速度:300m/min、 送 り:0.25mm/rev、 切込み:1mm、 切削油：水溶性、 の条件で鋼の連続高速切削試験を行ない、切刃の逃げ面
摩耗幅が0.4mmに達するか、あるいはすくい面摩耗深さ
が150μｍに達するまでの切削時間を測定した。なお、
欠損発生で使用寿命に至った場合には、それまでの時間
を切削時間とした。
また、切削試験後の切刃の状況も観察した。これらの
結果を第１表に示した。
結果を第１表に示した。
第１表に示される結果から、本発明被覆切削チップ１
〜25においては、いずれも内層には引張残留応力が存在
し、一方外層には圧縮留応力が存在するも、この両応力
は互いに相殺し合って見掛上応力が存在しない状態とな
っているので、切削中に切刃に欠損やチッピングの発生
が皆無で、正常摩耗を示し、長い切削時間を示すのに対
して、従来被覆切削チップ1,2では、硬質被覆層中に残
留する引張応力または圧縮応力が原因で欠損が発生し、
短かい切削時間しか示さず、また比較被覆切削チップ１
〜４に見られるように、内層または外層の層厚がこの発
明の範囲から外れても所望の耐摩耗性および耐欠損性を
確保することができないことが明らかである。
〜25においては、いずれも内層には引張残留応力が存在
し、一方外層には圧縮留応力が存在するも、この両応力
は互いに相殺し合って見掛上応力が存在しない状態とな
っているので、切削中に切刃に欠損やチッピングの発生
が皆無で、正常摩耗を示し、長い切削時間を示すのに対
して、従来被覆切削チップ1,2では、硬質被覆層中に残
留する引張応力または圧縮応力が原因で欠損が発生し、
短かい切削時間しか示さず、また比較被覆切削チップ１
〜４に見られるように、内層または外層の層厚がこの発
明の範囲から外れても所望の耐摩耗性および耐欠損性を
確保することができないことが明らかである。
上述のように、この発明の表面被覆WC基超硬合金製切
削チップは、すぐれた耐欠損性を有し、かつ耐摩耗性に
もすぐれているので、著しく長期に亘ってすぐれた切削
性能を発揮するものである。
削チップは、すぐれた耐欠損性を有し、かつ耐摩耗性に
もすぐれているので、著しく長期に亘ってすぐれた切削
性能を発揮するものである。
Claims (1)
- 【請求項１】炭化タングスイテン基超硬合金の基体の表
面に、引張残留応力を有する平均層厚:7〜20μｍの内層
と、圧縮残留応力を有する平均層厚:2〜10μｍの外層か
らなる硬質被覆層を形成してなり、かつ前記内層が、炭
化チタンの単層、または炭化チタンと、Ti,Zr,およびHf
の炭化物、窒化物、炭窒化物、炭酸化物、および炭窒酸
化物、並びに酸化アルミニウムのうちの１種または２種
以上との複層で構成され、前記外層が、窒化チタンの単
層、または窒化チタンと、Ti,Zr,およびHfの炭化物、窒
化物、炭窒化物、炭酸化物、および炭窒酸化物のうちの
１種または２種以上との複層で構成されたことを特徴と
する表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削チッ
プ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63074951A JP2556088B2 (ja) | 1988-03-29 | 1988-03-29 | 表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削チップ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63074951A JP2556088B2 (ja) | 1988-03-29 | 1988-03-29 | 表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削チップ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01252305A JPH01252305A (ja) | 1989-10-09 |
| JP2556088B2 true JP2556088B2 (ja) | 1996-11-20 |
Family
ID=13562143
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63074951A Expired - Lifetime JP2556088B2 (ja) | 1988-03-29 | 1988-03-29 | 表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削チップ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2556088B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5250367A (en) * | 1990-09-17 | 1993-10-05 | Kennametal Inc. | Binder enriched CVD and PVD coated cutting tool |
| KR100233154B1 (ko) * | 1990-09-17 | 1999-12-01 | 디. 티. 코퍼 | 화학적 증착 및 물리적 증착 피복 절삭공구 |
| DE19719195A1 (de) * | 1997-05-09 | 1998-11-12 | Widia Gmbh | Schneideinsatz zum Zerspanen und Verfahren zur Herstellung dieses Schneideinsatzes |
| JP4566158B2 (ja) * | 2006-05-29 | 2010-10-20 | 日立ツール株式会社 | 硬質皮膜被覆部材 |
| JP2008149390A (ja) * | 2006-12-14 | 2008-07-03 | Mitsubishi Materials Corp | 表面被覆切削工具 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63251129A (ja) * | 1987-04-01 | 1988-10-18 | Daijietsuto Kogyo Kk | 切削工具用のコ−テイング切刃 |
-
1988
- 1988-03-29 JP JP63074951A patent/JP2556088B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01252305A (ja) | 1989-10-09 |
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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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