JP2590130B2 - 被覆切削工具の製造方法 - Google Patents
被覆切削工具の製造方法Info
- Publication number
- JP2590130B2 JP2590130B2 JP62208848A JP20884887A JP2590130B2 JP 2590130 B2 JP2590130 B2 JP 2590130B2 JP 62208848 A JP62208848 A JP 62208848A JP 20884887 A JP20884887 A JP 20884887A JP 2590130 B2 JP2590130 B2 JP 2590130B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- base material
- coating
- cutting tool
- coated cutting
- film
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、耐摩耗性と共に靭性を必要とされるフライ
ス切削用被覆切削工具の製造方法を関するものである。
ス切削用被覆切削工具の製造方法を関するものである。
（従来の技術） 従来、フライス切削用の被覆工具はPVD法やCVD法によ
るものが用いられてきたが、前者は膜の密着強度の低さ
のため剥離、摩耗が目立ち、また後者は被膜直下の脆弱
な層の生成などの理由で欠損が目立ち、十分な性能を発
揮するに至っていない。そこで、これらの問題をクリア
すべく低温で被覆が可能なMT−CVD法が注目され始めて
おり、例えば特開昭62−44572号が知られている。
るものが用いられてきたが、前者は膜の密着強度の低さ
のため剥離、摩耗が目立ち、また後者は被膜直下の脆弱
な層の生成などの理由で欠損が目立ち、十分な性能を発
揮するに至っていない。そこで、これらの問題をクリア
すべく低温で被覆が可能なMT−CVD法が注目され始めて
おり、例えば特開昭62−44572号が知られている。
該特開ではTi（CN）膜の生成プロセスは次の（Ｉ）式
に従うとしている。
に従うとしている。
2TiCl4＋2CH3CN＋3H2→2Ti（CN）＋6HCl＋2CH3Cl …
（Ｉ） （発明が解決しようとする問題点） しかしながら、該特開による被覆方法では、実際は被
覆温度が800℃以下になると、膜の密着強度が低下し、
十分な切削性能を発揮することができないのが現状であ
る。我々は該現象が次の２つの原因に寄因することをつ
きつめた。
（Ｉ） （発明が解決しようとする問題点） しかしながら、該特開による被覆方法では、実際は被
覆温度が800℃以下になると、膜の密着強度が低下し、
十分な切削性能を発揮することができないのが現状であ
る。我々は該現象が次の２つの原因に寄因することをつ
きつめた。
原因１）被覆温度が低くなるに従って母材と皮膜間の物
質の相互拡散が著しく減少する。
質の相互拡散が著しく減少する。
原因２）炭窒素源として分解しやすい有機化合物を用い
ているため、反応式（Ｉ）に従う化学量論比での反応で
は系内のＣ濃度が高すぎ、実際は副生成物としてCH3Cl
が生成されず遊離炭素（F.C.）が被覆時に母材皮膜境界
に析出する。
ているため、反応式（Ｉ）に従う化学量論比での反応で
は系内のＣ濃度が高すぎ、実際は副生成物としてCH3Cl
が生成されず遊離炭素（F.C.）が被覆時に母材皮膜境界
に析出する。
この現象は被覆温度が低くなるほど顕著であり、被覆
温度の低下と共にF.C.析出量は増大する。
温度の低下と共にF.C.析出量は増大する。
上記に鑑み本発明はこのような問題点を解消するため
開発されたものである。
開発されたものである。
（問題点を解決するための手段） 即ち本発明の被覆切削工具の製造方法は、超硬合金ま
たはサーメット母材に周期律表のIV a族金属のハロゲン
化物と有機窒素化合物を化学蒸着法で反応させ、IV a族
金属の炭窒化物を被覆する際、被覆温度が550〜950℃あ
り、かつ母材中に遊離炭素（F.C.）が存在する母材を用
い、母材皮膜界面にF.C.の析出がないことを特徴とする
ものである。
たはサーメット母材に周期律表のIV a族金属のハロゲン
化物と有機窒素化合物を化学蒸着法で反応させ、IV a族
金属の炭窒化物を被覆する際、被覆温度が550〜950℃あ
り、かつ母材中に遊離炭素（F.C.）が存在する母材を用
い、母材皮膜界面にF.C.の析出がないことを特徴とする
ものである。
以下に詳細に本発明を詳述する。
前記した２つの原因による密着強度の低下を解決する
ための手段として発明者は鋭意考究の結果次のような結
論に達した。
ための手段として発明者は鋭意考究の結果次のような結
論に達した。
すなわち、最初よりF.C.を含有する母材を用いること
により、気相中のＣ成分固相F.C.の反応の平衡を左に
ずらすことにより気相中からのF.C.の析出量を低下させ
ることができる。
により、気相中のＣ成分固相F.C.の反応の平衡を左に
ずらすことにより気相中からのF.C.の析出量を低下させ
ることができる。
また、従来かような低温では母材表面での金属原子と
母材から拡散供給されるＣとの反応によるTi（CN）皮膜
の形成は起こりにくく、これは母材中のＣ原子はすべて
他の元素との結合格子中に組み込まれており、この結合
手を断ち切って拡散するだけのエネルギーが、かような
低温では得られにくいからである。
母材から拡散供給されるＣとの反応によるTi（CN）皮膜
の形成は起こりにくく、これは母材中のＣ原子はすべて
他の元素との結合格子中に組み込まれており、この結合
手を断ち切って拡散するだけのエネルギーが、かような
低温では得られにくいからである。
しかしながら、母材中にF.C.が存在する場合、このＣ
−Ｃ結合エネルギーは比較的小さく、Ｃ原子の移動度は
大であり、かような低温においても十分拡散し、気相中
のTi原子と皮膜を作り得るのである。
−Ｃ結合エネルギーは比較的小さく、Ｃ原子の移動度は
大であり、かような低温においても十分拡散し、気相中
のTi原子と皮膜を作り得るのである。
（作用） 以上述べた理由によりF.C.含有母材を用いることによ
り気相からのF.C.析出を押さえ、かつ母材−皮膜間の物
質拡散を促進させるという理由で、皮膜−母材間の密着
強度が著しく上昇し、従来のMT−CVD法では強い密着強
度が得られなかったような低温でも本法によれば十分な
密着強度の皮膜を得ることができる。
り気相からのF.C.析出を押さえ、かつ母材−皮膜間の物
質拡散を促進させるという理由で、皮膜−母材間の密着
強度が著しく上昇し、従来のMT−CVD法では強い密着強
度が得られなかったような低温でも本法によれば十分な
密着強度の皮膜を得ることができる。
このような低温化で被覆された被覆は超微粒化されて
おり、耐摩耗性特に靭性のすぐれた被覆切削工具とな
る。
おり、耐摩耗性特に靭性のすぐれた被覆切削工具とな
る。
なお、母材中のF.C.含有量ｘがｘ＜0.01（wt％）の場
合、F.C.含有の効果が表われないことが経験的に分って
いる。なお、被覆温度は550℃未満では切削工具として
実用に耐える被覆膜と母材との接着強度が得られず、95
0℃を超えると通常のCVD法との差が認められないため好
ましくない。
合、F.C.含有の効果が表われないことが経験的に分って
いる。なお、被覆温度は550℃未満では切削工具として
実用に耐える被覆膜と母材との接着強度が得られず、95
0℃を超えると通常のCVD法との差が認められないため好
ましくない。
（実施例） 以下に本発明の実施例を述べる。
実施例１ 各濃度のF.C.を含有したWC−Co基超硬合金を作製し、
これらを母材として、原料ガスとしてTiCl4,HfCl4,CH3C
N,H2を用い、CVD法にて650〜800℃にて反応させ２〜３
μｍのTi（CN）被覆合金を得た。
これらを母材として、原料ガスとしてTiCl4,HfCl4,CH3C
N,H2を用い、CVD法にて650〜800℃にて反応させ２〜３
μｍのTi（CN）被覆合金を得た。
これを以下の条件でフライス切削した。結果を第１表
に示す。
に示す。
被削材（JIS分類）:SCM435,フライス用カッタボディ:
DPG4160R（住友電工型番），切削工具チップ型:SPMN422
（住友電工型番），切削速度Ｖ＝406m/min,送りｆ＝0.1
18mm/刃，切り込みｄ＝2.0mm 実施例２ 各濃度F.C.含有した（Ti,Ta,W）（CN）基サーメット
母材を作製し原料ガスとしてZrCl4,CH3（NH）2CH3,H2を
用い、CVD法にて750℃で反応させ、Zr（CN）を２〜３μ
ｍ被覆した。これをＶ＝150m/min,f＝0.18mm/rev,d＝2m
m,被削材SCM35,チップ型SNG432の条件で４溝靭性テスト
を行なった。結果を第２表に示す。
DPG4160R（住友電工型番），切削工具チップ型:SPMN422
（住友電工型番），切削速度Ｖ＝406m/min,送りｆ＝0.1
18mm/刃，切り込みｄ＝2.0mm 実施例２ 各濃度F.C.含有した（Ti,Ta,W）（CN）基サーメット
母材を作製し原料ガスとしてZrCl4,CH3（NH）2CH3,H2を
用い、CVD法にて750℃で反応させ、Zr（CN）を２〜３μ
ｍ被覆した。これをＶ＝150m/min,f＝0.18mm/rev,d＝2m
m,被削材SCM35,チップ型SNG432の条件で４溝靭性テスト
を行なった。結果を第２表に示す。
実施例３ WC−10％（Ti,Ta,Nb）CN−６％Coの組成でF.C.を0.04
wt％含有し、表面付近に脱β層（WCとCoのみからなる強
靭層）を20μｍ有する超硬合金チップ（型番SNMG432）
を母材として用い、この上に被覆層を生成したサンプル
Ａ（TiCN（８μｍ）／母材）、サンプルＢ（Al2O3（１
μｍ）/TiCN（７μｍ）／母材）、サンプルＣ（TiCN
（7.5μｍ）/TiN（0.5μｍ）／母材）を作成した。この
ときのTi（CN）被覆層の生成は、原料ガスとしてTiC
l4、CH3CN、H2、N2を用い、950℃で行った。
wt％含有し、表面付近に脱β層（WCとCoのみからなる強
靭層）を20μｍ有する超硬合金チップ（型番SNMG432）
を母材として用い、この上に被覆層を生成したサンプル
Ａ（TiCN（８μｍ）／母材）、サンプルＢ（Al2O3（１
μｍ）/TiCN（７μｍ）／母材）、サンプルＣ（TiCN
（7.5μｍ）/TiN（0.5μｍ）／母材）を作成した。この
ときのTi（CN）被覆層の生成は、原料ガスとしてTiC
l4、CH3CN、H2、N2を用い、950℃で行った。
また、比較の為に、上述と同組成ではあるが、F.C.を
含まない（F.C.＝0.00wt％）超硬合金を母材とし、その
上にサンプルＡと同条件で被覆層を生成させた比較サン
プルＤ（TiCN（８μｍ）／母材）を作成した。
含まない（F.C.＝0.00wt％）超硬合金を母材とし、その
上にサンプルＡと同条件で被覆層を生成させた比較サン
プルＤ（TiCN（８μｍ）／母材）を作成した。
これらのサンプルを用い、下に示す切削条件１、２で
旋削加工し、評価を行った。
旋削加工し、評価を行った。
切削条件１（耐欠損性評価） 被削材:SCM435（HB230）４溝材 切削速度:100m/min 送り:0.3mm/rev 切込み:2mm 切削油：なし （各８コーナーずつ加工し、各コーナーの欠損までの平
均時間で評価） 切削条件２（耐摩耗性評価） 被削材（JIS分類）:SCr420（ブリネル硬度HB180）シャ
フト外径加工形 切削速度:170m/min 送り:0.35mm/rev 切込み:1.0mm 切削油：水溶性 加工数:100個（実切削時間25分） これらの結果を第３表に示す。この様に、本発明品で
は断続が厳しい旋削加工でもフライス加工の場合と同様
に優れた結果が得られている。
均時間で評価） 切削条件２（耐摩耗性評価） 被削材（JIS分類）:SCr420（ブリネル硬度HB180）シャ
フト外径加工形 切削速度:170m/min 送り:0.35mm/rev 切込み:1.0mm 切削油：水溶性 加工数:100個（実切削時間25分） これらの結果を第３表に示す。この様に、本発明品で
は断続が厳しい旋削加工でもフライス加工の場合と同様
に優れた結果が得られている。
また、耐摩耗性についても、本発明品では、膜の剥離
がなく、これに起因する摩耗の進行が無いため、優れた
結果がえられている。
がなく、これに起因する摩耗の進行が無いため、優れた
結果がえられている。
（発明の効果） 以上述べた様に本発明によれば耐摩耗性と共に靭性の
優れた被覆切削工具が得られる。
優れた被覆切削工具が得られる。
Claims (1)
- 【請求項１】超硬合金またはサーメット母材に周期律表
のIV a族金属のハロゲン化物の有機窒素化合物を化学蒸
着法で反応させ、IV a族金属の炭窒化物を被覆する際、
被覆温度が550〜950℃でありかつ母材中に遊離炭素（F.
C.）が存在する母材を用い、母材−皮膜界面にF.C.の析
出がないことを特徴とする被覆切削工具の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62208848A JP2590130B2 (ja) | 1987-08-22 | 1987-08-22 | 被覆切削工具の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62208848A JP2590130B2 (ja) | 1987-08-22 | 1987-08-22 | 被覆切削工具の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6451231A JPS6451231A (en) | 1989-02-27 |
| JP2590130B2 true JP2590130B2 (ja) | 1997-03-12 |
Family
ID=16563105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62208848A Expired - Fee Related JP2590130B2 (ja) | 1987-08-22 | 1987-08-22 | 被覆切削工具の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2590130B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2775955B2 (ja) * | 1990-01-31 | 1998-07-16 | 三菱マテリアル株式会社 | 耐摩耗性に優れたコーティングサーメットの製造法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS531112A (en) * | 1976-06-18 | 1978-01-07 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Multiple coated super hard alloy and its production |
| JPS597349B2 (ja) * | 1977-03-18 | 1984-02-17 | 三菱マテリアル株式会社 | 被覆超硬合金工具 |
| DE3431892C2 (de) * | 1984-08-30 | 1996-08-08 | Corning Glass Works | Matrize aus einem kohlenstoffarmen Stahl, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung |
| JPS6244572A (ja) * | 1985-08-21 | 1987-02-26 | Hitachi Carbide Tools Ltd | 表面被覆工具 |
-
1987
- 1987-08-22 JP JP62208848A patent/JP2590130B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6451231A (en) | 1989-02-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4312989B2 (ja) | αアルミナ被覆切削工具 | |
| JP3452726B2 (ja) | 多層被覆硬質工具 | |
| JP3382781B2 (ja) | 多層被覆硬質工具 | |
| SE514737C2 (sv) | Belagt skärverktyg av hårdmetall | |
| JPS6142789B2 (ja) | ||
| JP3384110B2 (ja) | 被覆切削工具とその製造方法 | |
| CN117283004B (zh) | 一种含孪晶强化的TiBx涂层的刀具及其制备方法 | |
| JP2590139B2 (ja) | 被覆切削工具 | |
| JP3962300B2 (ja) | 酸化アルミニウム被覆工具 | |
| JP3291775B2 (ja) | 表面被覆切削工具 | |
| WO2021069492A1 (en) | A coated cutting tool | |
| JP4761335B2 (ja) | ＴｉＺｒ炭窒化物皮膜被覆工具の製造方法 | |
| JP2590130B2 (ja) | 被覆切削工具の製造方法 | |
| JP4114741B2 (ja) | チタンクロム化合物皮膜被覆工具 | |
| JP3282592B2 (ja) | 高速切削で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 | |
| JP3159572B2 (ja) | 高強度被覆物体 | |
| JP3408267B2 (ja) | 結晶配向の多層被覆焼結合金 | |
| JP2926883B2 (ja) | 耐摩耗性に優れた表面被覆硬質部材 | |
| JPS6312940B2 (ja) | ||
| JP2576996B2 (ja) | 被覆切削工具の製造法 | |
| JPS6244572A (ja) | 表面被覆工具 | |
| JP3236903B2 (ja) | 表面被覆切削工具 | |
| JP2926882B2 (ja) | 耐摩耗性に優れた表面被覆硬質部材 | |
| JPH10310878A (ja) | 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 | |
| JP2913763B2 (ja) | 切削工具・耐摩工具用表面被覆硬質部材 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |