JP2657235B2 - 被覆超硬質合金工具 - Google Patents
被覆超硬質合金工具Info
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- JP2657235B2 JP2657235B2 JP2108238A JP10823890A JP2657235B2 JP 2657235 B2 JP2657235 B2 JP 2657235B2 JP 2108238 A JP2108238 A JP 2108238A JP 10823890 A JP10823890 A JP 10823890A JP 2657235 B2 JP2657235 B2 JP 2657235B2
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- Expired - Lifetime
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- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Description
改良に関する。
に関しては数多くの製品が実用化されているが、その傾
向は耐摩耗性の向上を主眼とした改善であった。
領域も拡大し、荒加工、重断続切削等にも使用可能な工
具が要求されている。
上げに近い速度で行われるため、化学的な安定性にたい
しても長寿命化が求められている。しかし、超硬合金は
基本的に脆性材料であるためチッピング、衝撃等による
欠けが生じやすく、また皮膜に関しても連続切削でない
ため、膜相互間の密着性が十分でないと剥離しやすい。
当の合金にTiN等の窒化物を添加し、表面近傍に、いわ
ゆる脱ベータ層を作り(基体表面から5〜50ミクロン程
度をWC−Co相とする)、皮膜から伝播するクラック等の
伸展を阻害し、基体−皮膜の強度を高める方法が取られ
ている。(特開昭54−87719) しかし、この方法では、 1)基体中に多量の窒化物を添加するため、焼結性が悪
くなり、欠陥が発生しやすくなる。
分が同種の材料でないため、密着強度が弱く、特にTiC
の場合にはカーボンの移動による脱炭相が生じやすい等
の欠点がある。そのため、特開昭54−87719では、基体
中にフリーカーボンを0.01〜0.5%程度含有させる等の
対策を講じている。
途により特長を持たせる事が可能である。そのため化学
蒸着法(CVD)の特長を生かして、強度を優先する皮膜
の適用、すなわち、基体と皮膜間の脱炭層を少なくする
ためにはカーボンの移動を阻害する膜質を選定し、か
つ、基体−皮膜間の密着性を確保するため1つの層を薄
くすることに効果がある。
脱ベータ相を前提とし、脆弱な脱炭層の生成の防止に関
して種々検討した結果、CVD法でTiN皮膜を組み合わせる
と脱炭層の原因となるカーボンの移動が減少し脱炭層の
生成が著しく減少するが、同時に窒化物を基体上に被覆
するため基体−皮膜間の密着が悪く実用には適さなかっ
た。しかし、最内層にTiCを密着性が改善される程度組
み合わせる事により双方のパランスがとれ、脱ベータ相
による強度の向上、密着性をおとさずに、脱炭層を減少
する事が可能となり、総合的に重断続切削の衝撃による
チッピングや皮膜の剥離に対し、十分な強度の被覆工具
が得られた。
物、窒化物、炭窒化物の1種以上と、Fe族、Cr族の1種
以上よりなる超硬質合金を基体とし、該基体表面に5〜
50ミクロンの脱ベータ相を生成し、その基体上に、 1)最内層としてTiC 0.2〜1ミクロン 2)第2層としてTiN 1.0〜5ミクロン 3)第3層としてTiC、TiCNまたはAl2O3の1種または2
種以上5〜15ミクロン 4)最外層としてTiNを1.0〜5ミクロン 被覆したことを特徴とする被覆超硬合金工具である。
由により限定される。
付与することが出来ず、50ミクロンをこえると耐摩耗性
(耐溶着性)が悪くなるため5〜50ミクロンとした。
し、その脱窒現象を応用した溶質移動により生成する方
法が一般的に行われているが、本発明では焼結時の雰囲
気調整を窒素雰囲気と浸炭性雰囲気を調整することによ
り結合金属量をほぼ同量に保ちつつ生成する事ができ
る。また、TiNでも十分生成出来るが、他の窒化物で
も、例えばTa、Nb等の5a族の窒化物、炭窒化物でもその
添加量と窒素雰囲気調整により十分生成する事ができ
る。
ン以上必要であり、また1ミクロンを越えると界面に脱
炭層を生じやすくなるため0.2〜1ミクロンとした。
ミクロン以上必要であり、また5ミクロンを越えると耐
摩耗性の付与が十分でないため1.0〜5ミクロンとし
た。
上 5〜15ミクロン 耐摩耗性を十分にもたせるため、5ミクロン以上必要
であり、また15ミクロンを越えると皮膜全体の厚さが厚
くなり剥離を生じやすくなるため、5〜15ミクロンとし
た。
要であり、また5ミクロンを越えると剥離を生じやすく
なるため、1.0〜5ミクロンとした。
μm)、TiN粉末(同1.0μm)、TaC粉末(1.5μm)及
び結合相としてCo粉末を使用して、一般に旋削用の基体
に使用されるJIS M20相当(組成86WC−2TiC−5TaC−7C
o−0.2TiN)になるように配合した。これらの粉末をN
量を変化させつつ配合し、混合終了後、乾燥した後、プ
レス成形し、メタン、窒素雰囲気を調整した真空中1400
℃で1hr焼結したのち、SNMF432の形状に加工した。
を第1表に示す。N量が少ないと十分な脱ベータ層は生
成できずある程度以上の添加量が必要であり、また、添
加はTiNとして実施した。
(1.5μm)を使用して、液相発生温度以下における焼
結時の真空度、保持時間を変化させる事により脱ベータ
層の厚さを変化させ、実施例1と同様な方法で測定し
た。第2表にその脱ベータ層の厚さ示す。
十分な厚さの脱ベータ層が得られる。
金(脱ベータ相25ミクロンを生成)、でSNMA432を製作
した。その表面に目的に応じて様々な表面処理を実施し
た。TiCはCVD反応炉中に設置し、H2ガスを流しながら、
1000℃まで昇温しTiCl42%、CH44%、H2残からなる混合
気体を流量7リッター/min圧力40mmHgの条件で供給し0.
2時間〜3時間反応させ基体上にTiCを0.2〜5ミクロン
の被覆層を形成させた。また同様にTiNの場合はガス系
をN22%に変更し0.2時間〜3時間反応させ基体上にTiN
を0.2〜5ミクロンの被覆層を形成させた。制作した資
料の膜質と膜厚を第1表に示す。
ライス工具での1枚刃切削にて切削試験を実施した。
生じたもの、正常摩耗の3種類に分類できるが、その結
果を第3表に併記する。
じたがTiC層の場合には剥離はなく正常な摩耗を示し
た。しかし、最内層TiCが厚くなるにしたがい脱炭層の
生成が多くなり耐チッピング性が劣化する傾向にある。
金(脱ベータ相35ミクロンを生成)、でSNMA432を製作
した。その表面に目的に応じて様々な表面処理を実施し
た。その層構造を第4表に示す。
た。断続切削では負荷が衝撃的に加わり、切削性能上重
要な耐チッピング性を確認した。
常な摩耗を示し、かつ、チッピングもなかった。さらに
耐摩耗性を比較するため同様な切削条件で継続して行っ
た。切削時間10分では各チップとも大差ないが、30分切
削後の逃げ面最大摩耗量ではいずれも正常摩耗を示し、
多層化の効果が確認できた。
TiCを特定することにより、基体中の強度アップと、脱
炭層の減少を達成し、刃先強度を増し、耐チッピング
性、耐摩耗性を向上させたものであり、被覆工具を断続
分野へより適用範囲を広げた工具である。
Claims (6)
- 【請求項1】周期律表の4a、5a、6a族の炭化物、窒化
物、炭窒化物の1種以上と、Fe族、Cr族の1種以上より
なる超硬合金を基体とし、該基体表面に5〜50ミクロン
の脱ベータ層を生成し、その基体上には、 1)最内層として、TiC 0.2〜1ミクロン 2)第2層として、TiN 1.0〜5ミクロン 2)第3層として、TiC、TiN、TiCNまたはAl2O3の1種
または2種以上 5〜15ミクロン 4)最外層として、TiN 1.0〜5ミクロン 被覆したことを特徴とする被覆超硬質合金工具。 - 【請求項2】請求項1記載の被覆超硬質合金工具におい
て、該基体表面に脱ベータ層を生成するため、窒化物を
N量に換算して0.05〜1.0%含有させたことを特徴とす
る被覆超硬質合金工具。 - 【請求項3】請求項2記載の被覆超硬質合金工具におい
て、窒化物がTiNで有ることを特徴とする被覆超硬質合
金工具。 - 【請求項4】請求項2記載の被覆超硬質合金工具におい
て、窒化物がTaNで有ることを特徴とする被覆超硬質合
金工具。 - 【請求項5】請求項1記載の被覆超硬質合金工具におい
て、該基体表面に脱ベータ層は基体の組成と比較して結
合金属量がほぼ近似していることを特徴とする被覆超硬
質合金工具。 - 【請求項6】請求項1記載の被覆超硬質合金工具におい
て、外層のAl2O3皮膜が複層からなることを特徴とする
被覆超硬質合金工具。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2108238A JP2657235B2 (ja) | 1990-04-24 | 1990-04-24 | 被覆超硬質合金工具 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2108238A JP2657235B2 (ja) | 1990-04-24 | 1990-04-24 | 被覆超硬質合金工具 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04135105A JPH04135105A (ja) | 1992-05-08 |
JP2657235B2 true JP2657235B2 (ja) | 1997-09-24 |
Family
ID=14479574
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2108238A Expired - Lifetime JP2657235B2 (ja) | 1990-04-24 | 1990-04-24 | 被覆超硬質合金工具 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2657235B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3335228B2 (ja) * | 1993-09-30 | 2002-10-15 | 本田技研工業株式会社 | 車両用前照灯装置 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5928628B2 (ja) * | 1979-05-08 | 1984-07-14 | 三菱マテリアル株式会社 | 表面被覆超硬合金工具 |
JPH0238559A (ja) * | 1988-07-29 | 1990-02-07 | Mitsubishi Metal Corp | 耐衝撃性のすぐれた表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具 |
-
1990
- 1990-04-24 JP JP2108238A patent/JP2657235B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH04135105A (ja) | 1992-05-08 |
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