JP2663968B2 - 切削工具 - Google Patents
切削工具Info
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B27/00—Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
- B23B27/14—Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material
- B23B27/148—Composition of the cutting inserts
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/32—Carbides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/34—Nitrides
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
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- C23C30/00—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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- Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
- Y10T428/12535—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.] with additional, spatially distinct nonmetal component
- Y10T428/12576—Boride, carbide or nitride component
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、炭化チタン、チタンカルボニトリドまたは
窒化チタンの１つまたはその組合せ物からなるベース被
膜で被覆されている刃先に窒化ジルコニウムからなる外
側被覆層が施こされている切削工具に関する。 従来の技術 切削工具、殊に硬質金属からなるものが炭化チタン、
チタンカルボニトリドまたは窒化チタンの１つまたはそ
の組合せ物からなる層を有し、それによってこの切削工
具の耐摩耗性が著しく改善されることは、公知である。
周期律表の第IV副族〜第VI副族の元素の窒化物およびカ
ルボニトリドからなる結合金属不含の硬質物質層を硬質
金属からなる工具を耐摩耗性にするために使用すること
は、例えば西ドイツ国特許第1959690号明細書から公知
であり、記載した硬質物質の群から特に元素チタンを基
礎とする硬質物質は、実地において良好であることが判
明した。更に、硬質金属からなる切削工具の効率を上昇
させることは、西ドイツ国第2263210号明細書の提案に
よれば、炭化チタン、チタンカルボニトリドおよび窒化
チタンからの多層被覆によって達成することができる。
炭化チタン、チタンカルボニトリドおよび窒化チタンか
らなる多数の層の被膜を有する硬質金属からなる割出し
インサートは、特に中速の切削速度で鋼を回転機械加工
するのに適当である。しかし、高速の切削速度は、切削
工具の刃先に高い温度を惹起させ、それによって迅速に
進行する拡散摩耗および酸化摩耗が生じる。それ故、既
にこの高速の切削速度を使用する場合には、相当する切
削工具の寿命を、この切削工具上に酸化アルミニウムか
らなる薄層を施こすことによって向上させることは提案
された。現在の公知技術水準の場合、中速の切削速度お
よび大きい切りくず断面積のためには、炭化チタン、チ
タンカルボニトリドおよび窒化チタンで被覆された差替
え工具が目的を貫徹し、高速の切削速度の場合には、元
素アルミニウムまたはジルコニウムの酸化物からなる被
膜がしばしばチタンの窒化物および炭化物を有する被膜
との組合せ物でも有利に使用される。 発明を達成するための手段 発明の目的は、なお高い耐用性を有する切削工具を得
ることである。この目的は、炭化チタン、チタンカルボ
ニトリドまたは窒化チタンの１つまたはその組合せ物か
らなるベース被膜がが少なくとも６μであり、該外側Zr
N被覆層の厚さが該ベース被膜に対して１％〜10％であ
るが、該外側ZrN被覆層は１μ未満であることによって
達成される。このような切削部材は、本発明によれば、
窒化ジルコニウム層の厚さが全層厚の約十分の一のみで
ある場合であっても、中速ないし高速の切削速度の際に
著しく向上された耐用性を有し、このことは、当業界に
おいて窒化ジルコニウムが本質的に摩耗性の緩和を全く
惹起しえないという見解が成り立っていたので驚異的な
ことであった。 実施例 次に、本発明を実施例につき説明する。 組成W82.5％、（Ti、Ta、Nb）C11％およびCo6.5％
（質量％）を有する割出しインサートをガス相から化学
的析出の方法（CVD方法）により担当する装置中でそれ
ぞれチタンカルボニトリドからなる連続して存在する２
つの層で被覆した。四塩化チタン、水素、メタンおよび
窒素からなる、析出に必要とされるガス混合物を、内側
TiCN層である第１の層が外側TiCN層である第２の層より
も高い炭素濃度を有するように選択した。 CVD装置の耐熱性鋼からなる反応容器は、約30の容
積を有し、かつ上に被せられた電気炉によって1000℃の
温度に加熱された。ガス相からの化学的析出を実施する
ために、反応容器中に、次表に記載したガスを含有する
ガス混合物が導入されている。更に、この表には、選択
したガス量、圧力および温度が記載されている。 析出を促進するためおよび微粒状の層組織を得るため
に、触媒作用を有するアルミニウムハロゲン化物−添加
剤は、ガス雰囲気中に導入されている。 全体で300分間の時間後、四塩化チタンおよびメタン
を供給することは、停止された。引続き、窒化ジルコニ
ウムからなる１つの層を析出するために、水素370/
h、窒素330/hおよび四塩化ジルコニウム５/hからな
るガス混合物は、反応容器中に導入され、この場合温度
は、この処理過程の間に1010℃に上昇されている。容器
内部の圧力は700hpaであった。60分の経過後、水素を除
いた全てのガスの供給を停止し、反応容器を冷却した。
水素ガスを除去した後、この容器を通風し、かつ開き、
今や被覆された硬質金属体を取り出した。チタンカルボ
ニトリドからなる２つの層の厚さは、試料の層に応じて
反応容器中で９μ〜12μの間にあり、その特徴づけられ
た黄色の色のためにチタンカルボニトリドと十分に区別
することができる外側窒化ジルコニウム層は、約0.7〜
１μの厚さを有する。 本発明による被覆された割出しインサートの耐摩耗性
を試験するために、この割出しインサートの可使時間
を、鋼材料C60Nおよび42CrMo4を滑らかな断面中で種々
の切削速度で回転させることにより屑出し加工すること
によって測定した。この場合、この鋼材料C60Nは、炭素
0.6％を有する焼きならしされた鋼であり、C60は炭素含
量0.6％を100倍して記載したものであり、かつＮは通常
焼きならしされた鋼材料を意味する。また、鋼材料の42
CrMo4は、炭素0.42％、クロム対モブリデンの比が1:4の
含量を含有する合金鋼である。この表記は、規格化され
た定義に基づくものである。この低合金鋼の場合には、
最初に100倍された炭素含量が記載されており、その後
にこの鋼が付加的に含有する成分（元素）がそれぞれ記
載されている。元素の表記（この場合、Crはクロムを表
わし、Moはモブリデンを表わす）に従って同じ順序でそ
れぞれの含量の数の表記が行なわれており、この場合定
義によれば、クロムを含有する低炭素鋼は、クロムの実
際の百分率での含量を保持するために、この場合には、
モブリデンの当該値４を除数として除することがができ
る。即ちこの場合に記載されたモブリデン量は、定量的
なものではない。 前記の回転試験を一定の時間間隔後に中断し、刃先の
摩耗の増加率を工具すくい面深さKTおよび逃げ面摩耗幅
VBの測定によって測定した。その後に、この試験を継続
させた。割出しインサートの可使時間の終結に対する判
断基準としては、KT＝60μの工具すくい面深さが達成さ
れるまでの切削時間もしくはVB＝0.2mmの逃げ面摩耗幅
が達成されるまでの切削時間が確定されている。切込み
深さap＝1.5mmおよび送りｆ＝0.28mm/回転ならびに他の
幾何学的調整を試験の間一定に保持した。比較のためお
よび前記試験を評価するために、同じ硬質金属合金から
なる、同じ板状の市販の割出しインサートを試験し、こ
の場合この割出しインサートは、公知の仕上作業法によ
り被覆されており、かつ窒化ジルコニウムからなる本発
明による被覆層は、形成されていなかった。材料C60Nを
機械加工するために、公知技術水準による公知の２つの
比較実験を行なった。その際、１つの公知技術水準とし
ての被覆Ａとして、10μの全層厚を有する、炭化チタン
と、もう１つの層の炭化チタンと、外向きに増大する窒
素含量を有するチタンカルボニトリドとからなる被膜を
選択し、ならびに公知技術水準としての被膜Ｂとして、
炭化チタンおよびチタンカルボニトリドと、窒化チタン
およびアルミニウムオキシドニトリドからの４つの厚さ
約２μのセラミック層とからなる被膜を選択した。この
多層被膜の全厚は11μであった。被覆Ａを有する割出し
インサートは、中速の切削速度および大きい切削断面の
際に有効であることが判明し、被膜Ｂを有するものは、
高速の切削速度の際に顕著な可使時間を示した。 刃先保持性試験の結果は、次の第２表に記載されてい
る。 180m/minの切削速度の場合、本発明のよる被膜Ｃの可
使時間は、公知技術水準による２つの被覆ＡおよびＢの
可使時間を遥かに凌駕している。224m/minの高速の切削
速度の場合、可使時間は、高い切削速度の結果として低
いが、この場合も本発明により被覆された割出しインサ
ートは、試験された割出しインサートの中で最高の可使
時間を達成した。合金鋼42CrMo4Vを機械加工した場合に
は、次の第３表に示した結果を達成した。 窒化ジルコニウムからなる薄い外側層の効果をより良
好に認めることができるようにする目的で、上記方法で
２つのシンプルを作っており、この場合窒化チタンから
なる厚さ約10μの個別層が析出されており、その際一方
の場合には、窒化ジルコニウムからなる薄い被覆層は施
こされていなかった。双方の試験の被覆された割出しイ
ンサートの集合から、それぞれ正確に同じ全層厚を有す
る対のものを試験し、これたの対のインサートを用いて
刃先特性の比較試験を試みたが、その試験パラメーター
ならびに結果は、添付した図面に示されている。この図
面から明からなように、本発明による被覆層を有する刃
先体は、16分間の回転時間後に工具すくい面深さKTを有
し、この工具すくい面深さは、窒化ジルコニウムからな
る被覆層を有しない、同じ厚さの窒化チタン層の場合よ
りも窒化ジルコニウムからなる被覆層を有する窒化チタ
ン層の方が30〜40％だけ少ない。この利点は、鋼C60Nを
屑出し加工する場合にも合金鋼42CrMo4Vを屑出し加工す
る場合にも明らかになる。 また、最後に、厚さ９μのチタンカルボニトリド被膜
上の窒化ジルコニウムからなる厚手の厚さ約２〜３μの
被覆層を用いて試験を行なった。また、この場合には、
刃先保持性が改善されることが判明したが、この刃先保
持性は、薄い被覆増の効果を本質的に凌駕するものでは
なかった。すなわち、第一に、窒化ジルコニウムからな
る外側層の厚さに係わるのではなく、この層がベース被
膜を完全に被覆することに係わっている。 その上、他の試験において、本発明によって達成され
る成果は、窒化ジルコニウムのみからなる被膜を使用す
ることにより得られるのではなく、炭化チタン、チタン
カルボニトリドおよび／または窒化チタンのような別の
硬質物質での比較的厚い被膜と、窒化ジルコニウムから
なる薄い外側被覆層との組合せ物により得られることが
確認された。 窒化ジルコニウム被覆層を析出させる方法としては、
CVD方法とともに所謂PVD方法も適当である。
窒化チタンの１つまたはその組合せ物からなるベース被
膜で被覆されている刃先に窒化ジルコニウムからなる外
側被覆層が施こされている切削工具に関する。 従来の技術 切削工具、殊に硬質金属からなるものが炭化チタン、
チタンカルボニトリドまたは窒化チタンの１つまたはそ
の組合せ物からなる層を有し、それによってこの切削工
具の耐摩耗性が著しく改善されることは、公知である。
周期律表の第IV副族〜第VI副族の元素の窒化物およびカ
ルボニトリドからなる結合金属不含の硬質物質層を硬質
金属からなる工具を耐摩耗性にするために使用すること
は、例えば西ドイツ国特許第1959690号明細書から公知
であり、記載した硬質物質の群から特に元素チタンを基
礎とする硬質物質は、実地において良好であることが判
明した。更に、硬質金属からなる切削工具の効率を上昇
させることは、西ドイツ国第2263210号明細書の提案に
よれば、炭化チタン、チタンカルボニトリドおよび窒化
チタンからの多層被覆によって達成することができる。
炭化チタン、チタンカルボニトリドおよび窒化チタンか
らなる多数の層の被膜を有する硬質金属からなる割出し
インサートは、特に中速の切削速度で鋼を回転機械加工
するのに適当である。しかし、高速の切削速度は、切削
工具の刃先に高い温度を惹起させ、それによって迅速に
進行する拡散摩耗および酸化摩耗が生じる。それ故、既
にこの高速の切削速度を使用する場合には、相当する切
削工具の寿命を、この切削工具上に酸化アルミニウムか
らなる薄層を施こすことによって向上させることは提案
された。現在の公知技術水準の場合、中速の切削速度お
よび大きい切りくず断面積のためには、炭化チタン、チ
タンカルボニトリドおよび窒化チタンで被覆された差替
え工具が目的を貫徹し、高速の切削速度の場合には、元
素アルミニウムまたはジルコニウムの酸化物からなる被
膜がしばしばチタンの窒化物および炭化物を有する被膜
との組合せ物でも有利に使用される。 発明を達成するための手段 発明の目的は、なお高い耐用性を有する切削工具を得
ることである。この目的は、炭化チタン、チタンカルボ
ニトリドまたは窒化チタンの１つまたはその組合せ物か
らなるベース被膜がが少なくとも６μであり、該外側Zr
N被覆層の厚さが該ベース被膜に対して１％〜10％であ
るが、該外側ZrN被覆層は１μ未満であることによって
達成される。このような切削部材は、本発明によれば、
窒化ジルコニウム層の厚さが全層厚の約十分の一のみで
ある場合であっても、中速ないし高速の切削速度の際に
著しく向上された耐用性を有し、このことは、当業界に
おいて窒化ジルコニウムが本質的に摩耗性の緩和を全く
惹起しえないという見解が成り立っていたので驚異的な
ことであった。 実施例 次に、本発明を実施例につき説明する。 組成W82.5％、（Ti、Ta、Nb）C11％およびCo6.5％
（質量％）を有する割出しインサートをガス相から化学
的析出の方法（CVD方法）により担当する装置中でそれ
ぞれチタンカルボニトリドからなる連続して存在する２
つの層で被覆した。四塩化チタン、水素、メタンおよび
窒素からなる、析出に必要とされるガス混合物を、内側
TiCN層である第１の層が外側TiCN層である第２の層より
も高い炭素濃度を有するように選択した。 CVD装置の耐熱性鋼からなる反応容器は、約30の容
積を有し、かつ上に被せられた電気炉によって1000℃の
温度に加熱された。ガス相からの化学的析出を実施する
ために、反応容器中に、次表に記載したガスを含有する
ガス混合物が導入されている。更に、この表には、選択
したガス量、圧力および温度が記載されている。 析出を促進するためおよび微粒状の層組織を得るため
に、触媒作用を有するアルミニウムハロゲン化物−添加
剤は、ガス雰囲気中に導入されている。 全体で300分間の時間後、四塩化チタンおよびメタン
を供給することは、停止された。引続き、窒化ジルコニ
ウムからなる１つの層を析出するために、水素370/
h、窒素330/hおよび四塩化ジルコニウム５/hからな
るガス混合物は、反応容器中に導入され、この場合温度
は、この処理過程の間に1010℃に上昇されている。容器
内部の圧力は700hpaであった。60分の経過後、水素を除
いた全てのガスの供給を停止し、反応容器を冷却した。
水素ガスを除去した後、この容器を通風し、かつ開き、
今や被覆された硬質金属体を取り出した。チタンカルボ
ニトリドからなる２つの層の厚さは、試料の層に応じて
反応容器中で９μ〜12μの間にあり、その特徴づけられ
た黄色の色のためにチタンカルボニトリドと十分に区別
することができる外側窒化ジルコニウム層は、約0.7〜
１μの厚さを有する。 本発明による被覆された割出しインサートの耐摩耗性
を試験するために、この割出しインサートの可使時間
を、鋼材料C60Nおよび42CrMo4を滑らかな断面中で種々
の切削速度で回転させることにより屑出し加工すること
によって測定した。この場合、この鋼材料C60Nは、炭素
0.6％を有する焼きならしされた鋼であり、C60は炭素含
量0.6％を100倍して記載したものであり、かつＮは通常
焼きならしされた鋼材料を意味する。また、鋼材料の42
CrMo4は、炭素0.42％、クロム対モブリデンの比が1:4の
含量を含有する合金鋼である。この表記は、規格化され
た定義に基づくものである。この低合金鋼の場合には、
最初に100倍された炭素含量が記載されており、その後
にこの鋼が付加的に含有する成分（元素）がそれぞれ記
載されている。元素の表記（この場合、Crはクロムを表
わし、Moはモブリデンを表わす）に従って同じ順序でそ
れぞれの含量の数の表記が行なわれており、この場合定
義によれば、クロムを含有する低炭素鋼は、クロムの実
際の百分率での含量を保持するために、この場合には、
モブリデンの当該値４を除数として除することがができ
る。即ちこの場合に記載されたモブリデン量は、定量的
なものではない。 前記の回転試験を一定の時間間隔後に中断し、刃先の
摩耗の増加率を工具すくい面深さKTおよび逃げ面摩耗幅
VBの測定によって測定した。その後に、この試験を継続
させた。割出しインサートの可使時間の終結に対する判
断基準としては、KT＝60μの工具すくい面深さが達成さ
れるまでの切削時間もしくはVB＝0.2mmの逃げ面摩耗幅
が達成されるまでの切削時間が確定されている。切込み
深さap＝1.5mmおよび送りｆ＝0.28mm/回転ならびに他の
幾何学的調整を試験の間一定に保持した。比較のためお
よび前記試験を評価するために、同じ硬質金属合金から
なる、同じ板状の市販の割出しインサートを試験し、こ
の場合この割出しインサートは、公知の仕上作業法によ
り被覆されており、かつ窒化ジルコニウムからなる本発
明による被覆層は、形成されていなかった。材料C60Nを
機械加工するために、公知技術水準による公知の２つの
比較実験を行なった。その際、１つの公知技術水準とし
ての被覆Ａとして、10μの全層厚を有する、炭化チタン
と、もう１つの層の炭化チタンと、外向きに増大する窒
素含量を有するチタンカルボニトリドとからなる被膜を
選択し、ならびに公知技術水準としての被膜Ｂとして、
炭化チタンおよびチタンカルボニトリドと、窒化チタン
およびアルミニウムオキシドニトリドからの４つの厚さ
約２μのセラミック層とからなる被膜を選択した。この
多層被膜の全厚は11μであった。被覆Ａを有する割出し
インサートは、中速の切削速度および大きい切削断面の
際に有効であることが判明し、被膜Ｂを有するものは、
高速の切削速度の際に顕著な可使時間を示した。 刃先保持性試験の結果は、次の第２表に記載されてい
る。 180m/minの切削速度の場合、本発明のよる被膜Ｃの可
使時間は、公知技術水準による２つの被覆ＡおよびＢの
可使時間を遥かに凌駕している。224m/minの高速の切削
速度の場合、可使時間は、高い切削速度の結果として低
いが、この場合も本発明により被覆された割出しインサ
ートは、試験された割出しインサートの中で最高の可使
時間を達成した。合金鋼42CrMo4Vを機械加工した場合に
は、次の第３表に示した結果を達成した。 窒化ジルコニウムからなる薄い外側層の効果をより良
好に認めることができるようにする目的で、上記方法で
２つのシンプルを作っており、この場合窒化チタンから
なる厚さ約10μの個別層が析出されており、その際一方
の場合には、窒化ジルコニウムからなる薄い被覆層は施
こされていなかった。双方の試験の被覆された割出しイ
ンサートの集合から、それぞれ正確に同じ全層厚を有す
る対のものを試験し、これたの対のインサートを用いて
刃先特性の比較試験を試みたが、その試験パラメーター
ならびに結果は、添付した図面に示されている。この図
面から明からなように、本発明による被覆層を有する刃
先体は、16分間の回転時間後に工具すくい面深さKTを有
し、この工具すくい面深さは、窒化ジルコニウムからな
る被覆層を有しない、同じ厚さの窒化チタン層の場合よ
りも窒化ジルコニウムからなる被覆層を有する窒化チタ
ン層の方が30〜40％だけ少ない。この利点は、鋼C60Nを
屑出し加工する場合にも合金鋼42CrMo4Vを屑出し加工す
る場合にも明らかになる。 また、最後に、厚さ９μのチタンカルボニトリド被膜
上の窒化ジルコニウムからなる厚手の厚さ約２〜３μの
被覆層を用いて試験を行なった。また、この場合には、
刃先保持性が改善されることが判明したが、この刃先保
持性は、薄い被覆増の効果を本質的に凌駕するものでは
なかった。すなわち、第一に、窒化ジルコニウムからな
る外側層の厚さに係わるのではなく、この層がベース被
膜を完全に被覆することに係わっている。 その上、他の試験において、本発明によって達成され
る成果は、窒化ジルコニウムのみからなる被膜を使用す
ることにより得られるのではなく、炭化チタン、チタン
カルボニトリドおよび／または窒化チタンのような別の
硬質物質での比較的厚い被膜と、窒化ジルコニウムから
なる薄い外側被覆層との組合せ物により得られることが
確認された。 窒化ジルコニウム被覆層を析出させる方法としては、
CVD方法とともに所謂PVD方法も適当である。
【図面の簡単な説明】
図面は、それぞれ異なる被削材C60Nもしくは42CrMo4Vを
切削する際の純粋なTiN被膜を有する割出しインサート
とTiN被膜/ZrN被膜を有する割出しインサートの刃先保
持性についての比較を示す図表であり、この場合図面の
縦軸の目盛の略符号KTは、工具すくい面深さを意味し、
これはμｍで測定され、かつ図面の縦軸の目盛の略符号
VBは、逃げ面摩耗幅を意味し、これは、mmで測定され
る。白抜きの棒グラフは、相応する被膜の際に測定され
た工具すくい面深さKTに関連し、かつ斜線の棒グラフ
は、相応する被膜の際に測定された逃げ面摩耗幅VBに関
連する。
切削する際の純粋なTiN被膜を有する割出しインサート
とTiN被膜/ZrN被膜を有する割出しインサートの刃先保
持性についての比較を示す図表であり、この場合図面の
縦軸の目盛の略符号KTは、工具すくい面深さを意味し、
これはμｍで測定され、かつ図面の縦軸の目盛の略符号
VBは、逃げ面摩耗幅を意味し、これは、mmで測定され
る。白抜きの棒グラフは、相応する被膜の際に測定され
た工具すくい面深さKTに関連し、かつ斜線の棒グラフ
は、相応する被膜の際に測定された逃げ面摩耗幅VBに関
連する。
─────────────────────────────────────────────────────
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(56)参考文献 特開 昭53−1112（ＪＰ，Ａ)
特開 昭53−3906（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．炭化チタン、チタンカルボニトリドまたは窒化チタ
ンの１つまたはその組合せ物からなるベース被膜で被覆
されている刃先に窒化ジルコニウムからなる外側被覆層
が施こされている切削工具において、炭化チタン、チタ
ンカルボニトリドまたは窒化チタンの１つまたはその組
合せ物からなるベース被膜が少なくとも６μであり、該
外側ZrN被覆層の厚さが該ベース被膜に対して１％〜10
％であるが、該外側ZrN被覆層は１μ未満であることを
特徴とする、切削工具。 ２．切削工具基体が実質的に炭化タングステンおよび鉄
群の補助金属を含有する硬質金属からなる、特許請求の
範囲第１項記載の切削工具。 ３．外側窒化ジルコニウム層がCVD方法を使用すること
によって施こされている、特許請求の範囲第１項記載の
切削工具。 ４．窒化ジルコニウムからなる外側被覆層がPVD方法に
より施こされている、特許請求の範囲第１項記載の切削
工具。
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