JP2697187B2 - ＴｉおよびＴｉ合金切削用表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具 - Google Patents
ＴｉおよびＴｉ合金切削用表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具Info
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- JP2697187B2 JP2697187B2 JP1250212A JP25021289A JP2697187B2 JP 2697187 B2 JP2697187 B2 JP 2697187B2 JP 1250212 A JP1250212 A JP 1250212A JP 25021289 A JP25021289 A JP 25021289A JP 2697187 B2 JP2697187 B2 JP 2697187B2
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- cutting
- based cemented
- cemented carbide
- carbide
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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、TiおよびTi合金の切削に用いた場合にす
ぐれた耐摩耗性を示し、長時間に亘っての使用を可能と
する表面被覆炭化タングステン（以下WCで示す）基超硬
合金製切削工具に関するものである。
ぐれた耐摩耗性を示し、長時間に亘っての使用を可能と
する表面被覆炭化タングステン（以下WCで示す）基超硬
合金製切削工具に関するものである。
従来、一般に、TiおよびTi合金の切削には、結合相形
成成分としてCo:4〜８％を含有し、さらに必要に応じて
分散相形成成分としてTi,Ta,Nb,V,およびCrの炭化物
（以下、それぞれTiC,TaC,NbC,VC,およびCr3C2で示し、
かつこれらを総称して金属炭化物という）のうちの１種
または２種以上:0.1〜10％を含有し、残りが同じく分散
相形成成分としてのWCと不可避不純物からなる組成（以
上重量％）を有するWC基超硬合金で構成された切削工具
が用いられている。
成成分としてCo:4〜８％を含有し、さらに必要に応じて
分散相形成成分としてTi,Ta,Nb,V,およびCrの炭化物
（以下、それぞれTiC,TaC,NbC,VC,およびCr3C2で示し、
かつこれらを総称して金属炭化物という）のうちの１種
または２種以上:0.1〜10％を含有し、残りが同じく分散
相形成成分としてのWCと不可避不純物からなる組成（以
上重量％）を有するWC基超硬合金で構成された切削工具
が用いられている。
しかし、近年の切削機械の高速化および省力化に伴な
い、これに用いられる切削工具にも一段とすぐれた耐摩
耗性が要求される傾向にあるが、上記の従来WC基超硬合
金製切削工具では、摩耗が著しく、これに十分対応する
ことができないのが現状である。
い、これに用いられる切削工具にも一段とすぐれた耐摩
耗性が要求される傾向にあるが、上記の従来WC基超硬合
金製切削工具では、摩耗が著しく、これに十分対応する
ことができないのが現状である。
〔課題を解決するための手段〕 そこで、本発明者等は、上述のような観点から、Tiお
よびTi合金の高速切削や、高切込みおよび高送りなどの
重切削などを可能とし、もって切削機械の高速化および
省力化に対応することができる切削工具を開発すべく研
究を行なった結果、 （ａ）Cr3C2はTiおよびTi合金に対する溶着性が著しく
低く、したがってこれを上記従来WC基超硬合金製切削工
具の表面に硬質被覆層として形成してやれば、Tiおよび
Ti合金の切削に際してすぐれた耐摩耗性を示すようにな
るが、Cr3C2はWC基超硬合金に対する密着性に劣るの
で、Cr3C2を硬質被覆層としてWC基超硬合金基体の表面
に密着性よく形成することができないこと。
よびTi合金の高速切削や、高切込みおよび高送りなどの
重切削などを可能とし、もって切削機械の高速化および
省力化に対応することができる切削工具を開発すべく研
究を行なった結果、 （ａ）Cr3C2はTiおよびTi合金に対する溶着性が著しく
低く、したがってこれを上記従来WC基超硬合金製切削工
具の表面に硬質被覆層として形成してやれば、Tiおよび
Ti合金の切削に際してすぐれた耐摩耗性を示すようにな
るが、Cr3C2はWC基超硬合金に対する密着性に劣るの
で、Cr3C2を硬質被覆層としてWC基超硬合金基体の表面
に密着性よく形成することができないこと。
（ｂ）一方、TiCはCr3C2とWC基超硬合金の両方に対して
すぐれた密着性を有し、したがってTiCを硬質被覆層と
してWC基超硬合金基体とCr3C2層の間に介在させれば、C
r3C2層をWC基超硬合金基体の表面に高い付着強度で密着
させることができ、この結果TiおよびTi合金の高速切削
や重切削などの苛酷な条件下での切削でも前記硬質被覆
層に剥離が発生することがなく、すぐれた耐摩耗性を示
すようになること。
すぐれた密着性を有し、したがってTiCを硬質被覆層と
してWC基超硬合金基体とCr3C2層の間に介在させれば、C
r3C2層をWC基超硬合金基体の表面に高い付着強度で密着
させることができ、この結果TiおよびTi合金の高速切削
や重切削などの苛酷な条件下での切削でも前記硬質被覆
層に剥離が発生することがなく、すぐれた耐摩耗性を示
すようになること。
以上（ａ）および（ｂ）に示される研究結果を得たの
である。
である。
この発明は、上記研究結果にもとづいてなされたもの
であって、 結合相形成成分としてCo:4〜８％を含有するWC基超硬
合金、望ましくは、 Co:4〜８％、 を含有し、さらに必要に応じて、 分散相形成成分として、TiC,TaC,NbC,VC,およびCr3C2
のうちの１種または２種以上からなる金属炭化物:0.1〜
10％、 を含有し、残りが同じく分散相形成成分としてのWCと不
可避不純物からなる組成（以上重量％、以下％は重量％
を示す）を有するWC基超硬合金で構成された基体の表面
に、 0.5〜５μｍの平均層厚を有するTiCの内層と、１〜５
μｍの平均層厚を有するCr3C2の外層とからなる硬質被
覆層を形成してなるTiおよびTi合金切削用表面被覆WC基
超硬合金製切削工具に特徴を有するものである。
であって、 結合相形成成分としてCo:4〜８％を含有するWC基超硬
合金、望ましくは、 Co:4〜８％、 を含有し、さらに必要に応じて、 分散相形成成分として、TiC,TaC,NbC,VC,およびCr3C2
のうちの１種または２種以上からなる金属炭化物:0.1〜
10％、 を含有し、残りが同じく分散相形成成分としてのWCと不
可避不純物からなる組成（以上重量％、以下％は重量％
を示す）を有するWC基超硬合金で構成された基体の表面
に、 0.5〜５μｍの平均層厚を有するTiCの内層と、１〜５
μｍの平均層厚を有するCr3C2の外層とからなる硬質被
覆層を形成してなるTiおよびTi合金切削用表面被覆WC基
超硬合金製切削工具に特徴を有するものである。
つぎに、この発明の切削工具において、基体のCo含有
量および硬質被覆層の平均層厚を上記の通りに限定した
理由を説明する。
量および硬質被覆層の平均層厚を上記の通りに限定した
理由を説明する。
（ａ） Co含有量 Co成分には基体の靭性を向上させる作用があるが、そ
の含有量が４％未満では所望の靭性が得られず、切削時
に切刃に欠損が発生し易くなり、一方その含有量が８％
を越えると、基体の耐塑性変形性が低下するようになる
ことから、その含有量を４〜８％と定めた。
の含有量が４％未満では所望の靭性が得られず、切削時
に切刃に欠損が発生し易くなり、一方その含有量が８％
を越えると、基体の耐塑性変形性が低下するようになる
ことから、その含有量を４〜８％と定めた。
なお、基体を構成するWC基超硬合金に、必要に応じて
硬さを高めて、耐摩耗性を向上させる目的で、上記の通
り分散相形成成分として１種または２種以上の金属炭化
物を含有させる場合があるが、その含有量が0.1％未満
では所望の耐摩耗性向上効果が得られず、一方その含有
量が10％を越えると、TiおよびTi合金の切削時に切刃に
欠損が発生し易くなることから、その含有量を0.1〜10
％とするのが望ましい。
硬さを高めて、耐摩耗性を向上させる目的で、上記の通
り分散相形成成分として１種または２種以上の金属炭化
物を含有させる場合があるが、その含有量が0.1％未満
では所望の耐摩耗性向上効果が得られず、一方その含有
量が10％を越えると、TiおよびTi合金の切削時に切刃に
欠損が発生し易くなることから、その含有量を0.1〜10
％とするのが望ましい。
（ｂ） TiC内層の平均層厚 その平均層厚が0.5μｍ未満では、基体と外層間に強
固な密着性を確保することができず、一方その平均層厚
が５μｍを越えると、切刃にチッピングが起り易くなる
ことから、その平均層厚を0.5〜５μｍと定めた。
固な密着性を確保することができず、一方その平均層厚
が５μｍを越えると、切刃にチッピングが起り易くなる
ことから、その平均層厚を0.5〜５μｍと定めた。
（ｃ） Cr3C2外層の平均層厚 その平均層厚が１μｍ未満では所望の耐摩耗性を発揮
することができず、一方その平均層厚が５μｍを越える
と、硬質被覆層が剥離し易くなることから、その平均層
厚を１〜５μｍと定めた。
することができず、一方その平均層厚が５μｍを越える
と、硬質被覆層が剥離し易くなることから、その平均層
厚を１〜５μｍと定めた。
つぎに、この発明の切削工具を実施例により具体的に
説明する。
説明する。
まず、WC基超硬合金基体として、いずれもISO・SPP42
2の形状を有し、かつそれぞれ第１表に示される組成を
もったスローアウェイチップを用意し、このチップの表
面に同じく第１表に示される平均層厚のTiC内層とCr3C2
外層を通常の化学蒸着法にて形成することにより本発明
表面被覆WC基超硬合金製切削工具（以下本発明被覆超硬
切削チップという）１〜９および比較表面被覆WC基超硬
合金製切削工具（以下比較被覆超硬切削チップという）
１〜７をそれぞれ製造した。
2の形状を有し、かつそれぞれ第１表に示される組成を
もったスローアウェイチップを用意し、このチップの表
面に同じく第１表に示される平均層厚のTiC内層とCr3C2
外層を通常の化学蒸着法にて形成することにより本発明
表面被覆WC基超硬合金製切削工具（以下本発明被覆超硬
切削チップという）１〜９および比較表面被覆WC基超硬
合金製切削工具（以下比較被覆超硬切削チップという）
１〜７をそれぞれ製造した。
なお、比較被覆超硬切削チップ１〜７は、基体のCo含
有量および硬質被覆層の平均層厚のうちのいずれかがこ
の発明の範囲から外れたものである。
有量および硬質被覆層の平均層厚のうちのいずれかがこ
の発明の範囲から外れたものである。
さらに、比較の目的で、同じく第１表に示される通り
硬質被覆層の形成がない従来WC基超硬合金製切削工具
（以下従来超硬切削チップという）１〜３をそれぞれ用
意した。
硬質被覆層の形成がない従来WC基超硬合金製切削工具
（以下従来超硬切削チップという）１〜３をそれぞれ用
意した。
ついで、この結果得られた各種の切削チップについ
て、 被削材 :Ti−６％Al−４％ＶのTi合金丸棒、 切削速度:80m/min、 送 り:0.25mm/rev.、 切込み :1.5mm、 切削時間:20分、 の条件で、最も難削材であるTi合金の連続高切込み切削
試験を行ない、切刃の逃げ面摩耗幅を測定すると共に、
切削試験御の切刃状況を観察した。これらの結果を第１
表に示した。
て、 被削材 :Ti−６％Al−４％ＶのTi合金丸棒、 切削速度:80m/min、 送 り:0.25mm/rev.、 切込み :1.5mm、 切削時間:20分、 の条件で、最も難削材であるTi合金の連続高切込み切削
試験を行ない、切刃の逃げ面摩耗幅を測定すると共に、
切削試験御の切刃状況を観察した。これらの結果を第１
表に示した。
第１表に示される結果から、本発明被覆超硬切削チッ
プ１〜９は、いずれも切刃に欠損やチッピングの発生が
ほとんどなく、すぐれた耐摩耗性を発揮するのに対し
て、従来超硬切削チップ１〜３は、いずれも耐摩耗性不
足が原因で、短時間で使用寿命に至り、また比較被覆超
硬切削チップ１〜７に見られるように、基体のCo含有量
および硬質被覆層の平均層厚のうちのいずれかの条件
（第１表に＊印を付す）でもこの発明の範囲から外れる
と、所望の切削性能を示さないことが明らかである。
プ１〜９は、いずれも切刃に欠損やチッピングの発生が
ほとんどなく、すぐれた耐摩耗性を発揮するのに対し
て、従来超硬切削チップ１〜３は、いずれも耐摩耗性不
足が原因で、短時間で使用寿命に至り、また比較被覆超
硬切削チップ１〜７に見られるように、基体のCo含有量
および硬質被覆層の平均層厚のうちのいずれかの条件
（第１表に＊印を付す）でもこの発明の範囲から外れる
と、所望の切削性能を示さないことが明らかである。
上述のように、この発明の表面被覆WC基超硬合金製切
削工具は、硬質被覆層が外層と内層からなり、かつ前記
外層がTiおよびTi合金に対する耐溶着性にすぐれた硬質
のCr3C2層で構成され、また前記内層が前記外層とWC基
超硬合金基体との両方に対してすぐれた密着性を有する
TiC層で構成されているので、苛酷な条件下でのTiおよ
びTi合金の切削に用いた場合にも切刃に欠損やチッピン
グなどの発生がなく、すぐれた耐摩耗性を示し、長時間
に亘ってすぐれた切削性能を発揮するなど工業上有用な
特性を有するのである。
削工具は、硬質被覆層が外層と内層からなり、かつ前記
外層がTiおよびTi合金に対する耐溶着性にすぐれた硬質
のCr3C2層で構成され、また前記内層が前記外層とWC基
超硬合金基体との両方に対してすぐれた密着性を有する
TiC層で構成されているので、苛酷な条件下でのTiおよ
びTi合金の切削に用いた場合にも切刃に欠損やチッピン
グなどの発生がなく、すぐれた耐摩耗性を示し、長時間
に亘ってすぐれた切削性能を発揮するなど工業上有用な
特性を有するのである。
Claims (1)
- 【請求項１】結合相形成成分としてCo:4〜８重量％を含
有する炭化タングステン基超硬合金からなる基体の表面
に、0.5〜５μｍの平均層厚を有する炭化チタンの内層
と、１〜５μｍの平均層厚を有する炭化クロムの外層と
からなる硬質被覆層を形成してなるTiおよびTi合金切削
用表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1250212A JP2697187B2 (ja) | 1989-09-26 | 1989-09-26 | ＴｉおよびＴｉ合金切削用表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1250212A JP2697187B2 (ja) | 1989-09-26 | 1989-09-26 | ＴｉおよびＴｉ合金切削用表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03111105A JPH03111105A (ja) | 1991-05-10 |
| JP2697187B2 true JP2697187B2 (ja) | 1998-01-14 |
Family
ID=17204492
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1250212A Expired - Lifetime JP2697187B2 (ja) | 1989-09-26 | 1989-09-26 | ＴｉおよびＴｉ合金切削用表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2697187B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102019424A (zh) * | 2010-10-14 | 2011-04-20 | 浙江恒成硬质合金有限公司 | 硬质合金数控刀片的制造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62192576A (ja) * | 1986-02-17 | 1987-08-24 | Daijietsuto Kogyo Kk | 被覆硬質合金 |
-
1989
- 1989-09-26 JP JP1250212A patent/JP2697187B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102019424A (zh) * | 2010-10-14 | 2011-04-20 | 浙江恒成硬质合金有限公司 | 硬质合金数控刀片的制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03111105A (ja) | 1991-05-10 |
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