JP2757581B2 - 表面被覆切削工具 - Google Patents
表面被覆切削工具Info
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Description
i(CN)基サーメット、Si3 N4 系セラミックス、
Al2 O3系セラミックスのいずれか1種を基体とし、
その表面に硬質層を被覆した切削工具に関するものであ
り、特に、被覆層と被覆層並びに被覆層と基体との付着
力が高く、耐摩耗性に優れた表面被覆切削工具に関する
ものである。
表面に化学蒸着法で硬質層を被覆した切削工具が広く使
用されており、一般に化学蒸着法で被覆した硬質層は、
基体との熱膨張係数の関係より、コーティング後には熱
応力に起因する引張り残留応力が作用していることおよ
びそれによって耐欠損性が低下していることも知られて
いる。
3号(1986)320−327」には、WC基超硬合
金上に化学蒸着法(以下、CVD法という)で被覆した
TiNの残留応力について研究が報告されており、この
文献によるとCVD法で形成されたTiN層は、引張り
残留応力が作用しているとされている。かかる引張り残
留応力が作用している硬質層は亀裂が入りやすく、耐欠
損性が劣るために特開昭64−31972号公報には、
CVD法による被覆焼結合金の表面にできるだけ強い衝
撃力を付与することにより、被覆層に50kg/mm2
以上の圧縮応力を付与して強度及び耐欠損性を高めた被
覆焼結合金が開示されている。
VD法による高い引張り残留応力を有する被覆焼結合金
や、さらに、被覆後に表面から強い衝撃力を加えて高い
圧縮残留応力を付与した被覆焼結合金で作製した切削工
具を、刃先に切削応力が集中する微小切削、仕上げ切削
などに使用すると、被覆層を構成している結晶粒子の脱
落による異常摩耗が生じ易く、この切削工具の寿命は短
いものとなっていた。
かる課題を解決すべく種々検討した結果、被覆層の圧縮
残留応力は確かに耐欠損性の向上にはつながるものの、
高い圧縮残留応力や高い引張り残留応力は、被覆層を構
成している結晶粒子の脱落による異常摩耗を発生させ、
さらには被覆層と被覆層、あるいは被覆層と基体の付着
力を低下させており、残留応力のほとんど発生していな
い硬質層を被覆すれば、その被覆層の結晶粒子の脱落が
生じにくく、高い付着力が得られるとの知見を得たので
ある。
たものであって、WC基超硬合金、Ti(CN)基サー
メット、Si3 N4 基セラミックス、及びAl2 O3 基
セラミックスのいずれか1種を基体とし、その表面に周
期律表の4a,5aおよび6a族金属、Al,Siの群
から選んだ1種または2種以上の金属元素と、炭素、窒
素、酸素およびほう素からなる群より選んだ1種または
2種以上の非金属元素の化合物の1種の単層または2種
以上の多重層で構成された硬質層を被覆してなる切削工
具において、被覆層の引張り残留応力あるいは圧縮残留
応力が9kgf/mm2 以下である硬質層が少なくとも
1層被覆されている表面被覆切削工具に特徴を有するも
のである。さらに、この発明の表面被覆切削工具は、全
ての被覆層の引張り残留応力あるいは圧縮残留応力が9
kgf/mm2 以下であることが一層好ましい。
残留応力あるいは圧縮残留応力を9kgf/mm2 以下
にする方法として、硬質層被覆後表面から、サンドブラ
スト法又はショットピーニング法を施す機械的処理方法
や表面にイオン照射を施す物理的処理方法等がある。
具(形状:SNMG120408)を基体とし、この基
体の表面に通常のCVD法で表1に示す単層または2種
以上の多重硬質層の被覆を行った後、上記単層または2
種以上の多重硬質層の各層のそれぞれの表面に平均粒径
0.2mmのアルミナ製ボールを約5.0kg/cm2
の圧縮空気で所定時間衝突させるショットピーニングを
施し、表1〜4に示される残留応力を付与することによ
り本発明表面被覆切削工具1〜5及び比較表面被覆切削
工具1〜5(ただし、比較表面被覆切削工具1〜2は、
ショットピーニングを施さず)を製造した。なお、上記
残留応力は、X線回折により2θ−Sin2 Ψ法を用い
て測定し、測定した各層の残留応力を表1〜4に示し
た。
比較表面被覆切削工具1〜5を用いて、下記の条件で切
削テストを行ない、それらの結果を表5に示した。 (切削テスト1) 被削材:SCM440(HB 250)、 切削速度:200m/分、 送り:0.05mm/rev、 切込み:0.3mm、 乾式、 の微小切削を行ない、逃げ面摩耗幅が0.4mmに達す
るまでの時間を測定。(切削テスト2) 被削材:FC30(HB 160)、 切削速度:250m/分、 送り:0.1mm/rev、 切込み:0.5mm、 乾式、 の仕上げ切削を行ない、逃げ面摩耗幅が0.4mmに達
するまでの時間を測定。
ーメット、Si3 N4 基セラミックス、及びAl2 O3
基セラミックスからなる各種工具材種を基体とし、この
基体の表面に通常のCVD法で表6〜7に示される多重
硬質層の被覆を行った後、上記多重硬質層の各層のそれ
ぞれの表面に平均粒径0.2mmのアルミナ製ボールを
約5.0kg/cm2 の圧縮空気で所定時間衝突させる
ショットピーニングを施し、表6に示される残留応力を
付与することにより本発明表面被覆切削工具6〜8及び
比較表面被覆切削工具6〜8(ただし、比較表面被覆切
削工具1〜2は、ショットピーニングを施さず)を製造
した。なお、上記残留応力は、実施例1と同様にX線回
折により2θ−Sin2 Ψ法を用いて測定し、測定した
各層の残留応力を表6〜7に示した。
比較表面被覆切削工具6〜8を用いて、下記の条件で切
削テストを行ない、それらの結果を表8に示した。 (切削テスト3) 被削材:SNCM439 (HB 310) 切削速度:230m/分 送り:0.05mm/rev 切込み:0.3mm 乾式 の微小切削を行なった。逃げ面磨耗幅が0.2mmに達
するまでの時間を測定。
なように、WC基超硬合金、Ti(CN)基サーメッ
ト、Si3 N4 基セラミックス、及びAl2 O3 基セラ
ミックスのいずれか1種を基体とし、その表面に周期律
表の4a,5aおよび6a族金属、Al,Siの群から
選んだ1種または2種以上の金属元素と、炭素、窒素、
酸素およびほう素からなる群より選んだ1種または2種
以上の非金属元素の化合物の1種の単層または2種以上
の多重層で構成された硬質層を被覆してなる切削工具に
おいて、被覆層の引張り残留応力あるいは圧縮残留応力
が9kgf/mm2 以下である硬質層が少なくとも1層
被覆されている表面被覆切削工具は、連続切削、とくに
微小連続切削における耐逃げ面摩耗性に優れていること
が分かる。
Claims (2)
- 【請求項1】 WC基超硬合金、Ti(CN)基サーメ
ット、Si3 N4 基セラミックス、及びAl2 O3 基セ
ラミックスのいずれか1種を基体とし、その表面に周期
律表の4a,5aおよび6a族金属、Al,Siの群か
ら選んだ1種または2種以上の金属元素と、炭素、窒
素、酸素およびほう素からなる群より選んだ1種または
2種以上の非金属元素の化合物の1種の単層または2種
以上の多重層で構成された硬質層を被覆してなる切削工
具において、被覆層の引張り残留応力あるいは圧縮残留
応力が9kgf/mm2 以下である硬質層が少なくとも
1層被覆されていることを特徴とする表面被覆切削工
具。 - 【請求項2】 請求項1記載の表面被覆切削工具におい
て、全ての被覆層の引張り残留応力あるいは圧縮残留応
力が9kgf/mm2 以下であることを特徴とする表面
被覆切削工具。 【0001】
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---|---|---|---|
JP8973491A JP2757581B2 (ja) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | 表面被覆切削工具 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8973491A JP2757581B2 (ja) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | 表面被覆切削工具 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04300104A JPH04300104A (ja) | 1992-10-23 |
JP2757581B2 true JP2757581B2 (ja) | 1998-05-25 |
Family
ID=13978997
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8973491A Expired - Lifetime JP2757581B2 (ja) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | 表面被覆切削工具 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
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Families Citing this family (9)
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DE102006002371A1 (de) * | 2006-01-17 | 2007-07-19 | Kennametal Widia Produktions Gmbh & Co. Kg | Verfahren zur Beschichtung eines Hartmetall- oder Cermetsubstratkörpers und beschichteter Hartmetall- oder Cermetkörper |
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WO2020067138A1 (ja) | 2018-09-28 | 2020-04-02 | 三菱マテリアル株式会社 | 硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を発揮する表面被覆TiN基サーメット製切削工具 |
-
1991
- 1991-03-28 JP JP8973491A patent/JP2757581B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
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JPH04300104A (ja) | 1992-10-23 |
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