JP3044910B2 - 物理蒸着硬質層被覆エンドミルおよびその製造法 - Google Patents

物理蒸着硬質層被覆エンドミルおよびその製造法

Info

Publication number
JP3044910B2
JP3044910B2 JP4097115A JP9711592A JP3044910B2 JP 3044910 B2 JP3044910 B2 JP 3044910B2 JP 4097115 A JP4097115 A JP 4097115A JP 9711592 A JP9711592 A JP 9711592A JP 3044910 B2 JP3044910 B2 JP 3044910B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
end mill
layer
physical vapor
sintered body
phase
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 - Lifetime
Application number
JP4097115A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH05269618A (ja
Inventor
亮 矢口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Materials Corp filed Critical Mitsubishi Materials Corp
Priority to JP4097115A priority Critical patent/JP3044910B2/ja
Publication of JPH05269618A publication Critical patent/JPH05269618A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3044910B2 publication Critical patent/JP3044910B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Milling Processes (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、耐剥離性および耐欠
損性に優れた物理蒸着硬質層被覆エンドミルおよびその
製造法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】Co結合相を結合相形成成分として含有
し、さらに必要に応じて、周期律表4a、5aおよび6
a族金属の炭化物を1種もしくは2種以上含み、残りが
炭化タングステン(以下、WCと記す)および不可避不
純物からなるWC基超硬合金エンドミル基体の表面に、
物理蒸着法により硬質被覆層を形成した硬質層被覆エン
ドミルは知られている。
【0003】この硬質層被覆エンドミルは、通常、WC
基超硬合金エンドミル基体表面をボンバードクリーニン
グにより清浄したのち、物理蒸着法により硬質被覆層を
形成し製造される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、通常のWC基
超硬合金エンドミル基体をボンバードクリーニングした
WC基超硬合金エンドミル基体表面に形成された物理蒸
着硬質被覆層は、いずれも付着強度が十分ではなく、さ
らに付着強度を上げるためにボンバードクリーニング時
間を延ばし、基体温度を上げるなどすると、WC基超硬
合金エンドミル基体表面は、図2に示されるように、刃
先部のCo結合相1が部分的にスパッタされて消失し、
ちょうどWC基超硬合金エンドミル基体表面をエッチン
グしたようにWC基超硬合金エンドミル基体表面に凹部
2が形成され最表面層が粗密化され、その上に物理蒸着
硬質被覆層3を形成すると、硬質被覆層の付着強度は向
上するが、上記凹部が穴となり、その穴が破壊の起点と
なるためにチッピングや欠損を起こしやすくなることが
分ったのである。
【0005】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
物理蒸着硬質被覆層の超硬合金エンドミル基体表面に対
する付着強度が優れ、かつ切削に際して早期にチッピン
グや欠損を起こすことのない工具寿命の長い硬質層被覆
エンドミルを得るべく研究を行った結果、 (a)原料粉末を所定の配合割合となるように配合し、
混合し、押し出し成形して得られた丸棒形状の圧粉体を
通常の真空または低圧不活性ガス中で一次焼結すること
により丸棒一次焼結体を製造し、この丸棒一次焼結体を
所定のエンドミル形状に研削することによりエンドミル
形状一次焼結体を製造し、このエンドミル形状一次焼結
体を、さらに、圧力:5〜1000気圧の不活性ガス雰
囲気中、液相出現温度以上1500℃の温度範囲内の条
件下で二次焼結してエンドミル二次焼結体を製造し、こ
のエンドミル二次焼結体を基体としてその表面に通常の
方法で物理蒸着硬質層を被覆することにより得られた物
理蒸着硬質層被覆エンドミルは、物理蒸着硬質被覆層の
超硬合金基体表面に対する付着強度が優れかつ切削に際
して短期間でチッピングや欠損を起こすことはない、
【0006】(b)上記二次焼結して得られた二次焼結
体の表層部は、図1に示されるように、Co結合相量が
基体平均組成の3/5以下で厚さ5μm以下のCo結合
相不足層4および上記Co結合相不足層4から内部に向
かってCo結合相濃度が漸増する厚さ10μm以下のC
o結合相濃度勾配層5で被覆されており、上記Co結合
相量が基体平均組成の3/5以下で厚さ5μm以下のC
o結合相不足層は、周期律表4a、5aおよび6a族金
属の炭化物を1種もしくは2種以上並びにWC6が最表
面で特に緻密な層を成しているので、二次焼結体のCo
結合相不足層を長時間十分にボンバードクリーニングし
ても図2に示されるような凹部2を生ずることはない、
などのという知見を得たのである。
【0007】この発明は、かかる知見に基づいてなされ
たものであって、Co結合相:4〜20重量%含有し、
さらに必要に応じて周期律表4a、5aおよび6a族金
属の炭化物を1種もしくは2種以上含有し、残りがWC
および不可避不純物からなるWC基超硬合金エンドミル
基体の表面に物理蒸着硬質被覆層が形成されている硬質
層被覆エンドミルにおいて、上記WC基超硬合金エンド
ミル基体は、Co結合相1の含有量が基体平均組成の3
/5以下の組成を有しかつ表面から5μmの範囲内の厚
さを有するCo結合相不足層4、上記Co結合相不足層
から内部に向かってCo結合相濃度が漸増するCo結合
相濃度勾配を有する厚さ10μm以下のCo結合相濃度
勾配層5で被覆されており、上記物理蒸着硬質被覆層3
は上記Co結合相不足層4の上に形成されている物理蒸
着硬質層被覆エンドミルに特徴を有するものであり、
【0008】さらに、Co:4〜20重量%を含有し、
さらに必要に応じて周期律表4a、5aおよび6a族金
属の炭化物を1種もしくは2種以上を含有し、残りがW
Cおよび不可避不純物からなる組成の丸棒状圧粉体を通
常の条件下で一次焼結することにより丸棒一次焼結体を
製造し、この丸棒一次焼結体を所定のエンドミル形状に
研削してエンドミル形状一次焼結体を作製し、このエン
ドミル形状一次焼結体を、さらに、圧力:5〜1000
気圧の不活性ガス雰囲気中、液相出現温度以上1500
℃の温度範囲内の条件下で二次焼結してエンドミル形状
二次焼結体を製造し、このエンドミル形状二次焼結体の
表面に物理蒸着法により硬質被覆層を形成する物理蒸着
硬質層被覆エンドミルの製造法に特徴を有するものであ
る。
【0009】上記エンドミル二次焼結体は、Co結合
相:4〜20重量%を含有し、さらに必要に応じて周期
律表4a、5aおよび6a族金属の炭化物を1種もしく
は2種以上を含有し、残り:WCおよび不可避不純物か
らなる成分組成を有し所定の形状を有する市販のWC基
超硬合金エンドミルを一次焼結体として用い、これをさ
らに圧力:5〜1000気圧の不活性ガス雰囲気中、液
相出現温度以上1500℃の温度範囲内で二次焼結する
ことにより得ることもできる。
【0010】上記二次焼結のための条件は、不活性ガス
雰囲気中の圧力が5気圧未満であるとその効果が十分で
なく、一方、1000気圧を越えると変形しやすくな
り、公差の範囲外の製品ができるので好ましくない。ま
た、その焼結温度は、液相出現温度以上1500℃の温
度範囲内であり、通常の焼結温度の範囲内である。
【0011】この発明の物理蒸着硬質層被覆エンドミル
の物理蒸着硬質層は、WC基超硬合金エンドミル基体と
の接合部分のCo結合相量が基体平均組成の3/5以下
のCo結合相不足層および内部に向かってCo結合相濃
度が漸増する厚さ10μm以下のCo結合相濃度勾配層
を介することによりWC基超硬合金エンドミル基体表面
に極めて強力に付着し、さらにWC基超硬合金エンドミ
ル基体自体の靭性も優れたものとなるのである。
【0012】上記Co結合相不足層の硬質被覆層と接合
する部分のCo結合相量が基体平均組成の3/5を越え
ると、硬質被覆層の付着強度が低下するので好ましくな
く、一方、上記Co結合相不足層の厚さが5μmを越え
るとWC基超硬合金エンドミル基体が欠損しやすくな
り、またCo結合相濃度勾配層の厚さが10μmを越え
ると切削中に変形し十分に機能しなくなるので好ましく
ない。
【0013】
【実施例】原料粉末としていずれも平均粒径:0.5〜
3.0μmの範囲内のWC粉末,TiC粉末、(Ti,
Ta)C粉末およびCo粉末を用意し、これら原料粉末
を表1に示される割合になるように配合し、得られた配
合粉末をボールミルで72時間湿式混合し、乾燥したの
ち、押し出しプレスにて丸棒状の圧粉体に成形し、この
圧粉体を通常の条件で一次焼結し、上記配合組成とほぼ
同一の成分組成をもつ丸棒一次焼結体A〜Cを製造し
た。
【0014】
【表1】
【0015】これら丸棒一次焼結体A〜Dの表面を研削
加工し、その形状を外径:6.0mmの寸法を有するエ
ンドミル形状に成形してエンドミル形状一次焼結体を製
造し、このエンドミル形状一次焼結体を表2〜4に示さ
れる条件で二次焼結し、得られた二次焼結体をWC基超
硬合金エンドミル基体とした。
【0016】このWC基超硬合金エンドミル基体を通常
のイオンプレーティング装置の反応炉内の上方に装着
し、一方、上記イオンプレーティング装置の反応炉内の
下方に設置されたルツボ内にはTi金属を充填し、かか
る状態で上記イオンプレーティング装置の反応炉内を1
×10-5Torrの真空に保持し、昇温速度:6℃/m
in.で700℃に加熱し、この温度に保持しながらマ
スフローコントローラーから反応ガス導入口を通してA
rガスを供給し、5×10-2TorrのArガス雰囲気
に保持してボンバードクリーニングした。
【0017】ついで、Ti金属を電子ビームにより加熱
蒸発させると共に反応ガス導入口より窒素ガスおよび/
またはアセチレンガスを導入してイオンプレーティング
装置の反応炉内圧力を2×10-4Torrに維持し、表
2〜4に示す物理蒸着硬質層を被覆し、本発明被覆エン
ドミル1〜20および比較被覆エンドミル1〜6を製造
し、これらエンドミルの物理蒸着硬質層直下のWC基超
硬合金エンドミル基体のCo結合相不足層のCo結合相
量および厚さ、並びにCo結合相濃度が漸増するCo結
合相濃度勾配層の厚さを測定し、それらの結果を表2〜
4に示した。
【0018】さらに比較のために、上記エンドミル形状
一次焼結体Cを二次焼結することなく、イオンプレーテ
ィング装置の反応炉内の上方に装着し、同様にボンバー
ドクリーニングし、物理蒸着硬質層を被覆することによ
り従来被覆エンドミルを製造した。
【0019】
【表2】
【0020】
【表3】
【0021】
【表4】
【0022】これら本発明被覆エンドミル1〜20、比
較被覆エンドミル1〜6および従来被覆エンドミルにつ
いて、 被削材 :S45C 切削速度 :60m/min. 一刃あたりの送り :0.05mm/刃 深さ方向の切り込み:15mm 切り込み幅 :1mm 送り :0.2mm/rev. の条件でダウンカット方式による鋼の湿式片削り切削試
験を行い、マージン部の摩耗が0.3mm以上になるま
での時間を5分間ごとに測定すると共に、切刃状況も観
察し、これらの結果を表5〜7に示した。
【0023】
【表5】
【0024】
【表6】
【0025】
【表7】
【0026】
【発明の効果】表2〜7に示される結果から、本発明被
覆エンドミル1〜20は、湿式型削り試験において、使
用可能時間が長くかつ摩耗状況も正常摩耗を示すに対
し、この発明の条件から外れた方法で製造された比較被
覆エンドミル1〜6を用いて湿式片削り試験すると使用
可能時間も短く、摩耗状況も微小欠損のために異常摩耗
を示し、さらに従来エンドミルを用いて湿式型削り試験
すると、いずれも密着強度不足による剥離のため使用可
能時間が短いことが分かる。したがって、この発明の物
理蒸着硬質層被覆エンドミルは、優れた切削性能を長期
にわたって発揮することができ、産業上優れた効果をも
たらすものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の物理蒸着硬質層被覆エンドミルの基
体表面の組織説明図である。
【図2】従来の物理蒸着硬質層被覆エンドミルの基体表
面の組織説明図である。
【符号の説明】
1 Co結合相 2 凹部 3 物理蒸着硬質層被覆層 4 Co結合相不足層 5 Co結合相濃度勾配層 6 周期律表4a、5aおよび6a族金属の炭化物を1
種もしくは2種以上並びにWC
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23C 5/10 B23P 15/28 C23C 29/08 C23C 14/06

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基体平均組成でCo:4〜20重量%を
    含有し、さらに必要に応じて周期律表4a、5aおよび
    6a族金属の炭化物を1種もしくは2種以上を含有し、
    残りが炭化タングステン(以下、WCと記す)および不
    可避不純物からなるWC基超硬合金エンドミル基体の表
    面に物理蒸着硬質被覆層が形成されている硬質層被覆エ
    ンドミルにおいて、 上記WC基超硬合金エンドミル基体は、Coを主成分と
    する結合相(以下、Co結合相と記す)含有量が基体平
    均組成の3/5以下の組成を有しかつ表面から5μmの
    範囲内の厚さを有するCo結合相不足層、および上記C
    o結合相不足層から内部に向かってCo結合相濃度が漸
    増するCo結合相濃度勾配を有する厚さ10μm以下の
    Co結合相濃度勾配層で被覆されており、上記物理蒸着
    硬質被覆層は上記Co結合相不足層の上に形成されてい
    ることを特徴とする物理蒸着硬質層被覆エンドミル。
  2. 【請求項2】 基体平均組成でCo:4〜20重量%を
    含有し、さらに必要に応じて周期律表4a、5aおよび
    6a族金属の炭化物を1種もしくは2種以上を含有し、
    残りがWCおよび不可避不純物からなる組成の丸棒状圧
    粉体を通常の条件下で一次焼結することにより丸棒一次
    焼結体を製造し、この丸棒一次焼結体を所定のエンドミ
    ル形状に研削してエンドミル形状一次焼結体を作製し、
    このエンドミル形状一次焼結体を、さらに、圧力:5〜
    1000気圧の不活性ガス雰囲気中、液相出現温度以上
    1500℃の温度範囲内の条件下で二次焼結してエンド
    ミル形状二次焼結体を製造し、このエンドミル形状二次
    焼結体の表面に物理蒸着法により硬質被覆層を形成する
    ことを特徴とする物理蒸着硬質層被覆エンドミルの製造
    法。
JP4097115A 1992-03-24 1992-03-24 物理蒸着硬質層被覆エンドミルおよびその製造法 Expired - Lifetime JP3044910B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4097115A JP3044910B2 (ja) 1992-03-24 1992-03-24 物理蒸着硬質層被覆エンドミルおよびその製造法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4097115A JP3044910B2 (ja) 1992-03-24 1992-03-24 物理蒸着硬質層被覆エンドミルおよびその製造法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05269618A JPH05269618A (ja) 1993-10-19
JP3044910B2 true JP3044910B2 (ja) 2000-05-22

Family

ID=14183578

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4097115A Expired - Lifetime JP3044910B2 (ja) 1992-03-24 1992-03-24 物理蒸着硬質層被覆エンドミルおよびその製造法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3044910B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5276392B2 (ja) * 2007-09-21 2013-08-28 住友電気工業株式会社 切削工具、及び切削工具の製造方法
US9962771B2 (en) * 2014-06-06 2018-05-08 Sumitomo Electric Hardmetal Corp. Surface-coated tool and method of manufacturing the same

Also Published As

Publication number Publication date
JPH05269618A (ja) 1993-10-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2446987B1 (en) Tool having coated cubic boron nitride sintered body
JP3402146B2 (ja) 硬質被覆層がすぐれた密着性を有する表面被覆超硬合金製エンドミル
JP3044910B2 (ja) 物理蒸着硬質層被覆エンドミルおよびその製造法
JP2927098B2 (ja) 物理蒸着硬質層被覆ドリルおよびその製造法
JP2625923B2 (ja) 切削工具用表面被覆サーメット
JP3451949B2 (ja) 基体が高靭性を有する表面被覆超硬合金製エンドミル
JP3368794B2 (ja) 硬質被覆層がすぐれた耐欠損性を有する表面被覆サーメット製スローアウエイ型切削チップ
JPH05261604A (ja) 物理蒸着硬質層被覆スローアウエイチップおよびその製造法
JP2932853B2 (ja) 耐チッピング性にすぐれた表面被覆炭窒化チタン基サーメット製切削工具
JP2002273615A (ja) 高速切削加工で切刃部がすぐれた耐チッピング性を発揮する表面被覆炭窒化チタン系サーメット製エンドミル
JP2002187004A (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エンドミル
JP3109272B2 (ja) 耐欠損性および耐摩耗性にすぐれた表面被覆炭窒化チタン基サーメット製切削工具
JPH10286702A (ja) 硬質被覆層がすぐれた耐欠損性を有する表面被覆サーメット製スローアウエイ型切削チップ
JP3208981B2 (ja) 硬質被覆層がすぐれた密着性を有する表面被覆炭窒化チタン系サーメット製切削工具
JP3463502B2 (ja) 硬質被覆層がすぐれた耐欠損性を有する表面被覆サーメット製スローアウエイ型切削チップ
JP3397058B2 (ja) 耐摩耗性のすぐれた表面被覆超硬合金製切削工具
JP2002187008A (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ドリル
JP3543768B2 (ja) 硬質被覆層がすぐれた耐熱塑性変形性を発揮する表面被覆超硬合金製歯切工具
JP2001062623A (ja) 耐摩耗性および耐チッピング性のすぐれた超硬合金製エンドミル
JP4816844B2 (ja) 高速歯切加工ですぐれた耐チッピング性を発揮する表面被覆炭化タングステン基超硬合金製むく歯切工具
JPH111764A (ja) 硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を有する表面被覆超硬合金製切削工具
JPH111762A (ja) 硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を有する表面被覆超硬合金製切削工具
JP3397063B2 (ja) 耐チッピング性のすぐれた表面被覆超硬合金製切削工具
JP2002187005A (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スローアウエイチップ
JP2002200502A (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スローアウエイチップ

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20000215

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080317

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090317

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090317

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100317

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100317

Year of fee payment: 10

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100317

Year of fee payment: 10

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110317

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110317

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120317

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130317

Year of fee payment: 13

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130317

Year of fee payment: 13