JP3136778B2 - 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 - Google Patents
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Info
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- JP3136778B2 JP3136778B2 JP04177498A JP17749892A JP3136778B2 JP 3136778 B2 JP3136778 B2 JP 3136778B2 JP 04177498 A JP04177498 A JP 04177498A JP 17749892 A JP17749892 A JP 17749892A JP 3136778 B2 JP3136778 B2 JP 3136778B2
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- based cermet
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば鋼の高速切削
などの苛酷な条件での切削ですぐれた耐チッピング性
（耐微小欠け性）を示す表面被覆炭窒化チタン（以下、
ＴｉＣＮで示す）基サーメット製切削工具に関するもの
である。
などの苛酷な条件での切削ですぐれた耐チッピング性
（耐微小欠け性）を示す表面被覆炭窒化チタン（以下、
ＴｉＣＮで示す）基サーメット製切削工具に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば特開昭５６−６２９６０号
公報に記載されるように、ＴｉＣＮ基サーメット基体の
表面に、化学蒸着法を用いて、Ｔｉ，Ａｌ，Ｚｒ、およ
びＨｆのほう化物、炭化物、窒化物、および酸化物、並
びにこれらの2種以上の固溶体のうちの２種以上の複層
からなる硬質被覆層を２〜２０μｍの平均層厚で形成し
てなる表面被覆ＴｉＣＮ基サーメット製切削工具が、例
えば鋼の切削に用いられていることは良く知られるとこ
ろである。
公報に記載されるように、ＴｉＣＮ基サーメット基体の
表面に、化学蒸着法を用いて、Ｔｉ，Ａｌ，Ｚｒ、およ
びＨｆのほう化物、炭化物、窒化物、および酸化物、並
びにこれらの2種以上の固溶体のうちの２種以上の複層
からなる硬質被覆層を２〜２０μｍの平均層厚で形成し
てなる表面被覆ＴｉＣＮ基サーメット製切削工具が、例
えば鋼の切削に用いられていることは良く知られるとこ
ろである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年の切削機械
の高性能化および高速化はめざましく、これに伴い、こ
れに用いられている切削工具にも苛酷な条件での切削が
余儀なくされる傾向にあるが、上記の従来表面被覆Ｔｉ
ＣＮ基サーメット製切削工具を、例えば切削速度が５０
０ｍ／ｍｉｎ、の高速で鋼を切削するのに用いた場合、
切刃にチッピング（微小欠け）が発生し易く、このチッ
ピングが原因できわめて短時間で使用寿命に至ることか
ら、鋼の高速切削に用いることができないのが現状であ
る。
の高性能化および高速化はめざましく、これに伴い、こ
れに用いられている切削工具にも苛酷な条件での切削が
余儀なくされる傾向にあるが、上記の従来表面被覆Ｔｉ
ＣＮ基サーメット製切削工具を、例えば切削速度が５０
０ｍ／ｍｉｎ、の高速で鋼を切削するのに用いた場合、
切刃にチッピング（微小欠け）が発生し易く、このチッ
ピングが原因できわめて短時間で使用寿命に至ることか
ら、鋼の高速切削に用いることができないのが現状であ
る。
【０００４】
【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、上記の従来表面被覆ＴｉＣＮ基
サーメット製切削工具に着目し、これの耐チッピング性
向上をはかるべく研究を行った結果、従来の表面表面被
覆ＴｉＣＮ基サーメット製切削工具を構成する硬質被覆
層は、いずれも０．１〜５μｍの平均粒径を有する粒状
組織からなるが、これの内側部分を、特に物理蒸着法を
用いて形成した、平均粒径０．０５μｍ以下の超微粒組
織を有する硬質被覆層で構成すると、この結果の表面被
覆ＴｉＣＮ基サーメット製切削工具は、切削速度が５０
０ｍ／ｍｉｎ、以上の高速で鋼を切削しても、前期超微
粒組織を有する硬質被覆層の介在によって切刃にチッピ
ングが発生することがなく、長期に亘ってすぐれた耐摩
耗性を発揮するようになるという研究結果を得たのであ
る。
上述のような観点から、上記の従来表面被覆ＴｉＣＮ基
サーメット製切削工具に着目し、これの耐チッピング性
向上をはかるべく研究を行った結果、従来の表面表面被
覆ＴｉＣＮ基サーメット製切削工具を構成する硬質被覆
層は、いずれも０．１〜５μｍの平均粒径を有する粒状
組織からなるが、これの内側部分を、特に物理蒸着法を
用いて形成した、平均粒径０．０５μｍ以下の超微粒組
織を有する硬質被覆層で構成すると、この結果の表面被
覆ＴｉＣＮ基サーメット製切削工具は、切削速度が５０
０ｍ／ｍｉｎ、以上の高速で鋼を切削しても、前期超微
粒組織を有する硬質被覆層の介在によって切刃にチッピ
ングが発生することがなく、長期に亘ってすぐれた耐摩
耗性を発揮するようになるという研究結果を得たのであ
る。
【０００５】この発明は、上記の研究結果にもとづいて
なされたものであって、ＴｉＣＮ基サーメット基体の表
面に、Ｔｉ，Ａｌ，Ｚｒ、およびＨｆのほう化物、炭化
物、窒化物、および酸化物、並びにこれらの2種以上の
固溶体のうちの2種以上の複層からなる硬質被覆層を２
〜２０μｍの平均層厚で形成してなる表面被覆ＴｉＣＮ
基サーメット製切削工具において、上記硬質被覆層を、
1層または２層以上からなる内側層グループと、同じく
１層または２層以上からなる外側層グループに分け、 上記内側層グループを、平均粒径：０．０５μｍ以下の
超微粒組織を有する平均層厚：１．５〜５μｍの硬質被
覆層で構成し、一方、上記外側層グループを、平均粒
径：０．１〜５μｍの粒状組織を有する硬質被覆層で構
成してなる、耐チッピング性にすぐれた表面被覆ＴｉＣ
Ｎ基サーメット製切削工具に特徴を有するものである。
なされたものであって、ＴｉＣＮ基サーメット基体の表
面に、Ｔｉ，Ａｌ，Ｚｒ、およびＨｆのほう化物、炭化
物、窒化物、および酸化物、並びにこれらの2種以上の
固溶体のうちの2種以上の複層からなる硬質被覆層を２
〜２０μｍの平均層厚で形成してなる表面被覆ＴｉＣＮ
基サーメット製切削工具において、上記硬質被覆層を、
1層または２層以上からなる内側層グループと、同じく
１層または２層以上からなる外側層グループに分け、 上記内側層グループを、平均粒径：０．０５μｍ以下の
超微粒組織を有する平均層厚：１．５〜５μｍの硬質被
覆層で構成し、一方、上記外側層グループを、平均粒
径：０．１〜５μｍの粒状組織を有する硬質被覆層で構
成してなる、耐チッピング性にすぐれた表面被覆ＴｉＣ
Ｎ基サーメット製切削工具に特徴を有するものである。
【０００６】つきに、この発明の表面被覆ＴｉＣＮ基サ
ーメット製切削工具において、これを構成する硬質被覆
層に関し、平均層厚および平均粒径を上記の通りに限定
した理由を説明する。
ーメット製切削工具において、これを構成する硬質被覆
層に関し、平均層厚および平均粒径を上記の通りに限定
した理由を説明する。
【０００７】（ａ） 硬質被覆層の平均層厚 その平均層厚が２μｍ未満では、所望のすぐれた耐摩耗
性を確保することができず、一方その平均層厚が２０μ
ｍを越えると、切刃に欠けやチッピングが発生し易くな
ることから、その平均層厚を２〜２０μｍと定めた。
性を確保することができず、一方その平均層厚が２０μ
ｍを越えると、切刃に欠けやチッピングが発生し易くな
ることから、その平均層厚を２〜２０μｍと定めた。
【０００８】（ｂ） 内側層グループの平均層厚 その平均層厚が１．５μｍ未満では、所望のすぐれた耐
摩耗性を確保することができず、一方その平均層厚が５
μｍを越えると、切刃に欠けやチッピングが発生し易く
なることから、その平均層厚を１．５〜５μｍと定め
た。
摩耗性を確保することができず、一方その平均層厚が５
μｍを越えると、切刃に欠けやチッピングが発生し易く
なることから、その平均層厚を１．５〜５μｍと定め
た。
【０００９】（ｂ） 内側層グループの平均粒径 これの粒径が、平均粒径で０．０５μｍを越えて大きく
なると、耐チッピング性が急激に低下するようになるこ
とから、その平均粒径を０．０５μｍ以下に定めた。
なると、耐チッピング性が急激に低下するようになるこ
とから、その平均粒径を０．０５μｍ以下に定めた。
【００１０】（ｃ） 外側層グループの平均粒径 その平均粒径が０．１μｍ未満になると耐摩耗性が低下
するようになり、一方その平均粒径が５μｍを越えると
硬質被覆層自体の強度が低下するようになり、チッピン
グが発生し易くなることから、その平均粒径を０．１〜
５μｍと定めた。
するようになり、一方その平均粒径が５μｍを越えると
硬質被覆層自体の強度が低下するようになり、チッピン
グが発生し易くなることから、その平均粒径を０．１〜
５μｍと定めた。
【００１１】
【実施例】この発明の表面被覆ＴｉＣＮ基サーメット製
切削工具を実施例により具体的に説明する。まず、いず
れも1〜２．５μｍの範囲内の平均粒径を有し、かつ表
１に示される各種組成の原料粉末を用意し、これら原料
粉末を同じく表１に示される配合組成に配合し、ボール
ミルで７２時間湿式混合し、乾燥した後、圧粉体にプレ
ス成形し、この圧粉体を、１０ｔｏｒｒの窒素ガス雰囲
気中、温度：１５００℃に1時間保持の条件で焼結する
ことによりＩＳＯ・ＣＮＭＧ１２０４０８のスローアウ
ェイチップ形状をもったＴｉＣＮ基サーメット基体（以
下、サーメット基体という） Ａ〜Ｄを製造した。
切削工具を実施例により具体的に説明する。まず、いず
れも1〜２．５μｍの範囲内の平均粒径を有し、かつ表
１に示される各種組成の原料粉末を用意し、これら原料
粉末を同じく表１に示される配合組成に配合し、ボール
ミルで７２時間湿式混合し、乾燥した後、圧粉体にプレ
ス成形し、この圧粉体を、１０ｔｏｒｒの窒素ガス雰囲
気中、温度：１５００℃に1時間保持の条件で焼結する
ことによりＩＳＯ・ＣＮＭＧ１２０４０８のスローアウ
ェイチップ形状をもったＴｉＣＮ基サーメット基体（以
下、サーメット基体という） Ａ〜Ｄを製造した。
【００１２】ついで、上記サーメット基体Ａ〜Ｄのそれ
ぞれの表面に、まず物理蒸着法を用い、表２に示される
組成、平均層厚、および平均粒径を有する１層または２
層以上の硬質被覆層からなる内側層グループを、表３に
示される条件（バイアス電圧：−１００ｖ）で形成し、
引続いて化学蒸着法にて、同じく表２に示される組成、
平均層厚、および平均粒径を有する１層または2層以上
の硬質被覆層からなる外側層グループを表４に示される
条件で形成することにより本発明表面被覆ＴｉＣＮ基サ
ーメット製切削工具（以下、本発明被覆切削工具とい
う）１〜７をそれぞれ製造した。
ぞれの表面に、まず物理蒸着法を用い、表２に示される
組成、平均層厚、および平均粒径を有する１層または２
層以上の硬質被覆層からなる内側層グループを、表３に
示される条件（バイアス電圧：−１００ｖ）で形成し、
引続いて化学蒸着法にて、同じく表２に示される組成、
平均層厚、および平均粒径を有する１層または2層以上
の硬質被覆層からなる外側層グループを表４に示される
条件で形成することにより本発明表面被覆ＴｉＣＮ基サ
ーメット製切削工具（以下、本発明被覆切削工具とい
う）１〜７をそれぞれ製造した。
【００１３】また、比較の目的で、化学蒸着法を用い、
表５に示される組成、平均層厚、および平均層厚を有す
る１層または２層以上の硬質被覆層を表４に示される条
件で形成する以外は同一の条件で従来表面被覆ＴｉＣＮ
基サーメット製切削工具（以下、従来被覆切削工具とい
う）１〜７をそれぞれ製造した。
表５に示される組成、平均層厚、および平均層厚を有す
る１層または２層以上の硬質被覆層を表４に示される条
件で形成する以外は同一の条件で従来表面被覆ＴｉＣＮ
基サーメット製切削工具（以下、従来被覆切削工具とい
う）１〜７をそれぞれ製造した。
【００１４】つぎに、この結果得られた各種の被覆切削
工具について、 被削材：ＪＩＳ・ＳＣＭ４４０の丸棒、 切削速度３００ｍ／ｍｉｎ．、 切込み：１ｍｍ、 送り：０．２ｍｍ／ｒｅｖ．、 切削時間：３０分、 の条件での鋼の連続切削試験、並びに、 被削材：ＪＩＳ・ＳＣＭ４４０の4本縦溝入り丸棒、 切削速度：５００ｍ／ｍｉｎ．、 切込み：０．５ｍｍ、 送り：０．１ｍｍ／ｒｅｖ．、 切削時間：５分、 の条件での鋼の断続高速切削試験を行い、逃げ摩耗幅を
測定した。これらの測定結果を表６に示した。
工具について、 被削材：ＪＩＳ・ＳＣＭ４４０の丸棒、 切削速度３００ｍ／ｍｉｎ．、 切込み：１ｍｍ、 送り：０．２ｍｍ／ｒｅｖ．、 切削時間：３０分、 の条件での鋼の連続切削試験、並びに、 被削材：ＪＩＳ・ＳＣＭ４４０の4本縦溝入り丸棒、 切削速度：５００ｍ／ｍｉｎ．、 切込み：０．５ｍｍ、 送り：０．１ｍｍ／ｒｅｖ．、 切削時間：５分、 の条件での鋼の断続高速切削試験を行い、逃げ摩耗幅を
測定した。これらの測定結果を表６に示した。
【００１５】
【表１】
【００１６】
【表２】
【００１７】
【表３】
【００１８】
【表４】
【００１９】
【表５】
【００２０】
【表６】
【００２１】
【発明の効果】表６には、本発明被覆切削工具１〜７お
よび従来被覆切削工具１〜７とも、鋼の通常の切削速度
である３００ｍ／ｍｉｎ．の切削速度では切刃にチッピ
ングの発生なく、しかし前者の方が後者に比してすぐれ
た耐摩耗性を示すことが示されており、しかしながら切
削速度が５００ｍ／ｍｉｎ．の鋼の断続高速切削では、
本発明被覆切削工具１〜７はいずれも切刃にチッピング
の発生なく、すぐれた耐摩耗性を発揮するのに対して、
従来被覆切削工具１〜７では、いずれも切刃にチッピン
グが発生し、短時間で使用寿命に至ることが示されてい
る。
よび従来被覆切削工具１〜７とも、鋼の通常の切削速度
である３００ｍ／ｍｉｎ．の切削速度では切刃にチッピ
ングの発生なく、しかし前者の方が後者に比してすぐれ
た耐摩耗性を示すことが示されており、しかしながら切
削速度が５００ｍ／ｍｉｎ．の鋼の断続高速切削では、
本発明被覆切削工具１〜７はいずれも切刃にチッピング
の発生なく、すぐれた耐摩耗性を発揮するのに対して、
従来被覆切削工具１〜７では、いずれも切刃にチッピン
グが発生し、短時間で使用寿命に至ることが示されてい
る。
【００２２】上述のように、この表面被覆ＴｉＣＮ基サ
ーメット製切削工具は、すぐれた耐チッピング性を有す
るので、例えば切削速度が５００ｍ／ｍｉｎ．以上の鋼
の高速切削などの苛酷な条件下での切削においても切刃
にチッピングの発生なく、すぐれた切削性能を著しく長
期に亘って発揮するものである。
ーメット製切削工具は、すぐれた耐チッピング性を有す
るので、例えば切削速度が５００ｍ／ｍｉｎ．以上の鋼
の高速切削などの苛酷な条件下での切削においても切刃
にチッピングの発生なく、すぐれた切削性能を著しく長
期に亘って発揮するものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23B 27/14 B23P 15/28 C23C 14/00 - 14/58 C23C 16/00 - 16/56 C23C 28/04
Claims (1)
- 【請求項１】 炭窒化チタン基サーメット基体の表面
に、Ｔｉ，Ａｌ，Ｚｒ、およびＨｆのほう化物、炭化
物、窒化物、および酸化物、並びにこれらの2種以上の
固溶体のうちの2種以上の複層からなる硬質被覆層を２
〜２０μｍの平均層厚で形成してなる表面被覆炭窒化チ
タン基サーメット製切削工具において、 上記硬質被覆層を、1層または２層以上からなる内側層
グループと、同じく1層または2層以上からなる外側層グ
ループに分け、 上記内側層グループを平均粒径：０．０５μｍ以下の超
微粒組織を有する平均層厚：１．５〜５μｍの硬質被覆
層で構成し、 一方上記外側層グループを平均粒径：０．１〜５μｍの
粒状組織を有する硬質被覆層で構成したことを特徴とす
る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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04177498A JP3136778B2 (ja) | 1992-06-11 | 1992-06-11 | 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 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04177498A JP3136778B2 (ja) | 1992-06-11 | 1992-06-11 | 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 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05345976A JPH05345976A (ja) | 1993-12-27 |
| JP3136778B2 true JP3136778B2 (ja) | 2001-02-19 |
Family
ID=16031960
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04177498A Expired - Lifetime JP3136778B2 (ja) | 1992-06-11 | 1992-06-11 | 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 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3136778B2 (ja) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3418066B2 (ja) * | 1996-07-03 | 2003-06-16 | 日立金属株式会社 | アルミナ被覆工具とその製造方法 |
| JP3560303B2 (ja) * | 1996-11-29 | 2004-09-02 | 日立金属株式会社 | 酸化アルミニウム被覆工具およびその製造方法 |
| US6472060B1 (en) * | 2000-01-19 | 2002-10-29 | Seco Tools Ab | Coated body with nanocrystalline CVD coating for enhanced edge toughness and reduced friction |
| SE527349C2 (sv) | 2003-04-24 | 2006-02-14 | Seco Tools Ab | Skär med beläggning av skikt av MTCVD-Ti (C,N) med styrd kornstorlek och morfologi och metod för att belägga skäret |
| SE527346C2 (sv) * | 2003-04-24 | 2006-02-14 | Seco Tools Ab | Skär med beläggning av skikt av MTCVD-Ti (C,N) med styrd kornstorlek och morfologi och metod för att belägga skäret |
| JP4960149B2 (ja) * | 2007-05-29 | 2012-06-27 | 京セラ株式会社 | 表面被覆切削工具 |
| CN102137954A (zh) * | 2008-08-29 | 2011-07-27 | 昭和电工株式会社 | 表面被覆的金属陶瓷构件及其制造方法 |
| JP5560514B2 (ja) * | 2009-12-25 | 2014-07-30 | 三菱マテリアル株式会社 | 硬質被覆層がすぐれた耐欠損性を発揮する表面被覆切削工具 |
| JP5590308B2 (ja) * | 2010-03-23 | 2014-09-17 | 三菱マテリアル株式会社 | 硬質被覆層がすぐれた耐欠損性を発揮する表面被覆切削工具 |
| JP5585935B2 (ja) * | 2010-03-23 | 2014-09-10 | 三菱マテリアル株式会社 | 硬質被覆層がすぐれた耐欠損性を発揮する表面被覆切削工具 |
| JP5552913B2 (ja) * | 2010-03-30 | 2014-07-16 | 三菱マテリアル株式会社 | 硬質被覆層がすぐれた耐欠損性を発揮する表面被覆切削工具 |
| JP5344204B2 (ja) * | 2012-03-05 | 2013-11-20 | 三菱マテリアル株式会社 | 表面被覆切削工具 |
| WO2014034923A1 (ja) * | 2012-08-31 | 2014-03-06 | 株式会社タンガロイ | 被覆切削工具 |
| JP6217216B2 (ja) * | 2013-01-31 | 2017-10-25 | 三菱マテリアル株式会社 | 表面被覆切削工具とその製造方法 |
| KR101536462B1 (ko) | 2013-12-23 | 2015-07-24 | 한국야금 주식회사 | 난삭재 및 주철가공 절삭공구용 피막 |
| JP6756987B2 (ja) * | 2017-08-24 | 2020-09-16 | 株式会社タンガロイ | 被覆切削工具 |
-
1992
- 1992-06-11 JP JP04177498A patent/JP3136778B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05345976A (ja) | 1993-12-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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