JP3208981B2 - 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 - Google Patents
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Info
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Description
チタン(以下、TiCNで示す)系サーメットからなる
基体に対する密着性にすぐれ、したがって高速切削にも
硬質被覆層に剥離の発生がなく、すぐれた切削性能を長
期に亘って発揮する表面被覆TiCN系サーメット製切
削工具に関するものである。
主成分とする結合相:1〜30重量%(以下、%は重量
%を示すが、重量%と質量%は実質的に同じ割合を示す
ので、質量%を意味するものでもある)を含有し、残り
の主体がTiCNを主要成分とする硬質相からなるTi
CN系サーメット基体(以下、サーメット基体という)
の表面に、化学蒸着法や物理蒸着法を用いて元素周期律
表の4a,5a、および6a族金属の炭化物、窒化物、
および炭窒化物、並びにこれらの2種以上の固溶体のう
ちの1種の単層または2種以上の複層からなる硬質被覆
層を形成してなる表面被覆TiCN系サーメット製切削
工具が、鋼などの連続切削や断続切削などに用いられて
いることは良く知られるところである。
の高性能化はめざましく、かつ切削加工の省力化に対す
る要求も強く、これに伴ない切削加工は高速切削を余儀
なくされる傾向にあるが、上記の従来表面被覆TiCN
系サーメット製切削工具においては、これを例えば鋼な
どの高速切削に用いると、硬質被覆層のサーメット基体
表面に対する密着性が十分でないために、硬質被覆層に
剥離が発生し易く、比較的短時間で使用寿命に至るのが
現状である。
上述のような観点から、上記の従来表面被覆TiCN系
サーメット製切削工具に着目し、これを構成する硬質被
覆層のサーメット基体の表面に対する密着性の向上をは
かるべく研究を行なった結果、サーメット基体を、結合
相形成成分としてCoとNiを合量で3〜18%含有
し、結合相を除いた残りの硬質相の主体がTiCNから
なるTiCN系サーメットに特定すると共に、前記サー
メット基体の表面に蒸着形成される硬質被覆層も炭化チ
タン(以下、TiCで示す)層、窒化チタン(以下、T
iNで示す)層、炭窒化チタン(以下、TiCNで示
す)層、およびTiとAlの窒化物[以下、(Ti,A
l)Nで示す]層のうちの1層または2層以上に特定し
た上で、これらサーメット基体と硬質被覆層の間に、ア
ーク放電型イオンプレーティング法により物理蒸着形成
したCo−Ti金属間化合物層を0.10〜0.32μ
mの平均層厚で介在させると、この結果の表面被覆Ti
CN系サーメット製切削工具においては、上記Co−T
i金属間化合物層が上記サーメット基体と上記の通りに
特定された硬質被覆層との界面に存在して、これら両者
の密着性を著しく向上させることから、高速切削でも前
記硬質被覆層の剥離なく、すぐれた切削性能を長期に亘
って発揮するという研究結果を得たのである。
なされたもであって、結合相形成成分としてCoとNi
を合量で3〜18%含有し、結合相を除いた残りの硬質
相の主体がTiCNからなるTiCN系サーメットで構
成されたサーメット基体の表面に、アーク放電型イオン
プレーティング法にて蒸着形成された平均層厚:0.1
0〜0.32μmのCo−Ti金属間化合物層を介し
て、TiC層、TiN層、TiCN層、および(Ti,
Al)N層のうちの1層または2層以上からなる硬質被
覆層を蒸着形成してなる、硬質被覆層がすぐれた密着性
を有する前記表面被覆TiCN系サーメット製切削工具
に特徴を有するものである。
−Ti金属間化合物層の平均層厚を0.10〜0.32
μmとしたのは、その層厚が0.10μm未満では所望
のすぐれた密着性を確保することができず、一方その層
厚が0.32μmを越えると、切削時における硬質被覆
層との熱膨張係数の差が顕著に現われるようになり、こ
れが原因で硬質被覆層に剥離が発生し易くなるという理
由にもとづくものである。また、結合相形成成分である
CoとNiの含有量を合量で3〜18%と定めたのは、
その含有量が3%未満では所望の強度を得るのに十分な
焼結性を確実に確保することができず、一方その含有量
が18%を越えると、耐摩耗性に低下傾向が現われるよ
うになるという理由からである。
具体的に説明する。原料粉末として、いずれも1〜10
μmの範囲内の所定の平均粒径を有するTiCN粉末、
NbC粉末、WC粉末、TaC粉末、Mo2 C粉末、C
o粉末、およびNi粉末を用い、これら原料粉末を表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、1ton/cm2の圧力で圧粉
体にプレス成形し、この圧粉体を0.05のtorrの
真空中、1450〜1550℃の範囲内の所定の温度に
1時間保持の条件で焼結してSNGN120408のス
ローアウェイチップ形状をもったサーメット基体A〜E
を形成し、ついでこれらサーメット基体A〜Eのそれぞ
れの表面に、以下いずれもアーク放電型イオンプレーテ
ィング法を用い、通常の条件で表2に示される組成およ
び平均層厚のCo−Ti金属間化合物層を形成し、さら
にこれに同じく表2に示される組成および平均層厚の硬
質被覆層を形成することにより本発明表面被覆TiCN
系サーメット製切削工具(以下、本発明被覆切削工具と
いう)1〜5をそれぞれ製造した。また、比較の目的
で、表3に示される通り上記Co−Ti金属間化合物層
の形成を行なわない以外は、同一の条件で比較表面被覆
TiCN系サーメット製切削工具(以下、比較被覆切削
工具という)1〜5をそれぞれ製造した。
について、 被削材:SNCM439(硬さ:HB 240)の丸棒、 切削速度:220m/min、 送り:0.25mm/rev、 切込み:2mm、 切削時間:30分、 の条件での鋼の乾式連続高速切削試験、並びに、 被削材:SNCM439(硬さ:HB 240)の長さ方
向等間隔4本溝入り丸棒、 切削速度:200m/min、 送り:0.2mm/rev、 切込み:1mm、 切削時間:10分、 の条件での乾式断続高速切削試験を行ない、いずれの試
験でも切刃の逃げ面摩耗幅を測定した。これらの測定結
果を表4に示した。
覆切削工具1〜5は、いずれもサーメット基体と硬質被
覆層との密着性がCo−Ti金属間化合物層の介在によ
って著しく向上したものになっているので、連続切削お
よび断続切削のいずれでも高速切削にもかかわらず、硬
質被覆層に剥離の発生なく、すぐれた耐摩耗性を示すの
に対して、上記Co−Ti金属間化合物層の介在がない
比較被覆切削工具1〜5は、硬質被覆層のサーメット基
体に対する密着性が十分でないために、いずれの切削試
験でも硬質被覆層に剥離が発生し、これが原因で使用寿
命に至ることが明らかである。上述のように、この発明
の表面被覆TiCN系サーメット製切削工具は、これを
構成する硬質被覆層のサーメット基体に対する密着性に
すぐれているので、これを高速切削に用いても硬質被覆
層に剥離の発生なく、すぐれた耐摩耗性を長期に亘って
発揮するのである。
Claims (1)
- 【請求項1】 結合相形成成分としてCoとNiを合量
で3〜18重量%(質量%)含有し、結合相を除いた残
りの硬質相の主体が炭窒化チタンからなる炭窒化チタン
系サーメットで構成された基体の表面に、 アーク放電型イオンプレーティング法にて蒸着形成され
た平均層厚:0.10〜0.32μmのCo−Ti金属
間化合物層を介して、 炭化チタン層、窒化チタン層、炭窒化チタン層、および
TiとAlの窒化物層のうちの1層または2層以上から
なる硬質被覆層を蒸着形成してなる、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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05466294A JP3208981B2 (ja) | 1994-02-28 | 1994-02-28 | 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 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP05466294A JP3208981B2 (ja) | 1994-02-28 | 1994-02-28 | 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 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07243024A JPH07243024A (ja) | 1995-09-19 |
JP3208981B2 true JP3208981B2 (ja) | 2001-09-17 |
Family
ID=12977008
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP05466294A Expired - Fee Related JP3208981B2 (ja) | 1994-02-28 | 1994-02-28 | 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 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3208981B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6150109B2 (ja) * | 2013-04-18 | 2017-06-21 | 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切削工具 |
KR20220012855A (ko) * | 2019-05-27 | 2022-02-04 | 에이비 산드빅 코로만트 | 피복 절삭 공구 |
-
1994
- 1994-02-28 JP JP05466294A patent/JP3208981B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
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JPH07243024A (ja) | 1995-09-19 |
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