JP3230375B2 - 硬質被覆層がすぐれた層間密着性および耐欠損性を有する表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具 - Google Patents
硬質被覆層がすぐれた層間密着性および耐欠損性を有する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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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、硬質被覆層がすぐれ
た層間密着性および耐欠損性を有し、したがって切削抵
抗の大きい、例えば軟鋼などの切削に用いた場合に長期
に亘ってすぐれた切削性能を発揮する表面被覆炭化タン
グステン基超硬合金製切削工具（以下、被覆超硬切削工
具という）に関するものである。
た層間密着性および耐欠損性を有し、したがって切削抵
抗の大きい、例えば軟鋼などの切削に用いた場合に長期
に亘ってすぐれた切削性能を発揮する表面被覆炭化タン
グステン基超硬合金製切削工具（以下、被覆超硬切削工
具という）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば特公昭５７−１５８５号公
報や特公昭５９−５２７０３号公報に記載されるよう
に、全体的に均質な炭化タングステン基超硬合金基体
や、結合相形成成分としての例えばＣｏなどの含有量が
基体内部に比して相対的に高い表面部、すなわち表面部
に結合相富化帯域を有する炭化タングステン基超硬合金
基体（以下、これらを総称して超硬合金基体という）の
表面に、化学蒸着法や物理蒸着法を用いて、窒化チタン
（以下、ＴｉＮで示す）層からなる第１層、炭窒化チタ
ン（以下、ＴｉＣＮで示す）層からなる第２層、炭化チ
タン（以下、ＴｉＣで示す）層からなる第３層、炭酸化
チタン（以下、ＴｉＣＯで示す）層または炭窒酸化チタ
ン（以下、ＴｉＣＮＯで示す）層からなる第４層、およ
び酸化アルミニウム（以下、Ａｌ2Ｏ3で示す）層からな
る第５層、さらに必要に応じてＴｉＮ層からなる第６層
で構成された硬質被覆層を３〜３０μｍの範囲内の所定
の平均層厚で形成してなる被覆超硬切削工具が、主に合
金鋼や鋳鉄の旋削やフライス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。
報や特公昭５９−５２７０３号公報に記載されるよう
に、全体的に均質な炭化タングステン基超硬合金基体
や、結合相形成成分としての例えばＣｏなどの含有量が
基体内部に比して相対的に高い表面部、すなわち表面部
に結合相富化帯域を有する炭化タングステン基超硬合金
基体（以下、これらを総称して超硬合金基体という）の
表面に、化学蒸着法や物理蒸着法を用いて、窒化チタン
（以下、ＴｉＮで示す）層からなる第１層、炭窒化チタ
ン（以下、ＴｉＣＮで示す）層からなる第２層、炭化チ
タン（以下、ＴｉＣで示す）層からなる第３層、炭酸化
チタン（以下、ＴｉＣＯで示す）層または炭窒酸化チタ
ン（以下、ＴｉＣＮＯで示す）層からなる第４層、およ
び酸化アルミニウム（以下、Ａｌ2Ｏ3で示す）層からな
る第５層、さらに必要に応じてＴｉＮ層からなる第６層
で構成された硬質被覆層を３〜３０μｍの範囲内の所定
の平均層厚で形成してなる被覆超硬切削工具が、主に合
金鋼や鋳鉄の旋削やフライス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。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年の切削機械
のＦＡ化はめざましく、かつ切削加工の省力化の要求と
相まって、切削工具には汎用性が求められる傾向にある
が、上記の従来被覆超硬切削工具においては、これを合
金鋼や鋳鉄などの切削に用いた場合には問題はないが、
特に切削抵抗の高い軟鋼などの切削に用いた場合、硬質
被覆層の層間密着性が十分でないために、硬質被覆層に
層間剥離やチッピング（微小欠け）が発生し易く、これ
が原因で比較的短時間で使用寿命に至るのが現状であ
る。
のＦＡ化はめざましく、かつ切削加工の省力化の要求と
相まって、切削工具には汎用性が求められる傾向にある
が、上記の従来被覆超硬切削工具においては、これを合
金鋼や鋳鉄などの切削に用いた場合には問題はないが、
特に切削抵抗の高い軟鋼などの切削に用いた場合、硬質
被覆層の層間密着性が十分でないために、硬質被覆層に
層間剥離やチッピング（微小欠け）が発生し易く、これ
が原因で比較的短時間で使用寿命に至るのが現状であ
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、上記の従来被覆超硬切削工具に
着目し、これを構成する硬質被覆層の層間密着性の向上
をはかるべく研究を行なった結果、 （ａ） 上記の従来被覆超硬切削工具を構成する硬質被
覆層において、超硬合金基体に対する第１層のＴｉＮ層
の密着性に問題はないが、第１層のＴｉＮ層および第３
層のＴｉＣ層に対する第２層のＴｉＣＮ層の密着性、並
びに第４層のＴｉＣＯ層またはＴｉＣＮＯ層および第６
層のＴｉＮ層に対する第５層のＡｌ2Ｏ3層の密着性が不
充分であり、これが原因で層間剥離やチッピングが発生
し易くなること。 （ｂ） 上記の従来被覆超硬切削工具を構成する硬質被
覆層において、第１層のＴｉＮ層、第２層のＴｉＣＮ
層、第３層のＴｉＣ層、第４層のＴｉＣＯ層またはＴｉ
ＣＮＯ層、並びに必要に応じて形成される第６層のＴｉ
Ｎ層はいずれも粒状結晶組織をもち、第５層のＡｌ2Ｏ3
層はアルファ型結晶組織をもつこと。 （ｃ） 上記の従来被覆超硬切削工具を構成する硬質被
覆層において、第２層のＴｉＣＮ層を縦長成長結晶組織
とし、かつ第５層のＡｌ2Ｏ3層をカッパー型結晶を主体
とする組織、望ましくは、カッパー型結晶が５０容量％
以上を占め、残りがアルファ型結晶からなる混合組織、
または実質的にカッパー型結晶からなる組織とすると、
この結果の硬質被覆層はいずれの層間密着性も著しく向
上したものになり、したがって切削抵抗の高い被削材の
切削にも層間剥離やチッピングの発生がなく、すぐれた
切削性能を長期に亘って発揮すること。 （ｄ） 上記（ｃ）の硬質被覆層の第２層を構成する縦
長成長結晶組織を有するＴｉＣＮ層を１層の粒状結晶組
織を有するＴｉＮ層で上下部層に分割する、すなわち前
記ＴｉＮ分割層の上下両面側に前記ＴｉＣＮ区分層（Ｔ
ｉＣＮ上下区分層）が存在する構造をもつものにする
と、特に高送り切削や高切込み切削などの重切削での切
刃の耐欠損性が著しく向上するようになること。以上
（ａ）〜（ｄ）に示される研究結果を得たのである。
上述のような観点から、上記の従来被覆超硬切削工具に
着目し、これを構成する硬質被覆層の層間密着性の向上
をはかるべく研究を行なった結果、 （ａ） 上記の従来被覆超硬切削工具を構成する硬質被
覆層において、超硬合金基体に対する第１層のＴｉＮ層
の密着性に問題はないが、第１層のＴｉＮ層および第３
層のＴｉＣ層に対する第２層のＴｉＣＮ層の密着性、並
びに第４層のＴｉＣＯ層またはＴｉＣＮＯ層および第６
層のＴｉＮ層に対する第５層のＡｌ2Ｏ3層の密着性が不
充分であり、これが原因で層間剥離やチッピングが発生
し易くなること。 （ｂ） 上記の従来被覆超硬切削工具を構成する硬質被
覆層において、第１層のＴｉＮ層、第２層のＴｉＣＮ
層、第３層のＴｉＣ層、第４層のＴｉＣＯ層またはＴｉ
ＣＮＯ層、並びに必要に応じて形成される第６層のＴｉ
Ｎ層はいずれも粒状結晶組織をもち、第５層のＡｌ2Ｏ3
層はアルファ型結晶組織をもつこと。 （ｃ） 上記の従来被覆超硬切削工具を構成する硬質被
覆層において、第２層のＴｉＣＮ層を縦長成長結晶組織
とし、かつ第５層のＡｌ2Ｏ3層をカッパー型結晶を主体
とする組織、望ましくは、カッパー型結晶が５０容量％
以上を占め、残りがアルファ型結晶からなる混合組織、
または実質的にカッパー型結晶からなる組織とすると、
この結果の硬質被覆層はいずれの層間密着性も著しく向
上したものになり、したがって切削抵抗の高い被削材の
切削にも層間剥離やチッピングの発生がなく、すぐれた
切削性能を長期に亘って発揮すること。 （ｄ） 上記（ｃ）の硬質被覆層の第２層を構成する縦
長成長結晶組織を有するＴｉＣＮ層を１層の粒状結晶組
織を有するＴｉＮ層で上下部層に分割する、すなわち前
記ＴｉＮ分割層の上下両面側に前記ＴｉＣＮ区分層（Ｔ
ｉＣＮ上下区分層）が存在する構造をもつものにする
と、特に高送り切削や高切込み切削などの重切削での切
刃の耐欠損性が著しく向上するようになること。以上
（ａ）〜（ｄ）に示される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、超硬合金基体の表面に、 （ａ）粒状結晶組織を有するＴｉＮ層からなる第１層、 （ｂ）粒状結晶組織を有する１層のＴｉＮ分割層で上下
に区分された縦長成長結晶組織を有するＴｉＣＮ上下区
分層からなる第２層、 （ｃ）粒状結晶組織を有するＴｉＣ層からなる第３層、 （ｄ）粒状結晶組織を有するＴｉＣＯ層またはＴｉＣＮ
Ｏ層からなる第４層、 （ｅ）カッパー型結晶が５０容量％以上を占め、残りが
アルファ型結晶からなる混合組織、または実質的にカッ
パー型結晶からなる組織を有するＡｌ2Ｏ3層からなる第
５層、 （ｆ）必要に応じて粒状結晶組織を有するＴｉＮ層から
なる第６層、以上（ａ）〜（ｆ）で構成された硬質被覆
層を３〜３０μｍの範囲内の所定の平均層厚で化学蒸着
および／または物理蒸着形成してなる、硬質被覆層がす
ぐれた層間密着性および耐欠損性を有する被覆超硬切削
工具に特徴を有するものである。
なされたものであって、超硬合金基体の表面に、 （ａ）粒状結晶組織を有するＴｉＮ層からなる第１層、 （ｂ）粒状結晶組織を有する１層のＴｉＮ分割層で上下
に区分された縦長成長結晶組織を有するＴｉＣＮ上下区
分層からなる第２層、 （ｃ）粒状結晶組織を有するＴｉＣ層からなる第３層、 （ｄ）粒状結晶組織を有するＴｉＣＯ層またはＴｉＣＮ
Ｏ層からなる第４層、 （ｅ）カッパー型結晶が５０容量％以上を占め、残りが
アルファ型結晶からなる混合組織、または実質的にカッ
パー型結晶からなる組織を有するＡｌ2Ｏ3層からなる第
５層、 （ｆ）必要に応じて粒状結晶組織を有するＴｉＮ層から
なる第６層、以上（ａ）〜（ｆ）で構成された硬質被覆
層を３〜３０μｍの範囲内の所定の平均層厚で化学蒸着
および／または物理蒸着形成してなる、硬質被覆層がす
ぐれた層間密着性および耐欠損性を有する被覆超硬切削
工具に特徴を有するものである。
【０００６】なお、この発明の被覆超硬切削工具を構成
する硬質被覆層のうちの第２層を構成する縦長成長結晶
組織を有するＴｉＣＮ上下区分層は、例えば特開平６−
８０１０号公報に記載される通り、反応ガス組成：容量
％で、ＴｉＣｌ4：１〜１０％、ＣＨ3ＣＮ：０．１〜５
％、Ｎ2：０〜３５％、Ｈ2：残り、反応温度：８５０〜
９５０℃、雰囲気圧力：３０〜２００ｔｏｒｒ、の条件
で形成するのが望ましい。一方、粒状結晶組織を有する
ＴｉＣＮ層は、通常、反応ガス組成：容量％で、ＴｉＣ
ｌ4：１〜５％、ＣＨ4：２〜７％、Ｎ2：１５〜３０
％、Ｈ2：残り、反応温度：９５０〜１０５０℃、雰囲
気圧力：３０〜２００ｔｏｒｒ、の条件で形成される。
また、カッパー型結晶を主体とする組織を有するＡｌ2
Ｏ3層は、反応ガス：容量％で、初期段階の１〜１２０
分を、ＡｌＣｌ3：１〜２０％、必要に応じてＨＣｌ：
１〜２０％および／またはＨ2Ｓ：０．０５〜５％、
Ｈ2：残り、とし、以後、ＡｌＣｌ3：１〜２０％、ＣＯ
2：０．５〜３０％、必要に応じてＨＣｌ：１〜２０％
および／またはＨ2Ｓ：０．０５〜５％、Ｈ2：残り、反
応温度：８５０〜１０００℃、雰囲気圧力：３０〜２０
０ｔｏｒｒ、の条件で形成される。
する硬質被覆層のうちの第２層を構成する縦長成長結晶
組織を有するＴｉＣＮ上下区分層は、例えば特開平６−
８０１０号公報に記載される通り、反応ガス組成：容量
％で、ＴｉＣｌ4：１〜１０％、ＣＨ3ＣＮ：０．１〜５
％、Ｎ2：０〜３５％、Ｈ2：残り、反応温度：８５０〜
９５０℃、雰囲気圧力：３０〜２００ｔｏｒｒ、の条件
で形成するのが望ましい。一方、粒状結晶組織を有する
ＴｉＣＮ層は、通常、反応ガス組成：容量％で、ＴｉＣ
ｌ4：１〜５％、ＣＨ4：２〜７％、Ｎ2：１５〜３０
％、Ｈ2：残り、反応温度：９５０〜１０５０℃、雰囲
気圧力：３０〜２００ｔｏｒｒ、の条件で形成される。
また、カッパー型結晶を主体とする組織を有するＡｌ2
Ｏ3層は、反応ガス：容量％で、初期段階の１〜１２０
分を、ＡｌＣｌ3：１〜２０％、必要に応じてＨＣｌ：
１〜２０％および／またはＨ2Ｓ：０．０５〜５％、
Ｈ2：残り、とし、以後、ＡｌＣｌ3：１〜２０％、ＣＯ
2：０．５〜３０％、必要に応じてＨＣｌ：１〜２０％
および／またはＨ2Ｓ：０．０５〜５％、Ｈ2：残り、反
応温度：８５０〜１０００℃、雰囲気圧力：３０〜２０
０ｔｏｒｒ、の条件で形成される。
【０００７】また、この発明の被覆超硬切削工具を構成
する硬質被覆層は、超硬合金基体の表面に、まず第１層
のＴｉＮ層を蒸着し、ついで第２層のＴｉＣＮ下部区分
層、ＴｉＮ分割層、およびＴｉＣＮ上部区分層、第３層
のＴｉＣ層、第４層のＴｉＣＯ層またはＴｉＣＮＯ層、
第５層のＡｌ2Ｏ3層、さらに必要に応じて第６層のＴｉ
Ｎ層を順次蒸着することによって形成されるが、前記第
２層以降の形成に際して、前記第１層のＴｉＮ層中に前
記超硬合金基体中のＣ成分が拡散固溶する場合があり、
この場合の第１層は硬質被覆層形成後ＴｉＣＮ層として
存在することになる。
する硬質被覆層は、超硬合金基体の表面に、まず第１層
のＴｉＮ層を蒸着し、ついで第２層のＴｉＣＮ下部区分
層、ＴｉＮ分割層、およびＴｉＣＮ上部区分層、第３層
のＴｉＣ層、第４層のＴｉＣＯ層またはＴｉＣＮＯ層、
第５層のＡｌ2Ｏ3層、さらに必要に応じて第６層のＴｉ
Ｎ層を順次蒸着することによって形成されるが、前記第
２層以降の形成に際して、前記第１層のＴｉＮ層中に前
記超硬合金基体中のＣ成分が拡散固溶する場合があり、
この場合の第１層は硬質被覆層形成後ＴｉＣＮ層として
存在することになる。
【０００８】さらに、上記硬質被覆層の平均層厚は３〜
３０μｍとするのがよく、これは、その平均層厚が３μ
ｍ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３０μｍを越えると耐欠損性
が急激に低下するようになるという理由によるものであ
り、また第１層のＴｉＮ層の平均層厚は０．１〜５μ
ｍ、第２層のＴｉＣＮ上下区分層およびＴｉＮ分割層の
それは３〜２０μｍおよび０．１〜５μｍ、第３層のＴ
ｉＣ層は１〜１０μｍ、第４層のＴｉＣＯ層またはＴｉ
ＣＮＯ層は０．０１〜２μｍ、第５層のＡｌ2Ｏ3層は
０．１〜１５μｍ、さらに第６層のＴｉＮ層は０．１〜
５μｍの平均層厚とするのが望ましい。
３０μｍとするのがよく、これは、その平均層厚が３μ
ｍ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３０μｍを越えると耐欠損性
が急激に低下するようになるという理由によるものであ
り、また第１層のＴｉＮ層の平均層厚は０．１〜５μ
ｍ、第２層のＴｉＣＮ上下区分層およびＴｉＮ分割層の
それは３〜２０μｍおよび０．１〜５μｍ、第３層のＴ
ｉＣ層は１〜１０μｍ、第４層のＴｉＣＯ層またはＴｉ
ＣＮＯ層は０．０１〜２μｍ、第５層のＡｌ2Ｏ3層は
０．１〜１５μｍ、さらに第６層のＴｉＮ層は０．１〜
５μｍの平均層厚とするのが望ましい。
【０００９】
【実施例】つぎに、この発明の被覆超硬切削工具を実施
例により具体的に説明する。原料粉末として、平均粒
径：３μｍを有する中粒ＷＣ粉末、同５μｍの粗粒ＷＣ
粉末、同１．５μｍの（Ｔｉ，Ｗ）Ｃ（重量比で、以下
同じ、ＴｉＣ／ＷＣ＝３０／７０）粉末、同１．２μｍ
の（Ｔｉ，Ｗ）ＣＮ（ＴｉＣ／ＴｉＮ／ＷＣ＝２４／２
０／５６）粉末、同１．３μｍの（Ｔａ，Ｎｂ）Ｃ（Ｔ
ａＣ／ＮｂＣ＝９０／１０）粉末、および同１．２μｍ
のＣｏ粉末を用意し、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、ＩＳＯ・ＣＮＭＧ１２０４０８（超硬合金
基体Ａ〜Ｃ用）および同ＳＥＥＮ４２ＡＦＴＮ１（超硬
合金基体Ｄ用）に定める形状の圧粉体にプレス成形し、
この圧粉体を同じく表１に示される条件に真空焼結する
ことにより超硬合金基体Ａ〜Ｄを製造した。また、上記
超硬合金基体ＡおよびＣには、焼結したままで、表層部
に表面から１５μｍの位置で最大Ｃｏ含有量：９重量
％、深さ：２０μｍのＣｏ富化帯域が形成されており、
残りの超硬合金基体ＢおよびＤには、前記Ｃｏ富化帯域
の形成がなく、全体的に均質な組織をもつものであっ
た。さらに、表１には上記超硬合金基体Ａ〜Ｄの内部硬
さ（ロックウエル硬さＡスケール）をそれぞれ示した。
例により具体的に説明する。原料粉末として、平均粒
径：３μｍを有する中粒ＷＣ粉末、同５μｍの粗粒ＷＣ
粉末、同１．５μｍの（Ｔｉ，Ｗ）Ｃ（重量比で、以下
同じ、ＴｉＣ／ＷＣ＝３０／７０）粉末、同１．２μｍ
の（Ｔｉ，Ｗ）ＣＮ（ＴｉＣ／ＴｉＮ／ＷＣ＝２４／２
０／５６）粉末、同１．３μｍの（Ｔａ，Ｎｂ）Ｃ（Ｔ
ａＣ／ＮｂＣ＝９０／１０）粉末、および同１．２μｍ
のＣｏ粉末を用意し、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、ＩＳＯ・ＣＮＭＧ１２０４０８（超硬合金
基体Ａ〜Ｃ用）および同ＳＥＥＮ４２ＡＦＴＮ１（超硬
合金基体Ｄ用）に定める形状の圧粉体にプレス成形し、
この圧粉体を同じく表１に示される条件に真空焼結する
ことにより超硬合金基体Ａ〜Ｄを製造した。また、上記
超硬合金基体ＡおよびＣには、焼結したままで、表層部
に表面から１５μｍの位置で最大Ｃｏ含有量：９重量
％、深さ：２０μｍのＣｏ富化帯域が形成されており、
残りの超硬合金基体ＢおよびＤには、前記Ｃｏ富化帯域
の形成がなく、全体的に均質な組織をもつものであっ
た。さらに、表１には上記超硬合金基体Ａ〜Ｄの内部硬
さ（ロックウエル硬さＡスケール）をそれぞれ示した。
【００１０】ついで、これらの超硬合金基体Ａ〜Ｄの表
面に、ホーニングを施した状態で、通常の化学蒸着装置
を用い、表２に示される条件で、表３〜６に示される組
成および結晶組織、さらに平均層厚の硬質被覆層を形成
することにより本発明被覆超硬切削工具１〜５および従
来被覆超硬切削工具１〜５をそれぞれ製造した。つぎ
に、上記本発明被覆超硬切削工具１〜３および従来被覆
超硬切削工具１〜３について、 被削材：軟鋼の丸棒、 切削速度：１９０ｍ／ｍｉｎ、 送り：０．４１ｍｍ／ｒｅｖ、 切込み：２ｍｍ、 切削時間：３０ｍｉｎ、 の条件での軟鋼の高送り連続切削試験、および、 被削材：軟鋼の丸棒、 切削速度：１９０ｍ／ｍｉｎ、 送り：０．２６ｍｍ／ｒｅｖ、 切込み：４ｍｍ、 切削時間：４０ｍｉｎ、 の条件での軟鋼の高切込み連続切削試験を行ない、いず
れの切削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７に示した。また、上記本発明被覆超
硬切削工具４、５および従来被覆超硬切削工具４、５に
ついては、 被削材：軟鋼の角材、 切削速度：２４０ｍ／ｍｉｎ、 送り：０．３６ｍｍ／刃、 切込み：３ｍｍ、 切削時間：４０ｍｉｎ、 の条件で軟鋼のフライス切削を行ない、切刃の逃げ面摩
耗幅を測定した。この測定結果も表７に示した。
面に、ホーニングを施した状態で、通常の化学蒸着装置
を用い、表２に示される条件で、表３〜６に示される組
成および結晶組織、さらに平均層厚の硬質被覆層を形成
することにより本発明被覆超硬切削工具１〜５および従
来被覆超硬切削工具１〜５をそれぞれ製造した。つぎ
に、上記本発明被覆超硬切削工具１〜３および従来被覆
超硬切削工具１〜３について、 被削材：軟鋼の丸棒、 切削速度：１９０ｍ／ｍｉｎ、 送り：０．４１ｍｍ／ｒｅｖ、 切込み：２ｍｍ、 切削時間：３０ｍｉｎ、 の条件での軟鋼の高送り連続切削試験、および、 被削材：軟鋼の丸棒、 切削速度：１９０ｍ／ｍｉｎ、 送り：０．２６ｍｍ／ｒｅｖ、 切込み：４ｍｍ、 切削時間：４０ｍｉｎ、 の条件での軟鋼の高切込み連続切削試験を行ない、いず
れの切削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７に示した。また、上記本発明被覆超
硬切削工具４、５および従来被覆超硬切削工具４、５に
ついては、 被削材：軟鋼の角材、 切削速度：２４０ｍ／ｍｉｎ、 送り：０．３６ｍｍ／刃、 切込み：３ｍｍ、 切削時間：４０ｍｉｎ、 の条件で軟鋼のフライス切削を行ない、切刃の逃げ面摩
耗幅を測定した。この測定結果も表７に示した。
【００１１】
【表１】
【００１２】
【表２】
【００１３】
【表３】
【００１４】
【表４】
【００１５】
【表５】
【００１６】
【表６】
【００１７】
【表７】
【００１８】
【発明の効果】表３〜７に示される結果から、本発明被
覆超硬切削工具１〜５は、いずれも切削抵抗の高い軟鋼
の切削にもかかわらず、硬質被覆層に層間剥離やチッピ
ングの発生なく、すぐれた耐摩耗性を示すのに対して、
従来被覆超硬切削工具１〜５は、硬質被覆層における層
間密着性が不十分なために、軟鋼の切削では層間剥離や
チッピングが発生し、比較的短時間で使用寿命に至るこ
とが明らかである。上述のように、この発明の被覆超硬
切削工具は、これを構成する硬質被覆層がすぐれた層間
密着性および耐欠損性を有するので、合金鋼や鋳鉄など
の切削は勿論のこと、切削抵抗の高い軟鋼などの切削に
用いた場合にも長期に亘ってすぐれた切削性能を発揮す
るのである。
覆超硬切削工具１〜５は、いずれも切削抵抗の高い軟鋼
の切削にもかかわらず、硬質被覆層に層間剥離やチッピ
ングの発生なく、すぐれた耐摩耗性を示すのに対して、
従来被覆超硬切削工具１〜５は、硬質被覆層における層
間密着性が不十分なために、軟鋼の切削では層間剥離や
チッピングが発生し、比較的短時間で使用寿命に至るこ
とが明らかである。上述のように、この発明の被覆超硬
切削工具は、これを構成する硬質被覆層がすぐれた層間
密着性および耐欠損性を有するので、合金鋼や鋳鉄など
の切削は勿論のこと、切削抵抗の高い軟鋼などの切削に
用いた場合にも長期に亘ってすぐれた切削性能を発揮す
るのである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宇納 健一 茨城県結城郡石下町大字古間木1511番地 三菱マテリアル株式会社 筑波製作所 内 (56)参考文献 特開 平６−8008（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−26404（ＪＰ，Ａ) 特許2660180（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23B 27/14 B23P 15/28 C23C 16/30 - 16/40
Claims (2)
- 【請求項１】 全体的に均質な炭化タングステン基超硬
合金基体、または表層部に結合相富化帯域を有する炭化
タングステン基超硬合金基体の表面に、 （ａ）粒状結晶組織を有する窒化チタン層からなる第１
層、 （ｂ）粒状結晶組織を有する１層の窒化チタン分割層で
上下に区分された縦長成長結晶組織を有する炭窒化チタ
ン上下区分層からなる第２層、 （ｃ）粒状結晶組織を有する炭化チタン層からなる第３
層、 （ｄ）粒状結晶組織を有する炭酸化チタン層または炭窒
酸化チタン層からなる第４層、 （ｅ）カッパー型結晶が５０容量％以上を占め、残りが
アルファ型結晶からなる混合組織、または実質的にカッ
パー型結晶からなる組織を有する酸化アルミニウム層か
らなる第５層、 以上（ａ）〜（ｅ）で構成された硬質被覆層を３〜３０
μｍの範囲内の所定の平均層厚で化学蒸着および／また
は物理蒸着形成したことを特徴とする硬質被覆層がすぐ
れた層間密着性および耐欠損性を有する表面被覆炭化タ
ングステン基超硬合金製切削工具。 - 【請求項２】 全体的に均質な炭化タングステン基超硬
合金基体、または表層部に結合相富化帯域を有する炭化
タングステン基超硬合金基体の表面に、 （ａ）粒状結晶組織を有する窒化チタン層からなる第１
層、 （ｂ）粒状結晶組織を有する１層の窒化チタン分割層で
上下に区分された縦長成長結晶組織を有する炭窒化チタ
ン上下区分層からなる第２層、 （ｃ）粒状結晶組織を有する炭化チタン層からなる第３
層、 （ｄ）粒状結晶組織を有する炭酸化チタン層または炭窒
酸化チタン層からなる第４層、 （ｅ）カッパー型結晶が５０容量％以上を占め、残りが
アルファ型結晶からなる混合組織、または実質的にカッ
パー型結晶からなる組織を有する酸化アルミニウム層か
らなる第５層、 （ｆ）粒状結晶組織を有する窒化チタン層からなる第６
層、 以上（ａ）〜（ｆ）で構成された硬質被覆層を３〜３０
μｍの範囲内の所定の平均層厚で化学蒸着および／また
は物理蒸着形成したことを特徴とする硬質被覆層がすぐ
れた層間密着性および耐欠損性を有する表面被覆炭化タ
ングステン基超硬合金製切削工具。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15684594A JP3230375B2 (ja) | 1994-06-15 | 1994-06-15 | 硬質被覆層がすぐれた層間密着性および耐欠損性を有する表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具 |
| US08/398,533 US5920760A (en) | 1994-05-31 | 1995-03-06 | Coated hard alloy blade member |
| EP95103339A EP0685572B1 (en) | 1994-05-31 | 1995-03-08 | Coated hard-alloy blade member |
| DE69518039T DE69518039T2 (de) | 1994-05-31 | 1995-03-08 | Beschichtete Klinge aus Hartmetallegierung |
| KR1019950006333A KR0163654B1 (ko) | 1994-05-31 | 1995-03-24 | 피복경질합금 절삭공구 |
| CN95103640A CN1070540C (zh) | 1994-05-31 | 1995-04-06 | 涂敷的硬质合金刀具件 |
| US09/210,460 US6093479A (en) | 1994-05-31 | 1998-12-14 | Coated hard alloy blade member |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15684594A JP3230375B2 (ja) | 1994-06-15 | 1994-06-15 | 硬質被覆層がすぐれた層間密着性および耐欠損性を有する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 |
|---|---|
| JPH081411A JPH081411A (ja) | 1996-01-09 |
| JP3230375B2 true JP3230375B2 (ja) | 2001-11-19 |
Family
ID=15636636
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15684594A Expired - Lifetime JP3230375B2 (ja) | 1994-05-31 | 1994-06-15 | 硬質被覆層がすぐれた層間密着性および耐欠損性を有する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) | JP3230375B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4663248B2 (ja) * | 2003-03-26 | 2011-04-06 | 京セラ株式会社 | 表面被覆切削工具 |
| JP4805819B2 (ja) * | 2004-03-29 | 2011-11-02 | 京セラ株式会社 | 表面被覆部材および切削工具 |
-
1994
- 1994-06-15 JP JP15684594A patent/JP3230375B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH081411A (ja) | 1996-01-09 |
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