JP3346335B2 - 被覆超硬合金工具 - Google Patents
被覆超硬合金工具Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は切削工具に関し、特
に鋼および鋳鉄の切削加工に使用する被覆超硬合金製切
削工具として最適であり、耐剥離性と耐欠損性に同時に
優れるようにしたものである。
に鋼および鋳鉄の切削加工に使用する被覆超硬合金製切
削工具として最適であり、耐剥離性と耐欠損性に同時に
優れるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、金属材料切削用の工具材質として
は、超硬合金（ＷＣ−Ｃｏ合金もしくはＷＣ−Ｃｏ合金
にＴｉやＴａ、Ｎｂの炭窒化物を添加した合金）が用い
られてきたが、近年は切削条件が高速化してきた結果、
超硬合金にＣＶＤやＰＶＤで元素周期律表IVａ、Ｖａ、
VIａ族金属およびＡｌ等の炭化物、窒化物、炭窒化物、
炭酸化物又はホウ窒化物、酸化物またはこれらの固溶体
からなる被覆膜を３〜１５μｍの厚さに被覆した超硬合
金工具の使用割合が増大している。被覆膜厚はさらに厚
くなる傾向にあり、２０μｍ以上の膜厚のＣＶＤ被覆超
硬合金も提案されている。このようなＣＶＤ被覆超硬合
金工具では被覆膜と母材の熱膨張係数の違いから、コー
ティング後の冷却過程で被覆膜中に引張り残留応力が発
生し、工具の耐欠損性が低下するという問題点が指摘さ
れていた。
は、超硬合金（ＷＣ−Ｃｏ合金もしくはＷＣ−Ｃｏ合金
にＴｉやＴａ、Ｎｂの炭窒化物を添加した合金）が用い
られてきたが、近年は切削条件が高速化してきた結果、
超硬合金にＣＶＤやＰＶＤで元素周期律表IVａ、Ｖａ、
VIａ族金属およびＡｌ等の炭化物、窒化物、炭窒化物、
炭酸化物又はホウ窒化物、酸化物またはこれらの固溶体
からなる被覆膜を３〜１５μｍの厚さに被覆した超硬合
金工具の使用割合が増大している。被覆膜厚はさらに厚
くなる傾向にあり、２０μｍ以上の膜厚のＣＶＤ被覆超
硬合金も提案されている。このようなＣＶＤ被覆超硬合
金工具では被覆膜と母材の熱膨張係数の違いから、コー
ティング後の冷却過程で被覆膜中に引張り残留応力が発
生し、工具の耐欠損性が低下するという問題点が指摘さ
れていた。
【０００３】これに対して、被覆超硬合金の表面に機械
的衝撃をブラストなどの方法で与え、被覆膜中に母材ま
で貫通したクラックを導入し、耐欠損性を改善する提案
（特公平７−６０６６号、特公平７−４９１６５号各公
報）がなされた。この提案の方法では、ある程度、耐欠
損性が向上することが確認されたが、母材まで貫通した
亀裂を予め被覆膜中に導入したため、グリフィスの予亀
裂長さが長くなり、この長い亀裂がもとで耐欠損性が低
下したり、被覆膜の摩耗に乱れが生じ、耐摩耗性が低下
する問題点があった。
的衝撃をブラストなどの方法で与え、被覆膜中に母材ま
で貫通したクラックを導入し、耐欠損性を改善する提案
（特公平７−６０６６号、特公平７−４９１６５号各公
報）がなされた。この提案の方法では、ある程度、耐欠
損性が向上することが確認されたが、母材まで貫通した
亀裂を予め被覆膜中に導入したため、グリフィスの予亀
裂長さが長くなり、この長い亀裂がもとで耐欠損性が低
下したり、被覆膜の摩耗に乱れが生じ、耐摩耗性が低下
する問題点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の表
面被覆超硬合金工具では耐摩耗性を増大させるために被
覆膜の厚さを増加させると工具の耐欠損性が低下した
り、比較的厚さの大きい被覆膜中に亀裂を予め付与する
場合にも付与された亀裂の状態によってかえって耐摩耗
性が低下するという問題があり、これは未だ解消されて
いない。本発明は、かかる従来の事情に鑑み、耐欠損性
と耐摩耗性の両特性を向上させ、工具寿命を長寿命化さ
せた被覆超硬合金工具を提供することを目的とする。
面被覆超硬合金工具では耐摩耗性を増大させるために被
覆膜の厚さを増加させると工具の耐欠損性が低下した
り、比較的厚さの大きい被覆膜中に亀裂を予め付与する
場合にも付与された亀裂の状態によってかえって耐摩耗
性が低下するという問題があり、これは未だ解消されて
いない。本発明は、かかる従来の事情に鑑み、耐欠損性
と耐摩耗性の両特性を向上させ、工具寿命を長寿命化さ
せた被覆超硬合金工具を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明者らは、鋭意研究を行った結果、ＷＣをマト
リックスとし、鉄族金属を結合相とした超硬合金を基体
とし、その表面に特定の膜質、構造のセラミック膜を被
覆後、熱的もしくは機械的手法により、被覆膜中に導入
する亀裂長さおよび亀裂間隔を厳密に制御することで、
耐欠損性と耐摩耗性の両特性を向上させ、工具寿命を大
幅に長寿命化できることを見いだした。すなわち、本発
明は下記に要約したとおりの特定された各発明からな
る。
め、本発明者らは、鋭意研究を行った結果、ＷＣをマト
リックスとし、鉄族金属を結合相とした超硬合金を基体
とし、その表面に特定の膜質、構造のセラミック膜を被
覆後、熱的もしくは機械的手法により、被覆膜中に導入
する亀裂長さおよび亀裂間隔を厳密に制御することで、
耐欠損性と耐摩耗性の両特性を向上させ、工具寿命を大
幅に長寿命化できることを見いだした。すなわち、本発
明は下記に要約したとおりの特定された各発明からな
る。
【０００６】（１）ＷＣをマトリックスとし、鉄族金属
を結合相とした超硬合金を基体とし、その基体の表面に
複数の被覆層を設けた被覆超硬合金製切削工具におい
て、（ａ）該被覆層の基体に隣接する最内層が厚み０．
１〜３μｍ、好ましくは０．３〜１μｍの窒化チタンで
あり、その上層に厚み３〜３０μｍ、好ましくは５〜１
５μｍのアスペクト比５以上、好ましくは１０〜５０の
柱状晶からなる炭窒化チタン、さらにその上層に厚み
０．５〜１０μｍ、好ましくは１〜８μｍのアルミナが
少なくとも一層被覆されており、（ｂ）前記工具の鏡面
研磨した断面組織上で、刃先稜線部及び／又はすくい面
の被覆膜中の亀裂のうち、被覆膜表面側の亀裂の先端が
被覆膜表面に貫通していないものが５０％以上であり、
（ｃ）前記刃先稜線部及び／又はすくい面の被覆膜中の
亀裂のうち、基体側の亀裂の先端が前記最内層の窒化チ
タン内もしくは窒化チタンよりも上層内もしくはそれら
の層間の界面にあるものが５０％以上であり、（ｄ）前
記刃先稜線部及び／又はすくい面の被覆膜中の亀裂の平
均長さが逃げ面での被覆膜厚の平均値よりも短く、
（ｅ）前記刃先稜線部及び／又はすくい面の前記炭窒化
チタンの膜中の亀裂間隔の平均値が１０μｍ以下であ
り、（ｆ）前記刃先稜線部及び／又はすくい面の前記ア
ルミナ膜中の平均亀裂間隔は前記炭窒化チタン膜中の平
均亀裂間隔よりも大きい、好ましくは２倍以上、特に２
〜５０倍であることを特徴とする被覆超硬合金製切削工
具。
を結合相とした超硬合金を基体とし、その基体の表面に
複数の被覆層を設けた被覆超硬合金製切削工具におい
て、（ａ）該被覆層の基体に隣接する最内層が厚み０．
１〜３μｍ、好ましくは０．３〜１μｍの窒化チタンで
あり、その上層に厚み３〜３０μｍ、好ましくは５〜１
５μｍのアスペクト比５以上、好ましくは１０〜５０の
柱状晶からなる炭窒化チタン、さらにその上層に厚み
０．５〜１０μｍ、好ましくは１〜８μｍのアルミナが
少なくとも一層被覆されており、（ｂ）前記工具の鏡面
研磨した断面組織上で、刃先稜線部及び／又はすくい面
の被覆膜中の亀裂のうち、被覆膜表面側の亀裂の先端が
被覆膜表面に貫通していないものが５０％以上であり、
（ｃ）前記刃先稜線部及び／又はすくい面の被覆膜中の
亀裂のうち、基体側の亀裂の先端が前記最内層の窒化チ
タン内もしくは窒化チタンよりも上層内もしくはそれら
の層間の界面にあるものが５０％以上であり、（ｄ）前
記刃先稜線部及び／又はすくい面の被覆膜中の亀裂の平
均長さが逃げ面での被覆膜厚の平均値よりも短く、
（ｅ）前記刃先稜線部及び／又はすくい面の前記炭窒化
チタンの膜中の亀裂間隔の平均値が１０μｍ以下であ
り、（ｆ）前記刃先稜線部及び／又はすくい面の前記ア
ルミナ膜中の平均亀裂間隔は前記炭窒化チタン膜中の平
均亀裂間隔よりも大きい、好ましくは２倍以上、特に２
〜５０倍であることを特徴とする被覆超硬合金製切削工
具。
【０００７】（２）前記最内層である窒化チタンの厚み
が０．３〜１μｍ、前記アスペクト比５以上の柱状晶か
らなる炭窒化チタンの厚みが５〜１５μｍ、さらにその
上層のアルミナが厚み１〜８μｍであることを特徴とす
る上記（１）に記載の被覆超硬合金製切削工具。 （３）前記柱状晶のアスペクト比が１０〜５０であるこ
とを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の被覆超硬
合金製切削工具。
が０．３〜１μｍ、前記アスペクト比５以上の柱状晶か
らなる炭窒化チタンの厚みが５〜１５μｍ、さらにその
上層のアルミナが厚み１〜８μｍであることを特徴とす
る上記（１）に記載の被覆超硬合金製切削工具。 （３）前記柱状晶のアスペクト比が１０〜５０であるこ
とを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の被覆超硬
合金製切削工具。
【０００８】（４）前記刃先稜線部及び／又はすくい面
の被覆膜中の亀裂のうち、前記基体側の亀裂の先端が前
記最内層の窒化チタン内、前記柱状晶からなる炭窒化チ
タン内、もしくは前記窒化チタンと前記柱状晶からなる
炭窒化チタンとの界面にあるものが５０％以上、好まし
くは８０〜１００％であることを特徴とする上記（１）
〜（３）のいずれかに記載の被覆超硬合金製切削工具。
（ここでいう基体側の亀裂の先端の存在量は総量を意味
する。） （５）前記アルミナのうち、少なくとも一層がα−アル
ミナ層であることを特徴とする上記（１）〜（４）のい
ずれかに記載の被覆超硬合金製切削工具。
の被覆膜中の亀裂のうち、前記基体側の亀裂の先端が前
記最内層の窒化チタン内、前記柱状晶からなる炭窒化チ
タン内、もしくは前記窒化チタンと前記柱状晶からなる
炭窒化チタンとの界面にあるものが５０％以上、好まし
くは８０〜１００％であることを特徴とする上記（１）
〜（３）のいずれかに記載の被覆超硬合金製切削工具。
（ここでいう基体側の亀裂の先端の存在量は総量を意味
する。） （５）前記アルミナのうち、少なくとも一層がα−アル
ミナ層であることを特徴とする上記（１）〜（４）のい
ずれかに記載の被覆超硬合金製切削工具。
【０００９】（６）前記超硬合金表面には脱β層を有す
ることを特徴とする上記（１）〜（５）のいずれかに記
載の被覆超硬合金製切削工具。 （７）前記刃先稜線部の被覆膜中の亀裂はコーティング
後に機械的に導入されたことを特徴とする上記（１）〜
（６）のいずれかに記載の被覆超硬合金製切削工具。
ることを特徴とする上記（１）〜（５）のいずれかに記
載の被覆超硬合金製切削工具。 （７）前記刃先稜線部の被覆膜中の亀裂はコーティング
後に機械的に導入されたことを特徴とする上記（１）〜
（６）のいずれかに記載の被覆超硬合金製切削工具。
【００１０】（８）前記柱状晶からなる炭窒化チタンが
有機ＣＮ化合物を反応ガスとするＣＶＤ法によって８０
０℃以上１０００℃以下の温度で被覆されたことを特徴
とする上記（１）〜（７）のいずれかに記載の被覆超硬
合金製切削工具。 （９）被覆膜の総膜厚が３〜５０μｍの範囲にある上記
（１）〜（８）のいずれかに記載の被覆超硬合金製切削
工具。
有機ＣＮ化合物を反応ガスとするＣＶＤ法によって８０
０℃以上１０００℃以下の温度で被覆されたことを特徴
とする上記（１）〜（７）のいずれかに記載の被覆超硬
合金製切削工具。 （９）被覆膜の総膜厚が３〜５０μｍの範囲にある上記
（１）〜（８）のいずれかに記載の被覆超硬合金製切削
工具。
【００１１】なお、前記最内層に被覆した窒化チタンと
前記柱状晶の炭窒化チタン又は前記（１）のアルミナ層
との間および前記柱状晶の炭窒化チタンと前記アルミナ
層の間には各層間の密着力向上のため中間層が被覆され
ていても構わない。中間層としては厚さ０．１〜５μｍ
程度のチタンの炭化物、窒化物、硼化物、酸化物及び又
はこれらの固溶体の層、例えば、窒化チタン、硼窒化チ
タン、窒酸化チタン、炭酸化チタン、硼窒酸化チタン、
炭窒酸化チタン等が挙げられる。さらに、アルミナ層は
複数設けてもよく、その場合、チタンの炭化物、窒化
物、硼化物、酸化物及び／又はこれらの固溶体の層と適
宜にサンドウィッチ状に積層することができる。また、
アルミナ層の外側に最外層として窒化チタンを被覆した
場合には、切削時の使用済みコーナーの識別、金色化に
よる商品価値の向上に役立つ。
前記柱状晶の炭窒化チタン又は前記（１）のアルミナ層
との間および前記柱状晶の炭窒化チタンと前記アルミナ
層の間には各層間の密着力向上のため中間層が被覆され
ていても構わない。中間層としては厚さ０．１〜５μｍ
程度のチタンの炭化物、窒化物、硼化物、酸化物及び又
はこれらの固溶体の層、例えば、窒化チタン、硼窒化チ
タン、窒酸化チタン、炭酸化チタン、硼窒酸化チタン、
炭窒酸化チタン等が挙げられる。さらに、アルミナ層は
複数設けてもよく、その場合、チタンの炭化物、窒化
物、硼化物、酸化物及び／又はこれらの固溶体の層と適
宜にサンドウィッチ状に積層することができる。また、
アルミナ層の外側に最外層として窒化チタンを被覆した
場合には、切削時の使用済みコーナーの識別、金色化に
よる商品価値の向上に役立つ。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明によれば、ＷＣをマトリッ
クスとし、鉄族金属を結合相とした超硬合金を基体と
し、その基体の表面に複数の被覆層を設けた被覆超硬合
金製切削工具において、（ａ）該被覆層の基体に隣接す
る最内層が厚み０．１〜３μｍ、好ましくは０．３〜１
μｍの窒化チタンであり、その上層に厚み３〜３０μ
ｍ、好ましくは５〜１５μｍのアスペクト比５以上、好
ましくは１０〜５０の柱状晶からなる炭窒化チタン、さ
らにその上層に厚み０．５〜１０μｍ、好ましくは１〜
８μｍのアルミナが少なくとも一層被覆されており、
（ｂ）前記工具の鏡面研磨した断面組織上で、刃先稜線
部及び／又はすくい面の被覆膜中の亀裂のうち、被覆膜
表面側の亀裂の先端が被覆膜表面に貫通していないもの
が５０％以上あり、（ｃ）前記刃先稜線部及び／又はす
くい面の被覆膜中の亀裂のうち、基体側の亀裂の先端が
前記最内層の窒化チタン内もしくは窒化チタンよりも上
層内もしくはそれらの層間の界面にあるものが５０％以
上であり、（ｄ）前記刃先稜線部及び／又はすくい面の
被覆膜中の亀裂の平均長さが逃げ面での被覆膜厚の平均
値よりも短く、（ｅ）前記刃先稜線部及び／又はすくい
面の前記炭窒化チタンの膜中の亀裂間隔の平均値が１０
μｍ以下であり、（ｆ）前記刃先稜線部及び／又はすく
い面の前記アルミナ膜中の平均亀裂間隔は前記炭窒化チ
タン膜中の平均亀裂間隔よりも大きい、好ましくは２倍
以上、特に２〜５０倍とすることが重要である。
クスとし、鉄族金属を結合相とした超硬合金を基体と
し、その基体の表面に複数の被覆層を設けた被覆超硬合
金製切削工具において、（ａ）該被覆層の基体に隣接す
る最内層が厚み０．１〜３μｍ、好ましくは０．３〜１
μｍの窒化チタンであり、その上層に厚み３〜３０μ
ｍ、好ましくは５〜１５μｍのアスペクト比５以上、好
ましくは１０〜５０の柱状晶からなる炭窒化チタン、さ
らにその上層に厚み０．５〜１０μｍ、好ましくは１〜
８μｍのアルミナが少なくとも一層被覆されており、
（ｂ）前記工具の鏡面研磨した断面組織上で、刃先稜線
部及び／又はすくい面の被覆膜中の亀裂のうち、被覆膜
表面側の亀裂の先端が被覆膜表面に貫通していないもの
が５０％以上あり、（ｃ）前記刃先稜線部及び／又はす
くい面の被覆膜中の亀裂のうち、基体側の亀裂の先端が
前記最内層の窒化チタン内もしくは窒化チタンよりも上
層内もしくはそれらの層間の界面にあるものが５０％以
上であり、（ｄ）前記刃先稜線部及び／又はすくい面の
被覆膜中の亀裂の平均長さが逃げ面での被覆膜厚の平均
値よりも短く、（ｅ）前記刃先稜線部及び／又はすくい
面の前記炭窒化チタンの膜中の亀裂間隔の平均値が１０
μｍ以下であり、（ｆ）前記刃先稜線部及び／又はすく
い面の前記アルミナ膜中の平均亀裂間隔は前記炭窒化チ
タン膜中の平均亀裂間隔よりも大きい、好ましくは２倍
以上、特に２〜５０倍とすることが重要である。
【００１３】以下に上記発明（１）における、（ａ）〜
（ｆ）及びその他の発明の限定理由について以下に説明
する。 （ａ）最内層を窒化チタンとしたのは超硬合金基材に対
する密着力に優れている上、被覆膜中の亀裂が母材に達
するのを防ぐ膜質として非常に優れているからである。
その厚みは０．１μｍ未満ではその効果が期待できず、
３μｍよりも厚くすると耐摩耗性が低下するためこのよ
うに限定した。その上層の炭窒化チタン膜は耐摩耗性の
観点から被覆することが好ましく、また、アスペクト比
が５以上の柱状晶膜とすることで亀裂を導入しやすく、
膜そのものも強靱であるためこのように限定した。ま
た、このアスペクト比は１０〜５０の範囲にあると特に
優れた性能を期待できる。その厚みは３μｍ未満では耐
摩耗性向上効果が小さく、３０μｍよりも厚くなると耐
欠損性の低下が著しくなるのでこのように限定した。ま
た、さらに上層のアルミナ膜は鋼を高速切削したさいに
すくい面摩耗抑制の観点から必要で、その厚みが０．５
μｍ未満であるとその効果が小さく、１０μｍを越える
と耐欠損性の低下が著しいためこのように限定した。特
に好ましいのは１〜８μｍの時である。
（ｆ）及びその他の発明の限定理由について以下に説明
する。 （ａ）最内層を窒化チタンとしたのは超硬合金基材に対
する密着力に優れている上、被覆膜中の亀裂が母材に達
するのを防ぐ膜質として非常に優れているからである。
その厚みは０．１μｍ未満ではその効果が期待できず、
３μｍよりも厚くすると耐摩耗性が低下するためこのよ
うに限定した。その上層の炭窒化チタン膜は耐摩耗性の
観点から被覆することが好ましく、また、アスペクト比
が５以上の柱状晶膜とすることで亀裂を導入しやすく、
膜そのものも強靱であるためこのように限定した。ま
た、このアスペクト比は１０〜５０の範囲にあると特に
優れた性能を期待できる。その厚みは３μｍ未満では耐
摩耗性向上効果が小さく、３０μｍよりも厚くなると耐
欠損性の低下が著しくなるのでこのように限定した。ま
た、さらに上層のアルミナ膜は鋼を高速切削したさいに
すくい面摩耗抑制の観点から必要で、その厚みが０．５
μｍ未満であるとその効果が小さく、１０μｍを越える
と耐欠損性の低下が著しいためこのように限定した。特
に好ましいのは１〜８μｍの時である。
【００１４】（ｂ）工具の断面組織を鏡面加工後、光学
顕微鏡もしくは走査電子顕微鏡で観察したとき、刃先稜
線部及び／又はすくい面の被覆膜中の亀裂のうち、被覆
膜表面側の亀裂の先端が被覆膜表面に貫通していないも
のが５０％以上であると、高速切削時の被覆膜の耐酸化
性が向上するため好ましい。 （ｃ）刃先稜線部及び／又はすくい面の被覆膜中の亀裂
のうち、母材側の亀裂の先端が前記最内層の窒化チタン
内もしくは窒化チタンよりも上層内もしくはそれらの層
間の界面にあるものが５０％以上あると、母材まで貫通
した亀裂の割合が低くなるため、断続切削時に、母材に
貫通した亀裂が応力集中源となって超硬合金母材が破壊
し欠損したり、被覆膜直下の超硬合金が破壊することに
よって被覆膜が剥がれて耐摩耗性が低下する現象が抑制
できるため好ましい。
顕微鏡もしくは走査電子顕微鏡で観察したとき、刃先稜
線部及び／又はすくい面の被覆膜中の亀裂のうち、被覆
膜表面側の亀裂の先端が被覆膜表面に貫通していないも
のが５０％以上であると、高速切削時の被覆膜の耐酸化
性が向上するため好ましい。 （ｃ）刃先稜線部及び／又はすくい面の被覆膜中の亀裂
のうち、母材側の亀裂の先端が前記最内層の窒化チタン
内もしくは窒化チタンよりも上層内もしくはそれらの層
間の界面にあるものが５０％以上あると、母材まで貫通
した亀裂の割合が低くなるため、断続切削時に、母材に
貫通した亀裂が応力集中源となって超硬合金母材が破壊
し欠損したり、被覆膜直下の超硬合金が破壊することに
よって被覆膜が剥がれて耐摩耗性が低下する現象が抑制
できるため好ましい。
【００１５】特にこのとき、前記刃先稜線部の被覆膜中
の亀裂が、前記柱状晶からなる炭窒化チタン膜にのみ存
在し、その上下の被覆層に貫通していないものが５０％
以上であると、前記柱状晶からなる炭窒化チタン膜の結
晶粒は柱状のため、断続切削時のような衝撃が繰り返し
負荷される切削でも亀裂が膜表面と平行に進展したり、
亀裂同士が合体したりすることが少なく、膜のチッピン
グからの溶着欠損や膜の剥離による急激な摩耗増大現象
が抑制できるため好ましい。特に好ましいのは８０％以
上の時である。
の亀裂が、前記柱状晶からなる炭窒化チタン膜にのみ存
在し、その上下の被覆層に貫通していないものが５０％
以上であると、前記柱状晶からなる炭窒化チタン膜の結
晶粒は柱状のため、断続切削時のような衝撃が繰り返し
負荷される切削でも亀裂が膜表面と平行に進展したり、
亀裂同士が合体したりすることが少なく、膜のチッピン
グからの溶着欠損や膜の剥離による急激な摩耗増大現象
が抑制できるため好ましい。特に好ましいのは８０％以
上の時である。
【００１６】（ｄ）前記刃先稜線部及び又は／すくい面
の被覆膜中の亀裂の平均長さが、逃げ面での被覆膜厚の
平均値よりも短いと、表面から母材まで貫通した亀裂が
少なくなり、高速切削時に母材に貫通した亀裂先端で超
硬合金母材が酸化することによる超硬母材の破壊、膜の
剥離による摩耗の増加が抑制できるため好ましい。な
お、前記刃先稜線部とは刃先稜線部の中央部（範囲とし
てはすくい面もしくは逃げ面とのつなぎ部までをい
う）、前記逃げ面とは逃げ面中央部、すくい面とは刃先
稜線部とすくい面のつなぎ部からすくい面側に０〜１０
０μｍ入った位置を指す（図１、２参照）。また、前記
の光学顕微鏡もしくは走査電子顕微鏡による断面組織の
観察は、指定の場所の被覆膜を距離で約５０〜１００μ
ｍ程度の長さ分、写真撮影し、これを用いて亀裂の導入
状態を評価する。ただし、この観察視野で導入されてい
る亀裂本数が少ないときには、測定視野を延長し、指定
の場所が５０μｍ未満の長さしかないときは、測定可能
な距離だけを測定視野とする。ここでいう亀裂とは各被
覆層の膜厚の１／２以上の長さで被覆膜表面と垂直方向
に導入された亀裂のことを指す（図３参照）。これは、
各層の厚みの１／２以上の亀裂長さの亀裂が導入された
ときに、特に各層の膜が強靱化し、切削性能が向上する
ためである。また、各被覆層の平均亀裂間隔が異なると
きには、最も小さい平均亀裂間隔を本発明の平均亀裂間
隔とした。また、本発明でいう亀裂には研削や鏡面加工
時に導入された亀裂を含み、上記測定法や実施例の方法
で亀裂長さや亀裂間隔を測定することができる。
の被覆膜中の亀裂の平均長さが、逃げ面での被覆膜厚の
平均値よりも短いと、表面から母材まで貫通した亀裂が
少なくなり、高速切削時に母材に貫通した亀裂先端で超
硬合金母材が酸化することによる超硬母材の破壊、膜の
剥離による摩耗の増加が抑制できるため好ましい。な
お、前記刃先稜線部とは刃先稜線部の中央部（範囲とし
てはすくい面もしくは逃げ面とのつなぎ部までをい
う）、前記逃げ面とは逃げ面中央部、すくい面とは刃先
稜線部とすくい面のつなぎ部からすくい面側に０〜１０
０μｍ入った位置を指す（図１、２参照）。また、前記
の光学顕微鏡もしくは走査電子顕微鏡による断面組織の
観察は、指定の場所の被覆膜を距離で約５０〜１００μ
ｍ程度の長さ分、写真撮影し、これを用いて亀裂の導入
状態を評価する。ただし、この観察視野で導入されてい
る亀裂本数が少ないときには、測定視野を延長し、指定
の場所が５０μｍ未満の長さしかないときは、測定可能
な距離だけを測定視野とする。ここでいう亀裂とは各被
覆層の膜厚の１／２以上の長さで被覆膜表面と垂直方向
に導入された亀裂のことを指す（図３参照）。これは、
各層の厚みの１／２以上の亀裂長さの亀裂が導入された
ときに、特に各層の膜が強靱化し、切削性能が向上する
ためである。また、各被覆層の平均亀裂間隔が異なると
きには、最も小さい平均亀裂間隔を本発明の平均亀裂間
隔とした。また、本発明でいう亀裂には研削や鏡面加工
時に導入された亀裂を含み、上記測定法や実施例の方法
で亀裂長さや亀裂間隔を測定することができる。
【００１７】（ｅ）前記刃先稜線部及び／又はすくい面
の前記炭窒化チタンの膜中の亀裂間隔の平均値を１０μ
ｍ以下とすることにより、刃先稜線部に負荷された切削
応力の集中を抑制でき、応力分散できるため耐欠損性が
向上するのでこのように限定した。
の前記炭窒化チタンの膜中の亀裂間隔の平均値を１０μ
ｍ以下とすることにより、刃先稜線部に負荷された切削
応力の集中を抑制でき、応力分散できるため耐欠損性が
向上するのでこのように限定した。
【００１８】（ｆ）前記刃先稜線部及び／又はすくい面
の前記アルミナ膜中の平均亀裂間隔が前記炭窒化チタン
膜中の平均亀裂間隔よりも大きい、好ましくは２倍以上
とすることで、炭窒化チタン中に亀裂が数多く導入され
たことによる機械的強度の向上効果とアルミナ中に導入
されたより広い亀裂間隔により、炭窒化チタン膜が高速
切削時に酸化することによる膜質の劣化、膜の破壊、剥
離による摩耗増大現象が抑制できるので、耐欠損性と耐
摩耗性の両立が期待できる。特に２〜５０倍とすること
が好ましい。
の前記アルミナ膜中の平均亀裂間隔が前記炭窒化チタン
膜中の平均亀裂間隔よりも大きい、好ましくは２倍以上
とすることで、炭窒化チタン中に亀裂が数多く導入され
たことによる機械的強度の向上効果とアルミナ中に導入
されたより広い亀裂間隔により、炭窒化チタン膜が高速
切削時に酸化することによる膜質の劣化、膜の破壊、剥
離による摩耗増大現象が抑制できるので、耐欠損性と耐
摩耗性の両立が期待できる。特に２〜５０倍とすること
が好ましい。
【００１９】さらに、前記アルミナのうち、少なくとも
一層がα−アルミナ層であると被覆膜中の亀裂はアルミ
ナ膜に貫通しにくくなり、前記被覆膜の表面側の亀裂の
先端が被覆膜表面に貫通していないものが増加するた
め、高速切削時に発生する高熱により、被覆膜が酸化す
ることによる膜質の劣化、膜の破壊、剥離による急激な
摩耗増大現象が抑制できるため好ましい。なお、本発明
の被覆超硬合金において、被覆膜厚範囲は３〜５０μｍ
とするのが好ましい。
一層がα−アルミナ層であると被覆膜中の亀裂はアルミ
ナ膜に貫通しにくくなり、前記被覆膜の表面側の亀裂の
先端が被覆膜表面に貫通していないものが増加するた
め、高速切削時に発生する高熱により、被覆膜が酸化す
ることによる膜質の劣化、膜の破壊、剥離による急激な
摩耗増大現象が抑制できるため好ましい。なお、本発明
の被覆超硬合金において、被覆膜厚範囲は３〜５０μｍ
とするのが好ましい。
【００２０】次に、前記超硬合金表面には脱β層（ＷＣ
および結合相金属以外の析出物を有さない層）を有して
いると、亀裂が切削応力により母材中に進展したときに
超硬母材表面部での靱性が向上しているため、亀裂進展
しにくく、耐欠損性がさらに向上できる。さらに、脱β
層直下に合金内部よりも硬度の高い部分が存在している
と耐欠損性と耐摩耗性のバランスが向上する。脱β層は
窒化物及び／又は炭窒化物を含有する超硬合金組成粉末
を真空などの脱窒雰囲気で焼結することによって得るこ
とができ、その厚さは５〜５０μｍが好ましい。
および結合相金属以外の析出物を有さない層）を有して
いると、亀裂が切削応力により母材中に進展したときに
超硬母材表面部での靱性が向上しているため、亀裂進展
しにくく、耐欠損性がさらに向上できる。さらに、脱β
層直下に合金内部よりも硬度の高い部分が存在している
と耐欠損性と耐摩耗性のバランスが向上する。脱β層は
窒化物及び／又は炭窒化物を含有する超硬合金組成粉末
を真空などの脱窒雰囲気で焼結することによって得るこ
とができ、その厚さは５〜５０μｍが好ましい。
【００２１】なお、前記刃先稜線部の被覆膜中の亀裂は
コーティング後に導入することができ、機械的衝撃の程
度を制御することで本発明の被覆超硬合金製切削工具を
製造することができる。機械的衝撃を与える方法として
はブラスト処理の他に、砥粒を付着させたブラシや弾性
砥石による研磨、バレル処理などの方法を挙げることが
出来る。このような処理を行った場合、穴つきチップな
どでは穴内面の被覆膜に処理がかかりにくいことから、
穴内面の被覆膜とすくい面、刃先稜線部、逃げ面の被覆
膜の亀裂状態に差が現れやすい。
コーティング後に導入することができ、機械的衝撃の程
度を制御することで本発明の被覆超硬合金製切削工具を
製造することができる。機械的衝撃を与える方法として
はブラスト処理の他に、砥粒を付着させたブラシや弾性
砥石による研磨、バレル処理などの方法を挙げることが
出来る。このような処理を行った場合、穴つきチップな
どでは穴内面の被覆膜に処理がかかりにくいことから、
穴内面の被覆膜とすくい面、刃先稜線部、逃げ面の被覆
膜の亀裂状態に差が現れやすい。
【００２２】次に、前記上層のアルミナ膜が刃先稜線部
の少なくとも一部で、アルミナの粒界が工具表面からの
走査電子顕微鏡観察で判別できないほどに研磨されてい
るとアルミナ膜の粒界に被削材が付着し、膜を剥離させ
る現象を抑制できるため好ましい。また、前記柱状晶か
らなる炭窒化チタンがアセトニトリル（ＣＨ3 ＣＮ）、
スクシノニトリル、トルニトリル、アクリロニトリル、
ブチニトリルなどの有機ＣＮ化合物を反応ガスとするＣ
ＶＤ法によって８００℃以上１０００℃以下の温度で被
覆されていると、炭窒化チタン膜が柱状晶となりやす
く、本発明に記載の亀裂が導入されやすいため好まし
い。
の少なくとも一部で、アルミナの粒界が工具表面からの
走査電子顕微鏡観察で判別できないほどに研磨されてい
るとアルミナ膜の粒界に被削材が付着し、膜を剥離させ
る現象を抑制できるため好ましい。また、前記柱状晶か
らなる炭窒化チタンがアセトニトリル（ＣＨ3 ＣＮ）、
スクシノニトリル、トルニトリル、アクリロニトリル、
ブチニトリルなどの有機ＣＮ化合物を反応ガスとするＣ
ＶＤ法によって８００℃以上１０００℃以下の温度で被
覆されていると、炭窒化チタン膜が柱状晶となりやす
く、本発明に記載の亀裂が導入されやすいため好まし
い。
【００２３】
【実施例】以下、実施例により、本発明を説明するが、
これにより本発明が限定されるものではない。 実施例１ 重量％で９０％ＷＣ−３％ＴｉＣＮ−１％ＺｒＣ−６％
Ｃｏなる組成の超硬合金粉末をプレスし、真空雰囲気中
で１４００℃、１時間保持の条件で焼結し、平研、刃先
処理を行い、ＩＳＯ型番ＣＮＭＧ１２０４０８の形状の
超硬合金製チップを作製した。この超硬合金の断面を鏡
面研磨し、組織を光学顕微鏡で観察したところ合金表面
に約２０μｍの脱β層が形成でき、脱β層の直下に合金
内部よりも硬度の高い部分が形成できていることが断面
硬度分布測定により確認できた。このチップに下層から
順に１．０μｍＴｉＮ−８μｍＴｉＣＮ−０．５μｍＴ
ｉＢＮ−２μｍαアルミナ−０．５μｍＴｉＮなる構造
の膜を被覆した。なお、さｉＣＮ膜は原料ガスにアセト
ニトリルを用いて被覆し、アスペクト比が１０の膜とし
た。さらにこのチップをすくい面および逃げ面側から、
鉄粉を用いて鉄粉のサイズ、投射スピードを変化させ
て、表１に示す亀裂状態のチップを作製した。なお、被
覆膜中の亀裂の状態は、各被覆超硬合金をダイヤモンド
ホイールで切断し、切断面が見えるように樹脂に埋め込
んだ後、切断面を研削盤で＃１４０のダイヤモンド砥石
を用い、研削速度３０ｍ／ｓｅｃ、送り速度２０ｃｍ／
ｓｅｃ、切り込み量４μｍ（初期）、２μｍ（中期）、
１μｍ（後期）の条件で約３００μｍの厚さを平面研削
し、更に、研磨盤で＃１５００（平均粒径が１１．５〜
８．９μｍ）のダイヤモンドペーストで粗研磨、次に＃
３０００（平均粒径が５．９〜４．７μｍ、ＪＩＳ Ｒ
６００１）のダイヤモンドペーストで仕上げ研磨した面
を光学顕微鏡を用いて×１５００で観察し定量化した。
これにより本発明が限定されるものではない。 実施例１ 重量％で９０％ＷＣ−３％ＴｉＣＮ−１％ＺｒＣ−６％
Ｃｏなる組成の超硬合金粉末をプレスし、真空雰囲気中
で１４００℃、１時間保持の条件で焼結し、平研、刃先
処理を行い、ＩＳＯ型番ＣＮＭＧ１２０４０８の形状の
超硬合金製チップを作製した。この超硬合金の断面を鏡
面研磨し、組織を光学顕微鏡で観察したところ合金表面
に約２０μｍの脱β層が形成でき、脱β層の直下に合金
内部よりも硬度の高い部分が形成できていることが断面
硬度分布測定により確認できた。このチップに下層から
順に１．０μｍＴｉＮ−８μｍＴｉＣＮ−０．５μｍＴ
ｉＢＮ−２μｍαアルミナ−０．５μｍＴｉＮなる構造
の膜を被覆した。なお、さｉＣＮ膜は原料ガスにアセト
ニトリルを用いて被覆し、アスペクト比が１０の膜とし
た。さらにこのチップをすくい面および逃げ面側から、
鉄粉を用いて鉄粉のサイズ、投射スピードを変化させ
て、表１に示す亀裂状態のチップを作製した。なお、被
覆膜中の亀裂の状態は、各被覆超硬合金をダイヤモンド
ホイールで切断し、切断面が見えるように樹脂に埋め込
んだ後、切断面を研削盤で＃１４０のダイヤモンド砥石
を用い、研削速度３０ｍ／ｓｅｃ、送り速度２０ｃｍ／
ｓｅｃ、切り込み量４μｍ（初期）、２μｍ（中期）、
１μｍ（後期）の条件で約３００μｍの厚さを平面研削
し、更に、研磨盤で＃１５００（平均粒径が１１．５〜
８．９μｍ）のダイヤモンドペーストで粗研磨、次に＃
３０００（平均粒径が５．９〜４．７μｍ、ＪＩＳ Ｒ
６００１）のダイヤモンドペーストで仕上げ研磨した面
を光学顕微鏡を用いて×１５００で観察し定量化した。
【００２４】これらのチップを用いて、表２に記載した
切削テストを実施した。その結果を表３中に記載する。
切削テストを実施した。その結果を表３中に記載する。
【表１】
【００２５】
【表２】
【００２６】
【表３】
【００２７】本発明品である試料Ｎｏ．１−１、１−
２、１−３のチップはいずれも優れた耐欠損性、耐摩耗
性を示したが、被覆膜表面側の亀裂の先端が被覆膜表面
に貫通していないものが５０％より少ない試料Ｎｏ．１
−４、基体側の亀裂の先端が前記最内層の窒化チタン内
もしくは窒化チタンよりも上層内もしくはそれらの層間
の界面にあるものが５０％より少ない試料Ｎｏ．１−
５、被覆膜中の亀裂の平均長さが逃げ面での被覆膜厚さ
の平均値より長い試料Ｎｏ．１−６はＮｏ．１−１、１
−２、１−３のチップよりも耐欠損性、耐摩耗性に劣る
結果となった。
２、１−３のチップはいずれも優れた耐欠損性、耐摩耗
性を示したが、被覆膜表面側の亀裂の先端が被覆膜表面
に貫通していないものが５０％より少ない試料Ｎｏ．１
−４、基体側の亀裂の先端が前記最内層の窒化チタン内
もしくは窒化チタンよりも上層内もしくはそれらの層間
の界面にあるものが５０％より少ない試料Ｎｏ．１−
５、被覆膜中の亀裂の平均長さが逃げ面での被覆膜厚さ
の平均値より長い試料Ｎｏ．１−６はＮｏ．１−１、１
−２、１−３のチップよりも耐欠損性、耐摩耗性に劣る
結果となった。
【００２８】実施例２ 重量％で８６％ＷＣ−３％ＴａＣ−１％ＮｂＣ−２％Ｔ
ｉＣ−１％ＺｒＣ−７％Ｃｏなる組成の超硬合金粉末を
プレスし、真空雰囲気中で１４００℃、１時間保持の条
件で焼結し、平研、刃先処理を行い、ＩＳＯ型番ＣＮＭ
Ｇ１２０４０８の形状の超硬合金製チップを作製した。
なお、本超硬合金表面には脱β層がないことが、超硬合
金断面の光学顕微鏡観察により、確認できた。このチッ
プに下層から順に次の３種類の被覆膜をＣＶＤ法により
コーティングした。 膜質：０．５μｍＴｉＣ−１０μｍＴｉＣＮ（アスペ
クト比３）−０．５μｍＴｉＣＯ−２μｍκアルミナ
（総膜厚１３μｍ） 膜質：０．５μｍＴｉＮ−１０μｍＴｉＣＮ（アスペ
クト比３）−０．５μｍＴｉＣＯ−２μｍκアルミナ
（総膜厚１３μｍ） 膜質：０．５μｍＴｉＮ−１０μｍＴｉＣＮ（アスペ
クト比１５）−０．５μｍＴｉＣＯ−２μｍκアルミナ
（総膜厚１３μｍ）
ｉＣ−１％ＺｒＣ−７％Ｃｏなる組成の超硬合金粉末を
プレスし、真空雰囲気中で１４００℃、１時間保持の条
件で焼結し、平研、刃先処理を行い、ＩＳＯ型番ＣＮＭ
Ｇ１２０４０８の形状の超硬合金製チップを作製した。
なお、本超硬合金表面には脱β層がないことが、超硬合
金断面の光学顕微鏡観察により、確認できた。このチッ
プに下層から順に次の３種類の被覆膜をＣＶＤ法により
コーティングした。 膜質：０．５μｍＴｉＣ−１０μｍＴｉＣＮ（アスペ
クト比３）−０．５μｍＴｉＣＯ−２μｍκアルミナ
（総膜厚１３μｍ） 膜質：０．５μｍＴｉＮ−１０μｍＴｉＣＮ（アスペ
クト比３）−０．５μｍＴｉＣＯ−２μｍκアルミナ
（総膜厚１３μｍ） 膜質：０．５μｍＴｉＮ−１０μｍＴｉＣＮ（アスペ
クト比１５）−０．５μｍＴｉＣＯ−２μｍκアルミナ
（総膜厚１３μｍ）
【００２９】なお、膜質のＴｉＣＮ膜被覆時には有機
ＣＮ化合物としてアセトニトリルを原料として用い、８
６０℃で被覆し、アスペクト比が約１５の柱状晶ＴｉＣ
Ｎ膜を形成した。また、いずれの膜質もアルミナ膜被覆
時にはＨ2 Ｓガスを添加ガスとして用い、刃先稜線部と
逃げ面中央部の膜厚が均一となるように被覆した。この
ため、いずれの膜質でも被覆膜厚はすくい面部、刃先稜
線部、逃げ面中央部ともに約１３μｍであった。さら
に、この被覆超硬合金の表面を、鉄球を用いて鉄球のサ
イズ、投射スピード、投射角度、投射時間を変化させ
て、表４に示す被覆膜中の亀裂状態の異なるチップを作
製した。
ＣＮ化合物としてアセトニトリルを原料として用い、８
６０℃で被覆し、アスペクト比が約１５の柱状晶ＴｉＣ
Ｎ膜を形成した。また、いずれの膜質もアルミナ膜被覆
時にはＨ2 Ｓガスを添加ガスとして用い、刃先稜線部と
逃げ面中央部の膜厚が均一となるように被覆した。この
ため、いずれの膜質でも被覆膜厚はすくい面部、刃先稜
線部、逃げ面中央部ともに約１３μｍであった。さら
に、この被覆超硬合金の表面を、鉄球を用いて鉄球のサ
イズ、投射スピード、投射角度、投射時間を変化させ
て、表４に示す被覆膜中の亀裂状態の異なるチップを作
製した。
【００３０】
【表４】
【００３１】次にこれらのチップを用いて、実施例１と
同様に表２に示す耐欠損性テスト１、耐摩耗性テスト
１、耐摩耗テスト２を実施した。その結果を表５に示す
が、最下層が０．５μｍのＴｉＮで、その上層にアスペ
クト比が１５の柱状晶のＴｉＣＮ膜が１０μｍ被覆さ
れ、さらに２μｍのκアルミナ膜からなる膜質｛前記
発明（１）の構成要件（ａ）を満たす｝を被覆し、亀裂
の状態が前記発明（１）の（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、
（ｅ）、（ｆ）を満たす試料Ｎｏ．２−８、２−９、２
−１０、２−１１のチップは、前記発明（１）の構成要
件である（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、
（ｆ）いずれかを満たさない試料２−１〜２−７と比較
して、優れた耐欠損性、耐摩耗性を示した。中でも刃先
稜線部の被覆膜中の亀裂の基体側の先端が最内層窒化チ
タン内もしくは炭窒化チタン内もしくはそれらの層間の
界面にある割合が８０％以上であるＮｏ．２−１０、２
−１１のチップは特に優れた耐欠損性及び耐摩耗性を示
した。
同様に表２に示す耐欠損性テスト１、耐摩耗性テスト
１、耐摩耗テスト２を実施した。その結果を表５に示す
が、最下層が０．５μｍのＴｉＮで、その上層にアスペ
クト比が１５の柱状晶のＴｉＣＮ膜が１０μｍ被覆さ
れ、さらに２μｍのκアルミナ膜からなる膜質｛前記
発明（１）の構成要件（ａ）を満たす｝を被覆し、亀裂
の状態が前記発明（１）の（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、
（ｅ）、（ｆ）を満たす試料Ｎｏ．２−８、２−９、２
−１０、２−１１のチップは、前記発明（１）の構成要
件である（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、
（ｆ）いずれかを満たさない試料２−１〜２−７と比較
して、優れた耐欠損性、耐摩耗性を示した。中でも刃先
稜線部の被覆膜中の亀裂の基体側の先端が最内層窒化チ
タン内もしくは炭窒化チタン内もしくはそれらの層間の
界面にある割合が８０％以上であるＮｏ．２−１０、２
−１１のチップは特に優れた耐欠損性及び耐摩耗性を示
した。
【００３２】
【表５】
【００３３】以上、実施例により本発明を例示的に説明
したが、以上の実施例によって本発明が制限を受けるも
のではない。
したが、以上の実施例によって本発明が制限を受けるも
のではない。
【００３４】
【発明の効果】本発明により超硬合金の被覆層中の亀裂
の間隔、その先端及び後端の位置などを定量的に特定す
ることで優れた耐欠損性と耐摩耗性を得ることができ
る。
の間隔、その先端及び後端の位置などを定量的に特定す
ることで優れた耐欠損性と耐摩耗性を得ることができ
る。
【図１】本発明に係るチップの刃先稜線部、逃げ面、す
くい面等を示すための説明図。
くい面等を示すための説明図。
【図２】図１のチップを上面から見た模式図。
【図３】本発明に係る超硬合金の被覆層中における亀裂
の先端の基体に対する位置関係を示す図。
の先端の基体に対する位置関係を示す図。
【図４】実施例の耐欠損性テスト１、耐摩耗性テスト２
に用いた被削材の横断面図。
に用いた被削材の横断面図。
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 C23C 16/30 C23C 16/36 C23C 28/04
Claims (10)
- 【請求項１】 ＷＣをマトリックスとし、鉄族金属を結
合相とした超硬合金を基体とし、その基体の表面に複数
の被覆層を設けた被覆超硬合金製切削工具において、
（ａ）該被覆層の基体に隣接する最内層が厚み０．１〜
３μｍの窒化チタンであり、その上層に厚み３〜３０μ
ｍのアスペクト比５以上の柱状晶からなる炭窒化チタ
ン、さらにその上層に厚み０．５〜１０μｍのアルミナ
が少なくとも一層被覆されており、（ｂ）前記工具の鏡
面研磨した断面組織上で、刃先稜線部及び／又はすくい
面の被覆膜中の亀裂のうち、被覆膜表面側の亀裂の先端
が被覆膜表面に貫通していないものが５０％以上であ
り、（ｃ）前記刃先稜線部及び／又はすくい面の被覆膜
中の亀裂のうち、基体側の亀裂の先端が前記最内層の窒
化チタン内もしくは窒化チタンよりも上層内もしくはそ
れらの層間の界面にあるものが５０％以上であり、
（ｄ）前記刃先稜線部及び／又はすくい面の被覆膜中の
亀裂の平均長さが逃げ面での被覆膜厚の平均値よりも短
く、（ｅ）前記刃先稜線部及び／又はすくい面の前記炭
窒化チタンの膜中の亀裂間隔の平均値が１０μｍ以下で
あり、（ｆ）前記刃先稜線部及び／又はすくい面の前記
アルミナ膜中の平均亀裂間隔は前記炭窒化チタン膜中の
平均亀裂間隔よりも大きいことを特徴とする被覆超硬合
金製切削工具。 - 【請求項２】 前記最内層である窒化チタンの厚みが
０．３〜１μｍ、前記アスペクト比５以上の柱状晶から
なる炭窒化チタンの厚みが５〜１５μｍ、さらにその上
層のアルミナが厚み１〜８μｍであることを特徴とする
請求項１に記載の被覆超硬合金製切削工具。 - 【請求項３】 前記柱状晶のアスペクト比が１０〜５０
であることを特徴とする請求項１又は２に記載の被覆超
硬合金製切削工具。 - 【請求項４】 前記刃先稜線部及び／又はすくい面の被
覆膜中の亀裂のうち、前記基体側の亀裂の先端が前記最
内層の窒化チタン内、前記柱状晶からなる炭窒化チタン
内、もしくは前記窒化チタンと前記柱状晶からなる炭窒
化チタンとの界面にあるものが５０％以上であることを
特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の被覆超硬合
金製切削工具。 - 【請求項５】 前記刃先稜線部及び／又はすくい面の被
覆膜中の亀裂のうち、前記基体側の亀裂の先端が前記最
内層の窒化チタン内、前記柱状晶からなる炭窒化チタン
内、もしくは前記窒化チタンと前記柱状晶からなる炭窒
化チタンとの界面にあるものが８０％以上であることを
特徴とする請求項４に記載の被覆超硬合金製切削工具。 - 【請求項６】 前記アルミナのうち、少なくとも一層が
α−アルミナ層であることを特徴とする請求項１〜５の
いずれかに記載の被覆超硬合金製切削工具。 - 【請求項７】 前記超硬合金表面には脱β層を有するこ
とを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の被覆超
硬合金製切削工具。 - 【請求項８】 前記刃先稜線部の被覆膜中の亀裂はコー
ティング後に機械的に導入されたことを特徴とする請求
項１〜７のいずれかに記載の被覆超硬合金製切削工具。 - 【請求項９】 前記柱状晶からなる炭窒化チタンが有機
ＣＮ化合物を反応ガスとするＣＶＤ法によって８００℃
以上１０００℃以下の温度で被覆されたことを特徴とす
る請求項１〜８のいずれかに記載の被覆超硬合金製切削
工具。 - 【請求項１０】 被覆膜の総膜厚が３〜５０μｍの範囲
にある請求項１〜９のいずれかに記載の被覆超硬合金製
切削工具。
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|---|---|---|---|
| JP12010499A JP3346335B2 (ja) | 1998-11-06 | 1999-04-27 | 被覆超硬合金工具 |
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|---|---|---|---|
| US98/05004 | 1998-11-06 | ||
| PCT/JP1998/005004 WO1999024198A1 (fr) | 1997-11-06 | 1998-11-06 | Outil enrobe en carbure fritte |
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|---|---|
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| JP3346335B2 true JP3346335B2 (ja) | 2002-11-18 |
Family
ID=26439248
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12010499A Expired - Fee Related JP3346335B2 (ja) | 1998-11-06 | 1999-04-27 | 被覆超硬合金工具 |
Country Status (1)
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|---|---|---|---|---|
| JP4251990B2 (ja) * | 2002-01-18 | 2009-04-08 | 住友電工ハードメタル株式会社 | 表面被覆切削工具 |
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