JP3446620B2 - 耐チッピング性のすぐれたスローアウェイ切削チップの製造方法 - Google Patents
耐チッピング性のすぐれたスローアウェイ切削チップの製造方法Info
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- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
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- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
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- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/50—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
- C04B41/5053—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials non-oxide ceramics
- C04B41/5062—Borides, Nitrides or Silicides
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、すぐれた耐チッ
ピング性を有し、したがって、例えば炭化タングステン
基超硬合金（以下、単に超硬合金と云う）や鋳鉄などの
断続切削に用いた場合にも切刃にチッピング（微小欠
け）の発生なく、すぐれた切削性能を長期に亘って発揮
するスローアウェイ切削チップ（以下、単に切削チップ
と云う）の製造方法に関するものである。
ピング性を有し、したがって、例えば炭化タングステン
基超硬合金（以下、単に超硬合金と云う）や鋳鉄などの
断続切削に用いた場合にも切刃にチッピング（微小欠
け）の発生なく、すぐれた切削性能を長期に亘って発揮
するスローアウェイ切削チップ（以下、単に切削チップ
と云う）の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、一般に、図１の（ａ）、（ｂ）に
概略斜視図で示されるように、全体が高純度の窒化ほう
素（以下、ＢＮで示す）焼結体で構成された切刃片［図
１の（ａ）］、あるいは高純度ＢＮ焼結体の切刃層と、
これと一体焼結接合された超硬合金の下地層で構成され
た切刃片［図１の（ｂ）］を通常の超高圧焼結装置を用
いて製造し、これを、超硬合金で構成されたチップ本体
の切刃片取り付け部に、Ａｇ基合金やＣｕ基合金などの
ろう材を用いてろう付けしてなる切削チップが広く知ら
れており、これら切削チップが超硬合金や鋳鉄などの連
続切削に用いられていることも知られるところである。
概略斜視図で示されるように、全体が高純度の窒化ほう
素（以下、ＢＮで示す）焼結体で構成された切刃片［図
１の（ａ）］、あるいは高純度ＢＮ焼結体の切刃層と、
これと一体焼結接合された超硬合金の下地層で構成され
た切刃片［図１の（ｂ）］を通常の超高圧焼結装置を用
いて製造し、これを、超硬合金で構成されたチップ本体
の切刃片取り付け部に、Ａｇ基合金やＣｕ基合金などの
ろう材を用いてろう付けしてなる切削チップが広く知ら
れており、これら切削チップが超硬合金や鋳鉄などの連
続切削に用いられていることも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、近年の切削加工
のＦＡ化はめざましく、かつ切削加工の省力化および省
エネ化に対する要求も強く、これに伴なって、連続切削
および断続切削の両方の切削が可能な切削チップが望ま
れる傾向にあるが、上記の従来切削チップにおいては、
これを構成する切刃片（切刃層）が耐摩耗性にすぐれる
が、脆性の高いＢＮ焼結体からなるために、これを断続
切削に用いると、切刃片にチッピングが発生し易く、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および省
エネ化に対する要求も強く、これに伴なって、連続切削
および断続切削の両方の切削が可能な切削チップが望ま
れる傾向にあるが、上記の従来切削チップにおいては、
これを構成する切刃片（切刃層）が耐摩耗性にすぐれる
が、脆性の高いＢＮ焼結体からなるために、これを断続
切削に用いると、切刃片にチッピングが発生し易く、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、切刃片の全体が高純度ＢＮ焼結
体で構成され、あるいは切刃片が、高純度ＢＮ焼結体の
切刃層と、これと一体焼結接合された超硬合金の下地層
で構成された上記の従来切削チップに着目し、これの耐
チッピング性向上を図るべく研究を行なった結果、上記
切刃片の超高圧焼結に際して、原料粉末として高純度六
方晶ＢＮ粉末（この場合９９．９％以上の純度をもつの
が望ましい）を用い、これの圧粉体の上面（すくい面）
に、通常の化学蒸着法や物理蒸着法、さらに真空蒸着法
などの被膜形成手段を用いて、所定膜厚の金属Ｔｉ薄膜
と窒化チタン（以下、ＴｉＮで示す）薄膜を形成した状
態で超高圧焼結を行うと、焼結後の前記六方晶から立方
晶の結晶構造に変態した高純度ＢＮ焼結体の上面表面部
には、ＢＮと前記金属Ｔｉ薄膜およびＴｉＮ薄膜の反応
により形成されたＴｉＮとほう化チタン（以下、ＴｉＢ
2 で示す）が分散分布し、かつ前記ＴｉＮとＴｉＢ2 は
表面側に多く、内部側に少ない分布濃度勾配を有する表
面拡散層が形成されるようになり、この切刃片の上面
（すくい面）の表面部に形成された表面拡散層によって
切刃片はすぐれた耐チッピング性を具備し、一方耐摩耗
性が要求される切刃片の側面（逃げ面）には前記表面拡
散層の形成がないので、すぐれた耐摩耗性が保持され、
したがって、この表面拡散層が上面（すくい面）に形成
された切刃片をろう付けしてなる切削チップは、超硬合
金や鋳鉄などの断続切削に用いても切刃にチッピングの
発生なく、すぐれた耐摩耗性を長期に亘って発揮するよ
うになる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、切刃片の全体が高純度ＢＮ焼結
体で構成され、あるいは切刃片が、高純度ＢＮ焼結体の
切刃層と、これと一体焼結接合された超硬合金の下地層
で構成された上記の従来切削チップに着目し、これの耐
チッピング性向上を図るべく研究を行なった結果、上記
切刃片の超高圧焼結に際して、原料粉末として高純度六
方晶ＢＮ粉末（この場合９９．９％以上の純度をもつの
が望ましい）を用い、これの圧粉体の上面（すくい面）
に、通常の化学蒸着法や物理蒸着法、さらに真空蒸着法
などの被膜形成手段を用いて、所定膜厚の金属Ｔｉ薄膜
と窒化チタン（以下、ＴｉＮで示す）薄膜を形成した状
態で超高圧焼結を行うと、焼結後の前記六方晶から立方
晶の結晶構造に変態した高純度ＢＮ焼結体の上面表面部
には、ＢＮと前記金属Ｔｉ薄膜およびＴｉＮ薄膜の反応
により形成されたＴｉＮとほう化チタン（以下、ＴｉＢ
2 で示す）が分散分布し、かつ前記ＴｉＮとＴｉＢ2 は
表面側に多く、内部側に少ない分布濃度勾配を有する表
面拡散層が形成されるようになり、この切刃片の上面
（すくい面）の表面部に形成された表面拡散層によって
切刃片はすぐれた耐チッピング性を具備し、一方耐摩耗
性が要求される切刃片の側面（逃げ面）には前記表面拡
散層の形成がないので、すぐれた耐摩耗性が保持され、
したがって、この表面拡散層が上面（すくい面）に形成
された切刃片をろう付けしてなる切削チップは、超硬合
金や鋳鉄などの断続切削に用いても切刃にチッピングの
発生なく、すぐれた耐摩耗性を長期に亘って発揮するよ
うになる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、 （ａ）高純度六方晶ＢＮ粉末圧粉体の上面に、金属Ｔｉ
薄膜とＴｉＮ薄膜を蒸着形成した状態で、超高圧焼結装
置に装入し、焼結して、上面表面部に、走査型電子顕微
鏡で測定して、表面から１０〜５０μｍの範囲内の所定
の深さに亘って、六方晶から立方晶へ結晶変態したＢＮ
の素地にＴｉＮとＴｉＢ2が分散分布し、かつ前記Ｔｉ
ＮとＴｉＢ2は表面側に多く、内部側に少ない分布濃度
勾配を有する表面拡散層が形成された切刃片素材を形成
し、これに機械加工を施して切刃片とし、この切刃片を
超硬合金で構成されたチップ本体の切刃片取り付け部に
ろう付けしてなる、耐チッピング性のすぐれた切削チッ
プの製造方法。 （ｂ）切刃層形成用高純度六方晶ＢＮ粉末圧粉体の上面
に金属Ｔｉ薄膜とＴｉＮ薄膜を蒸着形成し、超硬合金で
構成された下地層形成用圧粉体の上に前記薄膜形成高純
度六方晶ＢＮ粉末圧粉体を重ねた状態で、超高圧焼結装
置に装入し、焼結して、上面表面部に、走査型電子顕微
鏡で測定して、表面から１０〜５０μｍの範囲内の所定
の深さに亘って、六方晶から立方晶へ結晶変態したＢＮ
の素地にＴｉＮとＴｉＢ2が分散分布し、かつ前記Ｔｉ
ＮとＴｉＢ2は表面側に多く、内部側に少ない分布濃度
勾配を有する表面拡散層が形成された切刃層と、これと
一体焼結接合された超硬合金の下地層からなる切刃片素
材を形成し、これに機械加工を施して切刃片とし、この
切刃片を超硬合金で構成されたチップ本体の切刃片取り
付け部にろう付けしてなる、耐チッピング性のすぐれた
切削チップの製造方法。以上（ａ）および（ｂ）の切削
チップの製造方法に特徴を有するものである。
なされたものであって、 （ａ）高純度六方晶ＢＮ粉末圧粉体の上面に、金属Ｔｉ
薄膜とＴｉＮ薄膜を蒸着形成した状態で、超高圧焼結装
置に装入し、焼結して、上面表面部に、走査型電子顕微
鏡で測定して、表面から１０〜５０μｍの範囲内の所定
の深さに亘って、六方晶から立方晶へ結晶変態したＢＮ
の素地にＴｉＮとＴｉＢ2が分散分布し、かつ前記Ｔｉ
ＮとＴｉＢ2は表面側に多く、内部側に少ない分布濃度
勾配を有する表面拡散層が形成された切刃片素材を形成
し、これに機械加工を施して切刃片とし、この切刃片を
超硬合金で構成されたチップ本体の切刃片取り付け部に
ろう付けしてなる、耐チッピング性のすぐれた切削チッ
プの製造方法。 （ｂ）切刃層形成用高純度六方晶ＢＮ粉末圧粉体の上面
に金属Ｔｉ薄膜とＴｉＮ薄膜を蒸着形成し、超硬合金で
構成された下地層形成用圧粉体の上に前記薄膜形成高純
度六方晶ＢＮ粉末圧粉体を重ねた状態で、超高圧焼結装
置に装入し、焼結して、上面表面部に、走査型電子顕微
鏡で測定して、表面から１０〜５０μｍの範囲内の所定
の深さに亘って、六方晶から立方晶へ結晶変態したＢＮ
の素地にＴｉＮとＴｉＢ2が分散分布し、かつ前記Ｔｉ
ＮとＴｉＢ2は表面側に多く、内部側に少ない分布濃度
勾配を有する表面拡散層が形成された切刃層と、これと
一体焼結接合された超硬合金の下地層からなる切刃片素
材を形成し、これに機械加工を施して切刃片とし、この
切刃片を超硬合金で構成されたチップ本体の切刃片取り
付け部にろう付けしてなる、耐チッピング性のすぐれた
切削チップの製造方法。以上（ａ）および（ｂ）の切削
チップの製造方法に特徴を有するものである。
【０００６】なお、この発明の切削チップの製造方法に
おいて、切削チップを構成する切刃片のすくい面（上
面）の表面部に形成した表面拡散層には、上記の通り切
刃片（切刃層）の耐チッピング性を向上させる作用があ
るが、その形成深さが表面から１０μｍ未満で所望のす
ぐれた耐チッピング性を確保することができず、一方そ
の形成深さが表面から５０μｍを越えると、耐摩耗性が
要求される逃げ面（側面）の領域にまで前記表面拡散層
が入り込むようになって、前記逃げ面の耐摩耗性が急激
に低下するようになることから、その形成深さを表面か
ら１０〜５０μｍと定めたのである。
おいて、切削チップを構成する切刃片のすくい面（上
面）の表面部に形成した表面拡散層には、上記の通り切
刃片（切刃層）の耐チッピング性を向上させる作用があ
るが、その形成深さが表面から１０μｍ未満で所望のす
ぐれた耐チッピング性を確保することができず、一方そ
の形成深さが表面から５０μｍを越えると、耐摩耗性が
要求される逃げ面（側面）の領域にまで前記表面拡散層
が入り込むようになって、前記逃げ面の耐摩耗性が急激
に低下するようになることから、その形成深さを表面か
ら１０〜５０μｍと定めたのである。
【０００７】
【発明の実施の形態】つぎに、この発明の切削チップの
製造方法を実施例により具体的に説明する。まず、チッ
プ本体を製造する目的で、原料粉末として、いずれも
０．５〜３μｍの範囲内の所定の平均粒径を有する、Ｗ
Ｃ粉末、ＴａＣ粉末、およびＣｏ粉末を用い、これら原
料粉末を、重量％で、Ｃｏ：５％、ＴａＣ：５％、Ｗ
Ｃ：残りからな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
で所定形状の圧粉体にプレス成形し、これらの圧粉体
を、１×１０-3ｔｏｒｒの真空中、１４００℃に１時間
保持の条件で焼結し、焼結体に機械加工を施すことによ
り、超硬合金で構成され、かつＣＩＳ規格ＴＮＧＡ３３
２の形状（厚さ：３．１８ｍｍ×一辺長さ：１６ｍｍの
正三角形）をもったチップ本体を製造した。
製造方法を実施例により具体的に説明する。まず、チッ
プ本体を製造する目的で、原料粉末として、いずれも
０．５〜３μｍの範囲内の所定の平均粒径を有する、Ｗ
Ｃ粉末、ＴａＣ粉末、およびＣｏ粉末を用い、これら原
料粉末を、重量％で、Ｃｏ：５％、ＴａＣ：５％、Ｗ
Ｃ：残りからな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
で所定形状の圧粉体にプレス成形し、これらの圧粉体
を、１×１０-3ｔｏｒｒの真空中、１４００℃に１時間
保持の条件で焼結し、焼結体に機械加工を施すことによ
り、超硬合金で構成され、かつＣＩＳ規格ＴＮＧＡ３３
２の形状（厚さ：３．１８ｍｍ×一辺長さ：１６ｍｍの
正三角形）をもったチップ本体を製造した。
【０００８】また、切刃片を製造する目的で、原料粉末
として、平均粒径：５μｍおよび純度：９９．９５％を
有する高純度六方晶ＢＮ粉末を用い、これを３ｔｏｎ／
ｃｍ2 の圧力で直径：２０ｍｍ×厚さ：２ｍｍの寸法を
もった高純度六方晶ＢＮ粉末圧粉体にプレス成形し、つ
いでこの圧粉体の上面に、真空蒸着法により表１に示さ
れる膜厚の金属Ｔｉ薄膜をそれぞれ形成し、さらに前記
金属Ｔｉ薄膜のそれぞれの上に物理蒸着法の１種である
イオンプレーティング法を用いて同じく表１に示される
膜厚のＴｉＮ薄膜を形成した状態で、これを通常のベル
ト型超高圧焼結装置に装入し、圧力および保持時間を、
圧力：７ＧＰａ、保持時間：３０分と同じくするが焼結
温度を１８００〜２５００℃の範囲内の所定の温度とし
た条件で焼結して、上面表面部に、走査型電子顕微鏡で
測定して、表面からそれぞれ表１に示される深さに亘っ
て六方晶から立方晶へ結晶変態したＢＮの素地にＴｉＮ
とＴｉＢ2 が分散分布し、前記ＴｉＮとＴｉＢ2 は表面
側に多く、内部側に少ない分布濃度勾配を有する表面拡
散層が形成され、かつ寸法が直径：２０ｍｍ×厚さ：
１．５ｍｍの切刃片素材を形成し、これに超音波カッタ
を用いて機械加工を施して、一辺長さが５ｍｍの正三角
形形状の切刃片とし、この切刃片を、重量％で、Ａｇ−
２９．８％Ｃｕ−４．９％Ｔｉ−９．７％Ｉｎの組成を
有するＡｇ基合金ろう材を用い、ホットプレスにて１ｋ
ｇ／ｃｍ2 の圧力で加圧した状態で、１×１０-3ｔｏｒ
ｒの真空中、９５０℃に５分間保持の条件で、チップ本
体の切刃片取り付け部にろう付けすることにより本発明
法１〜５を実施し、それぞれ切削チップを製造した。ま
た、比較の目的で、上記圧粉体の上面への前記金属Ｔｉ
薄膜およびＴｉＮ薄膜の形成を行わず、かつ超高圧焼結
条件を、圧力：７ＧＰａ、温度：２２００℃、保持時
間：３０分とする以外は同一の条件で従来法１を実施
し、切削チップを製造した。
として、平均粒径：５μｍおよび純度：９９．９５％を
有する高純度六方晶ＢＮ粉末を用い、これを３ｔｏｎ／
ｃｍ2 の圧力で直径：２０ｍｍ×厚さ：２ｍｍの寸法を
もった高純度六方晶ＢＮ粉末圧粉体にプレス成形し、つ
いでこの圧粉体の上面に、真空蒸着法により表１に示さ
れる膜厚の金属Ｔｉ薄膜をそれぞれ形成し、さらに前記
金属Ｔｉ薄膜のそれぞれの上に物理蒸着法の１種である
イオンプレーティング法を用いて同じく表１に示される
膜厚のＴｉＮ薄膜を形成した状態で、これを通常のベル
ト型超高圧焼結装置に装入し、圧力および保持時間を、
圧力：７ＧＰａ、保持時間：３０分と同じくするが焼結
温度を１８００〜２５００℃の範囲内の所定の温度とし
た条件で焼結して、上面表面部に、走査型電子顕微鏡で
測定して、表面からそれぞれ表１に示される深さに亘っ
て六方晶から立方晶へ結晶変態したＢＮの素地にＴｉＮ
とＴｉＢ2 が分散分布し、前記ＴｉＮとＴｉＢ2 は表面
側に多く、内部側に少ない分布濃度勾配を有する表面拡
散層が形成され、かつ寸法が直径：２０ｍｍ×厚さ：
１．５ｍｍの切刃片素材を形成し、これに超音波カッタ
を用いて機械加工を施して、一辺長さが５ｍｍの正三角
形形状の切刃片とし、この切刃片を、重量％で、Ａｇ−
２９．８％Ｃｕ−４．９％Ｔｉ−９．７％Ｉｎの組成を
有するＡｇ基合金ろう材を用い、ホットプレスにて１ｋ
ｇ／ｃｍ2 の圧力で加圧した状態で、１×１０-3ｔｏｒ
ｒの真空中、９５０℃に５分間保持の条件で、チップ本
体の切刃片取り付け部にろう付けすることにより本発明
法１〜５を実施し、それぞれ切削チップを製造した。ま
た、比較の目的で、上記圧粉体の上面への前記金属Ｔｉ
薄膜およびＴｉＮ薄膜の形成を行わず、かつ超高圧焼結
条件を、圧力：７ＧＰａ、温度：２２００℃、保持時
間：３０分とする以外は同一の条件で従来法１を実施
し、切削チップを製造した。
【０００９】さらに、原料粉末として、上記の平均粒
径：５μｍおよび純度：９９．９５％を有する高純度六
方晶ＢＮ粉末を用い、これを３ｔｏｎ／ｃｍ2 の圧力で
直径：２０ｍｍ×厚さ：１．０ｍｍの寸法をもった切刃
層形成用高純度ＢＮ粉末圧粉体にプレス成形し、また下
地層形成用として寸法を直径：２０ｍｍ×厚さ：１．５
ｍｍとする以外は上記のチップ本体と同じ条件で下地層
形成用圧粉体を形成し、前記高純度ＢＮ粉末圧粉体の上
面には、真空蒸着法により表１に示される膜厚の金属Ｔ
ｉ薄膜をそれぞれ形成し、さらに前記金属Ｔｉ薄膜のそ
れぞれの上にイオンプレーティング法を用いて同じく表
１に示される膜厚のＴｉＮ薄膜を形成し、ついで、前記
下地層形成用圧粉体の上に前記薄膜形成高純度ＢＮ粉末
圧粉体を重ねた状態で、通常のベルト型超高圧焼結装置
に装入し、圧力および保持時間を、圧力：７ＧＰａ、保
持時間：３０分と同じくするが焼結温度を１８００〜２
５００℃の範囲内の所定の温度とした条件で焼結して、
上面表面部に、走査型電子顕微鏡で測定して、表面から
それぞれ表１に示される深さに亘って六方晶から立方晶
へ結晶変態したＢＮの素地にＴｉＮとＴｉＢ2 が分散分
布し、前記ＴｉＮとＴｉＢ2 は表面側に多く、内部側に
少ない分布濃度勾配を有する表面拡散層が形成され、か
つ切刃層の厚さ：０．７ｍｍ×下地層の厚さ：１．５ｍ
ｍ×直径：２０ｍｍの寸法をもった切刃片素材を形成
し、これに超音波カッタを用いて機械加工を施して、一
辺長さが５ｍｍの正三角形形状の切刃片とし、この切刃
片を、重量％で、Ａｇ−２９．７％Ｃｕ−２８．１％Ｚ
ｎ−２．０％Ｎｉの組成を有するＡｇ基合金ろう材を用
い、ホットプレスにて１ｋｇ／ｃｍ2 の圧力で加圧した
状態で、１×１０-3ｔｏｒｒの真空中、９５０℃に５分
間保持の条件で、チップ本体の切刃片取り付け部にろう
付けすることにより本発明法６〜９を実施し、それぞれ
切削チップを製造した。また、比較の目的で、上記切刃
層形成用高純度ＢＮ粉末圧粉体の上面への前記金属Ｔｉ
薄膜およびＴｉＮ薄膜の形成を行わず、かつ超高圧焼結
条件を、圧力：７ＧＰａ、温度：２２００℃、保持時
間：３０分とする以外は同一の条件で従来法２を実施
し、切削チップを製造した。
径：５μｍおよび純度：９９．９５％を有する高純度六
方晶ＢＮ粉末を用い、これを３ｔｏｎ／ｃｍ2 の圧力で
直径：２０ｍｍ×厚さ：１．０ｍｍの寸法をもった切刃
層形成用高純度ＢＮ粉末圧粉体にプレス成形し、また下
地層形成用として寸法を直径：２０ｍｍ×厚さ：１．５
ｍｍとする以外は上記のチップ本体と同じ条件で下地層
形成用圧粉体を形成し、前記高純度ＢＮ粉末圧粉体の上
面には、真空蒸着法により表１に示される膜厚の金属Ｔ
ｉ薄膜をそれぞれ形成し、さらに前記金属Ｔｉ薄膜のそ
れぞれの上にイオンプレーティング法を用いて同じく表
１に示される膜厚のＴｉＮ薄膜を形成し、ついで、前記
下地層形成用圧粉体の上に前記薄膜形成高純度ＢＮ粉末
圧粉体を重ねた状態で、通常のベルト型超高圧焼結装置
に装入し、圧力および保持時間を、圧力：７ＧＰａ、保
持時間：３０分と同じくするが焼結温度を１８００〜２
５００℃の範囲内の所定の温度とした条件で焼結して、
上面表面部に、走査型電子顕微鏡で測定して、表面から
それぞれ表１に示される深さに亘って六方晶から立方晶
へ結晶変態したＢＮの素地にＴｉＮとＴｉＢ2 が分散分
布し、前記ＴｉＮとＴｉＢ2 は表面側に多く、内部側に
少ない分布濃度勾配を有する表面拡散層が形成され、か
つ切刃層の厚さ：０．７ｍｍ×下地層の厚さ：１．５ｍ
ｍ×直径：２０ｍｍの寸法をもった切刃片素材を形成
し、これに超音波カッタを用いて機械加工を施して、一
辺長さが５ｍｍの正三角形形状の切刃片とし、この切刃
片を、重量％で、Ａｇ−２９．７％Ｃｕ−２８．１％Ｚ
ｎ−２．０％Ｎｉの組成を有するＡｇ基合金ろう材を用
い、ホットプレスにて１ｋｇ／ｃｍ2 の圧力で加圧した
状態で、１×１０-3ｔｏｒｒの真空中、９５０℃に５分
間保持の条件で、チップ本体の切刃片取り付け部にろう
付けすることにより本発明法６〜９を実施し、それぞれ
切削チップを製造した。また、比較の目的で、上記切刃
層形成用高純度ＢＮ粉末圧粉体の上面への前記金属Ｔｉ
薄膜およびＴｉＮ薄膜の形成を行わず、かつ超高圧焼結
条件を、圧力：７ＧＰａ、温度：２２００℃、保持時
間：３０分とする以外は同一の条件で従来法２を実施
し、切削チップを製造した。
【００１０】つぎに、上記の本発明法１〜９および従来
法１，２で製造された切削チップについて、 被削材：ロックウェル硬さＡスケ−ル：８３の硬さを有
する超硬合金からなり、長さ方向等間隔４本縦溝入り丸
棒、 切削速度：１０ｍ／ｍｉｎ．、 送り：０．１ｍｍ／ｒｅｖ．、 切込み：０．１５ｍｍ、 切削時間：１５分、 の条件で超硬合金の湿式断続切削試験を行ない、切刃片
の逃げ面摩耗幅を測定した。これらの測定結果を表１に
示した。
法１，２で製造された切削チップについて、 被削材：ロックウェル硬さＡスケ−ル：８３の硬さを有
する超硬合金からなり、長さ方向等間隔４本縦溝入り丸
棒、 切削速度：１０ｍ／ｍｉｎ．、 送り：０．１ｍｍ／ｒｅｖ．、 切込み：０．１５ｍｍ、 切削時間：１５分、 の条件で超硬合金の湿式断続切削試験を行ない、切刃片
の逃げ面摩耗幅を測定した。これらの測定結果を表１に
示した。
【００１１】
【表１】
【００１２】
【発明の効果】表１に示される結果から、本発明法１〜
９によれば、切刃片のすくい面（上面）表面部にＴｉＮ
とＴｉＢ2 が分散分布し、かつ前記ＴｉＮとＴｉＢ2 は
表面側に多く、内部側に少ない分布濃度勾配を有する表
面拡散層が形成された切削チップを製造することがで
き、しかもこの結果得られた切削チップは、前記表面拡
散層によってすぐれた耐チッピング性を具備し、一方耐
摩耗性が要求される切刃片の側面（逃げ面）には前記表
面拡散層の形成がないので、すぐれた耐摩耗性が保持さ
れることから、超硬合金の断続切削にも切刃にチッピン
グの発生なく、正常摩耗を示し、すぐれた耐摩耗性を発
揮するのに対して、従来法１、２よって製造された切削
チップは、いずれも切刃のすくい面（上面）に発生した
チッピングが原因で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、この発明の方法によれ
ば、超硬合金や鋳鉄などを連続切削は勿論のこと、断続
切削でもすぐれた耐チッピング性を示し、すぐれた切削
性能を長期に亘って発揮する切削チップを製造すること
ができ、切削加工の省力化および省エネ化に寄与するこ
とができるものである。
９によれば、切刃片のすくい面（上面）表面部にＴｉＮ
とＴｉＢ2 が分散分布し、かつ前記ＴｉＮとＴｉＢ2 は
表面側に多く、内部側に少ない分布濃度勾配を有する表
面拡散層が形成された切削チップを製造することがで
き、しかもこの結果得られた切削チップは、前記表面拡
散層によってすぐれた耐チッピング性を具備し、一方耐
摩耗性が要求される切刃片の側面（逃げ面）には前記表
面拡散層の形成がないので、すぐれた耐摩耗性が保持さ
れることから、超硬合金の断続切削にも切刃にチッピン
グの発生なく、正常摩耗を示し、すぐれた耐摩耗性を発
揮するのに対して、従来法１、２よって製造された切削
チップは、いずれも切刃のすくい面（上面）に発生した
チッピングが原因で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、この発明の方法によれ
ば、超硬合金や鋳鉄などを連続切削は勿論のこと、断続
切削でもすぐれた耐チッピング性を示し、すぐれた切削
性能を長期に亘って発揮する切削チップを製造すること
ができ、切削加工の省力化および省エネ化に寄与するこ
とができるものである。
【図１】切削チップの概略斜視図である。
Claims (2)
- 【請求項１】 高純度六方晶窒化ほう素粉末圧粉体の上
面に、金属Ｔｉ薄膜と窒化チタン薄膜を蒸着形成した状
態で、超高圧焼結装置に装入し、焼結して、上面表面部
に、走査型電子顕微鏡で測定して、表面から１０〜５０
μｍの範囲内の所定の深さに亘って、六方晶から立方晶
へ結晶変態した窒化ほう素の素地に窒化チタンとほう化
チタンが分散分布し、かつ前記窒化チタンとほう化チタ
ンは表面側に多く、内部側に少ない分布濃度勾配を有す
る表面拡散層が形成された切刃片素材を形成し、これに
機械加工を施して切刃片とし、この切刃片を炭化タング
ステン基超硬合金で構成されたチップ本体の切刃片取り
付け部にろう付けする、ことを特徴とする耐チッピング
性のすぐれたスローアウェイ切削チップの製造方法。 - 【請求項２】 切刃層形成用高純度六方晶窒化ほう素粉
末圧粉体の上面に金属Ｔｉ薄膜と窒化チタン薄膜を蒸着
形成し、炭化タングステン基超硬合金で構成された下地
層形成用圧粉体の上に前記薄膜形成高純度六方晶窒化ほ
う素粉末圧粉体を重ねた状態で、超高圧焼結装置に装入
し、焼結して、上面表面部に、走査型電子顕微鏡で測定
して、表面から１０〜５０μｍの範囲内の所定の深さに
亘って、六方晶から立方晶へ結晶変態した窒化ほう素の
素地に窒化チタンとほう化チタンが分散分布し、かつ前
記窒化チタンとほう化チタンは表面側に多く、内部側に
少ない分布濃度勾配を有する表面拡散層が形成された切
刃層と、これと一体焼結接合された炭化タングステン基
超硬合金の下地層からなる切刃片素材を形成し、これに
機械加工を施して切刃片とし、この切刃片を炭化タング
ステン基超硬合金で構成されたチップ本体の切刃片取り
付け部にろう付けする、ことを特徴とする耐チッピング
性のすぐれたスローアウェイ切削チップの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24938698A JP3446620B2 (ja) | 1998-09-03 | 1998-09-03 | 耐チッピング性のすぐれたスローアウェイ切削チップの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24938698A JP3446620B2 (ja) | 1998-09-03 | 1998-09-03 | 耐チッピング性のすぐれたスローアウェイ切削チップの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000079502A JP2000079502A (ja) | 2000-03-21 |
| JP3446620B2 true JP3446620B2 (ja) | 2003-09-16 |
Family
ID=17192239
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24938698A Expired - Fee Related JP3446620B2 (ja) | 1998-09-03 | 1998-09-03 | 耐チッピング性のすぐれたスローアウェイ切削チップの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3446620B2 (ja) |
-
1998
- 1998-09-03 JP JP24938698A patent/JP3446620B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000079502A (ja) | 2000-03-21 |
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