JP3454148B2 - 硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を有する表面被覆超硬合金製切削工具 - Google Patents
硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を有する表面被覆超硬合金製切削工具Info
- Publication number
- JP3454148B2 JP3454148B2 JP11679698A JP11679698A JP3454148B2 JP 3454148 B2 JP3454148 B2 JP 3454148B2 JP 11679698 A JP11679698 A JP 11679698A JP 11679698 A JP11679698 A JP 11679698A JP 3454148 B2 JP3454148 B2 JP 3454148B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cemented carbide
- hard coating
- coating layer
- cutting tool
- coated
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、硬質被覆層がす
ぐれた耐摩耗性を有し、例えば鋼の高速断続切削である
高速フライス切削に用いた場合にもすぐれた耐摩耗性を
発揮し、工具寿命の延命化を可能ならしめる表面被覆超
硬合金製切削工具（以下、被覆超硬工具と云う）に関す
るものである。 【０００２】 【従来の技術】従来、一般に、例えば図１に概略説明図
で示される物理蒸着装置の１種であるアークイオンプレ
ーティング装置を用い、ヒータで装置内を、例えば雰囲
気を５〜３０ｍｔｏｒｒの真空として、３００〜７００
℃の温度に加熱した状態で、アノード電極と所定組成を
有するＴｉ−Ａｌ合金ターゲットがセットされたカソー
ド電極（蒸発源）との間に、電圧：１０〜５０Ｖ、電
流：８０〜１００Ａの条件でアーク放電を発生させ、同
時に装置内に反応ガスとして窒素ガス、または窒素ガス
とメタンガスを導入し、一方炭化タングステン（以下、
ＷＣで示す）基超硬合金からなる基体（以下、超硬基体
と云う）には、ー１５０〜ー３００Ｖのバイアス電圧を
印加した条件で、前記超硬基体の表面に、例えば特開昭
６２−５６５６５号公報に記載されるように、ＴｉとＡ
ｌの複合窒化物［以下、（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎで示す］およ
び複合炭窒化物［以下、（Ｔｉ，Ａｌ）ＣＮで示す］の
うちのいずれか、あるいは両方で構成された単層または
複層の硬質被覆層を３〜２０μｍの平均層厚で蒸着する
ことにより被覆超硬工具を製造することが知られてい
る。また、上記従来被覆超硬工具は、Ｃｕｋα線を線源
として用いたＸ線回折で、例えば上記硬質被覆層が（Ｔ
ｉ，Ａｌ）Ｎ層である場合、図２に例示されるＸ線回折
パターンを示し、図示される通り３５．５〜３７．５
度、４２．５〜４４．５度、および６１．５〜６４．５
度のそれぞれの範囲内の回折角（２θ）に回折ピークが
現れる［硬質被覆層が（Ｔｉ，Ａｌ）ＣＮ層である場合
も同様な回折パターンを示す］ことも知られている。さ
らに、これらの従来被覆超硬工具が、例えば鋼などの連
続切削や断続切削に用いられることも良く知られるとこ
ろである。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】一方、近年、切削加工
は、切削機械の高性能化および高出力化と相まって高速
化の傾向にあるが、上記の従来被覆超硬工具において
は、これを高速切削、例えば鋼の高速断続切削である高
速フライス切削に用いた場合には、切刃の摩耗進行が著
しく促進されるようになることから、比較的短時間で使
用寿命に至り、省力化およびエネ化の面からも望ましく
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、上記の従来被覆超硬工具を構成
する硬質被覆層に着目し、特にこれの耐摩耗性向上を図
るべく研究を行った結果、被覆超硬工具の硬質被覆層を
構成する（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ層および（Ｔｉ，Ａｌ）ＣＮ
層を、上記の通り図３に例示されるアークイオンプレー
ティング装置を用いて形成するに際して、Ｔｉ−Ａｌ合
金ターゲットと共に、Ｔｉターゲットをターゲット面を
同じくして配置し、これら２種のターゲットとアノード
電極間に同時にアーク放電を発生させ、Ｔｉ−Ａｌ合金
ターゲットのアーク放電電流：８０〜１００Ａ（上記の
従来条件と同じ）、Ｔｉ−Ａｌ合金ターゲットのアーク
放電電圧：１０〜５０Ｖ（上記の従来条件と同じ）、Ｔ
ｉターゲットのアーク放電電流：１０〜４０Ａ、Ｔｉタ
ーゲットのアーク放電電圧：１０〜５０Ｖ、反応ガス：
窒素ガス、または窒素ガスとメタンガス（上記の従来条
件と同じ）、雰囲気圧力（真空度）：５〜３０ｍｔｏｒ
ｒ（上記の従来条件と同じ）、雰囲気温度：３００〜７
００℃（上記の従来条件と同じ）、超硬基体へのバイア
ス電圧：（−４００〜−５００Ｖ）と（−１０〜３０
Ｖ）の２種類の高低電圧を１〜５Ｈz の周波数で繰り返
し印加、とした条件で、組成式：（Ｔｉ1-x Ａｌx ）Ｎ
および同（Ｔｉ1-x Ａｌx ）Ｃ1-y Ｎy （ただし、原子
比で、ｘは０．３〜０．７、ｙは０．５〜０．９９を示
す）を満足する（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ層および（Ｔｉ，Ａ
ｌ）ＣＮ層を形成すると、この結果の被覆超硬工具は、
例えば上記硬質被覆層が（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ層である場合
のＸ線回折パターンが図１に例示される通り、Ｃｕｋα
線を線源として用いたＸ線回折で、Ｘ線回折パターンに
おける４２．５〜４４．５度の範囲内の回折角（２θ）
に３本の回折ピークが現れるＸ線回折パターンを示すよ
うになり、これを高速切削、例えば鋼の高速断続切削で
ある高速フライス切削に用いた場合にも、切刃の摩耗進
行が著しく抑制され、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、上記の研究結果に基づいてな
されたものであって、超硬基体の表面に、Ｔｉ−Ａｌ合
金ターゲットと共に、Ｔｉターゲットをターゲット面を
同じくして配置し、超硬基体へのバイアス電圧を２種類
の高低電圧の繰り返し印加とした条件でアークイオンプ
レーティング形成され、かつ組成式：（Ｔｉ1-x Ａｌ
x ）Ｎおよび同（Ｔｉ1-x Ａｌx ）Ｃ1-y Ｎy （ただ
し、原子比で、ｘは０．３〜０．７、ｙは０．５〜０．
９９を示す）を有する（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ層および（Ｔ
ｉ，Ａｌ）ＣＮ層のうちいずれかの単層または両方の複
層からなる硬質被覆層を３〜２０μｍの平均層厚で物理
蒸着してなる被覆超硬工具にして、Ｃｕｋα線を線源と
して用いた上記被覆超硬工具のＸ線回折で、上記硬質被
覆層が、４２．５〜４４．５度の範囲内の回折角（２
θ）に３本の回折ピークが現れるＸ線回折パターンを示
してなる、硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を有する被覆
超硬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工具において、
硬質被覆層を構成する（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎおよび（Ｔｉ，
Ａｌ）ＣＮにおけるＡｌはＴｉＣＮに対して硬さを高
め、もって耐摩耗性を向上させるために固溶するもので
あり、したがって組成式：（Ｔｉ1-x Ａｌx ）Ｎおよび
同（Ｔｉ1-x Ａｌx ）Ｃ1-y Ｎy のｘ値が０．３未満で
は所望の耐摩耗性を確保することができず、一方その値
が０．７を越えると、切刃に欠けやチッピングが発生し
易くなると云う理由によりｘ値を０．３〜０．７（原子
比）と定めたのである。また、（Ｔｉ，Ａｌ）ＣＮ層に
おけるＣ成分には、硬さを向上させる作用があるので、
（Ｔｉ，Ａｌ）ＣＮ層は上記（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ層に比し
て相対的に高い硬さをもつが、この場合Ｃ成分の割合が
０．０１未満、すなわちｙ値が０．９９を越えると所定
の硬さ向上効果が得られず、一方Ｃ成分の割合が０．５
を越える、すなわちｙ値が０．５未満になると靭性が急
激に低下するようになることから、ｙ値を０．５〜０．
９９、望ましくは０．５５〜０．９と定めた。硬質被覆
層の平均層厚を３〜２０μｍとしたのは、その層厚が３
μｍ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、一方その層厚が２０μｍを越えると切刃に欠け
やチッピングが発生し易くなると云う理由によるもので
あり、望ましくは５〜１０μｍの平均層厚とするのがよ
い。さらに、この発明の被覆超硬工具に、これの使用前
および使用後の識別を容易にするために、最表面層とし
て黄金色の色調を有する窒化チタン（ＴｉＮ）層を０．
１〜１μｍの平均層厚で蒸着してもよい。 【０００７】 【発明の実施の形態】ついで、この発明の被覆超硬工具
を実施例により具体的に説明する。原料粉末として、い
ずれも１〜３μｍの平均粒径を有するＷＣ粉末、ＴｉＣ
粉末、ＺｒＣ粉末、ＶＣ粉末、ＴａＣ粉末、ＮｂＣ粉
末、Ｃｒ3 Ｃ2 粉末、ＴｉＮ粉末、ＴａＮ粉末、および
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、１．５ｔｏｎ／ｃｍ2 の圧力で圧粉体にプ
レス成形し、この圧粉体を真空中、温度：１４００℃に
１時間保持の条件で焼結し、焼結後、切刃部分にＲ：
０．０５のホーニング加工を施してＩＳＯ規格・ＳＰＧ
Ｎ１２０３１２のチップ形状をもったＷＣ基超硬合金製
の超硬基体１〜１０を形成した。 【０００８】ついで、これら超硬基体１〜１０を、アセ
トン中で超音波洗浄し、乾燥した状態で、それぞれ図３
に例示される通常のアークイオンプレーティング装置に
装入し、一方カソード電極（蒸発源）として種々の成分
組成をもったＴｉ−Ａｌ合金ターゲットとＴｉターゲッ
トをターゲット面を同じくして装着し、まず、装置内を
排気して１×１０-5ｔｏｒｒの真空に保持しながら、ヒ
ーターで装置内を５００℃に加熱した後、Ａｒガスを装
置内に導入して１×１０-3ｔｏｒｒのＡｒ雰囲気とし、
この状態で前記超硬基体に−８００ｖのバイアス電圧を
印加して超硬基体表面をＡｒガスボンバート洗浄し、つ
いで、 Ｔｉ−Ａｌ合金ターゲットのアーク放電電流：１００
Ａ、 Ｔｉ−Ａｌ合金ターゲットのアーク放電電圧：２５Ｖ、 Ｔｉターゲットのアーク放電電流：１０Ａ、 Ｔｉターゲットのアーク放電電圧：１５Ｖ、 反応ガス：窒素ガス、または窒素ガスとメタンガス、 雰囲気圧力（真空度）：３０ｍｔｏｒｒ、 雰囲気温度：４５０℃、 超硬基体へのバイアス電圧：−４５０Ｖと−２０Ｖの高
低電圧を２Ｈz の周波数で繰り返し印加、とした条件
で、前記超硬基体１〜１０のそれぞれの表面に、表２、
３に示される組成および平均層厚をもった硬質被覆層を
蒸着することにより本発明被覆超硬工具１〜１８をそれ
ぞれ製造した。 【０００９】また、比較の目的で、Ｔｉターゲットを用
いず、かつ超硬基体へのバイアス電圧の印加を−１００
Ｖ一定とする以外は同一の条件で、上記本発明被覆超硬
工具１〜１８のそれぞれに対応する組成および平均層厚
（これらは上記本発明被覆超硬工具１〜１８のそれとほ
とんど変わらない結果を示したので、その記載を省略す
る）をもった硬質被覆層を蒸着することにより従来被覆
超硬工具１〜１８をそれぞれ製造した。 【００１０】この結果得られた各種の被覆超硬工具につ
いて、その硬質被覆層表面を、 ターゲット：Ｃｕ、 ステップ角度：０．
０４度、 計数時間：０．０５秒、 管電圧：４０ＫＶ、 管電流：３００ｍＡ、 発散スリット：１
度、 受光スリット：０．２ｍｍ、 散乱スリット：１
度、 測定角度（２θ）：２０〜８０度、 の条件でＸ線回折し、このＸ線回折で得られたＸ線回折
パターンにおける４２．５〜４４．５度の範囲内の回折
角（２θ）に現れる回折ピークを観察し、回折ピークの
回折角（２θ）を測定した。この結果を表４、５に示し
た。なお、表４，５には、４２．５〜４４．５度の範囲
内の回折角（２θ）に現れた回折ピークが３本の場合、
左側の回折ピークを左ピーク、中央の回折ピークを主ピ
ーク、そして右側の回折ピークを右ピークで現し、また
同回折角（２θ）における回折ピークが１本の場合に
は、これを主ピークで現し、それぞれの回折角を示し
た。 【００１１】つぎに、この結果得られた本発明被覆超硬
工具１〜１８および従来被覆超硬工具１〜１８につい
て、 被削材：ＪＩＳ・ＳＣＭ４４０の角材、 切削速度：３００ｍ／ｍｉｎ．、 切込み：２ｍｍ、 送り：０．３ｍｍ／刃、 切削時間：１０分、 の条件での合金鋼の乾式断続切削（フライス切削）試験
を行ない、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、５に示した。 【００１２】 【表１】【００１３】 【表２】 【００１４】 【表３】【００１５】 【表４】 【００１６】 【表５】【００１７】 【発明の効果】表２〜５に示される結果から、本発明被
覆超硬工具１〜１８は、いずれも苛酷な条件となる合金
鋼の乾式断続切削（フライス切削）試験で、従来被覆超
硬工具１〜１８に比して一段とすぐれた耐摩耗性を発揮
することが明らかである。上述のように、この発明の被
覆超硬工具は、鋼などの通常の条件での連続切削や断続
切削は勿論のこと、断続切削を高速で行っても、すぐれ
た耐摩耗性を示し、長期に亘っての切削を可能とするも
のであり、切削加工の省力化およびエネ化に寄与するも
のである。
ぐれた耐摩耗性を有し、例えば鋼の高速断続切削である
高速フライス切削に用いた場合にもすぐれた耐摩耗性を
発揮し、工具寿命の延命化を可能ならしめる表面被覆超
硬合金製切削工具（以下、被覆超硬工具と云う）に関す
るものである。 【０００２】 【従来の技術】従来、一般に、例えば図１に概略説明図
で示される物理蒸着装置の１種であるアークイオンプレ
ーティング装置を用い、ヒータで装置内を、例えば雰囲
気を５〜３０ｍｔｏｒｒの真空として、３００〜７００
℃の温度に加熱した状態で、アノード電極と所定組成を
有するＴｉ−Ａｌ合金ターゲットがセットされたカソー
ド電極（蒸発源）との間に、電圧：１０〜５０Ｖ、電
流：８０〜１００Ａの条件でアーク放電を発生させ、同
時に装置内に反応ガスとして窒素ガス、または窒素ガス
とメタンガスを導入し、一方炭化タングステン（以下、
ＷＣで示す）基超硬合金からなる基体（以下、超硬基体
と云う）には、ー１５０〜ー３００Ｖのバイアス電圧を
印加した条件で、前記超硬基体の表面に、例えば特開昭
６２−５６５６５号公報に記載されるように、ＴｉとＡ
ｌの複合窒化物［以下、（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎで示す］およ
び複合炭窒化物［以下、（Ｔｉ，Ａｌ）ＣＮで示す］の
うちのいずれか、あるいは両方で構成された単層または
複層の硬質被覆層を３〜２０μｍの平均層厚で蒸着する
ことにより被覆超硬工具を製造することが知られてい
る。また、上記従来被覆超硬工具は、Ｃｕｋα線を線源
として用いたＸ線回折で、例えば上記硬質被覆層が（Ｔ
ｉ，Ａｌ）Ｎ層である場合、図２に例示されるＸ線回折
パターンを示し、図示される通り３５．５〜３７．５
度、４２．５〜４４．５度、および６１．５〜６４．５
度のそれぞれの範囲内の回折角（２θ）に回折ピークが
現れる［硬質被覆層が（Ｔｉ，Ａｌ）ＣＮ層である場合
も同様な回折パターンを示す］ことも知られている。さ
らに、これらの従来被覆超硬工具が、例えば鋼などの連
続切削や断続切削に用いられることも良く知られるとこ
ろである。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】一方、近年、切削加工
は、切削機械の高性能化および高出力化と相まって高速
化の傾向にあるが、上記の従来被覆超硬工具において
は、これを高速切削、例えば鋼の高速断続切削である高
速フライス切削に用いた場合には、切刃の摩耗進行が著
しく促進されるようになることから、比較的短時間で使
用寿命に至り、省力化およびエネ化の面からも望ましく
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、上記の従来被覆超硬工具を構成
する硬質被覆層に着目し、特にこれの耐摩耗性向上を図
るべく研究を行った結果、被覆超硬工具の硬質被覆層を
構成する（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ層および（Ｔｉ，Ａｌ）ＣＮ
層を、上記の通り図３に例示されるアークイオンプレー
ティング装置を用いて形成するに際して、Ｔｉ−Ａｌ合
金ターゲットと共に、Ｔｉターゲットをターゲット面を
同じくして配置し、これら２種のターゲットとアノード
電極間に同時にアーク放電を発生させ、Ｔｉ−Ａｌ合金
ターゲットのアーク放電電流：８０〜１００Ａ（上記の
従来条件と同じ）、Ｔｉ−Ａｌ合金ターゲットのアーク
放電電圧：１０〜５０Ｖ（上記の従来条件と同じ）、Ｔ
ｉターゲットのアーク放電電流：１０〜４０Ａ、Ｔｉタ
ーゲットのアーク放電電圧：１０〜５０Ｖ、反応ガス：
窒素ガス、または窒素ガスとメタンガス（上記の従来条
件と同じ）、雰囲気圧力（真空度）：５〜３０ｍｔｏｒ
ｒ（上記の従来条件と同じ）、雰囲気温度：３００〜７
００℃（上記の従来条件と同じ）、超硬基体へのバイア
ス電圧：（−４００〜−５００Ｖ）と（−１０〜３０
Ｖ）の２種類の高低電圧を１〜５Ｈz の周波数で繰り返
し印加、とした条件で、組成式：（Ｔｉ1-x Ａｌx ）Ｎ
および同（Ｔｉ1-x Ａｌx ）Ｃ1-y Ｎy （ただし、原子
比で、ｘは０．３〜０．７、ｙは０．５〜０．９９を示
す）を満足する（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ層および（Ｔｉ，Ａ
ｌ）ＣＮ層を形成すると、この結果の被覆超硬工具は、
例えば上記硬質被覆層が（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ層である場合
のＸ線回折パターンが図１に例示される通り、Ｃｕｋα
線を線源として用いたＸ線回折で、Ｘ線回折パターンに
おける４２．５〜４４．５度の範囲内の回折角（２θ）
に３本の回折ピークが現れるＸ線回折パターンを示すよ
うになり、これを高速切削、例えば鋼の高速断続切削で
ある高速フライス切削に用いた場合にも、切刃の摩耗進
行が著しく抑制され、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、上記の研究結果に基づいてな
されたものであって、超硬基体の表面に、Ｔｉ−Ａｌ合
金ターゲットと共に、Ｔｉターゲットをターゲット面を
同じくして配置し、超硬基体へのバイアス電圧を２種類
の高低電圧の繰り返し印加とした条件でアークイオンプ
レーティング形成され、かつ組成式：（Ｔｉ1-x Ａｌ
x ）Ｎおよび同（Ｔｉ1-x Ａｌx ）Ｃ1-y Ｎy （ただ
し、原子比で、ｘは０．３〜０．７、ｙは０．５〜０．
９９を示す）を有する（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ層および（Ｔ
ｉ，Ａｌ）ＣＮ層のうちいずれかの単層または両方の複
層からなる硬質被覆層を３〜２０μｍの平均層厚で物理
蒸着してなる被覆超硬工具にして、Ｃｕｋα線を線源と
して用いた上記被覆超硬工具のＸ線回折で、上記硬質被
覆層が、４２．５〜４４．５度の範囲内の回折角（２
θ）に３本の回折ピークが現れるＸ線回折パターンを示
してなる、硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を有する被覆
超硬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工具において、
硬質被覆層を構成する（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎおよび（Ｔｉ，
Ａｌ）ＣＮにおけるＡｌはＴｉＣＮに対して硬さを高
め、もって耐摩耗性を向上させるために固溶するもので
あり、したがって組成式：（Ｔｉ1-x Ａｌx ）Ｎおよび
同（Ｔｉ1-x Ａｌx ）Ｃ1-y Ｎy のｘ値が０．３未満で
は所望の耐摩耗性を確保することができず、一方その値
が０．７を越えると、切刃に欠けやチッピングが発生し
易くなると云う理由によりｘ値を０．３〜０．７（原子
比）と定めたのである。また、（Ｔｉ，Ａｌ）ＣＮ層に
おけるＣ成分には、硬さを向上させる作用があるので、
（Ｔｉ，Ａｌ）ＣＮ層は上記（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ層に比し
て相対的に高い硬さをもつが、この場合Ｃ成分の割合が
０．０１未満、すなわちｙ値が０．９９を越えると所定
の硬さ向上効果が得られず、一方Ｃ成分の割合が０．５
を越える、すなわちｙ値が０．５未満になると靭性が急
激に低下するようになることから、ｙ値を０．５〜０．
９９、望ましくは０．５５〜０．９と定めた。硬質被覆
層の平均層厚を３〜２０μｍとしたのは、その層厚が３
μｍ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、一方その層厚が２０μｍを越えると切刃に欠け
やチッピングが発生し易くなると云う理由によるもので
あり、望ましくは５〜１０μｍの平均層厚とするのがよ
い。さらに、この発明の被覆超硬工具に、これの使用前
および使用後の識別を容易にするために、最表面層とし
て黄金色の色調を有する窒化チタン（ＴｉＮ）層を０．
１〜１μｍの平均層厚で蒸着してもよい。 【０００７】 【発明の実施の形態】ついで、この発明の被覆超硬工具
を実施例により具体的に説明する。原料粉末として、い
ずれも１〜３μｍの平均粒径を有するＷＣ粉末、ＴｉＣ
粉末、ＺｒＣ粉末、ＶＣ粉末、ＴａＣ粉末、ＮｂＣ粉
末、Ｃｒ3 Ｃ2 粉末、ＴｉＮ粉末、ＴａＮ粉末、および
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、１．５ｔｏｎ／ｃｍ2 の圧力で圧粉体にプ
レス成形し、この圧粉体を真空中、温度：１４００℃に
１時間保持の条件で焼結し、焼結後、切刃部分にＲ：
０．０５のホーニング加工を施してＩＳＯ規格・ＳＰＧ
Ｎ１２０３１２のチップ形状をもったＷＣ基超硬合金製
の超硬基体１〜１０を形成した。 【０００８】ついで、これら超硬基体１〜１０を、アセ
トン中で超音波洗浄し、乾燥した状態で、それぞれ図３
に例示される通常のアークイオンプレーティング装置に
装入し、一方カソード電極（蒸発源）として種々の成分
組成をもったＴｉ−Ａｌ合金ターゲットとＴｉターゲッ
トをターゲット面を同じくして装着し、まず、装置内を
排気して１×１０-5ｔｏｒｒの真空に保持しながら、ヒ
ーターで装置内を５００℃に加熱した後、Ａｒガスを装
置内に導入して１×１０-3ｔｏｒｒのＡｒ雰囲気とし、
この状態で前記超硬基体に−８００ｖのバイアス電圧を
印加して超硬基体表面をＡｒガスボンバート洗浄し、つ
いで、 Ｔｉ−Ａｌ合金ターゲットのアーク放電電流：１００
Ａ、 Ｔｉ−Ａｌ合金ターゲットのアーク放電電圧：２５Ｖ、 Ｔｉターゲットのアーク放電電流：１０Ａ、 Ｔｉターゲットのアーク放電電圧：１５Ｖ、 反応ガス：窒素ガス、または窒素ガスとメタンガス、 雰囲気圧力（真空度）：３０ｍｔｏｒｒ、 雰囲気温度：４５０℃、 超硬基体へのバイアス電圧：−４５０Ｖと−２０Ｖの高
低電圧を２Ｈz の周波数で繰り返し印加、とした条件
で、前記超硬基体１〜１０のそれぞれの表面に、表２、
３に示される組成および平均層厚をもった硬質被覆層を
蒸着することにより本発明被覆超硬工具１〜１８をそれ
ぞれ製造した。 【０００９】また、比較の目的で、Ｔｉターゲットを用
いず、かつ超硬基体へのバイアス電圧の印加を−１００
Ｖ一定とする以外は同一の条件で、上記本発明被覆超硬
工具１〜１８のそれぞれに対応する組成および平均層厚
（これらは上記本発明被覆超硬工具１〜１８のそれとほ
とんど変わらない結果を示したので、その記載を省略す
る）をもった硬質被覆層を蒸着することにより従来被覆
超硬工具１〜１８をそれぞれ製造した。 【００１０】この結果得られた各種の被覆超硬工具につ
いて、その硬質被覆層表面を、 ターゲット：Ｃｕ、 ステップ角度：０．
０４度、 計数時間：０．０５秒、 管電圧：４０ＫＶ、 管電流：３００ｍＡ、 発散スリット：１
度、 受光スリット：０．２ｍｍ、 散乱スリット：１
度、 測定角度（２θ）：２０〜８０度、 の条件でＸ線回折し、このＸ線回折で得られたＸ線回折
パターンにおける４２．５〜４４．５度の範囲内の回折
角（２θ）に現れる回折ピークを観察し、回折ピークの
回折角（２θ）を測定した。この結果を表４、５に示し
た。なお、表４，５には、４２．５〜４４．５度の範囲
内の回折角（２θ）に現れた回折ピークが３本の場合、
左側の回折ピークを左ピーク、中央の回折ピークを主ピ
ーク、そして右側の回折ピークを右ピークで現し、また
同回折角（２θ）における回折ピークが１本の場合に
は、これを主ピークで現し、それぞれの回折角を示し
た。 【００１１】つぎに、この結果得られた本発明被覆超硬
工具１〜１８および従来被覆超硬工具１〜１８につい
て、 被削材：ＪＩＳ・ＳＣＭ４４０の角材、 切削速度：３００ｍ／ｍｉｎ．、 切込み：２ｍｍ、 送り：０．３ｍｍ／刃、 切削時間：１０分、 の条件での合金鋼の乾式断続切削（フライス切削）試験
を行ない、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、５に示した。 【００１２】 【表１】【００１３】 【表２】 【００１４】 【表３】【００１５】 【表４】 【００１６】 【表５】【００１７】 【発明の効果】表２〜５に示される結果から、本発明被
覆超硬工具１〜１８は、いずれも苛酷な条件となる合金
鋼の乾式断続切削（フライス切削）試験で、従来被覆超
硬工具１〜１８に比して一段とすぐれた耐摩耗性を発揮
することが明らかである。上述のように、この発明の被
覆超硬工具は、鋼などの通常の条件での連続切削や断続
切削は勿論のこと、断続切削を高速で行っても、すぐれ
た耐摩耗性を示し、長期に亘っての切削を可能とするも
のであり、切削加工の省力化およびエネ化に寄与するも
のである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明被覆超硬工具２のＸ線回折パターンを示
す図である。 【図２】従来被覆超硬工具２のＸ線回折パターンを示す
図である。 【図３】アークイオンプレーティング装置の概略説明図
である。
す図である。 【図２】従来被覆超硬工具２のＸ線回折パターンを示す
図である。 【図３】アークイオンプレーティング装置の概略説明図
である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 桜井 恵一
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８−127862（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−21756（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−263253（ＪＰ，Ａ)
国際公開97／034023（ＷＯ，Ａ１)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C23C 14/00 - 14/58
B23B 27/14
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 炭化タングステン基超硬合金基体の表面
に、Ｔｉ−Ａｌ合金ターゲットと共に、Ｔｉターゲット
をターゲット面を同じくして配置し、超硬基体へのバイ
アス電圧を２種類の高低電圧の繰り返し印加とした条件
でアークイオンプレーティング形成され、かつ組成式：
（Ｔｉ1-x Ａｌx ）Ｎおよび同（Ｔｉ1-x Ａｌx ）Ｃ
1-y Ｎy （ただし、原子比で、ｘは０．３〜０．７、ｙ
は０．５〜０．９９を示す）を有するＴｉとＡｌの複合
窒化物およびＴｉとＡｌの複合炭窒化物のうちのいずれ
かの単層または両方の複層で構成された硬質被覆層を３
〜２０μｍの平均層厚で物理蒸着してなる表面被覆超硬
合金製切削工具にして、Ｃｕｋα線を線源として用いた
上記表面被覆超硬合金製切削工具のＸ線回折で、上記硬
質被覆層が、４２．５〜４４．５度の範囲内の回折角
（２θ）に３本の回折ピークが現れるＸ線回折パターン
を示すことを特徴とする硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性
を有する表面被覆超硬合金製切削工具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11679698A JP3454148B2 (ja) | 1998-04-27 | 1998-04-27 | 硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を有する表面被覆超硬合金製切削工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11679698A JP3454148B2 (ja) | 1998-04-27 | 1998-04-27 | 硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を有する表面被覆超硬合金製切削工具 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11310867A JPH11310867A (ja) | 1999-11-09 |
| JP3454148B2 true JP3454148B2 (ja) | 2003-10-06 |
Family
ID=14695899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11679698A Expired - Fee Related JP3454148B2 (ja) | 1998-04-27 | 1998-04-27 | 硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を有する表面被覆超硬合金製切削工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3454148B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1440754A4 (en) * | 2001-10-30 | 2008-05-07 | Mitsubishi Materials Corp | COATED CEMENTITIOUS CARBIDE CUTTING TOOL COMPRISING A HARD COATING LAYER HAVING EXCELLENT WEAR RESISTANCE PROPERTIES IN HIGH SPEED MACHINING |
| AU2003244324A1 (en) * | 2002-06-25 | 2004-01-06 | Mitsubishi Materials Corporation | Coated cutting tool member |
| SE526338C2 (sv) | 2002-09-04 | 2005-08-23 | Seco Tools Ab | Skär med utskiljningshärdad slitstark refraktär beläggning |
| SE526339C2 (sv) | 2002-09-04 | 2005-08-23 | Seco Tools Ab | Skär med slitstark refraktär beläggning med kompositstruktur |
| JP6062623B2 (ja) * | 2011-10-31 | 2017-01-18 | 京セラ株式会社 | 切削工具 |
-
1998
- 1998-04-27 JP JP11679698A patent/JP3454148B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11310867A (ja) | 1999-11-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3480086B2 (ja) | 硬質層被覆切削工具 | |
| JP3451877B2 (ja) | 耐摩耗性のすぐれた表面被覆超硬合金製切削工具 | |
| JP3454148B2 (ja) | 硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を有する表面被覆超硬合金製切削工具 | |
| JP3536593B2 (ja) | 硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を有する表面被覆超硬合金製切削工具 | |
| JP3451878B2 (ja) | 耐摩耗性のすぐれた表面被覆超硬合金製切削工具 | |
| JP3397058B2 (ja) | 耐摩耗性のすぐれた表面被覆超硬合金製切削工具 | |
| JP3451857B2 (ja) | 耐摩耗性のすぐれた表面被覆超硬合金製切削工具 | |
| JP2000158206A (ja) | 表面被覆層がすぐれた耐チッピング性および耐摩耗性を発揮する表面被覆超硬合金製切削工具 | |
| JP2001322003A (ja) | 物理蒸着硬質被覆層がすぐれた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 | |
| JPH111764A (ja) | 硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を有する表面被覆超硬合金製切削工具 | |
| JP3368794B2 (ja) | 硬質被覆層がすぐれた耐欠損性を有する表面被覆サーメット製スローアウエイ型切削チップ | |
| JP3397060B2 (ja) | 耐チッピング性のすぐれた表面被覆超硬合金製切削工具 | |
| JP3397054B2 (ja) | 耐チッピング性のすぐれた表面被覆超硬合金製切削工具 | |
| JP3397063B2 (ja) | 耐チッピング性のすぐれた表面被覆超硬合金製切削工具 | |
| JPH10251829A (ja) | 硬質被覆層がすぐれた耐欠損性を有する表面被覆超硬合金製切削工具 | |
| JPH10140328A (ja) | 耐摩耗性のすぐれた表面被覆超硬合金製切削工具 | |
| JP2002273604A (ja) | 高速重切削加工で切刃部がすぐれた耐チッピング性を発揮する表面被覆炭窒化チタン系サーメット製スローアウエイ切削チップ | |
| JPH10176260A (ja) | 耐チッピング性のすぐれた表面被覆超硬合金製切削工具 | |
| JP2005313242A (ja) | 硬質被覆層がすぐれた耐熱衝撃性を有する表面被覆サーメット製切削工具 | |
| JPH10251830A (ja) | 物理蒸着被覆層がすぐれた耐欠損性を有する表面被覆超硬合金製切削工具 | |
| JPH1180931A (ja) | 耐チッピング性のすぐれた表面被覆超硬合金製切削工具 | |
| JP2000167702A (ja) | 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サーメット製切削工具 | |
| JPH1180933A (ja) | 耐チッピング性のすぐれた表面被覆超硬合金製切削工具 | |
| JP2000073159A (ja) | 表面被覆層がすぐれた耐溶着性を発揮する表面被覆超硬合金製切削工具 | |
| JP2001219303A (ja) | 耐摩耗性のすぐれた表面被覆超硬合金製切削工具 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20030624 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080725 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080725 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090725 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090725 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100725 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100725 Year of fee payment: 7 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100725 Year of fee payment: 7 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110725 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110725 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120725 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120725 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130725 Year of fee payment: 10 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |