JP3460565B2 - 耐摩耗性のすぐれたミーリング工具 - Google Patents
耐摩耗性のすぐれたミーリング工具Info
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- JP3460565B2 JP3460565B2 JP05198498A JP5198498A JP3460565B2 JP 3460565 B2 JP3460565 B2 JP 3460565B2 JP 05198498 A JP05198498 A JP 05198498A JP 5198498 A JP5198498 A JP 5198498A JP 3460565 B2 JP3460565 B2 JP 3460565B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、切刃チップを構
成する硬質被覆層の超硬合金基体表面に対する密着性に
すぐれ、したがって苛酷な切削条件となる高速切削に用
いても前記硬質被覆層に剥離の発生がないことから、す
ぐれた耐摩耗性を長期に亘って発揮するミーリング（フ
ライス削り）工具に関するものである。
成する硬質被覆層の超硬合金基体表面に対する密着性に
すぐれ、したがって苛酷な切削条件となる高速切削に用
いても前記硬質被覆層に剥離の発生がないことから、す
ぐれた耐摩耗性を長期に亘って発揮するミーリング（フ
ライス削り）工具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（ａ）に平面
図で示されるように、鋼製または超硬合金製回転シャン
ク本体の先端部側面に形成された切り欠き部に、同
（ｂ）に平面図および縦断面図で例示される表面被覆超
硬合金製切刃チップ（以下、単に切刃チップと云う）、
すなわち超硬合金基体の表面に硬質被覆層を形成してな
る切刃チップをネジ止めなどの固着手段により着脱自在
に装着した形式のミーリング工具が知られている。ま
た、上記切刃チップを構成する硬質被覆層が、通常の高
温化学気相蒸着法（以下、ＨＴ−ＣＶＤ法と云う）や、
前記ＨＴ−ＣＶＤ法の蒸着温度である１０００〜１１５
０℃に比して相対的に低温の７００〜９８０℃で蒸着を
行う中温化学気相蒸着法（以下、ＭＴ−ＣＶＤ法と云
う）にて形成されることも知られている。
図で示されるように、鋼製または超硬合金製回転シャン
ク本体の先端部側面に形成された切り欠き部に、同
（ｂ）に平面図および縦断面図で例示される表面被覆超
硬合金製切刃チップ（以下、単に切刃チップと云う）、
すなわち超硬合金基体の表面に硬質被覆層を形成してな
る切刃チップをネジ止めなどの固着手段により着脱自在
に装着した形式のミーリング工具が知られている。ま
た、上記切刃チップを構成する硬質被覆層が、通常の高
温化学気相蒸着法（以下、ＨＴ−ＣＶＤ法と云う）や、
前記ＨＴ−ＣＶＤ法の蒸着温度である１０００〜１１５
０℃に比して相対的に低温の７００〜９８０℃で蒸着を
行う中温化学気相蒸着法（以下、ＭＴ−ＣＶＤ法と云
う）にて形成されることも知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年の切削加工
の省力化および省エネ化はめざましく、これに伴い、切
削加工条件は一段と高速化の傾向にあるが、上記のミー
リング工具においては、これを高速条件下で用いると、
切刃チップを構成する硬質被覆層の超硬合金基体表面に
対する密着性が不十分であるために、硬質被覆層に剥離
が発生し易く、これが原因で摩耗進行が著しく促進さ
れ、比較的短時間で使用寿命に至るのが現状である。
の省力化および省エネ化はめざましく、これに伴い、切
削加工条件は一段と高速化の傾向にあるが、上記のミー
リング工具においては、これを高速条件下で用いると、
切刃チップを構成する硬質被覆層の超硬合金基体表面に
対する密着性が不十分であるために、硬質被覆層に剥離
が発生し易く、これが原因で摩耗進行が著しく促進さ
れ、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、ミーリング工具に着目し、これ
を構成する切刃チップにおける硬質被覆層の超硬合金基
体表面に対する密着性向上を図るべく研究を行った結
果、 （ａ）超硬合金基体が、 分散相：７５〜９５重量％、 結合相および不可避不純物：残り、 からなる内部組成を有し、上記分散相を、炭化タングス
テン（以下、ＷＣで示す）、あるいはＷＣと、Ｔｉ、Ｔ
ａ、Ｎｂ、およびＺｒの炭化物、窒化物、および炭窒化
物（以下、それぞれＴｉＣ、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ、Ｔａ
Ｃ、ＴａＮ、ＴａＣＮ、ＮｂＣ、ＮｂＮ、ＮｂＣＮ、Ｚ
ｒＣ、ＺｒＮ、およびＺｒＣＮで示す）、並びにこれら
の２種以上の固溶体（以下、これらを総称して金属炭・
窒化物と云う）のうちの１種または２種以上とで構成
し、かつ上記金属炭・窒化物を含有する場合には、その
含有割合を０．１〜５重量％とし、また結合相形成成分
としてＣｏ：５〜２０重量％を含有する超硬合金基体で
あること。なお、この場合の上記超硬合金基体における
ＷＣの平均粒径は、基体強度の面から０．１〜１．５μ
ｍであることが望ましいこと。 （ｂ）上記（ａ）の超硬合金基体を、炭酸ガスまたは四
塩化チタンを配合の水素雰囲気中、前記雰囲気圧力を５
０〜５５０ｔｏｒｒとして、９００〜１０００℃の温度
に５〜１５分間保持の条件で高温加熱処理すると、表面
部に、最表面から所定深さに亘ってＣｏとＷの複合炭化
物、あるいはＣｏとＷを主体とした複合炭化物（以下、
Ｃｏm Ｗn Ｃで示す）が反応生成した表面層が形成され
ること。 （ｃ）表面部に上記（ｂ）の反応生成Ｃｏm Ｗn Ｃが分
布する高温加熱形成表面層を有する超硬合金基体の表面
に、いずれもＭＴ−ＣＶＤ法を用いて、Ｔｉの炭化物
層、窒化物層、炭窒化物層、炭酸化物層、窒酸化物層、
および炭窒酸化物層（以下、それぞれＴｉＣ層、ＴｉＮ
層、ＴｉＣＮ層、ＴｉＣＯ層、ＴｉＮＯ層、およびＴｉ
ＣＮＯ層で示す）のうちの１種または２種以上で構成さ
れたＴｉ化合物層、さらに必要に応じてＭＴ−ＣＶＤ法
またはＨＴ−ＣＶＤ法にて形成した酸化アルミニウム
（以下、Ａｌ2 Ｏ3 で示す）層からなる硬質被覆層を
０．５〜４．５μｍの平均層厚で形成すると、前記Ｔｉ
化合物層の前記超硬合金基体表面に対する密着性が、前
記超硬合金基体表面部に形成した高温加熱形成表面層に
よって著しく向上するようになり、したがって、この結
果の切刃チップを取り付けたミーリング工具は、高速切
削に用いても前記切刃チップの硬質被覆層に剥離の発生
がないことから、長期に亘ってすぐれた耐摩耗性を発揮
するようになること。以上（ａ）〜（ｃ）に示される研
究結果を示したのである。
上述のような観点から、ミーリング工具に着目し、これ
を構成する切刃チップにおける硬質被覆層の超硬合金基
体表面に対する密着性向上を図るべく研究を行った結
果、 （ａ）超硬合金基体が、 分散相：７５〜９５重量％、 結合相および不可避不純物：残り、 からなる内部組成を有し、上記分散相を、炭化タングス
テン（以下、ＷＣで示す）、あるいはＷＣと、Ｔｉ、Ｔ
ａ、Ｎｂ、およびＺｒの炭化物、窒化物、および炭窒化
物（以下、それぞれＴｉＣ、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ、Ｔａ
Ｃ、ＴａＮ、ＴａＣＮ、ＮｂＣ、ＮｂＮ、ＮｂＣＮ、Ｚ
ｒＣ、ＺｒＮ、およびＺｒＣＮで示す）、並びにこれら
の２種以上の固溶体（以下、これらを総称して金属炭・
窒化物と云う）のうちの１種または２種以上とで構成
し、かつ上記金属炭・窒化物を含有する場合には、その
含有割合を０．１〜５重量％とし、また結合相形成成分
としてＣｏ：５〜２０重量％を含有する超硬合金基体で
あること。なお、この場合の上記超硬合金基体における
ＷＣの平均粒径は、基体強度の面から０．１〜１．５μ
ｍであることが望ましいこと。 （ｂ）上記（ａ）の超硬合金基体を、炭酸ガスまたは四
塩化チタンを配合の水素雰囲気中、前記雰囲気圧力を５
０〜５５０ｔｏｒｒとして、９００〜１０００℃の温度
に５〜１５分間保持の条件で高温加熱処理すると、表面
部に、最表面から所定深さに亘ってＣｏとＷの複合炭化
物、あるいはＣｏとＷを主体とした複合炭化物（以下、
Ｃｏm Ｗn Ｃで示す）が反応生成した表面層が形成され
ること。 （ｃ）表面部に上記（ｂ）の反応生成Ｃｏm Ｗn Ｃが分
布する高温加熱形成表面層を有する超硬合金基体の表面
に、いずれもＭＴ−ＣＶＤ法を用いて、Ｔｉの炭化物
層、窒化物層、炭窒化物層、炭酸化物層、窒酸化物層、
および炭窒酸化物層（以下、それぞれＴｉＣ層、ＴｉＮ
層、ＴｉＣＮ層、ＴｉＣＯ層、ＴｉＮＯ層、およびＴｉ
ＣＮＯ層で示す）のうちの１種または２種以上で構成さ
れたＴｉ化合物層、さらに必要に応じてＭＴ−ＣＶＤ法
またはＨＴ−ＣＶＤ法にて形成した酸化アルミニウム
（以下、Ａｌ2 Ｏ3 で示す）層からなる硬質被覆層を
０．５〜４．５μｍの平均層厚で形成すると、前記Ｔｉ
化合物層の前記超硬合金基体表面に対する密着性が、前
記超硬合金基体表面部に形成した高温加熱形成表面層に
よって著しく向上するようになり、したがって、この結
果の切刃チップを取り付けたミーリング工具は、高速切
削に用いても前記切刃チップの硬質被覆層に剥離の発生
がないことから、長期に亘ってすぐれた耐摩耗性を発揮
するようになること。以上（ａ）〜（ｃ）に示される研
究結果を示したのである。
【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、鋼製または超硬合金製回転シャン
ク本体の先端部側面に形成された切り欠き部に、超硬合
金基体の表面に硬質被覆層を形成してなる切刃チップを
着脱自在に装着した形式のミーリング工具において、 （Ａ）上記切刃チップにおける超硬合金基体を、 （ａ）分散相：７５〜９５重量％、 結合相および不可避不純物：残り、 からなる内部組成を有し、上記分散相を、ＷＣ、あるい
はＷＣと金属炭・窒化物のうちの１種または２種以上と
で構成し、かつ上記金属炭・窒化物のうちの１種または
２種以上を含有する場合には、その含有割合を０．１〜
５重量％とし、また結合相形成成分としてＣｏ：５〜２
０重量％を含有し、 （ｂ）さらに表面部に、炭酸ガスまたは四塩化チタンを
配合の水素雰囲気中、前記雰囲気圧力を５０〜５５０ｔ
ｏｒｒとして、９００〜１０００℃の温度に５〜１５分
間保持の条件で、最表面から０．１〜２μｍの深さに亘
って反応生成Ｃｏm Ｗn Ｃが分布する高温加熱形成表面
層を形成してなる、超硬合金基体で構成すると共に、 （Ｂ）上記硬質被覆層を、いずれもＭＴ−ＣＶＤ法を用
いて形成したＴｉＣ層、ＴｉＮ層、ＴｉＣＮ層、ＴｉＣ
Ｏ層、ＴｉＮＯ層、およびＴｉＣＮＯ層のうちの１種ま
たは２種以上からなるＴｉ化合物層、あるいは前記Ｔｉ
化合物層とＭＴ−ＣＶＤ法またはＨＴ−ＣＶＤ法にて形
成したＡｌ2 Ｏ3 層で構成し、かつその平均層厚を０．
５〜４．５μｍとした、耐摩耗性のすぐれたミーリング
工具に特徴を有するものである。
されたものであって、鋼製または超硬合金製回転シャン
ク本体の先端部側面に形成された切り欠き部に、超硬合
金基体の表面に硬質被覆層を形成してなる切刃チップを
着脱自在に装着した形式のミーリング工具において、 （Ａ）上記切刃チップにおける超硬合金基体を、 （ａ）分散相：７５〜９５重量％、 結合相および不可避不純物：残り、 からなる内部組成を有し、上記分散相を、ＷＣ、あるい
はＷＣと金属炭・窒化物のうちの１種または２種以上と
で構成し、かつ上記金属炭・窒化物のうちの１種または
２種以上を含有する場合には、その含有割合を０．１〜
５重量％とし、また結合相形成成分としてＣｏ：５〜２
０重量％を含有し、 （ｂ）さらに表面部に、炭酸ガスまたは四塩化チタンを
配合の水素雰囲気中、前記雰囲気圧力を５０〜５５０ｔ
ｏｒｒとして、９００〜１０００℃の温度に５〜１５分
間保持の条件で、最表面から０．１〜２μｍの深さに亘
って反応生成Ｃｏm Ｗn Ｃが分布する高温加熱形成表面
層を形成してなる、超硬合金基体で構成すると共に、 （Ｂ）上記硬質被覆層を、いずれもＭＴ−ＣＶＤ法を用
いて形成したＴｉＣ層、ＴｉＮ層、ＴｉＣＮ層、ＴｉＣ
Ｏ層、ＴｉＮＯ層、およびＴｉＣＮＯ層のうちの１種ま
たは２種以上からなるＴｉ化合物層、あるいは前記Ｔｉ
化合物層とＭＴ−ＣＶＤ法またはＨＴ−ＣＶＤ法にて形
成したＡｌ2 Ｏ3 層で構成し、かつその平均層厚を０．
５〜４．５μｍとした、耐摩耗性のすぐれたミーリング
工具に特徴を有するものである。
【０００６】つぎに、この発明のミーリング工具におい
て、これを構成する切刃チップにおける超硬合金基体の
組成、Ｃｏm Ｗn Ｃの分布深さ、および硬質被覆層の平
均層厚を上記の通りに限定した理由を説明する。 （ａ）分散相の割合 その割合が７５重量％未満では、相対的に結合相の割合
が多くなり過ぎて耐摩耗性が急激に低下するようになる
ばかりでなく、Ｃｏm Ｗn Ｃの形成が抑制されるように
なり、一方その割合が９５重量％を越えると、結合相の
割合が少なくなり過ぎて強度低下が避けられず、かつこ
の場合もＣｏm Ｗn Ｃの形成が抑制されるようになるこ
とから、その割合を７５〜９５重量％と定めた。なお、
この場合上記分散相を構成するＷＣ粒の平均粒径に関し
ては、その平均粒径が０．１μｍ未満になると耐摩耗性
の低下が避けられず、一方その平均粒径が１．５μｍを
越えると、所望の強度向上効果が得られないという理由
で上記の通り０．１〜１．５μｍであることが望まし
い。
て、これを構成する切刃チップにおける超硬合金基体の
組成、Ｃｏm Ｗn Ｃの分布深さ、および硬質被覆層の平
均層厚を上記の通りに限定した理由を説明する。 （ａ）分散相の割合 その割合が７５重量％未満では、相対的に結合相の割合
が多くなり過ぎて耐摩耗性が急激に低下するようになる
ばかりでなく、Ｃｏm Ｗn Ｃの形成が抑制されるように
なり、一方その割合が９５重量％を越えると、結合相の
割合が少なくなり過ぎて強度低下が避けられず、かつこ
の場合もＣｏm Ｗn Ｃの形成が抑制されるようになるこ
とから、その割合を７５〜９５重量％と定めた。なお、
この場合上記分散相を構成するＷＣ粒の平均粒径に関し
ては、その平均粒径が０．１μｍ未満になると耐摩耗性
の低下が避けられず、一方その平均粒径が１．５μｍを
越えると、所望の強度向上効果が得られないという理由
で上記の通り０．１〜１．５μｍであることが望まし
い。
【０００７】（ｂ）金属炭・窒化物の含有割合
これらの成分には、分散相を形成して超硬合金基体の硬
さを高め、もって耐摩耗性を向上させる作用があるの
で、必要に応じて含有されるが、その含有割合が０．１
重量％未満では、所望の耐摩耗性向上効果が得られず、
一方その含有割合が５重量％を越えると超硬合金基体の
強度に低下傾向が現れるようになることから、その含有
割合を０．１〜５重量％と定めた。
さを高め、もって耐摩耗性を向上させる作用があるの
で、必要に応じて含有されるが、その含有割合が０．１
重量％未満では、所望の耐摩耗性向上効果が得られず、
一方その含有割合が５重量％を越えると超硬合金基体の
強度に低下傾向が現れるようになることから、その含有
割合を０．１〜５重量％と定めた。
【０００８】（ｃ）Ｃｏ含有量
Ｃｏ成分には、焼結性を向上させ、もって超硬合金基体
の強度を向上させる作用があるが、その含有量が５重量
％未満では、所望の強度向上効果が得られず、かつＣｏ
m Ｗn Ｃの形成が抑制されるようになり、一方その割合
が２０重量％を越えると、超硬合金基体の耐摩耗性が低
下し、特に切刃部のすくい面摩耗が急激に進行するする
ようになるばかりでなく、この場合もＣｏm Ｗn Ｃの形
成が抑制されるようになることから、その割合を５〜２
０重量％と定めた。
の強度を向上させる作用があるが、その含有量が５重量
％未満では、所望の強度向上効果が得られず、かつＣｏ
m Ｗn Ｃの形成が抑制されるようになり、一方その割合
が２０重量％を越えると、超硬合金基体の耐摩耗性が低
下し、特に切刃部のすくい面摩耗が急激に進行するする
ようになるばかりでなく、この場合もＣｏm Ｗn Ｃの形
成が抑制されるようになることから、その割合を５〜２
０重量％と定めた。
【０００９】（ｄ）Ｃｏm Ｗn Ｃの分布深さ
その分布深さが０．１μｍ未満では、高温加熱形成表面
層中に占める分布割合が少な過ぎて硬質被覆層に対して
所望のすぐれた密着性を確保することができず、一方そ
の分布深さが２μｍを越えると、超硬合金基体最表面部
におけるＣｏmＷn Ｃの分布割合が多くなり過ぎ、これ
が原因で切刃チップにチッピング（微小欠け）が発生し
易くなることから、その分布深さを０．１〜２μｍ、望
ましくは０．３〜０．６μｍと定めた。
層中に占める分布割合が少な過ぎて硬質被覆層に対して
所望のすぐれた密着性を確保することができず、一方そ
の分布深さが２μｍを越えると、超硬合金基体最表面部
におけるＣｏmＷn Ｃの分布割合が多くなり過ぎ、これ
が原因で切刃チップにチッピング（微小欠け）が発生し
易くなることから、その分布深さを０．１〜２μｍ、望
ましくは０．３〜０．６μｍと定めた。
【００１０】（ｅ）硬質被覆層の平均層厚
その平均層厚が０．５μｍ未満では、所望のすぐれた耐
摩耗性を切刃チップに確保することができず、一方その
平均層厚が４．５μｍを越えると、切刃チップに欠けや
チッピングが発生し易くなることから、その平均層厚を
０．５〜４．５μｍ、望ましくは１．０〜２．０μｍと
定めた。
摩耗性を切刃チップに確保することができず、一方その
平均層厚が４．５μｍを越えると、切刃チップに欠けや
チッピングが発生し易くなることから、その平均層厚を
０．５〜４．５μｍ、望ましくは１．０〜２．０μｍと
定めた。
【００１１】
【発明の実施の形態】この発明のミーリング工具を実施
例により具体的に説明する。まず、原料粉末として、
０．１〜１．５μｍの範囲内で平均粒径を変えた各種の
ＷＣ粉末、いずれも０．５μｍの平均粒径を有するＴｉ
Ｃ粉末、ＴｉＮ粉末、ＴｉＣＮ粉末、ＴａＣ粉末、Ｔａ
Ｎ粉末、ＴａＣＮ粉末、ＮｂＣ粉末、ＮｂＮ粉末、Ｎｂ
ＣＮ粉末、ＺｒＣ粉末、ＺｒＮ粉末、およびＺｒＣＮ粉
末、さらに（Ｔｉ0.5 Ｔａ0.5 ）Ｃ粉末、（Ｔａ0.8 Ｎ
ｂ0.2 ）Ｃ粉末、（Ｔａ0.4 Ｚｒ0.6 ）Ｃ粉末、（Ｔｉ
0.8 Ｚｒ0.2 ）Ｎ粉末、（Ｔｉ0.9 Ｎｂ0.1 ）Ｃ0.8 Ｎ
0.2 粉末、（Ｔａ0.4 Ｚｒ0.6 ）Ｃ0.5 Ｎ0.5 粉末、
（Ｔｉ0.2 Ｔａ0.8 ）Ｃ0.4 Ｎ0.6粉末、（Ｔｉ0.3 Ｔ
ａ0.3 Ｚｒ0.4 ）Ｃ粉末、（Ｔｉ0.1 Ｚｒ0.8 Ｎ
ｂ0.1 ）Ｃ粉末、（Ｔａ0.7 Ｎｂ0.1 Ｚｒ0.2 ）Ｃ粉
末、（Ｔｉ0.3 Ｎｂ0.3 Ｚｒ0.4 ）Ｎ粉末、（Ｔｉ0.1
Ｔａ0.8 Ｎｂ0.1 ）Ｃ0.9 Ｎ0.1 粉末、（Ｔｉ0.2 Ｔａ
0.2 Ｚｒ0.4 Ｎｂ0.2 ）Ｃ0.7 Ｎ0.3 粉末（以上、固溶
体粉末の数値はモル比を示す）、および同０．５μｍの
Ｃｏ粉末を用意し、これら原料粉末を表１に示される配
合割合に配合し、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１×１０-3ｔｏｒｒの真空中、１３
５０〜１５００℃の範囲内の所定の温度に１時間保持の
条件で真空焼結して、実質的に表１に示される配合組成
と同じ成分組成を有し、かつ同じく表１に示される平均
粒径のＷＣで構成された切刃チップを構成する超硬合金
基体素材ａ〜ｚを形成した。
例により具体的に説明する。まず、原料粉末として、
０．１〜１．５μｍの範囲内で平均粒径を変えた各種の
ＷＣ粉末、いずれも０．５μｍの平均粒径を有するＴｉ
Ｃ粉末、ＴｉＮ粉末、ＴｉＣＮ粉末、ＴａＣ粉末、Ｔａ
Ｎ粉末、ＴａＣＮ粉末、ＮｂＣ粉末、ＮｂＮ粉末、Ｎｂ
ＣＮ粉末、ＺｒＣ粉末、ＺｒＮ粉末、およびＺｒＣＮ粉
末、さらに（Ｔｉ0.5 Ｔａ0.5 ）Ｃ粉末、（Ｔａ0.8 Ｎ
ｂ0.2 ）Ｃ粉末、（Ｔａ0.4 Ｚｒ0.6 ）Ｃ粉末、（Ｔｉ
0.8 Ｚｒ0.2 ）Ｎ粉末、（Ｔｉ0.9 Ｎｂ0.1 ）Ｃ0.8 Ｎ
0.2 粉末、（Ｔａ0.4 Ｚｒ0.6 ）Ｃ0.5 Ｎ0.5 粉末、
（Ｔｉ0.2 Ｔａ0.8 ）Ｃ0.4 Ｎ0.6粉末、（Ｔｉ0.3 Ｔ
ａ0.3 Ｚｒ0.4 ）Ｃ粉末、（Ｔｉ0.1 Ｚｒ0.8 Ｎ
ｂ0.1 ）Ｃ粉末、（Ｔａ0.7 Ｎｂ0.1 Ｚｒ0.2 ）Ｃ粉
末、（Ｔｉ0.3 Ｎｂ0.3 Ｚｒ0.4 ）Ｎ粉末、（Ｔｉ0.1
Ｔａ0.8 Ｎｂ0.1 ）Ｃ0.9 Ｎ0.1 粉末、（Ｔｉ0.2 Ｔａ
0.2 Ｚｒ0.4 Ｎｂ0.2 ）Ｃ0.7 Ｎ0.3 粉末（以上、固溶
体粉末の数値はモル比を示す）、および同０．５μｍの
Ｃｏ粉末を用意し、これら原料粉末を表１に示される配
合割合に配合し、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１×１０-3ｔｏｒｒの真空中、１３
５０〜１５００℃の範囲内の所定の温度に１時間保持の
条件で真空焼結して、実質的に表１に示される配合組成
と同じ成分組成を有し、かつ同じく表１に示される平均
粒径のＷＣで構成された切刃チップを構成する超硬合金
基体素材ａ〜ｚを形成した。
【００１２】つぎに、これら超硬合金基体素材ａ〜ｚの
それぞれの表面部に、表２に示される条件で同じく表２
に示される深さに亘ってＣｏm Ｗn Ｃが分布する高温加
熱形成表面層を形成することにより超硬合金基体Ａ〜Ｚ
を製造した。
それぞれの表面部に、表２に示される条件で同じく表２
に示される深さに亘ってＣｏm Ｗn Ｃが分布する高温加
熱形成表面層を形成することにより超硬合金基体Ａ〜Ｚ
を製造した。
【００１３】引き続いて、これら超硬合金基体Ａ〜Ｚの
それぞれの表面に、表３に示される条件で表４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
り長さ：２８．９ｍｍ×幅：１１．２ｍｍ×厚さ：５ｍ
ｍの寸法、並びに図１（ｂ）に示される形状をもった本
発明用切刃チップＡ〜Ｚを形成した。
それぞれの表面に、表３に示される条件で表４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
り長さ：２８．９ｍｍ×幅：１１．２ｍｍ×厚さ：５ｍ
ｍの寸法、並びに図１（ｂ）に示される形状をもった本
発明用切刃チップＡ〜Ｚを形成した。
【００１４】さらにこれら本発明用切刃チップＡ〜Ｚの
それぞれを、ＪＩＳ・ＳＣＭ４４０（硬さ：ＨR Ｃ４
０）の鋼、またはＷＣ−６％Ｃｏの組成を有し、かつＷ
Ｃの平均粒径が１．５μｍの超硬合金からなり、いずれ
も全長：２００ｍｍ×前方半部長さ：１２０ｍｍ×後方
半部長さ：８０ｍｍ×前方半部径：３０ｍｍ×後方半部
径：３２ｍｍの寸法および図１（ａ）に平面図で示され
る形状をもった回転シャンク本体の先端部側面に形成さ
れた切り欠き部に、表６に示される組み合わせでネジ止
めすることにより本発明ミーリング工具１〜２６をそれ
ぞれ製造した。
それぞれを、ＪＩＳ・ＳＣＭ４４０（硬さ：ＨR Ｃ４
０）の鋼、またはＷＣ−６％Ｃｏの組成を有し、かつＷ
Ｃの平均粒径が１．５μｍの超硬合金からなり、いずれ
も全長：２００ｍｍ×前方半部長さ：１２０ｍｍ×後方
半部長さ：８０ｍｍ×前方半部径：３０ｍｍ×後方半部
径：３２ｍｍの寸法および図１（ａ）に平面図で示され
る形状をもった回転シャンク本体の先端部側面に形成さ
れた切り欠き部に、表６に示される組み合わせでネジ止
めすることにより本発明ミーリング工具１〜２６をそれ
ぞれ製造した。
【００１５】また、比較の目的で、表５に示される通
り、高温加熱形成表面層を有する超硬合金基体Ａ〜Ｚに
代わって、これの形成がない超硬合金基体素材ａ〜ｚを
用いて形成した比較用切刃チップａ〜ｚを用いる以外は
同一の条件で、表６に示される比較ミーリング工具１〜
２６をそれぞれ製造した。
り、高温加熱形成表面層を有する超硬合金基体Ａ〜Ｚに
代わって、これの形成がない超硬合金基体素材ａ〜ｚを
用いて形成した比較用切刃チップａ〜ｚを用いる以外は
同一の条件で、表６に示される比較ミーリング工具１〜
２６をそれぞれ製造した。
【００１６】ついで、この結果得られた本発明ミーリン
グ工具１〜２６および比較ミーリング工具１〜２６につ
いて、 被削材：ＦＣＤ４００からなる角度：１０度の傾斜材、 切削速度：１０００ｍ／ｍｉｎ、 １刃当りの送り：０．４ｍｍ／刃、 軸方向の切り込み：０．２ｍｍ、 径方向の切り込み：０．３５ｍｍ、 の条件で鋳鉄の乾式高速等高線フライス加工を行い、切
刃チップにおける逃げ面摩耗幅が０．２ｍｍに至るまで
の切削時間を測定した。これらの測定結果を表６に示し
た。
グ工具１〜２６および比較ミーリング工具１〜２６につ
いて、 被削材：ＦＣＤ４００からなる角度：１０度の傾斜材、 切削速度：１０００ｍ／ｍｉｎ、 １刃当りの送り：０．４ｍｍ／刃、 軸方向の切り込み：０．２ｍｍ、 径方向の切り込み：０．３５ｍｍ、 の条件で鋳鉄の乾式高速等高線フライス加工を行い、切
刃チップにおける逃げ面摩耗幅が０．２ｍｍに至るまで
の切削時間を測定した。これらの測定結果を表６に示し
た。
【００１７】
【表１】
【００１８】
【表２】
【００１９】
【表３】
【００２０】
【表４】
【００２１】
【表５】
【００２２】
【表６】
【００２３】
【発明の効果】表６に示される結果から、本発明ミーリ
ング工具１〜２６は、いずれもこれを構成する切刃チッ
プの硬質被覆層に剥離の発生なく、これによってすぐれ
た耐摩耗性を発揮するのに対して、比較ミーリング工具
１〜２６においては、いずれも切削途中で切刃チップの
硬質被覆層に剥離が発生し、この剥離によって摩耗進行
が著しく促進されるようになることが明らかである。上
述のように、この発明のミーリング工具は、これを構成
する切刃チップの超硬合金基体表面に対する硬質被覆層
の密着性が、基体表面部に形成した高温加熱形成表面層
中に分布するＣｏm Ｗn Ｃによって著しく向上したもの
になっているので、これを通常の切削条件は勿論のこ
と、高速切削に用いても切刃チップの硬質被覆層に剥離
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。
ング工具１〜２６は、いずれもこれを構成する切刃チッ
プの硬質被覆層に剥離の発生なく、これによってすぐれ
た耐摩耗性を発揮するのに対して、比較ミーリング工具
１〜２６においては、いずれも切削途中で切刃チップの
硬質被覆層に剥離が発生し、この剥離によって摩耗進行
が著しく促進されるようになることが明らかである。上
述のように、この発明のミーリング工具は、これを構成
する切刃チップの超硬合金基体表面に対する硬質被覆層
の密着性が、基体表面部に形成した高温加熱形成表面層
中に分布するＣｏm Ｗn Ｃによって著しく向上したもの
になっているので、これを通常の切削条件は勿論のこ
と、高速切削に用いても切刃チップの硬質被覆層に剥離
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。
【図１】ミーリング工具の平面図（ａ）およびこれを構
成する切刃チップの平面図および縦断面図（ｂ）であ
る。
成する切刃チップの平面図および縦断面図（ｂ）であ
る。
─────────────────────────────────────────────────────
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
C22C 29/08
C23C 16/22
B23C 5/20
Claims (4)
- 【請求項１】 鋼製または超硬合金製回転シャンク本体
の先端部側面に形成された切り欠き部に、超硬合金基体
の表面に硬質被覆層を形成してなる表面被覆超硬合金製
切刃チップを着脱自在に装着した形式のミーリング工具
において、 （Ａ）上記表面被覆超硬合金製切刃チップにおける超硬
合金基体を、 （ａ）分散相：７５〜９５重量％、 結合相および不可避不純物：残り、 からなる内部組成を有し、上記分散相を炭化タングステ
ンで構成し、かつ結合相形成成分としてＣｏ：５〜２０
重量％を含有し、 （ｂ）さらに表面部に、炭酸ガスまたは四塩化チタンを
配合の水素雰囲気中、前記雰囲気圧力を５０〜５５０ｔ
ｏｒｒとして、９００〜１０００℃の温度に５〜１５分
間保持の条件で、最表面から０．１〜２μｍの深さに亘
ってＣｏとＷの反応生成複合炭化物が分布する高温加熱
形成表面層を形成してなる、超硬合金基体で構成すると
共に、 （Ｂ）上記硬質被覆層を、いずれも中温化学気相蒸着法
にて形成したＴｉの炭化物層、窒化物層、炭窒化物層、
炭酸化物層、窒酸化物層、および炭窒酸化物層のうちの
１種または２種以上からなるＴｉ化合物層で構成し、か
つその平均層厚を０．５〜４．５μｍとしたこと、 を特徴とする耐摩耗性のすぐれたミーリング工具。 - 【請求項２】 鋼製または超硬合金製回転シャンク本体
の先端部側面に形成された切り欠き部に、超硬合金基体
の表面に硬質被覆層を形成してなる表面被覆超硬合金製
切刃チップを着脱自在に装着した形式のミーリング工具
において、 （Ａ）上記表面被覆超硬合金製切刃チップにおける超硬
合金基体を、 （ａ）分散相：７５〜９５重量％、 結合相および不可避不純物：残り、 からなる内部組成を有し、上記分散相を炭化タングステ
ンで構成し、かつ結合相形成成分としてＣｏ：５〜２０
重量％を含有し、 （ｂ）さらに表面部に、炭酸ガスまたは四塩化チタンを
配合の水素雰囲気中、前記雰囲気圧力を５０〜５５０ｔ
ｏｒｒとして、９００〜１０００℃の温度に５〜 １５分
間保持の条件で、最表面から０．１〜２μｍの深さに亘
ってＣｏとＷの反応生成複合炭化物が分布する高温加熱
形成表面層を形成してなる、超硬合金基体で構成すると
共に、 （Ｂ）上記硬質被覆層を、いずれも中温化学気相蒸着法
にて形成したＴｉの炭化物層、窒化物層、炭窒化物層、
炭酸化物層、窒酸化物層、および炭窒酸化物層のうちの
１種または２種以上からなるＴｉ化合物層と、中温化学
気相蒸着法または高温化学気相蒸着法にて形成した酸化
アルミニウム層で構成し、かつその平均層厚を０．５〜
４．５μｍとしたこと、 を特徴とする耐摩耗性のすぐれたミーリング工具。 - 【請求項３】 鋼製または超硬合金製回転シャンク本体
の先端部側面に形成された切り欠き部に、超硬合金基体
の表面に硬質被覆層を形成してなる表面被覆超硬合金製
切刃チップを着脱自在に装着した形式のミーリング工具
において、 （Ａ）上記表面被覆超硬合金製切刃チップにおける超硬
合金基体を、 （ａ）分散相：７５〜９５重量％、 結合相および不可避不純物：残り、 からなる内部組成を有し、上記分散相を、炭化タングス
テンと、Ｔｉ、Ｔａ、Ｎｂ、およびＺｒ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
（以下、これらを総称して金属炭・窒化物と云う）のう
ちの１種または２種以上とで構成し、かつ上記金属炭・
窒化物のうちの１種または２種以上の含有割合を０．１
〜５重量％とし、また結合相形成成分としてＣｏ：５〜
２０重量％を含有し、 （ｂ）さらに表面部に、炭酸ガスまたは四塩化チタンを
配合の水素雰囲気中、前記雰囲気圧力を５０〜５５０ｔ
ｏｒｒとして、９００〜１０００℃の温度に５〜１５分
間保持の条件で、最表面から０．１〜２μｍの深さに亘
ってＣｏとＷを主体とする反応生成複合炭化物が分布す
る高温加熱形成表面層を形成してなる、超硬合金基体で
構成すると共に、 （Ｂ）上記硬質被覆層を、いずれも中温化学気相蒸着法
にて形成したＴｉの炭化物層、窒化物層、炭窒化物層、
炭酸化物層、窒酸化物層、および炭窒酸化物層のうちの
１種または２種以上からなるＴｉ化合物層で構成し、か
つその平均層厚を０．５〜４．５μｍとしたこと、 を特徴とする耐摩耗性のすぐれたミーリング工具。 - 【請求項４】 鋼製または超硬合金製回転シャンク本体
の先端部側面に形成された切り欠き部に、超硬合金基体
の表面に硬質被覆層を形成してなる表面被覆超硬合金製
切刃チップを着脱自在に装着した形式のミーリング工具
において、 （Ａ）上記表面被覆超硬合金製切刃チップにおける超硬
合金基体を、 （ａ）分散相：７５〜９５重量％、 結合相および不可避不純物：残り、 からなる内部組成を有し、上記分散相を炭化タングステ
ンと、Ｔｉ、Ｔａ、Ｎｂ、およびＺｒ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
（以下、これらを総称して金属炭・窒化物と云う）のう
ちの１種または２種以上とで構成し、かつ上記金属炭・
窒化物のうちの１種または２種以上の含有割合を０．１
〜５重量％とし、また結合相形成成分としてＣｏ：５〜
２０重量％を含有し、 （ｂ）さらに表面部に、炭酸ガスまたは四塩化チタンを
配合の水素雰囲気中、前記雰囲気圧力を５０〜５５０ｔ
ｏｒｒとして、９００〜１０００℃の温度に５〜１５分
間保持の条件で、最表面から０．１〜２μｍの深さに亘
ってＣｏとＷを主体とする反応生成複合炭化物が分布す
る高温加熱形成表面層を形成してなる、超硬合金基体で
構成すると共に、 （Ｂ）上記硬質被覆層を、いずれも中温化学気相蒸着法
にて形成したＴｉの炭化物層、窒化物層、炭窒化物層、
炭酸化物層、窒酸化物層、および炭窒酸化物層のうちの
１種または２種以上からなるＴｉ化合物層と、中温化学
気相蒸着法または高温化学気相蒸着法にて形成した酸化
アルミニウム層で構成し、かつその平均層厚を０．５〜
４．５μｍとしたこと、 を特徴とする耐摩耗性のすぐれたミーリング工具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05198498A JP3460565B2 (ja) | 1998-03-04 | 1998-03-04 | 耐摩耗性のすぐれたミーリング工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05198498A JP3460565B2 (ja) | 1998-03-04 | 1998-03-04 | 耐摩耗性のすぐれたミーリング工具 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11254208A JPH11254208A (ja) | 1999-09-21 |
| JP3460565B2 true JP3460565B2 (ja) | 2003-10-27 |
Family
ID=12902135
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05198498A Expired - Fee Related JP3460565B2 (ja) | 1998-03-04 | 1998-03-04 | 耐摩耗性のすぐれたミーリング工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3460565B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010076029A (ja) * | 2008-09-25 | 2010-04-08 | Sumitomo Electric Hardmetal Corp | 表面被覆切削工具 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020019888A (ko) * | 2000-09-07 | 2002-03-13 | 오카무라 가네오 | 절삭공구 |
| JP5898051B2 (ja) * | 2012-11-28 | 2016-04-06 | 京セラ株式会社 | 被覆工具 |
-
1998
- 1998-03-04 JP JP05198498A patent/JP3460565B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010076029A (ja) * | 2008-09-25 | 2010-04-08 | Sumitomo Electric Hardmetal Corp | 表面被覆切削工具 |
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|---|---|
| JPH11254208A (ja) | 1999-09-21 |
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