JP3463502B2 - 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 - Google Patents
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Info
- Publication number
- JP3463502B2 JP3463502B2 JP05017097A JP5017097A JP3463502B2 JP 3463502 B2 JP3463502 B2 JP 3463502B2 JP 05017097 A JP05017097 A JP 05017097A JP 5017097 A JP5017097 A JP 5017097A JP 3463502 B2 JP3463502 B2 JP 3463502B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hard coating
- coating layer
- hardness
- cutting
- fracture resistance
- 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
Landscapes
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
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、炭窒化チタン系
サーメットで構成された基体（以下、サーメット基体と
云う）の表面部に形成された表面硬化層における逃げ面
とすくい面が交わる切刃稜線部（以下、単に切刃稜線部
と云う）における硬さを、逃げ面およびすくい面におけ
る硬さに比して相対的に高くし、これによって前記基体
表面に物理蒸着（以下、ＰＶＤで示す）および／または
化学蒸着（以下、ＣＶＤで示す）される硬質被覆層にす
ぐれた耐欠損性を付与せしめ、もって耐欠損性が要求さ
れる、例えば鋼などの高速断続切削に用いた場合にも切
刃に欠けやチッピング（微小欠け）などの発生なく、す
くれた切削性能を長期に亘って発揮するようにした表面
被覆サーメット製スローアウエイ型切削チップ（以下、
単に被覆切削チップと云う）に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来、一般に例えば特開平４−３４１５
８０号公報などに記載されるように、結合相形成成分と
してＣｏおよび／またはＮｉを５〜１４重量％含有し、
ビッカース硬さ（以下、Ｈｖで示す）で、Ｈｖ：１４０
０〜１８００を示す内部硬さに対して、切刃の逃げ面、
切刃稜線部、およびすくい面にかけての表面部に、最高
表面硬さがＨｖ：２１００〜２５００の均一な硬さ分布
をもった表面硬化層を形成したサーメット基体の表面
に、硬質被覆層を２〜２０μｍの平均層厚でＰＶＤ法お
よび／またはＣＶＤ法を用いて蒸着してなる被覆切削チ
ップが知られており、また、これが例えば鋼などの連続
切削や断続切削に用いられていることも知られている。
さらに、上記従来被覆切削チップを構成するサーメット
基体が、以下の条件、すなわち、（ａ）焼結温度への昇
温速度：１〜３℃／ｓｅｃ、（ｂ）室温から１１００〜
１３００℃への昇温雰囲気：０．１ｔｏｒｒ以下の真
空、（ｃ）１１００〜１３００℃から焼結温度である１
４８０〜１５６０℃への昇温雰囲気：５〜１００ｔｏｒ
ｒの窒素雰囲気、（ｄ）上記焼結温度での保持時間およ
び雰囲気：６０〜９０分および５〜１００ｔｏｒｒの窒
素雰囲気、（ｅ）冷却：０．１ｔｏｒｒ以下の真空雰囲
気で炉冷、以上（ａ）〜（ｅ）の条件を満足する条件
で、所定の配合組成を有する圧粉体を焼結することによ
って製造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、近年の切削装置
の高性能化はめざましく、かつ省力化に対する要求も強
く、これに伴い切削加工は高速化の傾向にあるが、上記
のサーメット基体の表面部に形成された表面硬化層の硬
さ分布に変化のない従来被覆切削チップにおいては、こ
れを例えば鋼の高速断続切削に用いた場合に硬質被覆層
の耐欠損性不足が原因で、切刃に欠けやチッピングなど
が発生し易く、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、上記のサーメット基体の表面部
に表面硬化層を形成した従来被覆切削チップに着目し、
これを構成する硬質被覆層の耐欠損性向上をはかるべく
研究を行った結果、サーメット基体の焼結に際して、結
合相形成成分であるＣｏおよび／またはＮｉの含有量を
７〜１７重量％と特定した上で、上記の焼結条件である
（ａ）〜（ｅ）の条件のうちの（ｅ）条件の冷却雰囲気
を１〜５ｔｏｒｒの窒素雰囲気とした条件で焼結を行な
うと、焼結後のサーメット基体の表面部には、切刃稜線
部が従来サーメット基体の表面硬化層に比して相対的に
高い硬さのＨｖ：２６００〜３０００の最高表面硬さを
示し、一方逃げ面およびすくい面はこれより相対的に低
いＨｖ：１８００〜２２００の最高表面硬さを示す表面
硬化層が形成されるようになり、このような表面硬化層
の形成されたサーメット基体の表面に、ＰＶＤ法および
／またはＣＶＤ法を用いて硬質被覆層を蒸着すると、こ
の結果形成された硬質被覆層はすぐれた耐欠損性を有す
るようになり、この硬質被覆層の耐欠損性向上効果はサ
ーメット基体表面部に形成された表面硬化層の上記の硬
さ分布、すなわち切刃稜線部がＨｖ：２６００〜３００
０の最高表面硬さを示し、一方逃げ面およびすくい面は
これより相対的に低いＨｖ：１８００〜２２００の最高
表面硬さを示す硬さ分布によって硬質被覆層の残留圧縮
応力が著しく低減されるようになることに原因するもの
と考えられ、したがってこの結果の被覆切削チップは、
耐欠損性が要求される、例えば鋼などの高速断続切削に
用いた場合にも切刃に欠けやチッピング（微小欠け）な
どの発生なく、すくれた切削性能を長期に亘って発揮す
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、結合相形成成分としてＣｏおよび
／またはＮｉを７〜１７重量％含有し、Ｈｖ：１４００
〜１８００を示す内部硬さに対して、切刃稜線部がＨ
ｖ：２６００〜３０００の最高表面硬さを示し、かつ逃
げ面およびすくい面がＨｖ：１８００〜２２００の最高
表面硬さを示す表面硬化層が表面部に存在するサーメッ
ト基体の表面に、１〜２０μｍの平均層厚を有する硬質
被覆層をＰＶＤ法および／またはＣＶＤ法にて蒸着して
なる、硬質被覆層がすぐれた耐欠損性を有する被覆切削
チップに特徴を有するものである。 【０００６】なお、この発明の被覆切削チップを構成す
るサーメット基体の表面部に形成された表面硬化層にお
ける硬さ分布は、結合相形成成分であるＣｏおよび／ま
たはＮｉの含有量を７〜１７重量％に特定した上で、上
記の通り従来被覆切削チップを構成するサーメット基体
の焼結条件である（ａ）〜（ｅ）の条件のうちの（ｅ）
条件の冷却雰囲気を１〜５ｔｏｒｒの窒素雰囲気とした
条件で焼結を行なうことにより調整される、すなわち、
Ｃｏおよび／またはＮｉの含有量を前記範囲内で低く
し、かつ前記（ｅ）条件における窒素雰囲気の圧力を前
記範囲内で高くするほど切刃稜線部と逃げ面およびすく
い面の硬さは高くなり、反対にＣｏおよび／またはＮｉ
の含有量を前記範囲内で高くし、かつ窒素雰囲気の圧力
を低くするほど前記硬さは低くなるものであり、したが
って前記結合相形成成分の含有量が１７重量％を越え、
かつ前記窒素雰囲気が１ｔｏｒｒ未満になると、切刃稜
線部の最高表面硬さがＨｖ：２６００未満、逃げ面およ
びすくい面の最高表面硬さがＨｖ：１８００未満となっ
てしまい、このような硬さ分布では、これに蒸着される
硬質被覆層に所望のすぐれた耐欠損性を確保することが
できなくなり、一方前記結合相形成成分の含有量が７重
量％未満にして前記窒素雰囲気が５ｔｏｒｒを越える
と、切刃稜線部の最高表面硬さがＨｖ：３０００を越
え、かつ逃げ面およびすくい面の最高表面硬さがＨｖ：
２２００を越えるようになり、このような硬さ分布にな
っても硬質被覆層に所望の耐欠損性向上効果は見られな
いという理由によりサーメット基体における表面硬化層
の硬さ分布を上記の通りに定めたのである。また、同じ
く硬質被覆層の平均層厚を１〜２０μｍとしたのは、そ
の厚さが１μｍ未満では硬質被覆層によってもたらされ
る所望のすぐれた耐摩耗性を確保することができず、一
方その厚さが２０μｍを越えると耐欠損性に低下傾向が
現れるようになるという理由にもとづくものである。 【０００７】 【発明の実施の形態】つぎに、この発明の被覆切削チッ
プ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０．５〜２μｍの範囲内の所定の平均粒径を有
するＴｉＣＮ［重量比で（以下同じ）、ＴｉＣ／ＴｉＮ
＝５０／５０］粉末、ＴｉＮ粉末、ＴａＣ粉末、ＮｂＣ
粉末、ＷＣ粉末、Ｍｏ2 Ｃ粉末、ＶＣ粉末、ＺｒＣ粉
末、Ｃｒ3 Ｃ2 粉末、（Ｔｉ，Ｗ，Ｍｏ）ＣＮ［Ｔｉ／
Ｗ／Ｍｏ＝８０／１０／１０、Ｃ／Ｎ＝７０／３０］粉
末、（Ｔｉ，Ｔａ，Ｖ）ＣＮ［Ｔｉ／Ｔａ／Ｖ＝７０／
２０／１０、Ｃ／Ｎ＝５０／５０］粉末、（Ｔｉ，Ｔ
ａ，Ｎｂ）ＣＮ［Ｔｉ／Ｔａ／Ｎｂ＝７０／１５／１
５、Ｃ／Ｎ＝６０／４０］粉末、（Ｔｉ，Ｗ，Ｎｂ）Ｃ
Ｎ［Ｔｉ／Ｗ／Ｎｂ＝８０／１０／１０、Ｃ／Ｎ＝７０
／３０］粉末、（Ｔｉ，Ｎｂ，Ｍｏ）ＣＮ［Ｔｉ／Ｎｂ
／Ｍｏ＝６０／３０／１０、Ｃ／Ｎ＝６０／４０］粉
末、（Ｔｉ，Ｗ）ＣＮ［Ｔｉ／Ｗ＝８０／２０、Ｃ／Ｎ
＝７０／３０］粉末、Ｃｏ粉末、およびＮｉ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２４時間湿式混合し、乾燥した後、１
ｔｏｎ／ｃｍ2 の圧力で圧粉体１〜１３をプレス成形
し、ついでこれら圧粉体１〜１３を、以下に示す条件、
すなわち室温から１３００℃までを０．０５ｔｏｒｒの
真空雰囲気中、１．５℃／ｍｉｎの昇温速度で昇温し、
１３００℃に昇温後、雰囲気を２０ｔｏｒｒの窒素雰囲
気に変えて同じ昇温速度で１５００℃まで昇温し、同じ
雰囲気で１５００℃に６０分間保持し、最終的にそれぞ
れ１〜５ｔｏｒｒの範囲内の所定の窒素雰囲気中で炉
冷、の条件で焼結し、焼結体に０．０５ｍｍの丸ホーニ
ングを施すことによりＩＳＯ規格ＳＮＭＧ１２０４０８
のスローアウエイチップ形状をもったサーメット基体Ａ
〜Ｍをそれぞれ製造した。また、比較の目的で、表１に
示されると同じ配合組成の圧粉体１〜１３を用い、これ
の焼結を、上記の焼結条件のうちの最終工程である炉冷
をいずれも０．０５ｔｏｒｒの真空雰囲気中で行なう以
外は同じ条件でサーメット基体ａ〜ｍをそれぞれ製造し
た。 【０００８】この結果得られた各種のサーメット基体に
ついて、表面を研磨した状態で、逃げ面およびすくい面
のＨｖ（荷重：３００ｇ）をそれぞれ任意箇所１０箇所
について測定し、また切刃稜線部は正確な表面硬さの測
定ができないので、任意箇所１０箇所の研磨断面におけ
るホーニング面から０．０５ｍｍ内側の位置のＨｖ（荷
重：３００ｇ）を測定して表面硬さとし、これから最高
表面硬さを選び出し、この結果を表２、３に内部硬さと
ともに示した。 【０００９】ついで、上記の各種のサーメット基体の表
面に、表２、３に示される通り、（ａ）サーメット基体
を、アセトン中で超音波洗浄し、乾燥した状態で、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）としてそれぞれ純Ｔｉ、Ｔｉ−５０重量％
Ａｌ合金、Ｔｉ−４５重量％Ａｌ−５重量％Ｍｇ合金、
およびＴｉ−４０％Ａｌ−１０％Ｃｒ合金を装着し、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、アルゴ
ンガスを導入して１×１０-3ｔｏｒｒのアルゴンガス雰
囲気とし、この状態でサーメット基体に−８００ｖのバ
イアス電圧を印加してサーメット基体表面をボンバート
洗浄し、ついで装置内に、硬質被覆層の組成に応じて、
反応ガスとして窒素ガス、メタンガス、または窒素ガス
とメタンガスを導入して５×１０-3ｔｏｒｒの反応雰囲
気とすると共に、前記サーメット基体に印加するバイア
ス電圧をー２００ｖに下げて、前記カソード電極とアノ
ード電極との間にアーク放電を発生させ、もって前記サ
ーメット基体のそれぞれの表面に、表５、６に示される
組成および平均層厚をもった硬質被覆層を形成するＰＶ
Ｄ法、（ｂ）通常のＣＶＤ装置を用い、表４に示される
条件にて表５、６に示される組成および平均層厚をもっ
た硬質被覆層を形成するＣＶＤ法、以上（ａ）または
（ｂ）法にて硬質被覆層を形成することにより本発明被
覆切削チップ１〜１３および従来被覆切削チップ１〜１
３をそれぞれ製造した。 【００１０】この結果得られた各種の被覆切削チップに
ついて、 被削材：ＪＩＳ・ＳＣＭ４４０Ｃの長さ方向等間隔４本
縦溝入り丸棒、 切削速度：３５０ｍ／ｍｉｎ、 送り：０．２ｍｍ／ｒｅｖ、 切込実：１ｍｍ、 切削時間：５分、 の条件で合金鋼の高速断続切削試験を行ない、切刃の逃
げ面摩耗幅を測定した。これらの測定結果を表５、６に
示した。 【００１１】 【表１】【００１２】 【表２】 【００１３】 【表３】【００１４】 【表４】 【００１５】 【表５】【００１６】 【表６】【００１７】 【発明の効果】表５、６に示される結果から、本発明被
覆切削チップ１〜１３は、いずれもこれを構成するサー
メット基体の表面硬化層における相対的に高い硬さの切
刃稜線部と、相対的に硬さの低い逃げ面およびすくい面
によって、硬質被覆層はすぐれた耐欠損性を具備するよ
うになることから、苛酷な条件での切削となる鋼の高速
断続切削でも切刃に欠けやチッピングの発生なく、すぐ
れた切削性能を示すのに対して、サーメット基体の表面
硬化層に硬さ変化のない従来被覆切削チップ１〜１３に
おいては、いずれも硬質被覆層の残留圧縮応力が高く、
これが原因で切刃に欠けやチッピングが発生し易く、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、この発明の被覆切削チップは、これを構成す
るサーメット基体の表面硬化層における切刃稜線部の有
するＨｖ：２６００〜３０００の最高表面硬さと、逃げ
面およびすくい面の有するＨｖ：１８００〜２２００の
最高表面硬さの硬さ分布によって、これに形成される硬
質被覆層はすぐれた耐欠損性を有するようになるので、
例えば鋼の高速連続切削は勿論のこと、高速断続切削に
おいても切刃に欠けやチッピングの発生なく、長期に亘
ってすぐれた切削性能を発揮するのである。
サーメットで構成された基体（以下、サーメット基体と
云う）の表面部に形成された表面硬化層における逃げ面
とすくい面が交わる切刃稜線部（以下、単に切刃稜線部
と云う）における硬さを、逃げ面およびすくい面におけ
る硬さに比して相対的に高くし、これによって前記基体
表面に物理蒸着（以下、ＰＶＤで示す）および／または
化学蒸着（以下、ＣＶＤで示す）される硬質被覆層にす
ぐれた耐欠損性を付与せしめ、もって耐欠損性が要求さ
れる、例えば鋼などの高速断続切削に用いた場合にも切
刃に欠けやチッピング（微小欠け）などの発生なく、す
くれた切削性能を長期に亘って発揮するようにした表面
被覆サーメット製スローアウエイ型切削チップ（以下、
単に被覆切削チップと云う）に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来、一般に例えば特開平４−３４１５
８０号公報などに記載されるように、結合相形成成分と
してＣｏおよび／またはＮｉを５〜１４重量％含有し、
ビッカース硬さ（以下、Ｈｖで示す）で、Ｈｖ：１４０
０〜１８００を示す内部硬さに対して、切刃の逃げ面、
切刃稜線部、およびすくい面にかけての表面部に、最高
表面硬さがＨｖ：２１００〜２５００の均一な硬さ分布
をもった表面硬化層を形成したサーメット基体の表面
に、硬質被覆層を２〜２０μｍの平均層厚でＰＶＤ法お
よび／またはＣＶＤ法を用いて蒸着してなる被覆切削チ
ップが知られており、また、これが例えば鋼などの連続
切削や断続切削に用いられていることも知られている。
さらに、上記従来被覆切削チップを構成するサーメット
基体が、以下の条件、すなわち、（ａ）焼結温度への昇
温速度：１〜３℃／ｓｅｃ、（ｂ）室温から１１００〜
１３００℃への昇温雰囲気：０．１ｔｏｒｒ以下の真
空、（ｃ）１１００〜１３００℃から焼結温度である１
４８０〜１５６０℃への昇温雰囲気：５〜１００ｔｏｒ
ｒの窒素雰囲気、（ｄ）上記焼結温度での保持時間およ
び雰囲気：６０〜９０分および５〜１００ｔｏｒｒの窒
素雰囲気、（ｅ）冷却：０．１ｔｏｒｒ以下の真空雰囲
気で炉冷、以上（ａ）〜（ｅ）の条件を満足する条件
で、所定の配合組成を有する圧粉体を焼結することによ
って製造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、近年の切削装置
の高性能化はめざましく、かつ省力化に対する要求も強
く、これに伴い切削加工は高速化の傾向にあるが、上記
のサーメット基体の表面部に形成された表面硬化層の硬
さ分布に変化のない従来被覆切削チップにおいては、こ
れを例えば鋼の高速断続切削に用いた場合に硬質被覆層
の耐欠損性不足が原因で、切刃に欠けやチッピングなど
が発生し易く、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、上記のサーメット基体の表面部
に表面硬化層を形成した従来被覆切削チップに着目し、
これを構成する硬質被覆層の耐欠損性向上をはかるべく
研究を行った結果、サーメット基体の焼結に際して、結
合相形成成分であるＣｏおよび／またはＮｉの含有量を
７〜１７重量％と特定した上で、上記の焼結条件である
（ａ）〜（ｅ）の条件のうちの（ｅ）条件の冷却雰囲気
を１〜５ｔｏｒｒの窒素雰囲気とした条件で焼結を行な
うと、焼結後のサーメット基体の表面部には、切刃稜線
部が従来サーメット基体の表面硬化層に比して相対的に
高い硬さのＨｖ：２６００〜３０００の最高表面硬さを
示し、一方逃げ面およびすくい面はこれより相対的に低
いＨｖ：１８００〜２２００の最高表面硬さを示す表面
硬化層が形成されるようになり、このような表面硬化層
の形成されたサーメット基体の表面に、ＰＶＤ法および
／またはＣＶＤ法を用いて硬質被覆層を蒸着すると、こ
の結果形成された硬質被覆層はすぐれた耐欠損性を有す
るようになり、この硬質被覆層の耐欠損性向上効果はサ
ーメット基体表面部に形成された表面硬化層の上記の硬
さ分布、すなわち切刃稜線部がＨｖ：２６００〜３００
０の最高表面硬さを示し、一方逃げ面およびすくい面は
これより相対的に低いＨｖ：１８００〜２２００の最高
表面硬さを示す硬さ分布によって硬質被覆層の残留圧縮
応力が著しく低減されるようになることに原因するもの
と考えられ、したがってこの結果の被覆切削チップは、
耐欠損性が要求される、例えば鋼などの高速断続切削に
用いた場合にも切刃に欠けやチッピング（微小欠け）な
どの発生なく、すくれた切削性能を長期に亘って発揮す
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、結合相形成成分としてＣｏおよび
／またはＮｉを７〜１７重量％含有し、Ｈｖ：１４００
〜１８００を示す内部硬さに対して、切刃稜線部がＨ
ｖ：２６００〜３０００の最高表面硬さを示し、かつ逃
げ面およびすくい面がＨｖ：１８００〜２２００の最高
表面硬さを示す表面硬化層が表面部に存在するサーメッ
ト基体の表面に、１〜２０μｍの平均層厚を有する硬質
被覆層をＰＶＤ法および／またはＣＶＤ法にて蒸着して
なる、硬質被覆層がすぐれた耐欠損性を有する被覆切削
チップに特徴を有するものである。 【０００６】なお、この発明の被覆切削チップを構成す
るサーメット基体の表面部に形成された表面硬化層にお
ける硬さ分布は、結合相形成成分であるＣｏおよび／ま
たはＮｉの含有量を７〜１７重量％に特定した上で、上
記の通り従来被覆切削チップを構成するサーメット基体
の焼結条件である（ａ）〜（ｅ）の条件のうちの（ｅ）
条件の冷却雰囲気を１〜５ｔｏｒｒの窒素雰囲気とした
条件で焼結を行なうことにより調整される、すなわち、
Ｃｏおよび／またはＮｉの含有量を前記範囲内で低く
し、かつ前記（ｅ）条件における窒素雰囲気の圧力を前
記範囲内で高くするほど切刃稜線部と逃げ面およびすく
い面の硬さは高くなり、反対にＣｏおよび／またはＮｉ
の含有量を前記範囲内で高くし、かつ窒素雰囲気の圧力
を低くするほど前記硬さは低くなるものであり、したが
って前記結合相形成成分の含有量が１７重量％を越え、
かつ前記窒素雰囲気が１ｔｏｒｒ未満になると、切刃稜
線部の最高表面硬さがＨｖ：２６００未満、逃げ面およ
びすくい面の最高表面硬さがＨｖ：１８００未満となっ
てしまい、このような硬さ分布では、これに蒸着される
硬質被覆層に所望のすぐれた耐欠損性を確保することが
できなくなり、一方前記結合相形成成分の含有量が７重
量％未満にして前記窒素雰囲気が５ｔｏｒｒを越える
と、切刃稜線部の最高表面硬さがＨｖ：３０００を越
え、かつ逃げ面およびすくい面の最高表面硬さがＨｖ：
２２００を越えるようになり、このような硬さ分布にな
っても硬質被覆層に所望の耐欠損性向上効果は見られな
いという理由によりサーメット基体における表面硬化層
の硬さ分布を上記の通りに定めたのである。また、同じ
く硬質被覆層の平均層厚を１〜２０μｍとしたのは、そ
の厚さが１μｍ未満では硬質被覆層によってもたらされ
る所望のすぐれた耐摩耗性を確保することができず、一
方その厚さが２０μｍを越えると耐欠損性に低下傾向が
現れるようになるという理由にもとづくものである。 【０００７】 【発明の実施の形態】つぎに、この発明の被覆切削チッ
プ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０．５〜２μｍの範囲内の所定の平均粒径を有
するＴｉＣＮ［重量比で（以下同じ）、ＴｉＣ／ＴｉＮ
＝５０／５０］粉末、ＴｉＮ粉末、ＴａＣ粉末、ＮｂＣ
粉末、ＷＣ粉末、Ｍｏ2 Ｃ粉末、ＶＣ粉末、ＺｒＣ粉
末、Ｃｒ3 Ｃ2 粉末、（Ｔｉ，Ｗ，Ｍｏ）ＣＮ［Ｔｉ／
Ｗ／Ｍｏ＝８０／１０／１０、Ｃ／Ｎ＝７０／３０］粉
末、（Ｔｉ，Ｔａ，Ｖ）ＣＮ［Ｔｉ／Ｔａ／Ｖ＝７０／
２０／１０、Ｃ／Ｎ＝５０／５０］粉末、（Ｔｉ，Ｔ
ａ，Ｎｂ）ＣＮ［Ｔｉ／Ｔａ／Ｎｂ＝７０／１５／１
５、Ｃ／Ｎ＝６０／４０］粉末、（Ｔｉ，Ｗ，Ｎｂ）Ｃ
Ｎ［Ｔｉ／Ｗ／Ｎｂ＝８０／１０／１０、Ｃ／Ｎ＝７０
／３０］粉末、（Ｔｉ，Ｎｂ，Ｍｏ）ＣＮ［Ｔｉ／Ｎｂ
／Ｍｏ＝６０／３０／１０、Ｃ／Ｎ＝６０／４０］粉
末、（Ｔｉ，Ｗ）ＣＮ［Ｔｉ／Ｗ＝８０／２０、Ｃ／Ｎ
＝７０／３０］粉末、Ｃｏ粉末、およびＮｉ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２４時間湿式混合し、乾燥した後、１
ｔｏｎ／ｃｍ2 の圧力で圧粉体１〜１３をプレス成形
し、ついでこれら圧粉体１〜１３を、以下に示す条件、
すなわち室温から１３００℃までを０．０５ｔｏｒｒの
真空雰囲気中、１．５℃／ｍｉｎの昇温速度で昇温し、
１３００℃に昇温後、雰囲気を２０ｔｏｒｒの窒素雰囲
気に変えて同じ昇温速度で１５００℃まで昇温し、同じ
雰囲気で１５００℃に６０分間保持し、最終的にそれぞ
れ１〜５ｔｏｒｒの範囲内の所定の窒素雰囲気中で炉
冷、の条件で焼結し、焼結体に０．０５ｍｍの丸ホーニ
ングを施すことによりＩＳＯ規格ＳＮＭＧ１２０４０８
のスローアウエイチップ形状をもったサーメット基体Ａ
〜Ｍをそれぞれ製造した。また、比較の目的で、表１に
示されると同じ配合組成の圧粉体１〜１３を用い、これ
の焼結を、上記の焼結条件のうちの最終工程である炉冷
をいずれも０．０５ｔｏｒｒの真空雰囲気中で行なう以
外は同じ条件でサーメット基体ａ〜ｍをそれぞれ製造し
た。 【０００８】この結果得られた各種のサーメット基体に
ついて、表面を研磨した状態で、逃げ面およびすくい面
のＨｖ（荷重：３００ｇ）をそれぞれ任意箇所１０箇所
について測定し、また切刃稜線部は正確な表面硬さの測
定ができないので、任意箇所１０箇所の研磨断面におけ
るホーニング面から０．０５ｍｍ内側の位置のＨｖ（荷
重：３００ｇ）を測定して表面硬さとし、これから最高
表面硬さを選び出し、この結果を表２、３に内部硬さと
ともに示した。 【０００９】ついで、上記の各種のサーメット基体の表
面に、表２、３に示される通り、（ａ）サーメット基体
を、アセトン中で超音波洗浄し、乾燥した状態で、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）としてそれぞれ純Ｔｉ、Ｔｉ−５０重量％
Ａｌ合金、Ｔｉ−４５重量％Ａｌ−５重量％Ｍｇ合金、
およびＴｉ−４０％Ａｌ−１０％Ｃｒ合金を装着し、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、アルゴ
ンガスを導入して１×１０-3ｔｏｒｒのアルゴンガス雰
囲気とし、この状態でサーメット基体に−８００ｖのバ
イアス電圧を印加してサーメット基体表面をボンバート
洗浄し、ついで装置内に、硬質被覆層の組成に応じて、
反応ガスとして窒素ガス、メタンガス、または窒素ガス
とメタンガスを導入して５×１０-3ｔｏｒｒの反応雰囲
気とすると共に、前記サーメット基体に印加するバイア
ス電圧をー２００ｖに下げて、前記カソード電極とアノ
ード電極との間にアーク放電を発生させ、もって前記サ
ーメット基体のそれぞれの表面に、表５、６に示される
組成および平均層厚をもった硬質被覆層を形成するＰＶ
Ｄ法、（ｂ）通常のＣＶＤ装置を用い、表４に示される
条件にて表５、６に示される組成および平均層厚をもっ
た硬質被覆層を形成するＣＶＤ法、以上（ａ）または
（ｂ）法にて硬質被覆層を形成することにより本発明被
覆切削チップ１〜１３および従来被覆切削チップ１〜１
３をそれぞれ製造した。 【００１０】この結果得られた各種の被覆切削チップに
ついて、 被削材：ＪＩＳ・ＳＣＭ４４０Ｃの長さ方向等間隔４本
縦溝入り丸棒、 切削速度：３５０ｍ／ｍｉｎ、 送り：０．２ｍｍ／ｒｅｖ、 切込実：１ｍｍ、 切削時間：５分、 の条件で合金鋼の高速断続切削試験を行ない、切刃の逃
げ面摩耗幅を測定した。これらの測定結果を表５、６に
示した。 【００１１】 【表１】【００１２】 【表２】 【００１３】 【表３】【００１４】 【表４】 【００１５】 【表５】【００１６】 【表６】【００１７】 【発明の効果】表５、６に示される結果から、本発明被
覆切削チップ１〜１３は、いずれもこれを構成するサー
メット基体の表面硬化層における相対的に高い硬さの切
刃稜線部と、相対的に硬さの低い逃げ面およびすくい面
によって、硬質被覆層はすぐれた耐欠損性を具備するよ
うになることから、苛酷な条件での切削となる鋼の高速
断続切削でも切刃に欠けやチッピングの発生なく、すぐ
れた切削性能を示すのに対して、サーメット基体の表面
硬化層に硬さ変化のない従来被覆切削チップ１〜１３に
おいては、いずれも硬質被覆層の残留圧縮応力が高く、
これが原因で切刃に欠けやチッピングが発生し易く、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、この発明の被覆切削チップは、これを構成す
るサーメット基体の表面硬化層における切刃稜線部の有
するＨｖ：２６００〜３０００の最高表面硬さと、逃げ
面およびすくい面の有するＨｖ：１８００〜２２００の
最高表面硬さの硬さ分布によって、これに形成される硬
質被覆層はすぐれた耐欠損性を有するようになるので、
例えば鋼の高速連続切削は勿論のこと、高速断続切削に
おいても切刃に欠けやチッピングの発生なく、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 辻崎 久史
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
(72)発明者 野中 勝尚
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10−180504（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−192907（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−62482（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−8104（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−341580（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−32502（ＪＰ，Ａ)
特許3161346（ＪＰ，Ｂ２)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B23B 27/14
C23C 14/06
C23C 16/30
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 結合相形成成分としてＣｏおよび／また
はＮｉを７〜１７重量％含有し、以下いずれもビッカー
ス硬さで、１４００〜１８００を示す内部硬さに対し
て、切刃の逃げ面とすくい面が交わる切刃稜線部が２６
００〜３０００の最高表面硬さを示し、かつ逃げ面およ
びすくい面が１８００〜２２００の最高表面硬さを示す
表面硬化層が表面部に存在する炭窒化チタン系サーメッ
トで構成された基体の表面に、１〜２０μｍの平均層厚
を有する硬質被覆層を物理蒸着および／または化学蒸着
してなる、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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05017097A JP3463502B2 (ja) | 1997-03-05 | 1997-03-05 | 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 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05017097A JP3463502B2 (ja) | 1997-03-05 | 1997-03-05 | 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 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10244406A JPH10244406A (ja) | 1998-09-14 |
| JP3463502B2 true JP3463502B2 (ja) | 2003-11-05 |
Family
ID=12851739
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05017097A Expired - Fee Related JP3463502B2 (ja) | 1997-03-05 | 1997-03-05 | 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 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3463502B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5748818A (en) * | 1995-12-22 | 1998-05-05 | Weiss; Roger E. | Massive parallel optical interconnect system |
-
1997
- 1997-03-05 JP JP05017097A patent/JP3463502B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10244406A (ja) | 1998-09-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR20070000358A (ko) | 구배 영역을 포함하는 미세립 소결 초경합금 | |
| KR20060136328A (ko) | 구배 영역을 포함하는 미세립 소결 초경합금 | |
| JP3638332B2 (ja) | 被覆硬質合金 | |
| JP3463502B2 (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 | |
| 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 | |
| JPH1121651A (ja) | 耐熱衝撃性のすぐれた表面被覆超硬合金製切削工具 | |
| JPH08199340A (ja) | 被覆硬質合金 | |
| JP2927098B2 (ja) | 物理蒸着硬質層被覆ドリルおよびその製造法 | |
| JP2001162411A (ja) | すぐれた耐摩耗性と耐チッピング性を具備し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 | |
| JPH10286702A (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 | |
| JP3208981B2 (ja) | 硬質被覆層がすぐれた密着性を有する表面被覆炭窒化チタン系サーメット製切削工具 | |
| JP3451878B2 (ja) | 耐摩耗性のすぐれた表面被覆超硬合金製切削工具 | |
| JP2002273615A (ja) | 高速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エンドミル | |
| 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 | |
| JPH05261604A (ja) | 物理蒸着硬質層被覆スローアウエイチップおよびその製造法 | |
| 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 | |
| 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 | |
| JPH111762A (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 | |
| JP2001322004A (ja) | 耐摩耗性のすぐれた表面被覆超硬合金製切削工具 | |
| JP2002187008A (ja) | 高速切削ですぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆超硬合金製切削ドリル | |
| 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 | |
| JP2001062623A (ja) | 耐摩耗性および耐チッピング性のすぐれた超硬合金製エンドミル | |
| 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 | |
| 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 |
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: 20030722 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080822 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080822 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090822 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090822 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100822 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100822 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: 20100822 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: 20100822 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110822 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120822 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120822 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130822 Year of fee payment: 10 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |