JPH0222455A - 切削工具用表面被覆サーメット - Google Patents
切削工具用表面被覆サーメットInfo
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- JPH0222455A JPH0222455A JP17346688A JP17346688A JPH0222455A JP H0222455 A JPH0222455 A JP H0222455A JP 17346688 A JP17346688 A JP 17346688A JP 17346688 A JP17346688 A JP 17346688A JP H0222455 A JPH0222455 A JP H0222455A
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- MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N trimethyl(1,1,2,2,2-pentafluoroethyl)silane Chemical compound C[Si](C)(C)C(F)(F)C(F)(F)F MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
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Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、被覆層のサーメット基体への付着性にすぐ
れ、特に高速切削や、高速シおよび高切込みなどの重切
削に切削工具として用いた場合にも被覆層の剥離が著し
く抑制され、すぐれた耐摩耗性を示す表面被覆サーメッ
トに関するものである。
れ、特に高速切削や、高速シおよび高切込みなどの重切
削に切削工具として用いた場合にも被覆層の剥離が著し
く抑制され、すぐれた耐摩耗性を示す表面被覆サーメッ
トに関するものである。
従来、一般に、鋼などの切削に切削工具として。
結合相形成成分としてのＣｏ、Ｎｉ 、およびＦｅ（鉄
族金属）のうちの１種以上＝５〜３ｏ−１を含有し、残
シが硬質分散相形成成分としての組成式＝（Ｔｉ、 Ｍ
）ＣＮ （ただしＭはＴａ、Ｎｂ、Ｗ、およびＭｏのう
ちの１種以上からなる）で現わされる金属炭窒化物固溶
体および不可避不純物からなる組成（以上重量チ、以下
饅は重ｔｓｔ−示す）を有するサーメット基体の表面に
、化学蒸着法（ＣＶＤ法）や物１ＭＭ着＠（ＰＶＤ法）
を用い、炭化チタン、窒化チタン、および炭窒化チタン
（以下、それぞれＴｉＣ、ＴｉＮ 、およびＴ１ＣＮで
示す）のうちの１種の単層または２種以上の複層からな
る被覆層を０．５〜２０μ重の平均層厚で形成してなる
表面被覆サーメットが用いられている。
族金属）のうちの１種以上＝５〜３ｏ−１を含有し、残
シが硬質分散相形成成分としての組成式＝（Ｔｉ、 Ｍ
）ＣＮ （ただしＭはＴａ、Ｎｂ、Ｗ、およびＭｏのう
ちの１種以上からなる）で現わされる金属炭窒化物固溶
体および不可避不純物からなる組成（以上重量チ、以下
饅は重ｔｓｔ−示す）を有するサーメット基体の表面に
、化学蒸着法（ＣＶＤ法）や物１ＭＭ着＠（ＰＶＤ法）
を用い、炭化チタン、窒化チタン、および炭窒化チタン
（以下、それぞれＴｉＣ、ＴｉＮ 、およびＴ１ＣＮで
示す）のうちの１種の単層または２種以上の複層からな
る被覆層を０．５〜２０μ重の平均層厚で形成してなる
表面被覆サーメットが用いられている。
しかし、近年の切削の高速化および省力化に伴い、高速
切削や重切削を余Ｉｌ無くされつつあるが。
切削や重切削を余Ｉｌ無くされつつあるが。
上記の従来表面被覆サーメットの場合、サーメット基体
表面に対する被覆層の付着強度が相対的に低いことが原
因で、これを高速切削や重切削に使用すると、被覆層が
＠離し易く、これが摩耗の進行を促進し、短かい使用寿
命しか示さないのが現状である。
表面に対する被覆層の付着強度が相対的に低いことが原
因で、これを高速切削や重切削に使用すると、被覆層が
＠離し易く、これが摩耗の進行を促進し、短かい使用寿
命しか示さないのが現状である。
そこで１本発明者等は、上述のような観点から。
上記の従来表面被覆サーメットに着目し、これの被覆層
のサーメット基体表面に対する付着強度を向上せしめる
べく研究を行なった結果、前記サーメット基体の焼結は
１通常。
のサーメット基体表面に対する付着強度を向上せしめる
べく研究を行なった結果、前記サーメット基体の焼結は
１通常。
（ａｌ 常温から焼結温良、あるいは焼結温度手前ま
での昇温過程を真空雰囲気とし。
での昇温過程を真空雰囲気とし。
ｆｂ） 焼結温度に保持する間を窒素雰囲気としく焼
結温度に昇温する手前から窒素雰囲気としてもよい）。
結温度に昇温する手前から窒素雰囲気としてもよい）。
（Ｃ） 焼結温度から常温までの冷却を真空雰囲気あ
るいは不活性ガス雰囲気とする。
るいは不活性ガス雰囲気とする。
ことによって行なわれているが、これｔ−。
（１） 常温から焼結温度までの昇温を真空雰囲気で
行なう間に、昇温過程の所定の温度範囲をＣ０などによ
る席次雰囲気とし。
行なう間に、昇温過程の所定の温度範囲をＣ０などによ
る席次雰囲気とし。
（２）かつ焼結温度に保持する間を真空雰囲気とし。
（３） 焼結温度から常温までの冷却は同様に真空雰
囲気あるいは不活性ガス雰囲気とする。
囲気あるいは不活性ガス雰囲気とする。
以上（η〜（３）とすると、焼結後のサーメット基体の
表面部には＆ Ｃ／（Ｃ＋Ｎ）比が内部から表面に向っ
て連続的に〜Ｊくなる濃度勾配をもった表面炭素富化層
が形成されるようになプ、この状態で。
表面部には＆ Ｃ／（Ｃ＋Ｎ）比が内部から表面に向っ
て連続的に〜Ｊくなる濃度勾配をもった表面炭素富化層
が形成されるようになプ、この状態で。
ＣＶＤ法やＰＶＤ法によシ被覆層を形成すると。
この被覆層のサーメット基体に対する密着性は著しく強
固なものとなｉ）、これを高速切削子重切削に切削工具
として用いた場合にも、被覆層の剥離は著しく抑制され
るようになることから、すぐれた耐摩耗性を長期に亘っ
て発揮するという知見を得たのである。
固なものとなｉ）、これを高速切削子重切削に切削工具
として用いた場合にも、被覆層の剥離は著しく抑制され
るようになることから、すぐれた耐摩耗性を長期に亘っ
て発揮するという知見を得たのである。
この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであっ
て。
て。
結合相形成成分としてのＣｏ、 Ｎｉ、およびＦθのう
ちの１種以上＝５〜３０チ。
ちの１種以上＝５〜３０チ。
を含有し、残りが硬質分散相形成成分としての組成式：
（Ｔｉ、 Ｍ）ＣＮ （ただしＭはＴａ、 Ｎｂ、Ｗ
、およびＭｏのうちの１種以上からなる）で現わされ
る金属炭窒化物固溶体および不可避不純物からなる組成
を有し、かつ表面部にＣ／（Ｃ＋Ｎ）比が内部から表面
に向って連続的に高くなる濃度勾配をもった表面炭素富
化層を形成してなるサーメット基体の表面に、 Ｔｉｃ
、ＴｉＮ％およびＴｌＣＮのうちの１種の単層または２
種以上の複層からなる被覆層を０．５〜２０μ属の平均
層厚で形成してなる切削工具用表面被覆サーメット。
（Ｔｉ、 Ｍ）ＣＮ （ただしＭはＴａ、 Ｎｂ、Ｗ
、およびＭｏのうちの１種以上からなる）で現わされ
る金属炭窒化物固溶体および不可避不純物からなる組成
を有し、かつ表面部にＣ／（Ｃ＋Ｎ）比が内部から表面
に向って連続的に高くなる濃度勾配をもった表面炭素富
化層を形成してなるサーメット基体の表面に、 Ｔｉｃ
、ＴｉＮ％およびＴｌＣＮのうちの１種の単層または２
種以上の複層からなる被覆層を０．５〜２０μ属の平均
層厚で形成してなる切削工具用表面被覆サーメット。
Ｋ特徴を有するものである。
つぎに、この発明の表面被覆サーメットにおいて、上記
の通りに数値限定した理由を説明する。
の通りに数値限定した理由を説明する。
［ａ） 結合相形成成分の含有量
これらの成分には、硬質分散相を強固に結合し。
サーメット基体に強度および靭性を付与する作用がある
が、その含有量が５−未満では前記作用に所望の効果が
得られず、一方その含有量が３０チを越えると、サーメ
ット基体の耐摩耗性が低下するようになることから、そ
の含有量を５〜３０％と定めた。
が、その含有量が５−未満では前記作用に所望の効果が
得られず、一方その含有量が３０チを越えると、サーメ
ット基体の耐摩耗性が低下するようになることから、そ
の含有量を５〜３０％と定めた。
（ｂ） 被覆層の平均層厚
その平均層厚がα５μ１未満では、被覆層形成に伴なう
所望の耐摩耗性向上効果が得られず、−方その平均層厚
が２０μｍを越えると、耐欠損性が低下し、チッピング
や欠けが発生し易くなることから、その平均層厚を０．
５〜２０μ重と定めた。
所望の耐摩耗性向上効果が得られず、−方その平均層厚
が２０μｍを越えると、耐欠損性が低下し、チッピング
や欠けが発生し易くなることから、その平均層厚を０．
５〜２０μ重と定めた。
なお、この発明の表面被覆サーメットにおける表面炭素
富化層は、上記のようにサーメット基体の焼結を真空雰
囲気で行ない、しかし焼結温度への昇温過程における所
定の温度範囲を席次雰囲気とすることＫよって形成され
るが、その深さ（厚さ）は、配合組成、席次雰囲気開始
および終了温度、昇温速度、並びに雰囲気圧力などを制
御することにより調整することができる。
富化層は、上記のようにサーメット基体の焼結を真空雰
囲気で行ない、しかし焼結温度への昇温過程における所
定の温度範囲を席次雰囲気とすることＫよって形成され
るが、その深さ（厚さ）は、配合組成、席次雰囲気開始
および終了温度、昇温速度、並びに雰囲気圧力などを制
御することにより調整することができる。
つぎに、この発明の表面被覆サーメットを実施例により
具体的に説明する。
具体的に説明する。
原料粉末として、いずれも１〜１．５μ厘の範囲内の平
均粒径を有するＴ１ＣＮ粉末、ＴａＣ粉末。
均粒径を有するＴ１ＣＮ粉末、ＴａＣ粉末。
ＮｂＣ粉末、ｗｅＣ粉末Ｍｏ ２ Ｃ粉末、Ｃｏ粉末、
Ｎｉ粉末。
Ｎｉ粉末。
およびＦｅ粉末を用意し、これらの原料粉末をそれぞれ
第１表に示される配合組成に配合し、ボールミルにて１
２時時間式混合し、乾燥した後、１ｔｏｎ／α２の圧力
で圧粉体にプレス成形し、ついで。
第１表に示される配合組成に配合し、ボールミルにて１
２時時間式混合し、乾燥した後、１ｔｏｎ／α２の圧力
で圧粉体にプレス成形し、ついで。
この圧粉体を。
常温〜１１００℃、１Ｏｔｏｒｒの真空。
１１００〜１２００℃、１ＯｔｏｒｒのＣＯ雰囲気。
１２００〜１４５０℃、１ＯｔＯｒｒの真空。
１４５０℃に１時間保持、１Ｏｔｏｒｒの真空。
１４５０℃〜常温（冷却） ： ｌ ＯｔｏｒｒのＡｒ
雰囲気。
雰囲気。
の条件（以下焼結条件Ａという）で焼結して、Ｃｏ。
Ｎｉ、およびＦｅのうちの１種以上からなる結合相形成
成分をそれぞれ第１表に示される配合量と実質的に同じ
量含有し、残シが硬質分散相形成成分としての組成式：
（Ｔｉ、Ｍ）・ＣＮを有する金属炭窒化物固溶体と不可
避不純物からなる組成を有し。
成分をそれぞれ第１表に示される配合量と実質的に同じ
量含有し、残シが硬質分散相形成成分としての組成式：
（Ｔｉ、Ｍ）・ＣＮを有する金属炭窒化物固溶体と不可
避不純物からなる組成を有し。
かつ表面部にそれぞれ第１図に示される内部から表面に
向って連続的にＣ／（Ｃ＋Ｎ）比が高くなる濃度勾配を
もった表面炭素富化層が形成されたサーメット基体を製
造し、引続いてこれらのサーメット基体の表面に１通常
の物理ＬＨ装置であるイオンブレーティング装置を用い
１通常の条件で同じく第１表に示される組成および平均
層厚の被覆層を形成することによって本発明表面被覆サ
ーメット１〜１２をそれぞれ製造した。
向って連続的にＣ／（Ｃ＋Ｎ）比が高くなる濃度勾配を
もった表面炭素富化層が形成されたサーメット基体を製
造し、引続いてこれらのサーメット基体の表面に１通常
の物理ＬＨ装置であるイオンブレーティング装置を用い
１通常の条件で同じく第１表に示される組成および平均
層厚の被覆層を形成することによって本発明表面被覆サ
ーメット１〜１２をそれぞれ製造した。
また、比較の目的で、圧粉体を。
＋１） 常温、ｌ ｌ Ｏ０℃、１Ｏｔｏｒｒの真空
。
。
１１００〜１４５０℃： ｌ ｔｏｒｒの窒素雰囲気。
１４５０℃に１時間保持： ｌ ｔｏｒｒの窒素雰囲気
。
。
１４５０℃〜常温（冷却）：１ＯｔｏｒｒのＡｒ雰囲気
。
。
の条件（以下、焼結条件Ｂという）。
（２） 常温〜ｌ ４５０℃、１Ｏ１Ｏｒｒの真空。
１４５０℃に１時間保持： ｌ ｔｏｒｒの窒素雰囲気
。
。
１４５０℃〜常温（冷却） 、 １０ ｔｏｒｒの真空
。
。
の条件（以下、焼結条件Ｃという）。
以上（１）または（２）の焼結条件で焼結を行なう以外
は。
は。
同一の条件にて従来表面被覆サーメット１〜１２をそれ
ぞれ製造した。また、この従来表面被覆サーメット１〜
１２ｉ構成するサーメット基体の表面部におけるＣ／（
Ｃ＋Ｎ）の濃度勾配を第１図に合せて示した。
ぞれ製造した。また、この従来表面被覆サーメット１〜
１２ｉ構成するサーメット基体の表面部におけるＣ／（
Ｃ＋Ｎ）の濃度勾配を第１図に合せて示した。
ついで、この結果得られた各種の表面被覆サーメツ）１
切削工具として用い。
切削工具として用い。
被剛材二ＳＣＭ４４０ （Ｈ！ｌ ２３ｏ）。
切削速度：３００鳳／諷。
送シ： Ｃ１０ｍ／ ｒｅｖ、 。
切込み：２ｍ。
切削時間：２０ＣＩＬ。
の条件で鋼の連続高速切削試験を行ない、試験後。
切刃の逃げ面摩耗幅を測定すると共に、被覆層の剥離の
有無を観察した。この結果を第１表に示した。
有無を観察した。この結果を第１表に示した。
第１表に示される結果から明らかなように１本発明表面
被覆サーメット１〜１２は、いずれも被覆層のサーメッ
ト基体への＠着性にすぐれているので、被覆層に剥離現
象は見られず、したがってすぐれた耐摩耗性を示すのに
対して、従来表面被覆サーメット１〜１２は、いずれも
被覆層のサーメット基体への密着性が不十分なので、被
覆層に剥離が発生し、耐摩耗性の劣ったものになってい
る。
被覆サーメット１〜１２は、いずれも被覆層のサーメッ
ト基体への＠着性にすぐれているので、被覆層に剥離現
象は見られず、したがってすぐれた耐摩耗性を示すのに
対して、従来表面被覆サーメット１〜１２は、いずれも
被覆層のサーメット基体への密着性が不十分なので、被
覆層に剥離が発生し、耐摩耗性の劣ったものになってい
る。
上述のように、この発明の表面被覆サーメットは、これ
を構成する被覆層のサーメット基体への付着強度が、サ
ーメット基体表面部に形成された表面炭素富化層、すな
わち内部から表面に向ってＣ／（Ｃ＋Ｎ）比が連続的に
高くなる濃度勾配を有する表面炭素富化層によって著し
く向上したものになっているので、これを高速切削や重
切削などの苛酷な切削条件下で切削工具として使用して
も被覆層に剥離が発生することはなく、すぐれた耐摩耗
性を示すのである。
を構成する被覆層のサーメット基体への付着強度が、サ
ーメット基体表面部に形成された表面炭素富化層、すな
わち内部から表面に向ってＣ／（Ｃ＋Ｎ）比が連続的に
高くなる濃度勾配を有する表面炭素富化層によって著し
く向上したものになっているので、これを高速切削や重
切削などの苛酷な切削条件下で切削工具として使用して
も被覆層に剥離が発生することはなく、すぐれた耐摩耗
性を示すのである。
第１図はサーメット基体の表面部におけるＣ／（Ｃ＋Ｎ
）比の濃度勾配範囲を示した図である。
）比の濃度勾配範囲を示した図である。
Claims (1)
- （１）結合相形成成分としてのＣｏ、Ｎｉ、およびＦｅ
のうちの１種以上：５〜３０重量％、 を含有し、残りが硬質分散相形成成分としての組成式：
（Ｔｉ、Ｍ）ＣＮ（ただし、ＭはＴａ、Ｎｂ、Ｗ、およ
びＭｏのうちの１種以上からなる）で現わされる金属炭
窒化物固溶体および不可避不純物からなる組成を有し、
かつ表面部にＣ／（Ｃ＋Ｎ）比が内部から表面に向つて
連続的に高くなる濃度勾配をもつた表面炭素富化層を形
成してなるサーメット基体の表面に、炭化チタン、窒化
チタン、および炭窒化チタンのうちの１種の単層または
２種以上の複層からなる被覆層を０．５〜２０μｍの平
均層厚で形成してなる切削工具用表面被覆サーメット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63173466A JP2625923B2 (ja) | 1988-07-12 | 1988-07-12 | 切削工具用表面被覆サーメット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63173466A JP2625923B2 (ja) | 1988-07-12 | 1988-07-12 | 切削工具用表面被覆サーメット |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0222455A true JPH0222455A (ja) | 1990-01-25 |
| JP2625923B2 JP2625923B2 (ja) | 1997-07-02 |
Family
ID=15961000
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63173466A Expired - Fee Related JP2625923B2 (ja) | 1988-07-12 | 1988-07-12 | 切削工具用表面被覆サーメット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2625923B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0492059A2 (en) * | 1990-12-25 | 1992-07-01 | Mitsubishi Materials Corporation | Surface coated cermet blade member |
| US5589223A (en) * | 1990-01-31 | 1996-12-31 | Mitsubishi Material Corp. | Process for producing cermet cutting tools having both longitudinal and granular crystal structures |
| US6617058B2 (en) * | 2000-01-24 | 2003-09-09 | Walter Ag | Cutting tool with a carbonitride coating |
| CN101890476A (zh) * | 2010-07-14 | 2010-11-24 | 华中科技大学 | 一种无磁金属陶瓷模具及其制备方法 |
| WO2012086839A1 (ja) * | 2010-12-25 | 2012-06-28 | 京セラ株式会社 | 切削工具 |
| JP2016087742A (ja) * | 2014-11-05 | 2016-05-23 | 株式会社タンガロイ | サーメット工具および被覆サーメット工具 |
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| JPS6039001A (ja) * | 1983-08-12 | 1985-02-28 | Nippon Tungsten Co Ltd | 切削工具材料およびその製造方法 |
| JPS62278265A (ja) * | 1986-05-24 | 1987-12-03 | Hitachi Tool Eng Ltd | 表面被覆ＴｉＣＮ系サ−メツト |
-
1988
- 1988-07-12 JP JP63173466A patent/JP2625923B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
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|---|---|
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