JPH03122280A - 被覆超硬質合金工具 - Google Patents
被覆超硬質合金工具Info
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- JPH03122280A JPH03122280A JP13548889A JP13548889A JPH03122280A JP H03122280 A JPH03122280 A JP H03122280A JP 13548889 A JP13548889 A JP 13548889A JP 13548889 A JP13548889 A JP 13548889A JP H03122280 A JPH03122280 A JP H03122280A
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Landscapes
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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］
本発明は被覆工具の改良に関するものである。詳細には
、耐欠損性を向上した被覆工具の応用範囲の拡大に関す
るものである。
、耐欠損性を向上した被覆工具の応用範囲の拡大に関す
るものである。
［従来の技術］
本発明は超硬合金、サーメットを基体とした改良された
被覆層を有する工具に関するものである。
被覆層を有する工具に関するものである。
硬質相がＷＣｌ （ＷＴ ｉ Ｔａ）Ｃ及びＣｏからな
る超硬合金にＴ ｉ Ｃ，Ａ １２０３、Ｔ ｉ ＣＮ
。
る超硬合金にＴ ｉ Ｃ，Ａ １２０３、Ｔ ｉ ＣＮ
。
１’ ｉ Ｎ等を種々組み合わせた多層被覆工具は、そ
の適用範囲が広くかつ長寿命の切削工具、耐層工具等と
して実用に供せられている。
の適用範囲が広くかつ長寿命の切削工具、耐層工具等と
して実用に供せられている。
その製造Ｊｉ法は主としてＣＶＤ法、Ｉ） Ｖ Ｄ法が
用いられているが、プロセス技術の進歩により様々な被
覆）ｊ法もとられている。
用いられているが、プロセス技術の進歩により様々な被
覆）ｊ法もとられている。
また、基体にはＪＩＳ Ｍ系超硬合金にＴｉＮを微１
ｉ１添加した合金が広く用いられ、窒素の添加により、
脱β層等の表面改質が計れ、より靭性が向上している。
ｉ１添加した合金が広く用いられ、窒素の添加により、
脱β層等の表面改質が計れ、より靭性が向上している。
従来、耐欠損性重視の用途にはＣＶ Ｄ法によりＴｉＣ
％ Ａ１２０１等の多層被覆が使用され耐欠損性重視の
用途には強度の劣化が少ない１） Ｖ Ｄ法によりＴｉ
Ｎを被覆した工具が適用されている。
％ Ａ１２０１等の多層被覆が使用され耐欠損性重視の
用途には強度の劣化が少ない１） Ｖ Ｄ法によりＴｉ
Ｎを被覆した工具が適用されている。
［発明が解決しようとする問題点〕
を記の様に従来の耐摩耗重視の用途には、ＴｉＣ，Ａ
Ｉ ２０３等の被覆を実施し表面部に耐摩耗性の高い膜
を施し効果を上げているが、その反面、成ｇｔ ８８に
基体と皮膜界面に生ずる脆弱な脱炭層のため耐欠損性に
弱いという欠点があり、その改善として基体の表面に軟
化層を設けたり、上記の脱β層等を設定したりしてその
強度の改善を計っている。
Ｉ ２０３等の被覆を実施し表面部に耐摩耗性の高い膜
を施し効果を上げているが、その反面、成ｇｔ ８８に
基体と皮膜界面に生ずる脆弱な脱炭層のため耐欠損性に
弱いという欠点があり、その改善として基体の表面に軟
化層を設けたり、上記の脱β層等を設定したりしてその
強度の改善を計っている。
また耐欠損性重視の分野では、ＰＶＤ法によりＴｉＮを
被覆しＣＶＤ法に比較し、低温で被覆処理するため、Ｃ
の移動が少なくＣｖＤの様な脆弱な相を生成しない反面
、基体と皮膜間の密着性が悪く、断続切削等の機械的衝
撃には剥離しやすい等の欠点があった。
被覆しＣＶＤ法に比較し、低温で被覆処理するため、Ｃ
の移動が少なくＣｖＤの様な脆弱な相を生成しない反面
、基体と皮膜間の密着性が悪く、断続切削等の機械的衝
撃には剥離しやすい等の欠点があった。
［問題点を解決する手段〕
しかしながら、本発明者らはＪＩＳ Ｍ系超硬合金に
おいて画法で脆弱な脱炭層の生成の防止に関して種々検
討した結果、ＰＶＤ成膜後に再被覆のため温度を上昇さ
せても既成膜と基体の反応は少なく、膜の結晶性の変化
にとどまりＰＶＤＩｌｌｆｉが脱炭層の原因となるＣの
移動に関して阻害する傾向があることをみいだした。
おいて画法で脆弱な脱炭層の生成の防止に関して種々検
討した結果、ＰＶＤ成膜後に再被覆のため温度を上昇さ
せても既成膜と基体の反応は少なく、膜の結晶性の変化
にとどまりＰＶＤＩｌｌｆｉが脱炭層の原因となるＣの
移動に関して阻害する傾向があることをみいだした。
以上のごとく、本発明は周期律表の４ ＦＬ＋ ５
ａ。
ａ。
６ａ族の炭化物、′！ｉ！化物、炭窒化物の１種以上と
、■・’ｅＭ、ｃｒ族の１種以上よりなる超硬質合金を
基体とし、基体上に内層が０．５−５ミクロンの１）
Ｖ Ｄ法による窒化チタン、炭窒化チタンの１種以上、
中間層が１．０−１０ミクロンのＣＶＤ法による炭化チ
タン、窒化チタン、炭窒化チタンの１種または２種以上
、最外層として０．５−５ミクロンのＣＶＤ法による酸
化アルミニウムまたは／および窒化チタンを被覆したこ
とを特徴とする被層超硬質合金工具である。
、■・’ｅＭ、ｃｒ族の１種以上よりなる超硬質合金を
基体とし、基体上に内層が０．５−５ミクロンの１）
Ｖ Ｄ法による窒化チタン、炭窒化チタンの１種以上、
中間層が１．０−１０ミクロンのＣＶＤ法による炭化チ
タン、窒化チタン、炭窒化チタンの１種または２種以上
、最外層として０．５−５ミクロンのＣＶＤ法による酸
化アルミニウムまたは／および窒化チタンを被覆したこ
とを特徴とする被層超硬質合金工具である。
本発明による被覆Ｔ、具の膜は以下の理由により限定さ
れる。
れる。
■）内層 ０．５〜５ミクロン
ＰＶＤ法
窒化チタン、炭窒化チタンの１種以上
内層が０．５ミクロン未満ではＣの移動を抑制するのに
充分な効果がなく、また５ミクロンを越えると苫しく靭
性を阻害するために、０．５〜５ミクロンとした。
充分な効果がなく、また５ミクロンを越えると苫しく靭
性を阻害するために、０．５〜５ミクロンとした。
２）中間層 １．０〜１０ミクロン
ＣＶＤ法
炭化チタン、窒化チタン、
炭窒化チタンの１種または２種以上
中間層が１．０ミクロン未満では充分な耐摩耗性を付与
することが出来ず、 １０ミクロンをこえると一層とし
て厚く成りすぎ脆くなるため、 １．０〜１０ミクロン
とした。
することが出来ず、 １０ミクロンをこえると一層とし
て厚く成りすぎ脆くなるため、 １．０〜１０ミクロン
とした。
３）最外層 ０．５〜５ミクロン
ＣＶｒ）法
酸化アルミニウムまたは窒化チタン
最外層が０．５ミクロン未満では充分な耐摩耗性を付与
することが出来ず、５ミクロンをこえると一層として厚
く成りすぎ脆くなるため、 １．０〜５ミクロンとした
。
することが出来ず、５ミクロンをこえると一層として厚
く成りすぎ脆くなるため、 １．０〜５ミクロンとした
。
以下、本発明に関し具体的に説明する。
〔実施例１〕
市販のＷＣ粉末（平均粒度５．Ｏｐｍ） 、ＴｉＣ粉
末（同１．０μｍ） ＴａＣ粉末（１，５μｍ）及
び結合相としてＣｏ粉末を使用して、一般に旋削用の基
体に使用されるＪＩＳ Ｍ２０相当（組成８６ＷＣ−
２Ｔｉ Ｃ−５ＴａＣ−７Ｃｏ）になるように配合した
。これらの粉末を配合し、混合路ｒ ｆＬ 乾燥した
後、プレス成形し、真空中１４００℃でｌｈｒ焼結した
のち、５ＮＰ４３２の形状に加工した。また、このチッ
プをＰ Ｖ Ｄ反応炉中に設置し、ボンバード処理後、
Ｎ２ガスを１ｘｌＯ−’Ｔｏｒｒ導入し、Ｔｉ金属を蒸
発させながら０．７時間反応させ、ＴｉＮを２ミクロン
被覆した。そのチップを、さらにＣＶＤ反応炉中に設置
し、■２ガスを流しながら、 ９００度Ｃまで昇温した
。９００度ＣよりＴｉＣ１，２％、ＣＩ＜２％、１１２
残からなる混合気体を流ｆｆ１７リツター／ ｍ ｉ
ｎ 圧力４０ ｍ ｍ ｌＩ ｇの条件で供給し６時
間反応させ基体上に６ミクロンの被覆層を形成させた。
末（同１．０μｍ） ＴａＣ粉末（１，５μｍ）及
び結合相としてＣｏ粉末を使用して、一般に旋削用の基
体に使用されるＪＩＳ Ｍ２０相当（組成８６ＷＣ−
２Ｔｉ Ｃ−５ＴａＣ−７Ｃｏ）になるように配合した
。これらの粉末を配合し、混合路ｒ ｆＬ 乾燥した
後、プレス成形し、真空中１４００℃でｌｈｒ焼結した
のち、５ＮＰ４３２の形状に加工した。また、このチッ
プをＰ Ｖ Ｄ反応炉中に設置し、ボンバード処理後、
Ｎ２ガスを１ｘｌＯ−’Ｔｏｒｒ導入し、Ｔｉ金属を蒸
発させながら０．７時間反応させ、ＴｉＮを２ミクロン
被覆した。そのチップを、さらにＣＶＤ反応炉中に設置
し、■２ガスを流しながら、 ９００度Ｃまで昇温した
。９００度ＣよりＴｉＣ１，２％、ＣＩ＜２％、１１２
残からなる混合気体を流ｆｆ１７リツター／ ｍ ｉ
ｎ 圧力４０ ｍ ｍ ｌＩ ｇの条件で供給し６時
間反応させ基体上に６ミクロンの被覆層を形成させた。
混合気体をＣＯ２２％ Ａ Ｉ Ｃ１３２％ Ｈ２残か
らなる混合気体を流徹７リツター／ ｍ ｊｎ 圧力
４０ｍｍＨｇの条件で供給し４時間反応させ基体上に２
ミクロンの被覆層を形成させた。
らなる混合気体を流徹７リツター／ ｍ ｊｎ 圧力
４０ｍｍＨｇの条件で供給し４時間反応させ基体上に２
ミクロンの被覆層を形成させた。
このチップを市販のＴｉＣ６ミクロン−Ａ１２０３２ミ
クロンのチップと切削試験を以下の条件で実施した。
クロンのチップと切削試験を以下の条件で実施した。
切削試験の条件は構造用鋼の丸棒に４カ所に１０ｍｍは
ばの溝を入れ、機械的な衝撃が加わる条件で実施した。
ばの溝を入れ、機械的な衝撃が加わる条件で実施した。
切削速度 １８０ ｍ ／ ｍ ｉ ｎ送り ０
． ４ ｍｍ／ ｒ ｅ Ｖ切込み ２．０ｍｍ その結果、本発明の被覆工具は３０００回の衝撃に対し
ても欠損せず、正常な摩耗を示したのに対し、市販のチ
ップは数回の衝撃で欠損した。
． ４ ｍｍ／ ｒ ｅ Ｖ切込み ２．０ｍｍ その結果、本発明の被覆工具は３０００回の衝撃に対し
ても欠損せず、正常な摩耗を示したのに対し、市販のチ
ップは数回の衝撃で欠損した。
さらに耐摩耗性を比較するため同様な切削条件で丸棒を
使用して行った。３０分切削偵の逃げ面最大摩耗量は本
発明チップ ０．３２ｍｍ市販チップ０．２８ｍｍと大
差なかった。
使用して行った。３０分切削偵の逃げ面最大摩耗量は本
発明チップ ０．３２ｍｍ市販チップ０．２８ｍｍと大
差なかった。
〔実施例２〕
実施例１と同様なチップを使用して、成膜時の混合気体
の成分、流量、反応時間を種々変化させ第１表に示す膜
質、膜厚のチップを作成した。
の成分、流量、反応時間を種々変化させ第１表に示す膜
質、膜厚のチップを作成した。
実施例１と同様な切削条件でテストした結果についても
第１表に併記した。
第１表に併記した。
第１表の結果より、耐欠損性では、衝撃回数に大きな差
があるが、耐摩耗性にかんしては同等か多少優れる程度
である。従って耐摩耗性に関しては中間層に複層の皮膜
を生成し膜の微細化を計り、最外層に窒化チタンを行う
等、膜質により向上させることも可能である。
があるが、耐摩耗性にかんしては同等か多少優れる程度
である。従って耐摩耗性に関しては中間層に複層の皮膜
を生成し膜の微細化を計り、最外層に窒化チタンを行う
等、膜質により向上させることも可能である。
本発明の被覆超硬質合金工具は皮膜と基体界面に生ずる
脱炭層の生成防止をはかることにより刃先強度を増し、
耐欠損性を向上させたものであり、被覆しｆ４の欠点で
ある断続切削を含む分野へより適用箱レ−１を広げた工
具である。
脱炭層の生成防止をはかることにより刃先強度を増し、
耐欠損性を向上させたものであり、被覆しｆ４の欠点で
ある断続切削を含む分野へより適用箱レ−１を広げた工
具である。
Claims (1)
- 周期律表の４ａ，５ａ，６ａ族の炭化物、窒化物、炭
窒化物の１種以上と、Ｆｅ族、Ｃｒ族の１種以上よりな
る超硬質合金を基体とし、基体上に内層が０．５−５ミ
クロンのＰＶＤ法による窒化チタン、炭窒化チタンの１
種以上、中間層が１．０−１０ミクロンのＣＶＤ法によ
る炭化チタン、窒化チタン、炭窒化チタンの１種または
２種以上、最外層として０．５−５ミクロンのＣＶＤ法
による酸化アルミニウムまたは／および窒化チタンを被
覆したことを特徴とする被覆超硬質合金工具
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13548889A JPH03122280A (ja) | 1989-05-29 | 1989-05-29 | 被覆超硬質合金工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13548889A JPH03122280A (ja) | 1989-05-29 | 1989-05-29 | 被覆超硬質合金工具 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03122280A true JPH03122280A (ja) | 1991-05-24 |
Family
ID=15152901
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13548889A Pending JPH03122280A (ja) | 1989-05-29 | 1989-05-29 | 被覆超硬質合金工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03122280A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5403628A (en) * | 1990-11-24 | 1995-04-04 | Krupp Widie Gmbh | Process for producing a coated hard-metal cutting body |
| US6565957B2 (en) | 2000-12-22 | 2003-05-20 | Mitsubishi Materials Corporation | Coated cutting tool |
| KR100520913B1 (ko) * | 1998-06-19 | 2005-12-28 | 한라공조주식회사 | 압축기고압냉매과부하방지장치 |
| US20100212210A1 (en) * | 2009-02-26 | 2010-08-26 | Osg Corporation | Dlc-coated fishing lure |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61231175A (ja) * | 1985-04-05 | 1986-10-15 | Daijietsuto Kogyo Kk | 被覆硬質合金 |
| JPS6360283A (ja) * | 1986-08-29 | 1988-03-16 | Mitsubishi Metal Corp | 耐欠損性のすぐれた切削工具用表面被覆硬質合金 |
-
1989
- 1989-05-29 JP JP13548889A patent/JPH03122280A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61231175A (ja) * | 1985-04-05 | 1986-10-15 | Daijietsuto Kogyo Kk | 被覆硬質合金 |
| JPS6360283A (ja) * | 1986-08-29 | 1988-03-16 | Mitsubishi Metal Corp | 耐欠損性のすぐれた切削工具用表面被覆硬質合金 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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