JPH0343011B2 - - Google Patents

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JPH0343011B2
JPH0343011B2 JP60128333A JP12833385A JPH0343011B2 JP H0343011 B2 JPH0343011 B2 JP H0343011B2 JP 60128333 A JP60128333 A JP 60128333A JP 12833385 A JP12833385 A JP 12833385A JP H0343011 B2 JPH0343011 B2 JP H0343011B2
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JP
Japan
Prior art keywords
hard coating
toughness
end mill
coating layer
tool body
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP60128333A
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English (en)
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JPS61288914A (ja
Inventor
Hiroshi Tsukada
Toshio Nomura
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP12833385A priority Critical patent/JPS61288914A/ja
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Publication of JPH0343011B2 publication Critical patent/JPH0343011B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23CMILLING
    • B23C5/00Milling-cutters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Milling Processes (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
<産業上の利用分野> 開示技術は、機械部品等の金属製のワークに対
するフライス加工用等のエンドミルの強度を向上
する技術分野に属する。 <要旨の概要> 而して、この発明は、シヤンク部に一体的に形
成されている工具本体の超硬合金製の基体の表面
に耐摩耗性を向上させるために、Ti炭化物、窒
化物、酸化物等の硬質被覆層形成した表面被覆エ
ンドミルに関する発明であり、特に、工具本体表
面に周期律表の4a,5a,6a族の金属、又
は、Si、Alの炭化物、窒化物、酸化物、又は、
これらの固溶体のいずれかにより成つて一層、或
いは、二層以上の硬質被覆層膜を形成させ、この
場合、面加工に直接切削作用を与える捩れ刃を有
する外周刃部の硬質被覆層膜の厚みを壁面切削加
工に与からない底刃部の硬質被覆層膜の厚みより
も前者の後者に対する比が1.1〜3.0と厚くさせて
コーナ部を含む底刃部には充分な靱性を、外周刃
部には大きな耐摩耗性を付与させた表面被覆エン
ドミルに係る発明である。 <従来の技術> 周知の如く、機械部品等の金属製品の面の切削
加工にはエンドミルが広く用いられているが、近
時被削材の硬度が高くなることに対処して工具本
体を粉末冶金法等による超硬合金製としたエンド
ミルが用いられるようになつてきたが、被削材が
用途に応じてステンレス鋼や耐熱合金等の高硬度
の難削材になると、エンドミルの摩耗が激しくな
るために、耐摩耗性を増加するべく工具本体の超
硬合金製の母材をなく基体の表面に硬質被覆層膜
を形成したエンドミルが開発採用されるようにな
つてきた。 例えば、特開昭59−232711号公報発明に開示さ
れているように、超硬合金製のエンドミルの工具
本体の表面にPVD法によつてTiC、TiCN、
TiN、TiCNO等の硬質被覆層膜を形成して切れ
刃の耐摩耗性を向上させるようにしたエンドミル
が開発されている。 <発明が解決しようとする> 而して、該種従来技術に基づく硬質被覆層膜を
表面に形成したエンドミルにおいては、被削材に
対処して外周刃の耐摩耗性を向上させることが出
来るようにはされているが、底刃の靱性という点
において新たな問題が生じてきた。 即ち、切れ刃の耐摩耗性を向上させるための工
具本体が超合金製であるために、耐摩耗性と靱性
が相反する結果をもらたすようになつてきた。 例えば、切削工具に関する刊行物の「粉体およ
び粉末冶金」第32巻第2号16頁から21頁にかけ超
硬合金製の工具本体に対する硬質被覆層膜の表面
形成については耐摩耗性と靱性が相反する記載が
あり、PVD法による表面被覆はCVD法による表
面被覆よりも靱性の低下が少く、又、表面被覆の
厚さが厚くなるに伴つて靱性は低下していくこと
が示されている。 このような硬質層膜の表面被覆の厚さの耐摩耗
性と靱性が「抗折力」に与える影響はエンドミル
においても無視出来ないことが分つてきた。 したがつて、上述従来技術による硬質被覆層膜
を表面被覆したエンドミルでは硬質被覆層膜の表
面被覆厚さを厚くすると、外周刃と捩れ刃の耐摩
耗性は増加するが、底刃の靱性は低下し、特に、
鋭利な部分になつている外周刃と底刃とのコーナ
部の靱性は著るしく低下して欠損が生じ易くなる
等の欠点があり、逆にこれに対処して硬質被覆層
膜の表面被覆厚さを薄くすると、底刃の靱性は低
下しないようにすることが出来はするものの、逆
に外周刃の磨耗量が低下し、耐摩耗性は劣化して
寿命が短くなるという難点があつた。 したがつて、工具本体の超硬合金製基体に一様
な厚み硬質被覆層膜を表面形成するエンドミルで
は、両者が共にその本来的機能を発揮出来なくな
るという不利点があつた。 又、出願人の先願発明である特願昭60−114548
号(特開昭61−274808号公報)発明には硬質被覆
層膜を底刃には与えないようにゼロとする技術が
示してあるが、上述した鋭利なコーナ部の靱性が
充分に得られ難い難点があり、又、エンドミルは
底刃部を利用しない用途に限定されるわけではな
く、したがつて、かかるエンドミルでは汎用性を
満すことはできない不都合さがある。 <発明の目的> この発明の目的は上述従来技術に基づく硬質被
覆層膜を表面形成したエンドミルの耐久性の問題
点を解決すべき技術的課題とし、切れ刃の機能別
に、即ち、壁面の切削加工に大きく与かる外周刃
部に於いては耐摩耗性を増強し、切削層形成には
与らず、被削材との摩擦に係る底刃部に於いては
コーナ部を含めて靱性を増加するようにし、工具
本体の寿命を延ばし耐久性を向上し、汎用性を大
きくするようにして金属製品製造産業における加
工技術利用分野に益する優れた表面被覆エンドミ
ルを提供せんとするものである。 <課題を解決するための手段・作用> 上述目的に沿い先述特許請求の範囲を要旨とす
るこの発明の構成は、前述課題を解決するため
に、金属被削材に対してエンドミルにより面切削
加工をするに、工具本体の超硬合金製の基体に対
し周期律表の4a,5a,6a族の金属、或い
は、Si、Alの炭化物、窒化物、酸化物、或いは、
これらの固溶体のいづれかによる一層、もしく
は、二層以上の硬質被覆層膜を表面形成して切れ
刃の耐摩耗性を向上させるようにし、而して、こ
の場合、被削材の壁面切削加工に直接与かり、切
削屑の生成に与かる捩れ刃の外周刃部に於いては
底刃部より硬質被覆層膜の被覆厚さを厚くして外
周刃の耐摩耗性を向上させ、一方、外周刃部ほど
は耐摩耗性は要求されず、切削屑が生ぜず、被削
材との摩擦を小さくして切削抵抗を減少させる底
刃部に於いては、外周刃部よりも硬質被覆層膜の
表面被覆膜厚さを薄く(外周刃部/底刃部=1.1
〜3.0)して靱性、特に、底刃と外周刃のコーナ
部の靱性が向上するようにし、エンドミル全体と
しては機能部分別に耐摩耗性と靱性を選択的に向
上させるようにした技術的手段を講じたものであ
る。 <発明の基礎> 而して、エンドミルの工具本体の超硬合金製の
基体に対する周期律表の4a,5a,6a族の金
属、又は、Si、Alの炭化物、窒化物、酸化物、
或いは、これらの固溶体のいずれかによる一層、
もしくは、二層以上の硬質被覆層膜の表面形成に
ついてはPVD法、CVD法、プラズマCVD法等い
づれを用いても良く、例えば、PVD法を用いる
場合にはつきまわり性が悪いので、蒸発源と工具
本体の相互のセツト位置関係を最適状態に選択し
て表面被覆を行うことによつて硬質被覆層膜の被
覆厚さで外周刃部の厚みを底刃部の厚みよりも設
定厚さ厚くすることが比較的容易に行える。 又、CVD法、プラズマCVD法等を用いる場合
には、反応ガスの底刃部への供給を適宜にコント
ロールする手段や工具本体の底刃部を適宜な間〓
を介させて円筒でカバーしてマスキングする等に
より所定に外周刃部の硬質被覆層膜の表面被覆厚
みを底刃部よりも厚くすることが可能である。 そして、硬質被覆層膜の厚みの表面被覆の外周
刃部と底刃部との比は(外周刃部)/(底刃部)
=1.1〜3.0以上が好ましい。 蓋し、この場合、1.1以下、3.0以上の比率では
外周刃部の耐摩耗性とコーナ部を含む底刃部の靱
性の向上という目的に沿う両立が困難であること
が後述実施例の表に示されているように実験的
に得られているからである。 又、硬質被覆層膜の表面被覆厚みは先端部で
1.0〜1.5μm、底刃部では10μm以下が望ましい。 蓋し、外周刃部に於いて1.0μm以下では捩れ切
刃の切削部での耐摩耗性を劣化し、15μm以上で
底刃の靱性が低下して特に底刃と外周刃のコーナ
部が欠け易くなるからである。 一方、底刃部に於いては、10μmより上では靱
性は低下して上述の如くコーナ部が折れ易くな
る。 したがつて、外周刃部と底刃部の厚みは上記の
範囲が最適であることが実験的に得られたもので
ある。 <実施例> 次に、この発明の実施例を従来態様の比較例と
併せて説明すれば以下の通りである。 工具本体の基体を超微粒WCの組成を有する超
硬合金製の直径5mmのソリツドエンドミルとし、
イオンプレーテイング法により炉内の工具本体と
蒸発源の相対位置のセツトを種々変えることによ
り、次の表に示す様な硬質被覆層膜分布の
TiN被覆の実施例と従来態様の比較例の表面被
覆エンドミルを得た。
【表】 そして、上記表のエンドミルを15馬力のマシ
ニングセンターにセツトして被削材のステンレス
鋼SUS 304(表面被覆HB180)に対し、切削油と
して不水溶性の液(JIS B 221)を用い、切削
速度50m/分、送り0.03mm/回転、切込みAd=
7.0mm、Rd=0.1mm、切削長10mで行つた結果の判
定は、上記表の右側3列に示す通りであり、従
来態様の比較例のエンドミルに比し、実施例のエ
ンドミルが極めて著しい効果が得られていること
が分る。 尚、この発明の実施態様は上述各実施例に限る
ものでないことは勿論であり、種々の態様が採用
可能である。 <発明の効果> 以上、この発明によれば、難削材等の被削材に
対するフライス加工等の面切削加工を行う硬質被
覆層膜を表面被覆したエンドミルにおいて、その
超硬合金製基体表面に周期律表の4a,5a,6
a族の金属、又は、Si、Alの炭化物、窒化物、
酸化物と、もしくは、これらの固溶体のいずれか
を用いて一層、もしくは、二層以上の硬質被覆層
膜を形成したことにより、難削材に対しても耐摩
耗性が向上し、エンドミルの折損等が生ぜす、そ
の寿命が向上するという優れた効果が奏される。 而して、基体表面に被覆する硬質被覆層膜の厚
みについて捩れ刃の直接切削に与かる外周刃部の
厚みを底刃部のそれよりも比で1.1〜3.0と厚くし
たことにより、外周刃部の耐摩耗性を向上し、一
方、相対的には切削に与からず、トルクが印加さ
れ、被削材との摩擦を軽減する底刃部の靱性、就
中、外周刃とのコーナ部の靱性を向上し、欠損等
を生じさせないという機能を選択的に向上させる
ことが出来、それによつてエンドミル全体として
の耐摩耗性と靱性を併せ兼備えて向上させること
が出来るという優れた効果が奏される。 そして、底刃のコーナ部の靱性が向上すること
により底刃部を利用しない用途以外の加工にも用
いられ、汎用性が増大するという効果がある。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 工具本体の超硬合金製基体表面に炭化物、窒
    化物、酸化物等による硬質被覆膜層を形成した表
    面被覆エンドミルにおいて、上記工具本体表面に
    周期律表の4a,5a,6a族の金属又はSi、
    Alの炭化物、窒化物、酸化物とこれらの固溶体
    のいづれかの少くとも一層の硬質被覆層膜を形成
    し、而して工具本体外周刃部の硬質被覆層膜の厚
    みと低刃部のそれの厚みの比を1.1〜3.0に形成し
    たことを特徴とする表面被覆エンドミル。
JP12833385A 1985-06-14 1985-06-14 表面被覆エンドミル Granted JPS61288914A (ja)

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JPS61288914A JPS61288914A (ja) 1986-12-19
JPH0343011B2 true JPH0343011B2 (ja) 1991-07-01

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3402146B2 (ja) 1997-09-02 2003-04-28 三菱マテリアル株式会社 硬質被覆層がすぐれた密着性を有する表面被覆超硬合金製エンドミル
JP6015527B2 (ja) * 2013-03-29 2016-10-26 三菱マテリアル株式会社 エンドミル
WO2016136520A1 (ja) * 2015-02-23 2016-09-01 住友電気工業株式会社 回転工具

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60128333A (ja) * 1983-12-16 1985-07-09 Hitachi Ltd 水質濃度計
JPS61274808A (ja) * 1985-05-28 1986-12-05 Sumitomo Electric Ind Ltd 表面被覆エンドミル

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