JPH0355245B2 - - Google Patents
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- JPH0355245B2 JPH0355245B2 JP59101383A JP10138384A JPH0355245B2 JP H0355245 B2 JPH0355245 B2 JP H0355245B2 JP 59101383 A JP59101383 A JP 59101383A JP 10138384 A JP10138384 A JP 10138384A JP H0355245 B2 JPH0355245 B2 JP H0355245B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hard coating
- cutting
- coating layer
- flank
- thickness
- Prior art date
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
- C23C28/04—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings of inorganic non-metallic material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
この発明は、すぐれた靱性と耐摩耗性を有し、
特に高速切削に用いるのに適した表面被覆炭化タ
ングステン(以下WCで示す)基超硬合金製切削
チツプの製造法に関するものである。 〔従来の技術〕 従来、一般に、すくい面と逃げ面が交わる切刃
にホーニング部を形成してなるWC基超硬合金製
切削チツプ基体の表面に、化学蒸着法を用い、元
素周期律表の4a,5a,および6a族金属の炭
化物、窒化物、および酸化物、さらにこれらの2
種以上の固溶体、並びに酸化アルミニウム(以下
Al2O3で示す)のうちの1種の単層あるいは2種
以上の複層からなる硬質被覆層を2〜20μmの平
均層厚で形成してなる表面被覆WC基超硬合金製
切削チツプ(以下、被覆超硬切削チツプと略記す
る)が知られている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記従来被覆超硬切削チツプは、すぐれた耐摩
耗性と切削性をもつものの、これを、切削速度が
350m/分以上の高速切削領域で使用すると、切
削の際生ずる被削材の切粉と切削チツプとの間の
摩擦および熱拡散によつてすくい面摩耗が著しく
進行し、短時間で使用寿命に至ることから、前記
高速切削領域では実用に供することができないも
のである。そこで、上記従来被覆超硬切削チツプ
における硬質被覆層の層厚を、平均層厚で20μm
より厚くした状態で、上記高速切削領域での切削
に供する試みもなされたが、この場合には逃げ面
およびホーニング部にチツピング現象や剥離現象
が発生し易くなるという新たな問題点が生じ、実
用化が困難であるのが現状である。 〔問題点を解決するための手段〕 そこで、本発明者等は、上記のような観点か
ら、切削速度が350m/分以上の高速切削領域で
の切削ですぐれた切削性能を発揮する被覆超硬切
削チツプを製造すべく研究を行つた結果、 まず、ホーニング部の形成がないWC基超硬合
金製切削チツプ基体(以下、超硬チツプ基体とい
う)を用意し、 この超硬チツプ基体の表面に、硬質被覆層を、
TiとHfの炭化物、窒化物、および酸化物、さら
にこれらの2種以上の固溶体、並びに酸化アルミ
ニウムのうちの1種の単層または2種以上の複層
からなる硬質被覆層に限定した上で、均一な層厚
で1次形成し、 ついで、この被覆超硬チツプ基体における逃げ
面の硬質被覆層を除去すると共に、すくい面と逃
げ面が交わる切刃にホーニングを施して、中間基
体とし、 さらに、上記中間基体の表面に、同じく均一な
厚さの上記硬質被覆層を2次形成することによ
り、全体的にすくい面で厚く、逃げ面およびホー
ニング部で相対的に薄い層厚の硬質被覆層、特
に、いずれも平均層厚で、 すくい面の厚さ(T):15〜45μm、 逃げ面およびホーニング部の厚さ(t):5〜15μ
m、 にして、 T/t:1.5〜4.0、 を満足する硬質被覆層を形成してなる被覆超硬切
削チツプは、350m/分以上の高速切削領域での
切削で、チツピングや剥離などの発生がなく、す
ぐれた切削性能を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
のであつて、 超硬チツプ基体の表面に、TiとHfの炭化物、
窒化物、および酸化物、さらにこれらの2種以上
の固溶体、並びにAl2O3のうちの1種の単層また
は2種以上の複層からなる硬質被覆層を均一な厚
さで1次形成し、 ついで、上記被覆超硬チツプ基体における逃げ
面の硬質被覆層除去すると共に、すくい面と逃げ
面が交わる切刃にホーニングを施して、中間基体
とし、 さらに、上記中間基体の表面に、同じく均一な
厚さの上記硬質被覆層を2次形成することによ
り、いずれも平均層厚で、 すくい面の厚さ(T):15〜45μm、 逃げ面およびホーニング部の厚さ(t):5〜15μ
m、 にして、 T/t:1.5〜4.0、 を満足する硬質被覆層を形成してなる高速切削用
被覆超硬切削チツプを製造する方法に特徴を有す
るものである。 つぎに、この発明の被覆超硬切削チツプの製造
法において、硬質被覆層の層厚条件を上記の通り
に限定した理由を説明する。 (a) T(すくい面の厚さ) Tが15μm未満では、切削速度が350m/分
以上の高速切削で、すくい面に所望の耐摩耗性
を確保することができず、短時間で使用寿命に
達し、一方Tが45μmを越えると、極度に靱性
が低下し、すくい面に割れが多発し、やがては
欠損するようになることから、Tを15〜45μm
と定めた。 (b) t(逃げ面およびホーニング部の厚さ) tが5μm未満では、特に逃げ面に所望の耐
摩耗性を確保することができず、一方tが15μ
mを越えると、逃げ面およびホーニング部にチ
ツピング現象や剥離現象が発生し易くなり、使
用寿命が低下するようになることから、tを5
〜15μmと定めた。 (c) T/t T/tが1.5未満では、一般に逃げ面に比し
てすくい面の方が速く摩耗が進行することか
ら、逃げ面には硬質被覆が十分存在するのにす
くい面にはこれが存在しない状態に短時間で至
り、使用寿命となり、一方T/tが4を越える
と、この逆で、逃げ面の摩耗進行が速くなり、
この場合も同様に短かい使用寿命しか示さない
ことから、T/tを1.5〜4.0と定めた。 なお、この発明の方法において、ホーニング部
は、一般に研削により形成されるが、第1図に部
分断面図に示される通り、超硬チツプ基体1にお
けるすくい面2を含む平面となす角度(θ)が10
〜80°、同逃げ面3を含む平面となす角度(θ′)
が80〜10°、同じくその幅(L)が0.03〜1mmである
ことが望ましい。 〔実施例〕 つぎに、この発明の方法を実施例により具体的
に説明する。 まず、第1図に示される通り、重量%で、
TiC:15%、TaC:10%、Co:6%、WCおよび
不可避不純物:残りからなる組成を有し、かつす
くい面2と逃げ面3が交わる切刃にはホーニング
部の形成がないCIS規格SNMN432の形状をもつ
た超硬チツプ基体1を用意し、この超硬チツプ基
体1の表面に、通常の化学蒸着法を用い、通常の
条件で、それぞれ第1表に示される組成および平
均層厚の単層または複層からなる硬質被覆層5を
均一な厚さで1次形成し(以下、前記硬質被覆層
を1次硬質被覆層という)、ついで前記被覆超硬
チツプ基体の逃げ面における1次硬質被覆層を完
全に研摩除去すると共に、チヤンフアーホーニン
グを施して、前記超硬チツプ基体1におけるL:
0.1mm、θ:25°、θ′:65°にして、硬質被覆層を完
全に除去した状態のホーニング部6を形成し、さ
らにこの結果形成された中間基体の表面に、同じ
く化学蒸着法を用い、同じく第1表に示される組
成および平均層厚の複層からなる硬質被覆7を均
一な厚さで2次形成(以下、同じく2次硬質被覆
層という)することにより本発明法1〜6および
比較法1〜5をそれぞれ実施し、被覆超硬切削チ
ツプを製造した。 なお、比較法1〜5は、T、t、およびT/t
のうちの少なくともいずれかがこの発明の範囲か
ら外れた条件で行なわれたものである。 また、比較の目的で、上記本発明法1〜6で用
いたと同じ超硬チツプ基体を用い、硬質被覆層の
特に高速切削に用いるのに適した表面被覆炭化タ
ングステン(以下WCで示す)基超硬合金製切削
チツプの製造法に関するものである。 〔従来の技術〕 従来、一般に、すくい面と逃げ面が交わる切刃
にホーニング部を形成してなるWC基超硬合金製
切削チツプ基体の表面に、化学蒸着法を用い、元
素周期律表の4a,5a,および6a族金属の炭
化物、窒化物、および酸化物、さらにこれらの2
種以上の固溶体、並びに酸化アルミニウム(以下
Al2O3で示す)のうちの1種の単層あるいは2種
以上の複層からなる硬質被覆層を2〜20μmの平
均層厚で形成してなる表面被覆WC基超硬合金製
切削チツプ(以下、被覆超硬切削チツプと略記す
る)が知られている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記従来被覆超硬切削チツプは、すぐれた耐摩
耗性と切削性をもつものの、これを、切削速度が
350m/分以上の高速切削領域で使用すると、切
削の際生ずる被削材の切粉と切削チツプとの間の
摩擦および熱拡散によつてすくい面摩耗が著しく
進行し、短時間で使用寿命に至ることから、前記
高速切削領域では実用に供することができないも
のである。そこで、上記従来被覆超硬切削チツプ
における硬質被覆層の層厚を、平均層厚で20μm
より厚くした状態で、上記高速切削領域での切削
に供する試みもなされたが、この場合には逃げ面
およびホーニング部にチツピング現象や剥離現象
が発生し易くなるという新たな問題点が生じ、実
用化が困難であるのが現状である。 〔問題点を解決するための手段〕 そこで、本発明者等は、上記のような観点か
ら、切削速度が350m/分以上の高速切削領域で
の切削ですぐれた切削性能を発揮する被覆超硬切
削チツプを製造すべく研究を行つた結果、 まず、ホーニング部の形成がないWC基超硬合
金製切削チツプ基体(以下、超硬チツプ基体とい
う)を用意し、 この超硬チツプ基体の表面に、硬質被覆層を、
TiとHfの炭化物、窒化物、および酸化物、さら
にこれらの2種以上の固溶体、並びに酸化アルミ
ニウムのうちの1種の単層または2種以上の複層
からなる硬質被覆層に限定した上で、均一な層厚
で1次形成し、 ついで、この被覆超硬チツプ基体における逃げ
面の硬質被覆層を除去すると共に、すくい面と逃
げ面が交わる切刃にホーニングを施して、中間基
体とし、 さらに、上記中間基体の表面に、同じく均一な
厚さの上記硬質被覆層を2次形成することによ
り、全体的にすくい面で厚く、逃げ面およびホー
ニング部で相対的に薄い層厚の硬質被覆層、特
に、いずれも平均層厚で、 すくい面の厚さ(T):15〜45μm、 逃げ面およびホーニング部の厚さ(t):5〜15μ
m、 にして、 T/t:1.5〜4.0、 を満足する硬質被覆層を形成してなる被覆超硬切
削チツプは、350m/分以上の高速切削領域での
切削で、チツピングや剥離などの発生がなく、す
ぐれた切削性能を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
のであつて、 超硬チツプ基体の表面に、TiとHfの炭化物、
窒化物、および酸化物、さらにこれらの2種以上
の固溶体、並びにAl2O3のうちの1種の単層また
は2種以上の複層からなる硬質被覆層を均一な厚
さで1次形成し、 ついで、上記被覆超硬チツプ基体における逃げ
面の硬質被覆層除去すると共に、すくい面と逃げ
面が交わる切刃にホーニングを施して、中間基体
とし、 さらに、上記中間基体の表面に、同じく均一な
厚さの上記硬質被覆層を2次形成することによ
り、いずれも平均層厚で、 すくい面の厚さ(T):15〜45μm、 逃げ面およびホーニング部の厚さ(t):5〜15μ
m、 にして、 T/t:1.5〜4.0、 を満足する硬質被覆層を形成してなる高速切削用
被覆超硬切削チツプを製造する方法に特徴を有す
るものである。 つぎに、この発明の被覆超硬切削チツプの製造
法において、硬質被覆層の層厚条件を上記の通り
に限定した理由を説明する。 (a) T(すくい面の厚さ) Tが15μm未満では、切削速度が350m/分
以上の高速切削で、すくい面に所望の耐摩耗性
を確保することができず、短時間で使用寿命に
達し、一方Tが45μmを越えると、極度に靱性
が低下し、すくい面に割れが多発し、やがては
欠損するようになることから、Tを15〜45μm
と定めた。 (b) t(逃げ面およびホーニング部の厚さ) tが5μm未満では、特に逃げ面に所望の耐
摩耗性を確保することができず、一方tが15μ
mを越えると、逃げ面およびホーニング部にチ
ツピング現象や剥離現象が発生し易くなり、使
用寿命が低下するようになることから、tを5
〜15μmと定めた。 (c) T/t T/tが1.5未満では、一般に逃げ面に比し
てすくい面の方が速く摩耗が進行することか
ら、逃げ面には硬質被覆が十分存在するのにす
くい面にはこれが存在しない状態に短時間で至
り、使用寿命となり、一方T/tが4を越える
と、この逆で、逃げ面の摩耗進行が速くなり、
この場合も同様に短かい使用寿命しか示さない
ことから、T/tを1.5〜4.0と定めた。 なお、この発明の方法において、ホーニング部
は、一般に研削により形成されるが、第1図に部
分断面図に示される通り、超硬チツプ基体1にお
けるすくい面2を含む平面となす角度(θ)が10
〜80°、同逃げ面3を含む平面となす角度(θ′)
が80〜10°、同じくその幅(L)が0.03〜1mmである
ことが望ましい。 〔実施例〕 つぎに、この発明の方法を実施例により具体的
に説明する。 まず、第1図に示される通り、重量%で、
TiC:15%、TaC:10%、Co:6%、WCおよび
不可避不純物:残りからなる組成を有し、かつす
くい面2と逃げ面3が交わる切刃にはホーニング
部の形成がないCIS規格SNMN432の形状をもつ
た超硬チツプ基体1を用意し、この超硬チツプ基
体1の表面に、通常の化学蒸着法を用い、通常の
条件で、それぞれ第1表に示される組成および平
均層厚の単層または複層からなる硬質被覆層5を
均一な厚さで1次形成し(以下、前記硬質被覆層
を1次硬質被覆層という)、ついで前記被覆超硬
チツプ基体の逃げ面における1次硬質被覆層を完
全に研摩除去すると共に、チヤンフアーホーニン
グを施して、前記超硬チツプ基体1におけるL:
0.1mm、θ:25°、θ′:65°にして、硬質被覆層を完
全に除去した状態のホーニング部6を形成し、さ
らにこの結果形成された中間基体の表面に、同じ
く化学蒸着法を用い、同じく第1表に示される組
成および平均層厚の複層からなる硬質被覆7を均
一な厚さで2次形成(以下、同じく2次硬質被覆
層という)することにより本発明法1〜6および
比較法1〜5をそれぞれ実施し、被覆超硬切削チ
ツプを製造した。 なお、比較法1〜5は、T、t、およびT/t
のうちの少なくともいずれかがこの発明の範囲か
ら外れた条件で行なわれたものである。 また、比較の目的で、上記本発明法1〜6で用
いたと同じ超硬チツプ基体を用い、硬質被覆層の
【表】
第1表および第2表に示される結果から、従来
法1、2で製造された被覆超硬切削チツプは、逃
げ面やホーニング部にチツピングが発生し、さら
にすくい面の摩擦が大きい場合もあり、十分な靱
性および耐摩耗性を示さず、この結果使用寿命も
短かいものとなるのに対して、本発明法1〜6で
製造された被覆超硬切削チツプは、切削速度が
500m/分ときわめて高速であるにもかかわらず、
すぐれた靱性と耐摩耗性を示し、きわめて長い使
用寿命を示すことが明らかである。 一方、比較法1〜5で製造された被覆超硬切削
チツプに見られるように、硬質被覆層における
T、t、およびT/tがこの発明の範囲から外れ
ても靱性および耐摩耗性のうちのいずれかが低下
し、所望の使用寿命を示さないものである。 上述のように、この発明の方法によれば、通常
の切削は勿論のこと、切削速度が350m/分以上
の高速切削領域での切削でも、すぐれた靱性およ
び耐摩耗性を示し、チツピングや剥離などの発生
なく、きわめて長い使用寿命を示す被覆超硬切削
チツプを製造することができるのである。
法1、2で製造された被覆超硬切削チツプは、逃
げ面やホーニング部にチツピングが発生し、さら
にすくい面の摩擦が大きい場合もあり、十分な靱
性および耐摩耗性を示さず、この結果使用寿命も
短かいものとなるのに対して、本発明法1〜6で
製造された被覆超硬切削チツプは、切削速度が
500m/分ときわめて高速であるにもかかわらず、
すぐれた靱性と耐摩耗性を示し、きわめて長い使
用寿命を示すことが明らかである。 一方、比較法1〜5で製造された被覆超硬切削
チツプに見られるように、硬質被覆層における
T、t、およびT/tがこの発明の範囲から外れ
ても靱性および耐摩耗性のうちのいずれかが低下
し、所望の使用寿命を示さないものである。 上述のように、この発明の方法によれば、通常
の切削は勿論のこと、切削速度が350m/分以上
の高速切削領域での切削でも、すぐれた靱性およ
び耐摩耗性を示し、チツピングや剥離などの発生
なく、きわめて長い使用寿命を示す被覆超硬切削
チツプを製造することができるのである。
第1図はこの発明の方法によつて製造された被
覆超硬切削チツプを例示する部分断面図である。 1……超硬チツプ基体、2……すくい面、3…
…逃げ面、5……1次硬質被覆層、6……ホーニ
ング部、7……2次硬質被覆層。
覆超硬切削チツプを例示する部分断面図である。 1……超硬チツプ基体、2……すくい面、3…
…逃げ面、5……1次硬質被覆層、6……ホーニ
ング部、7……2次硬質被覆層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 炭化タングステン基超硬合金製切削チツプ基
体の表面に、TiとHfの炭化物、窒化物、および
酸化物、さらにこれらの2種以上の固溶体、並び
に酸化アルミニウムのうちの1種の単層または2
種以上の復層からなる硬質被覆層を均一な厚さで
1次形成し、 ついで、上記表面被覆炭化タングステン基超硬
合金製切削チツプ基体における逃げ面の硬質被覆
層を除去すると共に、すくい面と逃げ面が交わる
切刃にホーニングを施して、中間基体とし、 さらに、上記中間基体の表面に、同じく均一な
厚さの上記硬質被覆層を2次形成することによ
り、いずれも平均層厚で、 すくい面の厚さ(T):15〜45μm、 逃げ面およびホーニング部の厚さ(t):5〜15μ
m、にして、 T/t:1.5〜4.0、 を満足する硬質被覆層を形成することを特徴とす
る高速切削用表面被覆炭化タングステン基超硬合
金製切削チツプの製造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10138384A JPS60249505A (ja) | 1984-05-18 | 1984-05-18 | 高速切削用の被覆超硬質焼結合金チツプ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10138384A JPS60249505A (ja) | 1984-05-18 | 1984-05-18 | 高速切削用の被覆超硬質焼結合金チツプ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60249505A JPS60249505A (ja) | 1985-12-10 |
JPH0355245B2 true JPH0355245B2 (ja) | 1991-08-22 |
Family
ID=14299242
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10138384A Granted JPS60249505A (ja) | 1984-05-18 | 1984-05-18 | 高速切削用の被覆超硬質焼結合金チツプ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60249505A (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04310325A (ja) * | 1991-04-05 | 1992-11-02 | O S G Kk | 硬質膜被覆高速度鋼切削工具の製造方法 |
JP4783153B2 (ja) * | 2006-01-06 | 2011-09-28 | 住友電工ハードメタル株式会社 | 刃先交換型切削チップ |
DE102015213755A1 (de) * | 2015-07-21 | 2017-01-26 | Kennametal Inc. | Verfahren zur Herstellung eines Zerspanungswerkzeugs sowie Zerspanungswerkzeug |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5642412A (en) * | 1979-09-14 | 1981-04-20 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Automatic gain control circuit |
-
1984
- 1984-05-18 JP JP10138384A patent/JPS60249505A/ja active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5642412A (en) * | 1979-09-14 | 1981-04-20 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Automatic gain control circuit |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS60249505A (ja) | 1985-12-10 |
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