JPH0392205A - 耐欠損性に優れる表面被覆サーメット切削工具 - Google Patents
耐欠損性に優れる表面被覆サーメット切削工具Info
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- JPH0392205A JPH0392205A JP22761389A JP22761389A JPH0392205A JP H0392205 A JPH0392205 A JP H0392205A JP 22761389 A JP22761389 A JP 22761389A JP 22761389 A JP22761389 A JP 22761389A JP H0392205 A JPH0392205 A JP H0392205A
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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】
［産業上の利用分野コ
本発明は衝■荷重の負荷する切削用工具に関わるもので
ある。
ある。
［従来の技術及び発明が解決しようとする課題］サーメ
ット工具は高速仕上げ切削、フライス切削用工具として
広く使用されている。サーメット合金の化学成分は鋼と
の濡れ性の小さい炭化物、窒化物、炭窒化物などの硬質
化合物、およびこれらを結合させるコバルト、ニッケル
なとである。
ット工具は高速仕上げ切削、フライス切削用工具として
広く使用されている。サーメット合金の化学成分は鋼と
の濡れ性の小さい炭化物、窒化物、炭窒化物などの硬質
化合物、およびこれらを結合させるコバルト、ニッケル
なとである。
サーメット工具はその主或分である硬質化合物が鋼と凝
着しにくいので、仕上げ面粗さの点で優れているが、硬
質化合物は結合材であるコバルト、ニッケルとの結合強
度が小さいために耐欠損性に劣る。
着しにくいので、仕上げ面粗さの点で優れているが、硬
質化合物は結合材であるコバルト、ニッケルとの結合強
度が小さいために耐欠損性に劣る。
この合金に化学蒸着法によりセラミックスを被覆すれば
、仕上げ而粗さおよび耐摩耗性は一段と向上することが
期待されるが、耐欠損性が劣化するので問題がある。蒸
着ままの結晶状あるいは非品質状セラミックス被膜の破
壊強度を向上させるために、被膜の厚さ、結晶粒径、結
晶構造に及ぼす成膜条件、成膜後の熱処理法など種々検
討されているが十分な効果をあげるに至っていない。セ
ラミックスを被覆したサーメット合金の破壊強度を高め
ることができればさらに優れた切削工具の供給が可能と
なり、その使用範囲はフライス加工、溝付き材料の旋削
加工等の断続的荷重の負荷する高速切削など一層広がる
ことが期待される。
、仕上げ而粗さおよび耐摩耗性は一段と向上することが
期待されるが、耐欠損性が劣化するので問題がある。蒸
着ままの結晶状あるいは非品質状セラミックス被膜の破
壊強度を向上させるために、被膜の厚さ、結晶粒径、結
晶構造に及ぼす成膜条件、成膜後の熱処理法など種々検
討されているが十分な効果をあげるに至っていない。セ
ラミックスを被覆したサーメット合金の破壊強度を高め
ることができればさらに優れた切削工具の供給が可能と
なり、その使用範囲はフライス加工、溝付き材料の旋削
加工等の断続的荷重の負荷する高速切削など一層広がる
ことが期待される。
［課題を解決するための千段］
そこで、本発明者等は耐欠損性の一層優れた被覆工具を
開発すべく研究を行った結果、被膜に微細なクラックを
付与することにより切削工具の耐摩耗性を損なうことな
く、耐欠損性を著しく向上させることか出来ることを見
出した。
開発すべく研究を行った結果、被膜に微細なクラックを
付与することにより切削工具の耐摩耗性を損なうことな
く、耐欠損性を著しく向上させることか出来ることを見
出した。
この発明は上記の知見の基ずくものであって、その対象
とする工具は、炭窒化チタン基サーメット合金の表面に
化学蒸着法により被覆した厚さ２μｍ以上、］ ＯＩＪ
ｍ以下の被膜を有し、該被膜がその表面から炭窒化チタ
ン基サーメッ１・内まで貫通した以下Ａ−Ｃに示す微細
クラックを有することを特徴とする耐欠損性に優れる表
面被覆サーメット切削工具。
とする工具は、炭窒化チタン基サーメット合金の表面に
化学蒸着法により被覆した厚さ２μｍ以上、］ ＯＩＪ
ｍ以下の被膜を有し、該被膜がその表面から炭窒化チタ
ン基サーメッ１・内まで貫通した以下Ａ−Ｃに示す微細
クラックを有することを特徴とする耐欠損性に優れる表
面被覆サーメット切削工具。
Ａ）クラック長さの平均値：被膜表面から垂直方向に被
膜厚以上、被覆厚＋５μｍ以下、Ｂ）クラック幅の平均
値：４μｍ以下、Ｃ）クラック間隔の平均値：１０μｍ
以上、２００μｍ以下 ［作用］ 成膜法は化学蒸着法である。被膜はＴｉｅ． ＴｉＮ．
Ｔｊ（Ｃ，Ｎ）， Ａ９．２０３のいずれか１種の層ま
たは２種以上を積層したものである。被膜の厚みは耐摩
耗性を確保するために２ＪＪＩ１以上必要である。また
、被膜厚みが大きくなると耐欠損性が低下するので最大
厚みを１０μｍとしなければならない。
膜厚以上、被覆厚＋５μｍ以下、Ｂ）クラック幅の平均
値：４μｍ以下、Ｃ）クラック間隔の平均値：１０μｍ
以上、２００μｍ以下 ［作用］ 成膜法は化学蒸着法である。被膜はＴｉｅ． ＴｉＮ．
Ｔｊ（Ｃ，Ｎ）， Ａ９．２０３のいずれか１種の層ま
たは２種以上を積層したものである。被膜の厚みは耐摩
耗性を確保するために２ＪＪＩ１以上必要である。また
、被膜厚みが大きくなると耐欠損性が低下するので最大
厚みを１０μｍとしなければならない。
微細クラックは耐欠損性を向上させるために必要である
。通常、サーメット合金の表面にセラミックスを被覆す
ると、被膜層に引張応力か残留するために，被覆工具の
破壊強度が低下して欠損しやすくなるとされている。微
細クラックは被膜の残留応力を開放するために耐欠損性
を向上させると考えられる。クラック長さの平均値は被
膜表面から垂直方向に被膜厚さ以上、被膜厚さ＋５μｍ
以下でなければならない。それはクラックが被膜内にと
どまると耐欠損性が向上しないためであり、サーメット
内の長さが５μｍを超えると耐欠損性が急激に低下する
ためである。クラック幅の平均値は４μｍ以下でなけれ
ばならない。その理由はクラック幅が大きくなると耐欠
損性は向上するが耐摩耗性が著しく低下するためである
。クラック間隔の平均値をＩＯμｍ以上、２００μｍ以
下としたのは、ＩＯμｍ未満になるとクラック密度が高
くなりすぎて耐摩耗性が低下するためであり、２００μ
ｍを超えるとクラック密度が小さくなりすぎて耐欠損性
の向上が十分に得られないためである。
。通常、サーメット合金の表面にセラミックスを被覆す
ると、被膜層に引張応力か残留するために，被覆工具の
破壊強度が低下して欠損しやすくなるとされている。微
細クラックは被膜の残留応力を開放するために耐欠損性
を向上させると考えられる。クラック長さの平均値は被
膜表面から垂直方向に被膜厚さ以上、被膜厚さ＋５μｍ
以下でなければならない。それはクラックが被膜内にと
どまると耐欠損性が向上しないためであり、サーメット
内の長さが５μｍを超えると耐欠損性が急激に低下する
ためである。クラック幅の平均値は４μｍ以下でなけれ
ばならない。その理由はクラック幅が大きくなると耐欠
損性は向上するが耐摩耗性が著しく低下するためである
。クラック間隔の平均値をＩＯμｍ以上、２００μｍ以
下としたのは、ＩＯμｍ未満になるとクラック密度が高
くなりすぎて耐摩耗性が低下するためであり、２００μ
ｍを超えるとクラック密度が小さくなりすぎて耐欠損性
の向上が十分に得られないためである。
このような微細クラックを導入する方法として被膜表面
に鋳鉄等を噴射する方法あるいは、被膜表面タイアモン
ド研削、機械的あるいは超音波振動加圧する方法等を適
用することが出来る。クラック寸法および分布の確認は
工具を破断してその断面を電子顕微鏡（ＳＥＭ）により
観察することにより行った。破断面をＩＯ視野、倍率ｌ
０００で撮影した１０枚の写真からクラック長さの平均
値、クラック幅の平均値およびクラック間隔を測定した
。
に鋳鉄等を噴射する方法あるいは、被膜表面タイアモン
ド研削、機械的あるいは超音波振動加圧する方法等を適
用することが出来る。クラック寸法および分布の確認は
工具を破断してその断面を電子顕微鏡（ＳＥＭ）により
観察することにより行った。破断面をＩＯ視野、倍率ｌ
０００で撮影した１０枚の写真からクラック長さの平均
値、クラック幅の平均値およびクラック間隔を測定した
。
次に、この発明の耐欠損性に優れる表面被覆サーメット
切削工具を実施例により具体的に説明する。
切削工具を実施例により具体的に説明する。
［実施例コ
第１表に供試工具のクラック寸法と分布、およびその切
削性能を示す。供試工具のサーメット合金成分は炭窒化
チタン（Ｔｉ （Ｃ．Ｎ））：４７．Ｏ ｗｔＬ炭化モ
リブデン（Ｍｏ２Ｇ） ：７．５ｗｔ’Ｊ；．タングス
テン炭化物：１６．５ｗｔＪ，タンタル炭化物： ｌｏ
．Ｏｗｔ９６，ニオブ炭化物＋５．Ｏｗｔ机ニッケル（
Ｎｉ）：５．Ｏｗｌｌ， Ｃｏ：９．ＯｗｔＪてある。
削性能を示す。供試工具のサーメット合金成分は炭窒化
チタン（Ｔｉ （Ｃ．Ｎ））：４７．Ｏ ｗｔＬ炭化モ
リブデン（Ｍｏ２Ｇ） ：７．５ｗｔ’Ｊ；．タングス
テン炭化物：１６．５ｗｔＪ，タンタル炭化物： ｌｏ
．Ｏｗｔ９６，ニオブ炭化物＋５．Ｏｗｔ机ニッケル（
Ｎｉ）：５．Ｏｗｌｌ， Ｃｏ：９．ＯｗｔＪてある。
粉砕一混合一造粒一焼結一研削工程を経て、一辺１２．
７ａｍの正方形サーメット合金を製造した。
７ａｍの正方形サーメット合金を製造した。
コノサーメット合金ニＣｖＤ法ニ．ｋ ’） ＴｉＧ／
Ｔｉ （Ｃ，Ｎ） ／ＡＱＪ３をこの順序に１０μｍ，
および２０ＩＪｍｍ厚さ被覆してスローアウエイ工具と
した。この工具に平均粒径２００ μｍの鋳鉄球を速度
１（１〜８０ｍ／ｓｅｃ，角度７０〜９０度の条件で投
射して微細クラックを導入した。
Ｔｉ （Ｃ，Ｎ） ／ＡＱＪ３をこの順序に１０μｍ，
および２０ＩＪｍｍ厚さ被覆してスローアウエイ工具と
した。この工具に平均粒径２００ μｍの鋳鉄球を速度
１（１〜８０ｍ／ｓｅｃ，角度７０〜９０度の条件で投
射して微細クラックを導入した。
クラックの寸法と分布は工具を破断してその断面を電子
顕微鏡（ＳＥＭ）により観察して測定した。
顕微鏡（ＳＥＭ）により観察して測定した。
破断面をＩＯ視野、倍率ｌ０００で撮影した１０枚の写
真からクラック長さの平均値、およびクラック幅の平均
値を測定した。クラック間隔は相隣合うクラック間隔の
平均値である。
真からクラック長さの平均値、およびクラック幅の平均
値を測定した。クラック間隔は相隣合うクラック間隔の
平均値である。
本発明被覆工具と比較工具について切削による性能評価
を行った。その条件は以下の通りである。
を行った。その条件は以下の通りである。
ｌ）断続切削
被削材： ＪＩＳ Ｓ３ＢＧ，直径６ ０ｍｍの丸棒に
圧延方向と平行に幅１０ｆｆｌＩ１の溝を等間隔に５本
つけた。
圧延方向と平行に幅１０ｆｆｌＩ１の溝を等間隔に５本
つけた。
切削速度： １７０ｍ／ｍｉｎ
送り： ０．１５ｍｍ／ｒｅｖ
切込み：Ｉ．Ｏｍｍ
工具寿命判定基準：工具刃先の欠損
２）連続切削
被削材： ＪＩＳ Ｓ３８Ｃ，直径６ ０ｍｍの丸棒切
削速度： ２００ｍ／ＬＩｌｉｎ 送り： ０．１５ｍｍ／ｒｅｖ 切込み： １．Ｏｎｏｎ 工具寿命判定基準：工具すくい面摩耗深さＫＬ＝ ５０
μｍ 工具の耐欠損性の良否は断続切削において工具が欠損し
て寿命となるまでの溝との衝突回数をもって評価した。
削速度： ２００ｍ／ＬＩｌｉｎ 送り： ０．１５ｍｍ／ｒｅｖ 切込み： １．Ｏｎｏｎ 工具寿命判定基準：工具すくい面摩耗深さＫＬ＝ ５０
μｍ 工具の耐欠損性の良否は断続切削において工具が欠損し
て寿命となるまでの溝との衝突回数をもって評価した。
工具の耐摩耗性の良否は連続切削において工具すくい面
摩耗深さＫｔが５０μｍに達するまでの切削時間により
評価した。本発明工具の耐欠損性は比較工具のそれと比
較すると著しく優れている。断続切削における工具寿命
はＩＯ倍以上である。また耐摩耗性は比較工具のそれと
ほぼ同じである。微細クラックの効果は極めて顕著であ
ることがわかる。
摩耗深さＫｔが５０μｍに達するまでの切削時間により
評価した。本発明工具の耐欠損性は比較工具のそれと比
較すると著しく優れている。断続切削における工具寿命
はＩＯ倍以上である。また耐摩耗性は比較工具のそれと
ほぼ同じである。微細クラックの効果は極めて顕著であ
ることがわかる。
［発明の効果］
本発明は従来のサーメット工具の欠点である耐欠損性を
改善したもので、産業上の効果は極めて顕著なものがあ
る。
改善したもので、産業上の効果は極めて顕著なものがあ
る。
Claims (1)
- １． 炭窒化チタン基サーメット合金の表面に化学蒸着
法により被覆した厚さ２μｍ以上、１０μｍ以下の被膜
を有し、該被膜がその表面から炭窒化チタン基サーメッ
ト内まで貫通した以下Ａ〜Ｃに示す微細クラックを有す
ることを特徴とする耐欠損性に優れる表面被覆サーメッ
ト切削工具。 Ａ） クラック長さの平均値：被膜表面から垂直方向に
被膜厚以上、被覆厚＋５μｍ以下、 Ｂ） クラック幅の平均値：４μｍ以下、 Ｃ） クラック間隔の平均値：１０μｍ以上、２００μ
ｍ以下
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22761389A JPH0392205A (ja) | 1989-09-04 | 1989-09-04 | 耐欠損性に優れる表面被覆サーメット切削工具 |
| DE69010293T DE69010293T3 (de) | 1989-09-04 | 1990-08-31 | Mit Keramik überzogenes Sinterkarbidwerkzeug mit hoher Bruchbeständigkeit. |
| EP90309550A EP0416824B2 (en) | 1989-09-04 | 1990-08-31 | Ceramics coated cemented carbide tool with high fracture resistance |
| US07/576,950 US5123934A (en) | 1989-09-04 | 1990-09-04 | Ceramics coated cemented-carbide tool with high-fracture resistance |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22761389A JPH0392205A (ja) | 1989-09-04 | 1989-09-04 | 耐欠損性に優れる表面被覆サーメット切削工具 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0392205A true JPH0392205A (ja) | 1991-04-17 |
| JPH0581366B2 JPH0581366B2 (ja) | 1993-11-12 |
Family
ID=16863681
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22761389A Granted JPH0392205A (ja) | 1989-09-04 | 1989-09-04 | 耐欠損性に優れる表面被覆サーメット切削工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0392205A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1199379A1 (en) * | 2000-10-17 | 2002-04-24 | Nissin Electric Co., Ltd. | Low friction coefficient carbon film and method of forming the same |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6431972A (en) * | 1987-07-28 | 1989-02-02 | Toshiba Tungaloy Co Ltd | High-toughness coating material |
-
1989
- 1989-09-04 JP JP22761389A patent/JPH0392205A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6431972A (en) * | 1987-07-28 | 1989-02-02 | Toshiba Tungaloy Co Ltd | High-toughness coating material |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1199379A1 (en) * | 2000-10-17 | 2002-04-24 | Nissin Electric Co., Ltd. | Low friction coefficient carbon film and method of forming the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0581366B2 (ja) | 1993-11-12 |
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