JPH0457605A - 炭化ホウ素被覆切削工具 - Google Patents
炭化ホウ素被覆切削工具Info
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- JPH0457605A JPH0457605A JP16931490A JP16931490A JPH0457605A JP H0457605 A JPH0457605 A JP H0457605A JP 16931490 A JP16931490 A JP 16931490A JP 16931490 A JP16931490 A JP 16931490A JP H0457605 A JPH0457605 A JP H0457605A
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Landscapes
- Drilling Tools (AREA)
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
- Physical Vapour Deposition (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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、特に、銅、アルミニウム、などの炭素およ
びホウ素と化合物を作らない非鉄金属およびその合金、
並びに合成樹脂などの切削および穴明は加工に用いる炭
化ホウ素被覆切削工具、例えば、Ａｆｌ切削用スローア
ウェイチップ、プリント基板穴明は加工用ミニチュアド
リルなどに関するものである。
びホウ素と化合物を作らない非鉄金属およびその合金、
並びに合成樹脂などの切削および穴明は加工に用いる炭
化ホウ素被覆切削工具、例えば、Ａｆｌ切削用スローア
ウェイチップ、プリント基板穴明は加工用ミニチュアド
リルなどに関するものである。
一般に、炭化ホウ素は、ＢＣからＢ６Ｃまであるとされ
ており、そのなかでも８４Ｃは、最も硬く、ビッカース
硬さで４０００〜５０００あり、そのため、従来から、
炭化ホウ素は、回転部品、時計ケースなどの外装品、ガ
ラス製品などに被覆し、耐摩耗性の向上、表面キズ発生
の防止などに役立てられている（特開昭５０−１５５４
８０号公報、特開昭５４−１５４８１号公報、特開昭６
３−２０３７８０号公報参照）。
ており、そのなかでも８４Ｃは、最も硬く、ビッカース
硬さで４０００〜５０００あり、そのため、従来から、
炭化ホウ素は、回転部品、時計ケースなどの外装品、ガ
ラス製品などに被覆し、耐摩耗性の向上、表面キズ発生
の防止などに役立てられている（特開昭５０−１５５４
８０号公報、特開昭５４−１５４８１号公報、特開昭６
３−２０３７８０号公報参照）。
しかし、Ｂ４Ｃは、炭化タングステン基超硬合金母材表
面に対する付着強度が弱く、Ｂ４Ｃ被覆層を炭化タング
ステン基超硬合金母材表面に形成した切削工具は、切削
中に８４Ｃ被覆層が剥離しやすいという問題点があった
。
面に対する付着強度が弱く、Ｂ４Ｃ被覆層を炭化タング
ステン基超硬合金母材表面に形成した切削工具は、切削
中に８４Ｃ被覆層が剥離しやすいという問題点があった
。
そこで、本発明者らは、上述のような問題を解決し、付
着強度の優れたＢ４Ｃ被覆炭化タングステン基超硬合金
切削工具を得るべく研究を行った結果、 ＴＩ、Ｚｒ、およびＨ「の炭化物、窒化物、炭窒化物お
よびホウ化物およびそれらの固溶体の内の１種または２
種以上の化合物からなる単層または複数層で構成された
被覆層は、８４Ｃ被覆層に対して付着強度が優れている
という知見を得たのである。
着強度の優れたＢ４Ｃ被覆炭化タングステン基超硬合金
切削工具を得るべく研究を行った結果、 ＴＩ、Ｚｒ、およびＨ「の炭化物、窒化物、炭窒化物お
よびホウ化物およびそれらの固溶体の内の１種または２
種以上の化合物からなる単層または複数層で構成された
被覆層は、８４Ｃ被覆層に対して付着強度が優れている
という知見を得たのである。
この発明は、かかる知見にもとづいて成されたものであ
って、 炭化タングステン基超硬合金母材の表面に、ＴＩ、Ｚｒ
、およびＨ「の炭化物、窒化物、炭窒化物およびホウ化
物およびそれらの固溶体の内の１種または２種以上の化
合物からなる単層または複数層で構成された下地層を介
して８４Ｃ被覆層を形成してなる切削工具であって、 上記Ｂ４Ｃ被覆層は、厚さ： ０．５〜３．０ｔａを有
し、上記下地層は、厚さ：ｏ、５〜５．０ｔｍを有する
炭化ホウ素被覆切削工具に特徴がある。
って、 炭化タングステン基超硬合金母材の表面に、ＴＩ、Ｚｒ
、およびＨ「の炭化物、窒化物、炭窒化物およびホウ化
物およびそれらの固溶体の内の１種または２種以上の化
合物からなる単層または複数層で構成された下地層を介
して８４Ｃ被覆層を形成してなる切削工具であって、 上記Ｂ４Ｃ被覆層は、厚さ： ０．５〜３．０ｔａを有
し、上記下地層は、厚さ：ｏ、５〜５．０ｔｍを有する
炭化ホウ素被覆切削工具に特徴がある。
上記ＢＣ被覆層の厚さを０．５〜３．Ｏｔａとしたのは
、０．５庫未満であると、最外層として８４Ｃの持つ硬
さを十分に生かしきれず、一方３．０ｍを越えると靭性
の低下が著しく剥離し易くなるという理由によるもので
ある。
、０．５庫未満であると、最外層として８４Ｃの持つ硬
さを十分に生かしきれず、一方３．０ｍを越えると靭性
の低下が著しく剥離し易くなるという理由によるもので
ある。
また、ＴＩ、Ｚｒ、およびＨｆの炭化物、窒化物、炭窒
化物およびホウ化物およびそれらの固溶体の内の１種ま
たは２種以上の化合物からなる単層または複数層で構成
された下地層は、炭化タングステン基超硬合金母材に対
して密着性が優れていることが知られており、その厚さ
を０．５〜５．０趨としたのは、０．５−未満または５
．０１を越えるといずれも下地層として８４Ｃ被覆層に
対する密着性を高める効果が十分得られず剥離し易くな
るという理由によるものである。
化物およびホウ化物およびそれらの固溶体の内の１種ま
たは２種以上の化合物からなる単層または複数層で構成
された下地層は、炭化タングステン基超硬合金母材に対
して密着性が優れていることが知られており、その厚さ
を０．５〜５．０趨としたのは、０．５−未満または５
．０１を越えるといずれも下地層として８４Ｃ被覆層に
対する密着性を高める効果が十分得られず剥離し易くな
るという理由によるものである。
つぎに、この発明の炭化ホウ素被覆切削工具を実施例に
基づいて具体的に説明する。
基づいて具体的に説明する。
実施例 Ｉ
Ｃｏ：９重量％、残り：ＷＣおよび不可避不純物からな
り、Ｓ Ｐ Ｇ Ｎ １２０３０ｇの形状を有するＷＣ
Ｃ超超硬合金製チップ並びにそれぞれ平均粒径：３−の
ＢＣ粉末、Ｔ Ｉ Ｂ ２粉末をそれぞれホラトプレス
し、またＴ１粉末、（ＴＩ＋Ｈｆ）粉末、（ＴＩ＋Ｚｒ
）粉末を焼結して直径：１００＋ｎ、厚さ＝１ＯＮの寸
法を有する８４Ｃターゲツト、Ｔ Ｉ Ｂ ２ターゲツ
ト、Ｔ１ターゲット、 （Ｔｉ。
り、Ｓ Ｐ Ｇ Ｎ １２０３０ｇの形状を有するＷＣ
Ｃ超超硬合金製チップ並びにそれぞれ平均粒径：３−の
ＢＣ粉末、Ｔ Ｉ Ｂ ２粉末をそれぞれホラトプレス
し、またＴ１粉末、（ＴＩ＋Ｈｆ）粉末、（ＴＩ＋Ｚｒ
）粉末を焼結して直径：１００＋ｎ、厚さ＝１ＯＮの寸
法を有する８４Ｃターゲツト、Ｔ Ｉ Ｂ ２ターゲツ
ト、Ｔ１ターゲット、 （Ｔｉ。
Ｉｆ）ターゲット、（Ｔ１．Ｚｒ）ターゲットをそれぞ
れ作製し、これらＷＣＣ超超硬合金製チップよび所定の
ターゲットを複数個アークイオンブレーティング装置に
セットした。つぎに、アークイオンブレーティング装置
内の圧力を５ Ｘ １０’Ｔｏｒｒの真空に保持し、つ
いで、上記ＷＣＣ超超硬合金製チップ内部ヒーターによ
り約５００℃に加熱すると共に一８００Ｖの負電圧を印
荷した。
れ作製し、これらＷＣＣ超超硬合金製チップよび所定の
ターゲットを複数個アークイオンブレーティング装置に
セットした。つぎに、アークイオンブレーティング装置
内の圧力を５ Ｘ １０’Ｔｏｒｒの真空に保持し、つ
いで、上記ＷＣＣ超超硬合金製チップ内部ヒーターによ
り約５００℃に加熱すると共に一８００Ｖの負電圧を印
荷した。
一方、上記アークイオンブレーティング装置内に複数個
設置したターゲットをカソードとし、これらターゲット
の表面に流れるアーク電流を１１ＯＡとしてターゲット
の表面を物理的に洗浄した。
設置したターゲットをカソードとし、これらターゲット
の表面に流れるアーク電流を１１ＯＡとしてターゲット
の表面を物理的に洗浄した。
引続いて、上記アークイオンブレーティング装置内に設
置したＷＣＣ超超硬合金製チップ一３００Ｖにし、所定
の反応ガス、例えば、Ｎ２，０２町等を導入したアーク
イオンブレーティング装置内圧カニ ５ ｘ ｌＯ’Ｔ
ｏｒｒの真空雰囲気中で第１表に示される下地層および
８４Ｃ被覆層を有する本発明炭化ホウ素被覆ＷＣ基超硬
合金製チップ１〜９、比較炭化ホウ素被覆ＷＣ基超硬合
金製チップ１〜５、および従来炭化ホウ素被覆ＷＣ基超
硬合金製チップを作製した。
置したＷＣＣ超超硬合金製チップ一３００Ｖにし、所定
の反応ガス、例えば、Ｎ２，０２町等を導入したアーク
イオンブレーティング装置内圧カニ ５ ｘ ｌＯ’Ｔ
ｏｒｒの真空雰囲気中で第１表に示される下地層および
８４Ｃ被覆層を有する本発明炭化ホウ素被覆ＷＣ基超硬
合金製チップ１〜９、比較炭化ホウ素被覆ＷＣ基超硬合
金製チップ１〜５、および従来炭化ホウ素被覆ＷＣ基超
硬合金製チップを作製した。
このようにして得られた本発明炭化ホウ素被覆ＷＣ基超
硬合金製チップ１〜９、比較炭化ホウ素被覆ＷＣＣ超超
硬合金製チップ〜５、および従来炭化ホウ素被覆ＷＣ基
超硬合金製チップを用い、下記の条件で連続の乾式切削
試験を実施し、チップの逃げ面摩耗幅がＯＪ＋ｍ＋ｉに
達した時を寿命としてそれまでの切削時間を測定し、そ
れらの結果を第１表に示した。
硬合金製チップ１〜９、比較炭化ホウ素被覆ＷＣＣ超超
硬合金製チップ〜５、および従来炭化ホウ素被覆ＷＣ基
超硬合金製チップを用い、下記の条件で連続の乾式切削
試験を実施し、チップの逃げ面摩耗幅がＯＪ＋ｍ＋ｉに
達した時を寿命としてそれまでの切削時間を測定し、そ
れらの結果を第１表に示した。
連続切削試験条件
被削材：Ｉ２％Ｓ１含有ＡＩ合金からなる直径＝２５０
曹■の円柱体、 切削速度： ５００ｍ／ｇｉｎ。
曹■の円柱体、 切削速度： ５００ｍ／ｇｉｎ。
送 リ： ０．２＋ｕ／ ｒｅｖ、、切込み＝１．
５■ｍ１ さらに、上記本発明炭化ホウ素被覆ＷＣ基超硬合金製チ
ップ１〜９、比較炭化ホウ素被覆ＷＣ基超硬合金製チッ
プ１〜５、および従来炭化ホウ素被覆ＷＣ基超硬合金製
チップをそれぞれ１０個づつ用い、下記の条件で２分間
の断続の乾式切削試験を実施し、１０個のチップのうち
欠けが生じたチップの個数を測定してそれらの結果を第
１表に示した。
５■ｍ１ さらに、上記本発明炭化ホウ素被覆ＷＣ基超硬合金製チ
ップ１〜９、比較炭化ホウ素被覆ＷＣ基超硬合金製チッ
プ１〜５、および従来炭化ホウ素被覆ＷＣ基超硬合金製
チップをそれぞれ１０個づつ用い、下記の条件で２分間
の断続の乾式切削試験を実施し、１０個のチップのうち
欠けが生じたチップの個数を測定してそれらの結果を第
１表に示した。
断続切削試験条件
被削材：１２％Ｓｉ含有ＡＩ合金からなり周囲に軸方向
に平行に４本の溝を有 する直径：２００龍の円柱体、 切削速度： １８０ｍ ／ ５ｉｎｓ 送 リ：０．２１−／’ｒｅｖ、、切込み＝１１璽
、 実施例 ２ Ｃｏ：９重量％、Ｔｉｃ：０．５％、Ｔ ａ Ｃ：０．
５％を含有し、残り：ＷＣおよび不可避不純物からなり
、先端径が０．６ｍｍの寸法を有するＷＣＣ超超硬合金
製ミニチュアドリル用意し、このミニチュアドリルを上
記実施例１で用意した直径＋１００ｍ、厚さ＝１０層脂
のＢＣターゲット、Ｔ ｉＢ ２ ターゲット、Ｔ１
ターゲット、 （Ｔ１．Ｈｆ）ターゲット、 （ＴＩ。
に平行に４本の溝を有 する直径：２００龍の円柱体、 切削速度： １８０ｍ ／ ５ｉｎｓ 送 リ：０．２１−／’ｒｅｖ、、切込み＝１１璽
、 実施例 ２ Ｃｏ：９重量％、Ｔｉｃ：０．５％、Ｔ ａ Ｃ：０．
５％を含有し、残り：ＷＣおよび不可避不純物からなり
、先端径が０．６ｍｍの寸法を有するＷＣＣ超超硬合金
製ミニチュアドリル用意し、このミニチュアドリルを上
記実施例１で用意した直径＋１００ｍ、厚さ＝１０層脂
のＢＣターゲット、Ｔ ｉＢ ２ ターゲット、Ｔ１
ターゲット、 （Ｔ１．Ｈｆ）ターゲット、 （ＴＩ。
Ｚｒ）ターゲットとともに実施例１で用いたアークイオ
ンブレーティング装置に実施例１と同様にセットした。
ンブレーティング装置に実施例１と同様にセットした。
つぎに、アークイオンブレーティング装置内の圧力を５
Ｘ １Ｏ−５Ｔｏｒｒの真空に保持し、ついで、上記
ＷＣＣ超超硬合金製ミニチュアドリル約４５０℃に加熱
すると共に１００ｖの負電圧を印荷し、方、上記ターゲ
ットをカソードとし、このターゲットの表面をアークに
より１時的に高温度にしてアーク蒸発させ、陽イオン化
し、Ｔ ｉ Ｎ。
Ｘ １Ｏ−５Ｔｏｒｒの真空に保持し、ついで、上記
ＷＣＣ超超硬合金製ミニチュアドリル約４５０℃に加熱
すると共に１００ｖの負電圧を印荷し、方、上記ターゲ
ットをカソードとし、このターゲットの表面をアークに
より１時的に高温度にしてアーク蒸発させ、陽イオン化
し、Ｔ ｉ Ｎ。
Ｔｉｃ、Ｔ１ＣＮ、 （Ｔ１．Ｈｆ）Ｃ，（ＴＩ、Ｚ
ｒ）ＣＮ 、 Ｔ ｉＢ ２のチタン化合物をＷＣＣ超
超硬合金製ミニチュアドリル下地層として形成し、その
上にＢ４Ｃ被覆層を生成させ、本発明炭化ホウ素被覆Ｗ
Ｃ基超硬合金製ミニチュアドリル１〜９、比較炭化ホウ
素被覆ＷＣ基超硬合金製ミニチュアドリル１〜５、およ
び従来炭化ホウ素被覆ＷＣ基超硬合金製ミニチュアドリ
ルを作製した。
ｒ）ＣＮ 、 Ｔ ｉＢ ２のチタン化合物をＷＣＣ超
超硬合金製ミニチュアドリル下地層として形成し、その
上にＢ４Ｃ被覆層を生成させ、本発明炭化ホウ素被覆Ｗ
Ｃ基超硬合金製ミニチュアドリル１〜９、比較炭化ホウ
素被覆ＷＣ基超硬合金製ミニチュアドリル１〜５、およ
び従来炭化ホウ素被覆ＷＣ基超硬合金製ミニチュアドリ
ルを作製した。
これらミニチュアドリルを用い、厚さ：１．６＋ｉｓの
銅の６層プリント基板を２枚重ねた板を、ドリル回転速
度ニア００００ｒ、ｐ、ｓ、、穴明は送り速度：２．１
ｍ／ｓｉｎの条件で穴明けを施し、ドリルの先端エツジ
部の摩耗が原因で切削面に荒れが生じるようになった時
点を寿命と見てそれまでの穴明は数を測定し、その結果
を第２表に示した。
銅の６層プリント基板を２枚重ねた板を、ドリル回転速
度ニア００００ｒ、ｐ、ｓ、、穴明は送り速度：２．１
ｍ／ｓｉｎの条件で穴明けを施し、ドリルの先端エツジ
部の摩耗が原因で切削面に荒れが生じるようになった時
点を寿命と見てそれまでの穴明は数を測定し、その結果
を第２表に示した。
第１表に示される結果から、本発明炭化ホウ素被覆ＷＣ
基超硬合金製チップ１〜９は、いずれも従来炭化ホウ素
被覆ＷＣ基超硬合金製チップに比べて、チップが寿命と
なるまでの切削時間が大幅に長く、−段と優れた耐摩耗
性を存することがわかる。また比較炭化ホウ素被ａｉｗ
ｃ基超硬合金製チップ１〜５に見られるように、この発
明の条件から外れると（第１表においてこの発明の条件
から外れている値に棗印を付して示した）、チップの寿
命となるまでの切削時間が短くなることも明らかである
。
基超硬合金製チップ１〜９は、いずれも従来炭化ホウ素
被覆ＷＣ基超硬合金製チップに比べて、チップが寿命と
なるまでの切削時間が大幅に長く、−段と優れた耐摩耗
性を存することがわかる。また比較炭化ホウ素被ａｉｗ
ｃ基超硬合金製チップ１〜５に見られるように、この発
明の条件から外れると（第１表においてこの発明の条件
から外れている値に棗印を付して示した）、チップの寿
命となるまでの切削時間が短くなることも明らかである
。
さらに、第２表に示される結果から、本発明炭化ホウ素
被覆ＷＣ基超硬合金製ミニチュアドリル１〜９は、いず
れも従来炭化ホウ素被覆ＷＣ基超硬合金製ミニチュアド
リルに比べて、ミニチュアドリルが寿命となるまでの穴
明は数が多く、−段と優れた耐摩耗性を有することがわ
かる。また比較炭化ホウ素被覆ＷＣ基超硬合金製ミニチ
ュアドリル１〜５に見られるように、この発明の条件か
ら外れると（第２表においてこの発明の条件から外れて
いる値に棗印を付して示した）、ミニチュアドリルの寿
命となるまでの穴明は数が少なくなることが明らかであ
る。
被覆ＷＣ基超硬合金製ミニチュアドリル１〜９は、いず
れも従来炭化ホウ素被覆ＷＣ基超硬合金製ミニチュアド
リルに比べて、ミニチュアドリルが寿命となるまでの穴
明は数が多く、−段と優れた耐摩耗性を有することがわ
かる。また比較炭化ホウ素被覆ＷＣ基超硬合金製ミニチ
ュアドリル１〜５に見られるように、この発明の条件か
ら外れると（第２表においてこの発明の条件から外れて
いる値に棗印を付して示した）、ミニチュアドリルの寿
命となるまでの穴明は数が少なくなることが明らかであ
る。
上述のように、この発明の炭化ホウ素被覆ＷＣ基超硬合
金切削工具は、優れた耐摩耗性を有し、実用に際しては
、優れた性能を長期にわたって発揮することにより工業
上優れた効果をもたらすものである。
金切削工具は、優れた耐摩耗性を有し、実用に際しては
、優れた性能を長期にわたって発揮することにより工業
上優れた効果をもたらすものである。
Claims (3)
- （１）炭化タングステン基超硬合金母材の表面に、Ｔｉ
，Ｚｒ，およびＨｆの炭化物、窒化物、炭窒化物および
ホウ化物およびそれらの固溶体の内の１種または２種以
上の化合物からなる単層または複数層で構成された下地
層を介してＢ＿４Ｃ被覆層を形成してなる切削工具であ
って、 上記Ｂ＿４Ｃ被覆層は、厚さ：０．５〜３．０μｍを有
し、上記下地層は、厚さ：０．５〜５．０μｍを有する
ことを特徴とする炭化ホウ素被覆切削工具。 - （２）上記炭化ホウ素被覆切削工具は、スローアウェイ
チップであることを特徴とする請求項１記載の炭化ホウ
素被覆切削工具。 - （３）上記炭化ホウ素被覆切削工具は、ミニチュアドリ
ルであることを特徴とする請求項１記載の炭化ホウ素被
覆切削工具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16931490A JP2841749B2 (ja) | 1990-06-27 | 1990-06-27 | 炭化ホウ素被覆切削工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16931490A JP2841749B2 (ja) | 1990-06-27 | 1990-06-27 | 炭化ホウ素被覆切削工具 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0457605A true JPH0457605A (ja) | 1992-02-25 |
| JP2841749B2 JP2841749B2 (ja) | 1998-12-24 |
Family
ID=15884241
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16931490A Expired - Fee Related JP2841749B2 (ja) | 1990-06-27 | 1990-06-27 | 炭化ホウ素被覆切削工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2841749B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7264883B2 (en) | 2002-12-27 | 2007-09-04 | Kobe Steel, Ltd. | Hard coating film excellent in adhesion and manufacturing method thereof |
| JP2010207922A (ja) * | 2009-03-06 | 2010-09-24 | Mitsubishi Materials Corp | 表面被覆立方晶窒化ほう素基超高圧焼結材料製切削工具 |
-
1990
- 1990-06-27 JP JP16931490A patent/JP2841749B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7264883B2 (en) | 2002-12-27 | 2007-09-04 | Kobe Steel, Ltd. | Hard coating film excellent in adhesion and manufacturing method thereof |
| JP2010207922A (ja) * | 2009-03-06 | 2010-09-24 | Mitsubishi Materials Corp | 表面被覆立方晶窒化ほう素基超高圧焼結材料製切削工具 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2841749B2 (ja) | 1998-12-24 |
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