JPH0457606A - 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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- JPH0457606A JPH0457606A JP16931590A JP16931590A JPH0457606A JP H0457606 A JPH0457606 A JP H0457606A JP 16931590 A JP16931590 A JP 16931590A JP 16931590 A JP16931590 A JP 16931590A JP H0457606 A JPH0457606 A JP H0457606A
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Landscapes
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- 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。
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〕
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
びに合成樹脂厚板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、ＡＩ切削用スローア
ウェイチップ、プリント基板穴明は用ドリルなどに関す
るものである。
ホウ素と化合物を作らない非鉄金属およびその合金、並
びに合成樹脂厚板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、ＡＩ切削用スローア
ウェイチップ、プリント基板穴明は用ドリルなどに関す
るものである。
一般に、炭化ホウ素は、ＢＣからＢｅＣまであるとされ
ており、そのなかでもＢ４Ｃ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
３−２０３７６０号公報参照）。
ており、そのなかでもＢ４Ｃ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
３−２０３７６０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Ｂ４Ｃ被覆層が剥離しやすく、さらにＢ４Ｃ被覆層
の単一層の厚さは３．ＯｌＭを越えて厚くすると亀裂が
発生しやすく、それ以上厚くすることができないという
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Ｂ４Ｃ被覆層が剥離しやすく、さらにＢ４Ｃ被覆層
の単一層の厚さは３．ＯｌＭを越えて厚くすると亀裂が
発生しやすく、それ以上厚くすることができないという
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
着強度が優れるとともに厚さの厚い８４Ｃ被覆層を有す
る炭化ホウ素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つた結果、 Ｔｉ、Ｚｒ、およびＩｆ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被覆層（以下、Ｔｉ化合物被覆
層という）は、炭化タングステン基超硬合金母材表面に
対する付着強度が優れていると同時にＢ４Ｃ被覆層に対
する付着強度も優れており、上記Ｔ１化合物被覆層とＢ
４Ｃ被覆層とが交互に形成された複合被覆層は、Ｂ４Ｃ
被覆層とほぼ同等の耐摩耗性を有し、かつ上記複合被覆
層のＴｉ化合物被覆層を炭化タングステン基超硬合金母
材表面に接触させて被覆させることにより優れた付着強
度も得られるという知見を得たのである。
着強度が優れるとともに厚さの厚い８４Ｃ被覆層を有す
る炭化ホウ素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つた結果、 Ｔｉ、Ｚｒ、およびＩｆ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被覆層（以下、Ｔｉ化合物被覆
層という）は、炭化タングステン基超硬合金母材表面に
対する付着強度が優れていると同時にＢ４Ｃ被覆層に対
する付着強度も優れており、上記Ｔ１化合物被覆層とＢ
４Ｃ被覆層とが交互に形成された複合被覆層は、Ｂ４Ｃ
被覆層とほぼ同等の耐摩耗性を有し、かつ上記複合被覆
層のＴｉ化合物被覆層を炭化タングステン基超硬合金母
材表面に接触させて被覆させることにより優れた付着強
度も得られ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化合物
被覆層とＢ４Ｃ被覆層とが交互に形成されかつ最外層が
Ｂ４Ｃ被覆層からなる複合被覆層を有する切削工具であ
って、上記Ｂ４Ｃ被覆層は、厚さ二〇、５〜３．０μｍ
を有し、上記複合被覆層全体の厚さが１２．０ｘ以下で
ある炭化ホウ素被覆切削工具に特徴を有するものである
。
って、 炭化タングステン基超硬合金母材の表面に、Ｔｉ化合物
被覆層とＢ４Ｃ被覆層とが交互に形成されかつ最外層が
Ｂ４Ｃ被覆層からなる複合被覆層を有する切削工具であ
って、上記Ｂ４Ｃ被覆層は、厚さ二〇、５〜３．０μｍ
を有し、上記複合被覆層全体の厚さが１２．０ｘ以下で
ある炭化ホウ素被覆切削工具に特徴を有するものである
。
上記８４Ｃ被覆層の厚さを０．５〜３．０ｔｍとしたの
は、０．５ｕＭ未満であると、最外層としてＢ４Ｃ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。
は、０．５ｕＭ未満であると、最外層としてＢ４Ｃ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化合物被覆層と８４Ｃ被覆層とが交互に形成
され、Ｔｉ化合物被覆層が炭化タングステン基超硬合金
母材の表面に接するようにかり８４Ｃ被覆層が最外層と
なるように被覆すると付着強度および耐摩耗性の優れた
複合被覆層が得られるが、上記複合被覆層全体の厚さが
１２．０ｍを越えると靭性を高めることができないので
好ましくない。
され、Ｔｉ化合物被覆層が炭化タングステン基超硬合金
母材の表面に接するようにかり８４Ｃ被覆層が最外層と
なるように被覆すると付着強度および耐摩耗性の優れた
複合被覆層が得られるが、上記複合被覆層全体の厚さが
１２．０ｍを越えると靭性を高めることができないので
好ましくない。
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カラナ
リ、Ｓ Ｐ Ｇ Ｎ １２０３０ｇノ形状を有するＷｃ
基超超硬合金製チップそれぞれ平均粒径：３−のＢ４Ｃ
粉末、Ｔ Ｉ Ｂ ２粉末をホットプレスして得られた
直径：１００＋＋＋ｓ、厚さ：１０龍の寸法を有するＢ
４Ｃターゲット、およびＴ ｉＢ ２ターゲツトを用意
し、さらに焼結によって得られた直径：１００ｍｍ。
リ、Ｓ Ｐ Ｇ Ｎ １２０３０ｇノ形状を有するＷｃ
基超超硬合金製チップそれぞれ平均粒径：３−のＢ４Ｃ
粉末、Ｔ Ｉ Ｂ ２粉末をホットプレスして得られた
直径：１００＋＋＋ｓ、厚さ：１０龍の寸法を有するＢ
４Ｃターゲット、およびＴ ｉＢ ２ターゲツトを用意
し、さらに焼結によって得られた直径：１００ｍｍ。
厚さ： １０ｍｍの寸法を有するＴＩ金金属（Ｔ１．Ｚ
ｒ）合金、（Ｔｉ、Ｈｆ）合金、（Ｔｉ、ＨＬＺｒ）合
金製のターゲットを用意し、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５×１０’Ｔｏｒｒの真空
に保持し、ついで、上記Ｗｃ基超超硬合金製チップ内部
ヒーターにより約５００’Ｃに加熱すると共に一８００
ｖの負電圧を印荷した。
ｒ）合金、（Ｔｉ、Ｈｆ）合金、（Ｔｉ、ＨＬＺｒ）合
金製のターゲットを用意し、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５×１０’Ｔｏｒｒの真空
に保持し、ついで、上記Ｗｃ基超超硬合金製チップ内部
ヒーターにより約５００’Ｃに加熱すると共に一８００
ｖ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−ａｏｏｖにし、所定
の反応ガス、例えば、Ｎ２．ｃ２Ｈ２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’
Ｔｏｒｒの真空雰囲気中で第１表に示される厚さの複合
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１〜８、比較炭化ホウ素被覆ＷＣ基超硬合金製チ
ップ１〜３、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−ａｏｏｖにし、所定
の反応ガス、例えば、Ｎ２．ｃ２Ｈ２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’
Ｔｏｒｒの真空雰囲気中で第１表に示される厚さの複合
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１〜８、比較炭化ホウ素被覆ＷＣ基超硬合金製チ
ップ１〜３、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１〜８、比較炭化ホウ素被覆ＷＣ基超硬
合金製チップ１〜３、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ＯＪｍｍｌこ達
した時を寿命とし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１〜８、比較炭化ホウ素被覆ＷＣ基超硬
合金製チップ１〜３、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ＯＪｍｍｌこ達
した時を寿命とし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。
（１） 連続切削試験条件
被削材：１８％Ｓｉ含有Ａ１合金からなる直径：３００
ｍｍの円柱体、 切削速度： １０００ｍ／■ｉｎ。
ｍｍの円柱体、 切削速度： １０００ｍ／■ｉｎ。
送 リ＝０．２關／ｒｅｖ、、
切込み：１．５關、
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１〜８、比較炭化ホウ素被覆ＷＣ基超硬合金製チッ
プ１−３、および従来炭化ホウ素被ｉｗｃ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、欠けが生じたチップの
数を測定してそれらの結果を第１表に示した。
ップ１〜８、比較炭化ホウ素被覆ＷＣ基超硬合金製チッ
プ１−３、および従来炭化ホウ素被ｉｗｃ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、欠けが生じたチップの
数を測定してそれらの結果を第１表に示した。
（２）断続切削試験条件
被削材：１８％Ｓ１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■嘗の円柱体、 切削速度＋ １８０ｍ／ｓｕｎ。
に平行に４本の溝を有 する直径＝２００■嘗の円柱体、 切削速度＋ １８０ｍ／ｓｕｎ。
送 リ： ０．２ｍｍ／ｒｅｖ、、切込み：１ｍｍ
。
。
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
製ドリル用意し、このドリルを上記実施例１で用意した
直径：１００−謬、厚さ：１０１■のＢ４Ｃターゲット
、Ｔ ｉＢ ２ターゲツト、ＴＩ金属ターゲット、（Ｔ
ｉ、Ｈｒ）合金ターゲット、（Ｔｉ、Ｚｒ）合金ターゲ
ット、および（Ｔｉ、Ｈｆ’、Ｚｒ）合金ターゲットと
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。
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
製ドリル用意し、このドリルを上記実施例１で用意した
直径：１００−謬、厚さ：１０１■のＢ４Ｃターゲット
、Ｔ ｉＢ ２ターゲツト、ＴＩ金属ターゲット、（Ｔ
ｉ、Ｈｒ）合金ターゲット、（Ｔｉ、Ｚｒ）合金ターゲ
ット、および（Ｔｉ、Ｈｆ’、Ｚｒ）合金ターゲットと
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。
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超超硬合金製ドリル約５００℃に加熱すると共に
１００Ｖの負電圧を印荷し、一方、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、Ｂ４
Ｃ被覆層、並びにＴ ｉ Ｎ。
Ｘ １Ｏ−５Ｔｏｒｒの真空に保持し、ついで、上記
ＷＣＣ超超硬合金製ドリル約５００℃に加熱すると共に
１００Ｖの負電圧を印荷し、一方、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、Ｂ４
Ｃ被覆層、並びにＴ ｉ Ｎ。
Ｔｉｃ、Ｔ１ＣＮ、 （Ｔｉ、Ｈｆ’）Ｃ，（Ｔｉ、
Ｚｒ）Ｃ。
Ｚｒ）Ｃ。
（Ｔｉ、Ｈｒ）Ｎ、 （ＴＬＨｆ、Ｚｒ）Ｎ、 Ｔ
ｉ Ｂ２のチタン化合物被覆層をＷＣＣ超超硬合金製ド
リル表面形成し、本発明炭化ホウ素被覆ＷＣ基超硬合金
製ドリル１〜８、比較炭化ホウ素被覆ＷＣ基超硬合金製
ドリル１〜３、および従来炭化ホウ素被覆ＷＣ基超硬合
金製ドリルを作製した。
ｉ Ｂ２のチタン化合物被覆層をＷＣＣ超超硬合金製ド
リル表面形成し、本発明炭化ホウ素被覆ＷＣ基超硬合金
製ドリル１〜８、比較炭化ホウ素被覆ＷＣ基超硬合金製
ドリル１〜３、および従来炭化ホウ素被覆ＷＣ基超硬合
金製ドリルを作製した。
これらドリルを用い、厚さ：１．６■■の銅のプリント
基板を２枚重ねた板を、ドリル回転速度ニア００００ｒ
、ｐ、１．、穴明は速度＝２．Ｉｍ／ｓ４ｎ、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
削面に粗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。
基板を２枚重ねた板を、ドリル回転速度ニア００００ｒ
、ｐ、１．、穴明は速度＝２．Ｉｍ／ｓ４ｎ、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
削面に粗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１〜８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
性を有することかわかる。また比較炭化ホウ素被覆ＷＣ
基超硬合金製チップ１〜３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
ら外れている値に茶印を付して示した）、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１〜８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
性を有することかわかる。また比較炭化ホウ素被覆ＷＣ
基超硬合金製チップ１〜３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
ら外れている値に茶印を付して示した）、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基超硬合金製ドリル１〜８は、いずれも従来炭
化ホウ素被覆ＷＣ基超硬合金製ドリルに比べて、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Ｗ
Ｃ基超硬合金製ドリル１〜３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壷印を付して示した）、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基超硬合金製ドリル１〜８は、いずれも従来炭
化ホウ素被覆ＷＣ基超硬合金製ドリルに比べて、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Ｗ
Ｃ基超硬合金製ドリル１〜３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壷印を付して示した）、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
上澄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
上澄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被覆層とＢ＿４Ｃ被覆層とが交互に
形成され、最外層がＢ＿４Ｃ被覆層からなる複合被覆層
を有す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、上記複合被覆層全体の厚さが１２．０μｍ以下であ
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、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 |
|---|---|---|---|
| JP16931590A JPH0457606A (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 |
|---|---|---|---|
| JP16931590A JPH0457606A (ja) | 1990-06-27 | 1990-06-27 | 炭化ホウ素被覆切削工具 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0457606A true JPH0457606A (ja) | 1992-02-25 |
Family
ID=15884260
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16931590A Pending JPH0457606A (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) | JPH0457606A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009079266A (ja) * | 2007-09-26 | 2009-04-16 | Hitachi Tool Engineering Ltd | 皮膜 |
-
1990
- 1990-06-27 JP JP16931590A patent/JPH0457606A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009079266A (ja) * | 2007-09-26 | 2009-04-16 | Hitachi Tool Engineering Ltd | 皮膜 |
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