JPH0463604A - 硬質層被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具の製造方法 - Google Patents
硬質層被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具の製造方法Info
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- JPH0463604A JPH0463604A JP17214690A JP17214690A JPH0463604A JP H0463604 A JPH0463604 A JP H0463604A JP 17214690 A JP17214690 A JP 17214690A JP 17214690 A JP17214690 A JP 17214690A JP H0463604 A JPH0463604 A JP H0463604A
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Landscapes
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (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、切削時に硬質被覆層が剥離を起しに＜＜、
すぐれた耐摩耗性および耐欠損性を示す硬質層被覆炭化
タングステン（以下、ＷＣと記す）超超硬合金製切削工
具の製造方法に関するものである。
すぐれた耐摩耗性および耐欠損性を示す硬質層被覆炭化
タングステン（以下、ＷＣと記す）超超硬合金製切削工
具の製造方法に関するものである。
従来、ＷＣＣ超超硬合金基体表面を表面粗さ：０．２−
以下（０，２５以下）になるまで鏡面研摩し、この鏡面
研摩したＷＣＣ超超硬合金基体表面にチタンの炭化物、
窒化物、炭窒化物、酸化アルミニウムおよびこれらの固
溶体のうち１種の単層または２種以上の複合層からなる
硬質層（以下、硬質層という）を被覆する硬質層被覆Ｗ
ＣＣ超超硬合金製切削工具製造方法は知られており（特
開昭８２−７４５０８号公報参照）、この製造方法によ
り得られた切削工具の摩耗量のばらつきは著しく小さく
なることも知られている。
以下（０，２５以下）になるまで鏡面研摩し、この鏡面
研摩したＷＣＣ超超硬合金基体表面にチタンの炭化物、
窒化物、炭窒化物、酸化アルミニウムおよびこれらの固
溶体のうち１種の単層または２種以上の複合層からなる
硬質層（以下、硬質層という）を被覆する硬質層被覆Ｗ
ＣＣ超超硬合金製切削工具製造方法は知られており（特
開昭８２−７４５０８号公報参照）、この製造方法によ
り得られた切削工具の摩耗量のばらつきは著しく小さく
なることも知られている。
しかしながら、上記ＷＣＣ超超硬合金基体表面を０．２
Ｓ以下に鏡面研摩し、その上に硬質層を化学蒸着法を用
いて被覆して得られた切削工具は、硬質被覆層の付着強
度が十分でなく、したがって高速切削、高送りおよび高
切込みなどの重切削に用いると上記硬質層が剥離し、工
具寿命も短いという問題点があった。
Ｓ以下に鏡面研摩し、その上に硬質層を化学蒸着法を用
いて被覆して得られた切削工具は、硬質被覆層の付着強
度が十分でなく、したがって高速切削、高送りおよび高
切込みなどの重切削に用いると上記硬質層が剥離し、工
具寿命も短いという問題点があった。
そこで、本発明者等は、かかる問題点を解決すべく研究
を行った結果、 表面を０．２Ｓ以下′に鏡面研摩したのち温度＝１００
０〜１３００℃の真空雰囲気中で５〜３０分間焼鈍処理
して得られたＷＣＣ超超硬合金基体表面化学蒸着法によ
り硬質層を被覆すると、上記ＷＣＣ超超硬合金基体表面
対する密着性の優れた硬質層が得られるという知見を得
たのである。
を行った結果、 表面を０．２Ｓ以下′に鏡面研摩したのち温度＝１００
０〜１３００℃の真空雰囲気中で５〜３０分間焼鈍処理
して得られたＷＣＣ超超硬合金基体表面化学蒸着法によ
り硬質層を被覆すると、上記ＷＣＣ超超硬合金基体表面
対する密着性の優れた硬質層が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なされたものであ
って、 ＷＣＣ超超硬合金基体表面を、表面粗さ：０．２ｔｓ以
下（０，２Ｓ以下）に鏡面研摩し、 この鏡面研摩したＷＣＣ超超硬合金基体温度：１０００
〜１３００℃の真空雰囲気中で５〜３０分間焼鈍し、つ
いで、この焼鈍したＷＣＣ超超硬合金基体表面に、硬質
層を被覆する硬質層被覆ＷＣＣ超超硬合金製切削工具製
造方法に特徴を有するものである。
って、 ＷＣＣ超超硬合金基体表面を、表面粗さ：０．２ｔｓ以
下（０，２Ｓ以下）に鏡面研摩し、 この鏡面研摩したＷＣＣ超超硬合金基体温度：１０００
〜１３００℃の真空雰囲気中で５〜３０分間焼鈍し、つ
いで、この焼鈍したＷＣＣ超超硬合金基体表面に、硬質
層を被覆する硬質層被覆ＷＣＣ超超硬合金製切削工具製
造方法に特徴を有するものである。
上記ＷＣＣ超超硬合金基体表面０．２Ｓ以下に鏡面研摩
しただけでは密着性の優れた硬質層が得られない原因と
しては、 ＷＣＣ超超硬合金基体表面０．２５以下に鏡面研摩した
だけでは、鏡面研摩時に生じたＷＣ粒子の破壊くずが結
合相であるＣＯに圧入され、一方鏡面研摩面に露出して
いるＷＣ粒子の表面にはＣＯが付着し、汚れた鏡面研摩
面が得られ、この汚れた鏡面研摩面に化学蒸着法により
硬質層を形成すると、化学蒸着法は９００℃以上の高温
度で行なわれるために、ＷＣＣ超超硬合金基体鏡面研摩
面に残存するＷＣ粒子のくずおよびＷＣ粒子に付着する
Ｃｏが反応し、ＷＣＣ超超硬合金基体硬質層の界面にＣ
ｏ Ｗ Ｃ、Ｃｏ ｅ Ｗｅ Ｃなどの複合炭化物
（以下、η相という）が形成され、この形成されたη相
が硬質層のＷＣＣ超超硬合金基体対する付着強度の低下
をもたらし、切削時に硬質層の剥離を起しやすくする。
しただけでは密着性の優れた硬質層が得られない原因と
しては、 ＷＣＣ超超硬合金基体表面０．２５以下に鏡面研摩した
だけでは、鏡面研摩時に生じたＷＣ粒子の破壊くずが結
合相であるＣＯに圧入され、一方鏡面研摩面に露出して
いるＷＣ粒子の表面にはＣＯが付着し、汚れた鏡面研摩
面が得られ、この汚れた鏡面研摩面に化学蒸着法により
硬質層を形成すると、化学蒸着法は９００℃以上の高温
度で行なわれるために、ＷＣＣ超超硬合金基体鏡面研摩
面に残存するＷＣ粒子のくずおよびＷＣ粒子に付着する
Ｃｏが反応し、ＷＣＣ超超硬合金基体硬質層の界面にＣ
ｏ Ｗ Ｃ、Ｃｏ ｅ Ｗｅ Ｃなどの複合炭化物
（以下、η相という）が形成され、この形成されたη相
が硬質層のＷＣＣ超超硬合金基体対する付着強度の低下
をもたらし、切削時に硬質層の剥離を起しやすくする。
ところが、上記表面を０．２Ｓ以下に鏡面研摩したＷＣ
Ｃ超超硬合金基体温度： １Ｇ００〜１３００℃で５〜
３０分間保持の真空焼鈍すると鏡面研摩されたＷＣＣ超
超硬合金基体表面ＷＣ粒子表面に付着しているＣｏは除
去され、結合相であるＣｏに圧入されたＷＣ粒子の破壊
くずは消失して洗浄され、洗浄されたＷＣＣ超超硬合金
基体表面に化学蒸着法により硬質層を形成するとＷＣＣ
超超硬合金基体硬質層の界面にはη相がほとんど生成せ
ず、そのために密着性の優れた硬質層が形成されるもの
と考えられる。
Ｃ超超硬合金基体温度： １Ｇ００〜１３００℃で５〜
３０分間保持の真空焼鈍すると鏡面研摩されたＷＣＣ超
超硬合金基体表面ＷＣ粒子表面に付着しているＣｏは除
去され、結合相であるＣｏに圧入されたＷＣ粒子の破壊
くずは消失して洗浄され、洗浄されたＷＣＣ超超硬合金
基体表面に化学蒸着法により硬質層を形成するとＷＣＣ
超超硬合金基体硬質層の界面にはη相がほとんど生成せ
ず、そのために密着性の優れた硬質層が形成されるもの
と考えられる。
また、ＷＣＣ超超硬合金基体鏡面研摩面を食刻し、上記
Ｃｏ中に圧入されているＷＣ粒子のくずおよびＷＣ粒子
の表面に付着しているＣｏを除去することも考えられる
が、上記食刻すると鏡面研摩時に発生したＷＣ粒子のク
ラックに沿って腐食が進行し、剥離しゃすいＷＣ粒子が
生成されるので好ましくない。
Ｃｏ中に圧入されているＷＣ粒子のくずおよびＷＣ粒子
の表面に付着しているＣｏを除去することも考えられる
が、上記食刻すると鏡面研摩時に発生したＷＣ粒子のク
ラックに沿って腐食が進行し、剥離しゃすいＷＣ粒子が
生成されるので好ましくない。
この発明において、ＷＣＣ超超硬合金基体表面粗さを０
，２虜以下（０，２Ｓ以下）にするたけてかなりのη相
発生抑制効果をもたらすが、それたけでは十分ではなく
、それらをさらに焼鈍することにより一層のη相発生抑
制効果が得られる。しかし上記焼鈍の条件も、温度：
１０００℃未満および保持時間＝５分未満ではη相発生
抑制の効果が現われず、一方、焼鈍温度： １３００℃
を越えて３０分より長時間保持するとＷＣＣ超超硬合金
基体ＣＯが融解し、基体が変形するので好ましくない。
，２虜以下（０，２Ｓ以下）にするたけてかなりのη相
発生抑制効果をもたらすが、それたけでは十分ではなく
、それらをさらに焼鈍することにより一層のη相発生抑
制効果が得られる。しかし上記焼鈍の条件も、温度：
１０００℃未満および保持時間＝５分未満ではη相発生
抑制の効果が現われず、一方、焼鈍温度： １３００℃
を越えて３０分より長時間保持するとＷＣＣ超超硬合金
基体ＣＯが融解し、基体が変形するので好ましくない。
ＷＣＣ超超硬合金基体表面粗さを０．２Ｓ以下にし、さ
らに焼鈍することによりη相の発生量が少なくなること
は、Ｘ線回折による相対強度の比較および村上式試薬腐
食液による顕微鏡組織観察により確認できた。
らに焼鈍することによりη相の発生量が少なくなること
は、Ｘ線回折による相対強度の比較および村上式試薬腐
食液による顕微鏡組織観察により確認できた。
〔実 施 例〕
つぎに、この発明を実施例にもとづいて具体的に説明す
る。
る。
原料粉末として、いずれも２〜５−の範囲内の平均粒径
を有するＷＣ粉末およびＣｏ粉末を用意し、これら原料
粉末をＣｏ粉末：９重量％、残りＷＣ粉末となるように
配合し、ボールミルにて７２時時間式粉砕混合し、乾燥
した後、１５Ｔｏｎ／ｃｄの圧力で圧粉体にプレス成形
し、この圧粉体を、温度： １４００℃、５ Ｘ １Ｏ
−２Ｔｏｒｒの真空雰囲気中、１時間保持の条件で焼結
し、上記配合組成と同一組成のＷＣＣ超超硬合金製造し
た。このＷＣＣ超超硬合金表面をダイヤモンド砥石を用
いて鏡面研摩することにより第１表に示される表面粗さ
とし、さらに第１表に示される条件で焼鈍した。
を有するＷＣ粉末およびＣｏ粉末を用意し、これら原料
粉末をＣｏ粉末：９重量％、残りＷＣ粉末となるように
配合し、ボールミルにて７２時時間式粉砕混合し、乾燥
した後、１５Ｔｏｎ／ｃｄの圧力で圧粉体にプレス成形
し、この圧粉体を、温度： １４００℃、５ Ｘ １Ｏ
−２Ｔｏｒｒの真空雰囲気中、１時間保持の条件で焼結
し、上記配合組成と同一組成のＷＣＣ超超硬合金製造し
た。このＷＣＣ超超硬合金表面をダイヤモンド砥石を用
いて鏡面研摩することにより第１表に示される表面粗さ
とし、さらに第１表に示される条件で焼鈍した。
上記条件で焼鈍して得られたＷＣＣ超超硬合金基体表面
に、下記の（１）〜（３）の条件で第１表に示される膜
質および厚さを有する硬質被覆層を形成し、本発明法１
〜１６、比較法１〜４および従来法による硬質層被覆Ｗ
ＣＣ超超硬合金製チップ作製した。
に、下記の（１）〜（３）の条件で第１表に示される膜
質および厚さを有する硬質被覆層を形成し、本発明法１
〜１６、比較法１〜４および従来法による硬質層被覆Ｗ
ＣＣ超超硬合金製チップ作製した。
（１）Ｔｉｃ硬質層被覆条件
温度： １０３０℃、
圧 カニ １００Ｔｏｒｒ 。
反応ガス組成：４ｖｏｆ）％Ｔ ｉ Ｃｆｌ ４−５ｖ
ｏｊ？％ＣＨ−９１ｖｏｉ１％Ｈ２、 （２）ＴｉＮ硬質層被覆条件 温度：９８０℃、 圧カニ １００Ｔｏｒｒ 反応ガス組成：４ｖｏＩＩ％Ｔ ｔ Ｃｉ） ４ ８
ｖｏ１％Ｎ −８８ｖｏＮ％Ｈ２、 （３）ＴＬＣＮ硬質層被覆条件 温 度： １０００℃、 圧 カニ １ｏｏＴｏｒｒ ％ 反応ガス組成：４ｖｏｐ％Ｔ ｉ Ｃｆｌ ４−３ｖｏ
１％ＣＨ−４ｖｏ１％Ｎ ２ ８９ｖｏ１ ％Ｈ２、 上記第１表に示される本発明法１〜１Ｂ、比較法１〜４
および従来法で作製した硬質層被覆ＷＣＣ超超硬合金製
チップついて、 被削材： Ｓ Ｎ ＣＭ４３９（ＨＢ２７０）、切削速
度： １８０ ｍ／＋ｇｉｎ 。
ｏｊ？％ＣＨ−９１ｖｏｉ１％Ｈ２、 （２）ＴｉＮ硬質層被覆条件 温度：９８０℃、 圧カニ １００Ｔｏｒｒ 反応ガス組成：４ｖｏＩＩ％Ｔ ｔ Ｃｉ） ４ ８
ｖｏ１％Ｎ −８８ｖｏＮ％Ｈ２、 （３）ＴＬＣＮ硬質層被覆条件 温 度： １０００℃、 圧 カニ １ｏｏＴｏｒｒ ％ 反応ガス組成：４ｖｏｐ％Ｔ ｉ Ｃｆｌ ４−３ｖｏ
１％ＣＨ−４ｖｏ１％Ｎ ２ ８９ｖｏ１ ％Ｈ２、 上記第１表に示される本発明法１〜１Ｂ、比較法１〜４
および従来法で作製した硬質層被覆ＷＣＣ超超硬合金製
チップついて、 被削材： Ｓ Ｎ ＣＭ４３９（ＨＢ２７０）、切削速
度： １８０ ｍ／＋ｇｉｎ 。
送 リ： ＯＪ５龍／ｒｅｖ、、
切込み：３龍、
冷却油：なし、
切削時間： ３０ａｉｎ、、
の条件で高送り連続切削試験を行ない、チップ切刃の逃
げ面摩耗幅を測定することにより耐摩耗性を評価し、か
つ硬質被覆層の剥離状況を観察することによって耐剥離
性を評価し、これらの結果を第１表に示した。
げ面摩耗幅を測定することにより耐摩耗性を評価し、か
つ硬質被覆層の剥離状況を観察することによって耐剥離
性を評価し、これらの結果を第１表に示した。
第１表に示される結果から、本発明法１〜１Ｂで作製さ
れた硬質層被覆ＷＣＣ超超硬合金製チップおいては、い
ずれも硬質被覆層の剥離がなく、あっても極く僅かであ
ることから優れた耐摩耗性を示すのに対し、焼鈍しない
従来法で作製されたものにあっては、硬質被覆層の剥離
が大きく、さらに、この発明の条件から外れた比較法１
〜４で作製されたチップは剥離または逃げ面摩耗幅の少
なくともいずれかが劣っていることがわかる。
れた硬質層被覆ＷＣＣ超超硬合金製チップおいては、い
ずれも硬質被覆層の剥離がなく、あっても極く僅かであ
ることから優れた耐摩耗性を示すのに対し、焼鈍しない
従来法で作製されたものにあっては、硬質被覆層の剥離
が大きく、さらに、この発明の条件から外れた比較法１
〜４で作製されたチップは剥離または逃げ面摩耗幅の少
なくともいずれかが劣っていることがわかる。
上述のように、この発明の方法によれば、長期にわたっ
て優れた性能を有する切削工具を提供することかでき、
産業上すぐれた効果を奏するものである。
て優れた性能を有する切削工具を提供することかでき、
産業上すぐれた効果を奏するものである。
二 三菱金属株式会社
外１名
Claims (1)
- （１）炭化タングステン基超硬合金基体の表面を表面粗
さ：０．２μｍ以下（０．２Ｓ以下）に鏡面研摩し、こ
の鏡面研摩した炭化タングステン基超硬合金基体を温度
：１０００〜１３００℃の真空雰囲気中で５〜３０分間
焼鈍し、 ついで、この焼鈍した炭化タングステン基超硬合金基体
の表面に、チタンの炭化物、窒化物、炭窒化物、酸化ア
ルミニウムおよびこれらの固溶体のうち１種の単層また
は２種以上の複合層からなる硬質層を被覆することを特
徴とする硬質層被覆炭化タングステン基超硬合金製切削
工具の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17214690A JPH0463604A (ja) | 1990-06-29 | 1990-06-29 | 硬質層被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17214690A JPH0463604A (ja) | 1990-06-29 | 1990-06-29 | 硬質層被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0463604A true JPH0463604A (ja) | 1992-02-28 |
Family
ID=15936418
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17214690A Pending JPH0463604A (ja) | 1990-06-29 | 1990-06-29 | 硬質層被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0463604A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6737178B2 (en) * | 1999-12-03 | 2004-05-18 | Sumitomo Electric Industries Ltd. | Coated PCBN cutting tools |
-
1990
- 1990-06-29 JP JP17214690A patent/JPH0463604A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6737178B2 (en) * | 1999-12-03 | 2004-05-18 | Sumitomo Electric Industries Ltd. | Coated PCBN cutting tools |
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