JPH05220604A - 硬質被覆層の密着性にすぐれた表面被覆切削工具 - Google Patents
硬質被覆層の密着性にすぐれた表面被覆切削工具Info
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- JPH05220604A JPH05220604A JP5711292A JP5711292A JPH05220604A JP H05220604 A JPH05220604 A JP H05220604A JP 5711292 A JP5711292 A JP 5711292A JP 5711292 A JP5711292 A JP 5711292A JP H05220604 A JPH05220604 A JP H05220604A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 表面被覆切削工具において、ＷＣ基超硬合金
基体またはＴｉＣＮ基サーメット基体の表面に対する硬
質被覆層の密着性を向上させる。 【構成】 ＷＣ基超硬合金基体またはＴｉＣＮ基サーメ
ット基体の表面に、ＴｉＣ、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ、および
ＴｉＣＮＯ、並びにＡｌ2 Ｏ3 のうちの２種以上の複層
からなる硬質被覆層を化学蒸着法にて形成してなる表面
被覆切削工具において、上記硬質被覆層の基体表面に対
する第１層を、Ｘ線回析における（４２２）面に最高ピ
ーク強度を示すＴｉＣＮで構成する。
基体またはＴｉＣＮ基サーメット基体の表面に対する硬
質被覆層の密着性を向上させる。 【構成】 ＷＣ基超硬合金基体またはＴｉＣＮ基サーメ
ット基体の表面に、ＴｉＣ、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ、および
ＴｉＣＮＯ、並びにＡｌ2 Ｏ3 のうちの２種以上の複層
からなる硬質被覆層を化学蒸着法にて形成してなる表面
被覆切削工具において、上記硬質被覆層の基体表面に対
する第１層を、Ｘ線回析における（４２２）面に最高ピ
ーク強度を示すＴｉＣＮで構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、硬質被覆層の炭化タ
ングステン（以下ＷＣで示す）基超硬合金基体または炭
窒化チタン（以下ＴｉＣＮで示す）基サーメット基体に
対する密着性のすぐれた表面被覆切削工具に関するもの
である。
ングステン（以下ＷＣで示す）基超硬合金基体または炭
窒化チタン（以下ＴｉＣＮで示す）基サーメット基体に
対する密着性のすぐれた表面被覆切削工具に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来、一般にＷＣ基超硬合金基体やＴｉ
ＣＮ基サーメット基体の表面に、化学蒸着法を用いて、
Ｔｉの炭化物、窒化物、炭窒化付物、および炭窒酸化
物、並びに酸化アルミニウム（以下、それぞれＴｉＣ、
ＴｉＮ、ＴｉＣＮ、およびＴｉＣＮＯ、並びにＡｌ2 Ｏ
3 で示す）のうちの２種以上の複層からなる硬質被覆層
を０．５〜２０μｍの平均層厚で形成してなる表面被覆
切削工具が各種鋼材などの連続切削や断続切削に広く用
いられていることは良く知られるところである。
ＣＮ基サーメット基体の表面に、化学蒸着法を用いて、
Ｔｉの炭化物、窒化物、炭窒化付物、および炭窒酸化
物、並びに酸化アルミニウム（以下、それぞれＴｉＣ、
ＴｉＮ、ＴｉＣＮ、およびＴｉＣＮＯ、並びにＡｌ2 Ｏ
3 で示す）のうちの２種以上の複層からなる硬質被覆層
を０．５〜２０μｍの平均層厚で形成してなる表面被覆
切削工具が各種鋼材などの連続切削や断続切削に広く用
いられていることは良く知られるところである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年の切削加工
の高速化および省力化に対する要求は厳しく、これに伴
ない高速切削や、高切込みおよび高送りなどの重切削が
強いられる傾向にあるが、上記の従来表面被覆切削工具
の場合、このような苛酷な条件下での切削では、表面被
覆層の基体表面に対する密着性が不十分であるために、
剥離が発生し易く、比較的短時間で使用寿命に至るのが
現状である。
の高速化および省力化に対する要求は厳しく、これに伴
ない高速切削や、高切込みおよび高送りなどの重切削が
強いられる傾向にあるが、上記の従来表面被覆切削工具
の場合、このような苛酷な条件下での切削では、表面被
覆層の基体表面に対する密着性が不十分であるために、
剥離が発生し易く、比較的短時間で使用寿命に至るのが
現状である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者は、上
述のような観点から、上記の従来表面被覆切削工具に着
目し、これの硬質被覆層の基体表面に対する密着性を向
上せしめるべく研究を行なった結果、硬質被覆層の基体
表面に対する第１層をＴｉＣＮ層に特定した上で、従来
のＴｉＣＮ層形成条件である、 温度：８８０〜９６０℃、 圧力：３０〜２００torr、 反応ガス組成：１≦ＴｉＣｌ4 ／ＣＨ3 ＣＮ≦９、 を、これに比して相対的に低温で、高ＴｉＣｌ4 ／ＣＨ
3 ＣＮ比である、 温度：７００〜８６０℃、 圧力：３０〜２００torr、 反応ガス組成：９＜ＴｉＣｌ4 ／ＣＨ3 ＣＮ≦１３、 とした条件でＴｉＣＮ層を形成すると、この結果形成さ
れたＴｉＣＮ層をＸ線回折により観察した場合、上記の
従来形成条件で形成したＴｉＣＮ層は、反応温度が高温
側に移行するにつれ、またＴｉＣｌ4 ／ＣＨ3 ＣＮ比が
９から１へ変化するにつれて、（２２０）面から（１１
１）面、さらに（２００）面へと最高ピーク強度が移行
するが、上記の低温および高ＴｉＣｌ4 ／ＣＨ3 ＣＮ比
とした条件で形成したＴｉＣＮ層は（４２２）面に最高
ピーク強度が現われるようになり、この（４２２）面に
最高ピーク強度が現われるＴｉＣＮ層は、最高ピーク強
度が（２２０）面、（１１１）面、および（２００）面
にそれぞれ最高ピーク強度が現われるＴｉＣＮ層に比し
て基体および硬質被覆層に対する密着性が著しく高くな
り、したがって苛酷な条件下での切削でも剥離の発生な
く、すぐれた切削性能を長期に亘って発揮するという研
究結果を得たのである。
述のような観点から、上記の従来表面被覆切削工具に着
目し、これの硬質被覆層の基体表面に対する密着性を向
上せしめるべく研究を行なった結果、硬質被覆層の基体
表面に対する第１層をＴｉＣＮ層に特定した上で、従来
のＴｉＣＮ層形成条件である、 温度：８８０〜９６０℃、 圧力：３０〜２００torr、 反応ガス組成：１≦ＴｉＣｌ4 ／ＣＨ3 ＣＮ≦９、 を、これに比して相対的に低温で、高ＴｉＣｌ4 ／ＣＨ
3 ＣＮ比である、 温度：７００〜８６０℃、 圧力：３０〜２００torr、 反応ガス組成：９＜ＴｉＣｌ4 ／ＣＨ3 ＣＮ≦１３、 とした条件でＴｉＣＮ層を形成すると、この結果形成さ
れたＴｉＣＮ層をＸ線回折により観察した場合、上記の
従来形成条件で形成したＴｉＣＮ層は、反応温度が高温
側に移行するにつれ、またＴｉＣｌ4 ／ＣＨ3 ＣＮ比が
９から１へ変化するにつれて、（２２０）面から（１１
１）面、さらに（２００）面へと最高ピーク強度が移行
するが、上記の低温および高ＴｉＣｌ4 ／ＣＨ3 ＣＮ比
とした条件で形成したＴｉＣＮ層は（４２２）面に最高
ピーク強度が現われるようになり、この（４２２）面に
最高ピーク強度が現われるＴｉＣＮ層は、最高ピーク強
度が（２２０）面、（１１１）面、および（２００）面
にそれぞれ最高ピーク強度が現われるＴｉＣＮ層に比し
て基体および硬質被覆層に対する密着性が著しく高くな
り、したがって苛酷な条件下での切削でも剥離の発生な
く、すぐれた切削性能を長期に亘って発揮するという研
究結果を得たのである。
【０００５】この発明は、上記の研究結果にもとづいて
なされたものであって、ＷＣ基超硬合金基体またはＴｉ
ＣＮ基サーメット基体の表面に、ＴｉＣ、ＴｉＮ、Ｔｉ
ＣＮ、およびＴｉＣＮＯ、並びにＡｌ2 Ｏ3 のうちの２
種以上の複層からなる硬質被覆層を化学蒸着法にて形成
してなる表面被覆切削工具において、上記硬質被覆層の
基体表面に対する第１層を、Ｘ線回折における（４２
２）面に最高ピーク強度を示すＴｉＣＮで構成すること
により硬質被覆層の密着性を向上せしめた表面被覆切削
工具に特徴を有するものである。
なされたものであって、ＷＣ基超硬合金基体またはＴｉ
ＣＮ基サーメット基体の表面に、ＴｉＣ、ＴｉＮ、Ｔｉ
ＣＮ、およびＴｉＣＮＯ、並びにＡｌ2 Ｏ3 のうちの２
種以上の複層からなる硬質被覆層を化学蒸着法にて形成
してなる表面被覆切削工具において、上記硬質被覆層の
基体表面に対する第１層を、Ｘ線回折における（４２
２）面に最高ピーク強度を示すＴｉＣＮで構成すること
により硬質被覆層の密着性を向上せしめた表面被覆切削
工具に特徴を有するものである。
【０００６】
【実施例】つぎに、この発明の表面被覆切削工具につい
て具体的に説明する。基体として、ＷＣ−１０％Ｃｏの
組成、およびＪＩＳ・ＳＥＥＮ４２ＡＦＴＮ１の形状を
有するＷＣ基超硬合金基体、並びにＴｉＣＮ−１０％Ｗ
Ｃ−１０％ＴａＣ−２％ＮｂＣ−１０％Ｃｏ−１０％Ｎ
ｉの組成（以上重量％）、およびＪＩＳ・ＳＥＥＮ４２
ＦＴＮ１の形状を有するＴｉＣＮ基サーメット基体を用
意し、これら基体の表面に、それぞれ表１〜４に示され
る条件で第１層としてのＴｉＣＮ層を形成し、ついでい
ずれもＴｉＣ層は、 温度：１０２０℃、 圧力：５０torr、 反応ガス組成：容量％で、８６．２％Ｈ2 −３．５％Ｔ
ｉＣｌ4 −１０．３％ＣＨ4 、 の条件で、ＴｉＮ層は、 温度：９２０℃、 圧力：１００torr、 反応ガス組成：容量％で、４９％Ｈ2 −２％ＴｉＣｌ4
−４９％Ｈ2 、 の条件で、ＴｉＣＮＯ層は、 温度：１０００℃、 圧力：１００torr、 反応ガス組成：容量％で、７６％Ｈ2 −４％ＴｉＣｌ4
−１０％Ｎ2 −１０％ＣＯ、 の条件で、さらにＡｌ2 Ｏ3 層は、 温度：１０２０℃、 圧力：５０torr、 反応ガス組成：容量％で、８５．７％Ｈ2 −９．５％Ｔ
ｉＣｌ3 −４．８％ＣＯ2 、 の条件で、上記第１層としてのＴｉＣＮ層の上に、さら
に表５〜８に示される組成および平均層厚の硬質被覆層
を形成することにより本発明表面被覆切削工具（以下、
本発明被覆工具という）１〜１６および従来表面被覆切
削工具（以下、従来被覆工具という）１〜１６をそれぞ
れ製造した。
て具体的に説明する。基体として、ＷＣ−１０％Ｃｏの
組成、およびＪＩＳ・ＳＥＥＮ４２ＡＦＴＮ１の形状を
有するＷＣ基超硬合金基体、並びにＴｉＣＮ−１０％Ｗ
Ｃ−１０％ＴａＣ−２％ＮｂＣ−１０％Ｃｏ−１０％Ｎ
ｉの組成（以上重量％）、およびＪＩＳ・ＳＥＥＮ４２
ＦＴＮ１の形状を有するＴｉＣＮ基サーメット基体を用
意し、これら基体の表面に、それぞれ表１〜４に示され
る条件で第１層としてのＴｉＣＮ層を形成し、ついでい
ずれもＴｉＣ層は、 温度：１０２０℃、 圧力：５０torr、 反応ガス組成：容量％で、８６．２％Ｈ2 −３．５％Ｔ
ｉＣｌ4 −１０．３％ＣＨ4 、 の条件で、ＴｉＮ層は、 温度：９２０℃、 圧力：１００torr、 反応ガス組成：容量％で、４９％Ｈ2 −２％ＴｉＣｌ4
−４９％Ｈ2 、 の条件で、ＴｉＣＮＯ層は、 温度：１０００℃、 圧力：１００torr、 反応ガス組成：容量％で、７６％Ｈ2 −４％ＴｉＣｌ4
−１０％Ｎ2 −１０％ＣＯ、 の条件で、さらにＡｌ2 Ｏ3 層は、 温度：１０２０℃、 圧力：５０torr、 反応ガス組成：容量％で、８５．７％Ｈ2 −９．５％Ｔ
ｉＣｌ3 −４．８％ＣＯ2 、 の条件で、上記第１層としてのＴｉＣＮ層の上に、さら
に表５〜８に示される組成および平均層厚の硬質被覆層
を形成することにより本発明表面被覆切削工具（以下、
本発明被覆工具という）１〜１６および従来表面被覆切
削工具（以下、従来被覆工具という）１〜１６をそれぞ
れ製造した。
【０００７】
【表１】
【０００８】
【表２】
【０００９】
【表３】
【００１０】
【表４】
【００１１】
【表５】
【００１２】
【表６】
【００１３】
【表７】
【００１４】
【表８】
【００１５】ついで、この結果得られた本発明被覆工具
１〜１６および従来被覆工具１〜１６について、硬質被
覆層をＸ線回折により観察し、第１層のＴｉＣＮ層に最
高ピーク強度が現われる結晶面を測定すると共に、本発
明被覆工具１〜８および従来被覆工具１〜８について
は、 被削材：ＳＣＭ４４０（硬さ：ＨB ２２０） 切削速度：２５０ｍ／min 、 切込み：２．５mm、 送り：０．２mm／刃（単刃切削）、 切削時間：６０min 、 の条件で鋼の乾式高切込みフライス切削試験を行ない、
また本発明被覆工具９〜１６および従来被覆工具９〜１
６については、 被削材：ＳＮＣＭ４３９（硬さ：ＨB ２７０） 切削速度：２００ｍ／min 、 切込み：２．５mm、 送り：０．２mm／刃（単刃切削）、 切削時間：４０min 、 の条件で鋼の乾式高切込みフライス切削試験を行ない、
いずれの場合も切刃のすくい面摩耗深さおよび逃げ面摩
耗幅を測定した。これらの測定結果を表５〜８に示し
た。
１〜１６および従来被覆工具１〜１６について、硬質被
覆層をＸ線回折により観察し、第１層のＴｉＣＮ層に最
高ピーク強度が現われる結晶面を測定すると共に、本発
明被覆工具１〜８および従来被覆工具１〜８について
は、 被削材：ＳＣＭ４４０（硬さ：ＨB ２２０） 切削速度：２５０ｍ／min 、 切込み：２．５mm、 送り：０．２mm／刃（単刃切削）、 切削時間：６０min 、 の条件で鋼の乾式高切込みフライス切削試験を行ない、
また本発明被覆工具９〜１６および従来被覆工具９〜１
６については、 被削材：ＳＮＣＭ４３９（硬さ：ＨB ２７０） 切削速度：２００ｍ／min 、 切込み：２．５mm、 送り：０．２mm／刃（単刃切削）、 切削時間：４０min 、 の条件で鋼の乾式高切込みフライス切削試験を行ない、
いずれの場合も切刃のすくい面摩耗深さおよび逃げ面摩
耗幅を測定した。これらの測定結果を表５〜８に示し
た。
【００１６】また、図１，２には、それぞれ本発明被覆
工具１および従来被覆工具１の硬質被覆層のＸ線回折測
定結果を示した。
工具１および従来被覆工具１の硬質被覆層のＸ線回折測
定結果を示した。
【００１７】
【発明の効果】表１〜８および図１，２に示される結果
から、硬質被覆層のＸ線回折で、第１層であるＴｉＣＮ
層の（４２２）面に最高ピーク強度が現われる本発明被
覆工具１〜１６は、いずれも硬質被覆層の基体表面に対
する密着性にすぐれているので、苛酷な条件下での切削
にも剥離の発生なく、すぐれた耐摩耗性を示すのに対し
て、ＴｉＣＮ層の（２２０）面、（１１１）面、および
（２００）面に最高ピーク強度が現われる従来被覆工具
１〜１６においては、硬質被覆層の基体表面に対する密
着性が不十分なので、切削試験途中で剥離や欠損が発生
し、使用寿命に至ることが明らかである。
から、硬質被覆層のＸ線回折で、第１層であるＴｉＣＮ
層の（４２２）面に最高ピーク強度が現われる本発明被
覆工具１〜１６は、いずれも硬質被覆層の基体表面に対
する密着性にすぐれているので、苛酷な条件下での切削
にも剥離の発生なく、すぐれた耐摩耗性を示すのに対し
て、ＴｉＣＮ層の（２２０）面、（１１１）面、および
（２００）面に最高ピーク強度が現われる従来被覆工具
１〜１６においては、硬質被覆層の基体表面に対する密
着性が不十分なので、切削試験途中で剥離や欠損が発生
し、使用寿命に至ることが明らかである。
【００１８】上述のように、この発明の表面被覆切削工
具は、硬質被覆層の第１層をＸ線回折で（４２２）面に
最高ピーク強度が現われるＴｉＣＮ層で構成することに
より基体表面に対する硬質被覆層の密着性が著しく向上
したものになっているので、高速切削や重切削などの苛
酷な条件での切削でも硬質被覆層に剥離の発生なく、著
しく長期に亘ってすぐれた切削性能を発揮し、切削加工
の高速化および省力化に対応することができるものであ
る。
具は、硬質被覆層の第１層をＸ線回折で（４２２）面に
最高ピーク強度が現われるＴｉＣＮ層で構成することに
より基体表面に対する硬質被覆層の密着性が著しく向上
したものになっているので、高速切削や重切削などの苛
酷な条件での切削でも硬質被覆層に剥離の発生なく、著
しく長期に亘ってすぐれた切削性能を発揮し、切削加工
の高速化および省力化に対応することができるものであ
る。
【図１】本発明被覆工具１の硬質被覆層のＸ線回折測定
結果を示す図である。
結果を示す図である。
【図２】従来被覆工具１の硬質被覆層のＸ線回折測定結
果を示す図である。
果を示す図である。
Claims (1)
- 【請求項１】 炭化タングステン基超硬合金基体または
炭窒化チタン基サーメット基体の表面に、Ｔｉの炭化
物、窒化物、炭窒化物、および炭窒酸化物、並びに酸化
アルミニウムのうちの２種以上の複層からなる硬質被覆
層を化学蒸着法にて形成してなる表面被覆切削工具にお
いて、 上記硬質被覆層の基体表面に対する第１層を、Ｘ線回折
における（４２２）面に最高ピーク強度を示す炭窒化チ
タンで構成したことを特徴とする硬質被覆層の密着性に
すぐれた表面被覆切削工具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4057112A JP2982476B2 (ja) | 1992-02-07 | 1992-02-07 | 硬質被覆層の密着性にすぐれた表面被覆切削工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4057112A JP2982476B2 (ja) | 1992-02-07 | 1992-02-07 | 硬質被覆層の密着性にすぐれた表面被覆切削工具 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05220604A true JPH05220604A (ja) | 1993-08-31 |
| JP2982476B2 JP2982476B2 (ja) | 1999-11-22 |
Family
ID=13046446
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4057112A Expired - Lifetime JP2982476B2 (ja) | 1992-02-07 | 1992-02-07 | 硬質被覆層の密着性にすぐれた表面被覆切削工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2982476B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1015710A (ja) * | 1996-07-05 | 1998-01-20 | Hitachi Tool Eng Ltd | 表面被覆超硬製切削工具 |
| EP1897970A1 (en) * | 2006-09-05 | 2008-03-12 | Tungaloy Corporation | Coated cutting tool and method for producing the same |
| US7422806B2 (en) * | 2004-08-11 | 2008-09-09 | Mitsubishi Materials Corporation | Surface-coated cermet cutting tool with hard coating layer having excellent chipping resistance in high-speed intermittent cutting work |
| US7597970B2 (en) | 2005-03-22 | 2009-10-06 | Kyocera Corporation | Surface coated member and cutting tool |
| US20120275870A1 (en) * | 2011-03-31 | 2012-11-01 | Sumitomo Electric Hardmetal Corp. | Surface-coated cutting tool and manufacturing method thereof |
| WO2018092791A1 (ja) * | 2016-11-16 | 2018-05-24 | 京セラ株式会社 | 切削インサート及び切削工具 |
-
1992
- 1992-02-07 JP JP4057112A patent/JP2982476B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1015710A (ja) * | 1996-07-05 | 1998-01-20 | Hitachi Tool Eng Ltd | 表面被覆超硬製切削工具 |
| US7422806B2 (en) * | 2004-08-11 | 2008-09-09 | Mitsubishi Materials Corporation | Surface-coated cermet cutting tool with hard coating layer having excellent chipping resistance in high-speed intermittent cutting work |
| US7597970B2 (en) | 2005-03-22 | 2009-10-06 | Kyocera Corporation | Surface coated member and cutting tool |
| EP1897970A1 (en) * | 2006-09-05 | 2008-03-12 | Tungaloy Corporation | Coated cutting tool and method for producing the same |
| US7906230B2 (en) | 2006-09-05 | 2011-03-15 | Tungaloy Corporation | Coated cutting tool and method for producing the same |
| US20120275870A1 (en) * | 2011-03-31 | 2012-11-01 | Sumitomo Electric Hardmetal Corp. | Surface-coated cutting tool and manufacturing method thereof |
| US8801817B2 (en) * | 2011-03-31 | 2014-08-12 | Sumitomo Electric Hardmetal Corp. | Surface-coated cutting tool and manufacturing method thereof |
| WO2018092791A1 (ja) * | 2016-11-16 | 2018-05-24 | 京セラ株式会社 | 切削インサート及び切削工具 |
| JPWO2018092791A1 (ja) * | 2016-11-16 | 2019-10-17 | 京セラ株式会社 | 切削インサート及び切削工具 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2982476B2 (ja) | 1999-11-22 |
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