JPH06108253A - 被覆超硬合金 - Google Patents

被覆超硬合金

Info

Publication number
JPH06108253A
JPH06108253A JP25947092A JP25947092A JPH06108253A JP H06108253 A JPH06108253 A JP H06108253A JP 25947092 A JP25947092 A JP 25947092A JP 25947092 A JP25947092 A JP 25947092A JP H06108253 A JPH06108253 A JP H06108253A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hard layer
cemented carbide
base material
hard
nitrides
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP25947092A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3110890B2 (ja
Inventor
Toshihiko Ogino
俊彦 荻野
Hiroaki Kubo
裕明 久保
Yoji Yamaguchi
洋司 山口
Tsukasa Enokizono
宰 榎木園
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP04259470A priority Critical patent/JP3110890B2/ja
Publication of JPH06108253A publication Critical patent/JPH06108253A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3110890B2 publication Critical patent/JP3110890B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】炭化タングステンを主成分とし、周期律表第4
a、5a、6a族金属の炭化物、窒化物、炭窒化物の群
より選ばれる少なくとも1種を含む硬質粒子と、鉄族金
属を主とする結合相からなる超硬合金母材の表面を、例
えばブラシ研磨して平均表面粗さRaが0.15〜0.
4μmで、さらにランダムな方向に研磨傷が形成された
表面に、TiC、TiN、TiCN、Al2 3 などの
硬質層を形成して被覆超硬合金を得る。 【効果】硬質層の母材に対する付着強度を高めることが
でき、これにより鋼や鋳鉄の切削加工時に発生する硬質
層の剥離による刃先の異常損傷を抑制することができ、
切削工具の寿命を向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、鋼や鋳鉄の切削に適
し、その表面に硬質層を形成した被覆超硬合金に関する
ものであり、詳細には、被覆層の超硬合金母材への付着
性の改善に関するものである。
【0002】
【従来技術】従来、超硬合金は、切削工具に適した材料
として多用されているが、硬度が小さいことからこの超
硬合金の表面に硬質膜を形成することにより耐摩耗性を
向上させた、いわゆる被覆超硬合金が知られている。
【0003】通常、超硬合金の表面に硬質層を形成する
場合には、通常、焼成された超硬合金の焼き肌面に直接
硬質層を形成したり、母材表面を加工した後に硬質層を
形成することが行われている。母材表面の加工方法とし
ては、例えば、ダイヤモンド、GC砥石によって研削加
工する方法や、バレル研磨する方法などが知られている
が、最近では、ダイヤモンド砥粒により鏡面仕上げ加工
した後に硬質層を形成することによりチップ間の摩耗量
のバラツキを低減する方法が特開昭62−74508号
に提案されている。また、硬質層の付着性を改善するた
めに、鏡面加工した後に所定の熱処理を行うことも特開
平4−63604号に提案されている。
【0004】その他、母材表面を滑らかにする方法とし
ては、砥石の粒度、砥粒の粒度を細かくする方法もあ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする問題点】従来の方法におい
て、母材の焼き肌面に直接硬質層を形成する場合には、
超硬合金表面に焼結により不可避的に発生する脱炭層や
金属富化層などの異質層が存在し、しかも表面粗さが大
きいために母材の硬質層の付着性が低下し、切削時に膜
剥離を生じてしまうという問題があった。また、母材表
面を研削加工する方法では、異質層をある程度除去でき
るが、研削加工後に超硬合金表面に一方向に並んだ研磨
傷が残り、これにより母材と硬質層の付着強度に方向性
が発生し、応力の方向によって剥離することがあった。
また、母材表面を鏡面加工する方法によれば、母材と硬
質層との付着性が不十分であり、さらに熱処理する方法
では工程数が増えるための量産的でないなどの問題があ
った。
【0006】
【問題点を解決するための手段】本発明者等は上記の問
題点について検討を重ねた結果、焼成後の超硬合金の表
面をその中心平均粗さRaが0.15〜0.4μmとな
る程度に加工し、その後硬質層を形成することにより、
硬質層の母材との付着性が向上することを知見したもの
である。
【0007】本発明は、上記の知見に基づき、炭化タン
グステンを主成分とし、周期律表第4a、5a、6a族
金属の炭化物、窒化物、炭窒化物の群より選ばれる少な
くとも1種を含む硬質粒子と、鉄族金属を主とする結合
相からなる超硬合金母材の表面に、周期律表第4a、5
a族金属およびAlの炭化物、窒化物、炭窒化物、酸化
物から選ばれる少なくとも1種の単層もくしは複数層か
らなる硬質層を被覆してなる被覆超硬合金において、前
記超硬合金母材の少なくとも刃先を含む表面の平均表面
粗さRaが0.15〜0.4μmであることを特徴とす
るものであり、特に母材の表面処理によってランダムな
方向に研磨傷が形成されていることが望ましい。
【0008】以下、本発明を詳述する。本発明により用
いられる超硬合金母材は、従来から一般的に用いられる
超硬合金が採用され、具体的には炭化タングステンを主
成分として、さらにTi、Zr、Hf、V、Nb、M
o、Crなどの周期律表第4a、5a、6a族金属の炭
化物、窒化物、炭窒化物の群より選ばれる少なくとも1
種を含む硬質粒子と、Co、Niなどの鉄族金属を主と
する結合相からなるもので、硬質相は全量中85〜92
体積%、結合相は8〜15体積%の割合で存在する。
【0009】この超硬合金は、通常、硬質相および結合
相を形成する各成分の原料粉末を所定の割合で混合し、
成形したものを1350〜1550℃の真空雰囲気中で
焼成することにより得られる。
【0010】一方、上記の超硬合金母材の表面に形成さ
れる硬質層は、TiC、TiCN、TiN、TiAl
N、Al2 3 などの周期律表第4a、5a族金属およ
びAlの炭化物、窒化物、炭窒化物、酸化物から選ばれ
る少なくとも1種を単層または複数層形成したものから
構成される。通常、このような硬質層は、化学気相成長
法や、スパッタリング法、蒸着法などの物理蒸着法など
によって、1〜15μmの膜厚で形成される。
【0011】超硬合金母材は、焼成後の焼き肌面には前
述した通り、脱炭層や金属富化層などの異質層が存在
し、しかもその表面粗さは平均粗さRaでおよそ0.7
μm以上と非常に大きい。このような異質層の存在は、
硬質層と母材との付着性を低下させるために除去するこ
とが必要である。
【0012】そこで、本発明によれば、この異質層を除
去すると同時に表面の粗さを平均粗さRaで0.15〜
0.4μmとなるように表面処理を行うことが重要であ
る。
【0013】この時の平均表面粗さを上記の範囲に限定
したのは、Raが0.15μmより小さいと、硬質層の
すべりによる剥離が生じ、Raが0.4μmを越える
と、母材表面の凹凸が大きいためにその付着性が低下し
硬質層の膜剥離が生じるためである。
【0014】超硬合金の表面粗さを制御する方法として
各種の方法が知られているが、例えば、バレル研磨によ
れば上記の表面粗さまで研磨することは難しく、しかも
研磨傷に方向性があるために硬質層の密着が不均一で剥
離に方向性が生じてしまい、また、ダイヤモンドブラシ
による方法では、鏡面加工されて表面粗さが上記の範囲
より小さくなりすぎ、本発明の範囲に制御することが難
しい。
【0015】そこで、本発明によれば、ブラシ研磨を用
いると上記の表面粗さに加工することが容易となる。ま
た、このブラシ研磨によれば、研磨後の表面にはランダ
ムな方向に研磨傷が形成されることから、硬質層を形成
しても付着性が均一であり、高い付着性が付与される。
【0016】
【作用】本発明によれば、硬質層を形成する超硬合金表
面を平均粗さRaで0.15〜0.4μmに制御するこ
とにより、硬質層の母材への付着性を向上させることが
できる。さらに、その超硬合金表面にランダムな方向に
研磨傷を形成することにより、硬質層の外部からの応力
に対する耐力に方向性がないことから硬質層の母材への
均一な付着性を付与することができる。これにより、異
常摩耗を生じることなく安定した切削性能を有する切削
工具を得ることができる。
【0017】
【実施例】原料粉末として、市販の平均粒径が6μmの
WC粉末、Co粉末、TiC粉末、TaC粉末を準備
し、これらの粉末をWC85重量%、TiC3重量%、
TiN0.15重量%、TaC粉末4.85重量%、C
o7重量%からなる組成に配合し、さらにC粉末を添加
し、振動ミルにて12時間湿式混合粉砕し乾燥後、SN
MG120408形状に成形した。
【0018】この成形体を真空中1450℃で1時間保
持して焼結し、内部にC−3型有孔度の遊離炭素を含む
超硬合金母材を作製した。
【0019】この母材の表面には、脱炭によるポアが発
生した異質層が存在していた。この母材の外表面(逃げ
面)をダイヤモンドブラシで砥粒および処理時間を変え
てブラシ研磨した本発明品とバレル研磨したもの、そし
てダイヤモンドパウダーで鏡面加工したものにCVD法
にてTiC7μm、Al2 3 3μmからなる硬質層を
形成し、表面の粗さと硬質層の付着強度をスクラッチテ
スターにて測定し、比較した結果を表1に示した。
【0020】
【表1】
【0021】表1から明らかなように、本発明に基づ
き、表面粗さが0.15〜0.4μmに制御された試料
はいずれも高い付着力を示した。
【0022】次に、被削材SCM435を周速260m
/min、切り込み2mm、送り0.3mm/revで
10分間切削後、逃げ面における硬質層の剥離状態を観
察したところ、本発明品は全く剥離は認められなかった
が、バレル研磨および鏡面加工により表面粗さがRaで
0.15〜0.4μmを逸脱した試料は、いずれも剥離
が発生した。なお、母材の表面加工後の表面観察におい
ては、ブラシ研磨した本発明品の母材表面にはランダム
な研磨傷が形成されていた。
【0023】実施例2 原料粉末として、市販の平均粒径が6μmのWC粉末、
Co粉末、TiC粉末、TaC粉末を準備し、これらの
粉末をWC90重量%、TiC2重量%、TaC粉末2
重量%、Co6重量%からなる組成に配合し、振動ミル
にて12時間湿式混合粉砕し乾燥後、CNMA1204
12形状に成形した。この成形体を真空中1500℃で
1時間保持して焼結し超硬合金母材を作製した。
【0024】この超硬合金の表面を実施例1と同様にブ
ラシ研磨、バレル研磨および鏡面加工を施し、その表面
にTiN、TiCおよびAl2 3 からなる硬質層をC
VD法により形成し、硬質層の付着強度を測定した。測
定の結果、表2に示すように実施例1と同様に本発明の
超硬合金は優れた付着性を示した。
【0025】
【表2】
【0026】次に、被削材としてFCD45の幅5mm
の4本溝入りのスリーブ材(鋳込み品)を周速200m
/min、切り込み1.5mm、送り0.3mm/re
vで15分間切削後、ノーズ摩耗の形態を観察したとこ
ろ、本発明品では、その摩耗形態は刃先に平行で直線的
であったが、バレル研磨品、鏡面加工品では凹凸の激し
い摩耗形態であった。なお、母材の表面加工後の表面観
察においては、実施例1と同様に本発明品の母材表面に
はランダムな研磨傷が形成されていた。
【0027】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明によれば、硬
質層の母材に対する付着強度を高めることができ、これ
により鋼や鋳鉄の切削加工時に発生する硬質層の剥離に
よる刃先の異常損傷を抑制することができ、切削工具の
寿命を向上できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C23C 14/06 9271−4K 16/06 7325−4K (72)発明者 榎木園 宰 鹿児島県川内市高城町1810番地 京セラ株 式会社鹿児島川内工場内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】炭化タングステンを主成分とし、周期律表
    第4a、5a、6a族金属の炭化物、窒化物、炭窒化物
    の群より選ばれる少なくとも1種を含む硬質粒子と、鉄
    族金属を主とする結合相からなる超硬合金母材の表面
    に、周期律表第4a、5a族金属およびAlの炭化物、
    窒化物、炭窒化物、酸化物から選ばれる少なくとも1種
    の単層もくしは複数層からなる硬質層を被覆してなる被
    覆超硬合金において、前記超硬合金母材の少なくとも刃
    先を含む表面の平均表面粗さRaが0.15〜0.4μ
    mであることを特徴とする被覆超硬合金。
  2. 【請求項2】前記母材表面にランダムな方向に研磨傷が
    形成されていることを特徴とする請求項1記載の被覆超
    硬合金。
JP04259470A 1992-09-29 1992-09-29 被覆超硬合金 Expired - Fee Related JP3110890B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP04259470A JP3110890B2 (ja) 1992-09-29 1992-09-29 被覆超硬合金

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP04259470A JP3110890B2 (ja) 1992-09-29 1992-09-29 被覆超硬合金

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06108253A true JPH06108253A (ja) 1994-04-19
JP3110890B2 JP3110890B2 (ja) 2000-11-20

Family

ID=17334527

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP04259470A Expired - Fee Related JP3110890B2 (ja) 1992-09-29 1992-09-29 被覆超硬合金

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3110890B2 (ja)

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09241826A (ja) * 1996-03-05 1997-09-16 Ngk Spark Plug Co Ltd 超硬合金構造体、その製造方法及びそれを用いた切削工具
WO1998017838A1 (fr) * 1996-10-23 1998-04-30 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Materiau recouvert et son procede de fabrication
JP2001502246A (ja) * 1995-07-14 2001-02-20 ケンナメタル インコーポレイテッド 切削工具
EP1253124A1 (en) * 2001-04-17 2002-10-30 Toshiba Tungaloy Co., Ltd. Highly adhesive surface-coated cemented carbide and method for producing the same
US6723389B2 (en) 2000-07-21 2004-04-20 Toshiba Tungaloy Co., Ltd. Process for producing coated cemented carbide excellent in peel strength
US6737178B2 (en) * 1999-12-03 2004-05-18 Sumitomo Electric Industries Ltd. Coated PCBN cutting tools
EP1396303A3 (en) * 2002-09-03 2004-05-19 Mitsubishi Materials Corporation Drill and production method thereof
JP2007031779A (ja) * 2005-07-27 2007-02-08 Tungaloy Corp 被覆焼結合金
WO2008105519A1 (ja) * 2007-02-28 2008-09-04 Kyocera Corporation 切削工具およびその製造方法
EP2152926A1 (en) * 2007-04-27 2010-02-17 Taegutec Ltd. Coated cemented carbide cutting tools and method for pre-treating and coating to produce cemented carbide cutting tools
US7732066B2 (en) * 2001-12-26 2010-06-08 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Surface-coated machining tools
JP2011115945A (ja) * 2011-03-14 2011-06-16 Kyocera Corp スローアウェイチップ
WO2018181272A1 (ja) * 2017-03-29 2018-10-04 京セラ株式会社 被覆工具及び切削工具
US11298750B2 (en) 2019-02-15 2022-04-12 Tungaloy Corporation Coated cutting tool

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016111517A1 (ko) 2015-01-06 2016-07-14 장진태 마운팅 부재

Cited By (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001502246A (ja) * 1995-07-14 2001-02-20 ケンナメタル インコーポレイテッド 切削工具
JPH09241826A (ja) * 1996-03-05 1997-09-16 Ngk Spark Plug Co Ltd 超硬合金構造体、その製造方法及びそれを用いた切削工具
WO1998017838A1 (fr) * 1996-10-23 1998-04-30 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Materiau recouvert et son procede de fabrication
US6214479B1 (en) 1996-10-23 2001-04-10 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Covered member and method of producing the same
US6737178B2 (en) * 1999-12-03 2004-05-18 Sumitomo Electric Industries Ltd. Coated PCBN cutting tools
US6723389B2 (en) 2000-07-21 2004-04-20 Toshiba Tungaloy Co., Ltd. Process for producing coated cemented carbide excellent in peel strength
EP1253124A1 (en) * 2001-04-17 2002-10-30 Toshiba Tungaloy Co., Ltd. Highly adhesive surface-coated cemented carbide and method for producing the same
US6589602B2 (en) 2001-04-17 2003-07-08 Toshiba Tungaloy Co., Ltd. Highly adhesive surface-coated cemented carbide and method for producing the same
US7732066B2 (en) * 2001-12-26 2010-06-08 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Surface-coated machining tools
EP1396303A3 (en) * 2002-09-03 2004-05-19 Mitsubishi Materials Corporation Drill and production method thereof
EP1632301A3 (en) * 2002-09-03 2006-03-15 Mitsubishi Materials Corporation Drill and production method thereof
US7306411B2 (en) 2002-09-03 2007-12-11 Mitsubishi Materials Corporation Drill with groove width variation along the drill and double margin with a thinning section at the tip
EP1632301A2 (en) * 2002-09-03 2006-03-08 Mitsubishi Materials Corporation Drill and production method thereof
JP2007031779A (ja) * 2005-07-27 2007-02-08 Tungaloy Corp 被覆焼結合金
WO2008105519A1 (ja) * 2007-02-28 2008-09-04 Kyocera Corporation 切削工具およびその製造方法
EP2152926A1 (en) * 2007-04-27 2010-02-17 Taegutec Ltd. Coated cemented carbide cutting tools and method for pre-treating and coating to produce cemented carbide cutting tools
JP2010524710A (ja) * 2007-04-27 2010-07-22 デグテック エルティーディー コーティングされた超硬合金切削工具とその製造のための前処理及びコーティング方法
US8399103B2 (en) 2007-04-27 2013-03-19 Taegutec, Ltd. Coated cemented carbide cutting tools and method for pre-treating an coating to produce cemented carbide cutting tools
EP2152926A4 (en) * 2007-04-27 2012-01-25 Taegu Tec Ltd COATED SEALED CARBIDE CUTTING TOOLS AND METHOD FOR PRE-TREATING AND APPLYING A COATING FOR THE PRODUCTION OF CEMENTED CARBIDE CUTTING TOOLS
JP2011115945A (ja) * 2011-03-14 2011-06-16 Kyocera Corp スローアウェイチップ
WO2018181272A1 (ja) * 2017-03-29 2018-10-04 京セラ株式会社 被覆工具及び切削工具
JPWO2018181272A1 (ja) * 2017-03-29 2020-02-06 京セラ株式会社 被覆工具及び切削工具
US11298750B2 (en) 2019-02-15 2022-04-12 Tungaloy Corporation Coated cutting tool

Also Published As

Publication number Publication date
JP3110890B2 (ja) 2000-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100771026B1 (ko) 표면 피복 입방정 질화 붕소 소결체 공구 및 그 제조 방법
JPH06108253A (ja) 被覆超硬合金
JP5099747B2 (ja) 被覆サーメット切削工具
CN101318231A (zh) 带涂层的切削刀具刀片
JP2009202264A (ja) 切削工具及び切削工具の製造方法
JP5402507B2 (ja) 表面被覆切削工具
JPS6059086B2 (ja) 被覆セラミツク工具
JP3132981B2 (ja) 切断砥石
JPH0428854A (ja) 被覆工具用基材の表面処理方法
JPS5928628B2 (ja) 表面被覆超硬合金工具
JP3643639B2 (ja) 超硬合金構造体、その製造方法及びそれを用いた切削工具
JP2005248309A (ja) 超硬合金および被覆超硬合金
JP2002275571A (ja) cBN基焼結体およびその被覆工具
JP3984030B2 (ja) 被覆超硬合金工具
JPS63306805A (ja) ダイヤモンド被覆切削工具
JPH06246513A (ja) 硬質被覆層がすぐれた密着性を有する表面被覆窒化けい素基セラミックス製切削工具
JP2596429B2 (ja) 超硬合金
JP2005028520A (ja) 硬質膜被覆工具
JP2002370171A (ja) 電着砥石
JP3132980B2 (ja) 切断砥石
JPH09248703A (ja) 硬質被覆層がすぐれた耐欠損性を有する表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具
JP4290869B2 (ja) 切削工具の製造方法
JP2814452B2 (ja) 表面調質焼結合金及びその製造方法並びにその合金に硬質膜を被覆してなる被覆表面調質焼結合金
JP3422029B2 (ja) 窒化ホウ素被覆硬質材料およびその製造法
JP2008038174A (ja) 超硬合金および被覆超硬合金

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070914

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080914

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080914

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090914

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 9

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090914

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100914

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 11

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110914

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120914

Year of fee payment: 12

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees