JPH06158325A - 硬質被覆層の耐摩耗性が向上した表面被覆サーメット製切削工具 - Google Patents
硬質被覆層の耐摩耗性が向上した表面被覆サーメット製切削工具Info
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- JPH06158325A JPH06158325A JP33817792A JP33817792A JPH06158325A JP H06158325 A JPH06158325 A JP H06158325A JP 33817792 A JP33817792 A JP 33817792A JP 33817792 A JP33817792 A JP 33817792A JP H06158325 A JPH06158325 A JP H06158325A
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Abstract
質被覆層の耐摩耗性を向上させる。 【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,TiC
NO、および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サ
ーメット製切削工具において、上記硬質被覆層のうちの
基体表面に接する第1層を除く構成層のうちの少なくと
も1層をTiCNで構成し、かつこのTiCN層のうち
の少なくとも1層を、X線回折における(422)面に
最高ピーク強度を示すTiCNで構成する。
Description
性が従来のそれと比して一段と向上した表面被覆サーメ
ット製切削工具に関するものである。
WCで示す)基超硬合金や炭窒化チタン(以下、TiC
Nで示す)基サーメットなどのサーメット基体の表面
に、化学蒸着法にて、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(以
下、それぞれTiC,TiN,TiCN,TiCNO、
およびAl2 O3 で示す)のうちの1種の単層または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サーメット製切削工
具が知られており、これが各種鋼などの連続切削や断続
切削に広く用いられていることも知られている。
のFA化はめざましく、かつ省力化に対する要求も強
く、これに伴ない切削工具には使用寿命の一段の延命化
が求められているが、上記の従来表面被覆サーメット製
切削工具の場合、これを構成する硬質被覆層の耐摩耗性
が十分でないために、これらの要求に満足に対応するこ
とができないのが現状である。
述の観点から、上記の従来表面被覆サーメット製切削工
具に着目し、これを構成する硬質被覆層の耐摩耗性向上
をはかるべく研究を行なった結果、上記硬質被覆層のう
ちの基体表面に接する第1層を除く構成層のうちの少な
くとも1層をTiCNで構成し、このTiCN層のうち
の少なくとも1層を、従来のTiCN層形成条件であ
る、 温度:800〜880℃、 反応ガス組成:容量%で、TiCl4 :2〜10%、C
H3 CN:0.3〜5%、H2 :残り、からなり、Ti
Cl4 /CH3 CN:1〜9、H2 /TiCl4 :8以
上、 圧力:30〜300torr、 の条件にかえて、特に反応ガスにおけるCH3 CNに対
するTiCl4 の割合を多くした条件、すなわち、 温度:700〜860℃、 反応ガス組成:容量%で、TiCl4 :2〜18%、C
H3 CN:0.2〜2%、H2 :残り、からなり、Ti
Cl4 /CH3 CN:9.1〜14、H2 /TiC
l4 :4.5以上、 圧力:30〜300torr、 の条件にて形成すると、この結果形成されたTiCN層
は、これをX線回折により観察した場合、上記従来Ti
CN層形成条件では(220)面に最高ピーク強度が現
われていたものが、(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層が存在する硬質被覆層は、(22
0)面に最高ピーク強度が現われる従来のTiCN層が
存在する硬質被覆層に比して一段とすぐれた耐摩耗性を
示すようになるという研究結果を得たのである。
なされたものであって、WC基超硬合金またはTiCN
基サーメットからなるサーメット基体の表面に、Ti
C,TiN,TiCN,TiCNO、および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サーメット製切削工具にお
いて、上記硬質被覆層のうちの基体表面に接する第1層
を除く構成層のうちの少なくとも1層をTiCNで構成
し、かつこのTiCN層のうちの少なくとも1層を、X
線回折における(422)面に最高ピーク強度を示すT
iCNで構成することにより硬質被覆層の耐摩耗性向上
をはかった表面被覆サーメット製切削工具に特徴を有す
るものである。
具体的に説明する。基体として、WC−6%Coの組
成、およびCNMG432の形状を有するWC基超硬合
金基体、並びにTiCN−15%WC−15%TaC−
8%Co−8%Niの組成(以上、重量%)、および上
記WC基超硬合金基体と同じ形状を有するTiCN基サ
ーメット基体を用意し、これらサーメット基体の表面
に、通常の化学蒸着装置を用い、それぞれ表1に示され
る条件で、表2〜5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サーメッ
ト製切削工具(以下、本発明被覆切削工具という)1〜
18および従来表面被覆サーメット製切削工具(以下、
従来被覆切削工具という)1〜18をそれぞれ製造し
た。
被覆切削工具1〜18とは、それぞれ硬質被覆層の構成
層の組成および平均層厚は対応して同じくし、本発明被
覆切削工具1〜18の硬質被覆層にはX線回折で(42
2)面に最高ピーク強度が現われるTiCN層が少なく
とも1層存在する点で相異するものとした。また、図
1,2には、それぞれ本発明被覆切削工具1および従来
被覆切削工具1の硬質被覆層のX線回折の測定結果を示
した。
工具1〜18および従来被覆切削工具1〜18のうち、
本発明被覆切削工具1〜9および従来被覆切削工具1〜
9については、 被削材:SNCM439(硬さ:HB 280)の丸棒、 切削速度:180m/min.、 送り:0.3mm、 切込み:1.5mm、 の条件で鋼の乾式連続切削試験を行ない、また本発明被
覆切削工具10〜18および従来被覆切削工具10〜1
8については、 被削材:SNCM439(硬さ:HB 280)の丸棒、 切削速度:230m/min.、 送り:0.2mm/rev.、 切込み:1mm、の条件で鋼の乾式連続切削試験を行な
い、いずれの試験でも切刃の逃げ面摩幅が0.3mmに至
るまでの切削時間を測定した。これらの測定結果を表2
〜5に示した。
から、硬質被覆層にX線回折で(422)面に最高ピー
ク強度が現われるTiCN層が少なくとも1層存在する
本発明被覆切削工具1〜18は、いずれも硬質被覆層の
構成層であるTiCN層がX線回折で(220)面に最
高ピーク強度が現われるTiCN層で構成された従来被
覆切削工具1〜18に比して、相対的にすぐれた耐摩耗
性を示し、長期に亘る使用が可能であることが明らかで
ある。上述のように、この発明の表面被覆サーメット製
切削工具は、これを構成する硬質被覆層がすぐれた耐摩
耗性を有し、使用寿命の延命化を可能にするので、切削
加工のFA化および省力化に満足に対応できるものであ
る。
測定結果を示す図である。
定結果を示す図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 炭化タングステン基超硬合金または炭窒
化チタン基サーメットからなる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
覆サーメット製切削工具において、 上記硬質被覆層のうちの基体表面に接する第1層を除く
構成層のうちの少なくとも1層を炭窒化チタンで構成
し、かつこの炭窒化チタン層のうちの少なくとも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
層の耐摩耗性が向上した表面被覆サーメット製切削工
具。
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