JPH06190605A - 表面被覆切削工具 - Google Patents
表面被覆切削工具Info
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- JPH06190605A JPH06190605A JP4356715A JP35671592A JPH06190605A JP H06190605 A JPH06190605 A JP H06190605A JP 4356715 A JP4356715 A JP 4356715A JP 35671592 A JP35671592 A JP 35671592A JP H06190605 A JPH06190605 A JP H06190605A
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- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
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- C23C16/403—Oxides of aluminium, magnesium or beryllium
-
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- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
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- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/02—Pretreatment of the material to be coated
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐摩耗性および耐欠損性に優れた酸化アルミ
ニウム層を含む化学蒸着複合硬質層被覆切削工具に関す
るものである。 【構成】 基体表面に、チタンの炭化物、窒化物、炭窒
化物、炭酸化物および炭窒酸化物のうち１種の単層また
は２種以上の複層からなる内層と、少なくとも１層の酸
化アルミニウム層を含む外層とで構成された複合硬質層
を被覆してなる切削工具において、前記酸化アルミニウ
ム層は、ＡＳＴＭにおけるκ−Ａｌ2 Ｏ3 の面間隔２．
７９オングストロームの面をＡ面、同じく面間隔２．５
７オングストロームの面をＢ面としたとき、Ｘ線回折に
よるＢ面のピーク強度：ＩB に対するＡ面のピーク強
度：ＩA の比が、ＩA ／ＩB ＞２であるようなκ型結晶
を主体とする酸化アルミニウムで構成されていることを
特徴とする。
ニウム層を含む化学蒸着複合硬質層被覆切削工具に関す
るものである。 【構成】 基体表面に、チタンの炭化物、窒化物、炭窒
化物、炭酸化物および炭窒酸化物のうち１種の単層また
は２種以上の複層からなる内層と、少なくとも１層の酸
化アルミニウム層を含む外層とで構成された複合硬質層
を被覆してなる切削工具において、前記酸化アルミニウ
ム層は、ＡＳＴＭにおけるκ−Ａｌ2 Ｏ3 の面間隔２．
７９オングストロームの面をＡ面、同じく面間隔２．５
７オングストロームの面をＢ面としたとき、Ｘ線回折に
よるＢ面のピーク強度：ＩB に対するＡ面のピーク強
度：ＩA の比が、ＩA ／ＩB ＞２であるようなκ型結晶
を主体とする酸化アルミニウムで構成されていることを
特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、超硬合金基体または
サーメット基体の表面に化学蒸着法により形成された、
チタンの炭化物、窒化物、炭窒化物、炭酸化物および炭
窒酸化物のうち１種の単層または２種以上の複層（以
下、チタン化合物層と総称する）からなる内層と、少な
くとも１層の酸化アルミニウム層を含む外層とで構成さ
れた複合硬質層を形成してなる耐摩耗性および耐欠損性
に優れた表面被覆切削工具に関するものである。
サーメット基体の表面に化学蒸着法により形成された、
チタンの炭化物、窒化物、炭窒化物、炭酸化物および炭
窒酸化物のうち１種の単層または２種以上の複層（以
下、チタン化合物層と総称する）からなる内層と、少な
くとも１層の酸化アルミニウム層を含む外層とで構成さ
れた複合硬質層を形成してなる耐摩耗性および耐欠損性
に優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、超硬合金基体またはサーメット基
体の表面に、化学蒸着法によりチタン化合物層からなる
内層と、少なくとも１層の酸化アルミニウム層を含む外
層とで構成された複合硬質層を被覆してなる表面被覆切
削工具は、鋼などの連続切削や断続切削に用いられてい
ることは良く知られている。
体の表面に、化学蒸着法によりチタン化合物層からなる
内層と、少なくとも１層の酸化アルミニウム層を含む外
層とで構成された複合硬質層を被覆してなる表面被覆切
削工具は、鋼などの連続切削や断続切削に用いられてい
ることは良く知られている。
【０００３】前記酸化アルミニウム層は、化学的に安定
で、耐すくい面摩耗性に優れているが、基体に対する密
着性および靭性に劣るために、超硬合金基体またはサー
メット基体の表面に化学蒸着法により先ずチタン化合物
層を被覆し、このチタン化合物層の上に化学蒸着法によ
り酸化アルミニウム層を被覆し、形成された複合硬質層
の耐摩耗性および靭性を付与して耐欠損性を向上させて
いる。
で、耐すくい面摩耗性に優れているが、基体に対する密
着性および靭性に劣るために、超硬合金基体またはサー
メット基体の表面に化学蒸着法により先ずチタン化合物
層を被覆し、このチタン化合物層の上に化学蒸着法によ
り酸化アルミニウム層を被覆し、形成された複合硬質層
の耐摩耗性および靭性を付与して耐欠損性を向上させて
いる。
【０００４】前記複合硬質層における酸化アルミニウム
層を化学蒸着法により形成する方法として、通常の反応
ガスに０．０１〜１．０Ｖｏｌ％の硫化水素ガスを含む
反応ガスを用いることにより酸化アルミニウム層の成長
速度を向上させる方法が知られている。この方法による
と、酸化アルミニウム層の成長速度が向上するところか
らその他の被覆層および基体を高温に長時間さらすこと
なく組織変化を防止することができ、したがって、従来
の被覆切削工具よりも優れた性能を有する表面被覆切削
工具が得られると言われている（例えば、特公昭６２−
３２３４号公報参照）。
層を化学蒸着法により形成する方法として、通常の反応
ガスに０．０１〜１．０Ｖｏｌ％の硫化水素ガスを含む
反応ガスを用いることにより酸化アルミニウム層の成長
速度を向上させる方法が知られている。この方法による
と、酸化アルミニウム層の成長速度が向上するところか
らその他の被覆層および基体を高温に長時間さらすこと
なく組織変化を防止することができ、したがって、従来
の被覆切削工具よりも優れた性能を有する表面被覆切削
工具が得られると言われている（例えば、特公昭６２−
３２３４号公報参照）。
【０００５】前記０．０１〜１．０Ｖｏｌ％の硫化水素
ガスを含む反応ガスを用いることにより得られる酸化ア
ルミニウム層は、主としてα型酸化アルミニウム層であ
るが、反応ガス中の炭酸ガス量を変化させることにより
κ型結晶を有する酸化アルミニウム層が得られることも
知られている。
ガスを含む反応ガスを用いることにより得られる酸化ア
ルミニウム層は、主としてα型酸化アルミニウム層であ
るが、反応ガス中の炭酸ガス量を変化させることにより
κ型結晶を有する酸化アルミニウム層が得られることも
知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、近年、切削工
程の省力化および短縮化に対する要求は強く、これに伴
ない、より一段と苛酷な条件下での高送りおよび高切込
みなどの高速連続切削や断続切削が強いられる傾向にあ
り、かかる高速切削では切削中に刃先温度が１０００℃
を越え、非常に高温の切り屑が工具のすくい面を通過
し、急速にすくい面摩耗が進行し、比較的早期に欠損に
至る。これに対して、従来の酸化アルミニウム層を含む
複合硬質層を被覆した切削工具は、これら苛酷な条件下
では、被覆層の耐摩耗性および耐欠損性が不十分であ
り、比較的短時間の使用寿命しか示さないのが現状であ
った。
程の省力化および短縮化に対する要求は強く、これに伴
ない、より一段と苛酷な条件下での高送りおよび高切込
みなどの高速連続切削や断続切削が強いられる傾向にあ
り、かかる高速切削では切削中に刃先温度が１０００℃
を越え、非常に高温の切り屑が工具のすくい面を通過
し、急速にすくい面摩耗が進行し、比較的早期に欠損に
至る。これに対して、従来の酸化アルミニウム層を含む
複合硬質層を被覆した切削工具は、これら苛酷な条件下
では、被覆層の耐摩耗性および耐欠損性が不十分であ
り、比較的短時間の使用寿命しか示さないのが現状であ
った。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そこで本発明者らは、か
かる観点から、従来よりもさらに一層耐摩耗性および耐
欠損性に優れた酸化アルミニウム層を含む複合硬質層表
面被覆切削工具を開発すべく研究を行っていたところ、
基体表面に、チタン化合物層のうち１種の単層または２
種以上の複層からなる内層と、少なくとも１層の酸化ア
ルミニウム層を含む外層とで構成された複合硬質層を被
覆してなる切削工具において、前記酸化アルミニウム層
が、ＡＳＴＭにおけるκ−Ａｌ2 Ｏ3 の面間隔２．７９
オングストロームの面をＡ面、同じく面間隔２．５７オ
ングストロームの面をＢ面としたとき、Ｘ線回折による
Ｂ面のピーク強度：ＩB に対するＡ面のピーク強度：Ｉ
A の比：ＩA ／ＩB が耐摩耗性および耐欠損性に大きく
影響し、ＩA ／ＩB ＞２であるような特殊なκ型結晶を
有する酸化アルミニウムで構成されている表面被覆切削
工具は、従来の酸化アルミニウム層を含む複合硬質層で
被覆された表面被覆切削工具に比べて優れた耐摩耗性お
よび耐欠損性を示すという研究結果が得られたのであ
る。
かる観点から、従来よりもさらに一層耐摩耗性および耐
欠損性に優れた酸化アルミニウム層を含む複合硬質層表
面被覆切削工具を開発すべく研究を行っていたところ、
基体表面に、チタン化合物層のうち１種の単層または２
種以上の複層からなる内層と、少なくとも１層の酸化ア
ルミニウム層を含む外層とで構成された複合硬質層を被
覆してなる切削工具において、前記酸化アルミニウム層
が、ＡＳＴＭにおけるκ−Ａｌ2 Ｏ3 の面間隔２．７９
オングストロームの面をＡ面、同じく面間隔２．５７オ
ングストロームの面をＢ面としたとき、Ｘ線回折による
Ｂ面のピーク強度：ＩB に対するＡ面のピーク強度：Ｉ
A の比：ＩA ／ＩB が耐摩耗性および耐欠損性に大きく
影響し、ＩA ／ＩB ＞２であるような特殊なκ型結晶を
有する酸化アルミニウムで構成されている表面被覆切削
工具は、従来の酸化アルミニウム層を含む複合硬質層で
被覆された表面被覆切削工具に比べて優れた耐摩耗性お
よび耐欠損性を示すという研究結果が得られたのであ
る。
【０００８】この発明は、かかる研究結果にもとずいて
なされたものであって、基体表面に、チタン化合物層の
うち１種の単層または２種以上の複層からなる内層と、
少なくとも１層の酸化アルミニウム層を含む外層とで構
成された複合硬質層を被覆してなる切削工具において、
前記酸化アルミニウム層は、ＡＳＴＭにおけるκ−Ａｌ
2 Ｏ3 の面間隔２．７９オングストロームの面をＡ面、
同じく面間隔２．５７オングストロームの面をＢ面とし
たとき、Ｘ線回折によるＢ面のピーク強度：ＩB に対す
るＡ面のピーク強度：ＩA の比が、ＩA ／ＩB ＞２であ
るようなκ型結晶を主体とする酸化アルミニウムで構成
されている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、基体表面に、チタン化合物層の
うち１種の単層または２種以上の複層からなる内層と、
少なくとも１層の酸化アルミニウム層を含む外層とで構
成された複合硬質層を被覆してなる切削工具において、
前記酸化アルミニウム層は、ＡＳＴＭにおけるκ−Ａｌ
2 Ｏ3 の面間隔２．７９オングストロームの面をＡ面、
同じく面間隔２．５７オングストロームの面をＢ面とし
たとき、Ｘ線回折によるＢ面のピーク強度：ＩB に対す
るＡ面のピーク強度：ＩA の比が、ＩA ／ＩB ＞２であ
るようなκ型結晶を主体とする酸化アルミニウムで構成
されている表面被覆切削工具に特徴を有するものであ
る。
【０００９】前記ＩA ／ＩB ＞２であるような特殊なκ
型結晶を有する酸化アルミニウム層で構成されている複
合硬質層表面被覆切削工具が従来よりも一層耐摩耗性お
よび耐欠損性に優れている理由として、Ａ面に配向性を
示すκ型結晶酸化アルミニウムは結晶面が酸化アルミニ
ウム膜の成長方向に対して水平で、切削工具表面と結晶
面の方向が一致しているためにすくい面を滑る切り屑の
抵抗になりにくく、摩耗する場合もＡ面と平行に摩耗す
ることになり、常にＡ面が表面に向かっているので異常
損傷の起こりにくく安定した耐摩耗性を示す。一方、Ｂ
面に配向性を示すκ型結晶酸化アルミニウム膜は、結晶
面が酸化アルミニウム膜の成長方向と一致していないた
め、酸化アルミニウム膜の表面は平滑でなくなり、切削
中にすくい面を滑る切り屑の抵抗が大きくなり、安定し
た耐摩耗性が得られなくなるので十分な耐摩耗性および
耐欠損性を示さないものと考えられる。
型結晶を有する酸化アルミニウム層で構成されている複
合硬質層表面被覆切削工具が従来よりも一層耐摩耗性お
よび耐欠損性に優れている理由として、Ａ面に配向性を
示すκ型結晶酸化アルミニウムは結晶面が酸化アルミニ
ウム膜の成長方向に対して水平で、切削工具表面と結晶
面の方向が一致しているためにすくい面を滑る切り屑の
抵抗になりにくく、摩耗する場合もＡ面と平行に摩耗す
ることになり、常にＡ面が表面に向かっているので異常
損傷の起こりにくく安定した耐摩耗性を示す。一方、Ｂ
面に配向性を示すκ型結晶酸化アルミニウム膜は、結晶
面が酸化アルミニウム膜の成長方向と一致していないた
め、酸化アルミニウム膜の表面は平滑でなくなり、切削
中にすくい面を滑る切り屑の抵抗が大きくなり、安定し
た耐摩耗性が得られなくなるので十分な耐摩耗性および
耐欠損性を示さないものと考えられる。
【００１０】したがって、前記酸化アルミニウム層を、
Ｘ線回折におけるＡ面のピーク強度ＩA をＸ線回折にお
けるＢ面のピーク強度ＩB よりも大である、すなわち、
ＩA／ＩB ＞２であるような特殊なκ型結晶の酸化アル
ミニウムで構成すると、耐摩耗性および耐欠損性が一層
向上し、この酸化アルミニウム層を含む複合硬質層を被
覆した表面被覆切削工具は、高速切削などの過酷な使用
条件下においても寿命が一層向上するものと考えられ
る。
Ｘ線回折におけるＡ面のピーク強度ＩA をＸ線回折にお
けるＢ面のピーク強度ＩB よりも大である、すなわち、
ＩA／ＩB ＞２であるような特殊なκ型結晶の酸化アル
ミニウムで構成すると、耐摩耗性および耐欠損性が一層
向上し、この酸化アルミニウム層を含む複合硬質層を被
覆した表面被覆切削工具は、高速切削などの過酷な使用
条件下においても寿命が一層向上するものと考えられ
る。
【００１１】この発明の表面被覆切削工具を製造するに
は、通常の表面を研削処理したサーメット製切削工具
（ＷＣ基超硬合金製切削工具なども含む）を基体とし、
この基体表面に、通常の化学蒸着法により少なくとも１
層のチタン化合物層を形成し、そのチタン化合物層の上
に、さらに少なくとも１層のこの発明のＩA ／ＩB ＞２
である特殊なκ型結晶を主体とする酸化アルミニウム層
を形成することにより作製される。前記酸化アルミニウ
ム層は、必ずしも最外層である必要はなく、酸化アルミ
ニウム層の上にさらに少なくとも１層のチタン化合物層
を被覆しても良い。なお、この発明のＩA ／ＩB ＞２で
ある特殊なκ型結晶を主体とする酸化アルミニウム層と
は、ＩA ／ＩB ＞２である特殊なκ型結晶が全体の５０
％以上、好ましくは全体の８５％以上を占める酸化アル
ミニウム層をいう。
は、通常の表面を研削処理したサーメット製切削工具
（ＷＣ基超硬合金製切削工具なども含む）を基体とし、
この基体表面に、通常の化学蒸着法により少なくとも１
層のチタン化合物層を形成し、そのチタン化合物層の上
に、さらに少なくとも１層のこの発明のＩA ／ＩB ＞２
である特殊なκ型結晶を主体とする酸化アルミニウム層
を形成することにより作製される。前記酸化アルミニウ
ム層は、必ずしも最外層である必要はなく、酸化アルミ
ニウム層の上にさらに少なくとも１層のチタン化合物層
を被覆しても良い。なお、この発明のＩA ／ＩB ＞２で
ある特殊なκ型結晶を主体とする酸化アルミニウム層と
は、ＩA ／ＩB ＞２である特殊なκ型結晶が全体の５０
％以上、好ましくは全体の８５％以上を占める酸化アル
ミニウム層をいう。
【００１２】この発明のＩA ／ＩB ＞２であるκ型結晶
を主体とする酸化アルミニウム層は、化学蒸着装置内の
温度を比較的低温の９００〜９５０℃に保持し、化学蒸
着反応開始時はＡｌＣｌ3 ガス：１．０〜２０．０Ｖｏ
ｌ％、Ｈ2 Ｓガス：０．０１〜２．０Ｖｏｌ％およびＳ
Ｏ2 ：０．０１〜１．０Ｖｏｌ％を含み、残りがＨ2か
らなる混合ガスを流しながら、反応開始時はＣＯ2 ガス
を流さず、所定時間かけてＣＯ2 ガス：１０〜４０Ｖｏ
ｌ％の範囲内の所定のＣＯ2 ガス流量になるようにＣＯ
2 ガス流量を増加ししながら供給し、その後はＣＯ2 ガ
ス：１０〜４０Ｖｏｌ％の範囲内の所定のＣＯ2 ガス流
量を定常的に流すことにより形成される。
を主体とする酸化アルミニウム層は、化学蒸着装置内の
温度を比較的低温の９００〜９５０℃に保持し、化学蒸
着反応開始時はＡｌＣｌ3 ガス：１．０〜２０．０Ｖｏ
ｌ％、Ｈ2 Ｓガス：０．０１〜２．０Ｖｏｌ％およびＳ
Ｏ2 ：０．０１〜１．０Ｖｏｌ％を含み、残りがＨ2か
らなる混合ガスを流しながら、反応開始時はＣＯ2 ガス
を流さず、所定時間かけてＣＯ2 ガス：１０〜４０Ｖｏ
ｌ％の範囲内の所定のＣＯ2 ガス流量になるようにＣＯ
2 ガス流量を増加ししながら供給し、その後はＣＯ2 ガ
ス：１０〜４０Ｖｏｌ％の範囲内の所定のＣＯ2 ガス流
量を定常的に流すことにより形成される。
【００１３】すなわち、この発明のＩA ／ＩB ＞２であ
るκ型結晶を主体とする酸化アルミニウム層を形成する
には、反応温度を比較的低温の９００〜１０００℃に保
持すること、Ｈ2 Ｓガス：０．０１〜２．０Ｖｏｌ％お
よびＳＯ2 ：０．０１〜１．０Ｖｏｌ％を含む反応ガス
を流しながら反応開始時はＣＯ2 ガスを流さず、所定時
間かけてＣＯ2 ガス：１０〜４０Ｖｏｌ％の範囲内の所
定のＣＯ2 ガス流量になるようにＣＯ2 ガス流量を増加
せしめることが必要であり、このＣＯ2 ガス：１０〜４
０Ｖｏｌ％は従来のＣＯ2 ガス流量（３〜７Ｖｏｌ％）
よりも多量であることが必要である。
るκ型結晶を主体とする酸化アルミニウム層を形成する
には、反応温度を比較的低温の９００〜１０００℃に保
持すること、Ｈ2 Ｓガス：０．０１〜２．０Ｖｏｌ％お
よびＳＯ2 ：０．０１〜１．０Ｖｏｌ％を含む反応ガス
を流しながら反応開始時はＣＯ2 ガスを流さず、所定時
間かけてＣＯ2 ガス：１０〜４０Ｖｏｌ％の範囲内の所
定のＣＯ2 ガス流量になるようにＣＯ2 ガス流量を増加
せしめることが必要であり、このＣＯ2 ガス：１０〜４
０Ｖｏｌ％は従来のＣＯ2 ガス流量（３〜７Ｖｏｌ％）
よりも多量であることが必要である。
【００１４】前記Ｈ2 ＳガスおよびＳＯ2 ガスを添加し
た反応ガスは蒸着に際し、 ２Ｈ2 Ｓ＋ＳＯ2 ＝３Ｓ＋２Ｈ2 Ｏ となるように反応してＳと水を生成し、さらに、生成し
た水は塩化アルミニウムと反応し、 Ｈ2 Ｏ＋２ＡｌＣｌ＝Ａｌ2 Ｏ3 ＋６ＨＣｌ となり、Ａｌ2 Ｏ3 が生成するものと考えられる。
た反応ガスは蒸着に際し、 ２Ｈ2 Ｓ＋ＳＯ2 ＝３Ｓ＋２Ｈ2 Ｏ となるように反応してＳと水を生成し、さらに、生成し
た水は塩化アルミニウムと反応し、 Ｈ2 Ｏ＋２ＡｌＣｌ＝Ａｌ2 Ｏ3 ＋６ＨＣｌ となり、Ａｌ2 Ｏ3 が生成するものと考えられる。
【００１５】
【実施例】つぎに、この発明の表面被覆切削工具を実施
例により具体的に説明する。通常の粉末冶金法により製
造した８２％ＷＣ−５％ＴｉＣ−５％ＴａＣ−８％Ｃｏ
からなる成分組成（ＩＳＯ規格Ｐ３０相当）を有しかつ
ＩＳＯ規格のＳＮＭＧ４３２に定めた形状の切削工具を
用意した。
例により具体的に説明する。通常の粉末冶金法により製
造した８２％ＷＣ−５％ＴｉＣ−５％ＴａＣ−８％Ｃｏ
からなる成分組成（ＩＳＯ規格Ｐ３０相当）を有しかつ
ＩＳＯ規格のＳＮＭＧ４３２に定めた形状の切削工具を
用意した。
【００１６】実施例１ この切削工具を通常の化学蒸着装置に装入し、 温度：１０００℃、圧力：１００torr、 反応ガス組成：４％ＴｉＣｌ4 −２％ＣＨ4 −２％Ｎ2
−９２％Ｈ2 、 の条件で厚さ：５μｍのＴｉＣＮ層を形成し、続いて、 温度：９３０℃、圧力：１００torrの条件下で化学蒸着
開始時にＣＯ2 ガスを含まない５％ＡｌＣｌ3 −２％Ｈ
2 Ｓ−１％ＳＯ2 −９２％Ｈ2 からなる組成の反応ガス
を流し、ＣＯ2 ガス流量を増加しながら１時間後に５％
ＡｌＣｌ3−２０％ＣＯ2 −２％Ｈ2 Ｓ−１％ＳＯ2 −
７２％Ｈ2 からなる組成の反応ガスとなるように調整
し、この組成の反応ガスを５時間流しながら厚さ：７μ
ｍのＡｌ2 Ｏ3 層を形成し、本発明被覆切削工具１を作
製した。
−９２％Ｈ2 、 の条件で厚さ：５μｍのＴｉＣＮ層を形成し、続いて、 温度：９３０℃、圧力：１００torrの条件下で化学蒸着
開始時にＣＯ2 ガスを含まない５％ＡｌＣｌ3 −２％Ｈ
2 Ｓ−１％ＳＯ2 −９２％Ｈ2 からなる組成の反応ガス
を流し、ＣＯ2 ガス流量を増加しながら１時間後に５％
ＡｌＣｌ3−２０％ＣＯ2 −２％Ｈ2 Ｓ−１％ＳＯ2 −
７２％Ｈ2 からなる組成の反応ガスとなるように調整
し、この組成の反応ガスを５時間流しながら厚さ：７μ
ｍのＡｌ2 Ｏ3 層を形成し、本発明被覆切削工具１を作
製した。
【００１７】従来例１ 実施例１と同じ条件でＴｉＣＮ層を形成した後、温度：
１０００℃、圧力：５０torrの条件下で、ガス組成：５
％ＡｌＣｌ3 −５％ＣＯ2 −０．５％Ｈ2 Ｓ−８９．５
％Ｈ2 の反応ガスを６時間流し、厚さ：７μｍのＡｌ2
Ｏ3 層を形成し、従来被覆切削工具１を作製した。
１０００℃、圧力：５０torrの条件下で、ガス組成：５
％ＡｌＣｌ3 −５％ＣＯ2 −０．５％Ｈ2 Ｓ−８９．５
％Ｈ2 の反応ガスを６時間流し、厚さ：７μｍのＡｌ2
Ｏ3 層を形成し、従来被覆切削工具１を作製した。
【００１８】実施例２ 前記切削工具を通常の化学蒸着装置に装入し、 温度：１０００℃、圧力：１００torr、 反応ガス組成：２％ＴｉＣｌ4 −５％ＣＨ4 −９３％Ｈ
2 、 の条件で厚さ：３μｍのＴｉＣ層を形成し、その上に、 温度：１０００℃、圧力：１００torr、 反応ガス組成：４％ＴｉＣｌ4 −２％ＣＨ4 −２％Ｎ2
−９２％Ｈ2 、 の条件で厚さ：３μｍのＴｉＣＮ層を形成し、続いて、 温度：９５０℃、圧力：１００torrの条件下で化学蒸着
開始時にＣＯ2 ガスを含まない５％ＡｌＣｌ3 −１％Ｈ
2 Ｓ−０．５％ＳＯ2 −９３．５％Ｈ2 からなる組成の
反応ガスを流し、ＣＯ2 ガス流量を増加しながら０．５
時間後に５％ＡｌＣｌ3 −２０％ＣＯ2 −１％Ｈ2 Ｓ−
０．５％ＳＯ2 −７３．５％Ｈ2 からなる組成の反応ガ
スとなるように調整し、この組成の反応ガスを５時間流
しながら厚さ：７μｍのＡｌ2 Ｏ3 層を形成し、本発明
被覆切削工具２を作製した。
2 、 の条件で厚さ：３μｍのＴｉＣ層を形成し、その上に、 温度：１０００℃、圧力：１００torr、 反応ガス組成：４％ＴｉＣｌ4 −２％ＣＨ4 −２％Ｎ2
−９２％Ｈ2 、 の条件で厚さ：３μｍのＴｉＣＮ層を形成し、続いて、 温度：９５０℃、圧力：１００torrの条件下で化学蒸着
開始時にＣＯ2 ガスを含まない５％ＡｌＣｌ3 −１％Ｈ
2 Ｓ−０．５％ＳＯ2 −９３．５％Ｈ2 からなる組成の
反応ガスを流し、ＣＯ2 ガス流量を増加しながら０．５
時間後に５％ＡｌＣｌ3 −２０％ＣＯ2 −１％Ｈ2 Ｓ−
０．５％ＳＯ2 −７３．５％Ｈ2 からなる組成の反応ガ
スとなるように調整し、この組成の反応ガスを５時間流
しながら厚さ：７μｍのＡｌ2 Ｏ3 層を形成し、本発明
被覆切削工具２を作製した。
【００１９】従来例２ 実施例２と同じ条件でＴｉＣ層およびＴｉＣＮ層を形成
した後、 温度：１０００℃、圧力：５０torr、 反応ガス組成：５％ＡｌＣｌ3 −５％ＣＯ2 −０．５％
Ｈ2 Ｓ−８９．５％Ｈ2 の反応ガスを６時間流し、厚
さ：７μｍのＡｌ2 Ｏ3 層を形成し、従来被覆切削工具
２を作製した。
した後、 温度：１０００℃、圧力：５０torr、 反応ガス組成：５％ＡｌＣｌ3 −５％ＣＯ2 −０．５％
Ｈ2 Ｓ−８９．５％Ｈ2 の反応ガスを６時間流し、厚
さ：７μｍのＡｌ2 Ｏ3 層を形成し、従来被覆切削工具
２を作製した。
【００２０】実施例３ この切削工具を通常の化学蒸着装置に装入し、 温度：９５０℃、圧力：１００torr、 反応ガス組成：５％ＴｉＣｌ4 −２％ＣＨ3 ＣＮ−１０
％ＣＨ4 −８３％Ｈ2 、 の条件で厚さ：５μｍのＴｉＣＮ層を形成し、続いて、 温度：９００℃、圧力：１００torrの条件下で化学蒸着
開始時にＣＯ2 ガスを含まない５％ＡｌＣｌ3 −１％Ｈ
2 Ｓ−０．５％ＳＯ2 −９３．５％Ｈ2 からなる組成の
反応ガスを流し、ＣＯ2 ガス流量を増加しながら１．５
時間後に５％ＡｌＣｌ3 −２０％ＣＯ2 −１％Ｈ2 Ｓ−
０．５％ＳＯ2 −７３．５％Ｈ2 からなる組成の反応ガ
スとなるように調整し、この組成の反応ガスを５時間流
しながら厚さ：７μｍのＡｌ2 Ｏ3 層を形成し、本発明
被覆切削工具３を作製した。
％ＣＨ4 −８３％Ｈ2 、 の条件で厚さ：５μｍのＴｉＣＮ層を形成し、続いて、 温度：９００℃、圧力：１００torrの条件下で化学蒸着
開始時にＣＯ2 ガスを含まない５％ＡｌＣｌ3 −１％Ｈ
2 Ｓ−０．５％ＳＯ2 −９３．５％Ｈ2 からなる組成の
反応ガスを流し、ＣＯ2 ガス流量を増加しながら１．５
時間後に５％ＡｌＣｌ3 −２０％ＣＯ2 −１％Ｈ2 Ｓ−
０．５％ＳＯ2 −７３．５％Ｈ2 からなる組成の反応ガ
スとなるように調整し、この組成の反応ガスを５時間流
しながら厚さ：７μｍのＡｌ2 Ｏ3 層を形成し、本発明
被覆切削工具３を作製した。
【００２１】実施例３と同じ条件でＴｉＣＮ層を形成し
た後、 温度：１０００℃、圧力：１００torr、 反応ガス組成：５％ＡｌＣｌ3 −５％ＣＯ2 −０．５％
Ｈ2 Ｓ−７７．５％Ｈ2 の反応ガスを６時間流し、厚
さ：７μｍのＡｌ2 Ｏ3 層を形成し、従来被覆切削工具
３を作製した。
た後、 温度：１０００℃、圧力：１００torr、 反応ガス組成：５％ＡｌＣｌ3 −５％ＣＯ2 −０．５％
Ｈ2 Ｓ−７７．５％Ｈ2 の反応ガスを６時間流し、厚
さ：７μｍのＡｌ2 Ｏ3 層を形成し、従来被覆切削工具
３を作製した。
【００２２】実施例４〜６ 実施例１〜３で作製した本発明被覆切削工具１〜３のＡ
ｌ2 Ｏ3 層の表面に、さらに 温度：１０００℃、圧力：１００torr、 反応ガス組成：２％ＴｉＣｌ4 −２８％Ｎ2 −７０％Ｈ
2 、 の条件で厚さ：１μｍのＴｉＮ層を形成し、本発明被覆
切削工具４〜６を作製した。
ｌ2 Ｏ3 層の表面に、さらに 温度：１０００℃、圧力：１００torr、 反応ガス組成：２％ＴｉＣｌ4 −２８％Ｎ2 −７０％Ｈ
2 、 の条件で厚さ：１μｍのＴｉＮ層を形成し、本発明被覆
切削工具４〜６を作製した。
【００２３】従来例４〜６ 従来例１〜３で作製した従来被覆切削工具１〜３のＡｌ
2 Ｏ3 層の表面に、さらに 温度：１０００℃、圧力：１００torr、 反応ガス組成：２％ＴｉＣｌ4 −２８％Ｎ2 −７０％Ｈ
2 、 の条件で厚さ：１μｍのＴｉＮ層を形成し、従来被覆切
削工具４〜６を作製した。
2 Ｏ3 層の表面に、さらに 温度：１０００℃、圧力：１００torr、 反応ガス組成：２％ＴｉＣｌ4 −２８％Ｎ2 −７０％Ｈ
2 、 の条件で厚さ：１μｍのＴｉＮ層を形成し、従来被覆切
削工具４〜６を作製した。
【００２４】これら本発明被覆切削工具１〜６および従
来被覆切削工具１〜６について、Ｘ線回折を行ない、Ａ
ＳＴＭにおけるκ−Ａｌ2 Ｏ3 の面間隔２．７９オング
ストロームの面をＡ面、同じく面間隔２．５７オングス
トロームの面をＢ面としたとき、Ｘ線回折によるＢ面の
ピーク強度：ＩB に対するＡ面のピーク強度：ＩA の比
＝ＩA ／ＩB を求め、それらの値を表１に示した。
来被覆切削工具１〜６について、Ｘ線回折を行ない、Ａ
ＳＴＭにおけるκ−Ａｌ2 Ｏ3 の面間隔２．７９オング
ストロームの面をＡ面、同じく面間隔２．５７オングス
トロームの面をＢ面としたとき、Ｘ線回折によるＢ面の
ピーク強度：ＩB に対するＡ面のピーク強度：ＩA の比
＝ＩA ／ＩB を求め、それらの値を表１に示した。
【００２５】得られた本発明被覆切削工具１〜６および
従来被覆切削工具１〜６について、 被削材 ：ＳＣＭ４４０（硬さ：ＨB ２３０） 切削速度：３００ｍ／min 送 り：０．３mm／rev 切込み ：１．５mm 切削時間：２０min 冷却油 ：なし の条件で鋼の連続切削試験を行ない、切刃の逃げ面摩耗
幅を測定し、これらの結果も表１に示し、
従来被覆切削工具１〜６について、 被削材 ：ＳＣＭ４４０（硬さ：ＨB ２３０） 切削速度：３００ｍ／min 送 り：０．３mm／rev 切込み ：１．５mm 切削時間：２０min 冷却油 ：なし の条件で鋼の連続切削試験を行ない、切刃の逃げ面摩耗
幅を測定し、これらの結果も表１に示し、
【００２６】さらに、本発明被覆切削工具１〜６および
従来被覆切削工具１〜６について、 被削材 ：ＳＮＣＭ４３９（硬さ：ＨB ２３０）角材 切削速度：１００ｍ／min 送 り：０．２３６mm／rev 切込み ：３．０mm 切削時間：３０min 冷却油 ：なし の条件で鋼の断続切削試験を行ない、工具刃先が欠損に
至までの時間を測定し、これらの結果も表１に示した。
従来被覆切削工具１〜６について、 被削材 ：ＳＮＣＭ４３９（硬さ：ＨB ２３０）角材 切削速度：１００ｍ／min 送 り：０．２３６mm／rev 切込み ：３．０mm 切削時間：３０min 冷却油 ：なし の条件で鋼の断続切削試験を行ない、工具刃先が欠損に
至までの時間を測定し、これらの結果も表１に示した。
【００２７】
【表１】
【００２８】
【発明の効果】表１に示された結果から明らかなよう
に、本発明被覆切削工具１〜６のκ型結晶Ａｌ2 Ｏ3 層
のＩA ／ＩB の値はいずれも２より大であるが、従来被
覆切削工具１〜６のＡｌ2 Ｏ3 層のＩA ／ＩB の値はい
ずれも２以下であり、基体に被覆されるＡｌ2 Ｏ3 層の
ＩA ／ＩB の値が２より大の本発明被覆切削工具１〜６
はＩA ／ＩB の値が２以下の従来被覆切削工具１〜６に
比べていずれも連続切削試験を行なった際の逃げ面摩耗
幅が小さくかつ断続切削試験による欠損に至までの時間
が長いことがわかる。
に、本発明被覆切削工具１〜６のκ型結晶Ａｌ2 Ｏ3 層
のＩA ／ＩB の値はいずれも２より大であるが、従来被
覆切削工具１〜６のＡｌ2 Ｏ3 層のＩA ／ＩB の値はい
ずれも２以下であり、基体に被覆されるＡｌ2 Ｏ3 層の
ＩA ／ＩB の値が２より大の本発明被覆切削工具１〜６
はＩA ／ＩB の値が２以下の従来被覆切削工具１〜６に
比べていずれも連続切削試験を行なった際の逃げ面摩耗
幅が小さくかつ断続切削試験による欠損に至までの時間
が長いことがわかる。
【００２９】したがって、この発明の表面被覆切削工具
は、従来の表面被覆切削工具よりも一層優れた切削性能
を有しており、この発明の表面被覆切削工具を用いるこ
とにより切削工具交換回数などを減らすことができ、産
業の発展に大いに貢献しうるものである。
は、従来の表面被覆切削工具よりも一層優れた切削性能
を有しており、この発明の表面被覆切削工具を用いるこ
とにより切削工具交換回数などを減らすことができ、産
業の発展に大いに貢献しうるものである。
Claims (1)
- 【請求項１】 基体表面に、チタンの炭化物、窒化物、
炭窒化物、炭酸化物および炭窒酸化物のうち１種の単層
または２種以上の複層からなる内層と、少なくとも１層
の酸化アルミニウム層を含む外層とで構成された複合硬
質層を被覆してなる切削工具において、 前記酸化アルミニウム層は、ＡＳＴＭにおけるκ−Ａｌ
2 Ｏ3 の面間隔２．７９オングストロームの面をＡ面、
同じく面間隔２．５７オングストロームの面をＢ面とし
たとき、Ｘ線回折によるＢ面のピーク強度：ＩB に対す
るＡ面のピーク強度：ＩA の比が、ＩA ／ＩB ＞２であ
るようなκ型結晶を主体とする酸化アルミニウムで構成
されていることを特徴とする表面被覆切削工具。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4356715A JP2746036B2 (ja) | 1992-12-22 | 1992-12-22 | 表面被覆切削工具 |
| EP94108885A EP0686707A1 (en) | 1992-12-22 | 1994-06-09 | Surface coated cutting tool |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4356715A JP2746036B2 (ja) | 1992-12-22 | 1992-12-22 | 表面被覆切削工具 |
| EP94108885A EP0686707A1 (en) | 1992-12-22 | 1994-06-09 | Surface coated cutting tool |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06190605A true JPH06190605A (ja) | 1994-07-12 |
| JP2746036B2 JP2746036B2 (ja) | 1998-04-28 |
Family
ID=26135667
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4356715A Expired - Lifetime JP2746036B2 (ja) | 1992-12-22 | 1992-12-22 | 表面被覆切削工具 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0686707A1 (ja) |
| JP (1) | JP2746036B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0686707A1 (en) * | 1992-12-22 | 1995-12-13 | Mitsubishi Materials Corporation | Surface coated cutting tool |
| EP0685572A3 (en) * | 1994-05-31 | 1996-09-04 | Mitsubishi Materials Corp | Coated hard metal alloy blade. |
| US5786069A (en) * | 1995-09-01 | 1998-07-28 | Sandvik Ab | Coated turning insert |
| US5902671A (en) * | 1995-07-14 | 1999-05-11 | Sandvik Ab | Oxide coated cutting tool with increased wear resistance and method of manufacture thereof |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE9504304D0 (sv) | 1995-11-30 | 1995-11-30 | Sandvik Ab | Coated milling insert |
| EP0874919B1 (en) | 1995-11-30 | 2002-02-13 | Sandvik Aktiebolag | Coated turning insert and method of making it |
| BR9611788A (pt) * | 1995-11-30 | 1999-07-13 | Sandvik Ab | Inserção de corte revestida e método para fabricação da mesma |
| US6572991B1 (en) | 2000-02-04 | 2003-06-03 | Seco Tools Ab | Deposition of γ-Al2O3 by means of CVD |
| US6689450B2 (en) * | 2001-03-27 | 2004-02-10 | Seco Tools Ab | Enhanced Al2O3-Ti(C,N) multi-coating deposited at low temperature |
| US7455918B2 (en) | 2004-03-12 | 2008-11-25 | Kennametal Inc. | Alumina coating, coated product and method of making the same |
| US8409734B2 (en) | 2011-03-04 | 2013-04-02 | Kennametal Inc. | Coated substrates and methods of making same |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE425978B (sv) * | 1980-07-28 | 1982-11-29 | Sandvik Ab | Sett att framstella en formkropp bestaende av ett substrat samt minst ett tunt slitstarkt ytskikt |
| EP0083842B1 (en) * | 1981-12-16 | 1989-07-12 | Carboloy Inc. | Surface-coated hard metal body and method of producing the same |
| US4463062A (en) * | 1983-03-25 | 1984-07-31 | General Electric Company | Oxide bond for aluminum oxide coated cutting tools |
| DE3633986A1 (de) * | 1985-12-07 | 1987-06-25 | Schmalkalden Werkzeug | Oberflaechenschicht auf der basis von aluminiumoxid fuer sinterhartmetallkoerper und verfahren zu ihrer herstellung |
| JP2677288B2 (ja) * | 1988-01-12 | 1997-11-17 | ダイジヱツト工業株式会社 | 被覆工具材料 |
| DE69007885T2 (de) * | 1989-07-13 | 1994-07-28 | Seco Tools Ab | Mit mehreren Oxiden beschichteter Karbidkörper und Verfahren zu seiner Herstellung. |
| JP2746036B2 (ja) * | 1992-12-22 | 1998-04-28 | 三菱マテリアル株式会社 | 表面被覆切削工具 |
-
1992
- 1992-12-22 JP JP4356715A patent/JP2746036B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-06-09 EP EP94108885A patent/EP0686707A1/en not_active Withdrawn
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| EP0685572A3 (en) * | 1994-05-31 | 1996-09-04 | Mitsubishi Materials Corp | Coated hard metal alloy blade. |
| US5920760A (en) * | 1994-05-31 | 1999-07-06 | Mitsubishi Materials Corporation | Coated hard alloy blade member |
| US6093479A (en) * | 1994-05-31 | 2000-07-25 | Mitsubishi Materials Corporation | Coated hard alloy blade member |
| US5902671A (en) * | 1995-07-14 | 1999-05-11 | Sandvik Ab | Oxide coated cutting tool with increased wear resistance and method of manufacture thereof |
| US5968595A (en) * | 1995-07-14 | 1999-10-19 | Sandvik Ab | Oxide coated cutting tool with increased wear resistance and method of manufacture thereof |
| US5786069A (en) * | 1995-09-01 | 1998-07-28 | Sandvik Ab | Coated turning insert |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2746036B2 (ja) | 1998-04-28 |
| EP0686707A1 (en) | 1995-12-13 |
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