JPH06210502A - 耐摩耗性のすぐれた表面被覆スローアウェイチップ - Google Patents
耐摩耗性のすぐれた表面被覆スローアウェイチップInfo
- Publication number
- JPH06210502A JPH06210502A JP5199169A JP19916993A JPH06210502A JP H06210502 A JPH06210502 A JP H06210502A JP 5199169 A JP5199169 A JP 5199169A JP 19916993 A JP19916993 A JP 19916993A JP H06210502 A JPH06210502 A JP H06210502A
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- Japan
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- solid solution
- carbide
- cutting
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- ion plating
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐摩耗性のすぐれた表面被覆スローアウェイ
チップを提供する。 【構成】 切削工具としての表面被覆スローアウェイチ
ップが、WC基超硬合金で構成されたスローアウェイチ
ップの表面を、イオンプレーティングにより形成された
(Ti,Al)C,(Ti,Al)N、および(Ti,
Al)CNのうちの1種の単層または2種以上の複層か
らなる平均層厚:0.5〜6μm未満の硬質被覆層で被
覆したものからなる。
チップを提供する。 【構成】 切削工具としての表面被覆スローアウェイチ
ップが、WC基超硬合金で構成されたスローアウェイチ
ップの表面を、イオンプレーティングにより形成された
(Ti,Al)C,(Ti,Al)N、および(Ti,
Al)CNのうちの1種の単層または2種以上の複層か
らなる平均層厚:0.5〜6μm未満の硬質被覆層で被
覆したものからなる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、炭化タングステン
(以下、WCで示す)基超硬合金で構成されたスローア
ウェイチップの表面を、耐摩耗性のすぐれた硬質被覆層
で被覆することにより切削寿命の延命化を可能ならしめ
た切削工具としての表面被覆スローアウェイチップに関
するものである。
(以下、WCで示す)基超硬合金で構成されたスローア
ウェイチップの表面を、耐摩耗性のすぐれた硬質被覆層
で被覆することにより切削寿命の延命化を可能ならしめ
た切削工具としての表面被覆スローアウェイチップに関
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、一般に、WC基超硬合金で構成さ
れたスローアウェイチップの表面に、Tiの炭化物、窒
化物、および炭窒化物(以下、それぞれTiC,Ti
N,およびTiCNで示し、かつこれを総称してTiの
炭・窒化物という)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化学蒸着法(CVD法)や
物理蒸着法(PVD法)などを用いて、0.5〜10μ
mの平均層厚で蒸着してなる切削工具としての表面被覆
スローアウェイチップが知られている。
れたスローアウェイチップの表面に、Tiの炭化物、窒
化物、および炭窒化物(以下、それぞれTiC,Ti
N,およびTiCNで示し、かつこれを総称してTiの
炭・窒化物という)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化学蒸着法(CVD法)や
物理蒸着法(PVD法)などを用いて、0.5〜10μ
mの平均層厚で蒸着してなる切削工具としての表面被覆
スローアウェイチップが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年の切削機械
の自動化および省力化に伴ない、切削工具にも一段の使
用寿命の延命化が要求されるようになっているが、上記
の従来表面被覆スローアウェイチップは、特に硬質被覆
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。
の自動化および省力化に伴ない、切削工具にも一段の使
用寿命の延命化が要求されるようになっているが、上記
の従来表面被覆スローアウェイチップは、特に硬質被覆
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。
【問題点を解決するための手段】そこで、本発明者等
は、上述のような観点から、上記の従来表面被覆スロー
アウェイチップに着目し、特にこれの硬質被覆層の耐摩
耗性向上をはかるべく研究を行なった結果、従来表面被
覆スローアウェイチップの硬質被覆層を構成するTiの
炭・窒化物にAlを固溶させて、それぞれTiとAlの
複合炭化物固溶体、複合窒化物固溶体、および複合炭窒
化物固溶体(以下、それぞれ(Ti,Al)C,(T
i,Al)N、および(Ti,Al)CNで示し、かつ
これを総称してTiとAlの複合炭・窒化物固溶体とい
う)とし、かつこの硬質被覆層を特にイオンプレーティ
ングにより形成すると共に、この層厚を平均層厚で0.
5〜6μm未満に特定すると、この結果のTiとAlの
複合炭・窒化物固溶体で構成された硬質被覆層は、Al
の固溶によって耐熱性、高温硬さ、および耐熱塑性変形
性が一段と向上し、イオンプレーティングによるチップ
表面との密着性向上と相まって、切削に際してすぐれた
耐摩耗性を示し、切削寿命の延命化を可能にするという
研究結果を得たのである。この発明は、上記研究結果に
もとづいてなされたものであって、WC基超硬合金で構
成されたスローアウェイチップの表面を、イオンプレー
ティングにより形成された(Ti,Al)C,(Ti,
Al)N、および(Ti,Al)CN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で、0.5
〜6μm未満の平均層厚で被覆してなる耐摩耗性のすぐ
れた表面被覆スローアウェイチップに特徴を有するもの
である。
は、上述のような観点から、上記の従来表面被覆スロー
アウェイチップに着目し、特にこれの硬質被覆層の耐摩
耗性向上をはかるべく研究を行なった結果、従来表面被
覆スローアウェイチップの硬質被覆層を構成するTiの
炭・窒化物にAlを固溶させて、それぞれTiとAlの
複合炭化物固溶体、複合窒化物固溶体、および複合炭窒
化物固溶体(以下、それぞれ(Ti,Al)C,(T
i,Al)N、および(Ti,Al)CNで示し、かつ
これを総称してTiとAlの複合炭・窒化物固溶体とい
う)とし、かつこの硬質被覆層を特にイオンプレーティ
ングにより形成すると共に、この層厚を平均層厚で0.
5〜6μm未満に特定すると、この結果のTiとAlの
複合炭・窒化物固溶体で構成された硬質被覆層は、Al
の固溶によって耐熱性、高温硬さ、および耐熱塑性変形
性が一段と向上し、イオンプレーティングによるチップ
表面との密着性向上と相まって、切削に際してすぐれた
耐摩耗性を示し、切削寿命の延命化を可能にするという
研究結果を得たのである。この発明は、上記研究結果に
もとづいてなされたものであって、WC基超硬合金で構
成されたスローアウェイチップの表面を、イオンプレー
ティングにより形成された(Ti,Al)C,(Ti,
Al)N、および(Ti,Al)CN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で、0.5
〜6μm未満の平均層厚で被覆してなる耐摩耗性のすぐ
れた表面被覆スローアウェイチップに特徴を有するもの
である。
【0006】なお、この発明の表面被覆スローアウェイ
チップにおいて、硬質被覆層の平均層厚を0.5〜6μ
m未満と限定したのは、その層厚が0.5μm未満では
所望の耐摩耗性向上効果が得られず、一方その層厚が6
μm以上になると切刃部分に欠けやチッピングが発生し
易くなるという理由によるものである。
チップにおいて、硬質被覆層の平均層厚を0.5〜6μ
m未満と限定したのは、その層厚が0.5μm未満では
所望の耐摩耗性向上効果が得られず、一方その層厚が6
μm以上になると切刃部分に欠けやチッピングが発生し
易くなるという理由によるものである。
【0007】
【実施例】つぎに、この発明の表面被覆スローアウェイ
チップを実施例により具体的に説明する。スローアウェ
イチップとして、それぞれ表1に示される配合組成を有
するWC基超硬合金で構成され、かつJIS・SNGN
432に則した形状を有するスローアウェイチップA〜
Cを用意し、これらのチップを公知のイオンプレーティ
ング装置内に装入し、またこの装置内に置かれたるつぼ
内にはTi−Al合金(Al:20%含有)を入れ、こ
の状態で、まず装置内の真空度を5×10-5torrの雰囲
気とすると共に、前記チップを500℃に加熱し、つい
で前記チップに−1000Vの電位をかけ、装置内にA
rガスを流通させて前記チップの表面を十分に洗浄した
後、Ar脱気し、引続いてるつぼ内のTi−Al合金に
電子ビームを照射して、これを溶融し、蒸発させ、同時
に前記チップへの負荷電位を−700Vとすると共に、
N2 および/またはC2 H2 (アセチレン)からなる反
応ガスを200cc/min.の割合で流して、前記チップの
表面にそれぞれ表2,3に示される組成および平均層厚
を有する単層または複層の硬質被覆層を蒸着させること
により本発明表面被覆スローアウェイチップ(以下、本
発明被覆チップという)1〜16をそれぞれ製造した。
チップを実施例により具体的に説明する。スローアウェ
イチップとして、それぞれ表1に示される配合組成を有
するWC基超硬合金で構成され、かつJIS・SNGN
432に則した形状を有するスローアウェイチップA〜
Cを用意し、これらのチップを公知のイオンプレーティ
ング装置内に装入し、またこの装置内に置かれたるつぼ
内にはTi−Al合金(Al:20%含有)を入れ、こ
の状態で、まず装置内の真空度を5×10-5torrの雰囲
気とすると共に、前記チップを500℃に加熱し、つい
で前記チップに−1000Vの電位をかけ、装置内にA
rガスを流通させて前記チップの表面を十分に洗浄した
後、Ar脱気し、引続いてるつぼ内のTi−Al合金に
電子ビームを照射して、これを溶融し、蒸発させ、同時
に前記チップへの負荷電位を−700Vとすると共に、
N2 および/またはC2 H2 (アセチレン)からなる反
応ガスを200cc/min.の割合で流して、前記チップの
表面にそれぞれ表2,3に示される組成および平均層厚
を有する単層または複層の硬質被覆層を蒸着させること
により本発明表面被覆スローアウェイチップ(以下、本
発明被覆チップという)1〜16をそれぞれ製造した。
【0008】また、比較の目的で、イオンプレーティン
グ装置のるつぼ内に装入されるTi−Al合金に代っ
て、Tiを用いる以外は同一の条件で、同じく表3,4
に示される組成および平均層厚を有する単層または複層
の硬質被覆層を蒸着することにより従来表面被覆スロー
アウェイチップ(以下、従来被覆チップという)1〜1
6をそれぞれ製造した。
グ装置のるつぼ内に装入されるTi−Al合金に代っ
て、Tiを用いる以外は同一の条件で、同じく表3,4
に示される組成および平均層厚を有する単層または複層
の硬質被覆層を蒸着することにより従来表面被覆スロー
アウェイチップ(以下、従来被覆チップという)1〜1
6をそれぞれ製造した。
【0009】
【表1】
【0010】
【表2】
【0011】
【表3】
【0012】
【表4】
【0013】つぎに、この結果得られた各種の被覆チッ
プについて、 被削材:SNCM439(硬さ:HB 240)の丸棒、 切削速度:180m/min.、 送り:0.3mm/rev.、 切込み:2mm、 切削時間:20min.、 の条件で鋼の連続切削試験、並びに、 被削材:SNCM439(硬さ:HB 290)の角材、 切削速度:150m/min.、 送り:0.3mm/rev.、 切込み:3mm、 切削時間:3min.、 の条件で鋼の断続切削試験をそれぞれ行ない、前者の連
続切削試験では、切刃の逃げ面摩耗幅とすくい面摩耗深
さを測定し、また後者の断続切削試験では、10個の試
験切刃のうちの欠損発生数を測定した。これらの測定結
果を表2〜4に示した。
プについて、 被削材:SNCM439(硬さ:HB 240)の丸棒、 切削速度:180m/min.、 送り:0.3mm/rev.、 切込み:2mm、 切削時間:20min.、 の条件で鋼の連続切削試験、並びに、 被削材:SNCM439(硬さ:HB 290)の角材、 切削速度:150m/min.、 送り:0.3mm/rev.、 切込み:3mm、 切削時間:3min.、 の条件で鋼の断続切削試験をそれぞれ行ない、前者の連
続切削試験では、切刃の逃げ面摩耗幅とすくい面摩耗深
さを測定し、また後者の断続切削試験では、10個の試
験切刃のうちの欠損発生数を測定した。これらの測定結
果を表2〜4に示した。
【0014】
【発明の効果】表2〜4に示される結果から、本発明被
覆チップ1〜16は、従来被覆チップ1〜16に比し
て、これを構成する硬質被覆層が耐摩耗性にすぐれてい
るので、断続切削で同等の耐欠損性を示した上で、連続
切削では一段とすぐれた耐摩耗性を示し、使用寿命の延
命化がはかれることが明らかである。上述のように、こ
の発明の表面被覆スローアウェイチップは、その表面に
イオンプレーティングにより蒸着された密着性のすぐれ
た硬質被覆層が従来表面被覆スローアウェイチップを構
成する硬質被覆層に比して一段とすぐれた耐摩耗性を有
するので、長期に亘ってすぐれた切削性能を発揮し、長
い使用寿命を示すなど工業上有用な特性を有するのであ
る。
覆チップ1〜16は、従来被覆チップ1〜16に比し
て、これを構成する硬質被覆層が耐摩耗性にすぐれてい
るので、断続切削で同等の耐欠損性を示した上で、連続
切削では一段とすぐれた耐摩耗性を示し、使用寿命の延
命化がはかれることが明らかである。上述のように、こ
の発明の表面被覆スローアウェイチップは、その表面に
イオンプレーティングにより蒸着された密着性のすぐれ
た硬質被覆層が従来表面被覆スローアウェイチップを構
成する硬質被覆層に比して一段とすぐれた耐摩耗性を有
するので、長期に亘ってすぐれた切削性能を発揮し、長
い使用寿命を示すなど工業上有用な特性を有するのであ
る。
Claims (1)
- 【請求項1】 炭化タングステン基超硬合金で構成され
たスローアウェイチップの表面を、イオンプレーティン
グにより形成されたTiとAlの複合炭化物固溶体、複
合窒化物固溶体、および複合炭窒化物固溶体のうちの1
種の単層または2種以上の複層からなる平均層厚:0.
5〜6μm未満の硬質被覆層で被覆してなる耐摩耗性の
すぐれた表面被覆スローアウェイチップ。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60197402A JPS6256565A (ja) | 1985-09-06 | 1985-09-06 | 耐摩耗性のすぐれた表面被覆硬質部材 |
JP5199169A JP2699816B2 (ja) | 1985-09-06 | 1993-07-16 | 耐摩耗性のすぐれた表面被覆スローアウェイチップ |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60197402A JPS6256565A (ja) | 1985-09-06 | 1985-09-06 | 耐摩耗性のすぐれた表面被覆硬質部材 |
JP5199169A JP2699816B2 (ja) | 1985-09-06 | 1993-07-16 | 耐摩耗性のすぐれた表面被覆スローアウェイチップ |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60197402A Division JPS6256565A (ja) | 1985-09-06 | 1985-09-06 | 耐摩耗性のすぐれた表面被覆硬質部材 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06210502A true JPH06210502A (ja) | 1994-08-02 |
JP2699816B2 JP2699816B2 (ja) | 1998-01-19 |
Family
ID=26510346
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60197402A Granted JPS6256565A (ja) | 1985-09-06 | 1985-09-06 | 耐摩耗性のすぐれた表面被覆硬質部材 |
JP5199169A Expired - Lifetime JP2699816B2 (ja) | 1985-09-06 | 1993-07-16 | 耐摩耗性のすぐれた表面被覆スローアウェイチップ |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60197402A Granted JPS6256565A (ja) | 1985-09-06 | 1985-09-06 | 耐摩耗性のすぐれた表面被覆硬質部材 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (2) | JPS6256565A (ja) |
Cited By (1)
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- 1985-09-06 JP JP60197402A patent/JPS6256565A/ja active Granted
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- 1993-07-16 JP JP5199169A patent/JP2699816B2/ja not_active Expired - Lifetime
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