JPH0655311A - 耐摩耗性および耐欠損性のすぐれた表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具 - Google Patents
耐摩耗性および耐欠損性のすぐれた表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具Info
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Abstract
WC基超硬合金製切削工具を提供する。 【構成】 基体表面に化学蒸着法により引張応力を有す
る硬質被覆層を蒸着形成してなる表面被覆WC基超硬合
金製切削工具の切刃すくい面部分における硬質被覆層の
もつ引張応力を実質的に除去するか、あるいは前記すく
い面部分の硬質被覆層に45kg/mm2 以下の圧縮応力を
付与してなる。
Description
ではすぐれた耐摩耗性を示し、かつ断続切削ではすぐれ
た耐欠損性を発揮する表面被覆炭化タングステン(以
下、WCで示す)基超硬合金製切削工具に関するもので
ある。
面に、例えばTiの炭化物、窒化物、炭窒化物、炭酸化
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、TiCO、お
よびTiCNO、並びにAl2 O3 で示す)などのうち
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
を化学蒸着法により5〜20μmの平均層厚で蒸着形成
してなる表面被覆WC基超硬合金製切削工具が鋼などの
連続切削に用いられていることは良く知られるところで
ある。
製切削工具を構成する硬質被覆層が、例えば1986年
発行、「日本金属学会誌」、第30巻、第3号に記載さ
れるように、10〜50kg/mm2 程度の引張応力を有す
ることも知られている。
の省力化およびFA化はめざましく、これに伴ない、切
削工具には汎用性が強く要求される傾向にあるが、上記
の従来表面被覆WC基超硬合金製切削工具においては、
これを例えば鋼の断続切削に用いた場合、切刃に欠損が
発生し易く、実用に供することができないのが現状であ
る。
上述のような観点から、耐欠損性のすぐれた表面被覆W
C基超硬合金製切削工具を開発すべく、特に上記従来表
面被覆WC基超硬合金製切削工具に着目し研究を行なっ
た結果、上記従来表面被覆WC基超硬合金製切削工具に
おいて、これを構成する化学蒸着法によって形成された
硬質被覆層は上記の通り10〜50kg/mm2 程度の引張
応力を有するが、切刃すくい面部分における前記硬質被
覆層に、例えば鋼球使用のショットブラスト処理などの
機械的微小叩打衝撃処理を施すと、前記硬質被覆層のも
つ引張応力が実質的に除去されるようになり、さらに前
記機械的微小叩打衝撃処理を続行すると、前記切刃すく
い面部分における硬質被覆層には圧縮応力が付与される
ようになり、この圧縮応力が僅か、すなわち45kg/mm
2 以下、望ましくは20kg/mm2 以下であると、この結
果の切刃逃げ面部分の硬質被覆層には通常の引張応力が
存在するが、切刃すくい面部分の硬質被覆層には実質的
に引張応力が存在せず、あるいは前記硬質被覆層に圧縮
応力が存在する場合でも、これが45kg/mm2 以下、望
ましくは20kg/mm2 以下である表面被覆WC基超硬合
金製切削工具は、断続切削ですぐれた耐欠損性を発揮
し、さらに連続切削でもより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基超硬合金基体の表面に、
化学蒸着法により引張応力を有する硬質被覆層を蒸着形
成してなる表面被覆WC基超硬合金製切削工具におい
て、切刃の逃げ面部分の硬質被覆層のもつ引張応力を保
持したままで、切刃のすくい面部分の硬質被覆層のもつ
引張応力を実質的に除去するか、あるいは切刃のすくい
面部分の硬質被覆層に45kg/mm2 以下、望ましくは2
0kg/mm2 以下の圧縮応力を付与するか、してなる耐摩
耗性および耐欠損性にすぐれた表面被覆WC基超硬合金
製切削工具に特徴を有するものである。
すくい面部分の硬質被覆層が具備する場合の圧縮応力の
上限値を45kg/mm2 としたのは、45kg/mm2 を越え
た多きな圧縮応力を硬質被覆層がもつようになると、特
に連続切削での耐摩耗性が急激に低下するようになると
いう理由によるものである。
具体的に説明する。原料粉末として、平均粒径:3μm
を有するWC粉末、同1.5μmの(Ti,W)C粉末
(TiC/WC=重量比で30/70)、同1.2μm
の(Ti,W)CN粉末(TiC/TiN/WC=重量
比で24/20/56)、同1.3μmの(Ta,N
b)C粉末(TaC/NbC=重量比で90/10)、
および同1.2μmのCo粉末を用意し、これら原料粉
末を表1に示される配合組成に配合し、ボールミルで7
2時間湿式混合し、乾燥した後、圧粉体にプレス成形
し、ついでこの圧粉体を1×10-2torrの真空中、温
度:1450℃に1時間保持の条件で真空焼結して、い
ずれもISO・CNMG120408の形状をもったW
C基超硬合金基体A〜C、およびCo富化表面部(最大
Co含有量:13%、厚さ:20μm)を有するWC基
超硬合金基Dをそれぞれ製造した。また、上記WC基超
硬合金基体Cについては、これに100torrのメタンガ
ス雰囲気中、温度:1400℃に1時間保持の条件で浸
炭処理を施すことにより、その表面部に最大Co含有
量:17重量%、厚さ:40μmのCo富化表面層を形
成した。
Dの表面に、通常の化学蒸着装置を用い、通常の条件で
表2に示される組成および平均層厚の硬質被覆層を形成
することにより従来表面被覆WC基超硬合金製切削工具
(以下、従来被覆超硬合金製切削工具という)1〜8を
それぞれ製造した。
切削工具1〜8の切刃すくい面部分および/または逃げ
面部分に、それぞれショットとして平均径:0.3mmφ
の鋼球を用い、投射速度:50〜90m/分、投射時
間:50〜200秒の条件でショットブラスト処理を施
すことにより表3,4に示される残留応力を切刃すくい
面部分および逃げ面部分に有する本発明表面被覆WC基
超硬合金製切削工具(以下、本発明被覆超硬合金製切削
工具という)1〜8、および比較表面被覆WC基超硬合
金製切削工具(以下、比較被覆超硬合金製切削工具とい
う)1〜8をそれぞれ製造した。したがって、本発明被
覆超硬合金製切削工具1〜8および比較被覆超硬合金製
切削工具1〜8のそれぞれの硬質被覆層の組成および平
均層厚は、従来被覆超硬合金製切削工具1〜8のそれと
それぞれ対応して同一となる。
は、切刃すくい面部分および/または逃げ面部分におけ
る硬質被覆層の残留応力分布がこの発明の範囲から外れ
たものである。また、表4には、従来被覆超硬合金製切
削工具1〜8の切刃すくい面部分および逃げ面部分にお
ける硬質被覆層のX線法による残留応力の測定結果も示
した。
合金製切削工具について、 被削材:SCM440(硬さ:HB 220)の丸棒、 切削速度:220m/min.、 送り:0.25mm/rev.、 切込み:1.5mm、 切削時間:30分、 の条件での鋼の乾式連続切削試験、並びに、 被削材:SNCM439(硬さ:HB 260)の角材、 切削速度:100m/min.、 送り:0.3mm/rev.、 切込み:1.5mm、 の条件での鋼の乾式断続切削試験を行ない、上記連続切
削試験では切刃逃げ面の摩耗幅を測定し、上記断続切削
試験では切刃に欠損が発生するまでの切削時間を測定し
た。これらの測定結果を表3,4に示した。
覆超硬合金製切削工具1〜8は、いずれも従来被覆超硬
合金製切削工具1〜8に比して、連続切削では相対的に
より一段とすぐれた耐摩耗性を示し、かつ断続切削で
は、従来被覆超硬合金製切削工具1〜8がきわめて短時
間の切削で切刃に欠損が発生し、実用に供することがで
きないのに対して、すぐれた切削性能を長期に亘って発
揮し、すぐれた耐欠損性を示すことが明らかであり、ま
た比較被覆超硬合金製切削工具1〜8に見られるよう
に、切刃すくい面部分および逃げ面部分における硬質被
覆層の残留応力分布がこの発明の切削工具のそれと異な
ると、耐摩耗性および耐欠損性のうちの少なくともいず
れかの特性が劣ったものになることが明らかである。
超硬合金製切削工具は、連続切削ではより一段とすぐれ
た耐摩耗性を示し、さらに断続切削でもすぐれた耐欠損
性を示し、連続切削と断続切削のいずれへの実用におい
てもすぐれた切削性能を長期に亘って発揮するのであ
る。
切削工具1〜8の切刃すくい面部分および/または逃げ
面部分に、それぞれショットとして平均径:0.3mmφ
の鋼球を用い、投射速度:50〜90m/秒、投射時
間:50〜200秒の条件でショットブラスト処理を施
すことにより表3,4に示される残留応力を切刃すくい
面部分および逃げ面部分に有する本発明表面被覆WC基
超硬合金製切削工具(以下、本発明被覆超硬合金製切削
工具という)1〜8、および比較表面被覆WC基超硬合
金製切削工具(以下、比較被覆超硬合金製切削工具とい
う)1〜8をそれぞれ製造した。したがって、本発明被
覆超硬合金製切削工具1〜8および比較被覆超硬合金製
切削工具1〜8のそれぞれの硬質被覆層の組成および平
均層厚は、従来被覆超硬合金製切削工具1〜8のそれと
それぞれ対応して同一となる。
Claims (2)
- 【請求項1】 炭化タングステン基超硬合金基体の表面
に、化学蒸着法により引張応力を有する硬質被覆層を蒸
着形成してなる表面被覆炭化タングステン基超硬合金製
切削工具において、 切刃の逃げ面部分の硬質被覆層のもつ引張応力を保持し
たままで、切刃のすくい面部分の硬質被覆層のもつ引張
応力を実質的に除去してなる、耐摩耗性および耐欠損性
のすぐれた表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削
工具。 - 【請求項2】 炭化タングステン基超硬合金基体の表面
に、化学蒸着法により引張応力を有する硬質被覆層を蒸
着形成してなる表面被覆炭化タングステン基超硬合金製
切削工具において、 切刃の逃げ面部分の硬質被覆層のもつ引張応力を保持し
たままで、切刃のすくい面部分の硬質被覆層に45kg/
mm2 以下の圧縮応力を付与してなる、耐摩耗性および耐
欠損性のすぐれた表面被覆炭化タングステン基超硬合金
製切削工具。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23526892A JP3236899B2 (ja) | 1992-08-11 | 1992-08-11 | 耐摩耗性および耐欠損性のすぐれた表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0655311A true JPH0655311A (ja) | 1994-03-01 |
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Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
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