JPH0657409A - 強度および耐摩耗性に優れた硬質層複合被覆切削工具の製造方法 - Google Patents

強度および耐摩耗性に優れた硬質層複合被覆切削工具の製造方法

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JPH0657409A
JPH0657409A JP23526992A JP23526992A JPH0657409A JP H0657409 A JPH0657409 A JP H0657409A JP 23526992 A JP23526992 A JP 23526992A JP 23526992 A JP23526992 A JP 23526992A JP H0657409 A JPH0657409 A JP H0657409A
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JP
Japan
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hard layer
cutting tool
layer
coated cutting
thickness
Prior art date
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Application number
JP23526992A
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English (en)
Inventor
Hironori Yoshimura
寛範 吉村
Toshikatsu Sudo
俊克 須藤
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Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 強度および耐摩耗性に優れた硬質層複合被覆
切削工具の製造方法を提供すること。 【構成】 WC基超硬合金表面に化学蒸着法により硬質
層を被覆することにより硬質層被覆切削工具を作製し、
上記硬質層被覆切削工具にショットブラストを施し、上
記ショットブラストを施した硬質層被覆切削工具の表面
にさらに物理蒸着法により硬質層を被覆する硬質層複合
被覆切削工具の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、強度および耐摩耗性
に優れた硬質層複合被覆切削工具の製造方法に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来、WC基超硬合金を基体とし、その
表面に化学蒸着法(以下、CVD法という)や物理蒸着
法(以下、PVD法という)等で硬質層を被覆した切削
工具が広く使用されており、CVD法による硬質層には
引張り残留応力が、PVD法による硬質層には圧縮残留
応がそれぞれ存在することが知られている。前記CVD
法で被覆した硬質層は基体との熱膨脹係数の関係より、
コーティング後には熱応力に起因する引張り残留応力が
作用するとされている。
【0003】また、上記CVD法による硬質層は、耐摩
耗性が高いことも知られているが、CVD法による硬質
層には引張り残留応力がかかっており、そのためCVD
硬質層にはクラックが発生しやすく、このクラックが原
因でCVD被覆切削工具は耐欠損性が低下し、一方、P
VD法による硬質層は、耐摩耗性は低いものの硬質層に
かかる圧縮残留応力により硬質層被覆切削工具の耐欠損
性は優れたものとなっていることも知られている。
【0004】上記CVD法による硬質層の引張り残留応
力を低減、あるいは圧縮残留応力を付与する方法とし
て、CVD法による硬質層被覆後、サンドブラスト法又
はショットピーニング法などの機械的処理を施す方法、
またはガスをイオン化して衝突させる例えばイオン注入
法などの物理的処理を施す方法が提案されている(特開
昭64−31972号公報参照)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、通常のCVD
硬質層被覆切削工具の表面に、平均粒径:0.5mmの
アルミナ製ボールを約5Kg/cm2 の圧縮空気で衝突
させ、上記特開昭64−31972号公報に示された切
削工具試料を作製し、この切削工具試料を用いて鋼の厳
しい条件の断続切削を行ったところ、耐欠損性が不十分
であった。
【0006】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
厳しい断続切削を行っても欠損を起こしにくい強度およ
び耐摩耗性に優れた硬質層被覆切削工具を開発すべく研
究を行った結果、WC基超硬合金の表面にCVD法によ
り硬質層を被覆して得られた硬質層被覆WC基超硬合金
製切削工具にショットブラストを施して硬質層中の引張
り残留応力を低減し、つぎに、このショットブラストを
施した硬質層被覆切削工具の表面にPVD法により硬質
層を被覆すると、得られた硬質層複合被覆切削工具は優
れた強度および耐摩耗性を有するという知見を得たので
ある。
【0007】この発明は、かかる知見に基づいて成され
たものであって、WC基超硬合金の表面にCVD法によ
り硬質層を被覆し、上記化学蒸着法で被覆した硬質層被
覆切削工具にショットブラストを施し、上記ショットブ
ラストを施した硬質層被覆切削工具の表面にPVD法に
より硬質層を被覆する硬質層複合被覆切削工具の製造方
法に特徴を有するものである。
【0008】
【実施例】つぎに、この発明の硬質層複合被覆切削工具
の製造方法を実施例に基づいて具体的に説明する。IS
O規格SNMG120408の形状を有し、表1に示さ
れる配合組成の圧粉体を焼結して得られた通常のWC基
超硬合金からなる切削工具A〜Dを用意した。
【0009】
【表1】
【0010】実施例1 表1に示される切削工具Aの表面に通常のCVD法によ
り、厚さ:7μmのTiC層、厚さ:0.2μmのTi
CO層、厚さ:1.0μmのAl2 3 層の順に硬質層
を形成し、CVD硬質層被覆切削工具を作製した。この
CVD硬質層被覆切削工具のすくい面に直径:0.3m
mの鋼球を50m/minの速度で50秒当てるショッ
トブラストを施したのち、さらに通常のPVD法によ
り、厚さ:2μmTiN層からなるPVD硬質層を形成
し、本発明製造法1による硬質層複合被覆切削工具を作
製した。
【0011】比較例1 実施例1で作製したCVD硬質層被覆切削工具にショッ
トブラストを施すこと無く、通常のPVD法により、厚
さ:2μmのTiN層からなるPVD硬質層を形成し、
比較製造法1による硬質層複合被覆切削工具を作製し
た。
【0012】従来例1 実施例1で作製したCVD硬質層被覆切削工具にショッ
トブラストを施し、従来製造法1による硬質層被覆切削
工具を作製した。
【0013】実施例2 表1に示される切削工具Bの表面に通常のCVD法によ
り、厚さ:4μmのTiC層、厚さ:2μmのTiCN
層、厚さ:0.2μmのTiCNO層、厚さ:1.0μ
mのAl2 3 層、厚さ:0.5μmのTiN層の順に
硬質層を形成し、CVD硬質層被覆切削工具を作製し
た。このCVD硬質層被覆切削工具のすくい面に直径:
0.3mmの鋼球を50m/minの速度で50秒当て
るショットブラストを施したのち、さらに通常のPVD
法により、厚さ:1μmのTiCN層からなるPVD硬
質層を形成し、本発明製造法2による硬質層複合被覆切
削工具を作製した。
【0014】比較例2 実施例2で作製したCVD硬質層被覆切削工具にショッ
トブラストを施すこと無く、通常のPVD法により、厚
さ:1μmのTiCN層からなるPVD硬質層を形成
し、比較製造法2による硬質層複合被覆切削工具を作製
した。
【0015】従来例2 実施例2で作製したCVD硬質層被覆切削工具にショッ
トブラストを施し、従来製造法2による硬質層被覆切削
工具を作製した。
【0016】実施例3 表1に示される切削工具Cの表面に通常のCVD法によ
り厚さ:2μmのTiC層、厚さ:1μmのTiCN
層、厚さ:2μmのTiN層、厚さ:1μmのTiCN
層、厚さ:2μmのTiC層、厚さ:1.5μmのAl
2 3 層、厚さ:0.5μmのTiN層の順に硬質層を
形成し、CVD硬質層被覆切削工具を作製した。このC
VD硬質層被覆切削工具のすくい面に直径:0.3mm
の鋼球を70m/minの速度で70秒当ててショット
ブラストを施したのち、さらに通常のPVD法により、
厚さ:1μmのTiCN層および厚さ:1μmのTiN
層からなるPVD硬質層を形成し、本発明製造法3によ
る硬質層複合被覆切削工具を作製した。
【0017】比較例3 実施例3で作製したCVD硬質層被覆切削工具にショッ
トブラストを施すこと無く、通常のPVD法により、厚
さ:1μmのTiCN層および厚さ:1μmのTiN層
からなるPVD硬質層を形成し、比較製造法3による硬
質層複合被覆切削工具を作製した。
【0018】従来例3 実施例3で作製したCVD硬質層被覆切削工具にショッ
トブラストを施し、従来製造法3による硬質層被覆切削
工具を作製した。
【0019】実施例4 表1に示される切削工具Dの表面に通常のCVD法によ
り、厚さ:7μmのTiCN層、厚さ:0.2μmのT
iCNO層、厚さ:1μmのAl2 3 層、厚さ:1.
0μmのTiCN層、厚さ:0.5μmのTiN層の順
に硬質層を形成し、CVD硬質層被覆切削工具を作製し
た。このCVD硬質層被覆切削工具のすくい面に直径:
0.3mmの鋼球を60m/minの速度で60秒当て
てショットブラストを施したのち、さらに通常のPVD
法により、厚さ:0.5μmのTiN層、厚さ:1μm
のTiCN層、厚さ:0.5μmのTiN層の順にPV
D硬質層を形成し、本発明製造法4による硬質層複合被
覆切削工具を作製した。
【0020】比較例4 実施例4で作製したCVD硬質層被覆切削工具にショッ
トブラストを施すこと無く、通常のPVD法により、厚
さ:0.5μmのTiN層、厚さ:1μmのTiCN
層、厚さ:0.5μmのTiN層の順に硬質層を形成
し、比較製造法4による硬質層複合被覆切削工具を作製
した。
【0021】従来例4 実施例4で作製したCVD硬質層被覆切削工具にショッ
トブラストを施し、従来製造法4による硬質層被覆切削
工具を作製した。
【0022】上記本発明製造法1〜4により得られた硬
質層複合被覆切削工具、比較製造法1〜4により得られ
た硬質層複合被覆切削工具および従来製造法1〜4によ
り得られた硬質層被覆切削工具を用い、 被削材:SCM440(硬さHB 220)丸棒 切削速度:220m/min、 送り:0.27mm/rev.、 切込み:1.5mm、 切削時間:30min. 切削油:なし の条件で連続切削試験を行い、硬質層複合被覆切削工具
の逃げ面摩耗幅を測定し、耐摩耗性を評価した。
【0023】さらに、 被削材:SNCM439(硬さHB 260)角材 切削速度:100m/min、 送り:0.335mm/rev.、 切込み:2.0mm、 切削油:なし の条件で断続切削試験を行い、硬質層複合被覆切削工具
の切刃が欠損するまでの切削時間を測定し、耐欠損性を
評価した。これらの測定結果を表2および表3に示す。
【0024】
【表2】
【0025】
【表3】
【0026】
【発明の効果】表2〜表3に示される結果から、本発明
製造法1〜4により得られた硬質層複合被覆切削工具
は、比較製造法1〜4により得られた硬質層複合被覆切
削工具および従来製造法1〜4により得られた硬質層被
覆切削工具に比べて、連続切削試験の逃げ面摩耗幅が小
さく、断続切削試験の欠損までの時間が長いことがわか
る。したがって、この発明によると、強度および耐摩耗
性に優れた硬質層複合被覆切削工具を提供することがで
き、産業上優れた効果をもたらすものである。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年10月7日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0010
【補正方法】変更
【補正内容】
【0010】実施例1 表1に示される切削工具Aの表面に通常のCVD法によ
り、厚さ:7μmのTiC層、厚さ:0.2μmのTi
CO層、厚さ:1.0μmのAl2 3 層の順に硬質層
を形成し、CVD硬質層被覆切削工具を作製した。この
CVD硬質層被覆切削工具のすくい面に直径:0.3m
mの鋼球を50m/secの速度で50秒当てるショッ
トブラストを施したのち、さらに通常のPVD法によ
り、厚さ:2μmTiN層からなるPVD硬質層を形成
し、本発明製造法1による硬質層複合被覆切削工具を作
製した。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0013
【補正方法】変更
【補正内容】
【0013】実施例2 表1に示される切削工具Bの表面に通常のCVD法によ
り、厚さ:4μmのTiC層、厚さ:2μmのTiCN
層、厚さ:0.2μmのTiCNO層、厚さ:1.0μ
mのAl2 3 層、厚さ:0.5μmのTiN層の順に
硬質層を形成し、CVD硬質層被覆切削工具を作製し
た。このCVD硬質層被覆切削工具のすくい面に直径:
0.3mmの鋼球を50m/secの速度で50秒当て
るショットブラストを施したのち、さらに通常のPVD
法により、厚さ:1μmのTiCN層からなるPVD硬
質層を形成し、本発明製造法2による硬質層複合被覆切
削工具を作製した。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0016
【補正方法】変更
【補正内容】
【0016】実施例3 表1に示される切削工具Cの表面に通常のCVD法によ
り厚さ:2μmのTiC層、厚さ:1μmのTiCN
層、厚さ:2μmのTiN層、厚さ:1μmのTiCN
層、厚さ:2μmのTiC層、厚さ:1.5μmのAl
2 3 層、厚さ:0.5μmのTiN層の順に硬質層を
形成し、CVD硬質層被覆切削工具を作製した。このC
VD硬質層被覆切削工具のすくい面に直径:0.3mm
の鋼球を70m/secの速度で70秒当ててショット
ブラストを施したのち、さらに通常のPVD法により、
厚さ:1μmのTiCN層および厚さ:1μmのTiN
層からなるPVD硬質層を形成し、本発明製造法3によ
る硬質層複合被覆切削工具を作製した。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0019
【補正方法】変更
【補正内容】
【0019】実施例4 表1に示される切削工具Dの表面に通常のCVD法によ
り、厚さ:7μmのTiCN層、厚さ:0.2μmのT
iCNO層、厚さ:1μmのAl2 3 層、厚さ:1.
0μmのTiCN層、厚さ:0.5μmのTiN層の順
に硬質層を形成し、CVD硬質層被覆切削工具を作製し
た。このCVD硬質層被覆切削工具のすくい面に直径:
0.3mmの鋼球を60m/secの速度で60秒当て
てショットブラストを施したのち、さらに通常のPVD
法により、厚さ:0.5μmのTiN層、厚さ:1μm
のTiCN層、厚さ:0.5μmのTiN層の順にPV
D硬質層を形成し、本発明製造法4による硬質層複合被
覆切削工具を作製した。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 WC基超硬合金表面に化学蒸着法により
    硬質層を被覆することにより硬質層被覆切削工具を作製
    し、上記硬質層被覆切削工具にショットブラストを施
    し、上記ショットブラストを施した硬質層被覆切削工具
    の表面にさらに物理蒸着法により硬質層を被覆すること
    を特徴とする硬質層複合被覆切削工具の製造方法。
JP23526992A 1992-08-11 1992-08-11 強度および耐摩耗性に優れた硬質層複合被覆切削工具の製造方法 Pending JPH0657409A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100330785B1 (ko) * 1999-12-31 2002-04-01 이계안 피.브이.디 코팅 공정을 이용한 고 내구성 엔진 부품제조방법
US6884496B2 (en) * 2001-03-27 2005-04-26 Widia Gmbh Method for increasing compression stress or reducing internal tension stress of a CVD, PCVD or PVD layer and cutting insert for machining
WO2008031768A1 (en) * 2006-09-15 2008-03-20 Sandvik Intellectual Property Ab Coated cutting tool

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JP2010512251A (ja) * 2006-09-15 2010-04-22 サンドビック インテレクチュアル プロパティー アクティエボラーグ 被覆切削工具
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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20011106