JPH0661646B2 - 多層被覆硬結カーバイド差込み刃 - Google Patents

多層被覆硬結カーバイド差込み刃

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JPH0661646B2
JPH0661646B2 JP2504384A JP50438490A JPH0661646B2 JP H0661646 B2 JPH0661646 B2 JP H0661646B2 JP 2504384 A JP2504384 A JP 2504384A JP 50438490 A JP50438490 A JP 50438490A JP H0661646 B2 JPH0661646 B2 JP H0661646B2
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    • 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
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Description

【発明の詳細な説明】 背景技術 本発明は被覆カーバイド硬結金属切削差込み刃に、特に
割り出し可能なタイプのものに関する。
割り出し可能コバルト被覆硬結タングステンカーバイド
差込み刃の金属切削能力に対する種々の被覆材料の主要
な長所は良く文書化されている。耐摩耗性（低速の切削
で重要である）はチタンカーバイド（又は浸炭窒化チタ
ン）で提供される。一般に、工具と工作物間の化学的相
互作用（クレータ形成）に対する抵抗は、その材料が非
常に低い自由エネルギーしか生成しないために、主にア
ルミナにより提供される。窒化チタは工具対工作物間の
摩擦とエッジ部の盛り上がりの発生を低減すると見なさ
れている。更に、その光沢のある金色は、被覆工具の市
場性を強化し、そして工具の摩滅がより容易に観察出来
るようにする。
これらの材料の結合された利点が、第一世代の多層被覆
差込み工具に利するように使用されている。例は被覆
系、チタンカーバイド／浸炭窒化チタン／窒化チタンと
チタンカーバイド／窒化チタンを包含する。追加的利益
が、レイヤーの厚みの最適化、レイヤー数、そしてレイ
ヤーの堆積のシーケンスを通じて改良された性能を達成
するように設計された第二世代多層被覆に対して期待さ
れる。
割り出し可能コバルトのタングステンカーバイド硬結差
込み刃に適用される化学蒸着（ＣＶＤ）被覆において粒
度を低減する利点はよく知られている。アルミナレイヤ
ーでの粒度を低減するのに最も良く使用されている方法
は、アルミナレイヤー間にチタンカーバイド、浸炭窒化
チタン、或は窒化チタンの薄レイヤーを堆積させること
によりアルミナレイヤーの堆積を周期的に中断すること
である。この方法においては、各々の連続アルミナレイ
ヤーは核を再形成し、そして粒子の成長が最小化され
る。このプロセスの長所が、Ｄｒｅｙｅｒ氏とＫｏｌａ
ｓｋａ氏により、（“Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ
Ｔｏｏｌ Ｌｉｆｅ Ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ Ｓｕ
ｐｅｒ−Ｗｅａｒ Ｒｅｓｉｓｔａｎｔ Ｍｕｌｔｉｌ
ａｙｅｒ Ｃｏａｔｉｎｇｓ ｏｎ Ｈａｒｄｍｅｔａ
ｌｓ”）のタイトル名で、Ｍｅｔａｌｓ Ｓｏｃｉｅｔ
ｙ誌（ｂｏｏｋ２７８）ロンドン、イングランド（１９
８２）、１１２−１１７頁で論証された。
市販の多層アルミナ被覆割り出し可能差込み刃で熱間鋼
（５４ＨＲＣ）、チルド鋳鉄、そしてインコネル７１８
を切削する時、逃げ面耐摩耗性における顕著な改善が観
察されている。これらの差込み刃は、チタンカーバイ
ド、浸炭窒化チタン、窒化チタン、そして三層の窒化チ
タンにより分離された４層のアルミナから成る１０層の
被覆を利用した（Ｓｃｈｉｎｔｅｌｍｅｉｓｔｅｒ氏そ
の他による、タイトル名”Ｃｕｔｔｉｎｇ Ｔｏｏｌ
Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｃｏａｔｅｄ ｂｙ Ｃｈｅｍｉ
ｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、Ｗｅａ
ｒ、１００（１９８４）、１５３−１６９頁に記載）。
逃げ面とクレータの摩耗の両方の性能における改善が、
１９層の窒化チタンと１９層のアルミナとで積層された
初期３ミクロンの厚みのチタンカーバイドで、合計６ミ
クロンの厚みを有する多層アルミナ被覆差込み刃に対し
て論証されている。従来の６ミクロン厚みのチタンカー
バイドと５ミクロン／１ミクロン厚みの窒化チタン／ア
ルミナ被覆差込み刃に対して切削加工試験をした時、ア
ルミナ多層差し込み刃はＣ６０スチールの加工試験にお
いてより優れたクレータ及び逃げ面耐摩耗性を示した。
このアルミナ多層被覆の優れた能力はＣＫ４５ＫＮスチ
ールの断続切削中においても又観察された（Ｄｒｅｙｅ
ｒ氏その他、英国特許出願番号ＧＢ２０４８９６０
Ａ）。
出願者はエッジ強度、耐変形性、クレータ耐摩耗性、そ
して逃げ面耐摩耗性の優れた組み合せを驚くほど有し、
炭素鋼や合金鋼、ねずみ鋳鉄、ノジュラー鋳鉄の連続及
び断続加工などの広範囲の金属切削適用において市場で
競争力を持たせることが出来る多層被覆カーバイド焼結
切削差込み刃を発見した。
発明の概要 切削差込み刃は、それらの接合部が切削エッジと成るす
くい面と逃げ面を有する本体で提供される。その切削差
込み刃は一つ以上の切削エッジを有する割り出し可能タ
イプのものが望ましい。この本体は、その上に接着され
た被覆を有する硬結カーバイド基板から構成される。本
発明に従って、硬結カーバイド基板は主に、（１）タン
グステンカーバイド粒、（２）タングステンと、チタ
ン、ハフニューム、ジルコチューム、タンタラム、そし
てニオーブから成るグループから選択された元素を含有
する固液体カーバイド粒と、（３）６．１から６．５重
量パーセント（ｗ／ｏ）コバルトから構成される。
基板は９０．８から９１．６のロックウエルＡ硬度を有
し、そして１１０から１８０のエルステッドの磁気保磁
力を有することを特徴とする。
望ましくは、タングステンカーバイドは少なくとも基板
の８０ｗ／ｏを、更に前記基板の少なくとも８５ｗ／ｏ
を形成するのが望ましい。コバルトは前記基板の約６．
２から６．４ｗ／ｏであるのが望ましい。チタン、ニオ
ーブ、そしてタンタラムがそれぞれ基板の１．７から
２．３、１．２から１．８、そして３．２から３．８ｗ
／ｏであるのが望ましい。基板の硬度は９１．０から９
１．６ロックウエルＡであるのが望ましく、そして磁気
保持力は１２０から１６０エルステッドであるのが望ま
しい。
本発明による被覆は、基板に接着された裏当てレイヤ
ー、その裏当てレイヤーに接着された作用レイヤー、そ
してその作用レイヤーに接着された仕上げレイヤーの３
層から構成される。裏当てレイヤーは少なくとも５．０
ミクロンの厚みを有し、そしてチタン、ハフニューム、
そしてジルコニュームのカーバイドや浸炭窒化物のグル
ープから単独で、又は相互に結合して選択された二つ以
上のレイヤーから構成される。裏当てレイヤーは均一か
又は変動のいずれかの化学量論の浸炭窒化チタンである
ことが望ましい。裏当てレイヤーはチタンカーバイドレ
イヤーを選択的に包含しても良く、望ましくはカーバイ
ド基板に直接的に接着されても良い。
作用レイヤーは、交互に積層されたアルミナのサブレイ
ヤーと、チタン、ジルコニューム、そしてハフニューム
の窒化物のグループから単独で、或は結合して選択され
た窒化物レイヤーとから構成される。窒化物レイヤーに
より分離された少なくとも２層以上のアルミナレイヤー
がある。作用レイヤーは、アルミナアレイヤー又は裏当
てレイヤーに直接的に接着された窒化物レイヤーのいず
れから始められても良い。各アルミナレイヤーは約１．
５ミクロン以下の、望ましくは０．５から１．０ミクロ
ンの呼び厚みを有し、平均アルミナ粒度が約０．１５か
ら０．５ミクロンの間となるように、故に高硬度と優れ
た耐クレータ摩耗性のものとなることを保証する。各ア
ルミナサブレイヤーは分離されており、そして約１．０
ミクロン、又はそれ以下の好適厚み、望ましくは約０．
２から１．０ミクンロン以下の厚みを有する窒化物サブ
レイヤー、望ましくは窒化チンタにより次のアルミナサ
ブレイヤーに接着されている。
仕上げレイヤーは作用レイヤー内の最外アルミナサブレ
イヤーに接着されており、そしてチタン、ハフニュー
ム、そしてジルコニュームの浸炭窒化物又は窒化物のグ
ループから単独、又は結合して選択された二つ以上のサ
ブレイヤーを有する。仕上げレイヤーは望ましくは全体
で０．２から４ミクロンの厚みを有する窒化チタンから
形成される。
交代的形態において、仕上げレイヤーは最終サブレイヤ
ーに接着された浸炭窒化チタンの内部レイヤーと、それ
から窒化チタンの最外レイヤーとの２つのサブレイヤー
から構成される。その最後の形態において、浸炭窒化チ
タンサブレイヤーは約０．２ミクロンから１．０ミクロ
ンの好適厚みを有し、そして窒化チタンサブレイヤーは
約０．３ミクンロンから３．０ミクロン、望ましくは
０．３から２．０ミクロンの厚みを有する。
本発明のこれらと他の局面は以下に簡略的に示される図
に関連して本発明の次の詳細な説明により更に明白とな
ろう。
図面の簡単な説明 図１は本発明による切削差込み刃の形態の等角図を示
す。
図２は本発明による基板の典型的微細構造を示す（１５
００パーセント拡大）。
図３は本発明による被覆の好適形態の横断面図を示す。
発明を実施するための最良の形態 本発明に従って、多層硬結カーバイド金属切削差込み刃
１０が図１に示されるように提供されている。切削差込
み刃１０は、すくい面１２と逃げ面１４が接合して切削
エッジ１６を形成する本体を有する割り出し可能で、可
逆タイプのものが望ましい。
図２及び図３に示されるように、本体はそれに接着され
た被覆３４を有する硬結カーバイド基板３２から構成さ
れる。微細組織検査写真（図２）に示されるように、硬
結カーバイド基板は、主にタングステンカーバイド粒
（明灰色相）、タングステンと、そしてチタン、ハフニ
ューム、ジルコニューム、タンタラム、そしてニオーブ
のグループから選択された一つ以上の元素を含有する固
溶体カーバイド粒（暗灰色相）、そして６．１から６．
５ｗ／ｏコバルト（白色相）から構成される。基板は９
０．８から９１．６ロックウエルＡの硬度であり、そし
て磁気的強度は１１０から１８０エルステッドであるこ
とを特徴とする。
硬結カーバイド基板のコバルト含有は約６．２から６．
４ｗ／ｏであることが望ましい。コバルト含有量、タン
グステン粒度（或は磁気保持力で測定される結合剤
相）、そして望ましくは９１．０から９１．６の硬度の
組み合せにおいて、その基板は耐変形性や、本発明によ
る被覆と組み合わさって非常にその独特の切削能力を高
める耐久性（或はエッジ強度）の独特の組み合せを有す
ることが出来ると出願者は信じている。磁気保磁力は約
１２０から１６０エルステッドが望ましい。
ここで磁気的保磁力とは超硬合金の特性であり、磁力性
に飽和された試験片を完全に消磁するために必要な磁気
保磁力場の強さのことをいう。
チタン、タンタラム、そしてニオーブは又固溶体カーバ
イドとして存在するのが望ましい。チタンは粒度制御や
耐変形性のために添加される一方で、タンタラムや／又
はニオーブは耐熱的衝撃性のために添加される。本発明
による好適構成においては、基板は約１．７から２．３
ｗ／ｏのチタンと４．４から５．６ｗ／ｏのタンタラム
とニオーブの合計を含有し、３．２から３．８ｗ／ｏの
タンタラムと１．２から１．８ｗ／ｏのニオーブが最も
望ましい。
基板は、８８パーセント以上（８８から９８パーセント
がより望ましい）の磁気飽和を有し、そしてＡタイプの
み、或は最悪でもＡとＢタイプの多孔性を含むのが望ま
しい。
基板のタングステンカーバイドの含有率は少なくとも８
０ｗ／ｏが望ましく、更に少なくとも８５ｗ／ｏがより
望ましい。
本発明による被覆（図３参照）は、基板３２に接着され
た裏当てレイヤー３６、裏当てレイヤー３６に接着され
た作用レイヤー３８、そして作用レイヤー３８に接着さ
れた仕上げレイヤー４０の３つの主レイヤー、又はセク
ションから成る。
裏当てレイヤー３６はチタン、ハフニューム、ジルコニ
ュームのカーバイドや浸炭窒化物のグループから単独
で、又は互いに結合して選択された二つ以上のレイヤー
又はサブレイヤーから形成される。裏当てレイヤーはチ
タンカーバイドと／又は浸炭窒化チタンだけで構成され
るのが望ましい。裏当てレイヤーは浸炭窒化チタンの単
一レイヤーから構成され、そして約５から８ミクロン、
望ましくは約５．５から７．５ミクロン、そして更に望
ましくは約５．５から７．０ミクロンの厚みを有するの
が最も望ましいことが解っている。逃げ面に対する耐摩
耗性は裏当てレイヤーの厚みに比例することが解ってい
る。浸炭窒化チタン裏当てレイヤーは単一の化学的性質
のもの、或はそれは等級付けられる、即ち、その厚みを
通じて窒素に対する炭素が変化する。例えば、基板から
離れる方向において炭素が減少するものであっても良
い。
作用レイヤー３８は、アルミナ４２のサブレイヤーと、
チタン、ジルコニューム、そしてハフニュームの窒化物
のグループから単独で、又は結合して選択された窒化物
４４のサブレイヤーとが交互に積層されている。作用レ
イヤーは裏当てレイヤーに直接的に接着されたアルミナ
或は窒化物サブレイヤーで開始しても良い。強化された
クレータ耐摩耗性を有する高硬度のアルミナサブレイヤ
ーを得るために、各アルミナレイヤーは、望ましくは約
０．１５から０．５ミクロンの範囲の中間粒度の微細粒
度を有していなければならない。この微細粒度は各アル
ミナレイヤーを約１．５ミクロン以下、望ましくは約
０．５から１．０ミクロンの厚みを保持することにより
得られる。耐クレータ耐摩性を最大にするために、少な
くとも２層以上、望ましくは３層、４層の上述のタイプ
のアルミナサブレイヤー４２が提供される。各々のアル
ミナサブレイヤーは望ましくは窒化チタンである窒化物
サブレイヤーにより次のレイヤーから分離されている。
この窒化物サブレイヤーは、微粒化耐クレータ摩耗性ア
ルミナの積層厚みを増加させるアルミナサブレイヤーを
分離するだけでなく、アルミナサブレイヤーを次のレイ
ヤーに接着させる働きもする。出願者により行われた試
験は、窒化チタンサブレイヤーがチタンカーバイド或は
浸炭窒化チタンのいずれよりもアルミナサブレイヤーに
対して良好な接着性を提供することを示す。各窒化物サ
ブレイヤー４４の厚みは、下に在るアルミナサブレイヤ
ーの完全な被覆を保証するために少なくとも約０．２ミ
クロン以上であるべきであるが、それ以上の厚みを増加
させる利点も無いので約１．０ミクロン以下であるべき
である。作用レイヤーは３から８ミクロンの合計の厚み
を有し、そしてそれは３から５．５ミクロンがより望ま
しい。
作用レイヤー３８内の最終アルミナサブレイヤー４２に
接着されるのが仕上げレイヤー４０である。この仕上げ
レイヤーは被覆３４に対して低摩擦表面に提供し、そし
て金属切削時における被覆上の金属増長を最小にするよ
うに設計されている。
仕上げレイヤー４０は、チタン、ハフニューム、そして
ジルコニュームの浸炭窒化物や窒化物のグループから単
独で、或は結合して選択された２層以上のレイヤー又は
サブレイヤーを包含する。仕上げレイヤーは０．２から
４ミクロンの厚みを有する窒化チタンで形成されるのが
望ましい。図３に示された交代的形態において、仕上げ
レイヤー４０は最終アルミナサブレイヤー４２に接着さ
れた浸炭窒化チタンの内部サブレイヤー４６と、浸炭窒
化サブレイヤー４６に接着された窒化チタンの最外サブ
レイヤー４８との２層のサブレイヤーから構成される。
この最後の形態において、浸炭窒化チタンサブレイヤー
は望ましくは約０．２から１．０ミクロンの厚みを有
し、そして窒化チタンサブレイヤーは望ましくは約０．
３から３．０ミクロンの厚みを有し、更に０．３から
２．０ミクロンがより望ましい。
被覆厚みを増加すると、残留応力が被覆内で増加して、
被覆の強度、或は統一性が低減し、金属切削能力が低下
する。それ故に、被覆３４の合計の厚みは７．５から２
０ミクロンの範囲内にあり、約８から１５ミクロンが望
ましく、そして更に約９から１２．５ミクロンがより望
ましい。
上記の被覆は金属切削差込み刃の分野における当業者に
既知の通常の化学蒸着プロセスにより適用されても良
い。上記の窒化物被膜は又当業者には既知の物理的蒸着
（ＰＶＤ）技術により適用されても良い。例えば、ここ
で説明される被覆においては、被覆レイヤーの全てが自
動化ＣＶＤ技術により適用されても良いことが意図され
る。例えば、交代的に、仕上げレイヤー内の窒化チタン
がＰＶＤ技術により適用されても良い。
本発明は、本発明に関して実例となることだけを意味す
る次の例を調べることにより更に明白となろう。
表１に示された充填材料は、７．１２５インチｘ１５イ
ンチの粉砕炉内で４５、０００グラムの硬結タングステ
ンカーバイト環状体とヘプタンと供に１９時間、１．２
ミクロンの呼び粒度のＦｉｓｈｅｒ Ｓｕｂｓｉｅｖｅ
Ｓｉｚｅ（ＦＳＳＳ）（ＡＳＴＭ３３０−８２）を生
成するために粉砕された。それで、粉砕されたスラリは
４００メッシュのふるいを通じてシグマ乾燥機内に投入
された。それで各々２パーセントと０．２５パーセント
の液状パラフィンとエソミーンが添加され、そしてその
スラリはシグマ攪拌器内で乾燥された。それで結果とし
て生成された混合物は０．０４０インチのスクリーンを
通してフイッツミル粉砕された。
差込み刃はピル状に成形されて、約２５ミクロン真空圧
の下で３０分間、華氏２６５０度で十分な密度に焼結さ
れた。焼結された生成物はそれから研磨されて、ＳＮＧ
Ｎ−４３３（ＡＮＳＩ Ｂ２１２．４−１９８６）形式
割り出し可能差込み刃基板に仕上げられた。
焼結生成物（バツチ１）の試験は、それが９８パーセン
トの磁気飽和、１５０エルステッドの磁気保磁力、そし
て９１．４から９１．５をロックウエルＡ硬度を有する
ことを示した。タングステンカーバイド粒度は、１７ミ
クロンまでの最大粒度で１から７ミクロンの範囲に及ん
だ。固溶体カーバイド粒度は１から４ミクロンの範囲に
及んだ（図２参照）。基板の多孔性はＡＯ２−Ｂ００．
１−Ｃ００と見なされた。コバルトの増加、或は固溶体
カーバイドの減少が基板表面上又は近辺では観察されな
かった。
基板に関する二度の追加的バッチ（バッチ１と２）は、
上述の同様の呼び構成を有して行われ、そして上述と同
様の方法で処理された。しかしながら、これらの２つの
バチは、真空中、華氏２６５０度で３０分間、それに続
いて加圧下、華氏２６５０度で３０分間の焼結、そして
更に３００ｐｓｉアルゴン中、３０分間、華氏２６５０
度で焼結することにより加圧焼結された。
バッチ２で焼結された生成物は９６パーセントの磁気飽
和、１３０エルステッドの磁気保磁力、そして９１．２
のロックウエルＡ硬度を有した。タングステンカーバイ
ド粒度は１から７ミクロンの範囲に及んだ。固溶体カー
バイド粒度は１から４ミクロンの範囲に及んだ。基板の
多孔性はＡＯ２−Ｂ００−２−Ｃ００であった。コバル
トの増加と固溶体カーバイドの減少は基板表面から内部
方向に各々約１４と１９．１ミクロン延長したところで
観察された。
バッチ３で焼結された基板は９１パーセントの磁気飽
和、１３８エルステッドの磁気保磁力、そして９１．４
をロックウエルＡ硬度を有した。微細構造はバッチ１の
微細構造と同様であった（即ち、コバルトの増加も固溶
体カーバイドの減少も観察されなかった）。
バッチ２と３からの基板は洗浄され、以下に概説される
２つの呼び被覆構造の一つを提供するために生産規模の
ＣＶＤ反応器内で被覆処理された。
被覆１と２は表２に示された方法１と２により各々適用
された。
上記の被覆の呼び厚みは、エッジ現象を避けるために刃
先から約０．１インチ離れたすくい面上で測定された。
実際の被覆厚みは以下に示されるようにバッチ２と３の
被覆タイプ２（ＳＮＭＧ−４３３）で測定した。
これらの避込み刃や上記の方法で主に作られた他の共通
形状の差込み刃を使用した切削試験は、種々のスチール
の旋削で優れた切削性能を、そして両ねずみ及びノジュ
ラー鋳鉄の旋削において良好な切削性能を提供した。本
発明による差込み刃は又スチールと鋳鉄での断続切削試
験において優れたエッジ強度を示した。
主に上記プロセスに従って作られた差込み刃はＳＮＭＧ
−４３３形状（．００２から．００４インチのホーン半
径）で作られ、そして表３の以下で説明されるスロット
付バーエッジ強度試験を行った。利用されたスロット付
バーは、各々が互いにバー長さに沿って刻まれた９０度
をなす４本のスロットを有する。各々のスロット巾は３
／１６インチであった。
試験条件 １５度リード角／切削径 ４．５０インチから３．５０インチ（３５０ｓｆｍ）と
５．７８インチから４．５８インチ（６５０ｓｆｍ）／
送り速度：０．０１４５、０．０２０、．０２４、．０
２９、．０３６、．０４０、．０４６、．０５３インチ
ー破損まで各送り毎に１００回の衝撃／０．１００イン
チ切り込み深さ／冷却剤無し ＊各平均は７から８回の切削エッジ試験である。プラス
の印は、試験が停止された時点で、少なくとも一つのエ
ッジは８００回以上の衝撃を経験したことを示す。
上記と同様の方法で、追加的切削差込み刃はバッチ１基
板を有しているが、以下の呼び被覆構造で実施された。
被覆形式３−５を有するバッチ１切削差込み刃は以下の
試験を受けた（表４−１３）。
旋削ＡＩＳＩ１０４５スチール（２００ＢＨＮ） ７００ｓｆｍ／．０２３ｉｐｒ／．０８０″ｄｏｃ ＣＮＭＧ−４３２形式（．００１−．００２インチホー
ン半径） −５度リード角／冷却剤無し 工具寿命基準： ｆｗ−−．０１５″均一逃げ面摩耗 ｍｗ−−．０３０″最大局所逃げ面摩耗 ｃｒ−−．００４″クレータ摩耗 ｃｈ−−．０３０チップ ｂｋ−−破損 旋剤ＡＩＳＩ１０４５スチール（２００ＢＨＮ） ８５０ｓｆｍ／．０１５ｉｐｒ／．０８０″ｄｏｃ ＣＮＭＧ−４３２形式（．００１−．００２インチホー
ン半径） −５度リード角／冷却剤無し 工具寿命基準：表４と同様 旋剤ＡＩＳＩ１０４５スチール（２００ＢＨＮ） ８５０ｓｆｍ／．０１５ｉｐｒ／．０８０″ｄｏｃ ＳＮＭＧ−４３３形式（．００１−．００３インチホー
ン半径） １５度リード角／冷却剤無し 工具寿命基準：表４と同様 旋剤ＡＳＴＭＡ５３６ ８０−５５−０６ノジュラー鋳
鉄（２４８ＢＨＮ） ６００ｓｆｍ／．０２０ｉｐｒ／．１００″ｄｏｃ ＳＮＧＮ−４３３形式（．００１−．００３インチウオ
ターフォールホーン） １５度リード角／冷却剤無し 工具寿命基準：表４と同様 旋削ＡＳＴＭ５３６ ６５−４５−１２ノジュラー鋳鉄
（１６３ＢＨＮ） ８５０ｓｆｍ／．０２０ｉｐｒ／．１００″ｄｏｃ ＳＮＧＮ−４３３形式（．００１−．００３インチウオ
ターフォールホーン） １５度リード角／冷却剤無し 工具寿命基準：表４と同様 旋削ＡＳＴＭ Ａ５３６ ６５−４５−１２ノジュラー
鋳鉄（１６３ＢＨＮ） ８５０ｓｆｍ／．０２０ｉｐｒ／．１００″ｄｏｃ ＳＮＧＮ−４３３形式（．００１−．００３インチウオ
ターフォールホーン） １５度リード角／冷却剤無し 工具寿命基準：表４と同様 旋削ＡＳＴＭ Ａ５３６ ６５−４５−１２ノジュラー
鋳鉄（１６３ＢＨＮ） ７００ｓｆｍ／．０３０ｉｐｒ／．１００″ｄｏｃ ＳＮＧＮ−４３３形式（．００１−．００３インチウオ
ターフォールホーン） １５度リード角／冷却剤無し 工具寿命基準：表４と同様 フライカットフライス削りＡＳＴＭ Ａ５３６ ６０−
４０−１８ノジュラー鋳鉄（１６３ＢＨＮ） ７００ｓｆｍ／．０１５ｉｐｔ／．１００″ｄｏｃ ＳＮＧＮ−４３３形式（．００１−．００３インチウオ
ターフォールホーン）／冷却剤無し １５度リード角／８インチフライカット工具径／４イン
チ巾／２４インチ長／両持ちタイプ 工具寿命基準： ｆｗ−−．０１５″均一逃げ面摩耗 ｃｒ−−．００４″クレータ深さ ｃｈ−−．０３０″チップ ｂｋ−−破損 フライカットフライス削りＡＳＴＭ Ａ５３６ ６０−
４０−１８ノジュラー鋳鉄（１８２ＢＨＮ） ７００ｓｆｍ／．００７ｉｐｔ／．１００″ｄｏｃ ＳＮＧＮ−４３３形式（．００１−．００３インチウオ
ターフォールホーン）／冷却剤無し １５度リード角／８インチフライカット工具径／４イン
チ巾／２４インチ長／両持ちタイプ 工具寿命基準： ｆｗ−−．０１５″均一逃げ面摩耗 ｃｒ−−．００４″クレータ深さ ｃｈ−−．０３０″チップ ｂｋ−−破損 フライカットフライス削りＡＳＴＭ Ａ５３６ ６０−
４０−１８ノジュラー鋳鉄（１８２ＢＨＮ） １２００ｓｆｍ／．００７ｉｐｔ／．１００″ｄｏｃ ＳＮＧＮ−４３３形式（．００１−．００３インチウオ
ターフォールホーン） １５度リード角／８インチフライカット工具径／４イン
チ巾／２４インチ長／両持ちタイプ 工具寿命基準： ｆｗ−−．０１５″均一逃げ面摩耗 ｃｒ−−．００４″クレータ深さ ｃｈ−−．０３０″チップ ｂｋ−−破損 前述の試験結果は本発明による切削差込み刃が耐逃げ面
摩耗性、耐クレーター摩耗性と、そして連続及び断続加
工運転の両方において長期間の工具寿命を提供するスチ
ールの切削加工におけるエッジ強度との優れた結合を有
することを示すと思われる。良好な工具寿命がノジュラ
ー鋳鉄の加工において示された。
ここで言及された書類の全ては参考に取り入れられてい
る。
本発明の他の形態はここで開示された本発明の明細書、
又は実施の考察から当業者には明白となろう。明細と例
が以下の請求の範囲により示されている本発明の真の範
囲と精神とで、典型例としてのみ考察されることが意図
されている。

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】切削差込み刃において、 すくい面と逃げ面を有する本体と、 前記すくい面と前記逃げ面の接合部における切削エッジ
    から構成され、 前記本体は、 主にタングステンカーバイド粒、タングステンと、チタ
    ン、タンタラム、ニオーブ、ジルコニュームそしてハフ
    ニュームから成るグループから単独で、又は結合して選
    択された元素、そして６．１から６．５の重量パーセン
    トコバルトを含有する固溶体カーバイド粒から成る硬結
    カーバイド基板、前記基板は少なくとも９０．８から９
    １．６のロックウエルＡの硬度と１１０から１８０エル
    ステッドの磁気保磁力を保有する、 前記基板に接着された被覆、 前記被覆は前記基板に接着された、少なくとも５ミクロ
    ンの厚みを有し、そしてチタン、ハフニューム、そして
    ジルコニュームのカーバイド、浸炭窒化物から成るグル
    ープから単独で、又は結合して選択された裏当てレイヤ
    ーを包含する、 チタン、ジルコニューム、そしてハフニュームの窒化物
    から単独、又は結合して選択された中間サブレイヤーに
    より互いに分離された少なくとも複数のアルミナサブレ
    イヤーを包含する交互のサブレイヤーから構成された作
    用レイヤー、前記第一アルミナサブレイヤーは前記第二
    レイヤーに接着されている、 最外アルミナレイヤーに接着された仕上げレイヤーから
    構成され、前記仕上げレイヤーはチタン、ハフニュー
    ム、そしてジルコニュームの浸炭窒化物や窒化物から成
    るグループから単独で、又は結合して選択される、 ここで前記サブレイヤー内の前記アルミナは約０．１５
    から０．５ミクロンの間の平均粒度を有することを特徴
    とする切削差込み刃。
  2. 【請求項２】前記基板の硬度は９１．０から９１．６ロ
    ックウエルＡであることを特徴とする請求の範囲第１項
    に記載の切削差込み刃。
  3. 【請求項３】前記基板の磁気保磁力は１２０から１６０
    エルステッドであることを特徴とする請求の範囲第１項
    に記載の切削差込み刃。
  4. 【請求項４】前記基板の磁気保磁力は１２０から１６０
    エルステッドであることを特徴とする請求の範囲第２項
    に記載の切削差込み刃。
  5. 【請求項５】コバルトは前記基板の６．２から６．４ｗ
    ／ｏを形成することを特徴とする請求の範囲第１項に記
    載の切削差込み刃。
  6. 【請求項６】コバルトは前記基板の６．２から６．４ｗ
    ／ｏを形成することを特徴とする請求の範囲第２項に記
    載の切削差込み刃。
  7. 【請求項７】コバルトは前記基板の６．２から６．４ｗ
    ／ｏを形成することを特徴とする請求の範囲第３項に記
    載の切削差込み刃。
  8. 【請求項８】コバルトは前記基板の６．２から６．４ｗ
    ／ｏを形成することを特徴とする請求の範囲第４項に記
    載の切削差込み刃。
  9. 【請求項９】前記裏当てレイヤーはチタンカーバイドレ
    イヤーを包含することを特徴とする請求の範囲第１項に
    記載の切削差込み刃。
  10. 【請求項１０】前記裏当てレイヤーは浸炭窒化チタンか
    ら成ることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の切削
    差込み刃。
  11. 【請求項１１】前記中間サブレイヤーは窒化チタンレイ
    ヤーを包含することを特徴とする請求の範囲第１項に記
    載の切削差込み刃。
  12. 【請求項１２】前記仕上げレイヤーは前記アルミナレイ
    ヤーの一つに接着された浸炭窒化チタン仕上げレイヤー
    と、前記浸炭窒化チタン仕上げレイヤーに接着された窒
    化チタン仕上げレイヤーとを包含することを特徴とする
    請求の範囲第１項に記載の切削差込み刃。
  13. 【請求項１３】割り出し可能切削差込み刃において、 すくい面と逃げ面を有する本体と、 前記すくい面と逃げ面の接合部における切削エッジから
    構成され、 前記本体は、 主にタングステンカーバイド粒、チタン、タンタラム、
    ニオーブ、ジルコニュームそしてハフニュームから成る
    グループから単独で、又は結合して選択された元素、そ
    して６．１から６．５のｗ／ｏのコバルトを含有するタ
    ングステン固溶体カーバイド粒から成る硬結カーバイド
    基板、 前記基板は９０．８から９１．６のロックウエルＡの硬
    度と１１０から１８０エルステッドの磁気保磁力を保有
    する、 前記基板に接着された被覆、 前記被覆は裏当てレイヤー、作用レイヤー、そして仕上
    げレイヤーを包含し、前記基板に接着された前記裏当て
    レイヤーは浸炭窒化チタンのレイヤーを包含し、そして
    ５から８ミクロンの厚みを有する、 前記作用レイヤーは窒化チタン中間レイヤーにより互い
    に接着された複数の酸化アルミニュームサブレイヤーか
    ら構成され、前記アルミナレイヤーの各々は約１．５ミ
    クロン以下の呼び厚みを有し、そして前記窒化チタンの
    レイヤーの各々は約０．２から１．０ミクロンの呼び厚
    みを有する、 前記仕上げレイヤーは前記作用レイヤー内の最終酸化ア
    ルミニュームサブレイヤーに接着され、そして約０．２
    から４ミクロンの窒化チタンの厚みを有することを特徴
    とする割り出し可能切削差込み刃。
JP2504384A 1989-03-17 1990-02-16 多層被覆硬結カーバイド差込み刃 Expired - Fee Related JPH0661646B2 (ja)

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