JPH0684541B2 - 表面被覆炭窒化チタン基サーメット製切削工具 - Google Patents
表面被覆炭窒化チタン基サーメット製切削工具Info
- Publication number
- JPH0684541B2 JPH0684541B2 JP61015522A JP1552286A JPH0684541B2 JP H0684541 B2 JPH0684541 B2 JP H0684541B2 JP 61015522 A JP61015522 A JP 61015522A JP 1552286 A JP1552286 A JP 1552286A JP H0684541 B2 JPH0684541 B2 JP H0684541B2
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- JP
- Japan
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- layer
- substrate
- cutting tool
- based cermet
- cutting
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、基体表面に対する硬質被覆層の付着強度が
著しく高く、特に鋼の高送りおよび高切込みなどの重切
削や仕上切削などに用いた場合にも、きわめて長期に亘
ってすぐれた切削性能を発揮する表面被覆炭窒化チタン
（以下、TiCNで示す）基サーメット製切削工具に関する
ものである。
著しく高く、特に鋼の高送りおよび高切込みなどの重切
削や仕上切削などに用いた場合にも、きわめて長期に亘
ってすぐれた切削性能を発揮する表面被覆炭窒化チタン
（以下、TiCNで示す）基サーメット製切削工具に関する
ものである。
従来、周期律表の4a,5a、および6a族金属の炭化物、同4
aおよび6a族金属の窒化物、並びにこれらの２種以上の
固溶体からなる群のうちの１種または２種以上を主体と
する硬質相を、例えば80〜95重量％含有し、残りが鉄族
金属のうちの１種または２種以上、あるいは鉄族金属の
うちの１種または２種以上とクロム族金属のうちの１種
または２種以上を主体とする金属結合相からなる超硬質
焼結合金を基体とし、この基体の表面に、物理蒸着法や
化学蒸着法を用い、同4a,5a、および6a族金属の炭化
物、同4aおよび6a族金属の窒化物、同4aおよび5a族金属
の酸化物、並びにこれらの２種以上の固溶体、さらに酸
化アルミニウム（以下、Al2O3で示す）のうちの１種の
単層または２種以上の複層で構成された硬質被覆層を、
例えば２〜15μｍの平均層厚で蒸着形成してなる表面被
覆超硬質焼結合金製切削工具が知られ、広く実用に供さ
れている。
aおよび6a族金属の窒化物、並びにこれらの２種以上の
固溶体からなる群のうちの１種または２種以上を主体と
する硬質相を、例えば80〜95重量％含有し、残りが鉄族
金属のうちの１種または２種以上、あるいは鉄族金属の
うちの１種または２種以上とクロム族金属のうちの１種
または２種以上を主体とする金属結合相からなる超硬質
焼結合金を基体とし、この基体の表面に、物理蒸着法や
化学蒸着法を用い、同4a,5a、および6a族金属の炭化
物、同4aおよび6a族金属の窒化物、同4aおよび5a族金属
の酸化物、並びにこれらの２種以上の固溶体、さらに酸
化アルミニウム（以下、Al2O3で示す）のうちの１種の
単層または２種以上の複層で構成された硬質被覆層を、
例えば２〜15μｍの平均層厚で蒸着形成してなる表面被
覆超硬質焼結合金製切削工具が知られ、広く実用に供さ
れている。
しかし、上記の従来表面被覆超硬質焼結合金製切削工具
においては、超硬質焼結合金基体表面への硬質被覆層の
形成時に、前記基体表面部における前記硬質被覆層との
界面部に、M12CやM6C型などの低級炭化物が形成される
ようになるため、この低級炭化物の存在と、前記基体と
前記硬質被覆層との間に存在する大きな熱膨脹係数の相
異とが原因で、例えばこれを送りが高く、負荷の高い重
切削や、送りや切込みの小さい、すなわち硬質被覆層が
すきとられるような条件の仕上切削などに使用した場合
には、硬質被覆層が簡単に剥離してしまい、比較的短か
い使用寿命しか示さないのが現状である。
においては、超硬質焼結合金基体表面への硬質被覆層の
形成時に、前記基体表面部における前記硬質被覆層との
界面部に、M12CやM6C型などの低級炭化物が形成される
ようになるため、この低級炭化物の存在と、前記基体と
前記硬質被覆層との間に存在する大きな熱膨脹係数の相
異とが原因で、例えばこれを送りが高く、負荷の高い重
切削や、送りや切込みの小さい、すなわち硬質被覆層が
すきとられるような条件の仕上切削などに使用した場合
には、硬質被覆層が簡単に剥離してしまい、比較的短か
い使用寿命しか示さないのが現状である。
そこで、本発明者は、上述のような観点から、上記の従
来表面被覆超硬質焼結合金製切削工具に着目し、これの
基体表面に対する硬質被覆層の密着性向上をはかるべく
研究を行なった結果、基体を、実質的にTiCNを主体とす
る硬質相と、Coおよび／またはNiを主体とする金属結合
相からなるTiCN基サーメットに特定し、さらにこの表面
に形成される硬質被覆層を、Tiの炭化物、窒化物、炭窒
化物、および炭窒酸化物（以下、それぞれTiC,TiN,TiC
N、およびTiCNOで示す）、並びにAl2O3のうちの１種の
単層または２種以上の複層からなり、かつ前記基体表面
に接する第１層をTiN,TiCN、およびTiCNOのうちのいず
れかに特定した上で、上記基体の表面部に、表面から１
〜２μｍ未満の深さに亘って、実質的に上記硬質層で構
成された粗面の脱金属層を形成してなる表面被覆TiCN基
サーメット製切削工具においては、特に基体表面部に形
成された、実質的にTiCNを主体とする硬質相からなる脱
金属層と、TiN,TiCN、またはTiCNOからなる硬質被覆層
とは著しく高い付着強度を示すことから、これを重切削
や仕上切削に用いても、硬質被覆層の剥離が著しく抑制
されるようになり、著しく長期に亘ってすぐれた切削性
能を発揮するという研究結果を得たのである。
来表面被覆超硬質焼結合金製切削工具に着目し、これの
基体表面に対する硬質被覆層の密着性向上をはかるべく
研究を行なった結果、基体を、実質的にTiCNを主体とす
る硬質相と、Coおよび／またはNiを主体とする金属結合
相からなるTiCN基サーメットに特定し、さらにこの表面
に形成される硬質被覆層を、Tiの炭化物、窒化物、炭窒
化物、および炭窒酸化物（以下、それぞれTiC,TiN,TiC
N、およびTiCNOで示す）、並びにAl2O3のうちの１種の
単層または２種以上の複層からなり、かつ前記基体表面
に接する第１層をTiN,TiCN、およびTiCNOのうちのいず
れかに特定した上で、上記基体の表面部に、表面から１
〜２μｍ未満の深さに亘って、実質的に上記硬質層で構
成された粗面の脱金属層を形成してなる表面被覆TiCN基
サーメット製切削工具においては、特に基体表面部に形
成された、実質的にTiCNを主体とする硬質相からなる脱
金属層と、TiN,TiCN、またはTiCNOからなる硬質被覆層
とは著しく高い付着強度を示すことから、これを重切削
や仕上切削に用いても、硬質被覆層の剥離が著しく抑制
されるようになり、著しく長期に亘ってすぐれた切削性
能を発揮するという研究結果を得たのである。
この発明は、上記の研究結果にもとづいてなされたもの
であって、実質的にTiCNを主体とする硬質相と、Coおよ
び／またはNiを主体とする金属結合相からなるTiCN基サ
ーメットで構成され、この場合硬質相と金属結合相の重
量割合は、従来のそれと同じく、硬質相:80〜95％、金
属結合相：残りからなるものでよく、かつ表面から１〜
２μｍ未満の深さに亘って、実質的に上記硬質相で構成
された粗面の脱金属層を形成した基体の表面に、TiC,Ti
N,TiCN,TiCNO、およびAl2O3のうちの１種の単層または
２種以上の複層からなり、かつ上記基体の表面部に形成
した脱金属層に接する第１層をTiN,TiCN、およびTiCNO
のうちのいずれかで構成した硬質被覆層を、従来と同じ
２〜15μｍの平均層厚で蒸着形成してなる、基体表面に
対する硬質被覆層の付着強度が著しく高い表面被覆TiCN
基サーメット製切削工具に特徴を有するものである。
であって、実質的にTiCNを主体とする硬質相と、Coおよ
び／またはNiを主体とする金属結合相からなるTiCN基サ
ーメットで構成され、この場合硬質相と金属結合相の重
量割合は、従来のそれと同じく、硬質相:80〜95％、金
属結合相：残りからなるものでよく、かつ表面から１〜
２μｍ未満の深さに亘って、実質的に上記硬質相で構成
された粗面の脱金属層を形成した基体の表面に、TiC,Ti
N,TiCN,TiCNO、およびAl2O3のうちの１種の単層または
２種以上の複層からなり、かつ上記基体の表面部に形成
した脱金属層に接する第１層をTiN,TiCN、およびTiCNO
のうちのいずれかで構成した硬質被覆層を、従来と同じ
２〜15μｍの平均層厚で蒸着形成してなる、基体表面に
対する硬質被覆層の付着強度が著しく高い表面被覆TiCN
基サーメット製切削工具に特徴を有するものである。
なお、この発明の切削工具において、脱金属層の深さを
１〜２μｍ未満に限定したのは、その深さが１μｍ未満
では、硬質被覆層との間に所望のすぐれた付着強度を確
保することができず、一方その深さが２μｍ以上になる
と、特に鋼の高送り切削時に脱金属層が原因の欠損やチ
ッピング（微小欠け）が切刃の刃先に発生し易くなると
いう理由によるものである。
１〜２μｍ未満に限定したのは、その深さが１μｍ未満
では、硬質被覆層との間に所望のすぐれた付着強度を確
保することができず、一方その深さが２μｍ以上になる
と、特に鋼の高送り切削時に脱金属層が原因の欠損やチ
ッピング（微小欠け）が切刃の刃先に発生し易くなると
いう理由によるものである。
つぎに、この発明の切削工具を実施例により具体的に説
明する。
明する。
いずれも１〜２μｍの範囲内の所定の平均粒径を有する
原料粉末を用い、これら原料粉末を第１表に示される配
合組成に配合し、ボールミルで72時間湿式混合し、乾燥
した後、この混合粉末を圧粉体にプレス成形し、ついで
この圧粉体を、10-2torrの真空中、1480℃の温度に１時
間保持の条件で焼結し、この焼結体に仕上研磨を施して
ISO規格SNGN432のスローアウェイチップ形状をもったTi
CN基サーメット基体Ａ〜Ｆを形成し、つぎにこれらの基
体を５％HNO3水溶液中に適宜時間浸漬して、その表面部
に第２表に示される表面からの深さ（厚さ）に亘って、
実質的に基体の硬質相だけからなる粗面の脱金属層を形
成し、引続いてこの基体の表面に、物理蒸着法または化
学蒸着法を用い、通常の条件で同じく第２表に示される
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
本発明表面被覆TiCN基サーメット製切削工具（以下、本
発明被覆切削工具という）１〜７をそれぞれ製造した。
原料粉末を用い、これら原料粉末を第１表に示される配
合組成に配合し、ボールミルで72時間湿式混合し、乾燥
した後、この混合粉末を圧粉体にプレス成形し、ついで
この圧粉体を、10-2torrの真空中、1480℃の温度に１時
間保持の条件で焼結し、この焼結体に仕上研磨を施して
ISO規格SNGN432のスローアウェイチップ形状をもったTi
CN基サーメット基体Ａ〜Ｆを形成し、つぎにこれらの基
体を５％HNO3水溶液中に適宜時間浸漬して、その表面部
に第２表に示される表面からの深さ（厚さ）に亘って、
実質的に基体の硬質相だけからなる粗面の脱金属層を形
成し、引続いてこの基体の表面に、物理蒸着法または化
学蒸着法を用い、通常の条件で同じく第２表に示される
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
本発明表面被覆TiCN基サーメット製切削工具（以下、本
発明被覆切削工具という）１〜７をそれぞれ製造した。
また、比較の目的で、第２表に示される通り、基体表面
部に脱金属層の形成を行なわない以外は同一の条件で比
較表面被覆TiCN基サーメット製切削工具（以下、比較被
覆切削工具という）１〜７をそれぞれ製造した。
部に脱金属層の形成を行なわない以外は同一の条件で比
較表面被覆TiCN基サーメット製切削工具（以下、比較被
覆切削工具という）１〜７をそれぞれ製造した。
つぎに、この結果得られた各種の被覆切削工具につい
て、 被削材:JIS・SNCM439 硬さ:HB230）の丸棒、 切削速度:200m/min、 送り:0.1mm/rev.、 切込み:0.5mm、 切削時間:15分、 の条件で鋼の仕上切削試験を行ない、切刃の逃げ面摩耗
幅とすくい面面摩耗深さを測定した。これらの測定結果
を第２表に示した。
て、 被削材:JIS・SNCM439 硬さ:HB230）の丸棒、 切削速度:200m/min、 送り:0.1mm/rev.、 切込み:0.5mm、 切削時間:15分、 の条件で鋼の仕上切削試験を行ない、切刃の逃げ面摩耗
幅とすくい面面摩耗深さを測定した。これらの測定結果
を第２表に示した。
第２表に示される結果から、本発明被覆切削工具１〜７
は、いずれも硬質被覆層に剥離の発生なく、すぐれた耐
摩耗性を示すのに対して、基体表面部に脱金属層の形成
を行なわず、硬質相と金属結合相が共存した基体表面に
硬質被覆層が形成さ れた比較被覆切削工具１〜７においては、切削途中で硬
質被覆層に剥離が生じ、比較的短かい使用寿命しか示さ
れないことが明らかである。
は、いずれも硬質被覆層に剥離の発生なく、すぐれた耐
摩耗性を示すのに対して、基体表面部に脱金属層の形成
を行なわず、硬質相と金属結合相が共存した基体表面に
硬質被覆層が形成さ れた比較被覆切削工具１〜７においては、切削途中で硬
質被覆層に剥離が生じ、比較的短かい使用寿命しか示さ
れないことが明らかである。
上述のように、この発明の表面被覆TiCN基サーメット製
切削工具は、TiCN基サーメット基体の表面部に形成され
た、実質的に硬質相だけからなり、金属結合相が存在し
ない粗面の脱金属層によって硬質被覆層の基体表面に対
する付着強度は著しく高いものになっているので、これ
を硬質被覆層に高い付着強度が要求される、例えば鋼の
重切削や仕上切削などに用いた場合にも硬質被覆層に剥
離の発生なく、著しく長期に亘ってすぐれた切削性能を
発揮するのである。
切削工具は、TiCN基サーメット基体の表面部に形成され
た、実質的に硬質相だけからなり、金属結合相が存在し
ない粗面の脱金属層によって硬質被覆層の基体表面に対
する付着強度は著しく高いものになっているので、これ
を硬質被覆層に高い付着強度が要求される、例えば鋼の
重切削や仕上切削などに用いた場合にも硬質被覆層に剥
離の発生なく、著しく長期に亘ってすぐれた切削性能を
発揮するのである。
Claims (1)
- 【請求項１】実質的に炭窒化チタンを主体とする硬質相
と、Coおよび／またはNiを主体とする金属結合相からな
る炭窒化チタン基サーメットで構成され、かつ表面から
１〜２μｍ未満の深さに亘って、実質的に上記硬質相で
構成された粗面の脱金属層を形成した基体の表面に、Ti
の炭化物、窒化物、炭窒化物、および炭窒酸化物、並び
に酸化アルミニウムのうちの１種の単層または２種以上
の複層からなり、かつ上記基体の表面部に形成した脱金
属層に接する第１層をTiの窒化物、炭窒化物、および炭
窒酸化物のうちのいずれかで構成した硬質被覆層を蒸着
形成してなる表面被覆炭窒化チタン基サーメット製切削
工具。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61015522A JPH0684541B2 (ja) | 1986-01-27 | 1986-01-27 | 表面被覆炭窒化チタン基サーメット製切削工具 |
| JP5154309A JPH06170611A (ja) | 1986-01-27 | 1993-06-01 | 表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61015522A JPH0684541B2 (ja) | 1986-01-27 | 1986-01-27 | 表面被覆炭窒化チタン基サーメット製切削工具 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5154309A Division JPH06170611A (ja) | 1986-01-27 | 1993-06-01 | 表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62174380A JPS62174380A (ja) | 1987-07-31 |
| JPH0684541B2 true JPH0684541B2 (ja) | 1994-10-26 |
Family
ID=11891145
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61015522A Expired - Fee Related JPH0684541B2 (ja) | 1986-01-27 | 1986-01-27 | 表面被覆炭窒化チタン基サーメット製切削工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0684541B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06170611A (ja) * | 1986-01-27 | 1994-06-21 | Mitsubishi Materials Corp | 表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具 |
| JP2812390B2 (ja) * | 1988-06-23 | 1998-10-22 | 三菱マテリアル株式会社 | 表面被覆サーメット製切削工具の製造法 |
| JPH0711051B2 (ja) * | 1988-09-07 | 1995-02-08 | 東芝タンガロイ株式会社 | 超硬合金及びその合金の表面に被膜を形成してなる被覆超硬合金 |
| JP2748583B2 (ja) * | 1989-08-24 | 1998-05-06 | 三菱マテリアル株式会社 | 硬質被覆層の密着性に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 |
| JP3643639B2 (ja) * | 1996-03-05 | 2005-04-27 | 日本特殊陶業株式会社 | 超硬合金構造体、その製造方法及びそれを用いた切削工具 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5129987A (ja) * | 1974-09-04 | 1976-03-13 | Eishin Kagaku Kk | Jikitanshohoho |
| JPS568914A (en) * | 1979-07-04 | 1981-01-29 | Toshiba Corp | Low-frequency dispersed type delay line |
-
1986
- 1986-01-27 JP JP61015522A patent/JPH0684541B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62174380A (ja) | 1987-07-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |