JPH08126902A - 硬質層被覆切削工具 - Google Patents
硬質層被覆切削工具Info
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- JPH08126902A JPH08126902A JP28760194A JP28760194A JPH08126902A JP H08126902 A JPH08126902 A JP H08126902A JP 28760194 A JP28760194 A JP 28760194A JP 28760194 A JP28760194 A JP 28760194A JP H08126902 A JPH08126902 A JP H08126902A
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- cutting
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Abstract
削加工に対して優れた切削性能を示す硬質層被覆切削工
具を提供する。 【構成】 WC基超硬合金基体またはTiCN基サーメ
ット基体の表面に、(Ti1-x Six )(C1-y Ny )
z [ただし、0.55≦x≦0.99、0.01≦y≦1.0 、0.5 ≦
z≦1.34]からなる組成のTiとSiの複合炭窒化物単
一硬質層あるいは複合窒化物単一硬質層を被覆した硬質
層被覆切削工具。
Description
削、エンドミル切削などの転削加工に対して優れた切削
性能を示す硬質層被覆切削工具に関するものである。
合金からなる基体(以下、WC基超硬合金基体という)
またはTiCNを主成分とするサーメットからなる基体
(以下、TiCN基サーメット基体という)の表面に、
(Ti0.5 Si0.5 )Cの単一硬質層を被覆してなる硬
質層被覆切削工具は知られている(特開平1−3065
50号公報参照)。
(Ti0.5 Si0.5 )C硬質層を被覆した硬質層被覆切
削工具は、湿式フライス切削、エンドミル切削などの転
削加工に用いた場合に耐熱衝撃性および耐欠損性が十分
でなく、したがって、満足のいく工具寿命が得られてい
ない。
述のような課題を解決し、湿式フライス切削、エンドミ
ル切削などの転削加工に用いた場合にも一層の長寿命を
示す硬質層被覆切削工具を得るべく研究を行った結果、
WC基超硬合金基体またはTiCN基サーメット基体の
表面に、(Ti1-x Six )(C1-y Ny )z [ただ
し、0.55≦x≦0.99、0.01≦y≦1.0 、0.5 ≦z≦1.3
4]からなる組成のTiとSiの複合炭窒化物単一硬質
層あるいは複合窒化物単一硬質層を被覆してなる硬質層
被覆切削工具は、湿式フライス切削、エンドミル切削な
どの転削加工に用いた場合に従来よりも一層耐熱衝撃性
および耐欠損性に優れ、したがって工具寿命が長くな
る、という知見を得たのである。
れたものであって、WC基超硬合金基体またはTiCN
基サーメット基体の表面に、(Ti1-x Six )(C
1-y Ny )z [ただし、0.55≦x≦0.99、0.01≦y≦1.
0 、0.5 ≦z≦1.34]からなる組成のTiとSiの複合
炭窒化物単一硬質層あるいは複合窒化物単一硬質層を被
覆した硬質層被覆切削工具に特徴を有するものである。
前記TiとSiの複合炭窒化物単一硬質層あるいは複合
窒化物単一硬質層の内でもTiとSiの複合炭窒化物単
一硬質層の方が好ましく、(Ti1-x Six )(C1-y
Ny )z に於けるx、y、zの一層好ましい範囲は、0.
6 ≦x≦0.8 、0.3 ≦y≦0.7 、0.9 ≦z≦1.1 であ
る。
たのは、x<0.55、x>0.99であると所望の耐
熱衝撃性が得られないからであり、y<0.01、y>
1.0であると所望の耐欠損性が得られないからであ
り、さらにz<0.5であると所望の耐欠損性が得られ
ず、z>1.34であると所望の耐欠損性が低下すると
ともに剥離が起こりやすくなるからである。また、この
発明の硬質層被覆切削工具の硬質層の膜厚は0.5〜1
0μmの範囲内にあることが好ましい。
質層を形成するには、アーク放電式イオンプレーティン
グ法、マグネトロンスパッタリング法などにより成形す
ることができる。アーク放電式イオンプレーティング法
により硬質層を形成するには、まず真空装置内のTiと
Siの混合物のターゲット上にアーク放電を発生させ、
TiとSiを蒸発イオン化させる。同時に非金属ガス
(窒素ガスおよび炭化水素ガス)を装置内に導入し、負
の基板電圧をかけた切削工具基板上に(Ti1-xS
ix )(C1-y Ny )z [ただし、0.55≦x≦0.99、0.
01≦y≦1.0 、0.5 ≦z≦1.34]からなる単一硬質層あ
るいはを形成する。TiとSiの比率はターゲットのT
i/Si比率を、またメタル/ガス成分の比率はメタル
蒸発量/ガス導入量を調節したり、基板電圧を変化させ
ることにより制御する。
層を形成するには、まず真空装置内のTiとSiの混合
物のターゲットを試料を挾んで対抗させる。つぎに非金
属ガス(窒素ガスおよび炭化水素ガス)を装置内に導入
し、対向ターゲット間にグロー放電をさせる。TiとS
iをスパッタリングイオン化させることにより負の基板
電圧をかけた切削工具基板上に(Ti1-x Six )(C
1-y Ny )z [ただし、0.55≦x≦0.99、0.01≦y≦1.
0 、0.5 ≦z≦1.34]からなる単一硬質層あるいはを形
成する。TiとSiの比率はターゲットのTi/Si比
率を、またメタル/ガス成分の比率はメタル蒸発量/ガ
ス導入量を調節したり、基板電圧を変化させることによ
り制御する。
施例に基づいて具体的に説明する。 実施例1 ISO規格P30相当、SNGA120408の形状を
有するWC基超硬合金製チップおよび表1に示される比
率のTiとSiの混合物ターゲットを用意した。
ネトロンスパッタリング装置内に装着し、さらに、表1
に示される比率のTiとSiの混合物ターゲットを対向
させて配置し、かかる状態で前記マグネトロンスパッタ
リング装置内を排気して1×10-5Torrの真空に保
持し、昇温速度:6℃/min.で700℃に昇温さ
せ、つづいて、この温度に保持しながら、1.5×10
-4TorrのArガス雰囲気に保持してイオンクリーニ
ングした。
よびアセチレンガスを導入すると共に、表1に示される
比率の対向したTiとSiの混合物ターゲット上にグロ
ー放電を発生させてTiとSiをスパッタリングイオン
化させた。同時に、表1に示される負の基板電圧をかけ
ることにより、前記WC基超硬合金製チップを基体表面
に表2に示される膜厚を有しさらに表2に示されるx、
yおよびzの値を有する(Ti1-x Six )(C1-y N
y )z 単一硬質層を被覆した本発明硬質層被覆WC基超
硬合金製チップ(以下、本発明被覆チップという)1〜
10、比較硬質層被覆WC基超硬合金製チップ(以下、
比較被覆チップという)1〜7および従来硬質層被覆W
C基超硬合金製チップ(以下、従来被覆チップという)
1を作製した。前記(Ti1-x Six )(C1-y Ny )
z 単一硬質層におけるx、yおよびzの値はEPMAに
て分析して求めた。
チップ1〜7および従来被覆チップ1を用いて、下記の
条件の湿式転削加工試験を実施した。 湿式転削加工試験条件 被削材:JIS規格SCM440の角材、 切削速度:250m/min、 送り:0.2mm/rev.、 切込み:2.0mm、 の条件で湿式転削加工し、切刃の逃げ面の最大摩耗幅が
0.3mmになったところを寿命とし、寿命に至る時間
(分)および摩耗形態を測定し、それらの測定結果を表
2に示した。
プ1〜10は比較被覆チップ1〜7および従来被覆チッ
プ1に比べて切削特性が優れていることが分かる。
i−5%TaCの組成を有し、ISO規格SPGN12
0308の形状を有するTiCN基サーメット製チップ
および表3に示される比率のTiとSiの混合物ターゲ
ットを用意した。
のマグネトロンスパッタリング装置内に装着し、さら
に、表3に示される比率のTiとSiの混合物ターゲッ
トを対向させて配置し、かかる状態で前記マグネトロン
スパッタリング装置内を排気して1×10-5Torrの
真空に保持し、昇温速度:6℃/min.で700℃に
昇温させ、つづいて、この温度に保持しながら、1.5
×10-4TorrのArガス雰囲気に保持してイオンク
リーニングした。
よびアセチレンガスを導入すると共に、表3に示される
比率の対向したTiとSiの混合物ターゲット上にグロ
ー放電を発生させてTiとSiをスパッタリングイオン
化させた。同時に、表3に示される負の基板電圧をかけ
ることにより、前記TiCN基サーメット製チップ基体
表面に表4に示される膜厚を有しさらに表4に示される
x、yおよびzの値を有する(Ti1-x Six )(C
1-y Ny )z 単一硬質層を被覆した本発明硬質層被覆T
iCN基サーメット製チップ(以下、本発明被覆チップ
という)11〜20、比較硬質層被覆TiCN基サーメ
ット製チップ(以下、比較被覆チップという)8〜14
および従来硬質層被覆TiCN基サーメット製チップ
(以下、従来被覆チップという)従来被覆チップ2を作
製した。前記(Ti1-x Six )(C1-y Ny )z 単一
硬質層におけるx、yおよびzの値はEPMAにて分析
して求めた。
被覆チップ8〜14および従来被覆チップ2を用いて、
下記の条件の湿式転削加工試験を実施した。
0.3mmになったところを寿命とし、寿命に至る時間
(分)および摩耗形態を測定し、それらの測定結果を表
4に示した。
プ11〜20は、比較被覆チップ8〜14および従来被
覆チップ2に比べて切削性能が優れていることが分か
る。
の捩じれ角を持つWC基微粒超硬合金製4枚刃エンドミ
ル(以下、WC基微粒超硬合金製エンドミルという)お
よび表5に示される比率のTiとSiの混合物ターゲッ
トを用意した。
常のマグネトロンスパッタリング装置内に装着し、さら
に、表5に示される比率のTiとSiの混合物ターゲッ
トを対向させて配置し、かかる状態で前記マグネトロン
スパッタリング装置内を排気して1×10-5Torrの
真空に保持し、昇温速度:6℃/min.で700℃に
昇温させ、続いて、この温度に保持しながら、1.5×
10-4TorrのArガス雰囲気に保持してイオンクリ
ーニングした。
よびアセチレンガスを導入すると共に、表5に示される
比率のTiとSiの混合物ターゲット上にグロー放電を
発生させてTiとSiをスパッタリングイオン化させ
た。同時に、表5に示される負の基板電圧をかけること
により、前記WC基微粒超硬合金製エンドミル基体表面
に表6に示される膜厚を有しさらに表6に示されるx、
yおよびzの値を有する(Ti1-x Six )(C1-y N
y )z 単一硬質層を被覆した本発明WC基微粒超硬合金
製エンドミル(以下、本発明被覆エンドミルという)1
〜10、比較WC基微粒超硬合金製エンドミル(以下、
比較被覆エンドミルという)1〜7および従来WC基微
粒超硬合金製エンドミル(以下、従来被覆エンドミルと
いう)1を作製した。前記(Ti1-x Six )(C1-y
Ny )z 単一硬質層におけるx、yおよびzの値はEP
MAにて分析して求めた。
較被覆エンドミル1〜7および従来被覆エンドミル1を
用いて、下記の条件の湿式転削加工試験を実施した。
0.2mmになったところを寿命とし、寿命に至る時間
(分)および摩耗形態を測定し、それらの測定結果を表
6に示した。
ドミル1〜10は、比較被覆エンドミル1〜7および従
来被覆エンドミル1に比べて切削性能が優れていること
が分かる。
この発明の硬質層被覆切削工具は、従来の硬質層被覆切
削工具に比べて一層優れた性能を有し、工業上優れた効
果をもたらすものである。
Claims (2)
- 【請求項1】 WC基超硬合金基体表面に、(Ti1-x
Six )(C1-y Ny )z [ただし、0.55≦x≦0.99、
0.01≦y≦1.0 、0.5 ≦z≦1.34]からなる組成のTi
とSiの複合炭窒化物単一硬質層あるいは複合窒化物単
一硬質層を被覆してなることを特徴とする硬質層被覆切
削工具。 - 【請求項2】 TiCN基サーメット基体表面に、(T
i1-x Six )(C1-y Ny )z [ただし、0.55≦x≦
0.99、0.01≦y≦1.0 、0.5 ≦z≦1.34]からなる組成
のTiとSiの複合炭窒化物単一硬質層あるいは複合窒
化物単一硬質層を被覆してなることを特徴とする硬質層
被覆切削工具。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28760194A JP3489224B2 (ja) | 1994-10-27 | 1994-10-27 | 硬質層被覆切削工具 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28760194A JP3489224B2 (ja) | 1994-10-27 | 1994-10-27 | 硬質層被覆切削工具 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08126902A true JPH08126902A (ja) | 1996-05-21 |
JP3489224B2 JP3489224B2 (ja) | 2004-01-19 |
Family
ID=17719398
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28760194A Expired - Fee Related JP3489224B2 (ja) | 1994-10-27 | 1994-10-27 | 硬質層被覆切削工具 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3489224B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015220325A (ja) * | 2014-05-16 | 2015-12-07 | 三菱マテリアル株式会社 | サーミスタ用金属窒化物材料及びその製造方法並びにフィルム型サーミスタセンサ |
-
1994
- 1994-10-27 JP JP28760194A patent/JP3489224B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015220325A (ja) * | 2014-05-16 | 2015-12-07 | 三菱マテリアル株式会社 | サーミスタ用金属窒化物材料及びその製造方法並びにフィルム型サーミスタセンサ |
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---|---|
JP3489224B2 (ja) | 2004-01-19 |
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