JPH08209336A - 被覆硬質合金 - Google Patents

被覆硬質合金

Info

Publication number
JPH08209336A
JPH08209336A JP3461395A JP3461395A JPH08209336A JP H08209336 A JPH08209336 A JP H08209336A JP 3461395 A JP3461395 A JP 3461395A JP 3461395 A JP3461395 A JP 3461395A JP H08209336 A JPH08209336 A JP H08209336A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
hard alloy
coated hard
hardness
resistance
Prior art date
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.)
Pending
Application number
JP3461395A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeshi Sadohara
毅 佐土原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Moldino Tool Engineering Ltd
Original Assignee
Hitachi Tool Engineering Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Tool Engineering Ltd filed Critical Hitachi Tool Engineering Ltd
Priority to JP3461395A priority Critical patent/JPH08209336A/ja
Publication of JPH08209336A publication Critical patent/JPH08209336A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 (Ti、Al)N、(Ti、Al)C、(T
i、Al)CNよりも高硬度、高靱性の皮膜を得ること
により、耐摩耗性に優れた被覆硬質合金を提供すること
を目的とする。、耐欠損性に優れた被覆硬質部材の提供
を目的とする。 【構成】 高速度鋼、超硬合金、TiCN基サーメット
等の硬質合金の表面にPVDまたはCVD法によって、
(TiaAlbSiC)Cx1-xで現した場合、各々の比
率がat%で、0.3≦a≦0.8、0.2≦b≦0.
7、0≦X≦1、0.01≦c≦0.2とし、かつ前記
皮膜の厚さが0.5〜10μmより構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用範囲】本願発明は、高強度で耐摩耗性、
耐欠損性に優れた切削工具、耐摩工具として用いらてい
る被覆硬質合金に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、 WC超硬合金やサーメット合金
を主体とした切削工具、ないし耐摩工具の耐摩耗性、耐
欠損性を改善するために物理蒸着法(以下、PVD法と
称する。)、ないし化学蒸着法(以下、CVD法と称す
る。)によりTiN、TiCといったセラミックス硬質
皮膜を被覆したコーテイング工具が多く用いられるよう
になっている。特に、PVD法で作製されたものは成膜
温度が500℃と低いために皮膜と母材との反応が殆ど
なく、母材強度を活かすことができる。そのため最近で
はフライス切削用スローアウエイチップ、エンドミル等
に多く用いられている。
【0003】しかしながら、最近では高速での切削や高
硬度材の切削が必要となっており、前記Ti系の炭化
物、窒化物、炭窒化物では耐酸化性、耐熱性が劣るため
高温での切削ではクラック、チッピングの発生、膜剥離
等が生じて切削寿命が短くなるといった問題がある。こ
のような背景から、耐酸化性に優れた(Ti、Al)N
膜が着目されるようになり、アークイオンプレーティン
グ、ホロカソード、マグネトロンスパッタ等のPVD法
によりエンドミル、スローアウエイチップへのコーティ
ングを中心に開発が進んでいる。この膜は当初抵抗特性
を生かしたデバイス用に開発されたが、耐酸化性に優れ
ビッカース硬度も3000前後と硬いため切削工具への
検討も多く行われるようになり高速切削の領域でも優れ
た性能を発揮する。また(Ti、Al)Nの皮膜の改善
としてTi/Alの比率を限定した特公平5−6770
5号や(Ti、Al、Zr)N、(Ti、Al、V)N
といった更に多元化した米国特許4871434号が提
案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの皮膜
では添加元素が増えるにつれて耐酸化性が低下するとい
った欠点がある。本願発明は、前記問題点を解決したも
のであり(Ti、Al)N、(Ti、Al)C、(T
i、Al)CNよりも高硬度、高靱性の皮膜を得ること
により、耐摩耗性に優れた被覆硬質合金を提供すること
を目的とする。
【0005】
【発明を解決するための手段】本発明者は、前記の目標
を達成するために(Ti、Al)Nを基本に各種元素を
添加する検討を行った結果、Siを添加することによっ
て皮膜のビッカース硬さが高くなり耐摩耗性が向上する
という知見を得た。すなわち、本願発明はPVDまたは
CVD法によって、(TiaAlbSiC)Cx1-xで現
した場合、各々の比率がat%で、0.3≦a≦0.
8、0.2≦b≦0.7、0≦X≦1、0.01≦c≦
0.2で示され、前記皮膜の厚さを0.5〜10μmで
ある硬質皮膜とすることを特徴としている。また前記皮
膜の層と周期律表4a、5a、6a族の炭化物、窒化
物、炭窒化物、及びAlNの一つから選ばれる層を2層
以上の多層とすることを特徴としている。
【0006】
【作用】図1は、JIS M種超硬合金上にイオンプレ
ーティング法により(Ti0.5Al0.5-XSiX)N膜を
Xの比率を、X=0.05、0.1、0.15、0.
2、0.3、0.4の組成に変えて、バイアス電圧値7
0V、窒素分圧10-1Paの条件で3μm成膜した場合
のビッカース硬さ(荷重:50g)の変化を示す。尚、
本検討に使用した合金ターゲットはTi、Al、Siの
3元系からなり前記所望の組成が実現できるように作製
した。
【0007】
【図1】
【0008】図1より、Si添加量が15at%でビッ
カース硬さは4150となりSi無添加の(Ti、A
l)N膜の値2800よりも硬さが高くなっている。さ
らに添加量を20at%まで増やすと硬さは3450と
低下し、40at%では2560と無添加の場合よりも
低くなる。このようなことからSi添加量の範囲は0.
01〜20at%とした。Si添加量が20at%を越
えると固溶しきれない金属Siが膜中に析出し硬さを下
げる要因となり耐摩耗性、耐欠損性が低下するからであ
る。
【0009】皮膜の膜厚を0.5〜10μmと限定した
のは、膜厚が0.5μm未満では膜が薄すぎて所望の耐
摩耗性が得られず、一方10μmを越えると厚くなりす
ぎて膜剥離等を生じ易くなるからである。皮膜中のCN
の比率は0≦X≦1、すなわち炭化物、窒化物、炭窒化
物の範囲としたのは(Ti、Al)N膜中に固溶体とし
て添加したSiの効果により高靱性化が実現できるため
硬さの硬い炭化物でも充分に使用でき、また硬さの低い
窒化物においてもSi添加量を調節することにより充分
な性能を有するため0≦X≦1の範囲とした。
【0010】更に、本願発明の皮膜のC、N混合比の異
なる皮膜を重ねて多層構造としたり、C、N混合比を連
続的に変化させ傾斜組成皮膜とすることも耐摩耗性を得
るのに有効である。また、本願発明は皮膜を形成する基
体を限定するものではなく、WC超硬合金やサーメッ
ト、ハイス、或いは耐摩合金等用途に応じて適宜選択す
れば良い。以下、実施例に基づき発明を詳細に説明す
る。
【0011】
【実施例】84WC−3TiC−1TiN−3TaC−
9vol%Coの組成になるように市販の平均粒径2.
5μmのWC粉末、同1.5μmのTiC粉末、同Ti
N粉末、同1.2μmのTaC粉末をボールミルにて9
6時間混合し乾燥後、造粒し、SEE42TNのスロー
アウェイチップにプレス成形後、焼結し、所定の工具形
状に加工した。このチップ上にイオンプレーティング法
により各種合金ターゲットを用意し表1に示すような皮
膜を形成した。そしてこれらの被覆超硬工具を以下の切
削条件によりフライス切削を行い、最大摩耗量が0.2
mmに達するまでの切削長を求めた。 被削材 SKD61 切削速度 250m/min 送り 0.2mm/刃 切り込み 2.0mm 切削油 なし
【0012】
【表1】
【0013】また、従来材としてTiN、TiCN、
(TiAl)N、(TiAlZr)N、(TiAlV)
N膜を同様にアークイオンプレーティング法により同一
形状のチップ上に作製した。
【0014】表1から、Si添加量が20at%以下で
は最大摩耗量が0.2mmに達するまでの切削長も従来
材よりも延び、耐摩耗性が向上することがわかる。また
Si添加量が20at%を越えると前記切削長も短くな
り耐摩耗性も低下することから、Si添加量は0.01
〜20at%が良いことがわかる。
【0015】
【発明の効果】本発明の被覆硬質合金はTi、Alの複
合化合物にSiを0.01〜20at%添加することに
よって皮膜の硬さを向上させ優れた耐摩耗性を有するこ
とにより、格段に長い寿命が得られるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、(Ti0.5Al0.5-XSiX)Nの化学
式で表される膜のXによるビッカース硬さを示す。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高速度鋼、超硬合金、TiCN基サーメ
    ット等の硬質合金の表面にPVDまたはCVD法によっ
    て、(TiaAlbSiC)Cx1-xで現した場合、各々
    の比率がat%で、0.3≦a≦0.8、0.2≦b≦
    0.7、0≦X≦1、0.01≦c≦0.2で示され、
    かつ前記皮膜の厚さが0.5〜10μmであることを特
    徴とした被覆硬質合金。
  2. 【請求項2】 前記皮膜の層と周期律表4a、5a、6
    a族の炭化物、窒化物、炭窒化物、及びAlNの一つか
    ら選ばれる層を2層以上の多層としたことを特徴とする
    被覆硬質合金。
JP3461395A 1995-01-31 1995-01-31 被覆硬質合金 Pending JPH08209336A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3461395A JPH08209336A (ja) 1995-01-31 1995-01-31 被覆硬質合金

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3461395A JPH08209336A (ja) 1995-01-31 1995-01-31 被覆硬質合金

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08209336A true JPH08209336A (ja) 1996-08-13

Family

ID=12419232

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3461395A Pending JPH08209336A (ja) 1995-01-31 1995-01-31 被覆硬質合金

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH08209336A (ja)

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002075398A (ja) * 2000-08-30 2002-03-15 Toyota Motor Corp 燃料電池用セパレータ
WO2003037554A1 (fr) * 2001-10-30 2003-05-08 Mitsubishi Materials Kobe Tools Corporation Outil de coupe au carbure cemente revetu, comprenant une couche de revetement dure presentant d'excellentes proprietes de resistance a l'usure dans l'usinage a grande vitesse
JP2004217481A (ja) * 2003-01-15 2004-08-05 Sumitomo Electric Ind Ltd 耐摩耗性部材
JP2004306166A (ja) * 2003-04-03 2004-11-04 Mitsubishi Materials Kobe Tools Corp 高速切削条件で硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆超硬合金製切削工具およびその製造方法
JP2005335042A (ja) * 2004-05-31 2005-12-08 Mitsubishi Materials Corp 硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆超硬合金製切削工具
JP2005342856A (ja) * 2004-06-04 2005-12-15 Mitsubishi Materials Corp 断続重切削条件で硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を発揮する表面被覆超硬合金製切削工具
JP2007015060A (ja) * 2005-07-08 2007-01-25 Mitsubishi Materials Kobe Tools Corp 難削材の切削加工で硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を発揮する表面被覆超硬合金製切削工具
JP2007253271A (ja) * 2006-03-22 2007-10-04 Mitsubishi Materials Corp 仕上げ面精度に優れる表面被覆立方晶窒化ほう素基超高圧焼結材料製切削工具
JP2007313617A (ja) * 2006-05-26 2007-12-06 Mitsubishi Materials Corp 高硬度鋼の高速切削加工できわめて優れた仕上げ面精度を長期にわたって発揮する表面被覆立方晶窒化ほう素基超高圧焼結材料製切削工具
JP2008018505A (ja) * 2006-07-14 2008-01-31 Mitsubishi Materials Corp 硬質難削材の高速切削加工ですぐれた耐欠損性を発揮する表面被覆立方晶窒化ほう素基超高圧焼結材料製切削工具
JP2008137129A (ja) * 2006-12-04 2008-06-19 Mitsubishi Materials Corp 表面被覆切削工具
JP2008149390A (ja) * 2006-12-14 2008-07-03 Mitsubishi Materials Corp 表面被覆切削工具
JP2008302439A (ja) * 2007-06-05 2008-12-18 Mitsubishi Materials Corp 表面被覆立方晶窒化ほう素基超高圧焼結材料製切削工具
US8440328B2 (en) * 2011-03-18 2013-05-14 Kennametal Inc. Coating for improved wear resistance
JP2015047642A (ja) * 2013-08-29 2015-03-16 三菱マテリアル株式会社 高速断続切削加工で硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を発揮する表面被覆切削工具
CN111690858A (zh) * 2019-03-13 2020-09-22 北京交通大学 耐磨自润滑Ti3Al1-xSixC2-Mg基复合材料自身界面调控方法

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002075398A (ja) * 2000-08-30 2002-03-15 Toyota Motor Corp 燃料電池用セパレータ
WO2003037554A1 (fr) * 2001-10-30 2003-05-08 Mitsubishi Materials Kobe Tools Corporation Outil de coupe au carbure cemente revetu, comprenant une couche de revetement dure presentant d'excellentes proprietes de resistance a l'usure dans l'usinage a grande vitesse
US7150925B2 (en) 2001-10-30 2006-12-19 Mitsubishi Materials Kobe Tools Corporation Surface coated cemented carbide cutting tool having hard coating layer exhibiting excellent wear resistance in high speed machining
JP2004217481A (ja) * 2003-01-15 2004-08-05 Sumitomo Electric Ind Ltd 耐摩耗性部材
JP2004306166A (ja) * 2003-04-03 2004-11-04 Mitsubishi Materials Kobe Tools Corp 高速切削条件で硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆超硬合金製切削工具およびその製造方法
JP4590940B2 (ja) * 2004-05-31 2010-12-01 三菱マテリアル株式会社 硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆超硬合金製切削工具
JP2005335042A (ja) * 2004-05-31 2005-12-08 Mitsubishi Materials Corp 硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆超硬合金製切削工具
JP2005342856A (ja) * 2004-06-04 2005-12-15 Mitsubishi Materials Corp 断続重切削条件で硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を発揮する表面被覆超硬合金製切削工具
JP2007015060A (ja) * 2005-07-08 2007-01-25 Mitsubishi Materials Kobe Tools Corp 難削材の切削加工で硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を発揮する表面被覆超硬合金製切削工具
JP2007253271A (ja) * 2006-03-22 2007-10-04 Mitsubishi Materials Corp 仕上げ面精度に優れる表面被覆立方晶窒化ほう素基超高圧焼結材料製切削工具
JP2007313617A (ja) * 2006-05-26 2007-12-06 Mitsubishi Materials Corp 高硬度鋼の高速切削加工できわめて優れた仕上げ面精度を長期にわたって発揮する表面被覆立方晶窒化ほう素基超高圧焼結材料製切削工具
JP2008018505A (ja) * 2006-07-14 2008-01-31 Mitsubishi Materials Corp 硬質難削材の高速切削加工ですぐれた耐欠損性を発揮する表面被覆立方晶窒化ほう素基超高圧焼結材料製切削工具
JP2008137129A (ja) * 2006-12-04 2008-06-19 Mitsubishi Materials Corp 表面被覆切削工具
JP2008149390A (ja) * 2006-12-14 2008-07-03 Mitsubishi Materials Corp 表面被覆切削工具
JP2008302439A (ja) * 2007-06-05 2008-12-18 Mitsubishi Materials Corp 表面被覆立方晶窒化ほう素基超高圧焼結材料製切削工具
US8440328B2 (en) * 2011-03-18 2013-05-14 Kennametal Inc. Coating for improved wear resistance
US8859114B2 (en) 2011-03-18 2014-10-14 Kennametal Inc. Coating for improved wear resistance
JP2015047642A (ja) * 2013-08-29 2015-03-16 三菱マテリアル株式会社 高速断続切削加工で硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を発揮する表面被覆切削工具
CN111690858A (zh) * 2019-03-13 2020-09-22 北京交通大学 耐磨自润滑Ti3Al1-xSixC2-Mg基复合材料自身界面调控方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH08209336A (ja) 被覆硬質合金
JP3382781B2 (ja) 多層被覆硬質工具
KR20030076380A (ko) Pvd 코팅된 커팅툴 인서트
JPH09323204A (ja) 多層被覆硬質工具
JPH06220571A (ja) 切削工具用の超硬合金及び被覆超硬合金
JP3016703B2 (ja) 被覆硬質部材
KR102600870B1 (ko) 내마모성과 인성이 우수한 경질피막을 포함하는 절삭공구
JP3712242B2 (ja) 被覆切削工具・被覆耐摩耗工具
JP3638332B2 (ja) 被覆硬質合金
JP3712241B2 (ja) 被覆切削工具・被覆耐摩耗工具
JPH0230406A (ja) 表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具
JP4069749B2 (ja) 荒加工用切削工具
JPH1121651A (ja) 耐熱衝撃性のすぐれた表面被覆超硬合金製切削工具
JP3358696B2 (ja) 高強度被覆体
JP3016702B2 (ja) 被覆硬質合金
JP3333080B2 (ja) 整合性界面を有した高強度被覆部材
JPH1018024A (ja) 被覆硬質部材
JP3368367B2 (ja) 炭化タングステン基超硬合金及び切削工具
JP2982359B2 (ja) 耐摩耗性および耐欠損性に優れた超硬合金
JP2001162411A (ja) すぐれた耐摩耗性と耐チッピング性を具備した表面被覆超硬合金製切削工具
JP3368794B2 (ja) 硬質被覆層がすぐれた耐欠損性を有する表面被覆サーメット製スローアウエイ型切削チップ
JPH10310878A (ja) 硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆超硬合金製切削工具
JP2001114562A (ja) セラミックス焼結体部品および被覆セラミックス焼結体部品
JP4185402B2 (ja) 表面被覆切削工具
JP3519324B2 (ja) セラミックス焼結体および被覆セラミックス焼結体

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040707