JPH091404A - 表面被覆スローアウェイチップ - Google Patents
表面被覆スローアウェイチップInfo
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- JPH091404A JPH091404A JP15191995A JP15191995A JPH091404A JP H091404 A JPH091404 A JP H091404A JP 15191995 A JP15191995 A JP 15191995A JP 15191995 A JP15191995 A JP 15191995A JP H091404 A JPH091404 A JP H091404A
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- JP
- Japan
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- hardness
- flank
- coating layer
- rake face
- tip
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、耐摩耗性が向上し、長寿命化が達
成できる表面被覆スローアウェイチップを提供すること
を目的とする。 【構成】 表面被覆スローアウエイチップのすくい面及
び逃げ面上に周期律表４ａ、５ａ、６ａ族元素及びＡｌ
のうち少なくとも２種以上からなる炭化物、窒化物、炭
窒化物からなる１種以上の硬質層を、すくい面の硬質層
の硬さが逃げ面の硬質層の硬さよりも高くなるように、
または逃げ面の硬質層の硬さがすくい面の硬さよりも高
くなるように被覆してなる。
成できる表面被覆スローアウェイチップを提供すること
を目的とする。 【構成】 表面被覆スローアウエイチップのすくい面及
び逃げ面上に周期律表４ａ、５ａ、６ａ族元素及びＡｌ
のうち少なくとも２種以上からなる炭化物、窒化物、炭
窒化物からなる１種以上の硬質層を、すくい面の硬質層
の硬さが逃げ面の硬質層の硬さよりも高くなるように、
または逃げ面の硬質層の硬さがすくい面の硬さよりも高
くなるように被覆してなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、表面に特定の硬質被覆
層を設けて耐摩耗性を向上させた表面被覆スローアウェ
イチップに関する。
層を設けて耐摩耗性を向上させた表面被覆スローアウェ
イチップに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＷＣ基超硬合金等からなるスロー
アウェイチップの表面にＴｉ等の金属の炭化物のうちの
１種の単層または２種以上の複合層からなる硬質層をＣ
ＶＤ法やＰＶＤ法を用いて形成した表面被覆スローアウ
ェイチップが実用化されている。特にＰＶＤ法による被
覆では、母材強度の劣化を招かずに耐摩耗性を高め得る
という利点があることから、ドリル、エンドミル、フラ
イス用スローアウェイチップ等、強度の要求される切削
工具に、かかる被覆が多用されている。
アウェイチップの表面にＴｉ等の金属の炭化物のうちの
１種の単層または２種以上の複合層からなる硬質層をＣ
ＶＤ法やＰＶＤ法を用いて形成した表面被覆スローアウ
ェイチップが実用化されている。特にＰＶＤ法による被
覆では、母材強度の劣化を招かずに耐摩耗性を高め得る
という利点があることから、ドリル、エンドミル、フラ
イス用スローアウェイチップ等、強度の要求される切削
工具に、かかる被覆が多用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年の切削工具
の使用条件がより高速、より高能率化しつつあり、より
長寿命の工具の開発が求められている。
の使用条件がより高速、より高能率化しつつあり、より
長寿命の工具の開発が求められている。
【０００４】しかし、この目的のためには、従来のＴｉ
の炭化物、窒化物、炭窒化物を表面に被覆したスローア
ウェイチップはもちろん、最近になって実用化されたＴ
ｉＡｌ合金の窒化物、炭窒化物を表面に被覆したスロー
アウェイチップでさえも耐摩耗性が不十分であるという
欠点があり、これらの要求を満足するものではなく、耐
摩耗性の優れた表面被覆スローアウェイチップの開発が
のぞまれている。
の炭化物、窒化物、炭窒化物を表面に被覆したスローア
ウェイチップはもちろん、最近になって実用化されたＴ
ｉＡｌ合金の窒化物、炭窒化物を表面に被覆したスロー
アウェイチップでさえも耐摩耗性が不十分であるという
欠点があり、これらの要求を満足するものではなく、耐
摩耗性の優れた表面被覆スローアウェイチップの開発が
のぞまれている。
【０００５】また上記の従来工具の被覆はどの部分でも
硬さが同じであり、硬さを変えるためには膜質を変える
必要があり、例えばスローアウエイチップのすくい面、
逃げ面にＴｉＣＮ等を別々にコーティングする必要があ
るという欠点があった。
硬さが同じであり、硬さを変えるためには膜質を変える
必要があり、例えばスローアウエイチップのすくい面、
逃げ面にＴｉＣＮ等を別々にコーティングする必要があ
るという欠点があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者等は以上の問題
に鑑み、鋭意研究を重ねた結果、逃げ面またはすくい面
にある１種類の膜を同時にコーティングし、かつ積層周
期を最適化することにより、任意の膜の硬さを任意に設
定することができることを見出した。すなわち、周期律
表４ａ、５ａ、６ａ族元素及びＡｌのうち少なくとも２
種以上からなる炭化物、窒化物、炭窒化物からなる１種
以上の硬質層を表面に被覆したスローアウェイチップに
おいて、逃げ面及びすくい面に該膜を同時にコーティン
グし、かつ逃げ面上の被覆層の硬さがすくい面上の硬さ
より高くすることによりスローアウェイチップ切削工具
の耐摩耗性を向上し、長寿命化が達成できることを見い
だし本発明を完成するにいたった。
に鑑み、鋭意研究を重ねた結果、逃げ面またはすくい面
にある１種類の膜を同時にコーティングし、かつ積層周
期を最適化することにより、任意の膜の硬さを任意に設
定することができることを見出した。すなわち、周期律
表４ａ、５ａ、６ａ族元素及びＡｌのうち少なくとも２
種以上からなる炭化物、窒化物、炭窒化物からなる１種
以上の硬質層を表面に被覆したスローアウェイチップに
おいて、逃げ面及びすくい面に該膜を同時にコーティン
グし、かつ逃げ面上の被覆層の硬さがすくい面上の硬さ
より高くすることによりスローアウェイチップ切削工具
の耐摩耗性を向上し、長寿命化が達成できることを見い
だし本発明を完成するにいたった。
【０００７】より詳しくは、本発明は、周期律表４ａ、
５ａ、６ａ族元素及びＡｌのうち少なくとも２種以上か
らなる炭化物、窒化物、炭窒化物からなる１種以上の硬
質層を表面に被覆したスローアウェイチップにおいて、
逃げ面上の被覆層の硬さがすくい面上の硬さより高いこ
とを特徴とする表面被覆スローアウェイチップに関する
ものである。
５ａ、６ａ族元素及びＡｌのうち少なくとも２種以上か
らなる炭化物、窒化物、炭窒化物からなる１種以上の硬
質層を表面に被覆したスローアウェイチップにおいて、
逃げ面上の被覆層の硬さがすくい面上の硬さより高いこ
とを特徴とする表面被覆スローアウェイチップに関する
ものである。
【０００８】また本発明は、周期律表４ａ、５ａ、６ａ
族元素及びＡｌのうち少なくとも２種以上からなる炭化
物、窒化物、炭窒化物からなる１種以上の硬質層を表面
に被覆したスローアウェイチップにおいて、逃げ面上の
被覆層の硬さがすくい面上の硬さより高く、さらに硬質
層の厚さが、０．１〜１０μｍである表面被覆スローア
ウェイチップに係るものである。
族元素及びＡｌのうち少なくとも２種以上からなる炭化
物、窒化物、炭窒化物からなる１種以上の硬質層を表面
に被覆したスローアウェイチップにおいて、逃げ面上の
被覆層の硬さがすくい面上の硬さより高く、さらに硬質
層の厚さが、０．１〜１０μｍである表面被覆スローア
ウェイチップに係るものである。
【０００９】以下本発明をより詳しく説明する。
【００１０】（母材）本発明においては、母材について
は特に制限はない。組成が例えばＪＩＳ規格のＪＩＳ規
格のＰ３０グレード等であれば好適に使用可能である。
は特に制限はない。組成が例えばＪＩＳ規格のＪＩＳ規
格のＰ３０グレード等であれば好適に使用可能である。
【００１１】さらに形状についても本発明では特に制限
はない。
はない。
【００１２】（硬質層）本発明において使用可能な硬質
層は周期律表４ａ，５ａ，６ａ族元素に特に制限はない
が、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ．Ｍｏお
よびＷが使用可能である。これらの金属の炭化物等を使
用することにより、切削工具のコーティング材質として
硬度や耐酸化性または反応性の点で優れたものとなる。
特に本発明においてはＴｉ、Ｈｆ、Ｚｒ等が好ましく使
用可能である。
層は周期律表４ａ，５ａ，６ａ族元素に特に制限はない
が、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ．Ｍｏお
よびＷが使用可能である。これらの金属の炭化物等を使
用することにより、切削工具のコーティング材質として
硬度や耐酸化性または反応性の点で優れたものとなる。
特に本発明においてはＴｉ、Ｈｆ、Ｚｒ等が好ましく使
用可能である。
【００１３】さらに本発明においては上記金属の組合せ
は特に制限はなく、また炭化物、窒化物または炭窒化物
の選択においても特に制限はないが、本発明においては
特に、ＴｉとＡｌの窒化物、ＴｉとＡｌの炭窒化物、Ｈ
ｆとＡｌの窒化物、ＴｉとＺｒの窒化物、ＴｉとＺｒの
炭化物等が好適に使用可能な組合せである。
は特に制限はなく、また炭化物、窒化物または炭窒化物
の選択においても特に制限はないが、本発明においては
特に、ＴｉとＡｌの窒化物、ＴｉとＡｌの炭窒化物、Ｈ
ｆとＡｌの窒化物、ＴｉとＺｒの窒化物、ＴｉとＺｒの
炭化物等が好適に使用可能な組合せである。
【００１４】さらに本発明において、硬質被覆層を形成
する上記金属の炭化物層等の数には特に制限はないが、
２以上の金属の炭化物、窒化物、炭窒化物からなる１種
以上の硬質層であることが好ましい。
する上記金属の炭化物層等の数には特に制限はないが、
２以上の金属の炭化物、窒化物、炭窒化物からなる１種
以上の硬質層であることが好ましい。
【００１５】該硬質層の形成方法については、本発明に
おいては特に制限はなく、一般的な方法、例えばＰＶ
Ｄ、ＣＶＤ等が好適に使用可能である。
おいては特に制限はなく、一般的な方法、例えばＰＶ
Ｄ、ＣＶＤ等が好適に使用可能である。
【００１６】さらに、該硬質層の膜厚は、上記方法にお
いては、反応時間、反応圧力、反応ガスの流量等で調節
可能である。
いては、反応時間、反応圧力、反応ガスの流量等で調節
可能である。
【００１７】本発明においては、すくい面または逃げ面
上に、同時にまたは別々に硬質層を望ましい厚さで形成
することが可能であり、さらに複数の硬質層を同時に形
成可能である。従って、すくい面または逃げ面の硬さを
望ましい高さに制御可能となる。
上に、同時にまたは別々に硬質層を望ましい厚さで形成
することが可能であり、さらに複数の硬質層を同時に形
成可能である。従って、すくい面または逃げ面の硬さを
望ましい高さに制御可能となる。
【００１８】例えば通常のイオンプレーティング装置を
使用することにより、それらの両面上への硬質層形成を
同時に制御可能となる。すなわち、真空容器内に、２種
類の金属材料を蒸発源（ターゲット）として対向させて
設置し、両ターゲット間の中間点を中心として回転する
リング状の母材保持具の中心を通る直径上の２点に、母
材である上記スローアウエイチップ試料をそれぞれ装着
する。この状態で、該スローアウエイチップ試料を回転
させながら、成膜装置内に適当な反応ガスを導入し、真
空アーク放電により該両ターゲットを共に蒸発、イオン
化させることにより、該スローアウエイチップ試料が一
方の金属ターゲット近くを通過するとき、及び他の金属
ターゲット近くを通過するときに該スローアウエイチッ
プの両面上に形成させ得る。さらに、同様にして、各ス
ローアウエイチップ表面に両層を交互に積層させ得る。
使用することにより、それらの両面上への硬質層形成を
同時に制御可能となる。すなわち、真空容器内に、２種
類の金属材料を蒸発源（ターゲット）として対向させて
設置し、両ターゲット間の中間点を中心として回転する
リング状の母材保持具の中心を通る直径上の２点に、母
材である上記スローアウエイチップ試料をそれぞれ装着
する。この状態で、該スローアウエイチップ試料を回転
させながら、成膜装置内に適当な反応ガスを導入し、真
空アーク放電により該両ターゲットを共に蒸発、イオン
化させることにより、該スローアウエイチップ試料が一
方の金属ターゲット近くを通過するとき、及び他の金属
ターゲット近くを通過するときに該スローアウエイチッ
プの両面上に形成させ得る。さらに、同様にして、各ス
ローアウエイチップ表面に両層を交互に積層させ得る。
【００１９】さらに、反応時間、反応圧力等を調節する
ことにより、またスローアウエイチップ試料の設置位置
を調節することにより、該スローアウエイチップのすく
い面及び逃げ面のそれぞれの表面上に形成される膜の厚
みを望ましい範囲に制御することが可能となる。それぞ
れの硬質層の膜厚みは、例えば透過型電子顕微鏡等で測
定可能である。従って、本発明においては、すくい面、
及び逃げ面の被覆層を望ましい厚さに制御可能となる。
ことにより、またスローアウエイチップ試料の設置位置
を調節することにより、該スローアウエイチップのすく
い面及び逃げ面のそれぞれの表面上に形成される膜の厚
みを望ましい範囲に制御することが可能となる。それぞ
れの硬質層の膜厚みは、例えば透過型電子顕微鏡等で測
定可能である。従って、本発明においては、すくい面、
及び逃げ面の被覆層を望ましい厚さに制御可能となる。
【００２０】本発明においては、上記硬質層をさらに複
数積層して硬質被覆層を形成することも可能である。
数積層して硬質被覆層を形成することも可能である。
【００２１】本発明においては上記の複数被覆層を形成
する方法に特に制限はないが、一工程の周期で、望まし
い金属と望ましい厚みの硬質層を積層可能とすることが
特に望ましい。例えば、１つのチャンバ内に、複数のタ
ーゲットと、必要なガス供給装置を設け、母材が回転す
ることにより、順次硬質層が表面に形成されるようにす
ることにより可能となる。またそれぞれの硬質層の膜厚
みは、例えば透過型電子顕微鏡等で測定可能である。従
って、本発明においては、すくい面、及び逃げ面の被覆
層を望ましい厚さに制御可能である。
する方法に特に制限はないが、一工程の周期で、望まし
い金属と望ましい厚みの硬質層を積層可能とすることが
特に望ましい。例えば、１つのチャンバ内に、複数のタ
ーゲットと、必要なガス供給装置を設け、母材が回転す
ることにより、順次硬質層が表面に形成されるようにす
ることにより可能となる。またそれぞれの硬質層の膜厚
みは、例えば透過型電子顕微鏡等で測定可能である。従
って、本発明においては、すくい面、及び逃げ面の被覆
層を望ましい厚さに制御可能である。
【００２２】本発明においては、スローアウエイチップ
試料のすくい面及び逃げ面の上記硬質層の厚さの比につ
いては特に制限はない。さらに本発明においては、すく
い面または逃げ面の一方の硬さが他方の硬さより高いこ
とが好ましい。例えば、スローアウエイチップのすくい
面の硬質層厚みλS を逃げ面の硬質層厚みλB とした際
に０．３λB ≦λS ≦０．９λB ないしは、１．１λB
≦λS ≦３．５λB の関係を満たすことが耐摩耗性の向
上に特に好ましい範囲である。
試料のすくい面及び逃げ面の上記硬質層の厚さの比につ
いては特に制限はない。さらに本発明においては、すく
い面または逃げ面の一方の硬さが他方の硬さより高いこ
とが好ましい。例えば、スローアウエイチップのすくい
面の硬質層厚みλS を逃げ面の硬質層厚みλB とした際
に０．３λB ≦λS ≦０．９λB ないしは、１．１λB
≦λS ≦３．５λB の関係を満たすことが耐摩耗性の向
上に特に好ましい範囲である。
【００２３】さらに本発明においては、上記厚みλB に
ついては特に制限はないが、０．５ｎｍ≦λB ≦４０ｎ
ｍの関係を満たすことが特に望ましい。すなわち０．５
ｎｍ未満ではすくい面または逃げ面での高硬度化がはか
れずまた４０ｎｍを越えると逃げ面またはすくい面の耐
摩耗性が低下するためである。
ついては特に制限はないが、０．５ｎｍ≦λB ≦４０ｎ
ｍの関係を満たすことが特に望ましい。すなわち０．５
ｎｍ未満ではすくい面または逃げ面での高硬度化がはか
れずまた４０ｎｍを越えると逃げ面またはすくい面の耐
摩耗性が低下するためである。
【００２４】本発明に係る表面被覆スローアウエイチッ
プにおいては、表面被覆層の厚さは特に制限はないが、
０．１〜１０μｍであることが特に望ましい。すなわ
ち、該厚みが０．１未満では耐摩耗性向上が図れず、ま
た１０μｍを越えると靭性が低下し切刃部分にチッピン
グ等が発生しやすくなると推定される。
プにおいては、表面被覆層の厚さは特に制限はないが、
０．１〜１０μｍであることが特に望ましい。すなわ
ち、該厚みが０．１未満では耐摩耗性向上が図れず、ま
た１０μｍを越えると靭性が低下し切刃部分にチッピン
グ等が発生しやすくなると推定される。
【００２５】従って、従来は被膜は工具のどの部分でも
同じ硬さであり、硬さを変えるためには膜質を変える必
要があり、同時にそれぞれの面に別々にコーティングす
ることが困難であったが、本発明により、同時にそれぞ
れの面に別々にコーティングすることにより別々の硬さ
を設けることが可能となった。
同じ硬さであり、硬さを変えるためには膜質を変える必
要があり、同時にそれぞれの面に別々にコーティングす
ることが困難であったが、本発明により、同時にそれぞ
れの面に別々にコーティングすることにより別々の硬さ
を設けることが可能となった。
【００２６】（硬さ）本発明においては、説明したよう
に上記硬質層の金属元素の種類、層厚さ、積層周期等を
選択することにより硬質被覆層の硬さを任意に制御する
ことが可能となり、さらに該層の硬さの測定方法には特
には制限されず、一般的な硬度測定手段が使用可能であ
る。例えば微小硬度計が好適に使用可能である。この場
合上記微小硬度計により、各層の硬さを荷重５０ｇの測
定条件でおこない、結果をｍＨｖとして表すことが可能
である。
に上記硬質層の金属元素の種類、層厚さ、積層周期等を
選択することにより硬質被覆層の硬さを任意に制御する
ことが可能となり、さらに該層の硬さの測定方法には特
には制限されず、一般的な硬度測定手段が使用可能であ
る。例えば微小硬度計が好適に使用可能である。この場
合上記微小硬度計により、各層の硬さを荷重５０ｇの測
定条件でおこない、結果をｍＨｖとして表すことが可能
である。
【００２７】さらにすくい面の上記硬さとにげ面の上記
硬さの比を、（にげ面の硬さ）／（すくい面の硬さ）で
計算することが可能である。
硬さの比を、（にげ面の硬さ）／（すくい面の硬さ）で
計算することが可能である。
【００２８】従って、本発明において、目的によりすく
い面外周刃またはにげ面のどちらかの硬さを任意に設定
することが可能であり、任意にどちらかの面の硬さを他
の面の硬さより高くすることが可能となる。
い面外周刃またはにげ面のどちらかの硬さを任意に設定
することが可能であり、任意にどちらかの面の硬さを他
の面の硬さより高くすることが可能となる。
【００２９】（逃げ面摩耗幅）本発明においては、摩耗
幅を測定する方法に特に制限はなく、使用目的に適合す
る測定評価方法が使用可能である。適当な試験条件下で
連続切削または断続切削において逃げ面摩耗幅を測定す
ることが可能である。
幅を測定する方法に特に制限はなく、使用目的に適合す
る測定評価方法が使用可能である。適当な試験条件下で
連続切削または断続切削において逃げ面摩耗幅を測定す
ることが可能である。
【００３０】本発明においては逃げ面摩耗幅（ｍｍ）
は、以下の条件下で測定する。
は、以下の条件下で測定する。
【００３１】 連続切削での逃げ面摩耗幅（ｍｍ）：被削材：ＳＣＭ４３５ 切削速度：２００ｍ／分 送り：０．３５ｍｍ／刃 切込み：１．５ｍｍ 切削時間：２０分 断続切削での逃げ面摩耗幅（ｍｍ）：被削材：ＳＣＭ４３５ 切削速度：２００ｍ／分 送り：０．３０ｍｍ／刃 切込み：１．５ｍｍ 切削時間：２０分
【００３２】
【作用】図１を参照して本発明の作用を説明する。
【００３３】本発明に係る硬質層による被覆は、表面被
覆スローアウェイチップの少なくともすくい面及び逃げ
面上（図１（Ａ））に行うものであり、従って、主に耐
摩耗性の向上に伴い高速かつ高能率での該チップの使用
が可能となる。
覆スローアウェイチップの少なくともすくい面及び逃げ
面上（図１（Ａ））に行うものであり、従って、主に耐
摩耗性の向上に伴い高速かつ高能率での該チップの使用
が可能となる。
【００３４】表面被覆スローアウェイチップの少なくと
もすくい面及び逃げ面上表面に被覆層２を、図１（Ｂ）
に示すような態様の層構成で形成する場合、複数の周期
層３ａ〜３ｉを構成する層４ａ〜４ｉ、および５ａ〜５
ｉとして、周期律表４ａ，５ａ，６ａ及びＡｌからなる
金属元素の炭化物、窒化物、または炭窒化物を用いるこ
とにより、該被覆層の耐摩耗性が向上が図れる。特に耐
摩耗性向上には、Ａｌを上記金属として含む硬質層、Ａ
ｌとＴｉ、ＡｌとＨｆ、ＴｉとＺｒの組合わせを含む硬
質層が有効となる。
もすくい面及び逃げ面上表面に被覆層２を、図１（Ｂ）
に示すような態様の層構成で形成する場合、複数の周期
層３ａ〜３ｉを構成する層４ａ〜４ｉ、および５ａ〜５
ｉとして、周期律表４ａ，５ａ，６ａ及びＡｌからなる
金属元素の炭化物、窒化物、または炭窒化物を用いるこ
とにより、該被覆層の耐摩耗性が向上が図れる。特に耐
摩耗性向上には、Ａｌを上記金属として含む硬質層、Ａ
ｌとＴｉ、ＡｌとＨｆ、ＴｉとＺｒの組合わせを含む硬
質層が有効となる。
【００３５】さらに、相異なる金属元素による複数の周
期層３ａ〜３ｉを積層することによる被覆層を形成する
こと（例えば図１（Ｂ））により、各刃上の被覆層の硬
さと靭性をバランス良く最適化可能とし、望ましい性
質、例えば耐摩耗性、耐溶着性、耐欠損性を兼ね備えた
スローアウェイチップ切削加工具を作製可能とする。さ
らに該チップの使用時での耐摩耗性が向上する結果、長
寿命化が達成可能となる。さらに被覆層全体の厚みを制
御可能とすることにより、被覆層の耐摩耗性と、残留応
力による密着強度の最適化が図られる。
期層３ａ〜３ｉを積層することによる被覆層を形成する
こと（例えば図１（Ｂ））により、各刃上の被覆層の硬
さと靭性をバランス良く最適化可能とし、望ましい性
質、例えば耐摩耗性、耐溶着性、耐欠損性を兼ね備えた
スローアウェイチップ切削加工具を作製可能とする。さ
らに該チップの使用時での耐摩耗性が向上する結果、長
寿命化が達成可能となる。さらに被覆層全体の厚みを制
御可能とすることにより、被覆層の耐摩耗性と、残留応
力による密着強度の最適化が図られる。
【００３６】さらに公知のコーティング装置等を使用す
ることにより該チップの逃げ面とすくい面を同時に同じ
膜材質で被覆し、かつ、逃げ面上の被覆層の硬さをすく
い面の硬さより所望量大きくすることが可能となり、従
って、該チップ使用に対して各面の被覆層の硬さ及び靭
性のバランスを最適化することが可能となる。例えば図
２に示されるようなイオンプレーティング装置１１内の
試料保持台１２に設置する該チップ試料の位置を調節す
ることですくい面および逃げ面を同時に被覆し、かつ該
被覆の硬さをそれぞれ所望の高さに制御して被覆するこ
とが可能となる。
ることにより該チップの逃げ面とすくい面を同時に同じ
膜材質で被覆し、かつ、逃げ面上の被覆層の硬さをすく
い面の硬さより所望量大きくすることが可能となり、従
って、該チップ使用に対して各面の被覆層の硬さ及び靭
性のバランスを最適化することが可能となる。例えば図
２に示されるようなイオンプレーティング装置１１内の
試料保持台１２に設置する該チップ試料の位置を調節す
ることですくい面および逃げ面を同時に被覆し、かつ該
被覆の硬さをそれぞれ所望の高さに制御して被覆するこ
とが可能となる。
【００３７】
【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例を
詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素
には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素
には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００３８】図２に示される真空アーク放電を用いたイ
オンプレーティング装置１１を用いて、該チップ母材と
して、組成がＪＩＳ規格Ｐ３０（具体的にはＷＣ−２０
ｗｔ％ＴｉＣ−１０ｗｔ％Ｃｏ）、形状が同ＳＮＧ４３
２の超硬合金製切削チップを用意し、その表面に図２の
１４ａ、ｂで示される電極による真空アーク放電を用い
たイオンプレーティング法により、下記表に示す被覆層
を形成して本発明の表面被覆スローアウェイチップ試料
とした。
オンプレーティング装置１１を用いて、該チップ母材と
して、組成がＪＩＳ規格Ｐ３０（具体的にはＷＣ−２０
ｗｔ％ＴｉＣ−１０ｗｔ％Ｃｏ）、形状が同ＳＮＧ４３
２の超硬合金製切削チップを用意し、その表面に図２の
１４ａ、ｂで示される電極による真空アーク放電を用い
たイオンプレーティング法により、下記表に示す被覆層
を形成して本発明の表面被覆スローアウェイチップ試料
とした。
【００３９】すなわち、イオンプレーティング装置１１
内の真空容器内に、２種類の金属材料、Ｔｉ及びＡｌの
蒸発源（ターゲット）１４ａ，１４ｂを対向させて設置
し、両ターゲット間の中間点を中心として回転するリン
グ状の母材保持具１６の中心を通る直径上の２点に、母
材である上記チップ１２をそれぞれ装着した。
内の真空容器内に、２種類の金属材料、Ｔｉ及びＡｌの
蒸発源（ターゲット）１４ａ，１４ｂを対向させて設置
し、両ターゲット間の中間点を中心として回転するリン
グ状の母材保持具１６の中心を通る直径上の２点に、母
材である上記チップ１２をそれぞれ装着した。
【００４０】この状態で、該チップを２０ｒｐｍで回転
させながら、成膜装置内を真空度１ｘ１０-2ｔｏｒｒの
Ａｒガス雰囲気に保ち、両チップに−２０００Ｖの電圧
をかけて洗浄を行い、５００℃まで加熱した後、Ａｒガ
スを廃棄した。
させながら、成膜装置内を真空度１ｘ１０-2ｔｏｒｒの
Ａｒガス雰囲気に保ち、両チップに−２０００Ｖの電圧
をかけて洗浄を行い、５００℃まで加熱した後、Ａｒガ
スを廃棄した。
【００４１】その後、該チップの回転を続けたまま成膜
装置１１内にＮ2 ガスあるいはＮ2とＣＨ4 からなる反
応ガスを３００ｃｃ／分の割合で導入し、真空アーク放
電によりＴｉターゲットとＡｌターゲットを共に蒸発、
イオン化させることにより、該チップがＴｉターゲット
近くを通過するときにＴｉＮを及びＡｌ近くを通過する
ときにＡｌＮをそれぞれ該チップ上に形成させるように
して、各チップ表面にＴｉＮ層と、ＡｌＮ層あるいはＴ
ｉＣＮ層、ＡｌＣＮ層を交互に積層させた表１に示す本
発明の表面被覆スローアウエイチップを作製した。
装置１１内にＮ2 ガスあるいはＮ2とＣＨ4 からなる反
応ガスを３００ｃｃ／分の割合で導入し、真空アーク放
電によりＴｉターゲットとＡｌターゲットを共に蒸発、
イオン化させることにより、該チップがＴｉターゲット
近くを通過するときにＴｉＮを及びＡｌ近くを通過する
ときにＡｌＮをそれぞれ該チップ上に形成させるように
して、各チップ表面にＴｉＮ層と、ＡｌＮ層あるいはＴ
ｉＣＮ層、ＡｌＣＮ層を交互に積層させた表１に示す本
発明の表面被覆スローアウエイチップを作製した。
【００４２】この場合、反応時間、反応圧力を調節する
ことにより、該チップの逃げ面及びすくい面それぞれの
表面上に形成される膜の厚みを望ましい範囲に制御する
ことができる。
ことにより、該チップの逃げ面及びすくい面それぞれの
表面上に形成される膜の厚みを望ましい範囲に制御する
ことができる。
【００４３】同様に、蒸発源としてＨｆとＡｌ、反応ガ
スとしてＮ2 を使用してＨｆＮとＡｌＮを交互に積層し
た表２に示す本発明の表面被覆スローアウェイチップを
作製した。
スとしてＮ2 を使用してＨｆＮとＡｌＮを交互に積層し
た表２に示す本発明の表面被覆スローアウェイチップを
作製した。
【００４４】同様に蒸発源として、ＴｉとＺｒ、反応ガ
スとしてＮ2 あるいはＣＨ4 を使用してＴｉＮとＺｒ
Ｎ、あるいはＴｉＣとＺｒＣを交互に積層した表３に示
す本発明の表面被覆スローアウェイチップを作製した。
スとしてＮ2 あるいはＣＨ4 を使用してＴｉＮとＺｒ
Ｎ、あるいはＴｉＣとＺｒＣを交互に積層した表３に示
す本発明の表面被覆スローアウェイチップを作製した。
【００４５】さらに比較のため、ＴｉＡｌ、ＨｆＡｌ、
ＴｉＺｒ合金及びＴｉを蒸発源として表面被覆スローア
ウェイチップを作成した。
ＴｉＺｒ合金及びＴｉを蒸発源として表面被覆スローア
ウェイチップを作成した。
【００４６】得られた各種試料について以下の条件での
連続及び断続切削試験の結果（逃げ面摩耗幅）を表１〜
４にまとめた。
連続及び断続切削試験の結果（逃げ面摩耗幅）を表１〜
４にまとめた。
【００４７】ここで該試験条件を次に示す。本発明にお
いては逃げ面摩耗幅（ｍｍ）は、以下の条件下で測定す
る。
いては逃げ面摩耗幅（ｍｍ）は、以下の条件下で測定す
る。
【００４８】 連続切削での逃げ面摩耗幅（ｍｍ）：被削材：ＳＣＭ４３５ 切削速度：２００ｍ／分 送り：０．３５ｍｍ／rev 切込み：１．５ｍｍ 切削時間：２０分 断続切削での逃げ面摩耗幅（ｍｍ）：被削材：ＳＣＭ４３５ 切削速度：２００ｍ／分 送り：０．３０ｍｍ／rev 切り込み：１．５ｍｍ 切削時間：２０分
【００４９】
【表１】
【００５０】
【表２】
【００５１】
【表３】
【００５２】
【表４】
【００５３】
【発明の効果】本発明により、周期律表４ａ，５ａ，６
ａ族元素及びＡｌのうち少なくとも２種以上からなる炭
化物、窒化物、炭窒化物からなる１種以上の硬質層を表
面に複数積層して硬質層とし、かつその硬質多層を必要
な厚みになるように積層することにより被覆層を形成す
ることにより、連続切削及び断続切削ともに効果が認め
られ、スローアウエイチップ切削工具として耐摩耗性、
及び耐溶着性、耐欠損性を兼ね備えた、使用寿命の長い
表面被覆スローアウエイチップを提供可能とする。
ａ族元素及びＡｌのうち少なくとも２種以上からなる炭
化物、窒化物、炭窒化物からなる１種以上の硬質層を表
面に複数積層して硬質層とし、かつその硬質多層を必要
な厚みになるように積層することにより被覆層を形成す
ることにより、連続切削及び断続切削ともに効果が認め
られ、スローアウエイチップ切削工具として耐摩耗性、
及び耐溶着性、耐欠損性を兼ね備えた、使用寿命の長い
表面被覆スローアウエイチップを提供可能とする。
【００５４】
【図１】スローアウェイチップ母材の逃げ面およびすく
い面上に形成された被覆層の一態様を示す模式断面図で
ある。
い面上に形成された被覆層の一態様を示す模式断面図で
ある。
【図２】本発明に使用可能なコーティング（イオンプレ
ーティング）装置を示す模式断面図である。
ーティング）装置を示す模式断面図である。
１…スローアウェイチップ母材、２…被覆層、３…周期
層、４、５…硬質層、１１…イオンプレーティング装
置、１２…試料保持器、１３…基板電極、１４…アーク
電極、１５…アーク電源、１６…試料保持台。
層、４、５…硬質層、１１…イオンプレーティング装
置、１２…試料保持器、１３…基板電極、１４…アーク
電極、１５…アーク電源、１６…試料保持台。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 瀬戸山 誠 兵庫県伊丹市昆陽北一丁目１番１号 住友 電気工業株式会社伊丹製作所内
Claims (2)
- 【請求項１】 周期律表４ａ、５ａ、６ａ族元素及びＡ
ｌのうち少なくとも２種以上からなる炭化物、窒化物、
炭窒化物からなる１種以上の硬質層を表面に被覆したス
ローアウェイチップにおいて、逃げ面上の被覆層の硬さ
がすくい面上の硬さより高いことを特徴とする表面被覆
スローアウェイチップ。 - 【請求項２】 前記硬質層の厚さが、０．１〜１０μｍ
である請求項１記載の表面被覆スローアウェイチップ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15191995A JPH091404A (ja) | 1995-06-19 | 1995-06-19 | 表面被覆スローアウェイチップ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15191995A JPH091404A (ja) | 1995-06-19 | 1995-06-19 | 表面被覆スローアウェイチップ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH091404A true JPH091404A (ja) | 1997-01-07 |
Family
ID=15529074
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15191995A Pending JPH091404A (ja) | 1995-06-19 | 1995-06-19 | 表面被覆スローアウェイチップ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH091404A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103506640A (zh) * | 2013-07-17 | 2014-01-15 | 厦门金鹭特种合金有限公司 | 一种具有涂层的切削工具及其制作方法 |
-
1995
- 1995-06-19 JP JP15191995A patent/JPH091404A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103506640A (zh) * | 2013-07-17 | 2014-01-15 | 厦门金鹭特种合金有限公司 | 一种具有涂层的切削工具及其制作方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20040810 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20040831 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041029 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050111 |