JPH10286702A - 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 - Google Patents
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Info
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- JPH10286702A JPH10286702A JP9072997A JP9072997A JPH10286702A JP H10286702 A JPH10286702 A JP H10286702A JP 9072997 A JP9072997 A JP 9072997A JP 9072997 A JP9072997 A JP 9072997A JP H10286702 A JPH10286702 A JP H10286702A
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- hard coating
- coating layer
- thermet
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 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を提供す
る。 【解決手段】 表面被覆サーメット製スローアウエイ型
切削チップが、結合相形成成分としてＣｏおよび／また
はＮｉを０．５〜６．５重量％含有し、以下いずれもビ
ッカース硬さで、１６００〜２０００を示す内部硬さに
対して、切刃の逃げ面とすくい面が交わる切刃稜線部が
３０００〜３４００の最高表面硬さを示し、かつ逃げ面
およびすくい面が２２００〜２６００の最高表面硬さを
示す表面硬化層が表面部に存在する炭窒化チタン系サー
メットで構成された基体の表面に、１〜２０μｍの平均
層厚を有する硬質被覆層を物理蒸着および／または化学
蒸着してなる。
被覆サーメット製スローアウエイ型切削チップを提供す
る。 【解決手段】 表面被覆サーメット製スローアウエイ型
切削チップが、結合相形成成分としてＣｏおよび／また
はＮｉを０．５〜６．５重量％含有し、以下いずれもビ
ッカース硬さで、１６００〜２０００を示す内部硬さに
対して、切刃の逃げ面とすくい面が交わる切刃稜線部が
３０００〜３４００の最高表面硬さを示し、かつ逃げ面
およびすくい面が２２００〜２６００の最高表面硬さを
示す表面硬化層が表面部に存在する炭窒化チタン系サー
メットで構成された基体の表面に、１〜２０μｍの平均
層厚を有する硬質被覆層を物理蒸着および／または化学
蒸着してなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、炭窒化チタン系
サーメットで構成された基体（以下、サーメット基体と
云う）の表面部に形成された表面硬化層における逃げ面
とすくい面が交わる切刃稜線部（以下、単に切刃稜線部
と云う）における硬さを、逃げ面およびすくい面におけ
る硬さに比して相対的に高くし、これによって前記基体
表面に物理蒸着（以下、ＰＶＤで示す）および／または
化学蒸着（以下、ＣＶＤで示す）される硬質被覆層にす
ぐれた耐欠損性を付与せしめ、もって例えば鋼の高速連
続切削などに用いた場合にも切刃に欠けやチッピング
（微小欠け）などの発生なく、すくれた切削性能を長期
に亘って発揮するようにした表面被覆サーメット製スロ
ーアウエイ型切削チップ（以下、単に被覆切削チップと
云う）に関するものである。
サーメットで構成された基体（以下、サーメット基体と
云う）の表面部に形成された表面硬化層における逃げ面
とすくい面が交わる切刃稜線部（以下、単に切刃稜線部
と云う）における硬さを、逃げ面およびすくい面におけ
る硬さに比して相対的に高くし、これによって前記基体
表面に物理蒸着（以下、ＰＶＤで示す）および／または
化学蒸着（以下、ＣＶＤで示す）される硬質被覆層にす
ぐれた耐欠損性を付与せしめ、もって例えば鋼の高速連
続切削などに用いた場合にも切刃に欠けやチッピング
（微小欠け）などの発生なく、すくれた切削性能を長期
に亘って発揮するようにした表面被覆サーメット製スロ
ーアウエイ型切削チップ（以下、単に被覆切削チップと
云う）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、一般に例えば特開平４−３４１５
８０号公報などに記載されるように、結合相形成成分と
してＣｏおよび／またはＮｉを５〜１４重量％含有し、
ビッカース硬さ（以下、Ｈｖで示す）で、Ｈｖ：１４０
０〜１８００を示す内部硬さに対して、切刃の逃げ面、
切刃稜線部、およびすくい面にかけての表面部に、最高
表面硬さがＨｖ：２１００〜２５００の均一な硬さ分布
をもった表面硬化層を形成したサーメット基体の表面
に、硬質被覆層を２〜２０μｍの平均層厚でＰＶＤ法お
よび／またはＣＶＤ法を用いて蒸着してなる被覆切削チ
ップが知られており、また、これが例えば鋼の連続切削
などに用いられていることも知られている。さらに、上
記従来被覆切削チップを構成するサーメット基体が、以
下の条件、すなわち、 （ａ）焼結温度への昇温速度：１〜３℃／ｓｅｃ、 （ｂ）室温から１１００〜１３００℃への昇温雰囲気：
０．１ｔｏｒｒ以下の真空、 （ｃ）１１００〜１３００℃から焼結温度である１４８
０〜１５６０℃への昇温雰囲気：５〜１００ｔｏｒｒの
窒素雰囲気、 （ｄ）上記焼結温度での保持時間および雰囲気：６０〜
９０分および５〜１００ｔｏｒｒの窒素雰囲気、 （ｅ）冷却：０．１ｔｏｒｒ以下の真空雰囲気で炉冷、 以上（ａ）〜（ｅ）の条件を満足する条件で、所定の配
合組成を有する圧粉体を焼結することによって製造され
ることも知られている。
８０号公報などに記載されるように、結合相形成成分と
してＣｏおよび／またはＮｉを５〜１４重量％含有し、
ビッカース硬さ（以下、Ｈｖで示す）で、Ｈｖ：１４０
０〜１８００を示す内部硬さに対して、切刃の逃げ面、
切刃稜線部、およびすくい面にかけての表面部に、最高
表面硬さがＨｖ：２１００〜２５００の均一な硬さ分布
をもった表面硬化層を形成したサーメット基体の表面
に、硬質被覆層を２〜２０μｍの平均層厚でＰＶＤ法お
よび／またはＣＶＤ法を用いて蒸着してなる被覆切削チ
ップが知られており、また、これが例えば鋼の連続切削
などに用いられていることも知られている。さらに、上
記従来被覆切削チップを構成するサーメット基体が、以
下の条件、すなわち、 （ａ）焼結温度への昇温速度：１〜３℃／ｓｅｃ、 （ｂ）室温から１１００〜１３００℃への昇温雰囲気：
０．１ｔｏｒｒ以下の真空、 （ｃ）１１００〜１３００℃から焼結温度である１４８
０〜１５６０℃への昇温雰囲気：５〜１００ｔｏｒｒの
窒素雰囲気、 （ｄ）上記焼結温度での保持時間および雰囲気：６０〜
９０分および５〜１００ｔｏｒｒの窒素雰囲気、 （ｅ）冷却：０．１ｔｏｒｒ以下の真空雰囲気で炉冷、 以上（ａ）〜（ｅ）の条件を満足する条件で、所定の配
合組成を有する圧粉体を焼結することによって製造され
ることも知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年の切削装置
の高性能化はめざましく、かつ省力化に対する要求も強
く、これに伴い切削加工は高速化の傾向にあるが、上記
のサーメット基体の表面部に形成された表面硬化層の硬
さ分布に変化のない従来被覆切削チップにおいては、こ
れを例えば鋼の連続切削を高速で行う場合に用いると、
硬質被覆層の耐欠損性不足が原因で、切刃に欠けやチッ
ピングなどが発生し易く、比較的短時間で使用寿命に至
るのが現状である。
の高性能化はめざましく、かつ省力化に対する要求も強
く、これに伴い切削加工は高速化の傾向にあるが、上記
のサーメット基体の表面部に形成された表面硬化層の硬
さ分布に変化のない従来被覆切削チップにおいては、こ
れを例えば鋼の連続切削を高速で行う場合に用いると、
硬質被覆層の耐欠損性不足が原因で、切刃に欠けやチッ
ピングなどが発生し易く、比較的短時間で使用寿命に至
るのが現状である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
上述のような観点から、上記のサーメット基体の表面部
に表面硬化層を形成した従来被覆切削チップに着目し、
これを構成する硬質被覆層の耐欠損性向上をはかるべく
研究を行った結果、サーメット基体の焼結に際して、結
合相形成成分であるＣｏおよび／またはＮｉの含有量を
０．５〜６．５重量％と特定した上で、上記の焼結条件
である（ａ）〜（ｅ）の条件のうちの（ｅ）条件の冷却
雰囲気を１〜５ｔｏｒｒの窒素雰囲気とした条件で焼結
を行なうと、焼結後のサーメット基体は、Ｈｖ：１６０
０〜２０００を示す内部硬さに対して、その表面部に
は、切刃稜線部が従来サーメット基体の表面硬化層に比
して相対的に高い硬さのＨｖ：３０００〜３４００の最
高表面硬さを示し、一方逃げ面およびすくい面はこれよ
り相対的に低いＨｖ：２２００〜２６００の最高表面硬
さを示す表面硬化層が形成されるようになり、このよう
な表面硬化層の形成されたサーメット基体の表面に、Ｐ
ＶＤ法および／またはＣＶＤ法を用いて硬質被覆層を蒸
着すると、この結果形成された硬質被覆層はすぐれた耐
欠損性を有するようになり、この硬質被覆層の耐欠損性
向上効果はサーメット基体表面部に形成された表面硬化
層の上記の硬さ分布、すなわちＨｖ：１６００〜２００
０を示す内部硬さに対して、切刃稜線部がＨｖ：３００
０〜３４００の最高表面硬さを示し、一方逃げ面および
すくい面はこれより相対的に低いＨｖ：２２００〜２６
００の最高表面硬さを示す硬さ分布によって硬質被覆層
の残留圧縮応力が著しく低減されるようになることに原
因するものと考えられ、したがってこの結果の被覆切削
チップは、例えば鋼の連続切削を高速で行う場合に用い
ても切刃に欠けやチッピング（微小欠け）などの発生な
く、すぐれた切削性能を長期に亘って発揮するという研
究結果を得たのである。
上述のような観点から、上記のサーメット基体の表面部
に表面硬化層を形成した従来被覆切削チップに着目し、
これを構成する硬質被覆層の耐欠損性向上をはかるべく
研究を行った結果、サーメット基体の焼結に際して、結
合相形成成分であるＣｏおよび／またはＮｉの含有量を
０．５〜６．５重量％と特定した上で、上記の焼結条件
である（ａ）〜（ｅ）の条件のうちの（ｅ）条件の冷却
雰囲気を１〜５ｔｏｒｒの窒素雰囲気とした条件で焼結
を行なうと、焼結後のサーメット基体は、Ｈｖ：１６０
０〜２０００を示す内部硬さに対して、その表面部に
は、切刃稜線部が従来サーメット基体の表面硬化層に比
して相対的に高い硬さのＨｖ：３０００〜３４００の最
高表面硬さを示し、一方逃げ面およびすくい面はこれよ
り相対的に低いＨｖ：２２００〜２６００の最高表面硬
さを示す表面硬化層が形成されるようになり、このよう
な表面硬化層の形成されたサーメット基体の表面に、Ｐ
ＶＤ法および／またはＣＶＤ法を用いて硬質被覆層を蒸
着すると、この結果形成された硬質被覆層はすぐれた耐
欠損性を有するようになり、この硬質被覆層の耐欠損性
向上効果はサーメット基体表面部に形成された表面硬化
層の上記の硬さ分布、すなわちＨｖ：１６００〜２００
０を示す内部硬さに対して、切刃稜線部がＨｖ：３００
０〜３４００の最高表面硬さを示し、一方逃げ面および
すくい面はこれより相対的に低いＨｖ：２２００〜２６
００の最高表面硬さを示す硬さ分布によって硬質被覆層
の残留圧縮応力が著しく低減されるようになることに原
因するものと考えられ、したがってこの結果の被覆切削
チップは、例えば鋼の連続切削を高速で行う場合に用い
ても切刃に欠けやチッピング（微小欠け）などの発生な
く、すぐれた切削性能を長期に亘って発揮するという研
究結果を得たのである。
【０００５】この発明は、上記の研究結果に基づいてな
されたものであって、結合相形成成分としてＣｏおよび
／またはＮｉを０．５〜６．５重量％含有し、Ｈｖ：１
６００〜２０００を示す内部硬さに対して、切刃稜線部
がＨｖ：３０００〜３４００の最高表面硬さを示し、か
つ逃げ面およびすくい面がＨｖ：２２００〜２６００の
最高表面硬さを示す表面硬化層が表面部に存在するサー
メット基体の表面に、１〜２０μｍの平均層厚を有する
硬質被覆層をＰＶＤ法および／またはＣＶＤ法にて蒸着
してなる、硬質被覆層がすぐれた耐欠損性を有する被覆
切削チップに特徴を有するものである。
されたものであって、結合相形成成分としてＣｏおよび
／またはＮｉを０．５〜６．５重量％含有し、Ｈｖ：１
６００〜２０００を示す内部硬さに対して、切刃稜線部
がＨｖ：３０００〜３４００の最高表面硬さを示し、か
つ逃げ面およびすくい面がＨｖ：２２００〜２６００の
最高表面硬さを示す表面硬化層が表面部に存在するサー
メット基体の表面に、１〜２０μｍの平均層厚を有する
硬質被覆層をＰＶＤ法および／またはＣＶＤ法にて蒸着
してなる、硬質被覆層がすぐれた耐欠損性を有する被覆
切削チップに特徴を有するものである。
【０００６】なお、この発明の被覆切削チップを構成す
るサーメット基体の表面部に形成された表面硬化層にお
ける硬さ分布は、結合相形成成分であるＣｏおよび／ま
たはＮｉの含有量を０．５〜６．５重量％に特定した上
で、上記の通り従来被覆切削チップを構成するサーメッ
ト基体の焼結条件である（ａ）〜（ｅ）の条件のうちの
（ｅ）条件の冷却雰囲気を１〜５ｔｏｒｒの窒素雰囲気
とした条件で焼結を行なうことにより調整される、すな
わち、Ｃｏおよび／またはＮｉの含有量を前記範囲内で
低くし、かつ前記（ｅ）条件における窒素雰囲気の圧力
を前記範囲内で高くするほど切刃稜線部と逃げ面および
すくい面の硬さは高くなり、反対にＣｏおよび／または
Ｎｉの含有量を前記範囲内で高くし、かつ窒素雰囲気の
圧力を低くするほど前記硬さは低くなるものであり、し
たがって前記結合相形成成分の含有量が６．５重量％を
越え、かつ前記窒素雰囲気が１ｔｏｒｒ未満になると、
切刃稜線部の最高表面硬さがＨｖ：３０００未満、逃げ
面およびすくい面の最高表面硬さがＨｖ：２２００未満
となってしまい、このような硬さ分布では、内部硬さと
の硬度差が小さくなり過ぎてしまい、これに蒸着される
硬質被覆層に所望のすぐれた耐欠損性を確保することが
できなくなり、一方前記結合相形成成分の含有量が０．
５重量％未満になると、良好な焼結性を確保するのが困
難になって、サーメット基体に所定の強度を確保するこ
とができず、さらに前記結合相形成成分の含有量が０．
５重量％未満にして、前記窒素雰囲気が５ｔｏｒｒを越
えると、切刃稜線部の最高表面硬さがＨｖ：３４００を
越え、かつ逃げ面およびすくい面の最高表面硬さがＨ
ｖ：２６００を越えるようになり、この結果内部硬さと
の硬度差が大きくなり過ぎてしまい、このような硬さ分
布になっても硬質被覆層に所望の耐欠損性向上効果は見
られないという理由によりサーメット基体における表面
硬化層の硬さ分布を上記の通りに定めたのである。ま
た、同じく硬質被覆層の平均層厚を１〜２０μｍとした
のは、その厚さが１μｍ未満では硬質被覆層によっても
たらされる所望のすぐれた耐摩耗性を確保することがで
きず、一方その厚さが２０μｍを越えると耐欠損性に低
下傾向が現れるようになるという理由にもとづくもので
ある。
るサーメット基体の表面部に形成された表面硬化層にお
ける硬さ分布は、結合相形成成分であるＣｏおよび／ま
たはＮｉの含有量を０．５〜６．５重量％に特定した上
で、上記の通り従来被覆切削チップを構成するサーメッ
ト基体の焼結条件である（ａ）〜（ｅ）の条件のうちの
（ｅ）条件の冷却雰囲気を１〜５ｔｏｒｒの窒素雰囲気
とした条件で焼結を行なうことにより調整される、すな
わち、Ｃｏおよび／またはＮｉの含有量を前記範囲内で
低くし、かつ前記（ｅ）条件における窒素雰囲気の圧力
を前記範囲内で高くするほど切刃稜線部と逃げ面および
すくい面の硬さは高くなり、反対にＣｏおよび／または
Ｎｉの含有量を前記範囲内で高くし、かつ窒素雰囲気の
圧力を低くするほど前記硬さは低くなるものであり、し
たがって前記結合相形成成分の含有量が６．５重量％を
越え、かつ前記窒素雰囲気が１ｔｏｒｒ未満になると、
切刃稜線部の最高表面硬さがＨｖ：３０００未満、逃げ
面およびすくい面の最高表面硬さがＨｖ：２２００未満
となってしまい、このような硬さ分布では、内部硬さと
の硬度差が小さくなり過ぎてしまい、これに蒸着される
硬質被覆層に所望のすぐれた耐欠損性を確保することが
できなくなり、一方前記結合相形成成分の含有量が０．
５重量％未満になると、良好な焼結性を確保するのが困
難になって、サーメット基体に所定の強度を確保するこ
とができず、さらに前記結合相形成成分の含有量が０．
５重量％未満にして、前記窒素雰囲気が５ｔｏｒｒを越
えると、切刃稜線部の最高表面硬さがＨｖ：３４００を
越え、かつ逃げ面およびすくい面の最高表面硬さがＨ
ｖ：２６００を越えるようになり、この結果内部硬さと
の硬度差が大きくなり過ぎてしまい、このような硬さ分
布になっても硬質被覆層に所望の耐欠損性向上効果は見
られないという理由によりサーメット基体における表面
硬化層の硬さ分布を上記の通りに定めたのである。ま
た、同じく硬質被覆層の平均層厚を１〜２０μｍとした
のは、その厚さが１μｍ未満では硬質被覆層によっても
たらされる所望のすぐれた耐摩耗性を確保することがで
きず、一方その厚さが２０μｍを越えると耐欠損性に低
下傾向が現れるようになるという理由にもとづくもので
ある。
【０００７】
【発明の実施の形態】つぎに、この発明の被覆切削チッ
プを実施例により具体的に説明する。原料粉末として、
いずれも０．５〜２μｍの範囲内の所定の平均粒径を有
するＴｉＣＮ［重量比で（以下同じ）、ＴｉＣ／ＴｉＮ
＝５０／５０］粉末、ＴｉＮ粉末、ＴａＣ粉末、ＮｂＣ
粉末、ＷＣ粉末、Ｍｏ2 Ｃ粉末、ＶＣ粉末、ＺｒＣ粉
末、Ｃｒ3 Ｃ2 粉末、（Ｔｉ，Ｗ，Ｍｏ）ＣＮ［Ｔｉ／
Ｗ／Ｍｏ＝８０／１０／１０、Ｃ／Ｎ＝７０／３０］粉
末、（Ｔｉ，Ｔａ，Ｖ）ＣＮ［Ｔｉ／Ｔａ／Ｖ＝７０／
２０／１０、Ｃ／Ｎ＝５０／５０］粉末、（Ｔｉ，Ｔ
ａ，Ｎｂ）ＣＮ［Ｔｉ／Ｔａ／Ｎｂ＝７０／１５／１
５、Ｃ／Ｎ＝６０／４０］粉末、（Ｔｉ，Ｗ，Ｎｂ）Ｃ
Ｎ［Ｔｉ／Ｗ／Ｎｂ＝８０／１０／１０、Ｃ／Ｎ＝７０
／３０］粉末、（Ｔｉ，Ｎｂ，Ｍｏ）ＣＮ［Ｔｉ／Ｎｂ
／Ｍｏ＝６０／３０／１０、Ｃ／Ｎ＝６０／４０］粉
末、（Ｔｉ，Ｗ）ＣＮ［Ｔｉ／Ｗ＝８０／２０、Ｃ／Ｎ
＝７０／３０］粉末、Ｃｏ粉末、およびＮｉ粉末を用意
し、これら原料粉末を表１に示される配合組成に配合
し、ボールミルで２４時間湿式混合し、乾燥した後、１
ｔｏｎ／ｃｍ2 の圧力で圧粉体ア〜スをプレス成形し、
ついでこれら圧粉体ア〜スを、以下に示す条件、すなわ
ち室温から１３００℃までを０．１ｔｏｒｒの真空雰囲
気中、１．５℃／ｍｉｎの昇温速度で昇温し、１３００
℃に昇温後、雰囲気を１５ｔｏｒｒの窒素雰囲気に変え
て同じ昇温速度で１５００℃まで昇温し、同じ雰囲気で
１５００℃に６０分間保持し、最終的にそれぞれ１〜５
ｔｏｒｒの範囲内の所定の窒素雰囲気中で炉冷、の条件
で焼結し、焼結体に０．０５ｍｍの丸ホーニングを施す
ことによりＩＳＯ規格ＳＮＭＧ１２０４０８のスローア
ウエイチップ形状をもったサーメット基体Ａ〜Ｍをそれ
ぞれ製造した。また、比較の目的で、表１に示されると
同じ配合組成の圧粉体ア〜スを用い、これの焼結を、上
記の焼結条件のうちの最終工程である炉冷をいずれも
０．０５ｔｏｒｒの真空雰囲気中で行なう以外は同じ条
件でサーメット基体ａ〜ｍをそれぞれ製造した。
プを実施例により具体的に説明する。原料粉末として、
いずれも０．５〜２μｍの範囲内の所定の平均粒径を有
するＴｉＣＮ［重量比で（以下同じ）、ＴｉＣ／ＴｉＮ
＝５０／５０］粉末、ＴｉＮ粉末、ＴａＣ粉末、ＮｂＣ
粉末、ＷＣ粉末、Ｍｏ2 Ｃ粉末、ＶＣ粉末、ＺｒＣ粉
末、Ｃｒ3 Ｃ2 粉末、（Ｔｉ，Ｗ，Ｍｏ）ＣＮ［Ｔｉ／
Ｗ／Ｍｏ＝８０／１０／１０、Ｃ／Ｎ＝７０／３０］粉
末、（Ｔｉ，Ｔａ，Ｖ）ＣＮ［Ｔｉ／Ｔａ／Ｖ＝７０／
２０／１０、Ｃ／Ｎ＝５０／５０］粉末、（Ｔｉ，Ｔ
ａ，Ｎｂ）ＣＮ［Ｔｉ／Ｔａ／Ｎｂ＝７０／１５／１
５、Ｃ／Ｎ＝６０／４０］粉末、（Ｔｉ，Ｗ，Ｎｂ）Ｃ
Ｎ［Ｔｉ／Ｗ／Ｎｂ＝８０／１０／１０、Ｃ／Ｎ＝７０
／３０］粉末、（Ｔｉ，Ｎｂ，Ｍｏ）ＣＮ［Ｔｉ／Ｎｂ
／Ｍｏ＝６０／３０／１０、Ｃ／Ｎ＝６０／４０］粉
末、（Ｔｉ，Ｗ）ＣＮ［Ｔｉ／Ｗ＝８０／２０、Ｃ／Ｎ
＝７０／３０］粉末、Ｃｏ粉末、およびＮｉ粉末を用意
し、これら原料粉末を表１に示される配合組成に配合
し、ボールミルで２４時間湿式混合し、乾燥した後、１
ｔｏｎ／ｃｍ2 の圧力で圧粉体ア〜スをプレス成形し、
ついでこれら圧粉体ア〜スを、以下に示す条件、すなわ
ち室温から１３００℃までを０．１ｔｏｒｒの真空雰囲
気中、１．５℃／ｍｉｎの昇温速度で昇温し、１３００
℃に昇温後、雰囲気を１５ｔｏｒｒの窒素雰囲気に変え
て同じ昇温速度で１５００℃まで昇温し、同じ雰囲気で
１５００℃に６０分間保持し、最終的にそれぞれ１〜５
ｔｏｒｒの範囲内の所定の窒素雰囲気中で炉冷、の条件
で焼結し、焼結体に０．０５ｍｍの丸ホーニングを施す
ことによりＩＳＯ規格ＳＮＭＧ１２０４０８のスローア
ウエイチップ形状をもったサーメット基体Ａ〜Ｍをそれ
ぞれ製造した。また、比較の目的で、表１に示されると
同じ配合組成の圧粉体ア〜スを用い、これの焼結を、上
記の焼結条件のうちの最終工程である炉冷をいずれも
０．０５ｔｏｒｒの真空雰囲気中で行なう以外は同じ条
件でサーメット基体ａ〜ｍをそれぞれ製造した。
【０００８】この結果得られた各種のサーメット基体に
ついて、表面を研磨した状態で、逃げ面およびすくい面
のＨｖ（荷重：３００ｇ）をそれぞれ任意箇所１０箇所
について測定し、また切刃稜線部は正確な表面硬さの測
定ができないので、任意箇所１０箇所の研磨断面におけ
るホーニング面から０．０５ｍｍ内側の位置のＨｖ（荷
重：３００ｇ）を測定して表面硬さとし、これから最高
表面硬さを選び出し、この結果を表２、３に内部硬さと
ともに示した。
ついて、表面を研磨した状態で、逃げ面およびすくい面
のＨｖ（荷重：３００ｇ）をそれぞれ任意箇所１０箇所
について測定し、また切刃稜線部は正確な表面硬さの測
定ができないので、任意箇所１０箇所の研磨断面におけ
るホーニング面から０．０５ｍｍ内側の位置のＨｖ（荷
重：３００ｇ）を測定して表面硬さとし、これから最高
表面硬さを選び出し、この結果を表２、３に内部硬さと
ともに示した。
【０００９】ついで、上記の各種のサーメット基体の表
面に、表２、３に示される通り、（ａ）サーメット基体
を、アセトン中で超音波洗浄し、乾燥した状態で、アー
クイオンプレーティング装置に装入し、一方カソード電
極（蒸発源）としてそれぞれ純Ｔｉ、Ｔｉ−５０重量％
Ａｌ合金、Ｔｉ−４５重量％Ａｌ−５重量％Ｍｇ合金、
およびＴｉ−４０％Ａｌ−１０％Ｃｒ合金を装着し、装
置内を排気して１×１０-5ｔｏｒｒの真空に保持しなが
ら、ヒーターで装置内を５００℃に加熱した後、アルゴ
ンガスを導入して１×１０-3ｔｏｒｒのアルゴンガス雰
囲気とし、この状態でサーメット基体に−８００ｖのバ
イアス電圧を印加してサーメット基体表面をボンバート
洗浄し、ついで装置内に、硬質被覆層の組成に応じて、
反応ガスとして窒素ガス、メタンガス、または窒素ガス
とメタンガスを導入して５×１０-3ｔｏｒｒの反応雰囲
気とすると共に、前記サーメット基体に印加するバイア
ス電圧をー２００ｖに下げて、前記カソード電極とアノ
ード電極との間にアーク放電を発生させ、もって前記サ
ーメット基体のそれぞれの表面に、表５、６に示される
組成および平均層厚をもった硬質被覆層を形成するＰＶ
Ｄ法、（ｂ）通常のＣＶＤ装置を用い、表４に示される
条件にて表５、６に示される組成および平均層厚をもっ
た硬質被覆層を形成するＣＶＤ法、以上（ａ）または
（ｂ）法にて硬質被覆層を形成することにより本発明被
覆切削チップ１〜１３および比較被覆切削チップ１〜１
３をそれぞれ製造した。
面に、表２、３に示される通り、（ａ）サーメット基体
を、アセトン中で超音波洗浄し、乾燥した状態で、アー
クイオンプレーティング装置に装入し、一方カソード電
極（蒸発源）としてそれぞれ純Ｔｉ、Ｔｉ−５０重量％
Ａｌ合金、Ｔｉ−４５重量％Ａｌ−５重量％Ｍｇ合金、
およびＴｉ−４０％Ａｌ−１０％Ｃｒ合金を装着し、装
置内を排気して１×１０-5ｔｏｒｒの真空に保持しなが
ら、ヒーターで装置内を５００℃に加熱した後、アルゴ
ンガスを導入して１×１０-3ｔｏｒｒのアルゴンガス雰
囲気とし、この状態でサーメット基体に−８００ｖのバ
イアス電圧を印加してサーメット基体表面をボンバート
洗浄し、ついで装置内に、硬質被覆層の組成に応じて、
反応ガスとして窒素ガス、メタンガス、または窒素ガス
とメタンガスを導入して５×１０-3ｔｏｒｒの反応雰囲
気とすると共に、前記サーメット基体に印加するバイア
ス電圧をー２００ｖに下げて、前記カソード電極とアノ
ード電極との間にアーク放電を発生させ、もって前記サ
ーメット基体のそれぞれの表面に、表５、６に示される
組成および平均層厚をもった硬質被覆層を形成するＰＶ
Ｄ法、（ｂ）通常のＣＶＤ装置を用い、表４に示される
条件にて表５、６に示される組成および平均層厚をもっ
た硬質被覆層を形成するＣＶＤ法、以上（ａ）または
（ｂ）法にて硬質被覆層を形成することにより本発明被
覆切削チップ１〜１３および比較被覆切削チップ１〜１
３をそれぞれ製造した。
【００１０】この結果得られた各種の被覆切削チップに
ついて、 被削材：ＪＩＳ・ＳＣＭ４４０の丸棒、 切削速度：４００ｍ／ｍｉｎ、 送り：０．２ｍｍ／ｒｅｖ、 切込実：１ｍｍ、 切削時間：５分、 の条件で合金鋼の高速連続切削試験を行ない、切刃の逃
げ面摩耗幅を測定した。これらの測定結果を表５、６に
示した。
ついて、 被削材：ＪＩＳ・ＳＣＭ４４０の丸棒、 切削速度：４００ｍ／ｍｉｎ、 送り：０．２ｍｍ／ｒｅｖ、 切込実：１ｍｍ、 切削時間：５分、 の条件で合金鋼の高速連続切削試験を行ない、切刃の逃
げ面摩耗幅を測定した。これらの測定結果を表５、６に
示した。
【００１１】
【表１】
【００１２】
【表２】
【００１３】
【表３】
【００１４】
【表４】
【００１５】
【表５】
【００１６】
【表６】
【００１７】
【発明の効果】表５、６に示される結果から、本発明被
覆切削チップ１〜１３は、いずれもこれを構成するサー
メット基体の表面硬化層における相対的に高い硬さの切
刃稜線部と、相対的に硬さの低い逃げ面およびすくい面
によって、硬質被覆層はすぐれた耐欠損性を具備するよ
うになることから、鋼の連続切削を高速で行っても切刃
に欠けやチッピングの発生なく、すぐれた切削性能を示
すのに対して、上記の従来被覆切削チップと同様に、サ
ーメット基体の表面硬化層に硬さ変化のない比較被覆切
削チップ１〜１３においては、いずれも硬質被覆層の残
留圧縮応力が高く、これが原因で切刃に欠けやチッピン
グが発生し易く、比較的短時間で使用寿命に至ることが
明らかである。上述のように、この発明の被覆切削チッ
プは、これを構成するサーメット基体の表面硬化層にお
ける切刃稜線部の有するＨｖ：３０００〜３４００の最
高表面硬さと、逃げ面およびすくい面の有するＨｖ：２
２００〜２６００の最高表面硬さの硬さ分布によって、
これに形成される硬質被覆層はすぐれた耐欠損性を有す
るようになるので、例えば鋼の連続切削を高速で行って
も切刃に欠けやチッピングの発生なく、長期に亘ってす
ぐれた切削性能を発揮するのである。
覆切削チップ１〜１３は、いずれもこれを構成するサー
メット基体の表面硬化層における相対的に高い硬さの切
刃稜線部と、相対的に硬さの低い逃げ面およびすくい面
によって、硬質被覆層はすぐれた耐欠損性を具備するよ
うになることから、鋼の連続切削を高速で行っても切刃
に欠けやチッピングの発生なく、すぐれた切削性能を示
すのに対して、上記の従来被覆切削チップと同様に、サ
ーメット基体の表面硬化層に硬さ変化のない比較被覆切
削チップ１〜１３においては、いずれも硬質被覆層の残
留圧縮応力が高く、これが原因で切刃に欠けやチッピン
グが発生し易く、比較的短時間で使用寿命に至ることが
明らかである。上述のように、この発明の被覆切削チッ
プは、これを構成するサーメット基体の表面硬化層にお
ける切刃稜線部の有するＨｖ：３０００〜３４００の最
高表面硬さと、逃げ面およびすくい面の有するＨｖ：２
２００〜２６００の最高表面硬さの硬さ分布によって、
これに形成される硬質被覆層はすぐれた耐欠損性を有す
るようになるので、例えば鋼の連続切削を高速で行って
も切刃に欠けやチッピングの発生なく、長期に亘ってす
ぐれた切削性能を発揮するのである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野中 勝尚 茨城県結城郡石下町大字古間木1511番地 三菱マテリアル株式会社筑波製作所内
Claims (1)
- 【請求項１】 結合相形成成分としてＣｏおよび／また
はＮｉを０．５〜６．５重量％含有し、以下いずれもビ
ッカース硬さで、１６００〜２０００を示す内部硬さに
対して、切刃の逃げ面とすくい面が交わる切刃稜線部が
３０００〜３４００の最高表面硬さを示し、かつ逃げ面
およびすくい面が２２００〜２６００の最高表面硬さを
示す表面硬化層が表面部に存在する炭窒化チタン系サー
メットで構成された基体の表面に、１〜２０μｍの平均
層厚を有する硬質被覆層を物理蒸着および／または化学
蒸着してなる、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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9072997A JPH10286702A (ja) | 1997-04-09 | 1997-04-09 | 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 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9072997A JPH10286702A (ja) | 1997-04-09 | 1997-04-09 | 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 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10286702A true JPH10286702A (ja) | 1998-10-27 |
Family
ID=14006655
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9072997A Pending JPH10286702A (ja) | 1997-04-09 | 1997-04-09 | 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 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10286702A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000328169A (ja) * | 1999-05-03 | 2000-11-28 | Sandvik Ab | チタン基炭窒化物合金 |
| JP2000336450A (ja) * | 1999-05-03 | 2000-12-05 | Sandvik Ab | チタン基炭窒化物合金 |
-
1997
- 1997-04-09 JP JP9072997A patent/JPH10286702A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000328169A (ja) * | 1999-05-03 | 2000-11-28 | Sandvik Ab | チタン基炭窒化物合金 |
| JP2000336450A (ja) * | 1999-05-03 | 2000-12-05 | Sandvik Ab | チタン基炭窒化物合金 |
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|---|---|---|---|
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