JPH1058207A - 硬質被覆層がすぐれた層間密着性を有する表面被覆超硬合金製切削工具 - Google Patents
硬質被覆層がすぐれた層間密着性を有する表面被覆超硬合金製切削工具Info
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- JPH1058207A JPH1058207A JP22111196A JP22111196A JPH1058207A JP H1058207 A JPH1058207 A JP H1058207A JP 22111196 A JP22111196 A JP 22111196A JP 22111196 A JP22111196 A JP 22111196A JP H1058207 A JPH1058207 A JP H1058207A
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- cemented carbide
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- cutting tool
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 硬質被覆層がすぐれた層間密着性を有する表
面被覆超硬合金製切削工具を提供する。 【解決手段】 ＷＣ基超硬合金基体の表面に、ＴｉＣ
層、ＴｉＮ層、ＴｉＣＮ層、ＴｉＯ2 層、ＴｉＣＯ層、
ＴｉＮＯ層、およびＴｉＣＮＯ層からなるＴｉ化合物層
のうちの１種または２種以上と、Ａｌ2 Ｏ3 層で構成し
た硬質被覆層を３〜２０μｍの平均層厚で化学蒸着およ
び／または物理蒸着してなる表面被覆超硬合金製切削工
具において、前記Ａｌ2 Ｏ3 層とＴｉ化合物層との界面
に、ＲｕＯ2からなる不連続層を５〜８０％の面積率で
介在させる。
面被覆超硬合金製切削工具を提供する。 【解決手段】 ＷＣ基超硬合金基体の表面に、ＴｉＣ
層、ＴｉＮ層、ＴｉＣＮ層、ＴｉＯ2 層、ＴｉＣＯ層、
ＴｉＮＯ層、およびＴｉＣＮＯ層からなるＴｉ化合物層
のうちの１種または２種以上と、Ａｌ2 Ｏ3 層で構成し
た硬質被覆層を３〜２０μｍの平均層厚で化学蒸着およ
び／または物理蒸着してなる表面被覆超硬合金製切削工
具において、前記Ａｌ2 Ｏ3 層とＴｉ化合物層との界面
に、ＲｕＯ2からなる不連続層を５〜８０％の面積率で
介在させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、硬質被覆層を構
成するＴｉ化合物層と酸化アルミニウム（以下、Ａｌ2
Ｏ3 で示す）層がすぐれた層間密着性を有し、したがっ
て例えば鋼の高速連続切削や、高切込み断続切削などの
苛酷な条件での切削に際しても硬質被覆層に剥離の発生
なく、長期に亘ってすぐれた切削性能を発揮する表面被
覆超硬合金製切削工具（以下、被覆超硬工具という）に
関するものである。
成するＴｉ化合物層と酸化アルミニウム（以下、Ａｌ2
Ｏ3 で示す）層がすぐれた層間密着性を有し、したがっ
て例えば鋼の高速連続切削や、高切込み断続切削などの
苛酷な条件での切削に際しても硬質被覆層に剥離の発生
なく、長期に亘ってすぐれた切削性能を発揮する表面被
覆超硬合金製切削工具（以下、被覆超硬工具という）に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、一般に、炭化タングステン基超硬
合金基体（以下、超硬基体という）の表面に、Ｔｉの炭
化物（以下、ＴｉＣで示す）層、窒化物（以下、同じく
ＴｉＮで示す）層、炭窒化物（以下、ＴｉＣＮで示す）
層、酸化物（以下、ＴｉＯ2 で示す）層、炭酸化物（以
下、ＴｉＣＯで示す）層、窒酸化物（以下、ＴｉＮＯで
示す）層、および炭窒酸化物（以下、ＴｉＣＮＯで示
す）層からなるＴｉ化合物層のうちの１種または２種以
上と、Ａｌ2 Ｏ3 層とで構成された硬質被覆層を３〜２
０μｍの平均層厚で化学蒸着および／または物理蒸着し
てなる被覆超硬工具が知られており、またこの被覆超硬
工具が鋼などの連続切削や断続切削に用いられているこ
とも知られている。
合金基体（以下、超硬基体という）の表面に、Ｔｉの炭
化物（以下、ＴｉＣで示す）層、窒化物（以下、同じく
ＴｉＮで示す）層、炭窒化物（以下、ＴｉＣＮで示す）
層、酸化物（以下、ＴｉＯ2 で示す）層、炭酸化物（以
下、ＴｉＣＯで示す）層、窒酸化物（以下、ＴｉＮＯで
示す）層、および炭窒酸化物（以下、ＴｉＣＮＯで示
す）層からなるＴｉ化合物層のうちの１種または２種以
上と、Ａｌ2 Ｏ3 層とで構成された硬質被覆層を３〜２
０μｍの平均層厚で化学蒸着および／または物理蒸着し
てなる被覆超硬工具が知られており、またこの被覆超硬
工具が鋼などの連続切削や断続切削に用いられているこ
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
の高性能化および高出力化はめざましく、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、上記の従来被覆超硬工具においては、これ
を構成する硬質被覆層のうち、特にＡｌ2 Ｏ3 層は耐酸
化性と熱的安定性にすぐれ、さらに高硬度を有するが、
他の構成層であるＴｉ化合物層との層間密着性が不十分
なために、例えば鋼などの高速連続切削や高切込み断続
切削などの苛酷な切削条件で用いた場合には硬質被覆層
に剥離が発生し易く、これが原因で比較的短時間で使用
寿命に至るのが現状である。
の高性能化および高出力化はめざましく、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、上記の従来被覆超硬工具においては、これ
を構成する硬質被覆層のうち、特にＡｌ2 Ｏ3 層は耐酸
化性と熱的安定性にすぐれ、さらに高硬度を有するが、
他の構成層であるＴｉ化合物層との層間密着性が不十分
なために、例えば鋼などの高速連続切削や高切込み断続
切削などの苛酷な切削条件で用いた場合には硬質被覆層
に剥離が発生し易く、これが原因で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、被覆超硬工具の硬質被覆層を構
成するＡｌ2 Ｏ3 層に着目し、これと他の構成層である
Ｔｉ化合物層との層間密着性の向上を図るべく研究を行
った結果、いずれも化学蒸着法および／または物理蒸着
法を用いて上記硬質被覆層を形成するに際して、まず、
Ａｌ2 Ｏ3 層を形成するに先だって、予め形成してある
Ｔｉ化合物層の表面に、Ａｒなどの不活性ガスをキャリ
アガスとして用いて塩化ルテニウム（以下、ＲｕＣｌ3
で示す）を面積率で５〜８０％、望ましくは１５〜５０
％の割合の不連続層（一般に所定厚さの蒸着膜は、反応
面に核が生成し、この核を中心に成長して平面的に広が
り、この平面的広がりが相互に接触して膜となり、引き
続いて所定厚さに成長することにより形成されるが、前
記不連続層は前記核を中心として成長して平面的に広が
って行く途中段階、すなわちＴｉ化合物層の反応面を１
０〜８０％の面積率でＲｕＣｌ3 が被覆した時点で蒸着
を中止することにより形成されるものである）として蒸
着し、この状態でＡｌ2 Ｏ3 層を形成すると、前記Ａｌ
2 Ｏ3 層は、反応ガスを構成するＡｌＣｌ3 とＣＯ2 と
Ｈ2 が、 ＣＯ2 ＋Ｈ2 →Ｈ2 Ｏ＋ＣＯ （１） ＡｌＣｌ3 ＋Ｈ2 Ｏ→Ａｌ2 Ｏ3 ＋ＨＣｌ （２） 上記（１）および（２）式にしたがって反応することに
より形成されるが、上記ＲｕＣｌ3 不連続層はこのＡｌ
2 Ｏ3 層の形成初期に酸化性雰囲気によって酸化ルテニ
ウム（以下、ＲｕＯ2 で示す）不連続層となり、このＲ
ｕＯ2 不連続層が上記（１）式の水性ガス反応の触媒と
して作用し、この（１）式の反応を著しく促進すること
から、Ａｌ2 Ｏ3 の核生成が著しく活発になり、これに
よってＴｉ化合物層上にＲｕＯ2 を介して緻密なＡｌ2
Ｏ3 層が形成されるようになり、この結果形成されたＡ
ｌ2 Ｏ3 層とＴｉ化合物層は、前記ＲｕＯ2 不連続層が
これら両層と著しく強固に密着する性質を具備すること
と相まって、高い層間密着性をもつようになるという研
究結果を得たのである。
上述のような観点から、被覆超硬工具の硬質被覆層を構
成するＡｌ2 Ｏ3 層に着目し、これと他の構成層である
Ｔｉ化合物層との層間密着性の向上を図るべく研究を行
った結果、いずれも化学蒸着法および／または物理蒸着
法を用いて上記硬質被覆層を形成するに際して、まず、
Ａｌ2 Ｏ3 層を形成するに先だって、予め形成してある
Ｔｉ化合物層の表面に、Ａｒなどの不活性ガスをキャリ
アガスとして用いて塩化ルテニウム（以下、ＲｕＣｌ3
で示す）を面積率で５〜８０％、望ましくは１５〜５０
％の割合の不連続層（一般に所定厚さの蒸着膜は、反応
面に核が生成し、この核を中心に成長して平面的に広が
り、この平面的広がりが相互に接触して膜となり、引き
続いて所定厚さに成長することにより形成されるが、前
記不連続層は前記核を中心として成長して平面的に広が
って行く途中段階、すなわちＴｉ化合物層の反応面を１
０〜８０％の面積率でＲｕＣｌ3 が被覆した時点で蒸着
を中止することにより形成されるものである）として蒸
着し、この状態でＡｌ2 Ｏ3 層を形成すると、前記Ａｌ
2 Ｏ3 層は、反応ガスを構成するＡｌＣｌ3 とＣＯ2 と
Ｈ2 が、 ＣＯ2 ＋Ｈ2 →Ｈ2 Ｏ＋ＣＯ （１） ＡｌＣｌ3 ＋Ｈ2 Ｏ→Ａｌ2 Ｏ3 ＋ＨＣｌ （２） 上記（１）および（２）式にしたがって反応することに
より形成されるが、上記ＲｕＣｌ3 不連続層はこのＡｌ
2 Ｏ3 層の形成初期に酸化性雰囲気によって酸化ルテニ
ウム（以下、ＲｕＯ2 で示す）不連続層となり、このＲ
ｕＯ2 不連続層が上記（１）式の水性ガス反応の触媒と
して作用し、この（１）式の反応を著しく促進すること
から、Ａｌ2 Ｏ3 の核生成が著しく活発になり、これに
よってＴｉ化合物層上にＲｕＯ2 を介して緻密なＡｌ2
Ｏ3 層が形成されるようになり、この結果形成されたＡ
ｌ2 Ｏ3 層とＴｉ化合物層は、前記ＲｕＯ2 不連続層が
これら両層と著しく強固に密着する性質を具備すること
と相まって、高い層間密着性をもつようになるという研
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、超硬基体の表面に、ＴｉＣ層、Ｔ
ｉＮ層、ＴｉＣＮ層、ＴｉＯ2 層、ＴｉＣＯ層、ＴｉＮ
Ｏ層、およびＴｉＣＮＯ層からなるＴｉ化合物層のうち
の１種または２種以上と、Ａｌ2 Ｏ3 層とで構成された
硬質被覆層を３〜２０μｍの平均層厚で形成してなる被
覆超硬工具において、前記Ａｌ2 Ｏ3 層とＴｉ化合物層
との界面に、ＲｕＯ2 不連続層を５〜８０％の面積率で
介在させることにより硬質被覆層にすぐれた層間密着性
を具備せしめ、もって例えば鋼の高速連続切削や、高切
込み断続切削などの苛酷な条件での切削に際しても硬質
被覆層に剥離の発生なく、長期に亘ってすぐれた切削性
能を発揮するようにした表面被覆超硬合金製切削工具に
特徴を有するものである。
されたものであって、超硬基体の表面に、ＴｉＣ層、Ｔ
ｉＮ層、ＴｉＣＮ層、ＴｉＯ2 層、ＴｉＣＯ層、ＴｉＮ
Ｏ層、およびＴｉＣＮＯ層からなるＴｉ化合物層のうち
の１種または２種以上と、Ａｌ2 Ｏ3 層とで構成された
硬質被覆層を３〜２０μｍの平均層厚で形成してなる被
覆超硬工具において、前記Ａｌ2 Ｏ3 層とＴｉ化合物層
との界面に、ＲｕＯ2 不連続層を５〜８０％の面積率で
介在させることにより硬質被覆層にすぐれた層間密着性
を具備せしめ、もって例えば鋼の高速連続切削や、高切
込み断続切削などの苛酷な条件での切削に際しても硬質
被覆層に剥離の発生なく、長期に亘ってすぐれた切削性
能を発揮するようにした表面被覆超硬合金製切削工具に
特徴を有するものである。
【０００６】なお、この発明の表面被覆超硬合金製切削
工具において、硬質被覆層を構成するＲｕＯ2 不連続層
の面積率を５〜８０％としたのは、その面積率が５未満
ではＡｌ2 Ｏ3 層とＴｉ化合物層との間に所望の優れた
層間密着性を確保することができず、一方その面積率が
８０％を越えると、ＲｕＯ2 はきわめて硬質であるため
に切刃にチッピング（微小欠け）が発生し易くなるとい
う理由からであり、望ましくは１５〜５０％の面積率と
するのがよい。また、硬質被覆層の平均層厚を３〜２０
μｍとしたのは、その層厚が３μｍでは所望のすぐれた
耐摩耗性を確保することができず、一方その層厚が２０
μｍを越えると、耐欠損性が低下するようになるという
理由からである。さらに、ＲｕＯ2 不連続層の面積率
は、ＲｕＣｌ2 不連続層を形成した時点で、これの表面
をオージェ電子分光分析装置を用いて観察することによ
り求められるが、正確を期するために任意複数箇所、通
常は１０箇所程度を観察し、これの平均値で表すのがよ
い。また、Ａｌ2 Ｏ3 層を形成した後においては、硬質
被覆層の縦断面におけるＡｌ2 Ｏ3 層とＴｉ化合物層の
界面を透過型電子顕微鏡で観察し、ＲｕＯ2 の存在を線
の長さとして捕らえ、これを正確を期するために任意複
数箇所、通常は２０箇所程度行い、この結果からＲｕＯ
2 不連続層の面積率を求めることもできる。
工具において、硬質被覆層を構成するＲｕＯ2 不連続層
の面積率を５〜８０％としたのは、その面積率が５未満
ではＡｌ2 Ｏ3 層とＴｉ化合物層との間に所望の優れた
層間密着性を確保することができず、一方その面積率が
８０％を越えると、ＲｕＯ2 はきわめて硬質であるため
に切刃にチッピング（微小欠け）が発生し易くなるとい
う理由からであり、望ましくは１５〜５０％の面積率と
するのがよい。また、硬質被覆層の平均層厚を３〜２０
μｍとしたのは、その層厚が３μｍでは所望のすぐれた
耐摩耗性を確保することができず、一方その層厚が２０
μｍを越えると、耐欠損性が低下するようになるという
理由からである。さらに、ＲｕＯ2 不連続層の面積率
は、ＲｕＣｌ2 不連続層を形成した時点で、これの表面
をオージェ電子分光分析装置を用いて観察することによ
り求められるが、正確を期するために任意複数箇所、通
常は１０箇所程度を観察し、これの平均値で表すのがよ
い。また、Ａｌ2 Ｏ3 層を形成した後においては、硬質
被覆層の縦断面におけるＡｌ2 Ｏ3 層とＴｉ化合物層の
界面を透過型電子顕微鏡で観察し、ＲｕＯ2 の存在を線
の長さとして捕らえ、これを正確を期するために任意複
数箇所、通常は２０箇所程度行い、この結果からＲｕＯ
2 不連続層の面積率を求めることもできる。
【０００７】
【発明の実施の形態】つぎに、この発明の被覆超硬工具
を実施例により具体的に説明する。原料粉末として、平
均粒径：２．８μｍを有する中粒ＷＣ粉末、同４．９μ
ｍの粗粒ＷＣ粉末、同１．５μｍの（Ｔｉ，Ｗ）Ｃ（重
量比で、以下同じ、ＴｉＣ／ＷＣ＝３０／７０）粉末、
同１．２μｍの（Ｔｉ，Ｗ）ＣＮ（ＴｉＣ／ＴｉＮ／Ｗ
Ｃ＝２４／２０／５６）粉末、同１．２μｍの（Ｔａ，
Ｎｂ）Ｃ（ＴａＣ／ＮｂＣ＝９０／１０）粉末、および
同１．１μｍのＣｏ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７２時間
湿式混合し、乾燥した後、ＩＳＯ・ＣＮＭＧ１２０４０
８（超硬基体Ａ〜Ｄ用）および同ＳＥＥＮ４２ＡＦＴＮ
１（超硬基体Ｅ用）に定める形状の圧粉体にプレス成形
し、この圧粉体を同じく表１に示される条件で真空焼結
することにより超硬基体Ａ〜Ｅをそれぞれ製造した。さ
らに、上記超硬基体Ｂに対して、１００ｔｏｒｒのＣＨ
4 ガス雰囲気中、温度：１４００℃に１時間保持後、徐
冷の滲炭処理を施し、処理後、超硬基体表面に付着する
カーボンとＣｏを酸およびバレル研磨で除去することに
より、表面から１１μｍの位置で最大Ｃｏ含有量：１
５．９重量％、深さ：４２μｍのＣｏ富化帯域を基体表
面部に形成した。また、上記超硬基体ＡおよびＤには、
焼結したままで、表面部に表面から１７μｍの位置で最
大Ｃｏ含有量：９．１重量％、深さ：２３μｍのＣｏ富
化帯域が形成されており、残りの超硬基体ＣおよびＥに
は、前記Ｃｏ富化帯域の形成がなく、全体的に均質な組
織をもつものであった。なお、表１には、上記超硬基体
Ａ〜Ｅの内部硬さ（ロックウエル硬さＡスケール）をそ
れぞれ示した。
を実施例により具体的に説明する。原料粉末として、平
均粒径：２．８μｍを有する中粒ＷＣ粉末、同４．９μ
ｍの粗粒ＷＣ粉末、同１．５μｍの（Ｔｉ，Ｗ）Ｃ（重
量比で、以下同じ、ＴｉＣ／ＷＣ＝３０／７０）粉末、
同１．２μｍの（Ｔｉ，Ｗ）ＣＮ（ＴｉＣ／ＴｉＮ／Ｗ
Ｃ＝２４／２０／５６）粉末、同１．２μｍの（Ｔａ，
Ｎｂ）Ｃ（ＴａＣ／ＮｂＣ＝９０／１０）粉末、および
同１．１μｍのＣｏ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７２時間
湿式混合し、乾燥した後、ＩＳＯ・ＣＮＭＧ１２０４０
８（超硬基体Ａ〜Ｄ用）および同ＳＥＥＮ４２ＡＦＴＮ
１（超硬基体Ｅ用）に定める形状の圧粉体にプレス成形
し、この圧粉体を同じく表１に示される条件で真空焼結
することにより超硬基体Ａ〜Ｅをそれぞれ製造した。さ
らに、上記超硬基体Ｂに対して、１００ｔｏｒｒのＣＨ
4 ガス雰囲気中、温度：１４００℃に１時間保持後、徐
冷の滲炭処理を施し、処理後、超硬基体表面に付着する
カーボンとＣｏを酸およびバレル研磨で除去することに
より、表面から１１μｍの位置で最大Ｃｏ含有量：１
５．９重量％、深さ：４２μｍのＣｏ富化帯域を基体表
面部に形成した。また、上記超硬基体ＡおよびＤには、
焼結したままで、表面部に表面から１７μｍの位置で最
大Ｃｏ含有量：９．１重量％、深さ：２３μｍのＣｏ富
化帯域が形成されており、残りの超硬基体ＣおよびＥに
は、前記Ｃｏ富化帯域の形成がなく、全体的に均質な組
織をもつものであった。なお、表１には、上記超硬基体
Ａ〜Ｅの内部硬さ（ロックウエル硬さＡスケール）をそ
れぞれ示した。
【０００８】ついで、これらの超硬基体Ａ〜Ｅの表面
に、ホーニングを施した状態で、通常の化学蒸着装置を
用い、表２（表中のｌ−ＴｉＣＮは特開平６−８０１０
号公報に記載される縦長成長結晶組織をもつものであ
り、また同ｐ−ＴｉＣＮは通常の粒状結晶組織をもつも
のである）に示される条件にて、表３、４に示される組
成および平均層厚のＴｉ化合物層を形成し、ついで前記
Ｔｉ化合物層の表面に、 反応ガス組成（容量％）：（ＲｕＣｌ3 ：２％、Ａｒ：
残り）、 雰囲気温度：９８０℃、 雰囲気圧力：３００ｔｏｒｒ、 の条件でＲｕＣｌ3 不連続層を形成し、あるいはこれの
形成を行わず、ＲｕＣｌ 3 不連続層を形成した場合に
は、これの面積率をオージェ電子分光分析装置を用いて
表面任意１０箇所を測定して算出し、１０箇所の平均値
として求め、引き続いて、 反応ガス組成（容量％）：（ＡｌＣｌ3 ：６％、ＣＯ
2 ：１０％、ＨＣｌ：６％、Ｈ2 Ｓ：２％、Ｈ2 ：残
り）、 雰囲気温度：９８０℃、 雰囲気圧力：５０ｔｏｒｒ、 の条件で同じく表３、４に示される平均層厚のＡｌ2 Ｏ
3 層を形成し、必要に応じてＴｉＮ層を形成することに
より本発明被覆超硬工具１〜１３、およびＲｕＯ 2 不連
続層の形成がない従来被覆超硬工具１〜１０をそれぞれ
製造した。
に、ホーニングを施した状態で、通常の化学蒸着装置を
用い、表２（表中のｌ−ＴｉＣＮは特開平６−８０１０
号公報に記載される縦長成長結晶組織をもつものであ
り、また同ｐ−ＴｉＣＮは通常の粒状結晶組織をもつも
のである）に示される条件にて、表３、４に示される組
成および平均層厚のＴｉ化合物層を形成し、ついで前記
Ｔｉ化合物層の表面に、 反応ガス組成（容量％）：（ＲｕＣｌ3 ：２％、Ａｒ：
残り）、 雰囲気温度：９８０℃、 雰囲気圧力：３００ｔｏｒｒ、 の条件でＲｕＣｌ3 不連続層を形成し、あるいはこれの
形成を行わず、ＲｕＣｌ 3 不連続層を形成した場合に
は、これの面積率をオージェ電子分光分析装置を用いて
表面任意１０箇所を測定して算出し、１０箇所の平均値
として求め、引き続いて、 反応ガス組成（容量％）：（ＡｌＣｌ3 ：６％、ＣＯ
2 ：１０％、ＨＣｌ：６％、Ｈ2 Ｓ：２％、Ｈ2 ：残
り）、 雰囲気温度：９８０℃、 雰囲気圧力：５０ｔｏｒｒ、 の条件で同じく表３、４に示される平均層厚のＡｌ2 Ｏ
3 層を形成し、必要に応じてＴｉＮ層を形成することに
より本発明被覆超硬工具１〜１３、およびＲｕＯ 2 不連
続層の形成がない従来被覆超硬工具１〜１０をそれぞれ
製造した。
【０００９】この結果得られた本発明被覆超硬工具１〜
１３の硬質被覆層の縦断面におけるＡｌ2 Ｏ3 層とＴｉ
化合物層の界面を透過型電子顕微鏡で観察し、ＲｕＯ2
の存在を線の長さとして捕らえ、これを２０箇所につい
て行い、この結果からＲｕＯ 2 不連続層の面積率を平均
値で求めた。なお、上記のＲｕＣｌ3 不連続層の平均面
積率と前記ＲｕＯ2 不連続層の平均面積率はほぼ同じ値
を示したので、表３、４には、さらにこれら両者の平均
値として示した。
１３の硬質被覆層の縦断面におけるＡｌ2 Ｏ3 層とＴｉ
化合物層の界面を透過型電子顕微鏡で観察し、ＲｕＯ2
の存在を線の長さとして捕らえ、これを２０箇所につい
て行い、この結果からＲｕＯ 2 不連続層の面積率を平均
値で求めた。なお、上記のＲｕＣｌ3 不連続層の平均面
積率と前記ＲｕＯ2 不連続層の平均面積率はほぼ同じ値
を示したので、表３、４には、さらにこれら両者の平均
値として示した。
【００１０】つぎに、上記本発明被覆超硬工具１〜１２
および従来被覆超硬工具１〜９について、 被削材：ＪＩＳ・ＳＣＭ４４０（硬さ：ＨB ２２０）の
丸棒、 切削速度：３５０ｍ／ｍｉｎ．、 切込み：３ｍｍ、 送り：０．３ｍｍ／ｒｅｖ．、 切削時間：１０分、 の条件での合金鋼の乾式高速連続切削試験、並びに、 被削材：ＪＩＳ・ＳＮＣＭ４３９（硬さ：ＨB ２３０）
の角材、 切削速度：１００ｍ／ｍｉｎ．、 切込み：３ｍｍ．、 送り：０．２５ｍｍ／ｒｅｖ．、 切削時間：１５分、 の条件での合金鋼の乾式高切込み断続切削試験を行い、
いずれの切削試験でも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に示した。また、上記本発明被
覆超硬工具１３および従来被覆超硬工具１０について、 被削材：ＪＩＳ・Ｓ２５Ｃ（硬さ：ＨB １５０）、 切削速度：２５０ｍ／ｍｉｎ．、 切込み：３ｍｍ．、 送り：０．３５ｍｍ／刃、 切削時間：４０分、 の条件での軟鋼の乾式フライス切削試験を行い、切刃の
逃げ面摩耗幅を測定した。この測定結果も表５に示し
た。
および従来被覆超硬工具１〜９について、 被削材：ＪＩＳ・ＳＣＭ４４０（硬さ：ＨB ２２０）の
丸棒、 切削速度：３５０ｍ／ｍｉｎ．、 切込み：３ｍｍ、 送り：０．３ｍｍ／ｒｅｖ．、 切削時間：１０分、 の条件での合金鋼の乾式高速連続切削試験、並びに、 被削材：ＪＩＳ・ＳＮＣＭ４３９（硬さ：ＨB ２３０）
の角材、 切削速度：１００ｍ／ｍｉｎ．、 切込み：３ｍｍ．、 送り：０．２５ｍｍ／ｒｅｖ．、 切削時間：１５分、 の条件での合金鋼の乾式高切込み断続切削試験を行い、
いずれの切削試験でも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に示した。また、上記本発明被
覆超硬工具１３および従来被覆超硬工具１０について、 被削材：ＪＩＳ・Ｓ２５Ｃ（硬さ：ＨB １５０）、 切削速度：２５０ｍ／ｍｉｎ．、 切込み：３ｍｍ．、 送り：０．３５ｍｍ／刃、 切削時間：４０分、 の条件での軟鋼の乾式フライス切削試験を行い、切刃の
逃げ面摩耗幅を測定した。この測定結果も表５に示し
た。
【００１１】
【表１】
【００１２】
【表２】
【００１３】
【表３】
【００１４】
【表４】
【００１５】
【表５】
【００１６】
【発明の効果】表３〜５に示される結果から、硬質被覆
層中にＲｕＯ2 不連続層が存在する本発明被覆超硬工具
１〜１３は、これの存在しない従来被覆超硬工具１〜１
０に比して、Ａｌ2 Ｏ3 層とＴｉ化合物層との層間密着
性にすぐれているので、苛酷な切削条件となる鋼の高速
連続切削や高切込み断続切削、さらにフライス切削（断
続切削）にも硬質被覆層に剥離の発生なく、すぐれた切
削性能を長期に亘って発揮するのに対して、従来被覆超
硬工具１〜１０においては、Ａｌ2 Ｏ3 層とＴｉ化合物
層との層間密着性が不十分なために比較的短時間で硬質
被覆層に剥離が発生し、使用寿命に至ることが明らかで
ある。上述のように、この発明の被覆超硬工具は、これ
の硬質被覆層を構成するＡｌ 2 Ｏ3 層とＴｉ化合物層と
がすぐれた層間密着性を有するので、例えば鋼などの連
続切削や断続切削は勿論のこと、特にこれらの切削を苛
酷な条件で行っても、長期に亘ってすぐれた切削性能を
発揮し、したがって切削加工の高速化に十分に対応で
き、かつ省力化にも寄与するものである。
層中にＲｕＯ2 不連続層が存在する本発明被覆超硬工具
１〜１３は、これの存在しない従来被覆超硬工具１〜１
０に比して、Ａｌ2 Ｏ3 層とＴｉ化合物層との層間密着
性にすぐれているので、苛酷な切削条件となる鋼の高速
連続切削や高切込み断続切削、さらにフライス切削（断
続切削）にも硬質被覆層に剥離の発生なく、すぐれた切
削性能を長期に亘って発揮するのに対して、従来被覆超
硬工具１〜１０においては、Ａｌ2 Ｏ3 層とＴｉ化合物
層との層間密着性が不十分なために比較的短時間で硬質
被覆層に剥離が発生し、使用寿命に至ることが明らかで
ある。上述のように、この発明の被覆超硬工具は、これ
の硬質被覆層を構成するＡｌ 2 Ｏ3 層とＴｉ化合物層と
がすぐれた層間密着性を有するので、例えば鋼などの連
続切削や断続切削は勿論のこと、特にこれらの切削を苛
酷な条件で行っても、長期に亘ってすぐれた切削性能を
発揮し、したがって切削加工の高速化に十分に対応で
き、かつ省力化にも寄与するものである。
Claims (1)
- 【請求項１】 炭化タングステン基超硬合金基体の表面
に、Ｔｉの炭化物層、窒化物層、炭窒化物層、酸化物
層、炭酸化物層、窒酸化物層、および炭窒酸化物層から
なるＴｉ化合物層のうちの１種または２種以上と、酸化
アルミニウム層とで構成された硬質被覆層を３〜２０μ
ｍの平均層厚で化学蒸着および／または物理蒸着してな
る表面被覆超硬合金製切削工具において、前記酸化アル
ミニウム層とＴｉ化合物層との界面に、酸化ルテニウム
からなる不連続層を５〜８０％の面積率で介在させたこ
とを特徴とする硬質被覆層がすぐれた層間密着性を有す
る表面被覆超硬合金製切削工具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22111196A JPH1058207A (ja) | 1996-08-22 | 1996-08-22 | 硬質被覆層がすぐれた層間密着性を有する表面被覆超硬合金製切削工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22111196A JPH1058207A (ja) | 1996-08-22 | 1996-08-22 | 硬質被覆層がすぐれた層間密着性を有する表面被覆超硬合金製切削工具 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1058207A true JPH1058207A (ja) | 1998-03-03 |
Family
ID=16761661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22111196A Withdrawn JPH1058207A (ja) | 1996-08-22 | 1996-08-22 | 硬質被覆層がすぐれた層間密着性を有する表面被覆超硬合金製切削工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1058207A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010201575A (ja) * | 2009-03-04 | 2010-09-16 | Mitsubishi Materials Corp | 硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性、耐摩耗性を発揮する表面被覆切削工具 |
| CN102978611A (zh) * | 2012-12-24 | 2013-03-20 | 常州大学 | 以TiO2、乙酰胺、炭黑、甲烷和氮气为组元的激光诱导金属表层复合TiCN强化方法 |
-
1996
- 1996-08-22 JP JP22111196A patent/JPH1058207A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010201575A (ja) * | 2009-03-04 | 2010-09-16 | Mitsubishi Materials Corp | 硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性、耐摩耗性を発揮する表面被覆切削工具 |
| CN102978611A (zh) * | 2012-12-24 | 2013-03-20 | 常州大学 | 以TiO2、乙酰胺、炭黑、甲烷和氮气为组元的激光诱导金属表层复合TiCN强化方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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