JPH11267903A - 耐欠損性のすぐれた表面被覆超硬合金製切削工具 - Google Patents
耐欠損性のすぐれた表面被覆超硬合金製切削工具Info
- Publication number
- JPH11267903A JPH11267903A JP7296198A JP7296198A JPH11267903A JP H11267903 A JPH11267903 A JP H11267903A JP 7296198 A JP7296198 A JP 7296198A JP 7296198 A JP7296198 A JP 7296198A JP H11267903 A JPH11267903 A JP H11267903A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- layer thickness
- average
- cemented carbide
- crystal structure
- 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
Links
Landscapes
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐欠損性のすぐれた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、基体表面
側から順に、０．１〜２μｍの平均層厚を有する粒状結
晶組織のＴｉＮ層、１〜１５μｍの平均層厚を有する縦
長成長結晶組織のＴｉＣＮ層、０．５〜１５μｍの平均
層厚を有し、かつα型、κ型、またはαとκの混合型結
晶構造を有する粒状結晶組織のＡｌ2 Ｏ3層、０．１〜
３μｍの平均層厚を有する粒状結晶組織のＴｉＮ層、で
構成された硬質被覆層を３〜２０μｍの全体平均層厚で
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、上記ＴｉＣＮ層と上記Ａｌ2
Ｏ3層の間に、Ｃｕｋα線を線源として用いたＸ線回折
で、６３．０±１度の回折角（２θ）に最高回折ピーク
高さが現れるＸ線回折パターンを示す化学蒸着または物
理蒸着のＴｉ2 Ｏ3 層を０．１〜２μｍの平均層厚で介
在させる。
工具を提供する。 【解決手段】 ＷＣ基超硬合金基体の表面に、基体表面
側から順に、０．１〜２μｍの平均層厚を有する粒状結
晶組織のＴｉＮ層、１〜１５μｍの平均層厚を有する縦
長成長結晶組織のＴｉＣＮ層、０．５〜１５μｍの平均
層厚を有し、かつα型、κ型、またはαとκの混合型結
晶構造を有する粒状結晶組織のＡｌ2 Ｏ3層、０．１〜
３μｍの平均層厚を有する粒状結晶組織のＴｉＮ層、で
構成された硬質被覆層を３〜２０μｍの全体平均層厚で
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、上記ＴｉＣＮ層と上記Ａｌ2
Ｏ3層の間に、Ｃｕｋα線を線源として用いたＸ線回折
で、６３．０±１度の回折角（２θ）に最高回折ピーク
高さが現れるＸ線回折パターンを示す化学蒸着または物
理蒸着のＴｉ2 Ｏ3 層を０．１〜２μｍの平均層厚で介
在させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、すぐれた耐欠損
性を有し、特に例えば鋼や鋳鉄などの高速切削や、高切
り込みおよび高送りなどの重切削に用いた場合にも、切
刃に欠けやチッピング（微小欠け）などの発生なく、す
ぐれた切削性能を長期に亘って発揮する表面被覆超硬合
金製切削工具（以下、被覆超硬工具と云う）に関するも
のである。
性を有し、特に例えば鋼や鋳鉄などの高速切削や、高切
り込みおよび高送りなどの重切削に用いた場合にも、切
刃に欠けやチッピング（微小欠け）などの発生なく、す
ぐれた切削性能を長期に亘って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６−３１５
０３号公報、特開平６−３１６７５８号公報、および特
開平７−２１６５４９号公報などに記載されるように、
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、周期律表の４ａ、５ａ、および６ａ族金
属の炭化物、窒化物、および炭窒化物のうちの１種の単
層または２種以上の複層からなる金属炭・窒化物層と、
酸化アルミニウム（以下、Ａｌ2 Ｏ3 で示す）層とで構
成され、前記金属炭・窒化物層およびＡｌ2 Ｏ3層はい
ずれも粒状結晶組織を有し、また前記金属炭・窒化物層
のうちの炭窒化チタン（以下、ＴｉＣＮで示す）層には
縦長成長結晶組織をもつものもあり、さらに前記Ａｌ2
Ｏ3 層はα型、κ型、またはαとκの混合型結晶構造を
もつものである硬質被覆層を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や鋳鉄など
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。
０３号公報、特開平６−３１６７５８号公報、および特
開平７−２１６５４９号公報などに記載されるように、
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、周期律表の４ａ、５ａ、および６ａ族金
属の炭化物、窒化物、および炭窒化物のうちの１種の単
層または２種以上の複層からなる金属炭・窒化物層と、
酸化アルミニウム（以下、Ａｌ2 Ｏ3 で示す）層とで構
成され、前記金属炭・窒化物層およびＡｌ2 Ｏ3層はい
ずれも粒状結晶組織を有し、また前記金属炭・窒化物層
のうちの炭窒化チタン（以下、ＴｉＣＮで示す）層には
縦長成長結晶組織をもつものもあり、さらに前記Ａｌ2
Ｏ3 層はα型、κ型、またはαとκの混合型結晶構造を
もつものである硬質被覆層を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や鋳鉄など
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、切削装置
の高性能化、高出力化、およびＦＡ化はめざましく、さ
らに切削加工の省力化および省エネ化に対する要求も強
く、これに伴い、切削加工は、高速化および高切り込み
や高送りなどの重切削化の傾向にあるが、上記の従来被
覆超硬工具においては、これを高速切削や重切削などに
用いると、特に金属炭・窒化物層とＡｌ2 Ｏ3 層の層間
密着性不足が原因で切刃に欠けやチッピングが発生し易
く、この結果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、高出力化、およびＦＡ化はめざましく、さ
らに切削加工の省力化および省エネ化に対する要求も強
く、これに伴い、切削加工は、高速化および高切り込み
や高送りなどの重切削化の傾向にあるが、上記の従来被
覆超硬工具においては、これを高速切削や重切削などに
用いると、特に金属炭・窒化物層とＡｌ2 Ｏ3 層の層間
密着性不足が原因で切刃に欠けやチッピングが発生し易
く、この結果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、上記の硬質被覆層が金属炭・窒
化物層とＡｌ2 Ｏ3 層で構成される従来被覆超硬工具に
着目し、これの耐欠損性向上を図るべく研究を行った結
果、超硬基体の表面に化学蒸着および／または物理蒸着
される硬質被覆層の構成を、基体表面側から順に、粒状
結晶組織を有する窒化チタン（以下、ＴｉＮで示す）
層、縦長成長結晶組織を有するＴｉＣＮ層、粒状結晶組
織を有するＡｌ2 Ｏ3 層、粒状結晶組織のＴｉＮ層、に
特定した上で、上記ＴｉＣＮ層と上記Ａｌ2 Ｏ3 層との
間に、Ｃｕｋα線を線源として用いたＸ線回折で、図１
に例示されるように、６３．０±１度の回折角（２θ）
に最高回折ピーク高さが現れるＸ線回折パターンを示
す、化学蒸着または物理蒸着形成の粒状結晶組織を有す
る三酸化二チタン（以下、Ｔｉ2 Ｏ3 で示す）層を介在
させると、前記Ｔｉ2 Ｏ3 層は上記ＴｉＣＮ層および上
記Ａｌ2 Ｏ3 層のいずれに対してもきわめて高い層間密
着性をもつことから、この結果の被覆超硬工具は、鋼や
鋳鉄などの連続切削および断続切削を高速切削条件並び
に重切削条件で行っても、すぐれた耐欠損性を示し、長
期に亘ってすぐれた切削性能を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、上記の硬質被覆層が金属炭・窒
化物層とＡｌ2 Ｏ3 層で構成される従来被覆超硬工具に
着目し、これの耐欠損性向上を図るべく研究を行った結
果、超硬基体の表面に化学蒸着および／または物理蒸着
される硬質被覆層の構成を、基体表面側から順に、粒状
結晶組織を有する窒化チタン（以下、ＴｉＮで示す）
層、縦長成長結晶組織を有するＴｉＣＮ層、粒状結晶組
織を有するＡｌ2 Ｏ3 層、粒状結晶組織のＴｉＮ層、に
特定した上で、上記ＴｉＣＮ層と上記Ａｌ2 Ｏ3 層との
間に、Ｃｕｋα線を線源として用いたＸ線回折で、図１
に例示されるように、６３．０±１度の回折角（２θ）
に最高回折ピーク高さが現れるＸ線回折パターンを示
す、化学蒸着または物理蒸着形成の粒状結晶組織を有す
る三酸化二チタン（以下、Ｔｉ2 Ｏ3 で示す）層を介在
させると、前記Ｔｉ2 Ｏ3 層は上記ＴｉＣＮ層および上
記Ａｌ2 Ｏ3 層のいずれに対してもきわめて高い層間密
着性をもつことから、この結果の被覆超硬工具は、鋼や
鋳鉄などの連続切削および断続切削を高速切削条件並び
に重切削条件で行っても、すぐれた耐欠損性を示し、長
期に亘ってすぐれた切削性能を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、超硬基体の表面に、基体表面側か
ら順に、０．１〜２μｍの平均層厚を有する粒状結晶組
織のＴｉＮ層、１〜１５μｍの平均層厚を有する縦長成
長結晶組織のＴｉＣＮ層、０．５〜１５μｍの平均層厚
を有し、かつα型、κ型、またはαとκの混合型結晶構
造を有する粒状結晶組織のＡｌ2 Ｏ3 層、０．１〜３μ
ｍの平均層厚を有する粒状結晶組織のＴｉＮ層、で構成
された硬質被覆層を３〜２０μｍの全体平均層厚で化学
蒸着および／または物理蒸着してなる被覆超硬工具にお
いて、上記ＴｉＣＮ層と上記Ａｌ2 Ｏ3 層の間に、Ｃｕ
ｋα線を線源として用いたＸ線回折で、６３．０±１度
の回折角（２θ）に最高回折ピーク高さが現れるＸ線回
折パターンを示す化学蒸着または物理蒸着のＴｉ2 Ｏ3
層を０．１〜２μｍの平均層厚で介在させることにより
耐欠損性を向上せしめた被覆超硬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、基体表面側か
ら順に、０．１〜２μｍの平均層厚を有する粒状結晶組
織のＴｉＮ層、１〜１５μｍの平均層厚を有する縦長成
長結晶組織のＴｉＣＮ層、０．５〜１５μｍの平均層厚
を有し、かつα型、κ型、またはαとκの混合型結晶構
造を有する粒状結晶組織のＡｌ2 Ｏ3 層、０．１〜３μ
ｍの平均層厚を有する粒状結晶組織のＴｉＮ層、で構成
された硬質被覆層を３〜２０μｍの全体平均層厚で化学
蒸着および／または物理蒸着してなる被覆超硬工具にお
いて、上記ＴｉＣＮ層と上記Ａｌ2 Ｏ3 層の間に、Ｃｕ
ｋα線を線源として用いたＸ線回折で、６３．０±１度
の回折角（２θ）に最高回折ピーク高さが現れるＸ線回
折パターンを示す化学蒸着または物理蒸着のＴｉ2 Ｏ3
層を０．１〜２μｍの平均層厚で介在させることにより
耐欠損性を向上せしめた被覆超硬工具に特徴を有するも
のである。
【０００６】つぎに、この発明の被覆超硬工具の硬質被
覆層の構成層の平均層厚および全体平均層厚を上記の通
りに限定した理由を説明する。 （ａ）ＴｉＮ層（超硬基体側） ＴｉＮ層は、超硬基体表面に対する密着性にすぐれ、か
つ硬質被覆層形成時における超硬基体の構成成分の硬質
被覆層中への拡散移動を阻止し、もって硬質被覆層の特
性低下を抑制する作用をもつが、その層厚が０．１μｍ
未満では前記作用が十分に発揮されず、一方前記作用は
２μｍまでの層厚で十分であることから、その層厚を
０．１〜２μｍと定めた。
覆層の構成層の平均層厚および全体平均層厚を上記の通
りに限定した理由を説明する。 （ａ）ＴｉＮ層（超硬基体側） ＴｉＮ層は、超硬基体表面に対する密着性にすぐれ、か
つ硬質被覆層形成時における超硬基体の構成成分の硬質
被覆層中への拡散移動を阻止し、もって硬質被覆層の特
性低下を抑制する作用をもつが、その層厚が０．１μｍ
未満では前記作用が十分に発揮されず、一方前記作用は
２μｍまでの層厚で十分であることから、その層厚を
０．１〜２μｍと定めた。
【０００７】（ｂ）ＴｉＣＮ層 ＴｉＣＮ層は、すぐれた靭性を有し、かつ耐摩耗性にも
すぐれているので、切刃に欠けやチッピングなどの発生
なく、すぐれた切削性能を長期に亘って発揮するのに不
可欠なものであるが、その層厚が１μｍ未満では前記作
用を十分に発揮させることができず、一方その層厚が１
５μｍを越えると、切刃に熱塑性変形が生じ易くなり、
これが偏摩耗の原因となることから、その層厚を１〜１
５μｍと定めた。
すぐれているので、切刃に欠けやチッピングなどの発生
なく、すぐれた切削性能を長期に亘って発揮するのに不
可欠なものであるが、その層厚が１μｍ未満では前記作
用を十分に発揮させることができず、一方その層厚が１
５μｍを越えると、切刃に熱塑性変形が生じ易くなり、
これが偏摩耗の原因となることから、その層厚を１〜１
５μｍと定めた。
【０００８】（ｃ）Ｔｉ2 Ｏ3 層 Ｔｉ2 Ｏ3 層は、ＴｉＣＮ層とＡｌ2 Ｏ3 層のいずれに
も強固に密着し、もってこれら両者の層間密着性不足が
原因の欠けやチッピングの発生を抑制する作用をもつ
が、その層厚が０．１μｍ未満では前記作用に所望の効
果が得られず、一方その層厚が２μｍを越えると、切刃
に欠けやチッピングが発生し易くなることから、その層
厚を０．１〜２μｍと定めた。
も強固に密着し、もってこれら両者の層間密着性不足が
原因の欠けやチッピングの発生を抑制する作用をもつ
が、その層厚が０．１μｍ未満では前記作用に所望の効
果が得られず、一方その層厚が２μｍを越えると、切刃
に欠けやチッピングが発生し易くなることから、その層
厚を０．１〜２μｍと定めた。
【０００９】（ｄ）Ａｌ2 Ｏ3 層 Ａｌ2 Ｏ3 層は、耐酸化性および熱的安定性にすぐれ、
かつ高硬度をもつことから、上記ＴｉＣＮ層と共に、工
具の耐摩耗性向上には不可欠であるが、その層厚が０．
５μｍ未満では所望の耐摩耗性を確保することができ
ず、一方その層厚が１５μｍを越えると、切刃に欠けや
チッピングが発生し易くなることから、その層厚を０．
５〜１５μｍと定めた。
かつ高硬度をもつことから、上記ＴｉＣＮ層と共に、工
具の耐摩耗性向上には不可欠であるが、その層厚が０．
５μｍ未満では所望の耐摩耗性を確保することができ
ず、一方その層厚が１５μｍを越えると、切刃に欠けや
チッピングが発生し易くなることから、その層厚を０．
５〜１５μｍと定めた。
【００１０】（ｅ）ＴｉＮ層 ＴｉＮ層は、これ自体が黄金色の色調を有することか
ら、工具の使用前と使用後の識別を容易にするために形
成されるものであり、したがって０．１μｍ未満の層厚
では前記色調の付与が不十分であり、一方前記色調の付
与は３μｍまでの層厚で十分であることから、その層厚
を０．１〜３μｍと定めた。
ら、工具の使用前と使用後の識別を容易にするために形
成されるものであり、したがって０．１μｍ未満の層厚
では前記色調の付与が不十分であり、一方前記色調の付
与は３μｍまでの層厚で十分であることから、その層厚
を０．１〜３μｍと定めた。
【００１１】（ｆ）硬質被覆層の全体平均層厚 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２０μｍを越えると、
切刃に欠けやチッピングが発生し易くなることから、そ
の全体平均層厚を３〜２０μｍと定めた。
ることができず、一方その層厚が２０μｍを越えると、
切刃に欠けやチッピングが発生し易くなることから、そ
の全体平均層厚を３〜２０μｍと定めた。
【００１２】また、この発明の被覆超硬工具の硬質被覆
層を構成するＴｉ2 Ｏ3 層は、反応ガス組成−容量％
で、ＴｉＣｌ4 ：０．４〜１０％、ＣＯ2 ：０．４〜１
０％、Ａｒ：１０〜６０％、ＣＯ：１〜２０％、Ｈ2 ：
残り、 雰囲気温度：８００〜１１００℃、 雰囲気圧力：５０〜５００Ｔｏｒｒ、 の条件で形成することができる。
層を構成するＴｉ2 Ｏ3 層は、反応ガス組成−容量％
で、ＴｉＣｌ4 ：０．４〜１０％、ＣＯ2 ：０．４〜１
０％、Ａｒ：１０〜６０％、ＣＯ：１〜２０％、Ｈ2 ：
残り、 雰囲気温度：８００〜１１００℃、 雰囲気圧力：５０〜５００Ｔｏｒｒ、 の条件で形成することができる。
【００１３】
【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。
【００１４】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（表中の縦長成長結晶組織を有するＴｉＣＮ
層は特開平６−８０１０号公報に記載されるＴｉＣＮ層
に相当するものである）に示される条件にて、表３に示
される組成および平均層厚の硬質被覆層を形成すること
により本発明被覆超硬工具１〜５、およびＴｉ2 Ｏ3 層
の形成のない比較被覆超硬工具１〜５をそれぞれ製造し
た。なお、図１に本発明被覆超硬工具２のＴｉ2 Ｏ3 層
形成直後のＸ線回折パターンを示したが、本発明被覆超
硬工具１、３〜５においても同様な結果を示した。
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（表中の縦長成長結晶組織を有するＴｉＣＮ
層は特開平６−８０１０号公報に記載されるＴｉＣＮ層
に相当するものである）に示される条件にて、表３に示
される組成および平均層厚の硬質被覆層を形成すること
により本発明被覆超硬工具１〜５、およびＴｉ2 Ｏ3 層
の形成のない比較被覆超硬工具１〜５をそれぞれ製造し
た。なお、図１に本発明被覆超硬工具２のＴｉ2 Ｏ3 層
形成直後のＸ線回折パターンを示したが、本発明被覆超
硬工具１、３〜５においても同様な結果を示した。
【００１５】つぎに、上記本発明被覆超硬工具１〜４お
よび比較被覆超硬工具１〜４について、 被削材：ＪＩＳ・ＳＣＭ４４０（硬さ：ＨB ２２０）の
丸棒、 切削速度：３８０ｍ／ｍｉｎ．、 切り込み：２ｍｍ、 送り：０．２ｍｍ／ｒｅｖ．、 切削時間：１０分、 の条件での合金鋼の乾式連続高速切削試験、 被削材：ＪＩＳ・ＳＮＣＭ４３９（硬さ：ＨB ２５０）
の丸棒、 切削速度：２００ｍ／ｍｉｎ．、 切り込み：２ｍｍ、 送り：０．８５ｍｍ／ｒｅｖ．、 切削時間：２分、 の条件での合金鋼の乾式連続高送り切削試験、 被削材：ＪＩＳ・ＳＮＣＭ４３９（硬さ：ＨB ２５０）
の角材、 切削速度：２２０ｍ／ｍｉｎ．、 切り込み：２ｍｍ、 送り：０．２ｍｍ／ｒｅｖ．、 切削時間：５分、 の条件での合金鋼の乾式断続高速切削試験を行い、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４に示した。また、上記本発明被覆超
硬工具１、４および比較被覆超硬工具１、４について
は、 被削材：ＪＩＳ・ＦＣ３００の丸棒、 切削速度：４００ｍ／ｍｉｎ．、 切り込み：２ｍｍ、 送り：０．３ｍｍ／ｒｅｖ．、 切削時間：１０分、 の条件で鋳鉄の乾式連続高速切削試験を行い、同じく切
刃の逃げ面摩耗幅を測定し、この測定結果を表４に示し
た。さらに、上記本発明被覆超硬工具５および比較被覆
超硬工具５について、 被削材：幅１００ｍｍ×長さ５００ｍｍの寸法をもつた
ＪＩＳ・ＳＮＣＭ４３９の角材、 使用条件：直径１２５ｍｍのカッターに単刃取り付け、 切削速度：２５０ｍ／ｍｉｎ．、 切り込み：２．５ｍｍ、 送り：０．２ｍｍ／刃、 切削時間：２パス（１パスの切削時間４．５分）、 の条件での合金鋼の乾式高速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４に
示した。
よび比較被覆超硬工具１〜４について、 被削材：ＪＩＳ・ＳＣＭ４４０（硬さ：ＨB ２２０）の
丸棒、 切削速度：３８０ｍ／ｍｉｎ．、 切り込み：２ｍｍ、 送り：０．２ｍｍ／ｒｅｖ．、 切削時間：１０分、 の条件での合金鋼の乾式連続高速切削試験、 被削材：ＪＩＳ・ＳＮＣＭ４３９（硬さ：ＨB ２５０）
の丸棒、 切削速度：２００ｍ／ｍｉｎ．、 切り込み：２ｍｍ、 送り：０．８５ｍｍ／ｒｅｖ．、 切削時間：２分、 の条件での合金鋼の乾式連続高送り切削試験、 被削材：ＪＩＳ・ＳＮＣＭ４３９（硬さ：ＨB ２５０）
の角材、 切削速度：２２０ｍ／ｍｉｎ．、 切り込み：２ｍｍ、 送り：０．２ｍｍ／ｒｅｖ．、 切削時間：５分、 の条件での合金鋼の乾式断続高速切削試験を行い、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４に示した。また、上記本発明被覆超
硬工具１、４および比較被覆超硬工具１、４について
は、 被削材：ＪＩＳ・ＦＣ３００の丸棒、 切削速度：４００ｍ／ｍｉｎ．、 切り込み：２ｍｍ、 送り：０．３ｍｍ／ｒｅｖ．、 切削時間：１０分、 の条件で鋳鉄の乾式連続高速切削試験を行い、同じく切
刃の逃げ面摩耗幅を測定し、この測定結果を表４に示し
た。さらに、上記本発明被覆超硬工具５および比較被覆
超硬工具５について、 被削材：幅１００ｍｍ×長さ５００ｍｍの寸法をもつた
ＪＩＳ・ＳＮＣＭ４３９の角材、 使用条件：直径１２５ｍｍのカッターに単刃取り付け、 切削速度：２５０ｍ／ｍｉｎ．、 切り込み：２．５ｍｍ、 送り：０．２ｍｍ／刃、 切削時間：２パス（１パスの切削時間４．５分）、 の条件での合金鋼の乾式高速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４に
示した。
【００１６】
【表１】
【００１７】
【表２】
【００１８】
【表３】
【００１９】
【表４】
【００２０】
【発明の効果】表３、４に示される結果から、本発明被
覆超硬工具１〜５は、いずれも硬質被覆層のＴｉＣＮ層
と上記Ａｌ2 Ｏ3 層の間に介在させたＴｉ2 Ｏ3 層の作
用によって苛酷な切削条件となる合金鋼および鋳鉄の高
速切削並びに重切削においても、前記Ｔｉ2 Ｏ3 層の形
成がない比較被覆超硬工具１〜５に比して一段とすぐれ
た耐欠損性を発揮す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、鋼や鋳鉄などの通常の
条件での連続切削や断続切削は勿論のこと、特にこれら
の切削を高速条件や重切削条件で行っても、すぐれた耐
欠損性を示し、長期に亘ってのすぐれた切削性能を発揮
するものであり、切削加工の省力化および省エネ化に寄
与するものである。
覆超硬工具１〜５は、いずれも硬質被覆層のＴｉＣＮ層
と上記Ａｌ2 Ｏ3 層の間に介在させたＴｉ2 Ｏ3 層の作
用によって苛酷な切削条件となる合金鋼および鋳鉄の高
速切削並びに重切削においても、前記Ｔｉ2 Ｏ3 層の形
成がない比較被覆超硬工具１〜５に比して一段とすぐれ
た耐欠損性を発揮す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、鋼や鋳鉄などの通常の
条件での連続切削や断続切削は勿論のこと、特にこれら
の切削を高速条件や重切削条件で行っても、すぐれた耐
欠損性を示し、長期に亘ってのすぐれた切削性能を発揮
するものであり、切削加工の省力化および省エネ化に寄
与するものである。
【図１】本発明被覆超硬工具２のＴｉ2 Ｏ3 層形成直後
のＸ線回折パターンを示す図である。
のＸ線回折パターンを示す図である。
フロントページの続き (72)発明者 柳田 一也 埼玉県大宮市北袋町１−297 三菱マテリ アル株式会社総合研究所内
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、基体表面側から順に、 ０．１〜２μｍの平均層厚を有する粒状結晶組織の窒化
チタン層、 １〜１５μｍの平均層厚を有する縦長成長結晶組織の炭
窒化チタン層、 ０．５〜１５μｍの平均層厚を有し、かつα型、κ型、
またはαとκの混合型結晶構造を有する粒状結晶組織の
酸化アルミニウム層、 ０．１〜３μｍの平均層厚を有する粒状結晶組織の窒化
チタン層、で構成された硬質被覆層を３〜２０μｍの全
体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、 上記炭窒化チタン層と上記酸化アルミニウム層の間に、
Ｃｕｋα線を線源として用いたＸ線回折で、６３．０±
１度の回折角（２θ）に最高回折ピーク高さが現れるＸ
線回折パターンを示す化学蒸着または物理蒸着の三酸化
二チタン層を０．１〜２μｍの平均層厚で介在させたこ
とを特徴とする耐欠損性のすぐれた表面被覆超硬合金製
切削工具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7296198A JPH11267903A (ja) | 1998-03-23 | 1998-03-23 | 耐欠損性のすぐれた表面被覆超硬合金製切削工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7296198A JPH11267903A (ja) | 1998-03-23 | 1998-03-23 | 耐欠損性のすぐれた表面被覆超硬合金製切削工具 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11267903A true JPH11267903A (ja) | 1999-10-05 |
Family
ID=13504498
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7296198A Pending JPH11267903A (ja) | 1998-03-23 | 1998-03-23 | 耐欠損性のすぐれた表面被覆超硬合金製切削工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11267903A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100430170C (zh) * | 2003-02-28 | 2008-11-05 | 三菱综合材料株式会社 | 硬质被覆层发挥耐卷刃性的表面被覆金属陶瓷制切削工具 |
-
1998
- 1998-03-23 JP JP7296198A patent/JPH11267903A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100430170C (zh) * | 2003-02-28 | 2008-11-05 | 三菱综合材料株式会社 | 硬质被覆层发挥耐卷刃性的表面被覆金属陶瓷制切削工具 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3402146B2 (ja) | 硬質被覆層がすぐれた密着性を有する表面被覆超硬合金製エンドミル | |
| JP3250134B2 (ja) | 耐チッピング性のすぐれた表面被覆超硬合金製切削工具 | |
| JP2001310203A (ja) | 切粉に対する表面潤滑性にすぐれた表面被覆超硬合金製切削工具 | |
| JP3887811B2 (ja) | 硬質被覆層が高速切削ですぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具 | |
| JP3436169B2 (ja) | 硬質被覆層を構成する酸化アルミニウム層がすぐれた靭性を発揮する表面被覆超硬合金製切削工具 | |
| JP4461407B2 (ja) | 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超硬合金製切削工具 | |
| JP2004122269A (ja) | 高速重切削ですぐれた耐チッピング性を発揮する表面被覆サーメット製切削工具 | |
| JP3282592B2 (ja) | 高速切削で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 | |
| JP2001239404A (ja) | 耐チッピング性のすぐれた表面被覆超硬合金製切削工具 | |
| JP3331929B2 (ja) | 硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を有する表面被覆超硬合金製切削工具 | |
| JP3371796B2 (ja) | 耐欠損性のすぐれた表面被覆超硬合金製切削工具 | |
| JP4330100B2 (ja) | 硬質被覆層が高速断続切削ですぐれた耐チッピング性を発揮する表面被覆切削チップ | |
| JPH10204639A (ja) | 硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を有する表面被覆超硬合金製切削工具 | |
| JP2005153098A (ja) | 表面被覆切削工具 | |
| JP3266047B2 (ja) | 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 | |
| JP3353675B2 (ja) | 耐チッピング性のすぐれた表面被覆超硬合金製切削工具 | |
| JPH1076406A (ja) | 硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を有する表面被覆超硬合金製切削工具 | |
| JP3519127B2 (ja) | 高熱伝導性被覆工具 | |
| JP3230372B2 (ja) | 硬質被覆層がすぐれた層間密着性および耐欠損性を有する表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具 | |
| JP3837959B2 (ja) | 硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具 | |
| JPH11267903A (ja) | 耐欠損性のすぐれた表面被覆超硬合金製切削工具 | |
| JPH11267904A (ja) | 耐欠損性のすぐれた表面被覆超硬合金製切削工具 | |
| JP3230396B2 (ja) | 硬質被覆層がすぐれた層間密着性を有する表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具 | |
| 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 | |
| JP3282600B2 (ja) | 硬質被覆層がすぐれた耐欠損性を発揮する表面被覆超硬合金製切削工具 |