JPH11347806A - 硬質被覆層に層間剥離の発生がない表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削チップ - Google Patents
硬質被覆層に層間剥離の発生がない表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削チップInfo
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- JPH11347806A JPH11347806A JP10610999A JP10610999A JPH11347806A JP H11347806 A JPH11347806 A JP H11347806A JP 10610999 A JP10610999 A JP 10610999A JP 10610999 A JP10610999 A JP 10610999A JP H11347806 A JPH11347806 A JP H11347806A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 硬質被覆層に層間剥離の発生がない被覆切削
チップを提供する。 【解決手段】 ＷＣ基超硬合金基体の表面に、化学蒸着
法または物理蒸着法にて、硬質被覆層を０．５〜２０μ
ｍの厚さで形成してなる被覆切削チップにおける前記硬
質被覆層を、（ａ）厚さ方向の少なくとも中央部が、Ｔ
ｉＣ，ＴｉＮ，ＴｉＣＮ，およびＴｉＣＮＯのうちのい
ずれかからなるＴｉ化合物とＡｌ2 Ｏ3 との混合組織を
有すると共に、表面側から下層接合面側に向ってＡｌ2
Ｏ3 の濃度が漸次低減し、一方下層接合面側から表面側
に向ってＴｉ化合物の濃度が漸次低減する濃度分布を有
する層内に層間接合面の存在しない上層と、（ｂ）Ｔｉ
Ｃ，ＴｉＮ，ＴｉＣＮ，およびＴｉＣＮＯのうちの１種
の単層または２種以上の複層からなるＴｉ化合物層の下
層で構成する。
チップを提供する。 【解決手段】 ＷＣ基超硬合金基体の表面に、化学蒸着
法または物理蒸着法にて、硬質被覆層を０．５〜２０μ
ｍの厚さで形成してなる被覆切削チップにおける前記硬
質被覆層を、（ａ）厚さ方向の少なくとも中央部が、Ｔ
ｉＣ，ＴｉＮ，ＴｉＣＮ，およびＴｉＣＮＯのうちのい
ずれかからなるＴｉ化合物とＡｌ2 Ｏ3 との混合組織を
有すると共に、表面側から下層接合面側に向ってＡｌ2
Ｏ3 の濃度が漸次低減し、一方下層接合面側から表面側
に向ってＴｉ化合物の濃度が漸次低減する濃度分布を有
する層内に層間接合面の存在しない上層と、（ｂ）Ｔｉ
Ｃ，ＴｉＮ，ＴｉＣＮ，およびＴｉＣＮＯのうちの１種
の単層または２種以上の複層からなるＴｉ化合物層の下
層で構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば鋼や鋳鉄
などの高速切削や高送りおよび高切込みなどの重切削に
用いた場合にも、硬質被覆層に層間剥離の発生がなく、
すぐれた切削性能を長期に亘って発揮する表面被覆炭化
タングステン基超硬合金製切削チップ（以下、単に被覆
切削チップと云う）に関するものである。
などの高速切削や高送りおよび高切込みなどの重切削に
用いた場合にも、硬質被覆層に層間剥離の発生がなく、
すぐれた切削性能を長期に亘って発揮する表面被覆炭化
タングステン基超硬合金製切削チップ（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、例えば特公昭５２−１３
２０１号公報に記載される通り、炭化タングステン基超
硬合金からなる基体（以下、超硬基体と云う）の表面
に、化学蒸着法や物理蒸着法を用いて、Ｔｉの炭化物、
窒化物、炭窒化物、および炭窒酸化物（以下、それぞれ
ＴｉＣ，ＴｉＮ，ＴｉＣＮ，およびＴｉＣＮＯで示す）
のうちの１種の単層または２種以上の複層からなるＴｉ
化合物層の下層と、酸化アルミニウム（以下、Ａｌ2 Ｏ
3 で示す）層の上層、で構成された硬質被覆層を、０．
５〜２０μｍの厚さで形成してなる被覆切削チップが知
られている。また、これらの従来被覆切削チップが鋼や
鋳鉄の切削に広く用いられていることも良く知られると
ころである。
２０１号公報に記載される通り、炭化タングステン基超
硬合金からなる基体（以下、超硬基体と云う）の表面
に、化学蒸着法や物理蒸着法を用いて、Ｔｉの炭化物、
窒化物、炭窒化物、および炭窒酸化物（以下、それぞれ
ＴｉＣ，ＴｉＮ，ＴｉＣＮ，およびＴｉＣＮＯで示す）
のうちの１種の単層または２種以上の複層からなるＴｉ
化合物層の下層と、酸化アルミニウム（以下、Ａｌ2 Ｏ
3 で示す）層の上層、で構成された硬質被覆層を、０．
５〜２０μｍの厚さで形成してなる被覆切削チップが知
られている。また、これらの従来被覆切削チップが鋼や
鋳鉄の切削に広く用いられていることも良く知られると
ころである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年の切削工程
の省力化および低コスト化に対する要求は厳しく、これ
に伴ない切削条件も高速度化および重切削化（高送り切
削や高切込み切削など）の傾向にある。しかし上記の従
来被覆切削チップにおいては、Ｔｉ化合物層の下層と超
硬基体表面との間には、Ｔｉ化合物層の形成時に、超硬
基体形成成分であるＣｏやＣ、さらにＷなどの成分が超
硬基体からＴｉ化合物層中へ拡散するため、強固な接合
強度が確保され、またＴｉ化合物層同志は密着性にすぐ
れているが、上層としてのＡｌ2 Ｏ3 層と下層としての
Ｔｉ化合物層とは密着性が低く、高い接合強度が得られ
ないことから、これを鋼や鋳鉄などの高速切削や高送り
および高切込みなどの重切削に用いると、層間接合面に
剥離が発生し易く、しかもＡｌ2 Ｏ3 層が消滅すると、
前記の高い発熱を伴なう苛酷な切削条件下では、Ａｌ 2
Ｏ3 に比して耐酸化性および耐溶着性の劣るＴｉ化合物
層は急激に摩耗が進行するようになり、相対的に短い切
削寿命しか示さないのが現状である。
の省力化および低コスト化に対する要求は厳しく、これ
に伴ない切削条件も高速度化および重切削化（高送り切
削や高切込み切削など）の傾向にある。しかし上記の従
来被覆切削チップにおいては、Ｔｉ化合物層の下層と超
硬基体表面との間には、Ｔｉ化合物層の形成時に、超硬
基体形成成分であるＣｏやＣ、さらにＷなどの成分が超
硬基体からＴｉ化合物層中へ拡散するため、強固な接合
強度が確保され、またＴｉ化合物層同志は密着性にすぐ
れているが、上層としてのＡｌ2 Ｏ3 層と下層としての
Ｔｉ化合物層とは密着性が低く、高い接合強度が得られ
ないことから、これを鋼や鋳鉄などの高速切削や高送り
および高切込みなどの重切削に用いると、層間接合面に
剥離が発生し易く、しかもＡｌ2 Ｏ3 層が消滅すると、
前記の高い発熱を伴なう苛酷な切削条件下では、Ａｌ 2
Ｏ3 に比して耐酸化性および耐溶着性の劣るＴｉ化合物
層は急激に摩耗が進行するようになり、相対的に短い切
削寿命しか示さないのが現状である。
【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、上記の従来表面被覆ＷＣ基超硬
合金製切削チップにおいて、苛酷な条件下での切削にも
上層としてのＡｌ2 Ｏ 3 層に剥離発生のない硬質被覆層
を形成すべく研究を行なった結果、硬質被覆層のうちの
上層を、その少なくとも厚さ方向中央部に、Ａｌ2 Ｏ3
とＴｉ化合物との混合組織を形成すると共に、その濃度
分布を上層表面側からＴｉ化合物層からなる下層の接合
面側に向ってＡｌ2 Ｏ3 の濃度が漸次低減し、一方下層
接合面側から表面側に向ってＴｉ化合物の濃度が漸次低
減する濃度分布を有するものとすると、この結果形成さ
れた硬質被覆層の上層の内部には、層間接合面が存在せ
ず、かつ前記上層と下層は実質的にＴｉ化合物同志の接
合となるので、これら層間にはすぐれた密着性が確保さ
れ、また上記の通りＴｉ化合物層の下層と超硬基体表面
との間には、Ｔｉ化合物層の形成時に、超硬基体形成成
分であるＣｏやＣ、さらにＷなどの成分が超硬基体から
Ｔｉ化合物層中へ拡散するため、強固な接合強度が確保
され、さらに下層を２層以上で構成する場合にもＴｉ化
合物層同志は密着性にすぐれていることから、苛酷な条
件下での切削でも層間剥離が発生することがなく、しか
も上記上層の濃度分布によって下層接合面側のＴｉ化合
物から表面側のＡｌ2 Ｏ3 への連続的特性変化がはから
れることから、実用に際して、Ａｌ2 Ｏ3 層の摩耗消滅
に伴なうＴｉ化合物層の露出が原因の急激な切削特性変
化がなく、したがって安定した切削性能を長期に亘って
発揮する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、上記の従来表面被覆ＷＣ基超硬
合金製切削チップにおいて、苛酷な条件下での切削にも
上層としてのＡｌ2 Ｏ 3 層に剥離発生のない硬質被覆層
を形成すべく研究を行なった結果、硬質被覆層のうちの
上層を、その少なくとも厚さ方向中央部に、Ａｌ2 Ｏ3
とＴｉ化合物との混合組織を形成すると共に、その濃度
分布を上層表面側からＴｉ化合物層からなる下層の接合
面側に向ってＡｌ2 Ｏ3 の濃度が漸次低減し、一方下層
接合面側から表面側に向ってＴｉ化合物の濃度が漸次低
減する濃度分布を有するものとすると、この結果形成さ
れた硬質被覆層の上層の内部には、層間接合面が存在せ
ず、かつ前記上層と下層は実質的にＴｉ化合物同志の接
合となるので、これら層間にはすぐれた密着性が確保さ
れ、また上記の通りＴｉ化合物層の下層と超硬基体表面
との間には、Ｔｉ化合物層の形成時に、超硬基体形成成
分であるＣｏやＣ、さらにＷなどの成分が超硬基体から
Ｔｉ化合物層中へ拡散するため、強固な接合強度が確保
され、さらに下層を２層以上で構成する場合にもＴｉ化
合物層同志は密着性にすぐれていることから、苛酷な条
件下での切削でも層間剥離が発生することがなく、しか
も上記上層の濃度分布によって下層接合面側のＴｉ化合
物から表面側のＡｌ2 Ｏ3 への連続的特性変化がはから
れることから、実用に際して、Ａｌ2 Ｏ3 層の摩耗消滅
に伴なうＴｉ化合物層の露出が原因の急激な切削特性変
化がなく、したがって安定した切削性能を長期に亘って
発揮する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、上記の研究結果にもとづいて
なされたものであって、超硬基体の表面に、化学蒸着法
または物理蒸着法にて、硬質被覆層を０．５〜２０μｍ
の厚さで形成してなる被覆切削チップにおいて、前記硬
質被覆層を、（ａ）厚さ方向の少なくとも中央部が、Ｔ
ｉＣ，ＴｉＮ，ＴｉＣＮ，およびＴｉＣＮＯのうちのい
ずれかからなるＴｉ化合物とＡｌ2 Ｏ3 との混合組織を
有すると共に、表面側から下層接合面側に向ってＡｌ2
Ｏ3 の濃度が漸次低減し、一方下層接合面側から表面側
に向ってＴｉ化合物の濃度が漸次低減する濃度分布を有
する層内に層間接合面の存在しない上層と、（ｂ）Ｔｉ
Ｃ，ＴｉＮ，ＴｉＣＮ，およびＴｉＣＮＯのうちの１種
の単層または２種以上の複層からなるＴｉ化合物層の下
層と、で構成してなる、硬質被覆層に層間剥離の発生が
ない被覆切削チップに特徴を有するものである。なお、
この発明の被覆切削チップにおいても、従来の被覆切削
チップと同様に硬質被覆層の厚さを０．５〜２０μｍと
するが、これは、その厚さが０．５μｍ未満では所望の
耐摩耗性を確保することができず、一方その厚さが２０
μｍを越えると、切刃に欠けやチッピング（微小欠け）
が発生し易くなるという理由によるものである。
なされたものであって、超硬基体の表面に、化学蒸着法
または物理蒸着法にて、硬質被覆層を０．５〜２０μｍ
の厚さで形成してなる被覆切削チップにおいて、前記硬
質被覆層を、（ａ）厚さ方向の少なくとも中央部が、Ｔ
ｉＣ，ＴｉＮ，ＴｉＣＮ，およびＴｉＣＮＯのうちのい
ずれかからなるＴｉ化合物とＡｌ2 Ｏ3 との混合組織を
有すると共に、表面側から下層接合面側に向ってＡｌ2
Ｏ3 の濃度が漸次低減し、一方下層接合面側から表面側
に向ってＴｉ化合物の濃度が漸次低減する濃度分布を有
する層内に層間接合面の存在しない上層と、（ｂ）Ｔｉ
Ｃ，ＴｉＮ，ＴｉＣＮ，およびＴｉＣＮＯのうちの１種
の単層または２種以上の複層からなるＴｉ化合物層の下
層と、で構成してなる、硬質被覆層に層間剥離の発生が
ない被覆切削チップに特徴を有するものである。なお、
この発明の被覆切削チップにおいても、従来の被覆切削
チップと同様に硬質被覆層の厚さを０．５〜２０μｍと
するが、これは、その厚さが０．５μｍ未満では所望の
耐摩耗性を確保することができず、一方その厚さが２０
μｍを越えると、切刃に欠けやチッピング（微小欠け）
が発生し易くなるという理由によるものである。
【０００６】
【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。まず、重量％で、
ＷＣ−８％ＴｉＣ−１０％ＴａＣ−１０％Ｃｏの組成、
並びにＳＮＭＧ４３２の形状をもった超硬基体を用意
し、この超硬基体を、水素気流の中間帯域を挟んでＡｌ
2 Ｏ3 蒸着帯域とＴｉ化合物蒸着帯域を設けた構造の化
学蒸着装置内に装入し、Ａｌ2 Ｏ3 蒸着帯域での蒸着条
件を、 ガス組成：容量％で（以下同じ）、Ｈ2 −４％ＣＯ2 −
２％ＡｌＣｌ3 、 温度：１０２０℃、 雰囲気圧力：５０torr、 とし、またＴｉ化合物蒸着帯域での蒸着条件について
は、ガス組成を、それぞれ、 （ａ）ＴｉＣ蒸着の場合：Ｈ2 −９％ＣＨ4 −４％Ｔｉ
Ｃｌ4 、 （ｂ）ＴｉＮ蒸着の場合：Ｈ2 −３２％Ｎ2 −４％Ｔｉ
Ｃｌ4 、 （ｃ）ＴｉＣＮ蒸着の場合：Ｈ2 −２５％Ｎ2 −３％Ｃ
Ｈ4 −３％ＴｉＣｌ4、 （ｄ）ＴｉＣＮＯ蒸着の場合：Ｈ2 −２５％Ｎ2 −１％
ＣＨ4 −１％ＣＯ、 とするが、温度および雰囲気圧力はＡｌ2 Ｏ3 蒸着条件
と同一にし、ついで前記超硬基体を、まずＴｉ化合物蒸
着帯域で処理して、その表面に表１に示される組成およ
び厚さのＴｉ化合物層を硬質被覆層の下層として形成
し、ついでＡｌ2 Ｏ 3 蒸着帯域とＴｉ化合物帯域の間を
その都度中間帯域を通して交互に繰り返し短時間移動さ
せ、それぞれの帯域での滞留時間はコンピュータ制御に
より、基体移動開始初期においてはＴｉ化合物蒸着帯域
に長く、Ａｌ2 Ｏ3 蒸着帯域に短かくし、上層が形成さ
れるにしたがって、Ｔｉ化合物蒸着帯域での滞留時間を
漸次短かくし、一方Ａｌ2 Ｏ3 蒸着帯域での滞留時間は
相対的に漸次長くする条件にて、それぞれ図１〜図４に
示される通りの厚さ並びにＡｌ2 Ｏ3 とＴｉ化合物の濃
度分布をもった硬質被覆層の上層を前記下層表面に形成
することにより本発明被覆切削チップＡ〜Ｄ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。まず、重量％で、
ＷＣ−８％ＴｉＣ−１０％ＴａＣ−１０％Ｃｏの組成、
並びにＳＮＭＧ４３２の形状をもった超硬基体を用意
し、この超硬基体を、水素気流の中間帯域を挟んでＡｌ
2 Ｏ3 蒸着帯域とＴｉ化合物蒸着帯域を設けた構造の化
学蒸着装置内に装入し、Ａｌ2 Ｏ3 蒸着帯域での蒸着条
件を、 ガス組成：容量％で（以下同じ）、Ｈ2 −４％ＣＯ2 −
２％ＡｌＣｌ3 、 温度：１０２０℃、 雰囲気圧力：５０torr、 とし、またＴｉ化合物蒸着帯域での蒸着条件について
は、ガス組成を、それぞれ、 （ａ）ＴｉＣ蒸着の場合：Ｈ2 −９％ＣＨ4 −４％Ｔｉ
Ｃｌ4 、 （ｂ）ＴｉＮ蒸着の場合：Ｈ2 −３２％Ｎ2 −４％Ｔｉ
Ｃｌ4 、 （ｃ）ＴｉＣＮ蒸着の場合：Ｈ2 −２５％Ｎ2 −３％Ｃ
Ｈ4 −３％ＴｉＣｌ4、 （ｄ）ＴｉＣＮＯ蒸着の場合：Ｈ2 −２５％Ｎ2 −１％
ＣＨ4 −１％ＣＯ、 とするが、温度および雰囲気圧力はＡｌ2 Ｏ3 蒸着条件
と同一にし、ついで前記超硬基体を、まずＴｉ化合物蒸
着帯域で処理して、その表面に表１に示される組成およ
び厚さのＴｉ化合物層を硬質被覆層の下層として形成
し、ついでＡｌ2 Ｏ 3 蒸着帯域とＴｉ化合物帯域の間を
その都度中間帯域を通して交互に繰り返し短時間移動さ
せ、それぞれの帯域での滞留時間はコンピュータ制御に
より、基体移動開始初期においてはＴｉ化合物蒸着帯域
に長く、Ａｌ2 Ｏ3 蒸着帯域に短かくし、上層が形成さ
れるにしたがって、Ｔｉ化合物蒸着帯域での滞留時間を
漸次短かくし、一方Ａｌ2 Ｏ3 蒸着帯域での滞留時間は
相対的に漸次長くする条件にて、それぞれ図１〜図４に
示される通りの厚さ並びにＡｌ2 Ｏ3 とＴｉ化合物の濃
度分布をもった硬質被覆層の上層を前記下層表面に形成
することにより本発明被覆切削チップＡ〜Ｄをそれぞれ
製造した。
【０００７】また、比較の目的で、上記の化学蒸着装置
を用い、上記の超硬基体表面に、まず硬質被覆層の下層
として、Ｔｉ化合物蒸着帯域で表１に示される組成およ
び厚さのＴｉ化合物層を形成し、ついでＡｌ2 Ｏ3 蒸着
帯域に移動させて同じく表１に示される厚さのＡｌ2 Ｏ
3 層を上層として形成することにより従来被覆切削チッ
プＡ〜Ｄをそれぞれ製造した。
を用い、上記の超硬基体表面に、まず硬質被覆層の下層
として、Ｔｉ化合物蒸着帯域で表１に示される組成およ
び厚さのＴｉ化合物層を形成し、ついでＡｌ2 Ｏ3 蒸着
帯域に移動させて同じく表１に示される厚さのＡｌ2 Ｏ
3 層を上層として形成することにより従来被覆切削チッ
プＡ〜Ｄをそれぞれ製造した。
【０００８】この結果得られた各種の被覆切削チップに
ついて、その硬質被覆層の縦断面をＸ線マイクロアナラ
イザー（ＥＰＭＡ）により観察したところ、本発明被覆
切削チップＡ〜Ｄにおいては、いずれも硬質被覆層の上
層は、Ａｌ2 Ｏ3 が表面側から下層接合面側に向って漸
次低減し、一方Ｔｉ化合物は下層接合面側から表面側に
向って漸次低減する濃度分布、すなわち層内に層間接合
面のない組織を示し、一方従来被覆切削チップＡ〜Ｄに
おいては、下層のＴｉ化合物層と上層のＡｌ2Ｏ3 層の
間には明確な層間接合面が観察された。
ついて、その硬質被覆層の縦断面をＸ線マイクロアナラ
イザー（ＥＰＭＡ）により観察したところ、本発明被覆
切削チップＡ〜Ｄにおいては、いずれも硬質被覆層の上
層は、Ａｌ2 Ｏ3 が表面側から下層接合面側に向って漸
次低減し、一方Ｔｉ化合物は下層接合面側から表面側に
向って漸次低減する濃度分布、すなわち層内に層間接合
面のない組織を示し、一方従来被覆切削チップＡ〜Ｄに
おいては、下層のＴｉ化合物層と上層のＡｌ2Ｏ3 層の
間には明確な層間接合面が観察された。
【０００９】つぎに、上記の各種の被覆切削チップにつ
いて （１）被削材：ＳＮＣＭ４３９、 切削速度：１５０ｍ／min 、 送り：０．６mm／rev.、 切込み：２mm、 切削時間：１５min 、 の条件（以下、切削条件１という）での鋼の乾式連続高
送り切削試験、 （２）被削材：ＳＮＣＭ４３９、 切削速度：２５０ｍ／min 、 送り：０．３mm／rev.、 切込み：１．５mm、 切削時間：１５min 、 の条件（以下、切削条件２という）での鋼の乾式連続高
速切削試験、 （３）被削材：ＦＣ３０、 切削速度：１２０ｍ／min 、 送り：０．７mm／rev.、 切込み：２mm、 切削時間：１５min 、 の条件（以下、切削条件３という）での鋳鉄の乾式連続
高送り切削試験、 （４）被削材：ＦＣ３０、 切削速度：２５０ｍ／min 、 送り：０．３mm／rev.、 切込み：２mm、 切削時間：１５min 、 の条件（以下、切削条件４という）での鋳鉄の乾式連続
高速切削試験を行ない、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１に示し
た。
いて （１）被削材：ＳＮＣＭ４３９、 切削速度：１５０ｍ／min 、 送り：０．６mm／rev.、 切込み：２mm、 切削時間：１５min 、 の条件（以下、切削条件１という）での鋼の乾式連続高
送り切削試験、 （２）被削材：ＳＮＣＭ４３９、 切削速度：２５０ｍ／min 、 送り：０．３mm／rev.、 切込み：１．５mm、 切削時間：１５min 、 の条件（以下、切削条件２という）での鋼の乾式連続高
速切削試験、 （３）被削材：ＦＣ３０、 切削速度：１２０ｍ／min 、 送り：０．７mm／rev.、 切込み：２mm、 切削時間：１５min 、 の条件（以下、切削条件３という）での鋳鉄の乾式連続
高送り切削試験、 （４）被削材：ＦＣ３０、 切削速度：２５０ｍ／min 、 送り：０．３mm／rev.、 切込み：２mm、 切削時間：１５min 、 の条件（以下、切削条件４という）での鋳鉄の乾式連続
高速切削試験を行ない、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１に示し
た。
【００１０】
【表１】
【００１１】
【発明の効果】図１〜図４並びに表１に示される結果か
ら、本発明被覆切削チップＡ〜Ｄにおいては、いずれも
硬質被覆層の上層には層内に層間接合面が存在せず、か
つ前記上層と下層は実質的にＴｉ化合物層同志の接合と
なり、また前記下層には超硬基体の構成成分の拡散があ
り、この結果いずれの層間にもすぐれた密着性が確保さ
れることから、鋼や鋳鉄の高速切削や高送り切削にも硬
質被覆層に剥離現象の発生なく、すぐれた耐摩耗性を発
揮するのに対して、従来被覆切削チップＡ〜Ｄは、上記
の苛酷な切削条件ではＡｌ2 Ｏ3 層とＴｉ化合物層との
層間接合面で剥離が発生し、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、超硬基体表面に形成される硬質被覆層
のうちのＡｌ2 Ｏ3 とＴｉ化合物で構成される上層に層
間接合面が存在しないので、苛酷な条件下での切削にも
硬質被覆層に剥離現象が発生することがなく、かつ前記
上層の少なくとも中央部に形成される混合組織を構成す
るＡｌ2 Ｏ 3 とＴｉ化合物が厚さ方向にそって漸次変化
する濃度分布をもつので、切削の進行に伴なう硬質被覆
層の摩耗変化が、従来のＡｌ2 Ｏ3 層とＴｉ化合物層の
積層構造の硬質被覆層に比して円滑に行なわれ、これに
よって安定した切削が可能となるなど工業上有用な特性
を有するのである。
ら、本発明被覆切削チップＡ〜Ｄにおいては、いずれも
硬質被覆層の上層には層内に層間接合面が存在せず、か
つ前記上層と下層は実質的にＴｉ化合物層同志の接合と
なり、また前記下層には超硬基体の構成成分の拡散があ
り、この結果いずれの層間にもすぐれた密着性が確保さ
れることから、鋼や鋳鉄の高速切削や高送り切削にも硬
質被覆層に剥離現象の発生なく、すぐれた耐摩耗性を発
揮するのに対して、従来被覆切削チップＡ〜Ｄは、上記
の苛酷な切削条件ではＡｌ2 Ｏ3 層とＴｉ化合物層との
層間接合面で剥離が発生し、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、超硬基体表面に形成される硬質被覆層
のうちのＡｌ2 Ｏ3 とＴｉ化合物で構成される上層に層
間接合面が存在しないので、苛酷な条件下での切削にも
硬質被覆層に剥離現象が発生することがなく、かつ前記
上層の少なくとも中央部に形成される混合組織を構成す
るＡｌ2 Ｏ 3 とＴｉ化合物が厚さ方向にそって漸次変化
する濃度分布をもつので、切削の進行に伴なう硬質被覆
層の摩耗変化が、従来のＡｌ2 Ｏ3 層とＴｉ化合物層の
積層構造の硬質被覆層に比して円滑に行なわれ、これに
よって安定した切削が可能となるなど工業上有用な特性
を有するのである。
【図１】本発明被覆切削チップＡの硬質被覆層を構成す
る上層におけるＡｌ2 Ｏ3 とＴｉ化合物の濃度分布を示
す図である。
る上層におけるＡｌ2 Ｏ3 とＴｉ化合物の濃度分布を示
す図である。
【図２】本発明被覆切削チップＢの硬質被覆層を構成す
る上層におけるＡｌ2 Ｏ3 とＴｉ化合物の濃度分布を示
す図である。
る上層におけるＡｌ2 Ｏ3 とＴｉ化合物の濃度分布を示
す図である。
【図３】本発明被覆切削チップＣの硬質被覆層を構成す
る上層におけるＡｌ2 Ｏ3 とＴｉ化合物の濃度分布を示
す図である。
る上層におけるＡｌ2 Ｏ3 とＴｉ化合物の濃度分布を示
す図である。
【図４】本発明被覆切削チップＤの硬質被覆層を構成す
る上層におけるＡｌ2 Ｏ3 とＴｉ化合物の濃度分布を示
す図である。
る上層におけるＡｌ2 Ｏ3 とＴｉ化合物の濃度分布を示
す図である。
Claims (1)
- 【請求項１】 炭化タングステン基超硬合金からなる基
体の表面に、化学蒸着法または物理蒸着法にて、硬質被
覆層を０．５〜２０μｍの厚さで形成してなる表面被覆
炭化タングステン基超硬合金製切削チップにおいて、前
記硬質被覆層を、 （ａ）厚さ方向の少なくとも中央部が、Ｔｉの炭化物、
窒化物、炭窒化物、および炭窒酸化物のうちのいずれか
からなるＴｉ化合物と、酸化アルミニウムとの混合組織
を有すると共に、表面側から下層接合面側に向って酸化
アルミニウムの濃度が漸次低減し、一方下層接合面側か
ら表面側に向ってＴｉ化合物の濃度が漸次低減する濃度
分布を有する層内に層間接合面の存在しない上層と、 （ｂ）Ｔｉの炭化物、窒化物、炭窒化物、および炭窒酸
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
Ｔｉ化合物層の下層と、で構成したことを特徴とする、
硬質被覆層に層間剥離の発生がない表面被覆炭化タング
ステン基超硬合金製切削チップ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10610999A JPH11347806A (ja) | 1999-04-14 | 1999-04-14 | 硬質被覆層に層間剥離の発生がない表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削チップ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10610999A JPH11347806A (ja) | 1999-04-14 | 1999-04-14 | 硬質被覆層に層間剥離の発生がない表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削チップ |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6082791A Division JP2970017B2 (ja) | 1991-01-28 | 1991-01-28 | 層間接合面の存在しない硬質被覆層を形成してなる表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削チップ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11347806A true JPH11347806A (ja) | 1999-12-21 |
Family
ID=14425323
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10610999A Pending JPH11347806A (ja) | 1999-04-14 | 1999-04-14 | 硬質被覆層に層間剥離の発生がない表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削チップ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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- 1999-04-14 JP JP10610999A patent/JPH11347806A/ja active Pending
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