JPH1150254A - 厚膜化人工ダイヤモンド被覆層がすぐれた耐欠損性を有する表面被覆超硬合金製切削工具 - Google Patents
厚膜化人工ダイヤモンド被覆層がすぐれた耐欠損性を有する表面被覆超硬合金製切削工具Info
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- JPH1150254A JPH1150254A JP20310797A JP20310797A JPH1150254A JP H1150254 A JPH1150254 A JP H1150254A JP 20310797 A JP20310797 A JP 20310797A JP 20310797 A JP20310797 A JP 20310797A JP H1150254 A JPH1150254 A JP H1150254A
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- coating layer
- artificial diamond
- diamond coating
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 厚膜化人工ダイヤモンド被覆層がすぐれた耐
欠損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】 炭化タングステン基超硬合金で構成され
た超硬基体の表面に人工ダイヤモンド被覆層を形成し、
さらに前記人工ダイヤモンド被覆層の上にＣｒＮ被覆層
を形成してなる被覆超硬工具において、前記人工ダイヤ
モンド被覆層の厚さを平均層厚で２０〜５０μｍに厚膜
化した上で、この厚膜化した人工ダイヤモンド被覆層に
おける、切刃稜線部、すくい面、および逃げ面のうちの
少なくともいずれかの切刃局部面に、前記厚膜化人工ダ
イヤモンド被覆層の平均層厚の１／２〜１．５倍の範囲
内の深さをもった連続および／または不連続のレーザー
加工切り込み縦細溝を前記切刃局部面全面に亘って形成
し、かつこのレーザー加工切り込み縦細溝形成の厚膜化
人工ダイヤモンド被覆層の上に形成される上記ＣｒＮ被
覆層の平均層厚を０．５〜５μｍとしてなる。
欠損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】 炭化タングステン基超硬合金で構成され
た超硬基体の表面に人工ダイヤモンド被覆層を形成し、
さらに前記人工ダイヤモンド被覆層の上にＣｒＮ被覆層
を形成してなる被覆超硬工具において、前記人工ダイヤ
モンド被覆層の厚さを平均層厚で２０〜５０μｍに厚膜
化した上で、この厚膜化した人工ダイヤモンド被覆層に
おける、切刃稜線部、すくい面、および逃げ面のうちの
少なくともいずれかの切刃局部面に、前記厚膜化人工ダ
イヤモンド被覆層の平均層厚の１／２〜１．５倍の範囲
内の深さをもった連続および／または不連続のレーザー
加工切り込み縦細溝を前記切刃局部面全面に亘って形成
し、かつこのレーザー加工切り込み縦細溝形成の厚膜化
人工ダイヤモンド被覆層の上に形成される上記ＣｒＮ被
覆層の平均層厚を０．５〜５μｍとしてなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、炭化タングステ
ン基超硬合金で構成された超硬基体（以下、単に超硬基
体と云う）の表面に、窒化クロム（以下、ＣｒＮで示
す）被覆層と共に形成された人工ダイヤモンド被覆層
が、これを厚膜化しても、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（以下、被覆超硬工具と云
う）に関するものである。
ン基超硬合金で構成された超硬基体（以下、単に超硬基
体と云う）の表面に、窒化クロム（以下、ＣｒＮで示
す）被覆層と共に形成された人工ダイヤモンド被覆層
が、これを厚膜化しても、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（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、例えば特表平８−５１２３６２号
公報に記載される通り、超硬基体の表面に、特開昭５８
−９１１００号公報などに記載される熱電子放射法や、
特開昭５８−１１０４９４号公報などに記載されるマイ
クロ波法、さらに特開昭５８−１３５１１７号公報など
に記載される高周波プラズマ法などの気相合成法を用い
て人工ダイヤモンド被覆層を１〜２０μｍの平均層厚で
形成し、さらに前記人工ダイヤモンド被覆層の耐剥離性
を向上させる目的で、これの上に、物理蒸着法などを用
いて、ＣｒＮ被覆層を０．１〜５μｍの平均層厚で形成
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、例えば純ＡｌやＡｌ−Ｓｉ合金などのＡｌ合
金、さらにＣｕ合金などの非鉄金属材料、および炭素材
などの非金属材料の連続切削や断続切削に用いられてい
ることも良く知られるところである。
公報に記載される通り、超硬基体の表面に、特開昭５８
−９１１００号公報などに記載される熱電子放射法や、
特開昭５８−１１０４９４号公報などに記載されるマイ
クロ波法、さらに特開昭５８−１３５１１７号公報など
に記載される高周波プラズマ法などの気相合成法を用い
て人工ダイヤモンド被覆層を１〜２０μｍの平均層厚で
形成し、さらに前記人工ダイヤモンド被覆層の耐剥離性
を向上させる目的で、これの上に、物理蒸着法などを用
いて、ＣｒＮ被覆層を０．１〜５μｍの平均層厚で形成
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、例えば純ＡｌやＡｌ−Ｓｉ合金などのＡｌ合
金、さらにＣｕ合金などの非鉄金属材料、および炭素材
などの非金属材料の連続切削や断続切削に用いられてい
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、近年の切削装置
のＦＡ化はめざましく、かつ切削加工の省力化に対する
要求も強く、これに伴い、被覆超硬工具における人工ダ
イヤモンド被覆層は厚膜化し、切削加工は高速化する傾
向にあるが、上記の従来被覆超硬工具においては、通常
の条件での連続切削や断続切削ではすぐれた切削性能を
長期に亘って発揮するが、人工ダイヤモンド被覆層を平
均層厚で２０μｍ以上に厚膜化した状態で、これを高速
切削に用いると厚膜化人工ダイヤモンド被覆層に欠けや
チッピング（微小欠け）などの欠損が発生し易くなり、
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ＦＡ化はめざましく、かつ切削加工の省力化に対する
要求も強く、これに伴い、被覆超硬工具における人工ダ
イヤモンド被覆層は厚膜化し、切削加工は高速化する傾
向にあるが、上記の従来被覆超硬工具においては、通常
の条件での連続切削や断続切削ではすぐれた切削性能を
長期に亘って発揮するが、人工ダイヤモンド被覆層を平
均層厚で２０μｍ以上に厚膜化した状態で、これを高速
切削に用いると厚膜化人工ダイヤモンド被覆層に欠けや
チッピング（微小欠け）などの欠損が発生し易くなり、
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、上記の従来被覆超硬工具におい
て、これを構成する人工ダイヤモンド被覆層を厚膜化し
た状態で、高速切削に用いても前記厚膜化人工ダイヤモ
ンド被覆層に欠損の発生のない被覆超硬工具を開発すべ
く研究を行った結果、 （ａ）一般に被覆超硬工具を構成する人工ダイヤモンド
被覆層は、これの形成が比較的高温の７００〜９００℃
の反応温度で行われるため、人工ダイヤモンド被覆層形
成後、超硬基体と人工ダイヤモンド被覆層との間に大き
な熱収縮差が生じ、これが原因で人工ダイヤモンド被覆
層には大きな圧縮残留応力が存在するようになり、この
傾向は平均層厚：２０μｍ以上の厚膜化によって一層促
進されることから、厚膜化人工ダイヤモンド被覆層には
さらに一段と大きな圧縮残留応力が存在し、これが欠損
の原因となること。 （ｂ）上記の従来被覆超硬工具において、これを構成す
る人工ダイヤモンド被覆層の厚さを平均層厚で２０〜５
０μｍに厚膜化した上で、この厚膜化した人工ダイヤモ
ンド被覆層における、すくい面と逃げ面の交わる切刃稜
線部（以下、単に切刃稜線部と云う）、すくい面、およ
び逃げ面のうちの少なくともいずれかの切刃局部面に、
前記厚膜化人工ダイヤモンド被覆層の平均層厚の１／２
〜１．５倍の範囲内の深さをもった連続および／または
不連続のレーザー加工切り込み縦溝を前記切刃局部面全
面に亘って形成し、この状態でＣｒＮ被覆層を０．５〜
５μｍの平均層厚で形成すると、この結果の被覆超硬工
具においては、前記厚膜化人工ダイヤモンド被覆層の圧
縮残留応力が、切刃局部面に形成された前記レーザー加
工切り込み縦細溝によって著しく低減し、したがって、
これを高速切削に用いてもすぐれた耐欠損性を発揮する
こと。 以上（ａ）および（ｂ）に示される研究結果を得たので
ある。
上述のような観点から、上記の従来被覆超硬工具におい
て、これを構成する人工ダイヤモンド被覆層を厚膜化し
た状態で、高速切削に用いても前記厚膜化人工ダイヤモ
ンド被覆層に欠損の発生のない被覆超硬工具を開発すべ
く研究を行った結果、 （ａ）一般に被覆超硬工具を構成する人工ダイヤモンド
被覆層は、これの形成が比較的高温の７００〜９００℃
の反応温度で行われるため、人工ダイヤモンド被覆層形
成後、超硬基体と人工ダイヤモンド被覆層との間に大き
な熱収縮差が生じ、これが原因で人工ダイヤモンド被覆
層には大きな圧縮残留応力が存在するようになり、この
傾向は平均層厚：２０μｍ以上の厚膜化によって一層促
進されることから、厚膜化人工ダイヤモンド被覆層には
さらに一段と大きな圧縮残留応力が存在し、これが欠損
の原因となること。 （ｂ）上記の従来被覆超硬工具において、これを構成す
る人工ダイヤモンド被覆層の厚さを平均層厚で２０〜５
０μｍに厚膜化した上で、この厚膜化した人工ダイヤモ
ンド被覆層における、すくい面と逃げ面の交わる切刃稜
線部（以下、単に切刃稜線部と云う）、すくい面、およ
び逃げ面のうちの少なくともいずれかの切刃局部面に、
前記厚膜化人工ダイヤモンド被覆層の平均層厚の１／２
〜１．５倍の範囲内の深さをもった連続および／または
不連続のレーザー加工切り込み縦溝を前記切刃局部面全
面に亘って形成し、この状態でＣｒＮ被覆層を０．５〜
５μｍの平均層厚で形成すると、この結果の被覆超硬工
具においては、前記厚膜化人工ダイヤモンド被覆層の圧
縮残留応力が、切刃局部面に形成された前記レーザー加
工切り込み縦細溝によって著しく低減し、したがって、
これを高速切削に用いてもすぐれた耐欠損性を発揮する
こと。 以上（ａ）および（ｂ）に示される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、超硬基体の表面に人工ダイヤモン
ド被覆層を形成し、さらに前記人工ダイヤモンド被覆層
の上にＣｒＮ被覆層を形成してなる被覆超硬工具におい
て、上記人工ダイヤモンド被覆層の厚さを平均層厚で２
０〜５０μｍに厚膜化した上で、この厚膜化した人工ダ
イヤモンド被覆層における、切刃稜線部、すくい面、お
よび逃げ面のうちの少なくともいずれかの切刃局部面
に、前記厚膜化人工ダイヤモンド被覆層の平均層厚の１
／２〜１．５倍の範囲内の深さをもった連続および／ま
たは不連続のレーザー加工切り込み縦細溝を前記切刃局
部面全面に亘って形成し、かつこのレーザー加工切り込
み縦細溝形成の厚膜化人工ダイヤモンド被覆層の上に形
成される上記ＣｒＮ被覆層の平均層厚を０．５〜５μｍ
としてなる、厚膜化人工ダイヤモンド被覆層がすぐれた
耐欠損性を有する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、超硬基体の表面に人工ダイヤモン
ド被覆層を形成し、さらに前記人工ダイヤモンド被覆層
の上にＣｒＮ被覆層を形成してなる被覆超硬工具におい
て、上記人工ダイヤモンド被覆層の厚さを平均層厚で２
０〜５０μｍに厚膜化した上で、この厚膜化した人工ダ
イヤモンド被覆層における、切刃稜線部、すくい面、お
よび逃げ面のうちの少なくともいずれかの切刃局部面
に、前記厚膜化人工ダイヤモンド被覆層の平均層厚の１
／２〜１．５倍の範囲内の深さをもった連続および／ま
たは不連続のレーザー加工切り込み縦細溝を前記切刃局
部面全面に亘って形成し、かつこのレーザー加工切り込
み縦細溝形成の厚膜化人工ダイヤモンド被覆層の上に形
成される上記ＣｒＮ被覆層の平均層厚を０．５〜５μｍ
としてなる、厚膜化人工ダイヤモンド被覆層がすぐれた
耐欠損性を有する被覆超硬工具に特徴を有するものであ
る。
【０００６】なお、この発明の被覆超硬工具において、
厚膜化人工ダイヤモンド被覆層の平均層厚を２０〜５０
μｍとしたのは、その平均層厚が２０μｍ未満では、厚
膜化による使用寿命の延命化が不十分であり、一方その
平均層厚が５０μｍを越えると、人工ダイヤモンド被覆
層自体に剥離が発生し易くなるという理由からであり、
望ましくは３０〜４０μｍの平均層厚とするのがよく、
また、レーザー加工切り込み縦細溝（以下、単に縦細溝
と云う）の深さを厚膜化人工ダイヤモンド被覆層の平均
層厚の１／２〜１．５倍としたのは、その深さが厚膜化
人工ダイヤモンド被覆層の平均層厚の１／２未満では、
厚膜化人工ダイヤモンド被覆層に存在する圧縮残留応力
を高速切削を行っても欠損が生じない程度に低減するこ
とが困難であり、一方その深さが同１．５倍を越える
と、人工ダイヤモンド被覆層自体に剥離が発生し易くな
るという理由からであり、望ましくは厚膜化人工ダイヤ
モンド被覆層の平均層厚に相当する深さから同１．３倍
の深さとするのがよい。さらに、ＣｒＮ被覆層の平均層
厚を０．５〜５μｍとしたのは、その平均層厚が０．５
μｍ未満では、人工ダイヤモンド被覆層の耐剥離性に所
望の向上効果が得られず、一方その平均層厚が５μｍを
越えると、ＣｒＮ被覆層自体に剥離が発生し易くなると
いう理由からであり、望ましくは１〜３μｍの平均層厚
とするのがよい。なお、上記縦細溝は、一般に広く知ら
れているＹＡＧレーザー加工機やＣＯ2加工機を用いて
通常の条件で形成することができる。
厚膜化人工ダイヤモンド被覆層の平均層厚を２０〜５０
μｍとしたのは、その平均層厚が２０μｍ未満では、厚
膜化による使用寿命の延命化が不十分であり、一方その
平均層厚が５０μｍを越えると、人工ダイヤモンド被覆
層自体に剥離が発生し易くなるという理由からであり、
望ましくは３０〜４０μｍの平均層厚とするのがよく、
また、レーザー加工切り込み縦細溝（以下、単に縦細溝
と云う）の深さを厚膜化人工ダイヤモンド被覆層の平均
層厚の１／２〜１．５倍としたのは、その深さが厚膜化
人工ダイヤモンド被覆層の平均層厚の１／２未満では、
厚膜化人工ダイヤモンド被覆層に存在する圧縮残留応力
を高速切削を行っても欠損が生じない程度に低減するこ
とが困難であり、一方その深さが同１．５倍を越える
と、人工ダイヤモンド被覆層自体に剥離が発生し易くな
るという理由からであり、望ましくは厚膜化人工ダイヤ
モンド被覆層の平均層厚に相当する深さから同１．３倍
の深さとするのがよい。さらに、ＣｒＮ被覆層の平均層
厚を０．５〜５μｍとしたのは、その平均層厚が０．５
μｍ未満では、人工ダイヤモンド被覆層の耐剥離性に所
望の向上効果が得られず、一方その平均層厚が５μｍを
越えると、ＣｒＮ被覆層自体に剥離が発生し易くなると
いう理由からであり、望ましくは１〜３μｍの平均層厚
とするのがよい。なお、上記縦細溝は、一般に広く知ら
れているＹＡＧレーザー加工機やＣＯ2加工機を用いて
通常の条件で形成することができる。
【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、い
ずれも１〜３μｍの範囲内の所定の平均粒径を有するＷ
Ｃ粉末、Ｃｏ粉末、ＴａＣ粉末、Ｃｒ3 Ｃ2 粉末、Ｈｆ
Ｃ粉末、およびＺｒＣ粉末を用意し、これら原料粉末
を、超硬基体Ａ用として、重量％で（以下、％は重量％
を示す）、ＷＣ−４．５％Ｃｏ、超硬基体Ｂ用としてＷ
Ｃ−１％Ｃｒ3 Ｃ2 −１％ＺｒＣ−６％Ｃｏ、さらに超
硬基体Ｃ用としてＷＣ−１％ＨｆＣ−１％ＴａＣ−７％
Ｃｏからなる配合組成にそれぞれ配合し、ボールミルで
７２時間湿式混合し、乾燥した後、１．５ｔｏｎ／ｃｍ
2 の圧力で圧粉体にプレス成形し、これら圧粉体を真空
中、１４２０℃に１時間保持の条件で焼結し、研削加工
を施してＩＳＯ規格ＳＰＧＮ１２０４１６のチップ形状
をもち、切刃稜線部に施されたホーニングがＲ：０．０
５ｍｍの超硬基体Ａ〜Ｃをそれぞれ製造した。
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１〜３μｍの範囲内の所定の平均粒径を有するＷ
Ｃ粉末、Ｃｏ粉末、ＴａＣ粉末、Ｃｒ3 Ｃ2 粉末、Ｈｆ
Ｃ粉末、およびＺｒＣ粉末を用意し、これら原料粉末
を、超硬基体Ａ用として、重量％で（以下、％は重量％
を示す）、ＷＣ−４．５％Ｃｏ、超硬基体Ｂ用としてＷ
Ｃ−１％Ｃｒ3 Ｃ2 −１％ＺｒＣ−６％Ｃｏ、さらに超
硬基体Ｃ用としてＷＣ−１％ＨｆＣ−１％ＴａＣ−７％
Ｃｏからなる配合組成にそれぞれ配合し、ボールミルで
７２時間湿式混合し、乾燥した後、１．５ｔｏｎ／ｃｍ
2 の圧力で圧粉体にプレス成形し、これら圧粉体を真空
中、１４２０℃に１時間保持の条件で焼結し、研削加工
を施してＩＳＯ規格ＳＰＧＮ１２０４１６のチップ形状
をもち、切刃稜線部に施されたホーニングがＲ：０．０
５ｍｍの超硬基体Ａ〜Ｃをそれぞれ製造した。
【０００８】ついで、これら超硬基体Ａ〜Ｃに、前処理
として、まず窒素雰囲気中、１６３０℃に２時間保持の
条件で表面部ＷＣ粒の粗大化熱処理を施し、ついで５％
硝酸水溶液中に１０分間浸漬の表面エッチング処理を施
して表面部のＣｏを除去し、さらに平均粒径：０．５μ
ｍのダイヤモンドパウダーを分散含有させたアルコール
中に１０分間保持の条件で超音波表面傷付け処理を施し
た状態で、気相合成法の１種である熱フィラメント法を
用い、フィラメント：金属タンタル、フィラメント温
度：２０００℃、雰囲気圧力：５５ｔｏｒｒ、超硬基体
表面温度：８２０℃、反応ガス組成：ＣＨ4 ／Ｈ2 ＝
０．８の条件で表１に示される平均層厚の厚膜化人工ダ
イヤモンド被覆層をそれぞれ形成し、ついで前記厚膜化
人工ダイヤモンド被覆層における、切刃稜線部、すくい
面、および逃げ面のうちの少なくともいずれかの切刃局
部面に、ＹＡＧレーザーを用い、Ａｒガス中、繰り返し
周波数：１〜６０ＫＨZ 、平均出力：７Ｗの条件で、図
１にそれぞれ簡略平面図および簡略正面図で示される分
布（いずれも縦細溝の最表面測定幅：３μｍ、縦細溝の
相互平行間ピッチ：０．８ｍｍ）で、表１に示される組
み合わせで、かつ深さで縦細溝を形成し、さらに前記縦
細溝形成の厚膜化人工ダイヤモンド被覆層の上に、物理
蒸着装置の１種である通常のアークイオンプレーティン
グ装置を用い、ターゲット：金属Ｃｒ、アーク電流：１
００Ａ、バイアス電圧：−４０Ｖ、超硬基体温度：４０
０℃、雰囲気圧力：２０ｍｔｏｒｒ、供給気流：窒素ガ
ス、の条件で同じく表１に示される平均層厚のＣｒＮ被
覆層を形成することにより、上記の従来被覆超硬工具に
比して相対的に人工ダイヤモンド被覆層を厚膜化した本
発明被覆超硬工具１〜１０をそれぞれ製造した。また、
比較の目的で、表２に示される通り、厚膜化人工ダイヤ
モンド被覆層への縦細溝の形成を行わない以外は同一の
条件で比較被覆超硬工具１〜１０をそれぞれ製造した。
として、まず窒素雰囲気中、１６３０℃に２時間保持の
条件で表面部ＷＣ粒の粗大化熱処理を施し、ついで５％
硝酸水溶液中に１０分間浸漬の表面エッチング処理を施
して表面部のＣｏを除去し、さらに平均粒径：０．５μ
ｍのダイヤモンドパウダーを分散含有させたアルコール
中に１０分間保持の条件で超音波表面傷付け処理を施し
た状態で、気相合成法の１種である熱フィラメント法を
用い、フィラメント：金属タンタル、フィラメント温
度：２０００℃、雰囲気圧力：５５ｔｏｒｒ、超硬基体
表面温度：８２０℃、反応ガス組成：ＣＨ4 ／Ｈ2 ＝
０．８の条件で表１に示される平均層厚の厚膜化人工ダ
イヤモンド被覆層をそれぞれ形成し、ついで前記厚膜化
人工ダイヤモンド被覆層における、切刃稜線部、すくい
面、および逃げ面のうちの少なくともいずれかの切刃局
部面に、ＹＡＧレーザーを用い、Ａｒガス中、繰り返し
周波数：１〜６０ＫＨZ 、平均出力：７Ｗの条件で、図
１にそれぞれ簡略平面図および簡略正面図で示される分
布（いずれも縦細溝の最表面測定幅：３μｍ、縦細溝の
相互平行間ピッチ：０．８ｍｍ）で、表１に示される組
み合わせで、かつ深さで縦細溝を形成し、さらに前記縦
細溝形成の厚膜化人工ダイヤモンド被覆層の上に、物理
蒸着装置の１種である通常のアークイオンプレーティン
グ装置を用い、ターゲット：金属Ｃｒ、アーク電流：１
００Ａ、バイアス電圧：−４０Ｖ、超硬基体温度：４０
０℃、雰囲気圧力：２０ｍｔｏｒｒ、供給気流：窒素ガ
ス、の条件で同じく表１に示される平均層厚のＣｒＮ被
覆層を形成することにより、上記の従来被覆超硬工具に
比して相対的に人工ダイヤモンド被覆層を厚膜化した本
発明被覆超硬工具１〜１０をそれぞれ製造した。また、
比較の目的で、表２に示される通り、厚膜化人工ダイヤ
モンド被覆層への縦細溝の形成を行わない以外は同一の
条件で比較被覆超硬工具１〜１０をそれぞれ製造した。
【０００９】この結果得られた各種の被覆超硬工具にお
いて、これを構成する厚膜化人工ダイヤモンド被覆層に
ついて、本発明被覆超硬工具１〜１０にあっては縦細溝
形成切刃局部面の任意箇所、また比較被覆超硬工具１〜
１０にあってはそれの対応箇所のＸ線回折パターンを、
Ｘ線回折装置を用いて、ターゲット：Ｃｕ、測定結晶
面：（３３１）、測定方法：入射角固定法、法線角度
（度）：０、１８、２６、３３、４０、および４５、測
定角度：２θ＝１３７．５〜１４５度、ステップ角度／
時間：０．０４度／５秒、電流：３００ｍＡ、電圧：４
０ＫＶ、入射スリット：なし、受光スリット：１２ｍｍ
の条件で測定し、このＸ線回折パターンから、ピーク位
置の特定：半価幅中点法、ダイヤモンドのヤング率：１
０７１００Ｋｇ／ｍｍ2 、ダイヤモンドのポアソン比：
０．２として圧縮残留応力を算出した。この結果本発明
被覆超硬工具１〜１０は、いずれも５４〜８８Ｋｇ／ｍ
ｍ2 の範囲内の圧縮残留応力を示すのに対して、比較被
覆超硬工具１〜１０は、いずれもこれより一段と大きな
１１８〜１６２Ｋｇ／ｍｍ2 の範囲内の圧縮残留応力を
示すものであった。
いて、これを構成する厚膜化人工ダイヤモンド被覆層に
ついて、本発明被覆超硬工具１〜１０にあっては縦細溝
形成切刃局部面の任意箇所、また比較被覆超硬工具１〜
１０にあってはそれの対応箇所のＸ線回折パターンを、
Ｘ線回折装置を用いて、ターゲット：Ｃｕ、測定結晶
面：（３３１）、測定方法：入射角固定法、法線角度
（度）：０、１８、２６、３３、４０、および４５、測
定角度：２θ＝１３７．５〜１４５度、ステップ角度／
時間：０．０４度／５秒、電流：３００ｍＡ、電圧：４
０ＫＶ、入射スリット：なし、受光スリット：１２ｍｍ
の条件で測定し、このＸ線回折パターンから、ピーク位
置の特定：半価幅中点法、ダイヤモンドのヤング率：１
０７１００Ｋｇ／ｍｍ2 、ダイヤモンドのポアソン比：
０．２として圧縮残留応力を算出した。この結果本発明
被覆超硬工具１〜１０は、いずれも５４〜８８Ｋｇ／ｍ
ｍ2 の範囲内の圧縮残留応力を示すのに対して、比較被
覆超硬工具１〜１０は、いずれもこれより一段と大きな
１１８〜１６２Ｋｇ／ｍｍ2 の範囲内の圧縮残留応力を
示すものであった。
【００１０】さらに、上記の各種被覆超硬工具につい
て、 被削材：Ａｌ−９％Ｓｉ合金の長さ方向等間隔６本縦溝
入り丸棒、 切削速度：６５０ｍ／ｍｉｎ、 切込み：０．５ｍｍ、 送り：０．５ｍｍ／ｒｅｖ、 切削時間：２０分、 の条件でのＡｌ合金の湿式高速断続切削試験を行い、切
刃の逃げ面摩耗幅を測定した。これらの測定結果を表
１、２に示した。
て、 被削材：Ａｌ−９％Ｓｉ合金の長さ方向等間隔６本縦溝
入り丸棒、 切削速度：６５０ｍ／ｍｉｎ、 切込み：０．５ｍｍ、 送り：０．５ｍｍ／ｒｅｖ、 切削時間：２０分、 の条件でのＡｌ合金の湿式高速断続切削試験を行い、切
刃の逃げ面摩耗幅を測定した。これらの測定結果を表
１、２に示した。
【００１１】
【表１】
【００１２】
【表２】
【００１３】
【発明の効果】表１、２に示される結果から、本発明被
覆超硬工具１〜１０は、いずれも人工ダイヤモンド被覆
層を厚膜化しても、これに形成した縦細溝によって前記
厚膜化人工ダイヤモンド被覆層の圧縮残留応力が著しく
低減したものになっているので、断続切削を高速で行っ
ても前記厚膜化人工ダイヤモンド被覆層に欠損の発生な
く、すぐれた耐摩耗性を長期に亘って発揮するのに対し
て、前記厚膜化人工ダイヤモンド被覆層に縦細溝の形成
がない比較被覆超硬工具１〜１０においては、厚膜化人
工ダイヤモンド被覆層中の圧縮残留応力が高い状態で存
在するために、いずれも厚膜化人工ダイヤモンド被覆層
に欠けやチッピングなどの欠損が発生し、これが原因で
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、この発明の被覆超硬工具は、これを構成す
る人工ダイヤモンド被覆層が厚膜化した状態にあるにも
かかわらず、通常の条件での連続切削および断続切削は
勿論のこと、高速切削に用いた場合にも前記厚膜化人工
ダイヤモンド被覆層に欠損の発生なく、すぐれた切削性
能を長期に亘って発揮するので、切削装置のＦＡ化およ
び切削加工の省力化に十分満足に対応することができる
ものである。
覆超硬工具１〜１０は、いずれも人工ダイヤモンド被覆
層を厚膜化しても、これに形成した縦細溝によって前記
厚膜化人工ダイヤモンド被覆層の圧縮残留応力が著しく
低減したものになっているので、断続切削を高速で行っ
ても前記厚膜化人工ダイヤモンド被覆層に欠損の発生な
く、すぐれた耐摩耗性を長期に亘って発揮するのに対し
て、前記厚膜化人工ダイヤモンド被覆層に縦細溝の形成
がない比較被覆超硬工具１〜１０においては、厚膜化人
工ダイヤモンド被覆層中の圧縮残留応力が高い状態で存
在するために、いずれも厚膜化人工ダイヤモンド被覆層
に欠けやチッピングなどの欠損が発生し、これが原因で
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、この発明の被覆超硬工具は、これを構成す
る人工ダイヤモンド被覆層が厚膜化した状態にあるにも
かかわらず、通常の条件での連続切削および断続切削は
勿論のこと、高速切削に用いた場合にも前記厚膜化人工
ダイヤモンド被覆層に欠損の発生なく、すぐれた切削性
能を長期に亘って発揮するので、切削装置のＦＡ化およ
び切削加工の省力化に十分満足に対応することができる
ものである。
【図１】被覆超硬工具を構成する厚膜化人工ダイヤモン
ド被覆層に形成した縦細溝の分布状態を例示する図であ
る。
ド被覆層に形成した縦細溝の分布状態を例示する図であ
る。
Claims (1)
- 【請求項１】 炭化タングステン基超硬合金で構成され
た超硬基体の表面に、人工ダイヤモンド被覆層を形成
し、さらに前記人工ダイヤモンド被覆層の上に窒化クロ
ム被覆層を形成してなる表面被覆超硬合金製切削工具に
おいて、 上記人工ダイヤモンド被覆層の厚さを平均層厚で２０〜
５０μｍに厚膜化した上で、この厚膜化した人工ダイヤ
モンド被覆層における、すくい面と逃げ面の交わる切刃
稜線部、すくい面、および逃げ面のうちの少なくともい
ずれかの切刃局部面に、前記厚膜化人工ダイヤモンド被
覆層の平均層厚の１／２〜１．５倍の範囲内の深さをも
った連続および／または不連続のレーザー加工切り込み
縦細溝を前記切刃局部面全面に亘って形成し、かつこの
レーザー加工切り込み縦細溝形成の厚膜化人工ダイヤモ
ンド被覆層の上に形成される上記窒化クロム被覆層の平
均層厚を０．５〜５μｍとしてなる、厚膜化人工ダイヤ
モンド被覆層がすぐれた耐欠損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 |
|---|---|---|---|
| JP20310797A JPH1150254A (ja) | 1997-07-29 | 1997-07-29 | 厚膜化人工ダイヤモンド被覆層がすぐれた耐欠損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 |
|---|---|---|---|
| JP20310797A JPH1150254A (ja) | 1997-07-29 | 1997-07-29 | 厚膜化人工ダイヤモンド被覆層がすぐれた耐欠損性を有する表面被覆超硬合金製切削工具 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1150254A true JPH1150254A (ja) | 1999-02-23 |
Family
ID=16468517
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20310797A Withdrawn JPH1150254A (ja) | 1997-07-29 | 1997-07-29 | 厚膜化人工ダイヤモンド被覆層がすぐれた耐欠損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) | JPH1150254A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9463531B2 (en) | 2009-10-23 | 2016-10-11 | Kennametal Inc. | Three-dimensional surface shaping of rotary cutting tool edges with lasers |
| US10105769B2 (en) | 2014-04-17 | 2018-10-23 | Kennametal Inc. | Machining tool and method for manufacturing a machining tool |
| US10369636B2 (en) | 2014-04-17 | 2019-08-06 | Kennametal Inc. | Machining tool and method for manufacturing a machining tool |
-
1997
- 1997-07-29 JP JP20310797A patent/JPH1150254A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9463531B2 (en) | 2009-10-23 | 2016-10-11 | Kennametal Inc. | Three-dimensional surface shaping of rotary cutting tool edges with lasers |
| US10105769B2 (en) | 2014-04-17 | 2018-10-23 | Kennametal Inc. | Machining tool and method for manufacturing a machining tool |
| US10369636B2 (en) | 2014-04-17 | 2019-08-06 | Kennametal Inc. | Machining tool and method for manufacturing a machining tool |
| US10646936B2 (en) | 2014-04-17 | 2020-05-12 | Kennametal Inc. | Machining tool and method for manufacturing a machining tool |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20041005 |