JPH11804A - 耐チッピング性のすぐれた表面被覆硬質焼結材料製切削工具 - Google Patents
耐チッピング性のすぐれた表面被覆硬質焼結材料製切削工具Info
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- JPH11804A JPH11804A JP15231697A JP15231697A JPH11804A JP H11804 A JPH11804 A JP H11804A JP 15231697 A JP15231697 A JP 15231697A JP 15231697 A JP15231697 A JP 15231697A JP H11804 A JPH11804 A JP H11804A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐チッピング性のすぐれた被覆硬質材料工具
を提供する。 【解決手段】 超硬基体またはサーメット基体の表面
に、ＴｉＣ層、ＴｉＮ層、ＴｉＣＮ層、ＴｉＣＯ層、Ｔ
ｉＮＯ層、およびＴｉＣＮＯ層で示す）のうちの１種ま
たは２種以上からなるＴｉ化合物層、あるいは前記Ｔｉ
化合物層とＡｌ2 Ｏ 3 層で構成された硬質被覆層を３〜
２０μｍの平均層厚で化学蒸着および／または物理蒸着
してなる被覆硬質材料工具において、前記基体の上記硬
質被覆層との接合面に、直径：５〜１０μｍ、深さ：２
〜５μｍのディンプルを１０００〜１００００個／ｍｍ
2 の割合で形成してなる。
を提供する。 【解決手段】 超硬基体またはサーメット基体の表面
に、ＴｉＣ層、ＴｉＮ層、ＴｉＣＮ層、ＴｉＣＯ層、Ｔ
ｉＮＯ層、およびＴｉＣＮＯ層で示す）のうちの１種ま
たは２種以上からなるＴｉ化合物層、あるいは前記Ｔｉ
化合物層とＡｌ2 Ｏ 3 層で構成された硬質被覆層を３〜
２０μｍの平均層厚で化学蒸着および／または物理蒸着
してなる被覆硬質材料工具において、前記基体の上記硬
質被覆層との接合面に、直径：５〜１０μｍ、深さ：２
〜５μｍのディンプルを１０００〜１００００個／ｍｍ
2 の割合で形成してなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、硬質被覆層にお
ける残留応力がきわめて少なく、この結果苛酷な条件で
の切削となる高速切削や、高送りおよび高切込みなどの
重切削に用いても切刃にチッピング（微小欠け）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
被覆硬質焼結材料製切削工具（以下、被覆硬質材料工具
と云う）に関するものである。
ける残留応力がきわめて少なく、この結果苛酷な条件で
の切削となる高速切削や、高送りおよび高切込みなどの
重切削に用いても切刃にチッピング（微小欠け）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
被覆硬質焼結材料製切削工具（以下、被覆硬質材料工具
と云う）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、一般に被覆硬質材料工具として、
炭化タングステン基超硬合金（以下、単に超硬と云う）
または炭窒化チタン系サーメット（以下、単にサーメッ
トと云う）で構成された硬質焼結材料基体（以下、単に
基体と云う）の表面に、Ｔｉの炭化物層、窒化物層、炭
窒化物層、炭酸化物層、窒酸化物層、および炭窒酸化物
層（以下、それぞれＴｉＣ層、ＴｉＮ層、ＴｉＣＮ層、
ＴｉＣＯ層、ＴｉＮＯ層、およびＴｉＣＮＯ層で示す）
のうちの１種または２種以上からなるＴｉ化合物層、あ
るいは前記Ｔｉ化合物層と酸化アルミニウム（以下、Ａ
ｌ2 Ｏ3 で示す）層で構成された硬質被覆層を３〜２０
μｍの平均層厚で化学蒸着および／または物理蒸着して
なる被覆硬質材料工具が知られている。また、これら従
来被覆硬質材料工具が、例えば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良く知られるところ
である。
炭化タングステン基超硬合金（以下、単に超硬と云う）
または炭窒化チタン系サーメット（以下、単にサーメッ
トと云う）で構成された硬質焼結材料基体（以下、単に
基体と云う）の表面に、Ｔｉの炭化物層、窒化物層、炭
窒化物層、炭酸化物層、窒酸化物層、および炭窒酸化物
層（以下、それぞれＴｉＣ層、ＴｉＮ層、ＴｉＣＮ層、
ＴｉＣＯ層、ＴｉＮＯ層、およびＴｉＣＮＯ層で示す）
のうちの１種または２種以上からなるＴｉ化合物層、あ
るいは前記Ｔｉ化合物層と酸化アルミニウム（以下、Ａ
ｌ2 Ｏ3 で示す）層で構成された硬質被覆層を３〜２０
μｍの平均層厚で化学蒸着および／または物理蒸着して
なる被覆硬質材料工具が知られている。また、これら従
来被覆硬質材料工具が、例えば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
の高性能化はめざましく、また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
高速化および重切削化（高送り切削や高切り込み切削な
ど）の傾向にあるが、上記の従来被覆硬質材料工具にお
いては、硬質被覆層中にこれの形成時に発生した応力
（一般に化学蒸着の場合は引張応力、物理蒸着の場合は
圧縮応力）が残留するため、これを高速切削や重切削に
用いると、前記硬質被覆層中の残留応力が原因で切刃に
チッピングが発生し易く、比較的短時間で使用寿命に至
るのが現状である。
の高性能化はめざましく、また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
高速化および重切削化（高送り切削や高切り込み切削な
ど）の傾向にあるが、上記の従来被覆硬質材料工具にお
いては、硬質被覆層中にこれの形成時に発生した応力
（一般に化学蒸着の場合は引張応力、物理蒸着の場合は
圧縮応力）が残留するため、これを高速切削や重切削に
用いると、前記硬質被覆層中の残留応力が原因で切刃に
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、被覆硬質材料工具を構成する硬
質被覆層の形成時における応力の発生を極力抑制すべく
研究を行った結果、硬質被覆層を形成しようとする基体
表面に、直径：５〜１０μｍ、深さ：２〜５μｍのディ
ンプル（微小凹み）を１０００〜１００００個／ｍｍ2
の割合で形成し、この状態の基体表面に硬質被覆層を形
成すると、前記基体表面に存在するディンプルによって
硬質被覆層形成時の応力の発生が著しく緩和され、この
結果製造された被覆硬質材料工具の硬質被覆層における
残留応力はきわめて小さいものとなり、したがって、こ
れを高速切削や重切削に用いても切刃にチッピングの発
生なく、すぐれ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、被覆硬質材料工具を構成する硬
質被覆層の形成時における応力の発生を極力抑制すべく
研究を行った結果、硬質被覆層を形成しようとする基体
表面に、直径：５〜１０μｍ、深さ：２〜５μｍのディ
ンプル（微小凹み）を１０００〜１００００個／ｍｍ2
の割合で形成し、この状態の基体表面に硬質被覆層を形
成すると、前記基体表面に存在するディンプルによって
硬質被覆層形成時の応力の発生が著しく緩和され、この
結果製造された被覆硬質材料工具の硬質被覆層における
残留応力はきわめて小さいものとなり、したがって、こ
れを高速切削や重切削に用いても切刃にチッピングの発
生なく、すぐれ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、上記の研究結果に基づいてな
されたものであって、基体の表面に、ＴｉＣ層、ＴｉＮ
層、ＴｉＣＮ層、ＴｉＣＯ層、ＴｉＮＯ層、およびＴｉ
ＣＮＯ層で示す）のうちの１種または２種以上からなる
Ｔｉ化合物層、あるいは前記Ｔｉ化合物層とＡｌ2 Ｏ3
層で構成された硬質被覆層を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被覆硬質材料
工具において、上記基体の上記硬質被覆層との接合面
に、直径：５〜１０μｍ、深さ：２〜５μｍのディンプ
ルを１０００〜１００００個／ｍｍ2 の割合で形成して
なる、耐チッピング性のすぐれた被覆硬質材料工具に特
徴を有するものである。
されたものであって、基体の表面に、ＴｉＣ層、ＴｉＮ
層、ＴｉＣＮ層、ＴｉＣＯ層、ＴｉＮＯ層、およびＴｉ
ＣＮＯ層で示す）のうちの１種または２種以上からなる
Ｔｉ化合物層、あるいは前記Ｔｉ化合物層とＡｌ2 Ｏ3
層で構成された硬質被覆層を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被覆硬質材料
工具において、上記基体の上記硬質被覆層との接合面
に、直径：５〜１０μｍ、深さ：２〜５μｍのディンプ
ルを１０００〜１００００個／ｍｍ2 の割合で形成して
なる、耐チッピング性のすぐれた被覆硬質材料工具に特
徴を有するものである。
【０００６】なお、この発明の被覆硬質材料工具におい
て、基体の硬質被覆層との接合面に形成されるディンプ
ルの寸法および割合は経験的に定められたものであっ
て、その寸法が直径：１０μｍを越えても、また深さ：
２μｍ未満になっても、さらにその割合が１０００個／
ｍｍ2 未満であっても、硬質被覆層に対する残留応力緩
和作用が急激に低下し、所望の残留応力低減効果が得ら
れず、この結果切刃にチッピングが発生するのを避ける
ことができなくなり、一方その寸法が直径：５μｍ未満
なっても、また深さ：５μｍを越えても、さらにその割
合が１００００個／ｍｍ2 を越えても、基体表面部の強
度が低下し、切刃に欠損が発生し易くなることから、そ
の寸法を直径：５〜１０μｍ、深さ：２〜５μｍ、その
割合を１０００〜１００００個／ｍｍ2 と定めた。ま
た、硬質被覆層の平均層厚を３〜２０μｍ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２０μｍを越えると、
切刃に欠けやチッピングが発生するようになるという理
由からである。
て、基体の硬質被覆層との接合面に形成されるディンプ
ルの寸法および割合は経験的に定められたものであっ
て、その寸法が直径：１０μｍを越えても、また深さ：
２μｍ未満になっても、さらにその割合が１０００個／
ｍｍ2 未満であっても、硬質被覆層に対する残留応力緩
和作用が急激に低下し、所望の残留応力低減効果が得ら
れず、この結果切刃にチッピングが発生するのを避ける
ことができなくなり、一方その寸法が直径：５μｍ未満
なっても、また深さ：５μｍを越えても、さらにその割
合が１００００個／ｍｍ2 を越えても、基体表面部の強
度が低下し、切刃に欠損が発生し易くなることから、そ
の寸法を直径：５〜１０μｍ、深さ：２〜５μｍ、その
割合を１０００〜１００００個／ｍｍ2 と定めた。ま
た、硬質被覆層の平均層厚を３〜２０μｍ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２０μｍを越えると、
切刃に欠けやチッピングが発生するようになるという理
由からである。
【０００７】
【発明の実施の形態】つぎに、この発明の被覆硬質材料
工具を実施例により具体的に説明する。 （１） 実施例１ 原料粉末として、平均粒径：２．８μｍを有する中粒Ｗ
Ｃ粉末、同４．９μｍ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／ＷＣ＝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、Ｉ
ＳＯ・ＣＮＭＧ１２０４０８（超硬基体素材１ａ〜１ｄ
用）および同ＳＥＥＮ４２ＡＦＴＮ１（超硬基体素材１
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し、焼結体に
０．０５ｍｍの丸ホーニングを施すことによりスローア
ウエイチップ形状をもった超硬基体素材１ａ〜１ｅをそ
れぞれ製造した。さらに、上記超硬基体素材１ｂに対し
て、１００ｔｏｒｒのＣＨ4 ガス雰囲気中、温度：１４
００℃に１時間保持後、徐冷の滲炭処理を施し、処理
後、基体素材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：１５．９重量％、深さ：４２μ
ｍのＣｏ富化帯域を超硬基体表面部に形成した。また、
上記超硬基体素材１ａおよび１ｄ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、残りの基体素材１ｃおよび１ｅ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、上記超硬基体素材１
ａ〜１ｅ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。
工具を実施例により具体的に説明する。 （１） 実施例１ 原料粉末として、平均粒径：２．８μｍを有する中粒Ｗ
Ｃ粉末、同４．９μｍ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／ＷＣ＝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、Ｉ
ＳＯ・ＣＮＭＧ１２０４０８（超硬基体素材１ａ〜１ｄ
用）および同ＳＥＥＮ４２ＡＦＴＮ１（超硬基体素材１
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し、焼結体に
０．０５ｍｍの丸ホーニングを施すことによりスローア
ウエイチップ形状をもった超硬基体素材１ａ〜１ｅをそ
れぞれ製造した。さらに、上記超硬基体素材１ｂに対し
て、１００ｔｏｒｒのＣＨ4 ガス雰囲気中、温度：１４
００℃に１時間保持後、徐冷の滲炭処理を施し、処理
後、基体素材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：１５．９重量％、深さ：４２μ
ｍのＣｏ富化帯域を超硬基体表面部に形成した。また、
上記超硬基体素材１ａおよび１ｄ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、残りの基体素材１ｃおよび１ｅ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、上記超硬基体素材１
ａ〜１ｅ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、上記超硬基体素材１ａ〜１ｅのす
くい面と逃げ面の交わる切刃稜線部をすくい面側：５０
μｍ、逃げ面側：５０μｍの幅で除いたすくい面と逃げ
面に、通常の放電加工装置を用いて、表２に示される寸
法のディンプルを同じく表２に示される割合で形成する
ことにより基体１Ａ〜１Ｅをそれぞれ製造した。
くい面と逃げ面の交わる切刃稜線部をすくい面側：５０
μｍ、逃げ面側：５０μｍの幅で除いたすくい面と逃げ
面に、通常の放電加工装置を用いて、表２に示される寸
法のディンプルを同じく表２に示される割合で形成する
ことにより基体１Ａ〜１Ｅをそれぞれ製造した。
【０００９】引き続いて、これらの基体１Ａ〜１Ｅの表
面に、通常の化学蒸着装置およびアークイオンプレーテ
ィング装置（物理蒸着装置）を用い、表３に示される条
件で表４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硬質材料工具（以下、本
発明被覆工具と云う）１〜１３をそれぞれ製造した。ま
た、比較の目的で、上記の超硬基体素材１ａ〜１ｅの表
面にディンプルを形成しない、すなわち前記超硬基体素
材１ａ〜１ｅをそのまま基体として用いる以外は同一の
条件で従来被覆硬質材料工具（以下、従来被覆工具と云
う）１〜１３をそれぞれ製造した。
面に、通常の化学蒸着装置およびアークイオンプレーテ
ィング装置（物理蒸着装置）を用い、表３に示される条
件で表４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硬質材料工具（以下、本
発明被覆工具と云う）１〜１３をそれぞれ製造した。ま
た、比較の目的で、上記の超硬基体素材１ａ〜１ｅの表
面にディンプルを形成しない、すなわち前記超硬基体素
材１ａ〜１ｅをそのまま基体として用いる以外は同一の
条件で従来被覆硬質材料工具（以下、従来被覆工具と云
う）１〜１３をそれぞれ製造した。
【００１０】つぎに、上記本発明被覆工具１〜１３のう
ちの同５、１０を除いたもの、さらに従来被覆工具１〜
１３のうちの同５、１０を除いたものについて、被削
材：ＪＩＳ・ＳＣＭ４４０（硬さ：ＨB ２２０）の丸
棒、切削速度：３００ｍ／ｍｉｎ．、切込み：３．５ｍ
ｍ、送り：０．３５ｍｍ／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 ２３
０）の角材、切削速度：１００ｍ／ｍｉｎ．、切込み：
２．５ｍｍ．、送り：０．２ｍｍ／ｒｅｖ．、切削時
間：５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５、１０および従来被覆超硬工具
５、１０について、被削材：ＪＩＳ・ＦＣ２５（硬さ：
ＨB １５０）の角材、切削速度：１００ｍ／ｍｉｎ．、
切込み：３ｍｍ．、送り：０．３ｍｍ／刃、切削時間：
４０分、の条件での鋳鉄の乾式高切込みフライス切削試
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。
ちの同５、１０を除いたもの、さらに従来被覆工具１〜
１３のうちの同５、１０を除いたものについて、被削
材：ＪＩＳ・ＳＣＭ４４０（硬さ：ＨB ２２０）の丸
棒、切削速度：３００ｍ／ｍｉｎ．、切込み：３．５ｍ
ｍ、送り：０．３５ｍｍ／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 ２３
０）の角材、切削速度：１００ｍ／ｍｉｎ．、切込み：
２．５ｍｍ．、送り：０．２ｍｍ／ｒｅｖ．、切削時
間：５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５、１０および従来被覆超硬工具
５、１０について、被削材：ＪＩＳ・ＦＣ２５（硬さ：
ＨB １５０）の角材、切削速度：１００ｍ／ｍｉｎ．、
切込み：３ｍｍ．、送り：０．３ｍｍ／刃、切削時間：
４０分、の条件での鋳鉄の乾式高切込みフライス切削試
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】（２） 実施例２ 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，Ｔａ，Ｎｂ）ＣＮ［Ｔｉ／Ｔａ／
Ｎｂ＝７０／１５／１５、Ｃ／Ｎ＝６０／４０］粉末、
（Ｔｉ，Ｗ，Ｎｂ）ＣＮ［Ｔｉ／Ｗ／Ｎｂ＝８０／１０
／１０、Ｃ／Ｎ＝７０／３０］粉末、（Ｔｉ，Ｎｂ，Ｍ
ｏ）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６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、１ｔｏｎ／ｃｍ2 の圧力で圧粉体にプ
レス成形し、ついでこれら圧粉体を、以下に示す条件、
すなわち室温から１３００℃までを０．０５ｔｏｒｒ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２０ｔｏｒｒ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０．０
５ｔｏｒｒの真空雰囲気中で炉冷、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Ｉ
ＳＯ規格ＣＮＭＧ１２０４０８のスローアウエイチップ
形状をもったサーメット基体素材２ａ〜２ｍをそれぞれ
製造した。
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，Ｔａ，Ｎｂ）ＣＮ［Ｔｉ／Ｔａ／
Ｎｂ＝７０／１５／１５、Ｃ／Ｎ＝６０／４０］粉末、
（Ｔｉ，Ｗ，Ｎｂ）ＣＮ［Ｔｉ／Ｗ／Ｎｂ＝８０／１０
／１０、Ｃ／Ｎ＝７０／３０］粉末、（Ｔｉ，Ｎｂ，Ｍ
ｏ）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６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、１ｔｏｎ／ｃｍ2 の圧力で圧粉体にプ
レス成形し、ついでこれら圧粉体を、以下に示す条件、
すなわち室温から１３００℃までを０．０５ｔｏｒｒ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２０ｔｏｒｒ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０．０
５ｔｏｒｒの真空雰囲気中で炉冷、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Ｉ
ＳＯ規格ＣＮＭＧ１２０４０８のスローアウエイチップ
形状をもったサーメット基体素材２ａ〜２ｍをそれぞれ
製造した。
【００１７】ついで、上記サーメット基体素材２ａ〜２
ｍのすくい面と逃げ面の交わる切刃稜線部をすくい面
側：５０μｍ、逃げ面側：５０μｍの幅で除いたすくい
面と逃げ面に、通常の放電加工装置を用いて、表７に示
される寸法のディンプルを同じく表７に示される割合で
形成することにより基体２Ａ〜２Ｍをそれぞれ製造し
た。
ｍのすくい面と逃げ面の交わる切刃稜線部をすくい面
側：５０μｍ、逃げ面側：５０μｍの幅で除いたすくい
面と逃げ面に、通常の放電加工装置を用いて、表７に示
される寸法のディンプルを同じく表７に示される割合で
形成することにより基体２Ａ〜２Ｍをそれぞれ製造し
た。
【００１８】引き続いて、これらの基体２Ａ〜２Ｍの表
面に、通常の化学蒸着装置およびアークイオンプレーテ
ィング装置（物理蒸着装置）を用い、表３に示される条
件で表８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硬質材料工具（以下、本
発明被覆工具と云う）１４〜２６をそれぞれ製造した。
また、比較の目的で、上記のサーメット基体素材２ａ〜
２ｍの表面にディンプルを形成しない、すなわち前記サ
ーメット基体素材２ａ〜２ｍをそのまま基体として用い
る以外は同一の条件で従来被覆硬質材料工具（以下、従
来被覆工具と云う）１４〜２６をそれぞれ製造した。
面に、通常の化学蒸着装置およびアークイオンプレーテ
ィング装置（物理蒸着装置）を用い、表３に示される条
件で表８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硬質材料工具（以下、本
発明被覆工具と云う）１４〜２６をそれぞれ製造した。
また、比較の目的で、上記のサーメット基体素材２ａ〜
２ｍの表面にディンプルを形成しない、すなわち前記サ
ーメット基体素材２ａ〜２ｍをそのまま基体として用い
る以外は同一の条件で従来被覆硬質材料工具（以下、従
来被覆工具と云う）１４〜２６をそれぞれ製造した。
【００１９】つぎに、上記本発明被覆工具１４〜２６お
よび従来被覆工具１４〜２６について、被削材：ＪＩＳ
・Ｓ２５Ｃの丸棒、切削速度：３００ｍ／ｍｉｎ．、切
込み：１ｍｍ、送り：０．２５ｍｍ／ｒｅｖ．、切削時
間：２０分、の条件での炭素鋼の乾式高速連続切削試
験、並びに、被削材：ＪＩＳ・ＳＮＣＭ４３９の長さ方
向等間隔４本縦溝入り丸棒、切削速度：２００ｍ／ｍｉ
ｎ．、切込み：１ｍｍ．、送り：０．２ｍｍ／ｒｅ
ｖ．、切削時間：５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９に示し
た。
よび従来被覆工具１４〜２６について、被削材：ＪＩＳ
・Ｓ２５Ｃの丸棒、切削速度：３００ｍ／ｍｉｎ．、切
込み：１ｍｍ、送り：０．２５ｍｍ／ｒｅｖ．、切削時
間：２０分、の条件での炭素鋼の乾式高速連続切削試
験、並びに、被削材：ＪＩＳ・ＳＮＣＭ４３９の長さ方
向等間隔４本縦溝入り丸棒、切削速度：２００ｍ／ｍｉ
ｎ．、切込み：１ｍｍ．、送り：０．２ｍｍ／ｒｅ
ｖ．、切削時間：５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９に示し
た。
【００２０】
【表６】
【００２１】
【表７】
【００２２】
【表８】
【００２３】
【表９】
【００２４】
【発明の効果】表１〜９（実施例１、２）に示される結
果から、超硬基体およびサーメット基体のいずれにおい
ても、これらの表面にディンプルの存在する本発明被覆
工具１〜２６は、これの存在しない従来被覆工具１〜２
６に比して、硬質被覆層における残留応力がきわめて少
ない状態になっているので、苛酷な切削条件となる鋼や
鋳鉄の高速切削や、高切込みなどの重切削でも切刃にチ
ッピングの発生なく、すぐれた切削性能を長期に亘って
発揮し、一方従来被覆工具１〜２６においては、硬質被
覆層の残留応力が高く、これが原因で切刃にチッピング
の発生し、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、この発明の被覆硬質材料工具
は、これを構成する硬質被覆層の残留応力がきわめて低
く、この結果耐チッピング性のすぐれものになっている
で、例えば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苛酷な条件と
なる高速切削や、高切込みなどの重切削で行っても、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。
果から、超硬基体およびサーメット基体のいずれにおい
ても、これらの表面にディンプルの存在する本発明被覆
工具１〜２６は、これの存在しない従来被覆工具１〜２
６に比して、硬質被覆層における残留応力がきわめて少
ない状態になっているので、苛酷な切削条件となる鋼や
鋳鉄の高速切削や、高切込みなどの重切削でも切刃にチ
ッピングの発生なく、すぐれた切削性能を長期に亘って
発揮し、一方従来被覆工具１〜２６においては、硬質被
覆層の残留応力が高く、これが原因で切刃にチッピング
の発生し、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、この発明の被覆硬質材料工具
は、これを構成する硬質被覆層の残留応力がきわめて低
く、この結果耐チッピング性のすぐれものになっている
で、例えば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苛酷な条件と
なる高速切削や、高切込みなどの重切削で行っても、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 (2)
- 【請求項１】 炭化タングステン基超硬合金または炭窒
化チタン系サーメットで構成された硬質焼結材料基体の
表面に、Ｔｉの炭化物層、窒化物層、炭窒化物層、炭酸
化物層、窒酸化物層、および炭窒酸化物層のうちの１種
または２種以上からなるＴｉ化合物層で構成された硬質
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硬質焼結材料製切削工具
において、 上記基体の上記硬質被覆層との接合面に、直径：５〜１
０μｍ、深さ：２〜５μｍのディンプル（微小凹み）を
１０００〜１００００個／ｍｍ2 の割合で形成したこと
を特徴とする耐チッピング性のすぐれた表面被覆硬質焼
結材料製切削工具。 - 【請求項２】 炭化タングステン基超硬合金および炭窒
化チタン系サーメットで構成された硬質焼結材料基体の
表面に、Ｔｉの炭化物層、窒化物層、炭窒化物層、炭酸
化物層、窒酸化物層、および炭窒酸化物層のうちの１種
または２種以上からなるＴｉ化合物層と、酸化アルミニ
ウム層で構成された硬質被覆層を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
硬質焼結材料製切削工具において、 上記基体の上記硬質被覆層との接合面に、直径：５〜１
０μｍ、深さ：２〜５μｍのディンプル（微小凹み）を
１０００〜１００００個／ｍｍ2 の割合で形成したこと
を特徴とする耐チッピング性のすぐれた表面被覆硬質焼
結材料製切削工具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15231697A JPH11804A (ja) | 1997-06-10 | 1997-06-10 | 耐チッピング性のすぐれた表面被覆硬質焼結材料製切削工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15231697A JPH11804A (ja) | 1997-06-10 | 1997-06-10 | 耐チッピング性のすぐれた表面被覆硬質焼結材料製切削工具 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11804A true JPH11804A (ja) | 1999-01-06 |
Family
ID=15537868
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15231697A Withdrawn JPH11804A (ja) | 1997-06-10 | 1997-06-10 | 耐チッピング性のすぐれた表面被覆硬質焼結材料製切削工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11804A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012228751A (ja) * | 2011-04-26 | 2012-11-22 | Mitsubishi Materials Corp | 表面被覆炭窒化チタン基サーメット製切削インサートおよびその製造方法 |
| JP2012245581A (ja) * | 2011-05-26 | 2012-12-13 | Mitsubishi Materials Corp | 表面被覆炭窒化チタン基サーメット製切削インサートおよびその製造方法 |
-
1997
- 1997-06-10 JP JP15231697A patent/JPH11804A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012228751A (ja) * | 2011-04-26 | 2012-11-22 | Mitsubishi Materials Corp | 表面被覆炭窒化チタン基サーメット製切削インサートおよびその製造方法 |
| JP2012245581A (ja) * | 2011-05-26 | 2012-12-13 | Mitsubishi Materials Corp | 表面被覆炭窒化チタン基サーメット製切削インサートおよびその製造方法 |
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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: 20040907 |