JPS58110654A - 表面反応層を有する切削用サ−メツトチツプおよびその製造法 - Google Patents
表面反応層を有する切削用サ−メツトチツプおよびその製造法Info
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- JPS58110654A JPS58110654A JP56207795A JP20779581A JPS58110654A JP S58110654 A JPS58110654 A JP S58110654A JP 56207795 A JP56207795 A JP 56207795A JP 20779581 A JP20779581 A JP 20779581A JP S58110654 A JPS58110654 A JP S58110654A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、特に耐摩耗性および耐熱塑性変形性にすぐ
れた表面反応層を有し、高速切削用として使用したとき
にすぐれた切削性能を発揮するサーメットチップおよび
その製造法に関するものである。
れた表面反応層を有し、高速切削用として使用したとき
にすぐれた切削性能を発揮するサーメットチップおよび
その製造法に関するものである。
従来よｐＴｉの炭化物および窒化物（以下ＴｉＣおよび
ＴｉＮで示す）のいずれか、または両方からなる硬質相
形成成分を主成分として含有するサーメットは、炭化タ
ングステン（以下ＷＣで示す）からなる硬質相形成成分
を主成分として含有する超硬合金に比べて、耐摩耗性に
すぐれていることから、高速切削用チップとして広く使
用されてきた。
ＴｉＮで示す）のいずれか、または両方からなる硬質相
形成成分を主成分として含有するサーメットは、炭化タ
ングステン（以下ＷＣで示す）からなる硬質相形成成分
を主成分として含有する超硬合金に比べて、耐摩耗性に
すぐれていることから、高速切削用チップとして広く使
用されてきた。
しかしながら、これらサーメットテップでも、今日の切
削加工の高能率化に対する要望には十分対応することが
できないものである。そこで、かかる要望に対処する目
的で、高速切削が可能な材料として、酸化アルミニウム
（以下Ａｌｔ、Ｏ８で示す）を主成分とするセラミック
スが開発されたが、このセラミックスは、金属の結合材
を含有していないために、靭性に劣る欠点があシ、その
用途が高速仕上切削に限られているのが現状である。
削加工の高能率化に対する要望には十分対応することが
できないものである。そこで、かかる要望に対処する目
的で、高速切削が可能な材料として、酸化アルミニウム
（以下Ａｌｔ、Ｏ８で示す）を主成分とするセラミック
スが開発されたが、このセラミックスは、金属の結合材
を含有していないために、靭性に劣る欠点があシ、その
用途が高速仕上切削に限られているのが現状である。
また、高速切削用として、上記ｗｅ基超超硬合金基体表
面に、ＴｉＣ、Ｔ↓Ｎ、酸化チタン（以下。
面に、ＴｉＣ、Ｔ↓Ｎ、酸化チタン（以下。
ＴｉＯで示す）、およびこれらの２種以上の固溶体、さ
らにＡ１２０３からなる群のうちの１種の単層または２
種以上の複層を被覆した表面被覆ｗｃ基超超硬合金チッ
プ提案され、広く普及しているが、前記表面被覆層の形
成にあたっては、通常、反応ガスとして四塩化チタン、
メタンガス、水素ガス。
らにＡ１２０３からなる群のうちの１種の単層または２
種以上の複層を被覆した表面被覆ｗｃ基超超硬合金チッ
プ提案され、広く普及しているが、前記表面被覆層の形
成にあたっては、通常、反応ガスとして四塩化チタン、
メタンガス、水素ガス。
および窒素ガスなどを用いる化学蒸着法が適用されるも
のであるため、装置が大ががシとなるばがシでなく゛、
コスト高ともなシ、さらに四塩化チタンが分解して発生
する塩素ガスによる構造部材の腐食、および塩素ガスの
漏洩防止など保安管理上多くの問題がある。また、上記
の表面被覆ｗｃ基超超硬合金チップおいては、これを化
学蒸着法によシ製造した場合、表面被覆層直下の基体表
面部に脱炭層が形成するのを避けることができず、この
脱炭層が原因でチップ自体の靭性が低下するようになシ
、必ずしも十分な切削性能を示さないものである。
のであるため、装置が大ががシとなるばがシでなく゛、
コスト高ともなシ、さらに四塩化チタンが分解して発生
する塩素ガスによる構造部材の腐食、および塩素ガスの
漏洩防止など保安管理上多くの問題がある。また、上記
の表面被覆ｗｃ基超超硬合金チップおいては、これを化
学蒸着法によシ製造した場合、表面被覆層直下の基体表
面部に脱炭層が形成するのを避けることができず、この
脱炭層が原因でチップ自体の靭性が低下するようになシ
、必ずしも十分な切削性能を示さないものである。
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、チップ
基体表面に従来の化学蒸着法および物理蒸着法などによ
る表面被覆層を形成する手段にょらずに、実用的に最も
広く採用されている高速切削速度領域、すなわち切削速
度：１５０〜２５０ｍ ／ｍη付近ですぐれた耐摩耗性
および耐塑性変形性を示し、さらに靭性にもすぐれた切
削用チップを開発すべく研究を行なった結果、 （ａ）所定配合組成の圧粉体を、圧力、 １０ ｔｏｒ
ｒ以下の高真空雰囲気中で真空焼結して、鉄族金属のう
ちの１種または２種以上、あるいは鉄族金属のうちの１
種または２種以上と、クロム族金属およびＡｌのうちの
１種または７８種以上からなる結合相形成成分：１０〜
３５容量チ、周期律表の４ａ、５ａ、および６ａ族金属
の炭化物、窒化物、酸化物、およびこれら２種以上の固
溶体（以下これらを総称して金属炭・窒・酸化物という
）のうちの１種または２種以上からなる硬質相形成成分
＝５〜４ｏ容量チ、 ＴユＣおよびＴｉＮ（ただしＴｉＮ ／ （ＴｉＣ＋
ＴｉＮ ）の容積比二０．２〜０．６）からなる硬質相
形成成分および不可避不純物：残シ、 からなる組成を有するサーメットチップを成形す、 る
と、この結果のサーメットチップには、真空焼結中に生
じた脱窒現象によって非金属成分（主としてＮ成分）が
減少した表面層が形成されること。
基体表面に従来の化学蒸着法および物理蒸着法などによ
る表面被覆層を形成する手段にょらずに、実用的に最も
広く採用されている高速切削速度領域、すなわち切削速
度：１５０〜２５０ｍ ／ｍη付近ですぐれた耐摩耗性
および耐塑性変形性を示し、さらに靭性にもすぐれた切
削用チップを開発すべく研究を行なった結果、 （ａ）所定配合組成の圧粉体を、圧力、 １０ ｔｏｒ
ｒ以下の高真空雰囲気中で真空焼結して、鉄族金属のう
ちの１種または２種以上、あるいは鉄族金属のうちの１
種または２種以上と、クロム族金属およびＡｌのうちの
１種または７８種以上からなる結合相形成成分：１０〜
３５容量チ、周期律表の４ａ、５ａ、および６ａ族金属
の炭化物、窒化物、酸化物、およびこれら２種以上の固
溶体（以下これらを総称して金属炭・窒・酸化物という
）のうちの１種または２種以上からなる硬質相形成成分
＝５〜４ｏ容量チ、 ＴユＣおよびＴｉＮ（ただしＴｉＮ ／ （ＴｉＣ＋
ＴｉＮ ）の容積比二０．２〜０．６）からなる硬質相
形成成分および不可避不純物：残シ、 からなる組成を有するサーメットチップを成形す、 る
と、この結果のサーメットチップには、真空焼結中に生
じた脱窒現象によって非金属成分（主としてＮ成分）が
減少した表面層が形成されること。
（ｂ） 上記非金属成分減少の表面層を有するサーメ
ットチップを、ＣＯガスおよびＣＯ２ガスのいずれか、
または両方を含有する雰囲気中、あるいはＣＯガスおよ
びＣｏ、ガスのいずれか、または両方と、Ｎ２ガスとを
含有する雰囲気中、１１００〜１３ｏＯ℃の温度で加熱
処理することによって、前記サーメットチップの表面層
を、ｏ、５〜１０．０μｍの平均層厚で、Ｔｉと、Ｔ１
を除く周期律表の４ａ、５ａ。
ットチップを、ＣＯガスおよびＣＯ２ガスのいずれか、
または両方を含有する雰囲気中、あるいはＣＯガスおよ
びＣｏ、ガスのいずれか、または両方と、Ｎ２ガスとを
含有する雰囲気中、１１００〜１３ｏＯ℃の温度で加熱
処理することによって、前記サーメットチップの表面層
を、ｏ、５〜１０．０μｍの平均層厚で、Ｔｉと、Ｔ１
を除く周期律表の４ａ、５ａ。
および６ａ族金属のうちのＩｓＩまたは２種以上との複
合金属炭窒酸化物からなる反応層とすると、この結果の
表面反応層においては、切削性能上有害な遊離炭素が存
在せず、たとえ存在したとしてもわずかであり、しかも
この表面反応層は、上記の従来表面被覆ＷＣＣ超超硬合
金チップ化学蒸着法による表面被覆層に比してすぐれた
耐摩耗性および耐塑性変形性を有すると共に、チップ内
部との付着強度が著しく高く、かつ表面反応層直下には
脱炭層が形成されず、しかも硬質相形成成分が上記の雰
囲気ガスとの反応によって微細にして均一に分散したも
のとなるため、チップ自体の靭性が全く低下しないこと
。また表面反応層が薄い場合には靭性がむしろ向上する
こと。なお、上記の表面反応層は、チップ表面の脱窒層
とｒＪ２あるいはＣｏ（Ｃｏ２は炉中のＣと反応してＣ
０２＋Ｃ→２ＣＯとなる）によシ、 （Ｔｔ、Ｍ）（ＣＮ）、−、−１−ａ（Ｃｏ）→（Ｔｉ
、Ｍ）（ＣＮＯ）の反応（ただし、Ｍ：Ｔｉを除く周期
律表の４ａ。
合金属炭窒酸化物からなる反応層とすると、この結果の
表面反応層においては、切削性能上有害な遊離炭素が存
在せず、たとえ存在したとしてもわずかであり、しかも
この表面反応層は、上記の従来表面被覆ＷＣＣ超超硬合
金チップ化学蒸着法による表面被覆層に比してすぐれた
耐摩耗性および耐塑性変形性を有すると共に、チップ内
部との付着強度が著しく高く、かつ表面反応層直下には
脱炭層が形成されず、しかも硬質相形成成分が上記の雰
囲気ガスとの反応によって微細にして均一に分散したも
のとなるため、チップ自体の靭性が全く低下しないこと
。また表面反応層が薄い場合には靭性がむしろ向上する
こと。なお、上記の表面反応層は、チップ表面の脱窒層
とｒＪ２あるいはＣｏ（Ｃｏ２は炉中のＣと反応してＣ
０２＋Ｃ→２ＣＯとなる）によシ、 （Ｔｔ、Ｍ）（ＣＮ）、−、−１−ａ（Ｃｏ）→（Ｔｉ
、Ｍ）（ＣＮＯ）の反応（ただし、Ｍ：Ｔｉを除く周期
律表の４ａ。
５ａ、および６ａ族金属のうちの１種または２種以上、
ａ：脱窒量）、または、 （Ｔｉ、Ｍ）（ＯＮ）、、ｚ十子Ｎ２−１−ｃ’（Ｃｏ
）→（Ｔｉ、Ｍ）（ＣＮＯ）の反応（ただしａ／ ＝
ｂ／＋ ｃ／ ：脱窒量）によって形成されるものでア
リ、組成式： ％式％） （ただし、いずれもモル比で、ｘ：ｏ、２〜０．マ。
ａ：脱窒量）、または、 （Ｔｉ、Ｍ）（ＯＮ）、、ｚ十子Ｎ２−１−ｃ’（Ｃｏ
）→（Ｔｉ、Ｍ）（ＣＮＯ）の反応（ただしａ／ ＝
ｂ／＋ ｃ／ ：脱窒量）によって形成されるものでア
リ、組成式： ％式％） （ただし、いずれもモル比で、ｘ：ｏ、２〜０．マ。
ｙ：０．１〜０．７．ｚ：０．１〜０．４）をもつもの
とするのが望ましいこと。
とするのが望ましいこと。
以上（ａ）および（ｂ）に示される知見を得たのである
。
。
この発明は上記知見にもとづいてなされたものであって
、以下にサーメットチップ本体の成分組成０表面反応層
の平均層厚、並びに製造条件を上記の通シに限定した理
由を説明する。
、以下にサーメットチップ本体の成分組成０表面反応層
の平均層厚、並びに製造条件を上記の通シに限定した理
由を説明する。
Ａ、サーメットチップ本体の成分組成
（ａ） 結合相形成成分
これらの成分には、サーメットテップ本体の靭性を向上
させる作用があるが、その含有量が１０容量チ未満では
所望の靭性を確保することができず、一方３５容量チを
越えて含有させると、サーメットチップ本体の耐摩耗性
が低下するようになることから、その含有量を１０〜３
５容量チと定めた。
させる作用があるが、その含有量が１０容量チ未満では
所望の靭性を確保することができず、一方３５容量チを
越えて含有させると、サーメットチップ本体の耐摩耗性
が低下するようになることから、その含有量を１０〜３
５容量チと定めた。
（ｂ） 金属炭・窒・酸化物
これらの成分には、サーメットチップ本体の耐塑性変形
性を向上させ、かつ６ａ族金属のうちＭＯおよびＷの炭
化物には、さらに靭性を向上させる作用があるが、その
含有量が５容量チ未満では前記作用に所望の効果が得ら
れず、一方４０容量チを越えて含有させると、サーメッ
ト本体の耐摩耗性が低下し、かつ耐摩耗性にすぐれた表
面反応層を形成することができなくなることから、その
含有量を５〜４０容量チと定めた。
性を向上させ、かつ６ａ族金属のうちＭＯおよびＷの炭
化物には、さらに靭性を向上させる作用があるが、その
含有量が５容量チ未満では前記作用に所望の効果が得ら
れず、一方４０容量チを越えて含有させると、サーメッ
ト本体の耐摩耗性が低下し、かつ耐摩耗性にすぐれた表
面反応層を形成することができなくなることから、その
含有量を５〜４０容量チと定めた。
（ｃ） ＴｉＮ ／ （ＴｉＣ＋ ＴｉＮ ）その容
積比が０２未満では、相対的にＴｉＮの含有量が少なす
ぎて、真空焼結時のチップ本体表面層の脱窒量が少なく
、この結果後工程の加熱処理によシ形成した表面反応層
に多量の遊離炭素が存在するようになって、すぐれた耐
摩耗性および靭性を確保することができなくなシ、一方
その容積比が０．６を越えると、相対的にＴｉＮの量が
多くなυすぎ、真空焼結時におけるチップ本体表面よシ
の脱窒量が多くなシすぎて、チップ本体の表面が荒れ、
チップの精度が低下するようになるばかシでなく、耐摩
耗性および靭性も低下するようになることから、その容
積比を０．２〜０．６と定めた。
積比が０２未満では、相対的にＴｉＮの含有量が少なす
ぎて、真空焼結時のチップ本体表面層の脱窒量が少なく
、この結果後工程の加熱処理によシ形成した表面反応層
に多量の遊離炭素が存在するようになって、すぐれた耐
摩耗性および靭性を確保することができなくなシ、一方
その容積比が０．６を越えると、相対的にＴｉＮの量が
多くなυすぎ、真空焼結時におけるチップ本体表面よシ
の脱窒量が多くなシすぎて、チップ本体の表面が荒れ、
チップの精度が低下するようになるばかシでなく、耐摩
耗性および靭性も低下するようになることから、その容
積比を０．２〜０．６と定めた。
Ｂ９９表面反応の平均層厚
その平均層厚が０．５μｍ未満では、所望のすぐれた耐
摩耗性および耐塑性変形性を確保することができず、−
１方その平均層厚が１０．０μｍを越えると、チップの
靭性が低下するようになることから、その平均層厚を０
．５〜１０．０μｍと定めた。
摩耗性および耐塑性変形性を確保することができず、−
１方その平均層厚が１０．０μｍを越えると、チップの
靭性が低下するようになることから、その平均層厚を０
．５〜１０．０μｍと定めた。
Ｃ１製造条件
（ａ） 真空焼結時の雰囲気圧力
１０ ｔｏｒｒを越えて高い雰囲気圧力で真空焼結し
た場合には、チップ本体の表面層における非金属成分（
主としてＮ成分）の減少量が不十分であシ、この結果後
工程の加熱処理にて所望の特性を有する表面反応層を形
成することができないことから、真空焼結時の雰囲気圧
力を１０ ｔｏｒｒ以下と定めた。
た場合には、チップ本体の表面層における非金属成分（
主としてＮ成分）の減少量が不十分であシ、この結果後
工程の加熱処理にて所望の特性を有する表面反応層を形
成することができないことから、真空焼結時の雰囲気圧
力を１０ ｔｏｒｒ以下と定めた。
帖）加熱処理における反応温度
その温度が１１００’Ｃ未満では、チップ本体表面層に
所望の炭酸化反応あるいは炭酸窒化反応が起らず、むし
ろ酸化反応が主体となって脆い高次の酸化チタンが形成
されるようになると共に、表面反応層形成速度が遅く、
非能率的であり、一方１３００℃を越えた反応温度にす
ると、表面反応層に著しい荒れが発生し、精度が保持で
きなくなることから、その反応温度を１１００〜１３０
０℃と定めた。
所望の炭酸化反応あるいは炭酸窒化反応が起らず、むし
ろ酸化反応が主体となって脆い高次の酸化チタンが形成
されるようになると共に、表面反応層形成速度が遅く、
非能率的であり、一方１３００℃を越えた反応温度にす
ると、表面反応層に著しい荒れが発生し、精度が保持で
きなくなることから、その反応温度を１１００〜１３０
０℃と定めた。
つぎに、この発明のサーメットチップおよびその製造法
を実施例によシ具体的に説明する。
を実施例によシ具体的に説明する。
実施例 １
原料粉末として、平均粒径：１．５μ２１を有するＴｉ
Ｃ粉末、同ＬＯｐｍを有するＴｉＮ粉末、同１．０μｍ
のＴａＣ粉末、同１．２μｎのＷＣ粉末、同０８μｍの
Ｍｏ粉末、同２．５μｍのＮ１粉末、および同１、２μ
ｍのＣＯ粉末を用意し、これら原料粉末を所定配合組成
に配合し、通常の条件で混合した後、圧粉体に成形し、
ついでとの圧粉体を１ｏｔｏｒｒの高真空雰囲気中、温
度：１４５ＣＩＣに１．５時間保持して真空焼結して、
ＴｉＣ： ４５％、ＴｉＮ：２５％、ＴａＣ：５％、
ＷＣ： ５ ％、Ｍｏ： １０％、Ｎ１：４％、Ｃｏ：
６％（ＴｉＮ／（ＴｉＣ−）−ＴｉＮ）＝０．３６ ）
からなる組成（以上容量％）をもったサーメットチップ
本体を成形し、引続いてＪＩＳ規格５ＮＰ４３２に則し
た形状に研磨した後、それぞれ第１表に示される条件に
て加熱処理することによシ、同じく第１表に示される組
成および平均層厚の表面反応層を有する本発明チップ１
〜６および比較チップ１．２をそれぞれ製造した。なお
、比較チップ１．２は、この発明の範囲から外れた条件
で製造されたものである。
Ｃ粉末、同ＬＯｐｍを有するＴｉＮ粉末、同１．０μｍ
のＴａＣ粉末、同１．２μｎのＷＣ粉末、同０８μｍの
Ｍｏ粉末、同２．５μｍのＮ１粉末、および同１、２μ
ｍのＣＯ粉末を用意し、これら原料粉末を所定配合組成
に配合し、通常の条件で混合した後、圧粉体に成形し、
ついでとの圧粉体を１ｏｔｏｒｒの高真空雰囲気中、温
度：１４５ＣＩＣに１．５時間保持して真空焼結して、
ＴｉＣ： ４５％、ＴｉＮ：２５％、ＴａＣ：５％、
ＷＣ： ５ ％、Ｍｏ： １０％、Ｎ１：４％、Ｃｏ：
６％（ＴｉＮ／（ＴｉＣ−）−ＴｉＮ）＝０．３６ ）
からなる組成（以上容量％）をもったサーメットチップ
本体を成形し、引続いてＪＩＳ規格５ＮＰ４３２に則し
た形状に研磨した後、それぞれ第１表に示される条件に
て加熱処理することによシ、同じく第１表に示される組
成および平均層厚の表面反応層を有する本発明チップ１
〜６および比較チップ１．２をそれぞれ製造した。なお
、比較チップ１．２は、この発明の範囲から外れた条件
で製造されたものである。
ついで、この結果得られた本発明チップ１〜７および比
較チップ１，２．さらに市販のＴｉＣ−Ｎｉ−Ｍｏ系サ
ーメットチップ（従来テップｌという）およびＴｉＣ層
とＡｔ！２０．層を６μｍの平均層厚で２重被覆された
表面被覆ＷＣＣ超超硬合金チップ従来テップ２という）
について、被削材： ＳＮＣＭ−８（硬さ：ＨＢ２２０
）、切削速度： ２５０ ｍ１ｍ１ｎ 。
較チップ１，２．さらに市販のＴｉＣ−Ｎｉ−Ｍｏ系サ
ーメットチップ（従来テップｌという）およびＴｉＣ層
とＡｔ！２０．層を６μｍの平均層厚で２重被覆された
表面被覆ＷＣＣ超超硬合金チップ従来テップ２という）
について、被削材： ＳＮＣＭ−８（硬さ：ＨＢ２２０
）、切削速度： ２５０ ｍ１ｍ１ｎ 。
送り： ０．３６朋／ｒｅｖ、、切込み：１．５７１１
．切削時間：１０ｍｍの条件での連続切削試験、並びに
被剛材： ＳＮＣＭ−８（硬さ：ＨＢ ２ ｓ ｏ ）
、切削速度：１４０ ｍ１ｍ１ｎ 、送？） ： ０
．３ 朋／ｒｅｖ、 、切込み＝２ｕ。
．切削時間：１０ｍｍの条件での連続切削試験、並びに
被剛材： ＳＮＣＭ−８（硬さ：ＨＢ ２ ｓ ｏ ）
、切削速度：１４０ ｍ１ｍ１ｎ 、送？） ： ０
．３ 朋／ｒｅｖ、 、切込み＝２ｕ。
切削時間：３ｍｍの条件での断続切削試験を行ない、前
記連続切削試験では、テップ切刃のフランク摩耗とクレ
ータ摩耗を測定し、また前記断続切削試験では、試験切
刃数１０個のうちの欠損切刃数をチェックした。この試
験結果を第１表に示した。
記連続切削試験では、テップ切刃のフランク摩耗とクレ
ータ摩耗を測定し、また前記断続切削試験では、試験切
刃数１０個のうちの欠損切刃数をチェックした。この試
験結果を第１表に示した。
第１表に示される結果から、本発明チップ１〜７は、い
ずれもすぐれた靭性、耐摩耗性、および耐塑性変形性を
有するのに対して、従来テップ１および２は耐摩耗性、
耐塑性変形性、および靭性とも著しく劣るものであシ、
また比較チップ１は著しく靭性の劣るものであり、比較
チップ２は著しく耐摩耗性、耐塑性変形性に劣るもので
ある。
ずれもすぐれた靭性、耐摩耗性、および耐塑性変形性を
有するのに対して、従来テップ１および２は耐摩耗性、
耐塑性変形性、および靭性とも著しく劣るものであシ、
また比較チップ１は著しく靭性の劣るものであり、比較
チップ２は著しく耐摩耗性、耐塑性変形性に劣るもので
ある。
実施例 ２
実施例１で用いた原料粉末に加えて、平均粒径：ＬＯｐ
ｍを有するＮｂＣ粉末、同１．５／ｊ７ＦｌのＺｒＣ粉
末、同１．２／ｊｆｌＬのＭｏ１Ｃ粉末、および同１．
０μｍのＴａＮ粉末を用い、これら原料粉末を第２表に
示される配合組成に配合し、混合した後、ＪＩＳ規格Ｓ
ＮＭＧ４３２の形状にプレスし、ついでそれぞれ第２表
に示される圧力の真空雰囲気中、温度：１４５０℃に１
．５時間保持の条件で真空焼結して実質的に配合組成と
同一の組成をもった本発明チップ本体８〜１４および比
較チップ本体３〜６をそれぞれ成形し、引続いて同一の
真空焼結炉にて、それぞれ第３表に示される条件で加熱
処理を施すことによフ同じく第３表に示される組成およ
び平均層厚の表面反応層を有する本発明チップ８〜１４
および比較チップ３〜６をそれぞれ製造した。
ｍを有するＮｂＣ粉末、同１．５／ｊ７ＦｌのＺｒＣ粉
末、同１．２／ｊｆｌＬのＭｏ１Ｃ粉末、および同１．
０μｍのＴａＮ粉末を用い、これら原料粉末を第２表に
示される配合組成に配合し、混合した後、ＪＩＳ規格Ｓ
ＮＭＧ４３２の形状にプレスし、ついでそれぞれ第２表
に示される圧力の真空雰囲気中、温度：１４５０℃に１
．５時間保持の条件で真空焼結して実質的に配合組成と
同一の組成をもった本発明チップ本体８〜１４および比
較チップ本体３〜６をそれぞれ成形し、引続いて同一の
真空焼結炉にて、それぞれ第３表に示される条件で加熱
処理を施すことによフ同じく第３表に示される組成およ
び平均層厚の表面反応層を有する本発明チップ８〜１４
および比較チップ３〜６をそれぞれ製造した。
なお、比較チップ３〜６は、いずれもチップ本体の組成
がこの発明の範囲から外れたものであシ、本発明範囲か
ら外れた成分含有量には※印を付した。また、比較テッ
プ３，４は表面反応層内と、その直下に遊離炭素が析出
しておシ、さらに比較チップ５はチップ表面の荒れが激
しいものであった。
がこの発明の範囲から外れたものであシ、本発明範囲か
ら外れた成分含有量には※印を付した。また、比較テッ
プ３，４は表面反応層内と、その直下に遊離炭素が析出
しておシ、さらに比較チップ５はチップ表面の荒れが激
しいものであった。
ついで、上記本発明チップ８〜１４および比較テップ３
〜６について、連続切削試験および断続切削試験を行な
った。連続切削試験は、被削材：ｓＮｃ＋ｖＩ−ｓ（硬
さ：ＨＢ２６０）、切削速度：２００ｍ ／ｍｉｎ 、
送シ： ０．３６ ＠１１／ｒｅｖ・、切込み：１．５
朋。
〜６について、連続切削試験および断続切削試験を行な
った。連続切削試験は、被削材：ｓＮｃ＋ｖＩ−ｓ（硬
さ：ＨＢ２６０）、切削速度：２００ｍ ／ｍｉｎ 、
送シ： ０．３６ ＠１１／ｒｅｖ・、切込み：１．５
朋。
切削時間：ｌｏｍｉｎの条件で行ない、チップ切刃のフ
ランク摩耗とクレータ摩耗を測定し、また断続切削試験
は、被削材： ＳＮＣ’Ｍ−８（硬さ：ＨＢ ２８０）
。
ランク摩耗とクレータ摩耗を測定し、また断続切削試験
は、被削材： ＳＮＣ’Ｍ−８（硬さ：ＨＢ ２８０）
。
切削速度： １２０ ｍ１ｍ１ｎ 、送９ ： ０．３
ｖｖｎ／ｒｅｖ−、切込み：２朋、切削時間：３−の
条件で行ない、試験切刃数１０個のうちの欠損切刃数を
チェックした。これらの試験結果を第３表に示した。
ｖｖｎ／ｒｅｖ−、切込み：２朋、切削時間：３−の
条件で行ない、試験切刃数１０個のうちの欠損切刃数を
チェックした。これらの試験結果を第３表に示した。
第２表および第３表に示される結果から、本発明チップ
８〜１４は、いずれも耐摩耗性および靭性にすぐれ、良
好な切削性能を発揮する。のに対して、比較チップ３〜
６に見られるように、チップ本体の組成がこの発明の範
囲から外れるとチップ自体の耐摩耗性および靭性とも著
しく劣化し、切削性能の劣ったものになることが明らか
である。
８〜１４は、いずれも耐摩耗性および靭性にすぐれ、良
好な切削性能を発揮する。のに対して、比較チップ３〜
６に見られるように、チップ本体の組成がこの発明の範
囲から外れるとチップ自体の耐摩耗性および靭性とも著
しく劣化し、切削性能の劣ったものになることが明らか
である。
実施例 ３
チップ本体の組成を、容量チで、ＴｉＣ： ２６．５ｉ
ＴｉＮ：２０％、ＴａＣ：１０％、ＷＣ：１５％。
ＴｉＮ：２０％、ＴａＣ：１０％、ＷＣ：１５％。
Ｍｏ：１０％、Ｎｉ： ５．５％、Ｃｏ： １１％、Ａ
Ａ： ２％（ＴｉＮ／ （ＴｉＣ＋ＴｉＮ） ０１４３
）とする以外は実施例１におけると同一の条件でチップ
本体を成形し、ついでこのチップ本体にそれぞれ第４表
に示される条件にて加熱処理を施すことによって、同じ
く第４表に示される組成および平均層厚の表面反応層を
有する本発明チップ１５〜１９および比較チップ７をそ
れぞれ製造した。なお、比較テップ７は、加熱温度がこ
の発明の範囲から低い方に外れた加熱処理条件で製造さ
れたものである。
Ａ： ２％（ＴｉＮ／ （ＴｉＣ＋ＴｉＮ） ０１４３
）とする以外は実施例１におけると同一の条件でチップ
本体を成形し、ついでこのチップ本体にそれぞれ第４表
に示される条件にて加熱処理を施すことによって、同じ
く第４表に示される組成および平均層厚の表面反応層を
有する本発明チップ１５〜１９および比較チップ７をそ
れぞれ製造した。なお、比較テップ７は、加熱温度がこ
の発明の範囲から低い方に外れた加熱処理条件で製造さ
れたものである。
ついで、この結果得られた本発明チップ１５〜１９およ
び比較テップ７、さらに比較の目的で、加熱処理を施さ
ない、すなわち表面反応層を有していない上記チップ本
体（以下比較テップ８という）、ＪＩＳ規格ＰＩＯグレ
ードのＷＣＣ超超硬合金チップ以下従来テップ３という
）、およびＴｉＣ層とＴｉＮ層を７μｍの平均層厚で２
重被覆した表面被覆超硬合金チップ（以下従来チップ４
という）について、被削材、：ＳＮＣＭ−８（硬さ；Ｈ
Ｂ２６０）、切削速度：１５０ｍ／馴、送シ：０．４４
１ｔｙｉ ／ｒｅｖ、 、切込み：１．５ｍ、、切削時
間；１５Ｍの条件での連続切削試験、並びに被削材：
ＳＮＣＭ−８（硬さ：ＨＢ ２ ｓ Ｏ） 、切削速度
： １００ ｍ １ｍ１ｎ 。
び比較テップ７、さらに比較の目的で、加熱処理を施さ
ない、すなわち表面反応層を有していない上記チップ本
体（以下比較テップ８という）、ＪＩＳ規格ＰＩＯグレ
ードのＷＣＣ超超硬合金チップ以下従来テップ３という
）、およびＴｉＣ層とＴｉＮ層を７μｍの平均層厚で２
重被覆した表面被覆超硬合金チップ（以下従来チップ４
という）について、被削材、：ＳＮＣＭ−８（硬さ；Ｈ
Ｂ２６０）、切削速度：１５０ｍ／馴、送シ：０．４４
１ｔｙｉ ／ｒｅｖ、 、切込み：１．５ｍ、、切削時
間；１５Ｍの条件での連続切削試験、並びに被削材：
ＳＮＣＭ−８（硬さ：ＨＢ ２ ｓ Ｏ） 、切削速度
： １００ ｍ １ｍ１ｎ 。
送り ： ０．３３５ｍ／ ｒｅｖ、、切込み：２ｍｘ
、切削時間：５ｍｍの条件での断続切削試験をそれぞれ
行なった。これらの試験結果を第４表に合せて示した。
、切削時間：５ｍｍの条件での断続切削試験をそれぞれ
行なった。これらの試験結果を第４表に合せて示した。
第４表に示される結果から明らかなように、本発明チッ
プ１５〜１９は、いずれも従来チップ３゜４に比して、
すぐれ次耐摩耗性および靭性を有するのに対して、比較
チップ７は表面反応層の平均層厚がこの発明の範囲から
外れて薄く、また比較テップ８は表面反応層が存在しな
いために、いずれも靭性はほぼ同等だが耐摩耗性の劣っ
たものになっている。
プ１５〜１９は、いずれも従来チップ３゜４に比して、
すぐれ次耐摩耗性および靭性を有するのに対して、比較
チップ７は表面反応層の平均層厚がこの発明の範囲から
外れて薄く、また比較テップ８は表面反応層が存在しな
いために、いずれも靭性はほぼ同等だが耐摩耗性の劣っ
たものになっている。
上述のように、この発明によれば、大がかシな装置を必
要とすることなく、また保安管理上何らの問題点発生も
なく、耐摩耗性および靭性にすぐれ、さらに耐熱塑性変
形性にもすぐれたサーメットチップをコスト安く製造す
ることができ、しかもこれらサーメツ）チップを切削用
、特に高速切削用として使用した場合には著しくすぐれ
た切削性能を発揮するなど工業上有用な効果がもたらさ
れるのである。
要とすることなく、また保安管理上何らの問題点発生も
なく、耐摩耗性および靭性にすぐれ、さらに耐熱塑性変
形性にもすぐれたサーメットチップをコスト安く製造す
ることができ、しかもこれらサーメツ）チップを切削用
、特に高速切削用として使用した場合には著しくすぐれ
た切削性能を発揮するなど工業上有用な効果がもたらさ
れるのである。
手続補正書輸発）
昭和５７年 ２月２５日
特許庁長官 島 １）春 樹 殿
１、事件の表示
特願昭５６−２０７７９５ 号
２ 発明の名称
３、補正をする者
４、代 理 人
自 発
（１） 明細書、第８頁、発明の詳細な説明の項、下
から３行、 ［ｚ ： ０．１〜０．４］とあるを、ｒ ｚ ： ０
．０５〜０．４ Ｊと訂正する。
から３行、 ［ｚ ： ０．１〜０．４］とあるを、ｒ ｚ ： ０
．０５〜０．４ Ｊと訂正する。
（２）明細書、第８頁、発明の詳細な説明の項、下から
２行と同１行の間に以下の記載を挿入する。
２行と同１行の間に以下の記載を挿入する。
「また、この表面反応層の組成は、表面側はどＴｉ。
Ｃ９およびＯの濃度が高く、基体側はどＭおよびＮの濃
度が高い連続的な濃度勾配をもったものであること。」 （３） 明細書、第１２頁１発明の詳細な説明の項。
度が高い連続的な濃度勾配をもったものであること。」 （３） 明細書、第１２頁１発明の詳細な説明の項。
下から２行。
「組成」とあるを、
「組成（ただし反応層の中央部の組成〕」と訂正する。
（４）明細書、第１３、発明の詳細な説明の項、第１表
の本発明チップｌにおける複合金属炭窒酸化物の組成の
欄、 ｒ Ｔｉｏ・８４」とあるを、 「Ｔｌｏ、８＋」と訂正する。
の本発明チップｌにおける複合金属炭窒酸化物の組成の
欄、 ｒ Ｔｉｏ・８４」とあるを、 「Ｔｌｏ、８＋」と訂正する。
以上
Claims (2)
- （１） 鉄族金属のうちの１種または２種以上、ある
いは鉄族金属のうちの１種または２種以上と、クロム族
金属およびＭのうちの１種または２種以上からなる結合
相形成成分＝１０〜３５容量チ、周期律表の４ａ、５ａ
、および６ａ族金属の炭化物、窒化物、酸化物、および
これらの２種以上の固溶体のうちの１種または２種以上
からなる硬質相形成成分：５〜４ｏ容量チ、 炭化チタンおよび窒化チタン（ただし窒化チタン／（炭
化チタン＋窒化チタン）の容積比：ｏ、２〜０．６）か
らなる硬質相形成成分および不可避不純物：残シ、 からなる組成を有するサーメットチップ本体の表面層を
、Ｔ１と、 Ｔｉを除く周期律表の４ａ、５ａ。 および６ａ族金属のうちの１種または２種以上との複合
金属炭窒酸化物からなシ、かつ平均層厚＝０５〜１０．
０μｍを有する反応層で構成したことを特徴とする表面
反応層を有する切削用サーメットテップ。 - （２） 圧力、１０ｔＯｒｒ以下の高真空界油気中で
真空焼結することによシ、 鉄族金属のうちの１２ｉｔまたは２種以上、あるいは鉄
族金属のうちの１種または２種以上と、クロム族金属お
よびＭのうちの１種または２種以上からなる結合相形成
成分＝１０〜３５容ｉｔ ％、周期律表の４ａ、５ａ、
および６ａ族金属の炭化物、窒化物、酸化物、およびこ
れらの２種以上の固溶体のうちの１種または２種以上か
らなる硬質相形成成分：５〜４０容量チ、 炭化チタンおよび窒化チタン（′ただし窒化チタン／（
炭化チタン＋窒化チタン）の容積比二０．２〜０．６）
から、なる硬質相形成成分および不可避不鈍物：残シ、 からなる組成を有するサーメットテップ本体を成形し、 ついで、このサーメットチップ本体を、ＣＯガスおよび
Ｃ０２ガスのいずれか、または両方を含有する雰囲気中
、あるいはＣＯガスおよびＣＯ２ガスのいずれか、また
は両方と、Ｎ２ガスとを含有する雰囲気中、１１００〜
１３００℃の温度で加熱処理することによシ、Ｔｉと、
Ｔｉを除く周期律表の４ ａ 、５ａ。 および６ａ族金族の２ちの１種または２種以上との複合
金属炭窒酸化物からなシ、かつ平均層厚：０５〜１０．
０μｍを有する表面反応層を形成することを特徴とする
表面反応層を有する切削用サーメットチップの製造法。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56207795A JPS58110654A (ja) | 1981-12-22 | 1981-12-22 | 表面反応層を有する切削用サ−メツトチツプおよびその製造法 |
| KR8204362A KR880002068B1 (ko) | 1981-12-22 | 1982-09-28 | 내마모성 및 내소성 변형성이 우수한 표면 반응층을 가지는 고속 절삭용 서멧트팁 및 그 제조방법 |
| US06/427,279 US4447263A (en) | 1981-12-22 | 1982-09-29 | Blade member of cermet having surface reaction layer and process for producing same |
| IT23760/82A IT1153255B (it) | 1981-12-22 | 1982-10-15 | Elemento o lama di metalloceramica avente uno strato di reazione superficiale e procedimento per la sua produzione |
| GB08232000A GB2112415B (en) | 1981-12-22 | 1982-11-09 | Coated cermet blade |
| DE19823247246 DE3247246A1 (de) | 1981-12-22 | 1982-12-21 | Schneidplaettchen fuer schneidwerkzeuge und verfahrn zu ihrer herstellung |
| ES518493A ES518493A0 (es) | 1981-12-22 | 1982-12-22 | Perfeccionamientos en la fabricacion de cuchillas de corte para maquinas herramientas, a base de nitruros y carburos de titanio. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56207795A JPS58110654A (ja) | 1981-12-22 | 1981-12-22 | 表面反応層を有する切削用サ−メツトチツプおよびその製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58110654A true JPS58110654A (ja) | 1983-07-01 |
| JPS611506B2 JPS611506B2 (ja) | 1986-01-17 |
Family
ID=16545613
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56207795A Granted JPS58110654A (ja) | 1981-12-22 | 1981-12-22 | 表面反応層を有する切削用サ−メツトチツプおよびその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58110654A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1413648A1 (en) * | 2002-09-27 | 2004-04-28 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Coated cutting tool |
| CN109047775A (zh) * | 2018-08-23 | 2018-12-21 | 中南钻石有限公司 | 一种镀碳化钛金刚石及其生产工艺 |
-
1981
- 1981-12-22 JP JP56207795A patent/JPS58110654A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1413648A1 (en) * | 2002-09-27 | 2004-04-28 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Coated cutting tool |
| CN109047775A (zh) * | 2018-08-23 | 2018-12-21 | 中南钻石有限公司 | 一种镀碳化钛金刚石及其生产工艺 |
| CN109047775B (zh) * | 2018-08-23 | 2021-06-11 | 中南钻石有限公司 | 一种镀碳化钛金刚石及其生产工艺 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS611506B2 (ja) | 1986-01-17 |
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