JPS58117851A - 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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- JPS58117851A JPS58117851A JP57001211A JP121182A JPS58117851A JP S58117851 A JPS58117851 A JP S58117851A JP 57001211 A JP57001211 A JP 57001211A JP 121182 A JP121182 A JP 121182A JP S58117851 A JPS58117851 A JP S58117851A
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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。
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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場合
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場合
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。
従来よシＴｌの炭化物および窒化物（以下Ｔｉｃおよび
ＴｉＮで示す）のいずれが、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Ｖ／ Ｃ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がら、高速切削用テップとして広
く使用されてきた。
ＴｉＮで示す）のいずれが、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Ｖ／ Ｃ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がら、高速切削用テップとして広
く使用されてきた。
しかしながら、これらサーメットチップでも、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、かが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Ａｔ２０３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り、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、かが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Ａｔ２０３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り、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ＷＣＣ超超硬合金基体表
面に、ＴｉＣ、ＴｉＮ 、酸化チタン（以下。
面に、ＴｉＣ、ＴｉＮ 、酸化チタン（以下。
Ｔ ｉｏｘで示す）、およびこれらの２８１以上の固溶
体、さらにＭ、０３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。
体、さらにＭ、０３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、装置が大がか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ＷＣＣ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、との脱
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、装置が大がか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ＷＣＣ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、との脱
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あるいは物理蒸着法などに
よる表面被覆層を形成する手段によらずに、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：１５０〜２５０ｍ１ｍ１ｙｒ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、圧カニ １０−１
ｔｏｒｒ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種まだは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容量係、周期律表の４ａ、５ａ、および６ａ族金
属の炭化物、窒化物、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：５〜４０
容量チ、 ＴｉＣおよびＴｉＮ （ただしＴｉＮ ／ （ＴｉＣ＋
ＴｉＮ ）の容積比：０２〜０．６）からなる硬質相
形成成分および不可避不純物：残り、 からなる組成を有するサーメットテップを成形すると、
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あるいは物理蒸着法などに
よる表面被覆層を形成する手段によらずに、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：１５０〜２５０ｍ１ｍ１ｙｒ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、圧カニ １０−１
ｔｏｒｒ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種まだは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容量係、周期律表の４ａ、５ａ、および６ａ族金
属の炭化物、窒化物、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：５〜４０
容量チ、 ＴｉＣおよびＴｉＮ （ただしＴｉＮ ／ （ＴｉＣ＋
ＴｉＮ ）の容積比：０２〜０．６）からなる硬質相
形成成分および不可避不純物：残り、 からなる組成を有するサーメットテップを成形すると、
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、窒素（Ｎ２）を含有する雰囲気中、１１
００〜１３００℃の温度で加熱処理することニヨって、
前記サーメットテップの表面層を、０．５〜１５．０μ
ｍの平均層厚で、Ｔｉ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シ、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きわめて高く、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雰囲
気中のＮ２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せず、表
面反応層が薄い場合にはむしろ靭性が向上するようにな
ること。なお、上記の表面反応層は、チップ表垣の脱窒
層が、雰囲気中のＮ２と、反応式゛ （Ｔ１１Ｍ ） （ＣＮ ） ｌ −ａ 十Ｎ２ →（
Ｔ １１Ｍ ） （Ｃ−Ｎ ）（ただしＭ二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）、 によシ反応して形成されるものでアシ、組成式：（Ｔｉ
、 Ｍ）（ＣｘＮｙ）、 （ただし、いずれもモル比で
。
ットチップを、窒素（Ｎ２）を含有する雰囲気中、１１
００〜１３００℃の温度で加熱処理することニヨって、
前記サーメットテップの表面層を、０．５〜１５．０μ
ｍの平均層厚で、Ｔｉ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シ、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きわめて高く、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雰囲
気中のＮ２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せず、表
面反応層が薄い場合にはむしろ靭性が向上するようにな
ること。なお、上記の表面反応層は、チップ表垣の脱窒
層が、雰囲気中のＮ２と、反応式゛ （Ｔ１１Ｍ ） （ＣＮ ） ｌ −ａ 十Ｎ２ →（
Ｔ １１Ｍ ） （Ｃ−Ｎ ）（ただしＭ二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）、 によシ反応して形成されるものでアシ、組成式：（Ｔｉ
、 Ｍ）（ＣｘＮｙ）、 （ただし、いずれもモル比で
。
０．０５≦Ｘ≦０．４，０．６≦ｙ≦０９５）をもつも
のであるのが望ましいこと。また、この表面反応層の組
成は、表面側はどＴ】およびトＪの濃度がｒ：’：ノ＜
、基体側はどＭおよびＣの濃度が潤い連続的な濃度勾配
をもったものであること。
のであるのが望ましいこと。また、この表面反応層の組
成は、表面側はどＴ】およびトＪの濃度がｒ：’：ノ＜
、基体側はどＭおよびＣの濃度が潤い連続的な濃度勾配
をもったものであること。
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９表面反応層
の平均層厚、並びに製造条件を上記の通ジに限定した理
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、サーメットチ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ｌＯ容量チ未満では
所望の靭性な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。
、以下にサーメットチップ本体の成分組成９表面反応層
の平均層厚、並びに製造条件を上記の通ジに限定した理
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、サーメットチ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ｌＯ容量チ未満では
所望の靭性な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、さらに靭性な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、さらに靭性な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０．２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り、一
方その容積比が０．６を越えると、相対的にＴｉＮ０量
が多くなシすぎ、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りすぎて、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０２〜０６と定めた。
積比が０．２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り、一
方その容積比が０．６を越えると、相対的にＴｉＮ０量
が多くなシすぎ、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りすぎて、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０２〜０６と定めた。
Ｂ１表面反応層の平均層厚
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、一
方その平均層厚が１５６０μｍを越えると、チップ本体
自体の靭性が低下するようになることから、その平均層
厚を０５〜１５．０μｍ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、一
方その平均層厚が１５６０μｍを越えると、チップ本体
自体の靭性が低下するようになることから、その平均層
厚を０５〜１５．０μｍと定めた。
Ｃ１製造条件
（ａ） 真空焼結時の雰囲気圧力
１
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。
（ｂ） 加熱処理における反応温度
その温度が１０００℃未満では、表面反応層形成速度が
遅く、非能率的であシ、一方１３００℃を越えると表面
反応層に著しい荒れが発生し、チップの精度が保てなく
なることから、その反応温度を１１００〜１３００℃と
定めた。
遅く、非能率的であシ、一方１３００℃を越えると表面
反応層に著しい荒れが発生し、チップの精度が保てなく
なることから、その反応温度を１１００〜１３００℃と
定めた。
なお、この発明のチップにおいては、不可避不純物とし
て０２．Ｂ、 およびＳｉなどを含有しても、その含有
量がそれぞれ２容量チ以下ならば、チップ特性に何らの
影響を及ぼすものではない。
て０２．Ｂ、 およびＳｉなどを含有しても、その含有
量がそれぞれ２容量チ以下ならば、チップ特性に何らの
影響を及ぼすものではない。
つぎに、この発明のす′−メツトチツブおよびその製造
法を実施例によシ具体的に説明する。
法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：１．５μｍを有するＴｉＣ
粉末、同１．Ｑμｍを有するＴｉＮ粉末、同１．○ｐｍ
のＴａＣ粉末、同Ｌ２ｐｍのＷＣ粉末、同０．８μｍ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１０−” ｔｏｒｒの高真空雰囲気
中、温度：１４５０℃に１．５時間保持して真空焼結し
て、ＴｉＣ： ４５チ、ＴｉＮ：２５％、ＴａＣ：５％
、ＷＣ： ５％、Ｍｏ： １０％。
粉末、同１．Ｑμｍを有するＴｉＮ粉末、同１．○ｐｍ
のＴａＣ粉末、同Ｌ２ｐｍのＷＣ粉末、同０．８μｍ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１０−” ｔｏｒｒの高真空雰囲気
中、温度：１４５０℃に１．５時間保持して真空焼結し
て、ＴｉＣ： ４５チ、ＴｉＮ：２５％、ＴａＣ：５％
、ＷＣ： ５％、Ｍｏ： １０％。
Ｎｉ： ４ ％、 ｃｏ： ６％（ＴｉＮ ／ （Ｔｉ
Ｃ＋ ＴｉＮ ） −０、３６）からなる組成（以上容
量チ）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ＳＮＰ ４３２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（組成は反応層の
中央部）および平＼均層厚の表面反応層を有する本発明
チップ１〜７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＋ ＴｉＮ ） −０、３６）からなる組成（以上容
量チ）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ＳＮＰ ４３２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（組成は反応層の
中央部）および平＼均層厚の表面反応層を有する本発明
チップ１〜７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ｌ、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）および平均層厚
：６μｍのＴｉＣ層とＡｅ２０８層で２重被覆された表
面被覆Ｗ Ｃ超超硬合金チップ（従来チップ２という）
について、被削材’、ＳＮＣＭ−８（硬さ：ＨＢ２４０
）、切削速度： ２５０ ｍ１ｍ１ｔ＋。
較チップｌ、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）および平均層厚
：６μｍのＴｉＣ層とＡｅ２０８層で２重被覆された表
面被覆Ｗ Ｃ超超硬合金チップ（従来チップ２という）
について、被削材’、ＳＮＣＭ−８（硬さ：ＨＢ２４０
）、切削速度： ２５０ ｍ１ｍ１ｔ＋。
送り： ０．３ 、Ｏｍｙ、／ ｒｅｖ、 、 切込
み：１．５ｍｍ、切削時間：１０馴の条件での連続切削
試験、並びに被削材： ＳＮＣＭ−８（硬さ ＨＢ２８
０）、切削速度：１４０ ｍ ７ｍｍ 、送り ０３ｒ
ｎｍ／ ｒｅｖ、 、 切込み ２ｍｍ ＋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、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。
み：１．５ｍｍ、切削時間：１０馴の条件での連続切削
試験、並びに被削材： ＳＮＣＭ−８（硬さ ＨＢ２８
０）、切削速度：１４０ ｍ ７ｍｍ 、送り ０３ｒ
ｎｍ／ ｒｅｖ、 、 切込み ２ｍｍ ＋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、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ｌ〜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、従来チップ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ｌ。
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、従来チップ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ｌ。
２は著しく靭性の劣るものである。
実施例 ２
実施例１で用いた原料粉末に加えて、平均粒径：ＬＯμ
ｍを有するＮｂＣ粉末、同１．５ｐｍのＺｒＣ粉末、同
１．２μｎのＭｏ２Ｃ粉末、および同１．０μｍのＴａ
Ｎ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ＳＮＭＧ４３２
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
とによシ同じく第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
チーツブ３〜６をそれぞれ製造した。
ｍを有するＮｂＣ粉末、同１．５ｐｍのＺｒＣ粉末、同
１．２μｎのＭｏ２Ｃ粉末、および同１．０μｍのＴａ
Ｎ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ＳＮＭＧ４３２
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
とによシ同じく第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
チーツブ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、比較チッ
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、さらに比較デツプ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、比較チッ
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、さらに比較デツプ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および比較チップ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：ＳＮＣＭ−８（硬さ：
ＨＢ２４，０）、切削速度 ２００ｍ ７ｍ１ｔｔ 、
送ｐ ： ０．３６ Ｈ７１／ ｒｅｖ、、切込み°１
．５ｍｍ。
〜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：ＳＮＣＭ−８（硬さ：
ＨＢ２４，０）、切削速度 ２００ｍ ７ｍ１ｔｔ 、
送ｐ ： ０．３６ Ｈ７１／ ｒｅｖ、、切込み°１
．５ｍｍ。
切削時間：１ｏｍｍの条件で行ない、チック切刃の７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：ＳＮＣＭ−８（硬さ ＨＢ２８０）。
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：ＳＮＣＭ−８（硬さ ＨＢ２８０）。
切削速度： １２０ ｍ／ｍＵＩ 、送り ： ０．３
ｍｍ／ｒｅｖ、 。
ｍｍ／ｒｅｖ、 。
切込み：２ｍｍ、切削時間：３朋の条件で行ない、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。
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：２６．５％、
ＴｉＮ： ２０％、 ＴａＣ： １０％、ｗＣ： １
５％。
ＴｉＮ： ２０％、 ＴａＣ： １０％、ｗＣ： １
５％。
Ｍｏ： １０％、 Ｎｉ： ５．５％、 Ｃｏ： １１
％、 Ａｌ： ２％（ＴｉＮ ／ （ＴｉＣ十ＴｉＮ
） ＝ ０．４３ ）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
び比較テップ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。
％、 Ａｌ： ２％（ＴｉＮ ／ （ＴｉＣ十ＴｉＮ
） ＝ ０．４３ ）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
び比較テップ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（以下比較チップ８という）、ＪＩＢ規格ＰＩＯグレ
ードのＷＣＣ超超硬合金テ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（以下従来デツプ４
という）について、被剛材：ＳＮＣＭ−８（硬さ：ＨＢ
２４０）、切削速度：１６０ｍ／ａｍ、送ｐ：ｏ、４４
１１１１１ ／ ｒｅｖ、 、 切込み：１．５ｍｚ
、切削時間＝１５−の条件での連続切削試験、並びに被
剛材：ＳＮＣＭ−８（硬さ：ＨＢ２８０）、切削速度：
１００ ｍ１ｍ１ｎ。
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（以下比較チップ８という）、ＪＩＢ規格ＰＩＯグレ
ードのＷＣＣ超超硬合金テ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（以下従来デツプ４
という）について、被剛材：ＳＮＣＭ−８（硬さ：ＨＢ
２４０）、切削速度：１６０ｍ／ａｍ、送ｐ：ｏ、４４
１１１１１ ／ ｒｅｖ、 、 切込み：１．５ｍｚ
、切削時間＝１５−の条件での連続切削試験、並びに被
剛材：ＳＮＣＭ−８（硬さ：ＨＢ２８０）、切削速度：
１００ ｍ１ｍ１ｎ。
送ｆ） ： ０．３３５ｍｙｎ／ｒｅｖ、 、切込み：
２ｍｍ＋切削時間：３ｍ１ｎ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。
２ｍｍ＋切削時間：３ｍ１ｎ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、
すぐれた耐摩耗性および靭性を有するのに対して、比較
テップ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、
すぐれた耐摩耗性および靭性を有するのに対して、比較
テップ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、犬がかりな装置を必
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ットチップを切削用
、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ットチップを切削用
、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。
出願人 三菱金属株式会社
代理人 富 １） 和 夫
手続補正書（自発）
昭和５７年２月２５日
特許庁長官 島 １）春 樹 殿
２、発明の名称
表面反応層を有する切削用サーメット
チップおよびその製造法
３、補正をする者
事件との関係 特許出願人
Ｗ譬 東京都千代田区大手町−丁目５番２号氏名（名
称）（ｆｉ２６）三菱金属株式会社代表者 稲 井
好 廣 ４、代 理 人 住所 東京都千代田区神田錦町−丁目ｎ番地宗保第二ビ
ル８階 （１） 明細書、第１７頁、発明の詳細な説明の項、
第３表の本発明チップ１１における複合金属炭窒化物の
組成の欄、 ｒ Ｎｏ−８９Ｊとあるを、 ｒ Ｎｏ、ｅｓ Ｊと訂正する。
称）（ｆｉ２６）三菱金属株式会社代表者 稲 井
好 廣 ４、代 理 人 住所 東京都千代田区神田錦町−丁目ｎ番地宗保第二ビ
ル８階 （１） 明細書、第１７頁、発明の詳細な説明の項、
第３表の本発明チップ１１における複合金属炭窒化物の
組成の欄、 ｒ Ｎｏ−８９Ｊとあるを、 ｒ Ｎｏ、ｅｓ Ｊと訂正する。
（２）明細書、第２０頁１発明の詳細な説明の項。
第４表の本発明チップ１７における複合金属炭窒化物の
組成の欄。
組成の欄。
ｒ Ｔｉｏ、ｏｓ Ｊとあるを、
「Ｔｉｏ、ａｓ Ｊ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：ｌＯ〜３５容量係、容量体表の４ａ、５ａ、お
よび６ａ族金属の炭化物、窒化物、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、 炭化チタンおよび一窒化テタン（ただし窒化チタン／（
炭化チタン＋窒化チタン）の容積比：０２〜０．６）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テ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
金属炭窒化物からなシ、かつ平均層厚：０５〜１５．０
μｍ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以下の高真空雰囲気中で真空
焼結することによシ、 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６
ａ族金属の炭化物、窒化物、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／／（炭
化チタン＋窒化チタン）の容積比：０２〜０６）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、窒素を含有する
雰囲気中、１１００〜１３００℃の温度で加熱処理する
ことによｌ）、Ｔｉと、Ｔｉを除く周期律表の４ａ、５
ａ、および６ａ族金属のうちの１種または２種以上との
複合金属炭窒化物がらなシ、かつ平均層厚：ｏ、５〜１
５．０μｍ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 |
|---|---|---|---|
| JP57001211A JPS58117851A (ja) | 1982-01-07 | 1982-01-07 | 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 ES8404779A1 (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 |
|---|---|---|---|
| JP57001211A JPS58117851A (ja) | 1982-01-07 | 1982-01-07 | 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 |
|---|---|
| JPS58117851A true JPS58117851A (ja) | 1983-07-13 |
| JPS6112989B2 JPS6112989B2 (ja) | 1986-04-11 |
Family
ID=11495128
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57001211A Granted JPS58117851A (ja) | 1981-12-22 | 1982-01-07 | 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) | JPS58117851A (ja) |
-
1982
- 1982-01-07 JP JP57001211A patent/JPS58117851A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6112989B2 (ja) | 1986-04-11 |
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