JPS58120434A - 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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- JPS58120434A JPS58120434A JP57003486A JP348682A JPS58120434A JP S58120434 A JPS58120434 A JP S58120434A JP 57003486 A JP57003486 A JP 57003486A JP 348682 A JP348682 A JP 348682A JP S58120434 A JPS58120434 A JP S58120434A
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- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
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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。
従来よりＴ１の炭化物および窒化物（以下ＴｉＣおよび
ＴｉＮｊ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。
ＴｉＮｊ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Ｍ２Ｏ３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
有していないだめに、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Ｍ２Ｏ３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
有していないだめに、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。
ＴｉＯｘで示す）、およびこれらの２種以上の固溶体、
さらにＡＱ２０３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だ表面被覆ＷＣＣ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。
さらにＡＱ２０３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だ表面被覆ＷＣＣ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かりでなく、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
学蒸着法により製造した場合、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り
、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かりでなく、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
学蒸着法により製造した場合、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り
、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：１５０〜２５０ｍ／―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
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、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−１
−ＴｉＮ ）の容積比：０２〜０６）からなる硬質相形
成成分および不可避不純物：残９、 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：１５０〜２５０ｍ／―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
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、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−１
−ＴｉＮ ）の容積比：０２〜０６）からなる硬質相形
成成分および不可避不純物：残９、 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、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によって、
前記サーメットチップの表面層を、０５〜２０．０μｍ
の平均層厚で、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
合金テ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
には脱炭脆化層が形成されず、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・ツブ表面
の脱窒層が、雰囲気中のＮ２と、 反応式：（Ｔ１２Ｍ）（ＣＮ）１−ａ十−Ｎ２→（Ｔｉ
、 Ｍ）（ＣＮ）（ただしＭ：Ｔｉを除く周期律表の４
ａ、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）、 により反応して形成されるものであシ、組成式：（Ｔｉ
、 Ｍ）（ＣｘＮｙ）、（ただし、いずれもモ／ｌ／比
で、００５≦Ｘ≦０．４，０．６≦ｙ≦０９５）をもつ
ものであるのが望ましいこと。
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によって、
前記サーメットチップの表面層を、０５〜２０．０μｍ
の平均層厚で、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
合金テ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
には脱炭脆化層が形成されず、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・ツブ表面
の脱窒層が、雰囲気中のＮ２と、 反応式：（Ｔ１２Ｍ）（ＣＮ）１−ａ十−Ｎ２→（Ｔｉ
、 Ｍ）（ＣＮ）（ただしＭ：Ｔｉを除く周期律表の４
ａ、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）、 により反応して形成されるものであシ、組成式：（Ｔｉ
、 Ｍ）（ＣｘＮｙ）、（ただし、いずれもモ／ｌ／比
で、００５≦Ｘ≦０．４，０．６≦ｙ≦０９５）をもつ
ものであるのが望ましいこと。
（Ｃ） さらに、上記平均層厚：０５〜２０．０μｍ
の表面反応層を有するサーメットチップを、前記表面反
応層に遊離炭素が析出していない場合はＣＯガスを含有
する雰囲気中で、一方前記表面反応層に遊離炭素が析出
している場合にはＣ○２ガス、あるいはＣ○２ガスとＣ
Ｏガスを含有する雰囲気中で、１１００〜１３００℃の
温度に加熱して、前記表面反応層の上部層を、０．２〜
１０．０μｍの平均層厚で、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る外層（ただし
下部層、すなわち内層として残留する前記複合金属炭窒
化物の平均層厚を０２〜１５．０μｍとする）とすると
、前記表面反応層の耐摩耗性および耐塑性変形性が一段
と向上するようになること。なお前記複合金属炭窒酸化
物は、組成式： （Ｔｉ、 Ｍ）（ＣｘＮｙＯｚ）、 （ただし、いずれ
もモル比で、０３≦Ｘ≦０．６，０．２≦ｙ≦０．７，
０．０５≦２≦０４）をもつものとすることが望ましい
こと。
の表面反応層を有するサーメットチップを、前記表面反
応層に遊離炭素が析出していない場合はＣＯガスを含有
する雰囲気中で、一方前記表面反応層に遊離炭素が析出
している場合にはＣ○２ガス、あるいはＣ○２ガスとＣ
Ｏガスを含有する雰囲気中で、１１００〜１３００℃の
温度に加熱して、前記表面反応層の上部層を、０．２〜
１０．０μｍの平均層厚で、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る外層（ただし
下部層、すなわち内層として残留する前記複合金属炭窒
化物の平均層厚を０２〜１５．０μｍとする）とすると
、前記表面反応層の耐摩耗性および耐塑性変形性が一段
と向上するようになること。なお前記複合金属炭窒酸化
物は、組成式： （Ｔｉ、 Ｍ）（ＣｘＮｙＯｚ）、 （ただし、いずれ
もモル比で、０３≦Ｘ≦０．６，０．２≦ｙ≦０．７，
０．０５≦２≦０４）をもつものとすることが望ましい
こと。
以上（ａ）〜（Ｃ）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２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２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１０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容量係を
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〜
３５容量係と定めた。
させる作用があるが、その含有量が１０容量チ未満では
所望の靭性な確保することができず、一方３５容量係を
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〜
３５容量係と定めた。
（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１ｖｌｒ＋およ
びＷの炭化物には、さらに靭性を向上きせる作用がある
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。
形性を向上させ、かつ６ａ族金属のうち１ｖｌｒ＋およ
びＷの炭化物には、さらに靭性を向上きせる作用がある
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。
（（コ） ＴｉＮ／ （ＴｉＣ−１−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り形成した表面反応
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な確保することができなくなり、一
方その容積比がｏ、 ６を越えると、相対的にＴｉＮの
量が多くなりすぎ、真空焼結時におけるテップ本体表面
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９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。
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り形成した表面反応
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な確保することができなくなり、一
方その容積比がｏ、 ６を越えると、相対的にＴｉＮの
量が多くなりすぎ、真空焼結時におけるテップ本体表面
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９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。
Ｂ 表面反応層の平均層厚
表面反応層における外層および内層の平均層厚がそれぞ
れ０．２μｍ未満にして、全体平均層厚が０５μｍ未満
の場合に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、一方性層にあっては１０．０
μｍ、内層にあっては１５．０μｍをそれぞれ越え、さ
らにその合計平均層厚が２０，０μｍを越えた場合には
チップ本体自体の靭性がそこなわれるようになることか
ら、それぞれの平均層厚を、外層二０．２〜１０．０μ
ｍ。
れ０．２μｍ未満にして、全体平均層厚が０５μｍ未満
の場合に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、一方性層にあっては１０．０
μｍ、内層にあっては１５．０μｍをそれぞれ越え、さ
らにその合計平均層厚が２０，０μｍを越えた場合には
チップ本体自体の靭性がそこなわれるようになることか
ら、それぞれの平均層厚を、外層二０．２〜１０．０μ
ｍ。
内層二０．２〜１５．０μｍとし、かつ合計平均層厚を
０．５〜２０．０μｍと定めた。
０．５〜２０．０μｍと定めた。
Ｃ５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５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り、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１０ｔｏｒｒと定めた。
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り、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１０ｔｏｒｒと定めた。
（ｂ） 表面反応層形成における加熱温度その温度が
１１００℃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１５００℃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ばかシ
でなく、靭性が著しく劣化するようになることから、そ
の加熱温度を１１００〜１３００℃と定めた。
１１００℃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１５００℃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ばかシ
でなく、靭性が著しく劣化するようになることから、そ
の加熱温度を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Ｓｌ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Ｓｌ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、この発明のサーメットテ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：１．５μｍを有するＴｉＣ
粉末、同１０ｐｍを有するＴｉＮ粉末、同１．０ｐｍの
ＴａＣ粉末、同１２μｍのＷＣ粉末、同０．８ｐｍの１
，４ｏ粉末、同２．５μｍのＮ１粉末、および同１．２
μｍ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１０ｔｏｒｒ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％、Ｗ
Ｃ：５％、 Ｍｏ： １０％、Ｎｉ：４％、Ｃｏ：６％
（ＴｉＮ ／ （ＴｉＣ＋ ＴｉＮ ） ＝ ０．３６
）からなる組成（以上容量％）をもったサーメツ、ト
チツブ本体を成形し、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
表面反応層形成条件にて処理することにより、同じく第
１表に示される反応層中央部の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１〜７および比較チップ
１，２をソレソれ製造した。なお、比較テップ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。
粉末、同１０ｐｍを有するＴｉＮ粉末、同１．０ｐｍの
ＴａＣ粉末、同１２μｍのＷＣ粉末、同０．８ｐｍの１
，４ｏ粉末、同２．５μｍのＮ１粉末、および同１．２
μｍ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１０ｔｏｒｒ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％、Ｗ
Ｃ：５％、 Ｍｏ： １０％、Ｎｉ：４％、Ｃｏ：６％
（ＴｉＮ ／ （ＴｉＣ＋ ＴｉＮ ） ＝ ０．３６
）からなる組成（以上容量％）をもったサーメツ、ト
チツブ本体を成形し、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
表面反応層形成条件にて処理することにより、同じく第
１表に示される反応層中央部の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１〜７および比較チップ
１，２をソレソれ製造した。なお、比較テップ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
較テップｌ、２．さらに市販のＴｉＣ−Ｎｉ−’Ｍｏ系
サーメットチップ（従来チップ１という）および平均層
厚：６μｍのＴｉＣ層とＡｌ２Ｏ３層で２重被覆された
表面被覆ＷＣＣ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： ２６０ ｍ１ｍ１ｎ。
較テップｌ、２．さらに市販のＴｉＣ−Ｎｉ−’Ｍｏ系
サーメットチップ（従来チップ１という）および平均層
厚：６μｍのＴｉＣ層とＡｌ２Ｏ３層で２重被覆された
表面被覆ＷＣＣ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： ２６０ ｍ１ｍ１ｎ。
送り：０．３７５朋／ｒｅｖ、 、切込み：２．０１１
Ｉｉ切削時間：１０ｍ１ｌＬの条件での連続切削試験、
並びに被削材： ＳＮＣＭ−８（硬さ：ＨＢ２８０）、
切削速度＝１５０ ｍ／ｍｉｘ 、送り： ０．３３
Ｈ１／ ｒｅｖ、 、切込み：２．０．、、切削時間：
３−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。
Ｉｉ切削時間：１０ｍ１ｌＬの条件での連続切削試験、
並びに被削材： ＳＮＣＭ−８（硬さ：ＨＢ２８０）、
切削速度＝１５０ ｍ／ｍｉｘ 、送り： ０．３３
Ｈ１／ ｒｅｖ、 、切込み：２．０．、、切削時間：
３−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１〜７は、い
ずれも従来チップ１，２に比して一段とすぐれた耐摩耗
性および耐塑性変私性、並びに靭性なもつことが明らか
である。これに対して表面反応層形成時の加熱温度１、
−並びに外層および内層のいずれかの平均層厚がこの発
明の範囲を越えて高い比較テツプイ、２においては、靭
性の著しく劣ったものになっている。
ずれも従来チップ１，２に比して一段とすぐれた耐摩耗
性および耐塑性変私性、並びに靭性なもつことが明らか
である。これに対して表面反応層形成時の加熱温度１、
−並びに外層および内層のいずれかの平均層厚がこの発
明の範囲を越えて高い比較テツプイ、２においては、靭
性の著しく劣ったものになっている。
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１．５μｍのＺｒＣ粉末、同
１．２μｍ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１５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表に示される表面反応層形成条件にて処
理する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
らに比較テップ５はチップ表面の荒れが激しいついで、
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：２１０ｍ／順、送シ：０．３６朋／
ｒｅＶ−、切込み：２．０ｍｍ＋切削時間：１０―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： ＳＮＣＭ−
８（硬さ：ＨＢ２８０）。
ｍを有するＮｂＣ粉末、同１．５μｍのＺｒＣ粉末、同
１．２μｍ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１５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表に示される表面反応層形成条件にて処
理する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
らに比較テップ５はチップ表面の荒れが激しいついで、
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：２１０ｍ／順、送シ：０．３６朋／
ｒｅＶ−、切込み：２．０ｍｍ＋切削時間：１０―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： ＳＮＣＭ−
８（硬さ：ＨＢ２８０）。
切削速度： １３０ ｍ７＝、送ｊ） ： ０．３ ｍ
ｍ１ｒｅｖ、、切込み：２．Ｏｍ、、切削時間：３順の
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。
ｍ１ｒｅｖ、、切込み：２．Ｏｍ、、切削時間：３順の
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：１５％。
ＴｉＮ：２０％、ＴａＣ：１０％、ＷＣ：１５％。
き、づＯ： １０ ％、 Ｎｌ： ５．５％、Ｃｏ：１
１％、Ａｌ：２％（ＴｉＮ ／ （ＴｉＣ＋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表に示される表頁反応層形成条件にて処
理することによって、同じく第４表に示される反応層中
央部の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７〜９をそれぞれ製
造した。なお、比較テップ７〜９は、いずれも加熱温度
がこの発明の範囲から低い方に外れ、かつ比較チップ７
．８は表面反応層を単層形成の条件で製造されたもので
ある。
１％、Ａｌ：２％（ＴｉＮ ／ （ＴｉＣ＋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表に示される表頁反応層形成条件にて処
理することによって、同じく第４表に示される反応層中
央部の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７〜９をそれぞれ製
造した。なお、比較テップ７〜９は、いずれも加熱温度
がこの発明の範囲から低い方に外れ、かつ比較チップ７
．８は表面反応層を単層形成の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
び比較チップ７〜９．さらに比較の目的で、表面反応層
形成処理を施さない、すなわち表面反応層内 較テップ１０という）、ＪＩｓ規格ＰＩＯグレードのＷ
Ｃ超超硬合金チップ（以下従来チップ３という）、お
よびＴｉＣ層とＴｉＮ層を７μｍの平均層１１ノで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−ｓ（硬さ：ＨＢ２
４０）、切削速度： １５０ｎ／ｍｍ。
び比較チップ７〜９．さらに比較の目的で、表面反応層
形成処理を施さない、すなわち表面反応層内 較テップ１０という）、ＪＩｓ規格ＰＩＯグレードのＷ
Ｃ超超硬合金チップ（以下従来チップ３という）、お
よびＴｉＣ層とＴｉＮ層を７μｍの平均層１１ノで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−ｓ（硬さ：ＨＢ２
４０）、切削速度： １５０ｎ／ｍｍ。
送り：０４７５罷／ｒｅＶ−、切込み：２．０．ｍ、切
削時間：１５ｍｍ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：
１１０ ｍ１ｍ１ｎ 、送り： ０．３７５ ｍｍｌ
ｒｅｖ、 、切込み：２．３Ｉ＋１１Ｎ＋ 切削時間：
３．０ ｍｍ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。
削時間：１５ｍｍ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：
１１０ ｍ１ｍ１ｎ 、送り： ０．３７５ ｍｍｌ
ｒｅｖ、 、切込み：２．３Ｉ＋１１Ｎ＋ 切削時間：
３．０ ｍｍ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な有するのに対して、比較
チップ７〜９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、かつ比較テップ７．８は単層形成であ
シ、また比較テップ１０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程度を示すものの耐摩耗性の
劣つ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な有するのに対して、比較
チップ７〜９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、かつ比較テップ７．８は単層形成であ
シ、また比較テップ１０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程度を示すものの耐摩耗性の
劣つ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テ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テ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
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、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容量係、 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）の容積比二０．２〜０６）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本体の表面層を
、Ｔ１とＴ１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：０２〜１５．０μｍを
有する内層と、Ｔ１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
複合金属炭窒酸化物からなシ、かつ平均層厚：０．２〜
１０．０μｍを有する外層との２重反応層（ただし合計
平均層厚：０５〜２０．０μｍ）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チップ。 - （２）圧カニ １０”−１ｔｏｒｒ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（ただし窒化チタン／（炭
化チタン＋窒化チタン）の容積比：０．２〜０６）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、１１００〜１３０ ＣＩＣの温度で加熱処理
することによｐ、’ｒｉ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：０．５
〜２０．０μｍを有する下部層が内層となる表面反応層
を形成した後、前記窒素含有雰囲気を、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に
かえた状態で、同じ（１１００〜１３００℃の温度で加
熱処理することにより、前記表面反応層の上部層を、Ｔ
１と、Ｔ１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
物からなり、かつ平均層厚：０．２〜１０．０μｍを有
する外層（ただし内層の平均層厚：０．２〜１５．０μ
ｍ）としたことを特徴とする表面反応層を有する切削用
サーメットチップの製造法。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57003486A JPS58120434A (ja) | 1982-01-14 | 1982-01-14 | 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 |
| KR8204361A KR880002067B1 (ko) | 1982-01-14 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP57003486A JPS58120434A (ja) | 1982-01-14 | 1982-01-14 | 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 |
|---|---|
| JPS58120434A true JPS58120434A (ja) | 1983-07-18 |
| JPH0133289B2 JPH0133289B2 (ja) | 1989-07-12 |
Family
ID=11558660
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57003486A Granted JPS58120434A (ja) | 1981-12-22 | 1982-01-14 | 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 (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58120434A (ja) |
| KR (1) | KR880002067B1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60248879A (ja) * | 1984-05-23 | 1985-12-09 | Toshiba Tungaloy Co Ltd | 表面被覆硬質合金及びその製造方法 |
| JPS6248408A (ja) * | 1985-08-23 | 1987-03-03 | Mitsubishi Metal Corp | すぐれた耐摩耗性と靭性を具備するサ−メツト製切削工具 |
| JPS63125637A (ja) * | 1986-11-17 | 1988-05-28 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 切削工具用サ−メツトチツプ |
-
1982
- 1982-01-14 JP JP57003486A patent/JPS58120434A/ja active Granted
- 1982-09-28 KR KR8204361A patent/KR880002067B1/ko active
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60248879A (ja) * | 1984-05-23 | 1985-12-09 | Toshiba Tungaloy Co Ltd | 表面被覆硬質合金及びその製造方法 |
| JPH0582471B2 (ja) * | 1984-05-23 | 1993-11-19 | Toshiba Tungaloy Co Ltd | |
| JPS6248408A (ja) * | 1985-08-23 | 1987-03-03 | Mitsubishi Metal Corp | すぐれた耐摩耗性と靭性を具備するサ−メツト製切削工具 |
| JPH0530881B2 (ja) * | 1985-08-23 | 1993-05-11 | Mitsubishi Materials Corp | |
| JPS63125637A (ja) * | 1986-11-17 | 1988-05-28 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 切削工具用サ−メツトチツプ |
| JPH0617533B2 (ja) * | 1986-11-17 | 1994-03-09 | 日本特殊陶業株式会社 | 切削工具用サ−メツトチツプ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR880002067B1 (ko) | 1988-10-14 |
| KR840001454A (ko) | 1984-05-07 |
| JPH0133289B2 (ja) | 1989-07-12 |
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