JPS59115103A - 表面被覆切削工具 - Google Patents
表面被覆切削工具Info
- Publication number
- JPS59115103A JPS59115103A JP22273582A JP22273582A JPS59115103A JP S59115103 A JPS59115103 A JP S59115103A JP 22273582 A JP22273582 A JP 22273582A JP 22273582 A JP22273582 A JP 22273582A JP S59115103 A JPS59115103 A JP S59115103A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- base material
- cutting tool
- less
- phase
- formula
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C30/00—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process
- C23C30/005—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process on hard metal substrates
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】
Ｗａ基の超硬合金を母材として、その表面にＡｔ２０
、ＴｉＣ，ＴｉＮ 、、 Ｔｉ （ＯＮ）等の７〜２
０μｍの被縫層を７層もしくは２層以上被覆した表面被
覆切削工具は、切削速度がおおよそ７００ ｍ／ｍｉｎ
以下の切削速度領域において、耐摩耗性に非常に優れた
切削工具として使用されている。
、ＴｉＣ，ＴｉＮ 、、 Ｔｉ （ＯＮ）等の７〜２
０μｍの被縫層を７層もしくは２層以上被覆した表面被
覆切削工具は、切削速度がおおよそ７００ ｍ／ｍｉｎ
以下の切削速度領域において、耐摩耗性に非常に優れた
切削工具として使用されている。
一方、切削工具に要求される切削速度は、加工時間短縮
をはかるために、ますます高速度が要求されるようにな
ってきており、鋼切削においてすら従来の、２００ ｍ
／ｍｉｎ程度から７０００ ｍ／ｍｉｎ以上が要求され
るようになってきている。そのためかくる高速度領域に
おいてより耐摩耗性の高い切削工具が要求されるように
なっている。
をはかるために、ますます高速度が要求されるようにな
ってきており、鋼切削においてすら従来の、２００ ｍ
／ｍｉｎ程度から７０００ ｍ／ｍｉｎ以上が要求され
るようになってきている。そのためかくる高速度領域に
おいてより耐摩耗性の高い切削工具が要求されるように
なっている。
従来の表面被覆切削工具は、その母材に、所定の強靭性
を保持させるために、硬質相を結合する金属、例えばＣ
Ｏの金属量が相当量必要である。
を保持させるために、硬質相を結合する金属、例えばＣ
Ｏの金属量が相当量必要である。
このため、鋼切削時において切削速度が１０００ ｍ／
ｍｉｎのような高速切削時には、工具刃先が高温、高圧
力下において塑性変形してしまい、工具寿命が著しく短
かくなって、実用に耐えなかった。
ｍｉｎのような高速切削時には、工具刃先が高温、高圧
力下において塑性変形してしまい、工具寿命が著しく短
かくなって、実用に耐えなかった。
高温高圧下において塑性変形の小さい切削工具として、
ＡｔＯに若干のＭｇＯを加えて焼結した、 ３ いわゆる酸化物セラミック焼結体が存在している。
ＡｔＯに若干のＭｇＯを加えて焼結した、 ３ いわゆる酸化物セラミック焼結体が存在している。
か＼る酸化物セラミック焼結体は熱伝導率が低いことな
どからいわゆる熱衝撃抵抗が低く、表面被覆切削工具の
母材としては満足すべきものとは云えない。
どからいわゆる熱衝撃抵抗が低く、表面被覆切削工具の
母材としては満足すべきものとは云えない。
そこで本発明は、熱伝導率の良好な炭化物、窒化物の焼
結体を結合金属を有しないか、硬質相を結合する金属量
を従来より小なくして高温高圧下における塑性変形を小
さくしたものを母材とした以下に説明する表面被覆切削
工具を提案するものである。
結体を結合金属を有しないか、硬質相を結合する金属量
を従来より小なくして高温高圧下における塑性変形を小
さくしたものを母材とした以下に説明する表面被覆切削
工具を提案するものである。
本発明の表面被覆切削工具は、
［Ｔｔ（ｗ及び又はＭＯ））（ＯＮ）
Ａ Ｅ ｕ
ｖＺで、Ａ ＋ Ｂ −／、Ｕ＋Ｖ＝／、ｏ、ｇ≦２≦
／、ｏ１θ、コ≦Ａ≦ｏ、ｇｏ 、 ０．−〇≦Ｂ≦
ｏ、ｇｏ、 ｏ、ｓｏ≦Ｕ≦０．灯、０．０５≦Ｖ≦
Ｏ，ＳＯ なる分子式で表わされ、組織中にｗｅ相とＮａ０１型の
結晶構造とが存在している合金を母材としたものである
。
ｖＺで、Ａ ＋ Ｂ −／、Ｕ＋Ｖ＝／、ｏ、ｇ≦２≦
／、ｏ１θ、コ≦Ａ≦ｏ、ｇｏ 、 ０．−〇≦Ｂ≦
ｏ、ｇｏ、 ｏ、ｓｏ≦Ｕ≦０．灯、０．０５≦Ｖ≦
Ｏ，ＳＯ なる分子式で表わされ、組織中にｗｅ相とＮａ０１型の
結晶構造とが存在している合金を母材としたものである
。
表面被覆切削工具といえども、切削時には被覆層の剥離
や摩耗の結果、母材そのもので切削することもありうる
為、母材そのものの耐摩耗性が重要である。従ってＡが
０．２未満、Ｂがθ０ｇｏより大 ｊであると耐摩耗性
に劣り、Ａがｏ、ｇｏより大で、Ｂ ・が０．２０未
満であると組織中にｗｃ相が存在せず、強度不足となり
、欠けやすくなる。ＵがＯ，ＳＯ未満、■が０．ＳＯよ
り大であると、焼結性を害し、Ｕが０．５より大で、Ｖ
がＯ，ＯＳ未満であると粒度が粗くなり、耐摩耗性、機
械的強度の両者とも劣る結果となる。Ｚは金属元素に対
する非金属元素のモル比であり、０８ｇ以下では脆い相
が存在し、７．０以上であると、遊離炭素が生じてしま
う。
や摩耗の結果、母材そのもので切削することもありうる
為、母材そのものの耐摩耗性が重要である。従ってＡが
０．２未満、Ｂがθ０ｇｏより大 ｊであると耐摩耗性
に劣り、Ａがｏ、ｇｏより大で、Ｂ ・が０．２０未
満であると組織中にｗｃ相が存在せず、強度不足となり
、欠けやすくなる。ＵがＯ，ＳＯ未満、■が０．ＳＯよ
り大であると、焼結性を害し、Ｕが０．５より大で、Ｖ
がＯ，ＯＳ未満であると粒度が粗くなり、耐摩耗性、機
械的強度の両者とも劣る結果となる。Ｚは金属元素に対
する非金属元素のモル比であり、０８ｇ以下では脆い相
が存在し、７．０以上であると、遊離炭素が生じてしま
う。
なお、該炭窒化物固溶体中の非金属元素の一部を酸素で
置換しても本発明の効果は変わらない。
置換しても本発明の効果は変わらない。
また炭窒化物中のＴｉの３０原子％以下をＴａ、Ｎｂの
うちの７種又は２種で置換えると、母材合金の高温強度
を向上させうるとともに、結合相とのぬれ性を改善する
。３０原子％以上であると、高温耐摩耗性が低下する。
うちの７種又は２種で置換えると、母材合金の高温強度
を向上させうるとともに、結合相とのぬれ性を改善する
。３０原子％以上であると、高温耐摩耗性が低下する。
表面被覆切削工具の炭窒化物母材は、焼結助材としてＦ
ｅ、ＣｏＸＮｉ、Ｏｒ、Ｍｏ、Ｗのうちの少なくとも一
つを合金全体のダ体積％以下含有させると、炭窒化物の
焼結性を改善することができる。ダ体噴％より多いと、
高速切削時に塑性変形しやすくなり、それに起因する摩
耗が大きくなる。
ｅ、ＣｏＸＮｉ、Ｏｒ、Ｍｏ、Ｗのうちの少なくとも一
つを合金全体のダ体積％以下含有させると、炭窒化物の
焼結性を改善することができる。ダ体噴％より多いと、
高速切削時に塑性変形しやすくなり、それに起因する摩
耗が大きくなる。
前記母材に被覆する被覆層としては、切削速度が１０θ
Ｑ ｍ／ｍｉｎという高速切削時において表面被覆切削
工具の被覆層として要求される周知の緒特性である高温
硬度が高いこと、耐酸化性に富むこと、熱伝導率が低い
こと、被削材と著しく反応しないことなどからＡ７！Ｏ
、ＺｒＯなどの酸化物、特にｈｔ２２ ３
２ ０ が好ましく該被覆層のうち少なくとも７層は、ＡＩ
Ｏで且つその膜厚は０，７〜２０μｍがよい。そ３ の厚さが０．７μｍ以下では効果が乏しく、２０μｍ以
上では強度低下の為好ましくない。又、表面被覆層たる
Ａｔ 、 Ｏと該母材との間に、接着強度を向上３ させるために、ＩＶａ族、ｖａ族、■ａ族金属の７種以
上の炭化物、窒化物、酸化物、硼化物からなる群より選
んだ７種以上の化合物、固溶体及び又は混合物を介在さ
せうる。
Ｑ ｍ／ｍｉｎという高速切削時において表面被覆切削
工具の被覆層として要求される周知の緒特性である高温
硬度が高いこと、耐酸化性に富むこと、熱伝導率が低い
こと、被削材と著しく反応しないことなどからＡ７！Ｏ
、ＺｒＯなどの酸化物、特にｈｔ２２ ３
２ ０ が好ましく該被覆層のうち少なくとも７層は、ＡＩ
Ｏで且つその膜厚は０，７〜２０μｍがよい。そ３ の厚さが０．７μｍ以下では効果が乏しく、２０μｍ以
上では強度低下の為好ましくない。又、表面被覆層たる
Ａｔ 、 Ｏと該母材との間に、接着強度を向上３ させるために、ＩＶａ族、ｖａ族、■ａ族金属の７種以
上の炭化物、窒化物、酸化物、硼化物からなる群より選
んだ７種以上の化合物、固溶体及び又は混合物を介在さ
せうる。
又、これら被覆層の最外層を黄金色とし被覆工具である
こと、使用コーナーと不使用コーナーの識別性を与える
目的、あるいはＡ７０ よりも熱膨 ３ 張係数の大なる被覆層を施し、これによって該Ａｌ２Ｏ
に冷却時に圧縮応力をかけ、切削寿命を延長する目的な
どから窒化チタンを被覆しうる。
こと、使用コーナーと不使用コーナーの識別性を与える
目的、あるいはＡ７０ よりも熱膨 ３ 張係数の大なる被覆層を施し、これによって該Ａｌ２Ｏ
に冷却時に圧縮応力をかけ、切削寿命を延長する目的な
どから窒化チタンを被覆しうる。
なお、被覆層の形成方法としては、化学蒸着法、プラズ
マ化学蒸着法、イオンブレーティング法、スパッタリン
グ法などが考えられるが、それ等に眼前されないことは
云うまでもない。
マ化学蒸着法、イオンブレーティング法、スパッタリン
グ法などが考えられるが、それ等に眼前されないことは
云うまでもない。
以下実施例で詳しく説明する。
実施例／
市販のＴｉｎＸＴｉｅ、Ｔｉ（ＯＮ ） 、Ｗｏ、 Ｍ
ｏ Ｏ。
ｏ Ｏ。
δ ５ ２Ｔａｇ、
ＮｂＯ，Ｃ！ｏＳＮｉ、 Ｗ粉末を配合し、アセトンを
加えて超硬ボールを用い、ステンレス製ボールミルによ
り湿式混合した。この混合粉末に対しカンファーを３重
量％加えて２ ｔｏｎ／Ｑｎｂで型押した。
ＮｂＯ，Ｃ！ｏＳＮｉ、 Ｗ粉末を配合し、アセトンを
加えて超硬ボールを用い、ステンレス製ボールミルによ
り湿式混合した。この混合粉末に対しカンファーを３重
量％加えて２ ｔｏｎ／Ｑｎｂで型押した。
これを／４１３０ Ｃにて／θ Ｔｏｒｒで焼結を行な
った。
った。
得られた合金の組成を表／に示す。Ａ、Ｅ、Ｏの合金に
ついてＸ線回折を行なった結果、組織中にＷａ相とＮａ
０ｌ型結晶が存在していることを確認した。Ａの合金に
は、化学蒸着法にてＴｉｃＮを３μｍ被覆した後、最外
層にＡｔ Ｏを５μｍ被覆した。Ｂ ３ の合金には化学蒸着法にてＴＩＮを３μｍ被覆し、更に
その上にＴｉＯを２μｍ被覆しミ最外層にＡＪ Ｏを
３ 左μｍＭ：＆した。Ｃの合金には、化学蒸着法でＴｉＯ
をグμｍ被覆し、その上に最外層としてプラズマ化学蒸
着法でＡ１２ｏ３を２μｍ被覆した。比較品りは、１５
０Ｍ１０超硬合金を母材として、化学蒸着法で一μｍ
ＴｉＣを被覆し、その上に最外層としてＡｔ 。
ついてＸ線回折を行なった結果、組織中にＷａ相とＮａ
０ｌ型結晶が存在していることを確認した。Ａの合金に
は、化学蒸着法にてＴｉｃＮを３μｍ被覆した後、最外
層にＡｔ Ｏを５μｍ被覆した。Ｂ ３ の合金には化学蒸着法にてＴＩＮを３μｍ被覆し、更に
その上にＴｉＯを２μｍ被覆しミ最外層にＡＪ Ｏを
３ 左μｍＭ：＆した。Ｃの合金には、化学蒸着法でＴｉＯ
をグμｍ被覆し、その上に最外層としてプラズマ化学蒸
着法でＡ１２ｏ３を２μｍ被覆した。比較品りは、１５
０Ｍ１０超硬合金を母材として、化学蒸着法で一μｍ
ＴｉＣを被覆し、その上に最外層としてＡｔ 。
３
を３μｍ被覆した。
表コに切削試験の結果を示す。
表 ／
表 ２
（切削条件） 被削材ｉ ＳＣ！Ｍグ３５切削速度；乙
００ ｍ／ｍｉｎ 送り；θ、２３ｍｗ’回転 切込み；コ鴎 時間：、２０ｍ１ｎ 本発明品ＡＳＢ、Ｏが、比較品りに比べはるかに優れた
耐摩耗性を示すことがわかる。
００ ｍ／ｍｉｎ 送り；θ、２３ｍｗ’回転 切込み；コ鴎 時間：、２０ｍ１ｎ 本発明品ＡＳＢ、Ｏが、比較品りに比べはるかに優れた
耐摩耗性を示すことがわかる。
実施例λ
表 ３
実施例／と同様の方法で表３に示す組成の合金を作成し
、表３に示す被覆を行ない、実施例／の中の比較品りと
比較した。
、表３に示す被覆を行ない、実施例／の中の比較品りと
比較した。
切削条件は実施例／と同様で、本発明品Ｅ −Ｌまでは
、フランク摩耗量がｏ、３ｏｍｍ以下であったが、比較
品りは０．３３ｍｍであった。
、フランク摩耗量がｏ、３ｏｍｍ以下であったが、比較
品りは０．３３ｍｍであった。
出願人 住友電気工業株式会社
代理人 弁理土中村勝成 ’＋
Claims (4)
- （１）（Ｔｉ （Ｗ及び又はＭＯ））（ＯＮ）Ａ
Ｂ ｕＶ
Ｚ（但し式中Ａ 十Ｂ −／、ｕ 十ｖ ｍ ／、θ１
ｇ≦２≦／、０．０．２≦Ａ≦０．ｇＸＯ，２≦Ｂ≦ｏ
、ｇ 、 ｏ、ｓｏ≦Ｕ≦０．９５．０．０９≦Ｖ≦Ｏ
，ＳＯなる関係を有する）なる分子式で表わされ、組織
中にｗＣ相とＮａＣ１型結晶構造をもつ高融点金属の炭
窒化物固溶体とからなる合金を母材とし、その表面に少
なくとも７層の０．７〜２０μｍの厚さを有するＡ／
０ ３ 被覆層を含む単数又は複数の被覆層を有することを特徴
とする表面被覆切削工具。 - （２） （’ｒｉＡ（ｗ及び又はＭＯ）Ｂ）（ＯｕＮ
ｖ）２（但し式中Ａ −１−Ｂ −／、ｕ ＋ ｖ −
／、ｏ、ｇ≦２≦八〇、へ、、：２≦Ａ≦ｏ、ｇ 、
ｏ、、２≦Ｂ≦θ０ｇ１ θ、ＳＯ≦Ｕ≦０．９！ｒ
、 ０．０３≦Ｖ≦Ｏ，ＳＯなる関係を有する）なる分
子式で表わされ、組織中にＷＯ相とＨａｃｌ型結晶構造
をもつ高融点金属の炭窒化物固溶体とからなる合金を母
材とし、その表面に少なくとも７層の０．１〜．２０μ
ｍの厚さを有するｋｌ ０ ３ 被覆層を含む単数又は複数の被覆層を有し、前記母材が
Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎ１、Ｏｒ：、Ｍｏ、Ｗのうちの少なくと
も一つを、焼結助材としてダ体積％以下含有することを
特徴とする表面被覆切削工具。 - （３） （Ｔ１（ｗ及び又はＭｏ ） Ｂ） （Ｃｕ
Ｎｖ ）ｚ（但し式中Ａ 十Ｂ −＝ ／、ｕ＋ｖ−／
、ｏ、ｇ≦２≦／、０．０．２≦Ａ≦ｏ、ｇ 、 ｏ、
、２≦Ｂ≦ｏ、ｇ 、 ｏ、ｓｏ≦Ｕ≦０．灯、Ｏ，Ｏ
Ｓ≦Ｖ≦ｏ、ｇｏなる関係を有する）なる分子式で表わ
され、組織中にＷＯ相とＮａｐ／！型結晶構造をもつ高
融点金属の炭窒化物固溶体とからなる合金を母材とし、
その表面に少なくとも７層の０．７〜２０μｍの厚さを
有するＡ１０ ３ 被覆層を含む単数又は複数の被ＭＮを有し、前記式中の
Ｔ１の３０原子％以下が’Ｉ”ａ、Ｎｂの一方又は両方
で置換されていることを特徴とする表面被覆切削工具。 - （４） （Ｔｉ（ｗ及び又はＭＯ））（ＯＮ）Ａ
Ｂ
ｕｖ ｚ（但し式中Ａ 十Ｂ −／、ｕ 十ｖ ｘ
／、θ１ｇ≦２≦０、／、Ｏ，コ≦Ａ≦０．ｇ、０．
２≦Ｂ≦Ｏ６ざ、０．５θ≦Ｕ≦０．灯、０．０３≦Ｖ
≦０．３０なる関係を有する）なる分子式で表わされ、
組織中にＷＣ相とＮａｐ／！型結晶構造をもつ高融点金
属の炭窒化物固溶体とからなる合金を母材とし、その表
面に少なくとも７層の０．７〜，１０μｍの厚さを有す
るＡｌ２Ｏ３被覆層を含む単数又は複数の被覆層を有し
、前記式中のＴ１の３０原子％以下がＴａＸＮｂの一方
又は両方で置換されており、前記母材がＦｅ、Ｃｏ。 Ｎ１、Ｏｒ、Ｍｏ、Ｗのうちの少なくとも一つを焼結助
材としてり体積％以下含有することを特徴とする表面被
覆切削工具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22273582A JPS59115103A (ja) | 1982-12-17 | 1982-12-17 | 表面被覆切削工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22273582A JPS59115103A (ja) | 1982-12-17 | 1982-12-17 | 表面被覆切削工具 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59115103A true JPS59115103A (ja) | 1984-07-03 |
Family
ID=16787074
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22273582A Pending JPS59115103A (ja) | 1982-12-17 | 1982-12-17 | 表面被覆切削工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59115103A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4971485A (en) * | 1989-01-26 | 1990-11-20 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Cemented carbide drill |
-
1982
- 1982-12-17 JP JP22273582A patent/JPS59115103A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4971485A (en) * | 1989-01-26 | 1990-11-20 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Cemented carbide drill |
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