JPS5938376A - 高速切削用工具 - Google Patents

高速切削用工具

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JPS5938376A
JPS5938376A JP14791682A JP14791682A JPS5938376A JP S5938376 A JPS5938376 A JP S5938376A JP 14791682 A JP14791682 A JP 14791682A JP 14791682 A JP14791682 A JP 14791682A JP S5938376 A JPS5938376 A JP S5938376A
Authority
JP
Japan
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thickness
aluminum oxide
coating layer
layer
aluminum
Prior art date
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Pending
Application number
JP14791682A
Other languages
English (en)
Inventor
Hidetoshi Baba
馬場 英俊
Hiroshi Tanaka
博 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Tokushu Togyo KK
Niterra Co Ltd
Original Assignee
NGK Spark Plug Co Ltd
Nippon Tokushu Togyo KK
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NGK Spark Plug Co Ltd, Nippon Tokushu Togyo KK filed Critical NGK Spark Plug Co Ltd
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Publication of JPS5938376A publication Critical patent/JPS5938376A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C30/00Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process
    • C23C30/005Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process on hard metal substrates

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は旋盤削り、フライス盤削りなどに使用する切
削工具の表面に、硬質材料の被覆を施した高速切削用工
具に係゛す、従来周知の硬質被復調を施した高速切削用
工具に比し高速切削に於いて優れた耐摩耗性と靭性をも
った高速切削用工具を提供することを目的とするもので
ある。
従来こうした高速切削用工具には酸化アルミニウムおよ
び/または炭化チタンを主体とするセラミック工具が用
いられてきたが、これらのセラミック工具は高速切削で
耐摩耗性が高いか靭性に乏しい欠点があり、例えば重切
削に於けるように、刃先に大きな荷重がかかる場合に於
いて欠は易い難点があった。これに対し靭性はあるが高
速切削で耐摩耗性の乏しい超硬合金に対し、この表面に
耐摩耗性のチタン等の炭化物や窒化物を被覆した工具が
従来の被覆層をもたない超硬合金に比し、優れた耐摩耗
性をもつことが知られているが、150〜200 n+
 /分取上の高速切削に於いては耐摩耗性がセラミノク
工具に比しなお劣っていた。また前記チタン等の炭化物
や窒化物の被覆を施した上に更に耐摩耗性の高い酸化ア
ルミニウムや酸化ジルコニウムの被覆を設けた二重被覆
層をもつ切削用工具も開発されたが超硬合金に被覆した
チタン等の炭化物や窒化物と酸化アルミニウムとのこれ
ら2つの屓の基本的な化学的結合様式の違いにより化学
的親和性が乏しく、結合強度が十分に得られないために
、重切削に用いた場合、被覆、層の剥離や異常摩耗等が
起こって酸化物本来の耐摩耗性が十分に発揮できない等
の問題があった。
さらに最外層に酸化アルミニウムを被覆した場合に刃先
を形成するコーナ一部分が取扱時や切削初期に刃こぼれ
を生しやすく、また表面が黒色となるため使用時に未使
用コーナーと使用済みコーナーの判別がしにくい欠点が
あった。
本発明はかかる耐摩耗性材料の被覆を施した切削工具の
欠陥を改良し、超硬工具表面に強靭で耐摩耗性の強い被
覆層を設けた高速切削用工具を提供するもので、超硬合
金よりなる基体上に0.5〜5μの厚みをもつ窒化アル
ミニラJ1および/または酸窒化アルミニウムの被mP
を設け、その外側に0.5〜5μの厚みをもつ酸化アル
ミニウムの被覆層を設け、さらにその外側に0.5〜5
μの厚みをもつ窒化チタンよりなる第3被ri1.屓(
以下第3層と記す)これら3つの被rB、層の厚みの合
計が1.5〜10μであることを特徴とした高速切削用
工具を要旨とするものである。
ここで超硬合金基体と酸化アルミニウムの被覆層(以下
第2層と記す)との間に窒化アルミニウムまたは酸窒化
アルミニウムの被rH,層(以下第1Mと記す)を設け
たのは上記基体と内層の化学的親和性および内層と第2
層の化学的親和性が超硬合金と酸化アルミニウムの化学
的親和性より高く、また窒化アルミニウムまたは酸窒化
アルミニウムの熱伝導率や靭性が高いことと相まって刃
先の急激な温度変化による損傷を防ぎ、酸化アルミニウ
ムのもつ本来の高い耐熱性と耐摩耗性をもった硬質被覆
層を設けることが可能となったのである。そして第1層
の厚さを0.5〜5μとしたのは、0.5μ以下では上
記の如き酸化アルミニウムの第2層を超硬合金基体に結
合する能力が十分でなく、5μを超えると熱膨張の差に
起因する層間内部応力を増大させ、剥離、異常摩耗等を
誘発し易いためである。
そして好ましくは1〜2μの範囲が望ましい。
次に第2屑として酸化アルミニウムを選んだのは、これ
がセラミノクエ其として高速切削工具に用いられること
がらも判るように、硬度、耐熱性、耐摩耗性が寓温は勿
論、高温に於いても極めて高いためである。またこの厚
みは0.5μ以下では耐摩耗性向上の効果が乏しく5μ
以上になると耐摩耗性は大きいが基体と内層の間の熱膨
張の差による内部応力のために、剥離、異常摩耗等を起
し易く却って工具寿命を短縮する。
そして好ましくは、1〜2μの範囲が望ましい。
次に最外層である第3層に窒化チタンを選んだのは被f
itJffとして選ばれる硬質材料の中できわめて靭性
が大きいためであり、さらに窒化チタンは黄金色のあざ
やかな色調をもっているためスローアウェイチップとし
て用いた場合未使用コーナーと使用済コーナーが明瞭に
区別できる利点をもっているからである。この厚みは0
,5μ未満では酸化アルミニウム層のチッピング防止の
効果がなく、5μを超えると逆に切削時に刃先が高温と
なった場合に溶着が生した磨耗を促進する。この範囲は
1〜2μがより望ましい。
また前記第1層、第2層および第3層の厚みの合計は、
1.5μ以下では耐摩耗性が余り向上セず、10μ以上
では断続切削時の機械的衝撃に弱く剥離や異常摩耗を起
し易い。そして好ましくは3〜6μの範囲が望ましい。
被ri層を設けるには化学蒸着法又は気相蒸着法と呼ば
れ、一般にCV D (Chemical  Vapo
rDeposi Lion)と称される公知の方法で行
われるが、イオン・ブレーティング法など他の方法でも
良い。
実施例1 本発明の1実施例を第1図によって説明すると、ステン
レス製反応容器1の中に超硬合金基体(JISM20.
5NP432 ) 2を装填し約1100°Cに加熱し
た後、ガスポンへ3a、3bより導いたN2およびN2
の混合ガスと蒸発装置4により蒸発させたAlCl3の
混合ガスを反応容器中に2時間流入した。この時のV器
内圧力は20Torrである。
この混合ガスの前記三成分混合割合は、N245%、N
245%、^ICI、 10%である。これにより超硬
合金の表面に約5μの厚さをもつ窒化アルミニウムの第
1層を析出させることができた。この後前記混合ガスの
流入を停止し次に8259%、0030%、Co、 3
%、^IcI、 8%の混合ガスを1.5時間流入する
ことにより1.5 μの厚さをもつ酸化アルミニウムの
第2Mを窒化アルミニウムの第1層の上に析出した。さ
らに、この後前記混合ガスの流入を停止し、ガスボンへ
7a、7bより導いたN2およびN2.の混合ガスと蒸
発装置8により蒸発させたT r Cl t、の混合ガ
スを反応容器中に1.5時間流入した。この時の容器内
圧力は500Torrで混合ガスの前記三成分の混合割
合はN232%、N260%、TlC1%8%である。
これにより1.5μの厚みをもつ窒化チタンの第3層を
酸化アルミニウムの第2層の上に析出した。このチップ
の第1層と第2層の間には少量の酸窒化アルミニウムが
存在することがX線回折およびX線マイクロアナライザ
ーによる線分析で認められた。この工具をNo、 lと
する。次に上記装置にて同じ超硬合金基体を装填し先ず
N230%、N229%、AlCl、 13%、CO□
28%の混合ガスを通し、1100°Cで50Torr
の真空密度で1.5時間保ち、5μの酸窒化アルミニウ
ムの薄層を析出し、次にNO61で第2層に酸化アルミ
ニウムを被覆したのと同し方法で酸化アルミニウムを1
.5μと窒化チタンを1μの厚さに析出させ、X線回折
およびX線マイクロアナライザーの線分析により確認し
た。これをNo、 2とする。その一部切欠き斜視図を
第2図に示す。2は超硬合金基体、2aは第1層、2b
は第2屓、2cは第3層である。
このようにして得られた本発明による工具を、NO,1
,No、2において窒化チタンの第3層を被覆していな
い工具No、3. No、4および厚さ5μの炭化チタ
ンのWlritと厚さ1.5μの酸化アルミニウム被覆
を上記方法で施した超硬合金工具No、5と、従来より
用いられてきたセラミノク工具 N。
、6き共に下記の条件で比較切削テストを行ない逃げ面
の最大摩耗またはカケ、チッピングによる損傷が0.3
■宵になる迄の時間で表した工具寿命を比較した結果を
第1表に示す。
第1表 切削条件 被削材   JISFC−20鋳鉄棒 (120鶴φX400mff) 切削速度  300m/分 切り込み  2■自 送     リ     0.35mm/rev第1表
の如く、従来の方法による第1層に炭化チタンと外層に
酸化アルミニウムの被覆を施したNo、5は摩耗が少な
く21分で0.3Nの摩耗を示したが少々界雷摩耗があ
り未だ満足できるものではなく、またセラミソク工具N
006は僅が2分で刃先にチッピングを起こすことによ
り逃げ面の損傷が0.3Bとなって寿命がなくなった。
また内層に窒化アルミニウムと外層に酸化アルミニウム
の被覆のみを施したNo、3および内層に酸窒化アルミ
ニウムと外層に酸化アルミニウムの被覆のみを施したN
o、4はNo、5に較べると摩耗は少ないが、欠けや界
雷摩耗がわずかに観察された。
これに対して本発明は欠けや異常摩耗もなくTiNの第
3被覆層を持たないNo、3やNO44の1.5倍の切
削寿命を示したのに加え、使用済みコーナーと未使用コ
ーナーの判別が容易にできることから、本発明が切削加
工上、極めて有利に利用できる切削工具を提供すること
ができるものであることが確認された。
なお、本実施例ではCVD法による被覆法のみを示した
が、本発明はCVD法に拘束されることなく 、PVD
と呼ばれる物理蒸着法またはスパッタリング等によって
も被覆することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例に使用したCVD装置の概略図
、第2図は本発明チップの一部切欠斜視図である。 1・・・・ステンレス製CVD反応容器、2・・・・超
硬合金基体、3a、3b、3c  7a、7b、7cm
1着に用いるガスボンへ、4.8・・・・蒸着物質の蒸
発装置、5・・・・反応容器1の加熱炉、6・・・・真
空ポンプ第2図 手続補正書(方式) %式% 1、事件の表示 昭和57年特許願第147916号 2、発明の名称 高速切削用工具 3.1’iti正をする者 事件との関係  特許出願人 郵便番号    467−91 名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 (連絡先 東京営業所508−1251 )4、補正命
令の日付(発送日) 5、補正の対象 6、補正の内容 別紙の通り

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ■) 超硬合金よりなる基体の表面に硬質材料の被覆を
    施した高速切削用工具において、基体上に0.5〜5μ
    の厚みをもつ窒化アルミニウムおよび/または酸窒化ア
    ルミニウムよりなる第1被ri屑を設け、その外側に0
    .5〜5μの厚みをもつ酸化アルミニウムよりなる第2
    被覆層を設け、更にその外側に0.5〜5μの厚みをも
    つ窒化チタンよりなる第3被覆屓を設けこれら3つの被
    覆層の厚みの合計が1.5〜10μであるごとを特徴と
    した高速切削用工具。 2) 前記窒化アルミニウムおよび/または酸窒化アル
    ミニウムの被ril屓の厚みが1〜2μであり、酸化ア
    ルミニウムの被覆層の厚みが1〜2μであり、窒化チタ
    ンの被flfiの厚みが1〜2μでありこれら3つの被
    覆屑の厚みの合計が3〜6μである特許請求の範囲第1
    項記載の高速切削用工具。
JP14791682A 1982-08-26 1982-08-26 高速切削用工具 Pending JPS5938376A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61168577A (ja) * 1985-01-21 1986-07-30 住友電気工業株式会社 セラミツクス複合部材
JPS62150006U (ja) * 1986-03-13 1987-09-22
JPS63229203A (ja) * 1987-03-13 1988-09-26 Mitsubishi Metal Corp 表面被覆超硬合金製切削工具
US20100150677A1 (en) * 2006-01-17 2010-06-17 Hitoshi Yamaguchi Rotary Cutting Tool and Method For Manufacturing Such a Rotary Cutting Tool

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52100376A (en) * 1976-02-20 1977-08-23 Mitsubishi Metal Corp Coated cutting tip of sintered hard alloy
JPS5429185A (en) * 1977-08-05 1979-03-05 Ngk Spark Plug Co Ltd High-speed cutting tool

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52100376A (en) * 1976-02-20 1977-08-23 Mitsubishi Metal Corp Coated cutting tip of sintered hard alloy
JPS5429185A (en) * 1977-08-05 1979-03-05 Ngk Spark Plug Co Ltd High-speed cutting tool

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61168577A (ja) * 1985-01-21 1986-07-30 住友電気工業株式会社 セラミツクス複合部材
JPH0580434B2 (ja) * 1985-01-21 1993-11-09 Sumitomo Electric Industries
JPS62150006U (ja) * 1986-03-13 1987-09-22
JPS63229203A (ja) * 1987-03-13 1988-09-26 Mitsubishi Metal Corp 表面被覆超硬合金製切削工具
US20100150677A1 (en) * 2006-01-17 2010-06-17 Hitoshi Yamaguchi Rotary Cutting Tool and Method For Manufacturing Such a Rotary Cutting Tool
US8215881B2 (en) * 2006-01-17 2012-07-10 Sakai Threading Tool Co., Ltd. Rotary cutting tool and method for manufacturing such a rotary cutting tool

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