JPS5985860A - 切削工具部品 - Google Patents
切削工具部品Info
- Publication number
- JPS5985860A JPS5985860A JP19708582A JP19708582A JPS5985860A JP S5985860 A JPS5985860 A JP S5985860A JP 19708582 A JP19708582 A JP 19708582A JP 19708582 A JP19708582 A JP 19708582A JP S5985860 A JPS5985860 A JP S5985860A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- group
- base material
- coated
- weight
- cutting tool
- 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
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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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
■技術分野
本発明は、高速度において切削可能な切削工具部品を提
供することにある。
供することにある。
@技術背景
超硬合金母材に、化学蒸着法により、TiC。
T+N、T+ (CN) 、A2B2O7などの1.0
〜lO1θμの薄層を1層もしくはそれ以上被覆した被
覆超硬合金は、従来の超硬合金に比べて、より高速度切
削に耐えうる切削工具部品として広く実用に供している
。しかしながら普通鋼の連続旋削加工において切削速度
が500m/min以上になると、工具刃先温度は14
.00〜1500°Cにも達すると考えられ、2− 超硬合金母材が、短時間で塑性変形をしてしまい実用に
耐えなかった。
〜lO1θμの薄層を1層もしくはそれ以上被覆した被
覆超硬合金は、従来の超硬合金に比べて、より高速度切
削に耐えうる切削工具部品として広く実用に供している
。しかしながら普通鋼の連続旋削加工において切削速度
が500m/min以上になると、工具刃先温度は14
.00〜1500°Cにも達すると考えられ、2− 超硬合金母材が、短時間で塑性変形をしてしまい実用に
耐えなかった。
本発明は、普通鋼の連続旋削加工において切削速度が5
00m/minをこえる領域で、実用可能な切削工具部
品を提供することになる。従来かかる領域は、 1I2
0aT”1IOs/TiC焼結セラミツクによる切削工
具部品しか実用可能ではなかった。
00m/minをこえる領域で、実用可能な切削工具部
品を提供することになる。従来かかる領域は、 1I2
0aT”1IOs/TiC焼結セラミツクによる切削工
具部品しか実用可能ではなかった。
しかも、士ラミックは耐熱衝撃性に劣るため、その実用
範囲はきわめて限られたものであった。
範囲はきわめて限られたものであった。
一方、近年急速に実用に供し出された被覆超硬て400
m/min〜500 m/min といった切削速度
においてセラミックに比べて格段と優れた耐熱衝撃性を
示し広く実用化されている。
m/min〜500 m/min といった切削速度
においてセラミックに比べて格段と優れた耐熱衝撃性を
示し広く実用化されている。
しかしながら普通鋼の連続旋削加工において切削速度が
500 m/minを越える領域では、工具刃先温度が
1゛4.00〜1500’Cにも達すると考えられ超硬
合金母材が短時間で塑性変形してしまい、まったく実用
に耐えなかった。
500 m/minを越える領域では、工具刃先温度が
1゛4.00〜1500’Cにも達すると考えられ超硬
合金母材が短時間で塑性変形してしまい、まったく実用
に耐えなかった。
3−
そこで発明者は、セラミックの高温における耐塑性変形
性と被覆超硬合金のもつ優れた耐熱衝撃性を兼ねそなえ
た切削工具部品ならば、普通鋼の連続旋削において50
0m/min以上の高速度切削に耐えうる切削工具を提
供しうるのではと考えた。
性と被覆超硬合金のもつ優れた耐熱衝撃性を兼ねそなえ
た切削工具部品ならば、普通鋼の連続旋削において50
0m/min以上の高速度切削に耐えうる切削工具を提
供しうるのではと考えた。
O発明の開示
被覆超硬合金において、その超硬合金母材の耐塑性変形
性は、結合金属量によることが知られている。一般に超
硬合金の結合金属として用いられてい乞COの融点が1
4.78℃であり、工具刃先温度が14.00’G−1
500’Cに達することを考えればいかに結合金属量を
減らすかが耐塑性変形性の向上につながるかは、容易に
推察しうる。
性は、結合金属量によることが知られている。一般に超
硬合金の結合金属として用いられてい乞COの融点が1
4.78℃であり、工具刃先温度が14.00’G−1
500’Cに達することを考えればいかに結合金属量を
減らすかが耐塑性変形性の向上につながるかは、容易に
推察しうる。
一方、セラミックの耐熱衝撃性をきわめて低いものにし
ている最大の要因は、A7!208 の熱伝導率がき
わめて低いため実際に切削時に工具内に、急激な温度勾
配が生じるゆえと考えられる。したがって熱伝導率にき
わめて優れたWCをきわめて少量の結合金属を用いて結
合した焼結硬質合金ならば、耐塑性変形性ならびに耐熱
衝撃性に富む切・−4,− 削工具部品を提供しうると考えた。
ている最大の要因は、A7!208 の熱伝導率がき
わめて低いため実際に切削時に工具内に、急激な温度勾
配が生じるゆえと考えられる。したがって熱伝導率にき
わめて優れたWCをきわめて少量の結合金属を用いて結
合した焼結硬質合金ならば、耐塑性変形性ならびに耐熱
衝撃性に富む切・−4,− 削工具部品を提供しうると考えた。
なお、よく知られているよう、にWCは、高温において
耐酸化性が乏しく、被削材との反応性にも富むので、か
かる焼結硬質合金に、耐酸化性に富み、被削材との反応
性のない酸化物の薄層を破)ヴすればよいと考えた。
耐酸化性が乏しく、被削材との反応性にも富むので、か
かる焼結硬質合金に、耐酸化性に富み、被削材との反応
性のない酸化物の薄層を破)ヴすればよいと考えた。
このような考えに従がって、試作を行なったところ予想
どおりの効果が得られた。
どおりの効果が得られた。
なお、本発明において母材たる焼結硬質合金において結
合金属としては、Fe、Co、N、 およびCr、M
o、Wからなる群より選んだ1種以上の金属が好ましく
、その量として4.5重量%以上では、耐塑性変形性の
点で好ましくない。又通常の粉末冶金法によって製造す
ると、ボールミル中にかならず金属が混入するので0.
5重量%以上とした。
合金属としては、Fe、Co、N、 およびCr、M
o、Wからなる群より選んだ1種以上の金属が好ましく
、その量として4.5重量%以上では、耐塑性変形性の
点で好ましくない。又通常の粉末冶金法によって製造す
ると、ボールミル中にかならず金属が混入するので0.
5重量%以上とした。
Ti、Nb、V、Moからなる群から選んだ1種以上の
炭化物および/又は窒化物は、粉末冶金法によって該焼
結硬質合金を焼結する際のWCの粒成長抑制剤として好
ましく、0.1重量%以下では効果が乏しく、25重量
%を越えると、該焼結硬質合金5− の熱伝導率の低下が著しく、耐熱衝撃性の」二で好まし
くない。被覆物質としては、A 71!203. z
r、o、。
炭化物および/又は窒化物は、粉末冶金法によって該焼
結硬質合金を焼結する際のWCの粒成長抑制剤として好
ましく、0.1重量%以下では効果が乏しく、25重量
%を越えると、該焼結硬質合金5− の熱伝導率の低下が著しく、耐熱衝撃性の」二で好まし
くない。被覆物質としては、A 71!203. z
r、o、。
TiO2からなる群より選んだ1種以上の1.0μ〜2
0.0μ の薄層を1層以上被覆することが好ましい。
0.0μ の薄層を1層以上被覆することが好ましい。
1.0μ以下では効果が乏しく20.0μ を越えれば
、強度の低下が著しく好ましくない。なお、該酸化物薄
層と、該焼結硬質合金との中間に接着強度を強化させる
為にTiC,TiNなどを被覆する、ことは良く知られ
ているが、本発明においてもTiC,TiNなどを中間
に被覆することによっても何等効果が変わらないことは
いうまでもない。
、強度の低下が著しく好ましくない。なお、該酸化物薄
層と、該焼結硬質合金との中間に接着強度を強化させる
為にTiC,TiNなどを被覆する、ことは良く知られ
ているが、本発明においてもTiC,TiNなどを中間
に被覆することによっても何等効果が変わらないことは
いうまでもない。
なお、中間の被覆層は、 ■a、Va、■a族金属から
選んだ1種以上の金属元素とB、N、0.Cからなる群
より選んだ1種以上の非金属元素、特にTi。
選んだ1種以上の金属元素とB、N、0.Cからなる群
より選んだ1種以上の非金属元素、特にTi。
Hチ
Zr、bk4− からなる群より選んだ1種以上の金属
元素とB、N、0.Cからなる群より選んだ1種以上の
非金属元素との化合物および/又は混合物の1種以上の
0.1μ〜10.0μの薄層と1層以上被覆することが
好ましく0.1μ 以下では効果が認められず10.0
μ以上では強度の低下が著しく好ましくない。
元素とB、N、0.Cからなる群より選んだ1種以上の
非金属元素との化合物および/又は混合物の1種以上の
0.1μ〜10.0μの薄層と1層以上被覆することが
好ましく0.1μ 以下では効果が認められず10.0
μ以上では強度の低下が著しく好ましくない。
−〇−
以下実施例により本発明の詳細な説明する。
実施例1
平均粒度]、0μ のWCを95重量%、(T i 、
Ta)(CN)を5重量%、計数しステンレス内張のボ
ールミルにて超硬ボールを使用して4日間湿式混合を行
なった。この粉末を通常の粉末冶金法にて型押し、成型
後1600’01時間真空焼結を行なったのち、Ar雰
囲気にて1600’C,,1500気圧にてHIP
処理した。
Ta)(CN)を5重量%、計数しステンレス内張のボ
ールミルにて超硬ボールを使用して4日間湿式混合を行
なった。この粉末を通常の粉末冶金法にて型押し、成型
後1600’01時間真空焼結を行なったのち、Ar雰
囲気にて1600’C,,1500気圧にてHIP
処理した。
得られた合金を化学分析したところFeおよびC0が合
計0.7重量%含まれていた。この合金に公知の化学蒸
着法にて、TICを3,0μ、さらにその−11にA2
B2O7を6.0μ被覆した。この合金にて被削]・」
として535C生ま材を速度1,000 m/min
送り0、18mm/ rev切り込み1.51+++
+1にて10分間切削したところ、フランク摩耗は0.
18m の正常摩耗を示した。比較の為市販の”zo
aを5μ被覆した被覆超硬合金、およびAl2O8/T
ICセラミツクを同一条件で切削したところ被覆超硬合
金は28秒で切刃が溶けてしまいA71208/TiC
七ラミックでは7− 2分25秒で、熱キレンの為に切削不能となった。
計0.7重量%含まれていた。この合金に公知の化学蒸
着法にて、TICを3,0μ、さらにその−11にA2
B2O7を6.0μ被覆した。この合金にて被削]・」
として535C生ま材を速度1,000 m/min
送り0、18mm/ rev切り込み1.51+++
+1にて10分間切削したところ、フランク摩耗は0.
18m の正常摩耗を示した。比較の為市販の”zo
aを5μ被覆した被覆超硬合金、およびAl2O8/T
ICセラミツクを同一条件で切削したところ被覆超硬合
金は28秒で切刃が溶けてしまいA71208/TiC
七ラミックでは7− 2分25秒で、熱キレンの為に切削不能となった。
実施例2
(Ti、Ta) (C,N) 5重量%に、Co
を添加しないもの、2重量%添加したもの、4重量%添
加したもの、6重量%添加したもの、残平均粒度1.0
μのWCを通常の粉末冶金法にて1750℃、1時間真
空焼結したのち、化学蒸着法にてTiCを8μ、続いて
Al2O3を3μ被覆した。Co未添加のものをA、2
重量%添加したものをB、4・重量%添加したものをC
,6重量%添加したものをDとしたとき以下の条件で切
削試験を行なった。
を添加しないもの、2重量%添加したもの、4重量%添
加したもの、6重量%添加したもの、残平均粒度1.0
μのWCを通常の粉末冶金法にて1750℃、1時間真
空焼結したのち、化学蒸着法にてTiCを8μ、続いて
Al2O3を3μ被覆した。Co未添加のものをA、2
重量%添加したものをB、4・重量%添加したものをC
,6重量%添加したものをDとしたとき以下の条件で切
削試験を行なった。
被削材SCM4.35.切削速度600m/min、
送り0.36胴/ム噂、切り込み1.5−0上記の条
件でAは、2分間切削可能であったのに対し、Bは1分
4・8秒間、Cは59秒間、Dは8秒間で刃先が溶けお
ちた。
送り0.36胴/ム噂、切り込み1.5−0上記の条
件でAは、2分間切削可能であったのに対し、Bは1分
4・8秒間、Cは59秒間、Dは8秒間で刃先が溶けお
ちた。
8−
手続補正書
昭和58年7月1g日
1、事件の表示
昭和57年特許願 第197085号
2、発明の名称
切削工具部品
3、補正をする者
事件との関係 特許出願人
住所 大阪市東区北浜5丁目】5番地名称(21
3)住人電気工業r13式会社社長 用上哲部 4、代理人 住所 大阪市此花区島屋1丁目1番3号住友電気
工業株式会社内 (電話 大阪4噛6l−1031) 6、補正の対象 明細1中特許請求の範囲の欄及び発明の詳細な説明の欄
。
3)住人電気工業r13式会社社長 用上哲部 4、代理人 住所 大阪市此花区島屋1丁目1番3号住友電気
工業株式会社内 (電話 大阪4噛6l−1031) 6、補正の対象 明細1中特許請求の範囲の欄及び発明の詳細な説明の欄
。
7、補正の内容
(リ 明細書特許請求の範囲を別紙の通り訂正する。
(2) 回書第5頁下から5行目、
JTi、 Nb、 V、 Mo Jを「Ti + Ta
r Nb+ V+ Mo+W」に訂正する。
r Nb+ V+ Mo+W」に訂正する。
特許請求の範囲
[(1) 結合金属としてFe、 Co+ Niおよ
びCr * h4o 。
びCr * h4o 。
Wからなる群より選んだ1種以上の金属を05〜4.5
重量%、硬質相としてTi、 Ta、 Nb、 V、
Mo、 Wからなる群より選んだ1種以上の金属の炭化
物および/または窒化物@ 0.1〜25重量%、残部
WCからなる焼結硬質合金を母材とし、その表面にA1
20B 、ZrO2・TiO□ からなる群より選んだ
1種以上1.0〜20.0μの薄層を1層以上被覆した
ととを特徴とする切削工具部品。
重量%、硬質相としてTi、 Ta、 Nb、 V、
Mo、 Wからなる群より選んだ1種以上の金属の炭化
物および/または窒化物@ 0.1〜25重量%、残部
WCからなる焼結硬質合金を母材とし、その表面にA1
20B 、ZrO2・TiO□ からなる群より選んだ
1種以上1.0〜20.0μの薄層を1層以上被覆した
ととを特徴とする切削工具部品。
(2)結合金属としてFe、 Co、 NiおよびCr
、Mo+Wからなる群より選んだ1種以上の金属を0.
5〜4.5重量%、硬質相としてTi 、 Ta、 N
b、 V、 Mo 、 Wからなる群より選んだ1種以
上の金属の炭化物および/または窒化物を0.1〜2.
5重量%、残部WCからなる焼結硬質合金を母材とし、
該母材表面に中間層として、T+ + Zr r Hf
からなる群から選んだ1種以上の金属元素と、B、 N
、 O,Cからなる群より選んだ1種以上の非金属元素
との化合物および/または混合物からなる1種以上の薄
層を0.1〜10μの厚みで有し、最外層として、その
中間層表面にAl2O8・Z r O2・T i O2
からなる群より選んだ1種板11.0〜20.0μ の
薄層を1層以上被覆したことを特徴とする切削工具部品
。」 〜29゜
、Mo+Wからなる群より選んだ1種以上の金属を0.
5〜4.5重量%、硬質相としてTi 、 Ta、 N
b、 V、 Mo 、 Wからなる群より選んだ1種以
上の金属の炭化物および/または窒化物を0.1〜2.
5重量%、残部WCからなる焼結硬質合金を母材とし、
該母材表面に中間層として、T+ + Zr r Hf
からなる群から選んだ1種以上の金属元素と、B、 N
、 O,Cからなる群より選んだ1種以上の非金属元素
との化合物および/または混合物からなる1種以上の薄
層を0.1〜10μの厚みで有し、最外層として、その
中間層表面にAl2O8・Z r O2・T i O2
からなる群より選んだ1種板11.0〜20.0μ の
薄層を1層以上被覆したことを特徴とする切削工具部品
。」 〜29゜
Claims (2)
- (1)結合金属としてFe、Co、Ni およびCr
、Mo。 Wからなる群より選んだ1種以上の金属を0.5〜4、
.5重量%、硬質層としてTi 、Nb 、V、Moか
らなる群より選んだ1種以上の金属の炭化物および/ま
たは窒化物を0.1〜25重量%、残部WCからなる焼
結硬質合金を母材とし、その表面にi20.、。 ZrO□、T i02からなる群より選んだ1補具−1
ニー1.0〜20.0μの薄層を1層以上被覆したこと
を特徴とする切削工具部品。 - (2)結合金属としてFe 、Co 、Ni および
Cr、Mo。 Wからなる群より選ん□だ1挿具」二の金属を0.5〜
4.5重量%、硬質層としてTi、Nb、V、Mo か
らなる群より選んだ1種以上の金属の炭化物および/ま
たは窒化物を0.1〜25重量%、残部WCからなる焼
結硬質合金を母材とし、該母材表面に中間層として、T
i 、Zr 、Hf からなる群から選んだ1種−1
,− 以上の金属元素と、B、N、0.Cからなる群より選ん
だ1種以上の非金属元素との化合物および/または混合
物からなる1種以上の薄層を0.1〜10μの厚みで有
し、最外層として、その中間層表面にAA 203 、
ZrO2,T+OBからなる群より選んだ1種以上1.
0〜20.0μ の薄層を1層以上被覆したことを特徴
とする切削工具部品。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19708582A JPS5985860A (ja) | 1982-11-09 | 1982-11-09 | 切削工具部品 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19708582A JPS5985860A (ja) | 1982-11-09 | 1982-11-09 | 切削工具部品 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5985860A true JPS5985860A (ja) | 1984-05-17 |
Family
ID=16368468
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19708582A Pending JPS5985860A (ja) | 1982-11-09 | 1982-11-09 | 切削工具部品 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5985860A (ja) |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US9650714B2 (en) | 2014-12-08 | 2017-05-16 | Kennametal Inc. | Nanocomposite refractory coatings and applications thereof |
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-
1982
- 1982-11-09 JP JP19708582A patent/JPS5985860A/ja active Pending
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