JPS60149775A - 切削工具用表面被覆サ−メツト部材 - Google Patents

切削工具用表面被覆サ−メツト部材

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JPS60149775A
JPS60149775A JP453684A JP453684A JPS60149775A JP S60149775 A JPS60149775 A JP S60149775A JP 453684 A JP453684 A JP 453684A JP 453684 A JP453684 A JP 453684A JP S60149775 A JPS60149775 A JP S60149775A
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JP
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cutting
hard
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oxides
dispersed phase
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JP453684A
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JPS6321751B2 (ja
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Hironori Yoshimura
吉村 寛範
Naohisa Ito
直久 伊藤
Kenichi Nishigaki
賢一 西垣
Katsuaki Anzai
安在 克章
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Mitsubishi Metal Corp
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Mitsubishi Metal Corp
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    • 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

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  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、高靭性および高硬度を有し、さらに特にす
ぐれたl酸化性を有し、かつ耐摩耗性、耐塑性変形性、
および耐衝撃性にもす□ぐれ、したがって、これらの特
性が要求される高速切削に、切削工具として用いた場合
にすぐれた性能を発揮する表面被覆サーメット部材に関
するものである。
近年、加工能率向上のために切削速度の高速化が検討さ
れているが、切削速度を速くすると、切削工具の刃先温
度が上昇し、刃先が摩耗よりは、むしろ高温に起因する
塑性変形によって使用寿命に至る場合が多い。
しかしながら、現在切削工具として実用に供されている
硬質分散相が主として炭化タングステン(以下WCで示
す)や炭化チタン(以下TiCで示す)で構成され、一
方結合相が主として鉄族金属で構成されているWCC超
超硬合金、TiC基サーメットは、刃先温度が1000
℃を越えると急激に軟化するようになるために、これら
のWCC超超硬合金TiC基サーメットは勿論のこと、
これらの表面に硬質被覆層を形成したものにおいても、
その使用条件は刃先温度が10’OO℃を若干上廻る程
度に制限され、刃先温度が1000℃をはるかに越える
温度になる高速切削に供することはできないのが現状で
ある。
また、硬質分散相がT1とWの複合金属炭窒化物(以下
、(Ti、W)CNで示す)で構成され、一方結合相が
W−Mo合金で構成されたサーメットが提案され、この
(Ti、W)CN基サーメットを高速切削用切削工具と
して用いる試みもなされているが、この従来(Ti 、
 W)CN基す−メットは、耐酸化性に劣るものである
だめに、切削速度が250n/min近くになると、摩
耗、特に前切刃の境界摩耗が著しく発達し、短かい使用
寿命しか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、高速切
削に適した切削工具を開発すべく研究を行なった結果、
重量%で(以下係は重量%を示す)、硬質分散相形成成
分として、(Ti、 W) CN 、またばT1と、W
と、元素周期律表のT1を除(4aおよび5a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固溶体
(以下、(Ti 、 M、 W)CNで示す) 10〜
65%、 を含有し、さらに、 同じく硬質分散相形成成分として、AJY、およびZr
の酸化物(以下AQ 2”31 Y2O3+ およびZ
 r 02で示す)のうちの1種まだは2種以上、05
〜10係と、 酸化マグネシウム(以下MgOで示す):0.01〜l
チ、 のいずれか、まだは両方を含有し、残りが結合相形成成
分としてのWと不可避不純物からなる組1災を有するサ
ーメット基体の表面に、− Ti、Zr、およびHfの炭化物、窒化物、炭窒化物。
および炭窒酸化物、並びにAQの酸化物および酸窒化物
(以下、それぞれTiC,ZrC,HfC,TiN。
ZrN、 HfN 、 T1CN 、 ZrCN 、 
HfCN 、 Tj、CNO。
ZrCN0 、 AQ203 、およびAl0Nで示す
)のうちの1種の単層捷だは2種以上の複層からなる硬
質被覆層を形成してなる表面被覆サーメット部材は、高
靭性および高硬度を有し、さらに特にすぐれた耐酸化性
を有し、かつ耐摩耗性、耐塑性変形性。
および耐衝撃性にもすぐれた特性をもつことから、己れ
を切削速度が250m/mia付近の高速切削に使用し
た場合にも、きわめてすぐれた切削性能を著しく長期に
亘って発揮するという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、以下に成分組成を上記の通りに限定した理由を説明
する。
(a) (Ti、 W) CNおよび(Ti、 M、 
W) CNこれらの成分は、主体硬質分散相形成成分で
あって、サーメット基体にすぐれた耐摩耗性と耐塑性変
形性を付与せしめる作用があり、特にT1および/まだ
はWの一部をZr、Hf 、V、Ta、およびNbのう
ちの1種1だけ2種以上で置換した形の(T1゜M、W
)CNにおいては、(Ti、W)ONを含有した場合に
比してサーメット基体の耐塑性変形性が一段と向上する
ようになるが、その含有量が10チ未満では、結合相を
形成する金属Wの素地中にスケルトンを形成することな
く均一に分散してし寸って前記作用を十分に発揮させる
ことができず、一方65%を越えて含有させると、相対
的に結合相の量が減少し、サーメット基体の靭性が劣化
するようになることから、その含有量を10〜65チと
定めた。
(b) AQ 2031 Y2O3+およびZrO2こ
れらの成分は、いずれも分散相形成成分であって、その
ほとんどが素地に均一に分散し、特にサーメット基体の
耐酸化性を向上させるほか、耐摩耗性を向上させる作用
をもつが、その含有量が0、5 %未満では前記作用に
所望の効果が得られず、一方10%を越えて含有させる
と、耐衝撃性および耐塑性変形性が低下するようになる
ことから、その含有量を05〜10チと定めだ。
(c) MgO Mg○成分は、そのほとんどが焼結時に(Ti、W)・
CNまたは(Ti、 M、 W) CN中のCと反応し
て基体のC量を減少させると同時に、焼結性を改善し、
かつそのわずかな量が基体中に残留して耐衝撃性を著し
く向上させる作用をもつが、その含有量が001係未満
では前記作用に所望の効果が得られず、一方その含有量
が1%を越えると、基体にポアが残存し、基体の耐衝撃
性および耐塑性変形性に劣化傾向が現われるようになる
ことから、その含有量を0.01〜1%と定めた。
(a) wおよび不可避不純物 Wは、その一部が硬質相に固溶するが、大部分は結合相
として存在して硬質被覆層と強固に結合し、部材にすぐ
れた耐衝撃性を付与する作用を有するものである。また
、不可避不純物として、MO9Cr、 Fe、Ni 、
 Co、、 Re 、 Pt 、 およびPdなどのう
ちの1種または2種以上を含有しても、それぞれの含有
量が1%以下であれば基体の特性が何ら損なわれるもの
ではない。
さらに、この発明の表面被覆サーメット部材における耐
摩耗性のすぐれた硬質被覆層は、特に基体の構成成分で
あるWとの結合力が強く、基体表面と強固に密着するも
ので、通常の化学蒸着法や物理蒸着法によって形成する
ことができるが、この場合の層厚は、平均層厚で05〜
20μmとするのが望捷しく、これは05μm未満では
所望の耐摩耗性を確保することができず、一方20μm
を越えると部材自体の靭性劣化が著しくなるという理由
によるものである。
つぎに、この発明の表面被覆ザーメット部材を実施例に
より具体的に説明する。
実施例 通常の粉末冶金法にて、それぞれ第1表に示される成分
組成[(T1. w) CNおよび(Ti、、 M、 
W)CNの数字は原子比を示す〕をもったサーメット基
体を製造し、これよりJ I S−8N P 432の
形状をもった切削チップを切出し、ついでこの切削チッ
プの表面に、通常の化学蒸着法および物理蒸着法を用い
て、同じく第1表に示される組成(組成における数字は
原子比を示す)および層厚をもった硬質被覆層を形成す
ることによって本発明表面被覆サーメット部材としての
本発明表面被覆切削チップト19および比較表面被覆サ
ーメット部材としての比較表面被覆切削チップト4を製
造し、さらに基体の成分組成はこの発明の範囲内にある
が、硬質被覆層の形成がない比較切削チップを製造した
。なお、比較表面被覆切削チップト4は、基体の成分組
成がこの発明の範囲から外れた組成をもつものである。
ついで、この結果得られた本発明表面被覆切削チップト
19.比較表面被覆切削チップト4゜および比較切削チ
ップについて、 被削材: JIS−8NCM−8(硬さ:HB270)
、切削速度:250m/限、 送り: 0.36 rrun/ rev、、切込み:1
.5M、 切削時間:10限、 の条件での高速連続切削試験、並びに 被削材: JIS−8NCM−8(硬さ:HB270)
、切削速度:zoom/min、 送り: 0.3 rrun / rev・、切込み13
間、 切削時間;3+=+、 の条件での断続切削試験を行ない、高速連続切削試験で
は、切刃のすくい面摩耗深さと逃げ面摩耗幅を測定し、
まだ断続切削試験では10個の試験切刃のうち、その刃
先に欠損が発生した切刃数を測定した。これらの測定結
果を第1表に合せて示しだ。まだ、第1表には、比較の
目的で、市販のISOのPIOグレードのWCC超超硬
合金製切削チップ以下従来切削チップlという)、Ti
C−104Mo−15%Niの組成を有するTiC基サ
ーメット製切削チップ(以下従来切削チップ2という)
、および前記従来切削チップ1の表面に、内層として平
均層厚゛6μmのTiCを被覆し、さらにその上に表面
層として平均層厚、1μmのAC203を被覆してなる
表面被覆切削チップ(以下従来切削チップ3という)の
上記と同一の切削条件での切削試験結果を示しだ。
第1表に示される結果から、本発明表面被覆切削チップ
ト19は、いずれも上記の厳しい条件での切削試験です
ぐれた耐摩耗性と耐衝撃性を示すのに対して、基体の成
分組成がこの発明の範囲から外れた比較表面被覆切削チ
ップト4は、耐摩耗性および耐衝撃性のうちの少なくと
もいずれかの特性が劣ったものになってお9、また基体
の成分組成はこの発明の範囲内にあるが硬質被覆層の形
成がない比較切削チップはすぐれた耐衝撃性を示すもの
の、耐摩耗性の劣ったものになっている。さらに、従来
切削チップト3は、いずれも切削速度が250m/mi
nの高速になると耐摩耗性が低下するようになるばかシ
でなく、耐衝撃性についても上記の試験条件が厳しい断
続切削試験では劣った結果しか示さないことが明らかで
ある。
上述のように、この発明の表面被覆サーメット部材は、
基体が高硬度および高靭性を有し、さらに特にすぐれた
耐酸化性を有し、この結果、基体はすぐれた耐摩耗性、
酬塑性変形性、および耐衝撃性を有するものとなり、さ
らにこれに加えて基体表面に形成された硬質被覆層は高
硬度および化学的安定性を有するばかりでなく、基体表
面に著しく強固に密着しているので一段とすぐれた耐摩
耗性が確保されるようになシ、したがって、これを特に
鋼や鋳鉄などの高速切削や重切削に切削工具として用い
た場合に、きわめてすぐれた切削性能を著しく長期に亘
って安定的に発揮するのである。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) fi&分散相形成成分として、T1とWの複合
    金属炭窒化物固溶体、またはT1と、Wと、元素周期律
    表のTiを除(4aおよび5a族金属のうちの1種また
    は2 ai以上との複合金属炭窒化物固溶体°lO〜6
    5%、 同じく硬質分散相形成成分として、An、Y、およびZ
    rの酸化物のうちの1種または2種以上。 05〜10%、 を含有し、残りが結合相形成成分としてのWと不可避不
    純物からなる組成(以上重量係)を有するサーメット基
    体の表面に、 Ti、 Zr 、およびHfの炭化物、窒化物、炭窒化
    物。 および炭窒酸化物、並びにAlの酸化物および酸窒化物
    のうちの1種の単層または2種以上の複層からなる硬質
    椋覆層を形成してなる切削工具用表面被覆サーメット部
    材。
  2. (2)硬質分散相形成成分として、T]とWの複合金属
    炭窒化物固溶体、またはT1と、Wと、元素周期律表の
    Tiを除(4aおよび5a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固溶体:10〜65%、 同じく硬質分散相形成成分として、酸化マグネシウム:
    001〜1%、 を含有し、残りか結合相形成成分としてのWと不可避不
    純物からなる組成(以上重量%)を有するサーメット基
    体の表面に、 Ti、Zr、およびHfの炭化物、窒化物、炭窒化物お
    よび炭窒酸化物、並びにAQの酸化物および酸窒化物の
    うちの1種の単層または2種以上の複層からなる硬質被
    覆層を形成してなる切削工具用表面被覆サーメット部材
  3. (3)硬質分散相形成成分として、T1とWの複合金属
    炭窒化物固溶体、またばT1と、Wと、元素周期律表の
    T1を除(4aおよび5a族金属のうちの]2種または
    2種以上との複合金属炭窒化物固溶体:lO〜65チ、 硬質分散相形成成分として、AA、Y、およびZrの酸
    化物のうちの1種または2種以上、05〜10%、 同じく硬質分散相形成成分として、酸化マグネシウム二
    001〜1チ、 を含有し、残りが結合相形成成分としてのWと不可避不
    純物からなる組成(以上重量%)を有するサーメット基
    体の表面に、 Ti、Zr、およびHfの炭化物、窒化物、炭窒化物お
    よび炭窒酸化物、並びにA2の酸化物および酸窒化物の
    うちの1種の単層または2種以上の複層からなる硬質被
    覆層を形成してなる切削工具用表面被覆サーメット部材
JP453684A 1984-01-13 1984-01-13 切削工具用表面被覆サ−メツト部材 Granted JPS60149775A (ja)

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JPS6321751B2 JPS6321751B2 (ja) 1988-05-09

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6365079A (ja) * 1986-09-04 1988-03-23 Mitsubishi Metal Corp 耐欠損性のすぐれた切削工具用表面被覆硬質合金
EP0269525A2 (en) * 1986-11-25 1988-06-01 Mitsubishi Materials Corporation Surface coated carbo-nitride titanium-base cermet material for inserts of high-speed cutting tools
WO1998015671A1 (de) * 1996-10-09 1998-04-16 Widia Gmbh Verbundkörper, verfahren zu seiner herstellung und verwendung des verbundkörpers

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6151032A (ja) * 1980-12-09 1986-03-13 ヘキスト・セラニーズ・コーポレーション 異方性メルト相形成性重合体

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6151032A (ja) * 1980-12-09 1986-03-13 ヘキスト・セラニーズ・コーポレーション 異方性メルト相形成性重合体

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6365079A (ja) * 1986-09-04 1988-03-23 Mitsubishi Metal Corp 耐欠損性のすぐれた切削工具用表面被覆硬質合金
EP0269525A2 (en) * 1986-11-25 1988-06-01 Mitsubishi Materials Corporation Surface coated carbo-nitride titanium-base cermet material for inserts of high-speed cutting tools
WO1998015671A1 (de) * 1996-10-09 1998-04-16 Widia Gmbh Verbundkörper, verfahren zu seiner herstellung und verwendung des verbundkörpers
US6224968B1 (en) 1996-10-09 2001-05-01 Widia Gmbh Composite body, production process and use

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