JPS6025605A - 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

Info

Publication number
JPS6025605A
JPS6025605A JP13379183A JP13379183A JPS6025605A JP S6025605 A JPS6025605 A JP S6025605A JP 13379183 A JP13379183 A JP 13379183A JP 13379183 A JP13379183 A JP 13379183A JP S6025605 A JPS6025605 A JP S6025605A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cutting
cermet member
layer
component
oxides
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.)
Granted
Application number
JP13379183A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0253510B2 (ja
Inventor
Hironori Yoshimura
吉村 寛範
Kenichi Nishigaki
賢一 西垣
Noribumi Kikuchi
菊池 則文
Yuzo Osawa
大沢 雄三
Katsuaki Anzai
安在 克章
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.)
Mitsubishi Metal Corp
Original Assignee
Mitsubishi Metal Corp
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 Mitsubishi Metal Corp filed Critical Mitsubishi Metal Corp
Priority to JP13379183A priority Critical patent/JPS6025605A/ja
Publication of JPS6025605A publication Critical patent/JPS6025605A/ja
Publication of JPH0253510B2 publication Critical patent/JPH0253510B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C29/00Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides
    • C22C29/02Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides
    • C22C29/04Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides based on carbonitrides
    • 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/301AIII BV compounds, where A is Al, Ga, In or Tl and B is N, P, As, Sb or Bi

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (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、鋼や鋳鉄の切削、特にこれら被剛材の高速
切削や、高送り切削および深切込み切削などの重切削に
切削工具として用いた場合にすぐれた切削性能を発揮す
る表面被覆サーメット部材に関するものである。
一般に、分散硬質相が主として元素周期律表の4a、5
a、および6a族金属の炭化物、窒化物。
および炭窒化物のうちの1種または2種以上で構成され
、一方結合相が主と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Aeのうちの1種または2種以
上で構成されたサーメツト部材の表面に、耐摩耗性を向
上させる目的で、同じ(4a、5a、および6a族金属
の炭化物。
窒化物、炭窒化物、および炭窒酸化物、並びに成の酸化
物および酸窒化物からなる群のうちの1種の単層または
2種以上の複層からなる表面被覆層を化学蒸着法などに
よシ形成してなる表面被覆サーメット部材が切削工具と
して用いられていることはよく知られるところである。
しかし、これらの従来表面被覆サーメット部材は、通常
の切削領域ではすぐれた切削性能を示すものの、切削速
度が20(+m/min以上の高速切削や、送りが0.
5 myn / rev 以上の高送り切削などでは、
切削中に切刃温度が著しく上昇することに原因して刃先
が塑性変形を起し、この結果刃先の摩耗進行が著しくな
ることから、これら高速切削や、高送り切削および深切
込み切削のような重切削などの苛酷な条件下での切削に
は実用に供されておらず、丑だ一部断続切削を伴なうよ
うな切削では切刃に欠損を起しやすいなどの問題点を有
するものである。
そこで、本発明者は、上述の呵うな観点から、特に鋼や
鋳鉄の高速切削や重切削などの苛酷な条件下での切削に
際して、すぐれた切削性能を発揮する切削工具用部材を
開発すべく研究を行なった結果、サーメット部材を、重
量%で、 硬質相形成成分として、TiとWの複合金属炭窒化物固
溶体(以下、(Ti、W)CNで示す)、またはTiと
、 Tiを除く元素周期律表の4aおよび5a族金属の
うちの1種または2種以上と、Wとの複合金属炭窒化物
固溶体(以下、(Ti、 M、 W) CNで示す):
20〜80饅、 同じく硬質相形成成分として、Mg、 #t、 Y、お
よびZrの酸化物(以下、これらを総称して金属酸化物
という)のうちの1種または2種以上:001〜30%
、 結合相形成成分としてのWおよび不可避不純物:残シ、 からなる組成で構成し、 かつその表面部には1表面から最大深さ:04鶴の層厚
を有すると共に、内部硬さに比して20〜50%低い硬
さを有する表面軟化層を形成し、さらに、その表面に、
上記表面軟化層を介して、’Jl’i、 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
からなる群のうちの1種の単層または2種以上の複層か
らなる表面被覆層を形成してなる表面被覆サーメット部
材においては、サーメット部材の構成成分である硬質相
形成成分としての(Ti、w)・CN捷たは(Ti、 
M、 W) CN 、および同結合相形成成分としての
Wが高融点を有することから、高温での耐塑性変形性が
すぐれたものになり、また同じく硬質相形成成分として
の金属酸化物の含有によって耐酸化性と耐摩耗性が一段
と向上し、さらに上記の表面軟化層の形成によって耐衝
撃性が著しく向上するようになり、したがって、この表
面被覆サーメット部材を、鋼や鋳鉄の高速切削や重切削
に切削工具として用いた場合、刃先の塑性変形がなくな
るから、すぐれた切削性能を発揮し、かつ断続切削にお
いても切刃の欠損発生が著しく抑制されるようになると
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、以下に成分組成範囲、表面軟化層の層厚および硬さ
を上記の通りに限定した理由を説明する。
A、成分組成 (a) (T1. W)CNまだは(Ti、 M、 W
) CNこれらの成分には、スケルトンを形成してサー
メット部材自体の硬さを向上させるほか、高融点を有す
るWと共に、耐塑性変形性を著しく向上させる作用があ
るが、その含有量が20%未満では前記作用に所望の効
果が得られず、一方80%を越えて含有させると、サー
メット部材の靭性が劣化するようになることから、その
含有量を20〜80%と定めた。
(b) 金属酸化物 この成分には、サーメット部材の焼結密度を高める作用
のほかに、耐酸化性および耐摩耗性を向上させる作用が
あるが、その含有量が0,01%未満では前記作用に所
望の効果が得られず、一方30%を越えて含有させると
、サーメット部材の靭性が低下するようになることから
、その含有量を0.01〜30%と定めた。
B 表面軟化層の層厚および硬さ その層厚が0.4 mxを越えて厚くなると、部材自体
の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、表面からの最大深さが0.4 yvnとなる層厚と
した。また5サ一メツト部拐の内部硬さに対する表面軟
化層の硬さの低下割合が20係未満では、表面軟化層の
軟化が不十分であることから、十分な耐衝撃性を確保す
ることができず、一方この硬さの低下割合が50%を越
えると、耐塑性変形性が低下するようになることから、
表面軟化層のサーメット部材内部硬さに対する硬さ低下
割合を20〜50%と定めた。
なお、この発明の表面被覆サーメット部材における表面
被覆層は、通常の化学蒸着法や物理蒸着法によって形成
されるが、この場合の平均層厚は0.5〜20μmとす
るのが望ましく、これは、05μm未満の平均層厚では
所望の耐摩耗性を確保することができず、一方20μm
を越えた平均層厚にす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ツト部41を実施例
によシ具体的に説明する。
実施例 原料粉末として、いずれも完全固溶した。平均粒径:1
.5μmを有する( T10.85WO,15X CO
,7ONO,30)粉末(括弧内は原子比を示す、以下
同じ)、同じ<1,0μmを有する( TioyaTa
o□oWo、xs)(cO,’70”0.30:)粉末
、同1.2μmの(Tio75NboloWo、xs)
(Co、yoNo、ao)粉末、同1.2 μmの(T
10.80V0.05W0.15X C0,80”0.
20)粉末、同]、、 2pmの(Ti’o、5oHf
o、o5V1’o]5X C0,801’J0.20)
粉末、同]5μmの(Tio、aoZro、o5Vl’
o、xa)(Co、sol’1o2o)粉末、同15μ
mの(Tio75Hfo、osVo、o5Wo□5)(
CoyaNoz5粉末、および同1.271 mの(T
 l o7o’rao□oNbo、o 5WO,]5)
 ・(C0,75N0.25 )粉末を用意し、さらに
平均粒径:0、.5 μmを有するAP、203粉末、
同0.4 p mの¥203粉末、同0.611mのM
gO粉末、同Q、 5 μmのZrO2粉末、および同
0.8μmのW粉末を用意し、これら原料粉末をそれぞ
れ所定の配合組成に配合し、ボールミルにて72時時間
式粉砕混合し、乾燥した後、10 kg/m++tの圧
力にてプレス成形して圧粉体とし、ついで焼結時に表面
軟化層を同時形成する目的で、この表面軟化層の形成に
影響を及ばず焼結雰囲気および焼結時間を種々変化させ
、かつ1800〜2200℃の範囲内の所定温度で前記
圧粉体を焼結して、それぞれ第1表に示される層厚およ
び硬さくビッカース硬さ)を有する表面軟化層が表面部
に形成され、かつ同じく第1表に示される成分組成をも
ったサーメット部材を製造し、引続いて、このサーメッ
ト部材の表面に、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表に示される組成および平均層厚を
もった単層または複層の表面被覆層を形成することによ
って、J I S −SNMN 432の形状をもった
表面被覆サーメット部材としての本発明被覆切削チップ
ト]、4および比較被覆切削チップト6をそれぞれ製造
した。なお、比較被覆切削チップト6は、いずれもサー
メット部材の構成成分のうちのいずれかの成分含有量、
あるいは表面軟化層の硬さ低下割合(以下軟化率という
)または層厚(第1表に※印をイ」シたもの)がこの発
明の範囲から外れたものである。
つぎに、この結果得られた本発明被覆切削チップト14
および比較被覆切削チップト6.さらに第1表に示され
る別途用意した市販の従来被覆切削チップ1.2につい
て、 被削材: J I S −5NcrV4−8(硬さ: 
HB220 )(7)丸棒。
切削速度: 250 m /nun。
送シ:0.3朋/ reV・。
切込み:2.0駅。
切削時間:10m1a。
の条件での高速鋼連続切削試験、 被削材:JIS−3NCM−8(硬さ: HB270 
)の丸棒。
切削速度:100m/隈。
送り: 0.85 rrun/ rev、 。
切込み:5wn。
切削時間:10瓢。
の条件での高送り鋼連続切削試験、さらに、被削材:同
S N CM −8(硬さ:)IB270)の角材。
切削速度:100m/隠。
送り、045朋/rev、。
切込み:3mm。
切削時間:3m1u。
の条件での鋼断続切削試験を行ない、高速および高速9
鋼連続切削試験では、切刃の逃げ面摩耗幅とすくい面摩
耗深さを測定し、また鋼断続切削試験では、10個の試
験切刃のうちの欠損発生切刃数をチェックした。これら
の結果を第2表に示した。
第2表に示される結果から、本発明被覆切削チップト1
4は、いずれもすぐれた耐塑性変形性。
耐衝撃性、および耐摩耗性を有するので、いずれの切削
試験でもすぐれた切削性能を発揮するのに対して、従来
被覆切削チップ1,2は、いずれも耐塑性変形性および
耐衝撃性が劣ることに原因し、いずれの苛酷な条件下で
の切削試験においても満足する切削結果を示さず、また
比較被覆切削チップト6に見られるように、成分組成お
よび表面軟化層のいずれかでもこの発明の範囲から外れ
ると、耐塑性変形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シ、いずれかの切削試
験で劣った結果を示す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、
すぐれた耐塑性変形性、耐衝撃性、さらに耐摩耗性を有
するので、特に、これを鋼や鋳鉄の高速切削や重切削な
どの苛酷な条件での切削に切削工具として用いた場合、
すぐれた切削性能を発揮し、長期に亘っての安定的使用
を可能とするなどの工業上すぐれた特性を有するのであ
る。
出願人 三菱金属株式会社 代理人 富 1) 和 夫 外1名

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 硬質相形成成分として、T1とWの複合金属炭窒化物固
    溶体、捷たはTiと、Tiを除く元素周期律表の4aお
    よび5a族金属のうちの1種または2種以上と、Wとの
    複合金属炭窒化物固溶体:20〜80%、 同じく硬質相形成成分として、Mg、 An、 Y、お
    よびZrの酸化物のうちの1種または2種以上;0.0
    ]〜30係、 結合相形成成分としてのWおよび不可避不純物:残シ、 からなる組成(以上重駄チ)を有し、かつ表面から最大
    深さ:0.4w1tO層厚、並びに内部硬さよシ20〜
    50%低い硬さを有する表面軟化層を形成してなるサー
    メット部材の表面に、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Mの酸
    化物および酸窒化物からなる群のうちの1種の単層まだ
    は2種以上の複層からなる表面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。
JP13379183A 1983-07-22 1983-07-22 切削工具用表面被覆サ−メツト部材 Granted JPS6025605A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13379183A JPS6025605A (ja) 1983-07-22 1983-07-22 切削工具用表面被覆サ−メツト部材

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13379183A JPS6025605A (ja) 1983-07-22 1983-07-22 切削工具用表面被覆サ−メツト部材

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6025605A true JPS6025605A (ja) 1985-02-08
JPH0253510B2 JPH0253510B2 (ja) 1990-11-16

Family

ID=15113094

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP13379183A Granted JPS6025605A (ja) 1983-07-22 1983-07-22 切削工具用表面被覆サ−メツト部材

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6025605A (ja)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63134654A (ja) * 1986-11-25 1988-06-07 Mitsubishi Metal Corp 高速切削用表面被覆炭窒化チタン基サ−メツト
US5066553A (en) * 1989-04-12 1991-11-19 Mitsubishi Metal Corporation Surface-coated tool member of tungsten carbide based cemented carbide
WO1992005009A1 (en) * 1990-09-17 1992-04-02 Kennametal Inc. Binder enriched cvd and pvd coated cutting tool
US5106674A (en) * 1988-10-31 1992-04-21 Mitsubishi Materials Corporation Blade member of tungsten-carbide-based cemented carbide for cutting tools and process for producing same
US5235879A (en) * 1990-12-21 1993-08-17 Sandvik Ab Tool of cemented carbide for cutting, punching or nibbling
US5266388A (en) * 1990-09-17 1993-11-30 Kennametal Inc. Binder enriched coated cutting tool
US5266389A (en) * 1989-09-29 1993-11-30 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Surface-coated hard material for cutting tools or wear resistance tools
US5372873A (en) * 1992-10-22 1994-12-13 Mitsubishi Materials Corporation Multilayer coated hard alloy cutting tool
US5374471A (en) * 1992-11-27 1994-12-20 Mitsubishi Materials Corporation Multilayer coated hard alloy cutting tool
CN109652764A (zh) * 2019-01-25 2019-04-19 广东工业大学 一种基于pvd技术的块体金属陶瓷材料及其制备方法和应用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5330056U (ja) * 1976-08-23 1978-03-15
JPS55144937A (en) * 1979-04-24 1980-11-12 Hitachi Metals Ltd Doubly coated cutting tool

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5330056U (ja) * 1976-08-23 1978-03-15
JPS55144937A (en) * 1979-04-24 1980-11-12 Hitachi Metals Ltd Doubly coated cutting tool

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63134654A (ja) * 1986-11-25 1988-06-07 Mitsubishi Metal Corp 高速切削用表面被覆炭窒化チタン基サ−メツト
JPH0745707B2 (ja) * 1986-11-25 1995-05-17 三菱マテリアル株式会社 高速切削用表面被覆炭窒化チタン基サ−メツト
US5106674A (en) * 1988-10-31 1992-04-21 Mitsubishi Materials Corporation Blade member of tungsten-carbide-based cemented carbide for cutting tools and process for producing same
US5066553A (en) * 1989-04-12 1991-11-19 Mitsubishi Metal Corporation Surface-coated tool member of tungsten carbide based cemented carbide
US5266389A (en) * 1989-09-29 1993-11-30 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Surface-coated hard material for cutting tools or wear resistance tools
US5266388A (en) * 1990-09-17 1993-11-30 Kennametal Inc. Binder enriched coated cutting tool
US5250367A (en) * 1990-09-17 1993-10-05 Kennametal Inc. Binder enriched CVD and PVD coated cutting tool
WO1992005009A1 (en) * 1990-09-17 1992-04-02 Kennametal Inc. Binder enriched cvd and pvd coated cutting tool
US5403652A (en) * 1990-12-10 1995-04-04 Sandvik Ab Tool of cemented carbide for cutting, punching or nibbling
US5235879A (en) * 1990-12-21 1993-08-17 Sandvik Ab Tool of cemented carbide for cutting, punching or nibbling
US5372873A (en) * 1992-10-22 1994-12-13 Mitsubishi Materials Corporation Multilayer coated hard alloy cutting tool
US5374471A (en) * 1992-11-27 1994-12-20 Mitsubishi Materials Corporation Multilayer coated hard alloy cutting tool
CN109652764A (zh) * 2019-01-25 2019-04-19 广东工业大学 一种基于pvd技术的块体金属陶瓷材料及其制备方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0253510B2 (ja) 1990-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS6025605A (ja) 切削工具用表面被覆サ−メツト部材
JPS583903A (ja) 切削工具用立方晶窒化硼素基超高圧焼結材料
WO2023188875A1 (ja) 焼結体、及び切削工具
JPS633017B2 (ja)
JPH0230406A (ja) 表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具
JPS6151034B2 (ja)
JPS5918157A (ja) 切削工具用酸化アルミニウム系セラミツク
JPS6146542B2 (ja)
JPH0271906A (ja) 耐塑性変形性のすぐれた表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具
JPH0684541B2 (ja) 表面被覆炭窒化チタン基サーメット製切削工具
JPH02116691A (ja) 耐摩耗性のすぐれた表面被覆セラミック製切削工具
JPS6245290B2 (ja)
JPH0513762B2 (ja)
JPS59229430A (ja) 高硬度高靭性サ−メツトの製造法
JP3158429B2 (ja) 耐摩耗性および靭性に優れた超硬合金部材
JPS6245291B2 (ja)
JPS59129751A (ja) 超耐熱焼結合金およびその製造法
JP2643230B2 (ja) 表面被覆サーメット製エンドミル
JPS6321751B2 (ja)
JPH07243024A (ja) 硬質被覆層がすぐれた密着性を有する表面被覆炭窒化チタン系サーメット製切削工具
JPS6343454B2 (ja)
JPS63505B2 (ja)
JPH04304332A (ja) 耐摩耗性および耐欠損性に優れた超硬合金
JPS5839904B2 (ja) 酸素を含有した強靭サ−メット
JPS6240413B2 (ja)