JPS6044203A - 被覆超硬合金工具 - Google Patents

被覆超硬合金工具

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JPS6044203A
JPS6044203A JP15342383A JP15342383A JPS6044203A JP S6044203 A JPS6044203 A JP S6044203A JP 15342383 A JP15342383 A JP 15342383A JP 15342383 A JP15342383 A JP 15342383A JP S6044203 A JPS6044203 A JP S6044203A
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JP
Japan
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cemented carbide
width
coated cemented
coating film
cutting edge
Prior art date
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JP15342383A
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JPS6322922B2 (ja
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Hiroshi Fujii
洋 藤井
Akio Hara
昭夫 原
Akinori Kobayashi
小林 晄徳
Yoshikatsu Mori
良克 森
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.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B27/00Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
    • B23B27/14Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material
    • B23B27/141Specially shaped plate-like cutting inserts, i.e. length greater or equal to width, width greater than or equal to thickness
    • B23B27/145Specially shaped plate-like cutting inserts, i.e. length greater or equal to width, width greater than or equal to thickness characterised by having a special shape
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B2200/00Details of cutting inserts
    • B23B2200/24Cross section of the cutting edge
    • B23B2200/247Cross section of the cutting edge sharp

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (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】 (イ)技術分野 本発明は金属材旧等の切削加工即ち旋削加工、転削加工
、ねじ切り加工、孔ψ」け加工等に用いられる被設合金
工具しこ関するものである。ここで言う被覆超硬合金と
は、基体がWC,TiC,TaC等と鉄族金属からなる
超硬合金、TiC,TiN 等主成分のサーメット等の
硬質焼結合金であり、この基体上に、基体よシ硬<i+
摩耗性の高い元素周期律表IVa、 Va+ Va族金
属の炭化物、窒化物、炭酸化物、炭窒化物、およびAj
?、Zr等の酸化物せたにこれらの固溶体からなる被覆
層を設けたものである。
(ロ)技術の背景 金属の切削加工分野ではその加工条件が年々厳しくなり
、こ几に用いる切削工具には硬度、*I’lf粍性及び
4熱性の向上が望ま几る。超硬合金工具はこの要求を/
1Hに、す月別であるが、」二連の吸望によって近年は
との超硬合金表面に各種硬質被覆層を被覆[7た被覆超
硬合金工具が普及している。その代表的な形状としては
第1図にその例を示す如く四角チップl全ボルダ−に固
定して用いることが多い。これはスローアウエチノプと
称し、その切刃8コーナーを利用したのち廃L]Jさn
X新しいチップに交換される。もちろんチップ形状とし
ては三角形や菱形、または異形や総形等の様々な、種」
コ1がを)る。
かかる被覆超硬合金工具の被覆は一般に通常の焼結紐硬
合金チップ4の表面にCVD法、 PVD法等によって
被覆される。第1図(ロ)はチップlのA、 −A断面
を示し、その切刃稜2(点線Bの近傍〕の拡大図を第2
図、第3図に示す。従来の被覆超硬合金チップは図の如
く、基体の切刃稜形状によって多少異るが、近刃稜2近
傍に於て他の部分に較べて厚くなっている。特に被覆膜
がAg2oBの場合は厚くなるのが普通である。一般に
被覆膜が厚くなると耐摩耗性は向上するが靭性が低下し
、チッピングが生じ易い。即ち、第2図、第3図のよう
な切刃稜近傍の被覆層を有するチップは靭性が低下する
ため、切刃の欠損、マイクロチッピングによる摩耗の乱
れに起因する被削材仕上面の劣化をまねく等の問題があ
った。この問題全解決するため種々の提案がなをれでい
る。特公昭48−37553号記載の方法は、チップブ
レーカ用凹部のみに被覆層を残存せしめ切刃稜2とブレ
ーカ境界にあるラント部の被Fn J摸に研削除去する
方法である。しかしながらこの方法ではチップブレーカ
−の無いチップやチップブレーカ−が突出1−だチップ
には寸だ本発明に類似の発明とI〜で%願昭46−92
732がある。この発明は第4図(イ)、(ロ)、(ハ
)、に)に示烙れる様に切刃稜に沿ってa mm即ち3
000μフ11以内に被覆膜を設けない掬い面を有する
被覆超硬合金チップというものであるが、かかる大きな
除去量は掬い面にクレータ摩耗f:発達ぜしめることに
なり、工具寿命を大幅に低下させてし捷う。
←つ発明の目的 本発明は従来の被覆超硬合金工具の切刃近傍の掬い面側
の被覆膜を10μ711以1100μ 以下の福で除去
することにより、安定かつ長寿命の被覆超硬合金切削工
具を提供することを目的とする。
に)発明の開示 本発明に従来の被覆超硬合金切削工具をそのコーテイン
グ後に掬い面側の被覆膜を10μ711以上100μm
)L以]−の範囲で除去することにより、切刃強度のみ
ならず、面j摩耗性をも向」二せしめること全41−徴
とするものである。
従来の3000μm(amm) 以下の幅にコーテイン
グ膜を有しない工具では被覆工具の特長の一つである配
クレータ摩耗性が著しく劣化し、高硬度の被削材の加工
や高速または高送り加工の様に発熱の大きい加工での使
用には全く制えなかったのに対し、本発明の工具では靭
性および面1フランク摩A−シ性が向上し、なおかつ側
クレーター摩耗性を糸(1持することが可能になったの
である。
本発明の効果は第5図(イ)、(ロ)、(ハ)に示され
る様にコーテイング膜の除去幅Wが100μnL以下の
範囲において発揮され、100μ771を越えると急檄
に劣化する。この試験は第1表の記号Eの材質を用いて
実施した。
また第6図に示される様に除去幅Wが10μm k下回
ると破損率が大きくなり、本発明の功果ば10μI11
以上の範囲で発揮される。
第6図(イ)は試験に用いた被削材の断面図、(ロ)が
除去幅と破損率の関係を示す。
本発明の効果は第3図に示したように、切刃稜近傍にお
いて被覆膜が極太化する場合において特に著しい。第3
図の6は通常チタン等の金属の炭fヒ物、窒化物、酸化
物及びそれ等の固溶体から選ば7’した1種以上の硬質
物質でありその膜厚は一般に均一に近い。その外層7は
Al21fcはZrの酸化物寸たは酸窒化物を主成分と
する層であり切刃稜て膜厚が特に極大化し易い。
従って特にAffやZrの酸化物や酸窒化物全チタン等
の硬質化合物と組合せた多層被覆した工具において極大
化した切刃稜近傍の膜厚を本発明の方法で該被覆層を除
去して基体を露出をせることが好ましい。
第4図(イ)、(ロ)、(ハ)、に)iJ本発明の適用
できる各種チップの切刃断面図である。
(イ〕は被覆膜のみ全除去したものであるが、除去加工
量の調節が難しいので(ロ)の様に母材捷で除去しても
良い。
また基体の切刃稜周辺にカエリ状の突起を形成ぜしめた
後コーティングし、その突起部を研削により除去した図
が(ハ)であり、掬い面が平坦になる才で加工したのが
に)であるが、(ハ)の様に突起を僅かに残す方が製作
し易い。
次に本発明の実施例を更に詳しく述べる。
実施例 型番150・5NItlAI20408の形状の各種材
質の超硬合金チップに第1表に示す各種硬質被覆膜を被
覆した。各被覆超硬合金チップの被覆する前の刃先処理
として、コーテイング後加工を行わないものについての
みバレル法により第2図(ハ)ニ示される様に丸ホーニ
ングをRにして0.03mmだけ施した。
本発明品についてはコーティング前の刃先処理は施さず
、コーディング後に第4図の(ロ)または(ハ)の状態
どし、段差Xおよびyの量は0.1 rrnπ以下にな
る様にした。
以上の種々被覆超硬合金チップについて、靭性試験及び
面1摩粍性試験を行い、第2表にその結果を示した。
靭性試、験は、第6図(イ)に示す如く、4つの溝1.
0を有するSCM435の丸材を用い、切削速度701
11/分・ 切込み2mmz送り0.18 in’/回
転、切削時間最大30秒とし、30秒間切削して欠損が
認第 1 表 めらf”Lなければ10点、欠損が認めら肚ていれば6
点、30秒以内に欠損したらその時間itとして得点1
75点とした場合の破損率を、繰返し数k n 、’得
点含みi5とした場合、〔破損率) −(1−R口丁>
x 1oo%として評価した。
第6図(ロ)は除去幅wk変化させた場合の破損率を示
す。
これは材質を槙1表のE1型番SNMA4325Nのコ
ーティングチップ1PSBNR2525なるホルダーで
」二記切削条件で試験した時の結果である。
1ljIIiX粍性試験条件は、上記と同じチップを用
い、540Cを被削材とし、切削速度220m/分、切
込2 mIn、 、送り0.42 mm /回転、0.
55 mrrt /回転で切削時間は15分であり、第
5図(ロ)は被覆層の除去幅w f、(変化させた場合
の、フランク摩耗幅f(第5図(イ)参照)の変化全示
し、送り0.50 mm /回転(八I)、0.36m
+π/回転(N) のときの場合を示す。
第2表の結果は上記条件中、送りが0.’36 mm 
/回転の場合を示す。
第5図(ハ)は、同様送りが0.55 mm /回転(
■り)及び0.42 rrnπ/回転(L)の」場合の
クレータ−最大深さd(第5図(イ)参照)と除去幅W
との関係を示す。送り届を0.42 mra /回転と
した場合の結果である第2表に示される各番号の○印の
ついた本発明のチップは優扛た靭性と1制摩耗性を示す
ことは明らかである。
第2表
【図面の簡単な説明】
第1図(イ)は本発明の対象である被覆超硬合金スチノ
プ第1図仲)のBの拡大断面、第4図(イ)、(0)、
(ハ)、に)に1本発明の各種の被覆超硬合金チップの
切刃稜近傍の断面拡大図、第5図は剛摩粍性の試験結果
全示し、第6図(イ)は靭性試1験に用いる被削材の断
面図であり、(ロ)はその試験結果である。 l 破線超硬合金スローアウェイチップ、2・ リノ刃
稜、4 基体、5.6.7 ・被覆膜、C・掬い面側、
D 逃は面側、8 ホルダー、9 被削材、10− r
jL K・・送り0.55 rruπ/回転におけるク
レータ−最大深さ、L・送り0.42 m、+π/回転
におけるクレータ−最大深−J、M−・送り0.55m
m/回転におけるフランク摩耗幅、N・送り0842朋
/回転におけるフランク摩耗幅、〜V・被覆層除去幅、
d ・クレータ−最大深さ、f フランク摩耗幅。 盲1図 (ニ) W4図 (イ) (ハ) (ロ) (ニ)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)超硬合金を基体とし、その表面に基体より硬おり
    、該除去幅が10μ718以上100μm7!以下であ
    ることを特徴とする被覆超硬合金工具。
  2. (2)被覆illが2層−また(はそれ以上の多層から
    )収り、その多層膜の少くとも1層がA、l−?たばZ
    +の酸化物また(は酸窒化物を主成分とすることを特徴
    とする特許請求の範囲第(1)項記載の被覆超硬合金工
    具。
JP15342383A 1983-08-22 1983-08-22 被覆超硬合金工具 Granted JPS6044203A (ja)

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JPS6322922B2 (ja) 1988-05-13

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