JPS6089574A - 切削工具および耐摩耗工具用表面被覆焼結硬質合金部材 - Google Patents
切削工具および耐摩耗工具用表面被覆焼結硬質合金部材Info
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- JPS6089574A JPS6089574A JP58197217A JP19721783A JPS6089574A JP S6089574 A JPS6089574 A JP S6089574A JP 58197217 A JP58197217 A JP 58197217A JP 19721783 A JP19721783 A JP 19721783A JP S6089574 A JPS6089574 A JP S6089574A
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- 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
-
- 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
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- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical 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
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
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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】
この発明は、すぐれた耐摩耗性と靭性を具備した表面被
覆硬質層を有する切削工具および１耐摩耗工具用表面被
覆焼結硬質合金部拐に関するものてある。
覆硬質層を有する切削工具および１耐摩耗工具用表面被
覆焼結硬質合金部拐に関するものてある。
従来、一般に、炭化タングステン（以下ＷＣで示す）基
超硬合金や、炭化チタン（以下ＴｉＣで示す）基サーメ
ットなどの焼結硬質合金部利の表面に、Ｔｊの炭化物、
窒化物、炭窒化物、炭酸化物。
超硬合金や、炭化チタン（以下ＴｉＣで示す）基サーメ
ットなどの焼結硬質合金部利の表面に、Ｔｊの炭化物、
窒化物、炭窒化物、炭酸化物。
窒酸化物、および炭窒酸化物（以下、それぞれＴｉＣ，
’］：’ｉＮ、 Ｔ１ＣＮ 、ＴｉＣ０，ＴｉＮＣ１，
およびＴｉＣＮ０で示し、これらを総称してＴ１の炭・
窒・酸化物という）のうぢの１種の単層まプこは２種以
上の複層からなる硬質層を被覆し、さらに必要に応じて
、その上に酸化アルミニウム（以下ＡＱ ２０ 、（で
示す、この場合非晶質のものも含む）などの硬質層を被
覆してなる表面被覆焼結硬質合金部拐が切削工具や＋’
ｉｉ′Ｉ摩耗工具として広く実用に供されていることは
よく知られるところである。
’］：’ｉＮ、 Ｔ１ＣＮ 、ＴｉＣ０，ＴｉＮＣ１，
およびＴｉＣＮ０で示し、これらを総称してＴ１の炭・
窒・酸化物という）のうぢの１種の単層まプこは２種以
上の複層からなる硬質層を被覆し、さらに必要に応じて
、その上に酸化アルミニウム（以下ＡＱ ２０ 、（で
示す、この場合非晶質のものも含む）などの硬質層を被
覆してなる表面被覆焼結硬質合金部拐が切削工具や＋’
ｉｉ′Ｉ摩耗工具として広く実用に供されていることは
よく知られるところである。
しかし、上記の従来表面被覆焼結硬質ａ金部材においで
は、その表面被覆硬質層を構成するＴｉの炭・窒・酸化
物は、すぐれた耐摩耗性をもつものの、靭性に劣るもの
であるために、例えば使用中に曲げ応力負荷を受けた場
合、割れが生じ、この割れは基体部材自体に伝帳するよ
うになるなど、前記表面被覆硬質層の形成によって部材
自体の抗折強度が著しく低下するようになるものであっ
た。
は、その表面被覆硬質層を構成するＴｉの炭・窒・酸化
物は、すぐれた耐摩耗性をもつものの、靭性に劣るもの
であるために、例えば使用中に曲げ応力負荷を受けた場
合、割れが生じ、この割れは基体部材自体に伝帳するよ
うになるなど、前記表面被覆硬質層の形成によって部材
自体の抗折強度が著しく低下するようになるものであっ
た。
かかる点から、表面被覆硬質層の層厚を極力薄くすると
共に、物理蒸着法を用い、蒸着温度を６００℃以下の低
温として、微細にして結晶性の低いＴ１の炭・窒・酸化
物からなる表面被覆硬質層を形成することによって、使
用中に加わる曲は応力負荷に対応して前記表面被覆硬質
層が割れの発生なく変形するようにし、もって表面被覆
焼結硬質合金部材の抗折強度の低下を防止するようにし
た試みもなされているが、何ふんにも層厚が薄く、かつ
結晶性の低い前記表面被覆硬質層では所定の耐摩耗性向
上効果を確保することがてきないものである。
共に、物理蒸着法を用い、蒸着温度を６００℃以下の低
温として、微細にして結晶性の低いＴ１の炭・窒・酸化
物からなる表面被覆硬質層を形成することによって、使
用中に加わる曲は応力負荷に対応して前記表面被覆硬質
層が割れの発生なく変形するようにし、もって表面被覆
焼結硬質合金部材の抗折強度の低下を防止するようにし
た試みもなされているが、何ふんにも層厚が薄く、かつ
結晶性の低い前記表面被覆硬質層では所定の耐摩耗性向
上効果を確保することがてきないものである。
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、而１
ｔｆｔ耗性にずぐれ、かつ曲げ応力負荷に対しても割れ
発生のない大きな変形能、ずなわぢ、すぐれた靭性な有
する表面被覆硬質層を開発すべく、特に上記の従来表面
被覆硬質層の構成成分として知られる、耐摩耗性にすぐ
れたＴ１の炭・窒・酸化物に着目し、これにすぐれた靭
性を付与すべく研究を行なった結果、Ｖｖ’ Ｃ基剤硬
合金やＴｉｃ基サーメットなどの焼結硬質合金部拐の表
面に゛」］の炭・窒・酸化物のうちの１種または２種か
らなる表面被覆硬質層を形成するに当って、前記表面被
覆硬質層におけるＴｉに対する炭素または窒素の割合、
さらにはＴ１に対する炭素、窒素、および酸素のうちの
２種以上の合計との割合（以下、これらを総称し２てＣ
−１−Ｎ ＋Ｏ／Ｔｉで示す）を原子比で０３〜０８の
範囲内にあるものとして、前記表面被覆硬質層中に少々
くともＴｉＸ化合物およびＴｉ２Ｘ化合物（Ｘは炭素お
よび窒素のいずれか、または炭素。
ｔｆｔ耗性にずぐれ、かつ曲げ応力負荷に対しても割れ
発生のない大きな変形能、ずなわぢ、すぐれた靭性な有
する表面被覆硬質層を開発すべく、特に上記の従来表面
被覆硬質層の構成成分として知られる、耐摩耗性にすぐ
れたＴ１の炭・窒・酸化物に着目し、これにすぐれた靭
性を付与すべく研究を行なった結果、Ｖｖ’ Ｃ基剤硬
合金やＴｉｃ基サーメットなどの焼結硬質合金部拐の表
面に゛」］の炭・窒・酸化物のうちの１種または２種か
らなる表面被覆硬質層を形成するに当って、前記表面被
覆硬質層におけるＴｉに対する炭素または窒素の割合、
さらにはＴ１に対する炭素、窒素、および酸素のうちの
２種以上の合計との割合（以下、これらを総称し２てＣ
−１−Ｎ ＋Ｏ／Ｔｉで示す）を原子比で０３〜０８の
範囲内にあるものとして、前記表面被覆硬質層中に少々
くともＴｉＸ化合物およびＴｉ２Ｘ化合物（Ｘは炭素お
よび窒素のいずれか、または炭素。
窒素、および酸素のうちの２種以上を示し、以下、丁’
１Ｃ−Ｎ−０およびＴｉ２Ｃ−Ｎ−０で示す）が共存し
た組織を有するものとすると、この結果の表面被覆硬質
層は、微細構造を有し、曲は応力に対して十分対処でき
る変形能（靭性）を有することから、表面被覆焼結硬質
合金部材の抗折強度の低下が阻止され、かつ前記表面被
覆硬質層のもつすぐれた耐摩耗性によって前記部材の耐
摩耗性が向上するようになり、さらにこの表面被覆硬質
層中に金゛属Ｔ１が混在した組織とすると一段と靭性が
向上するようになるという知見を得だのである。
１Ｃ−Ｎ−０およびＴｉ２Ｃ−Ｎ−０で示す）が共存し
た組織を有するものとすると、この結果の表面被覆硬質
層は、微細構造を有し、曲は応力に対して十分対処でき
る変形能（靭性）を有することから、表面被覆焼結硬質
合金部材の抗折強度の低下が阻止され、かつ前記表面被
覆硬質層のもつすぐれた耐摩耗性によって前記部材の耐
摩耗性が向上するようになり、さらにこの表面被覆硬質
層中に金゛属Ｔ１が混在した組織とすると一段と靭性が
向上するようになるという知見を得だのである。
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、表面被覆焼結硬質合金部拐における表面被覆硬質層
の１部まだは全部を、Ｔｉの炭・窒・酸化物のうちの１
種まだは２種以上、あるいはこれと金属Ｔ１とで構成す
ると共に、Ｃ十Ｎ 十〇 、ｚ’ｌ’ｉの原子比を０３
〜０８の範囲内にあるものとして、少なくともＬ’１Ｃ
−Ｎ・０および’１’１２Ｃ−Ｎ・０、あるいはこれら
と金属Ｔ１とが共存する組織を有するものとした平均層
厚：１−１０／１７ｎの表面被覆硬質層で構成した切削
工具および銅摩耗工具用表面被覆焼結結質合金部拐にｑ
！ｉ徴？有するものである１゜なお、この発明の表面被
覆硬質層Ｉ層シζおいて、Ｃ十Ｎ −４−０／ ’Ｊ”
ｉの原子比を０３〜０８と限定したのは、その原子比が
０３未満でに１、相対的にＴｌＣ・Ｎ−，０に対する“
ｌ’ｉ２ｃ・１す・Ｏ，あるいは’Ｉ’ｉ２Ｃ・Ｎ−０
と金属′Ｊ゛１の割合が多くなりすぎて実質的に硬さが
低下し、ＴｉＣ・Ｎ −０によってもたらされるすぐれ
た耐摩耗性が損なわれるようになシ、一方その原子比か
０．８を越えたものになると、相対的にＴｉＣ−Ｎ・Ｏ
に対するＴｉ２Ｃ−Ｎ −０、あるいはＴｉ２Ｃ−Ｎ・
０と金属Ｔｉの割合が少なくなシすぎ、曲げ応力に対し
て所定の変形能（靭性）を確保することができなくなる
という理由にもとづくものであり、また、その平均層厚
を１〜１ｏμｍと限定したのは、その平均層厚が１μｍ
未満では所望の靭性向上効果が得られず、一方１０μｍ
を越えた平均層厚にすると、再び靭性が低下するように
なるという理由によるものである。
て、表面被覆焼結硬質合金部拐における表面被覆硬質層
の１部まだは全部を、Ｔｉの炭・窒・酸化物のうちの１
種まだは２種以上、あるいはこれと金属Ｔ１とで構成す
ると共に、Ｃ十Ｎ 十〇 、ｚ’ｌ’ｉの原子比を０３
〜０８の範囲内にあるものとして、少なくともＬ’１Ｃ
−Ｎ・０および’１’１２Ｃ−Ｎ・０、あるいはこれら
と金属Ｔ１とが共存する組織を有するものとした平均層
厚：１−１０／１７ｎの表面被覆硬質層で構成した切削
工具および銅摩耗工具用表面被覆焼結結質合金部拐にｑ
！ｉ徴？有するものである１゜なお、この発明の表面被
覆硬質層Ｉ層シζおいて、Ｃ十Ｎ −４−０／ ’Ｊ”
ｉの原子比を０３〜０８と限定したのは、その原子比が
０３未満でに１、相対的にＴｌＣ・Ｎ−，０に対する“
ｌ’ｉ２ｃ・１す・Ｏ，あるいは’Ｉ’ｉ２Ｃ・Ｎ−０
と金属′Ｊ゛１の割合が多くなりすぎて実質的に硬さが
低下し、ＴｉＣ・Ｎ −０によってもたらされるすぐれ
た耐摩耗性が損なわれるようになシ、一方その原子比か
０．８を越えたものになると、相対的にＴｉＣ−Ｎ・Ｏ
に対するＴｉ２Ｃ−Ｎ −０、あるいはＴｉ２Ｃ−Ｎ・
０と金属Ｔｉの割合が少なくなシすぎ、曲げ応力に対し
て所定の変形能（靭性）を確保することができなくなる
という理由にもとづくものであり、また、その平均層厚
を１〜１ｏμｍと限定したのは、その平均層厚が１μｍ
未満では所望の靭性向上効果が得られず、一方１０μｍ
を越えた平均層厚にすると、再び靭性が低下するように
なるという理由によるものである。
さらに、この発明の表面被覆硬質層は、化学蒸着法や有
機剤を用いた低温化学蒸着法、あるいは各種の物理蒸着
法を用い、結晶性が高く、耐摩耗性のすぐれた表面被覆
硬質層を確保する目的で、蒸着温度を６００〜１０’Ｏ
Ｏ℃とした条件で形成することができ、また、Ｔｉｃ−
Ｎ−０とＴｉ２Ｃ−Ｎ・０、あるいはＴｊ、Ｃ−Ｎ−０
と’ｌ’ｉｚ Ｃ−Ｎ・０および金属Ｔ１が共存した組
織は、いずれも平均層厚が０、５ μｍ以下のＴｉＣ−
Ｎ−０とＴｉ２Ｃ−Ｎ・Ｏとを交互に蒸着するか、ある
いはＴｉＣ−Ｎ−０と金属Ｔ１とを別個に蒸着し、この
蒸着工程中に起る拡散反応によりＴｉ２Ｃ−ＩＪ−０を
生成せしめるなどの方法により形成することができるも
のである。
機剤を用いた低温化学蒸着法、あるいは各種の物理蒸着
法を用い、結晶性が高く、耐摩耗性のすぐれた表面被覆
硬質層を確保する目的で、蒸着温度を６００〜１０’Ｏ
Ｏ℃とした条件で形成することができ、また、Ｔｉｃ−
Ｎ−０とＴｉ２Ｃ−Ｎ・０、あるいはＴｊ、Ｃ−Ｎ−０
と’ｌ’ｉｚ Ｃ−Ｎ・０および金属Ｔ１が共存した組
織は、いずれも平均層厚が０、５ μｍ以下のＴｉＣ−
Ｎ−０とＴｉ２Ｃ−Ｎ・Ｏとを交互に蒸着するか、ある
いはＴｉＣ−Ｎ−０と金属Ｔ１とを別個に蒸着し、この
蒸着工程中に起る拡散反応によりＴｉ２Ｃ−ＩＪ−０を
生成せしめるなどの方法により形成することができるも
のである。
つぎに、この発明の表面被覆焼結硬質合金部材を実施測
知よシ具体的に説明する。
知よシ具体的に説明する。
実施例 １
焼結硬質合金部材として、Ｃｏ：１２重量％（以下係は
重量％）を含有し；残シがＷＣと不可避不純物からなる
組成をもった線引ダイスを用意し、このダイスの表面に
、イオンブレーティング法を用い、通常の条件で、１層
のＸＬ均層厚か０３μｍのＪ、’ ｉ Ｎ層と、同じく
１層の平均層ＪＩＪ４が０．１５ μｍの金属′１゛１
層とを交〃に、ＴｉＮ層を２層、金属’Ｊ’ ｉ層を７
層の割合で積層形成することによって、表面被ｍ硬質層
の全体平均層厚が３７ｔｍを有する本発明表面被覆焼結
硬質合金ダイス（以下５８本本発明被覆チップいう）を
１（°ｌ造しプこ。
重量％）を含有し；残シがＷＣと不可避不純物からなる
組成をもった線引ダイスを用意し、このダイスの表面に
、イオンブレーティング法を用い、通常の条件で、１層
のＸＬ均層厚か０３μｍのＪ、’ ｉ Ｎ層と、同じく
１層の平均層ＪＩＪ４が０．１５ μｍの金属′１゛１
層とを交〃に、ＴｉＮ層を２層、金属’Ｊ’ ｉ層を７
層の割合で積層形成することによって、表面被ｍ硬質層
の全体平均層厚が３７ｔｍを有する本発明表面被覆焼結
硬質合金ダイス（以下５８本本発明被覆チップいう）を
１（°ｌ造しプこ。
丑だ、比較の目的で、表面被覆硬質層をＪ’ｉＮ層のみ
で構成する以外は同一の条件で従来表面被覆焼結硬質合
金ダイス（以下、従来被覆ダイスという）を製造した。
で構成する以外は同一の条件で従来表面被覆焼結硬質合
金ダイス（以下、従来被覆ダイスという）を製造した。
この結果得られた本発明被覆ダイスにおいては、その表
面被覆硬質層が、Ｎ／Ｔｉ原子比：０６ｂを有し、かつ
Ｘ線回折によＩ） ’Ｉ’ ｊ、 Ｎおよび’Ｊ” ｊ
２ Ｎの存在が確認され、さらにダイス自体は２９０
ｋｇ１ｍｔ＆の抗折力を示しノこのに対して、従来被
覆ダイスは、表面被覆硬質層の靭碇不足が原因で、２１
０ ｋｇ／ｙｎａの低い抗折力しか示さないものであっ
た。
面被覆硬質層が、Ｎ／Ｔｉ原子比：０６ｂを有し、かつ
Ｘ線回折によＩ） ’Ｉ’ ｊ、 Ｎおよび’Ｊ” ｊ
２ Ｎの存在が確認され、さらにダイス自体は２９０
ｋｇ１ｍｔ＆の抗折力を示しノこのに対して、従来被
覆ダイスは、表面被覆硬質層の靭碇不足が原因で、２１
０ ｋｇ／ｙｎａの低い抗折力しか示さないものであっ
た。
また、これらの両ダイスを、直径：２ｍｍφのステンレ
ス銅線利の線引き加工（加工率：１５係）に用いたとこ
ろ、本発明被覆ダイスはＩｆｆ ４ｄ加工長さ： ３０
００ ｔｎで使用寿命に達したのに対して、従来被覆ダ
イスは、著しく短かい１０００ｍの線拐加工長さで使用
寿命に至るものであった。
ス銅線利の線引き加工（加工率：１５係）に用いたとこ
ろ、本発明被覆ダイスはＩｆｆ ４ｄ加工長さ： ３０
００ ｔｎで使用寿命に達したのに対して、従来被覆ダ
イスは、著しく短かい１０００ｍの線拐加工長さで使用
寿命に至るものであった。
実施例 ２
焼結硬質合金部材として、００１９％、Ｊ’ｊＣ：１０
％、’１’ａＣ： １０％を含有し、残シがＷ Ｃと不
可避不純物からなる組成をもったＩＳＯ・Ｐ３０グレー
ドの切削工具用スローアウェイチップを用意し、このチ
ップの表面に、イオンブレーティング法を用い、通常の
条件で、１層の平均層厚が０３μ７ｎのＴｉＮ層と、同
じく１層の平均層厚が０２μｍの金属Ｔ１層とを、それ
ぞれ６層つつ交〃に積層形成することによって、表面被
覆硬質層のｓ（ｉ拘り厚が３μｍの本発明表面被覆焼結
硬質合金チップ（以下、本発明被覆チップという）Ａを
製造した。寸だ、この本発明被覆チ、ツブＡの表面に、
さらにプラズマ活性化化学蒸着法を用い、通常の条件で
平均層厚、１メｔｍのＡｅ２０３層を形成することによ
って、本発明被覆チップＢを製造し／ζ５３この結果前
られだ本発明被覆チップＡ、Ｂにおける上記表面被覆硬
質層は、Ｉｉ ／ ’Ｊ’ ｊ原二ｒ比 ０５，５を有
し、かつＴｉＮ、 Ｔｉ２Ｎ、および１゛１の存在がＸ
線回折により確認されるものであった。
％、’１’ａＣ： １０％を含有し、残シがＷ Ｃと不
可避不純物からなる組成をもったＩＳＯ・Ｐ３０グレー
ドの切削工具用スローアウェイチップを用意し、このチ
ップの表面に、イオンブレーティング法を用い、通常の
条件で、１層の平均層厚が０３μ７ｎのＴｉＮ層と、同
じく１層の平均層厚が０２μｍの金属Ｔ１層とを、それ
ぞれ６層つつ交〃に積層形成することによって、表面被
覆硬質層のｓ（ｉ拘り厚が３μｍの本発明表面被覆焼結
硬質合金チップ（以下、本発明被覆チップという）Ａを
製造した。寸だ、この本発明被覆チ、ツブＡの表面に、
さらにプラズマ活性化化学蒸着法を用い、通常の条件で
平均層厚、１メｔｍのＡｅ２０３層を形成することによ
って、本発明被覆チップＢを製造し／ζ５３この結果前
られだ本発明被覆チップＡ、Ｂにおける上記表面被覆硬
質層は、Ｉｉ ／ ’Ｊ’ ｊ原二ｒ比 ０５，５を有
し、かつＴｉＮ、 Ｔｉ２Ｎ、および１゛１の存在がＸ
線回折により確認されるものであった。
つぎに、上記の本発明被覆チップ八、Ｂ、お」、び表面
被覆硬質層を］’ｊＮのみて（（１１ｊ成する以外は同
一の条件で製造した従来被覆チップについで、被削材：
ＳＮＣＭ−８（硬さ：ｌｌ１１２８０ ）の丸棒、切
削速度：１２５ｍ１阻、 送り： ０．３２ ｍｉｎ／ ｒｅｖ’、切込み：１．
５Ｔｕπ、 の条件での鋼連続切削試験、および、 被削材：ｓ＋ｑｃｕ−ｓ（硬さ：ＨＢ２８０）の角洞、
切削速度：＋、ｏｏｍ／閣、 送り： ０．３３ ｎｕａ／ ｒｅｖ・、切込み、２馴
、 切削時間：２＋ｎｉＩ＋、 の条件での鋼断続切削試験を行ない、前踏の鋼連続切削
試験では、切刃の逃げ面摩耗が０．３ ｍｙｎに達する
までの切削時間を測定し、また後者の鋼断続切削試験で
は、１０個の試験切刃のうちの欠損発生数を測定した。
被覆硬質層を］’ｊＮのみて（（１１ｊ成する以外は同
一の条件で製造した従来被覆チップについで、被削材：
ＳＮＣＭ−８（硬さ：ｌｌ１１２８０ ）の丸棒、切
削速度：１２５ｍ１阻、 送り： ０．３２ ｍｉｎ／ ｒｅｖ’、切込み：１．
５Ｔｕπ、 の条件での鋼連続切削試験、および、 被削材：ｓ＋ｑｃｕ−ｓ（硬さ：ＨＢ２８０）の角洞、
切削速度：＋、ｏｏｍ／閣、 送り： ０．３３ ｎｕａ／ ｒｅｖ・、切込み、２馴
、 切削時間：２＋ｎｉＩ＋、 の条件での鋼断続切削試験を行ない、前踏の鋼連続切削
試験では、切刃の逃げ面摩耗が０．３ ｍｙｎに達する
までの切削時間を測定し、また後者の鋼断続切削試験で
は、１０個の試験切刃のうちの欠損発生数を測定した。
これらの結果を第１表に示した。
第１表に示される結果から、本発明被覆チップＡ、Ｂは
、従来被覆ナツプと同等、あるいはこれ以トのすぐれた
耐摩耗性を有し、かつ表面被覆硬質層が靭性に菖んでい
るので、曲は応力負荷の著しい鋼断続切削試験において
は、従来被煎チップに比して一段とすぐれた切削性能を
示すことが明記１表 実施例 ３ 焼結硬質合金部制として、Ｃｏ：２０係を含有し、残り
がＷＣと不可避不純物からなる組成を有する冷間鍛造ダ
イスヘッドを用意し、このダイスヘッドの表面に、イオ
ンブレーティング法を用い、通常の条件で、１層の平均
層厚が０３μｎｌのＴ１Ｃｏ２Ｎｏ、ａｏｏ２層と、同
じく１層の平均層厚が０１２μｍの金属１゛１層とを、
３層づつ交互に積層形成することによって、表面被覆硬
質層の全体平均層厚が１３μＩＩ＋の本発明表面波！１
シ焼結硬質合金冷間鍛造ダイスヘッド（以下、本発明被
覆ダイスヘッドという）を製造した。
、従来被覆ナツプと同等、あるいはこれ以トのすぐれた
耐摩耗性を有し、かつ表面被覆硬質層が靭性に菖んでい
るので、曲は応力負荷の著しい鋼断続切削試験において
は、従来被煎チップに比して一段とすぐれた切削性能を
示すことが明記１表 実施例 ３ 焼結硬質合金部制として、Ｃｏ：２０係を含有し、残り
がＷＣと不可避不純物からなる組成を有する冷間鍛造ダ
イスヘッドを用意し、このダイスヘッドの表面に、イオ
ンブレーティング法を用い、通常の条件で、１層の平均
層厚が０３μｎｌのＴ１Ｃｏ２Ｎｏ、ａｏｏ２層と、同
じく１層の平均層厚が０１２μｍの金属１゛１層とを、
３層づつ交互に積層形成することによって、表面被覆硬
質層の全体平均層厚が１３μＩＩ＋の本発明表面波！１
シ焼結硬質合金冷間鍛造ダイスヘッド（以下、本発明被
覆ダイスヘッドという）を製造した。
この結果得られた本発明被覆ダイスヘッドは、Ｃ十Ｎ
＋Ｏ／Ｔｉ原子比：０７０を有し、かつ、ＴｉＣＮ０．
Ｔｉ２Ｎ、およびＴｉの存在する表面被覆層によシ被覆
されるものであった。
＋Ｏ／Ｔｉ原子比：０７０を有し、かつ、ＴｉＣＮ０．
Ｔｉ２Ｎ、およびＴｉの存在する表面被覆層によシ被覆
されるものであった。
つぎに、上記の本発明被覆ダイスヘッドを、５５５Ｃ相
当の材質からなるネジの十字穴の冷間鍛造加工に用いた
ところ、２０００００個の使用寿命を示すものであった
。これに対して、表ｍ１被１５１ｆ層をＴ１Ｃｏ２Ｎ。
当の材質からなるネジの十字穴の冷間鍛造加工に用いた
ところ、２０００００個の使用寿命を示すものであった
。これに対して、表ｍ１被１５１ｆ層をＴ１Ｃｏ２Ｎ。
６００２層のみで構成する以外は同一の条件で製造し、
だ従来被覆ダイスヘッドにおいては、同一の冷間鍛造加
工条件で、５００００個の短かい使用寿命しか示さない
ものであった。
だ従来被覆ダイスヘッドにおいては、同一の冷間鍛造加
工条件で、５００００個の短かい使用寿命しか示さない
ものであった。
実施例 ４
焼結硬質合金部拐として、Ｃｏ：５％、Ｎｉ：１０％、
ＭＯ： １０ ％、 ＴｉＮ： ２０％を含有し、残
りがＴｉｃと不可避不純物からなる組成を有する切削工
具用スローアウェイチップを用意し、このチップの表面
に、スパッタリング法を用い、通常の条件で、１層の平
均層厚が０．４７１ ｍのＴ１Ｃｏ３Ｎｏ、ｙ層と、同
じく１層の厚みが０２μｍの金Ｈ’ｒｉ層とを交互に５
層づつ積層することによ−って、表面被覆硬質層の全体
平均厚さが３μｍの木兄面被覆チップを製造した。
ＭＯ： １０ ％、 ＴｉＮ： ２０％を含有し、残
りがＴｉｃと不可避不純物からなる組成を有する切削工
具用スローアウェイチップを用意し、このチップの表面
に、スパッタリング法を用い、通常の条件で、１層の平
均層厚が０．４７１ ｍのＴ１Ｃｏ３Ｎｏ、ｙ層と、同
じく１層の厚みが０２μｍの金Ｈ’ｒｉ層とを交互に５
層づつ積層することによ−って、表面被覆硬質層の全体
平均厚さが３μｍの木兄面被覆チップを製造した。
また、比較の目的で、表面被覆硬質層をＪ、’ ｉ、Ｃ
ｏ、３ Ｎ ｏ、ｒ層のみで構成する以外は同一の条件
で従来被１ｋＭチップを製造した。
ｏ、３ Ｎ ｏ、ｒ層のみで構成する以外は同一の条件
で従来被１ｋＭチップを製造した。
この結果得られた両被覆チップを用いで、被削材： Ｓ
ＮＣＭ −８（）（Ｒ２’ン０）の溝人丸捧、切削速
度：１８０ｍ／閣、 送り二〇、 ３ ｒｔｖｔｒ／ ｒｅｖ、、切込み：２
Ｍ。
ＮＣＭ −８（）（Ｒ２’ン０）の溝人丸捧、切削速
度：１８０ｍ／閣、 送り二〇、 ３ ｒｔｖｔｒ／ ｒｅｖ、、切込み：２
Ｍ。
の条件で連続切削を行ない、使用前６６に至る寸での切
削時間を測定したところ、本発明被煎チップは３０分を
示したのに対して、従来被覆チップは２０分で使用寿命
に至るものであった。
削時間を測定したところ、本発明被煎チップは３０分を
示したのに対して、従来被覆チップは２０分で使用寿命
に至るものであった。
上述のように、この発明の表面被覆焼結硬質合金部材は
、その表面が高靭性をイ］する表面被覆硬質層で被覆さ
れているので、曲げ応力負荷に対して前記表面被覆硬質
層に割れが発生ずることが著しく抑制されるようになり
、しかも前記表面被覆？ＩＪ！質層は而」摩耗性にもす
ぐれておシ、したがって、これを切削ユニ具や耐摩耗工
具として使用した場合には著しく長期に亘ってすぐれた
性能を発揮するなど工業上有用な特性を有するのである
。
、その表面が高靭性をイ］する表面被覆硬質層で被覆さ
れているので、曲げ応力負荷に対して前記表面被覆硬質
層に割れが発生ずることが著しく抑制されるようになり
、しかも前記表面被覆？ＩＪ！質層は而」摩耗性にもす
ぐれておシ、したがって、これを切削ユニ具や耐摩耗工
具として使用した場合には著しく長期に亘ってすぐれた
性能を発揮するなど工業上有用な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） オ■ 夫 外１名
Claims (2)
- （１）表面被覆焼結硬質合金部材における表面被覆硬質
層の１部または全部を、Ｔ１の炭化物、窒化物、炭窒化
物、炭酸化物、窒酸化物、および炭窒酸化物のうちの１
種まだは２種以上で構成すると共に、Ｔ１に対する炭素
および窒素のいずれか、または炭素、窒素、および酸素
のうちの２ ｉｊｉ以上の合計の割合を原子比で０３〜
０８として、少なくともＴｉＸ化倉物とＴｉ２Ｘ化合物
（χは炭素および窒素のいずれか、または炭素、窒素、
および酸素のうちの２種以」二を示す）が共存する組織
を有するものとした平均層厚：１〜１０μｍの表面被覆
硬質層とすることを特徴とする切削工具および１耐摩耗
工具用表面被覆焼結硬質合金部材。 - （２）表面被覆焼結硬質合金部材における表面被覆硬質
層の１部または全部を、Ｔ］の炭化物、窒化物、炭窒化
物、炭酸化物、窒酸化物、および炭窒酸化物のうちのｌ
釉寸たけ２種以北と、金属１゛ｌとで構成すると共に、
Ｔｉに対する炭素および窒素のいずれか、寸たは炭素
、窒素、および酸素のうちの２種以上の合計の割合を原
子比で０３〜０８として、少なくともＴ１χ重合化およ
び’Ｊ４ｉ２Ｘ化合物（χは炭素および窒素のいずれか
、寸たけ炭素。 窒素、および酸素のうちの２種以上を示す）と、金属゛
ｌ′１とが共存する組織を有するものとした平均層厚：
１−１０μｍの表面被覆イ便質層とすることを特徴とす
る切削工具および耐摩耗工具用表面被覆焼結硬質合金部
拐。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58197217A JPS6089574A (ja) | 1983-10-21 | 1983-10-21 | 切削工具および耐摩耗工具用表面被覆焼結硬質合金部材 |
| DE8484112566T DE3481009D1 (de) | 1983-10-21 | 1984-10-18 | Beschichteter verschleissfester verbundkoerper und verfahren zu seiner herstellung. |
| EP84112566A EP0149024B2 (en) | 1983-10-21 | 1984-10-18 | Surface-coated wear-resistant member of cermet and process for producing same |
| US06/910,834 US4693944A (en) | 1983-10-21 | 1986-09-23 | Surface-coated wear-resistant member of cermet and process for producing same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58197217A JPS6089574A (ja) | 1983-10-21 | 1983-10-21 | 切削工具および耐摩耗工具用表面被覆焼結硬質合金部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6089574A true JPS6089574A (ja) | 1985-05-20 |
| JPH0372715B2 JPH0372715B2 (ja) | 1991-11-19 |
Family
ID=16370777
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58197217A Granted JPS6089574A (ja) | 1983-10-21 | 1983-10-21 | 切削工具および耐摩耗工具用表面被覆焼結硬質合金部材 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4693944A (ja) |
| EP (1) | EP0149024B2 (ja) |
| JP (1) | JPS6089574A (ja) |
| DE (1) | DE3481009D1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JPS62116762A (ja) * | 1985-11-15 | 1987-05-28 | Citizen Watch Co Ltd | 外装部品の製造方法 |
| CH664377A5 (de) * | 1986-01-16 | 1988-02-29 | Balzers Hochvakuum | Dekorative schwarze verschleissschutzschicht. |
| CH669347A5 (ja) * | 1986-05-28 | 1989-03-15 | Vni Instrument Inst | |
| FI862725A0 (fi) * | 1986-06-26 | 1986-06-26 | Ahlstroem Oy | Slitfast haolplatta. |
| GB8710296D0 (en) * | 1987-04-30 | 1987-06-03 | British Petroleum Co Plc | Wear resistant multi-layered composite |
| US5135801A (en) * | 1988-06-13 | 1992-08-04 | Sandvik Ab | Diffusion barrier coating material |
| GB8827541D0 (en) * | 1988-11-25 | 1988-12-29 | Atomic Energy Authority Uk | Multilayer coatings |
| US5304417A (en) * | 1989-06-02 | 1994-04-19 | Air Products And Chemicals, Inc. | Graphite/carbon articles for elevated temperature service and method of manufacture |
| US5436071A (en) * | 1990-01-31 | 1995-07-25 | Mitsubishi Materials Corporation | Cermet cutting tool and process for producing the same |
| JP2704317B2 (ja) * | 1990-03-09 | 1998-01-26 | ケンナメタル インコーポレイテツド | 窒化チタニウムの非電導体基板上への物理的蒸着 |
| US5264297A (en) * | 1990-03-09 | 1993-11-23 | Kennametal Inc. | Physical vapor deposition of titanium nitride on a nonconductive substrate |
| US5250367A (en) * | 1990-09-17 | 1993-10-05 | Kennametal Inc. | Binder enriched CVD and PVD coated cutting tool |
| EP0549584B1 (en) * | 1990-09-17 | 1998-07-22 | Kennametal Inc. | Cvd and pvd coated cutting tools |
| US5325747A (en) * | 1990-09-17 | 1994-07-05 | Kennametal Inc. | Method of machining using coated cutting tools |
| US5266388A (en) * | 1990-09-17 | 1993-11-30 | Kennametal Inc. | Binder enriched coated cutting tool |
| US5232318A (en) * | 1990-09-17 | 1993-08-03 | Kennametal Inc. | Coated cutting tools |
| US5185211A (en) * | 1991-07-11 | 1993-02-09 | Praxair S.T. Technology, Inc. | Non-stoichiometric titanium nitride coating |
| WO1994028191A1 (fr) * | 1993-05-31 | 1994-12-08 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Outil coupant revetu et son procede de production |
| US5508120A (en) * | 1994-08-12 | 1996-04-16 | The Dow Chemical Company | Boron carbide cermet structural materials with high flexure strength at elevated temperatures |
| US7052585B2 (en) * | 2003-03-11 | 2006-05-30 | Guardian Industries Corp. | Coated article including titanium oxycarbide and method of making same |
| US7455918B2 (en) | 2004-03-12 | 2008-11-25 | Kennametal Inc. | Alumina coating, coated product and method of making the same |
| US20100255337A1 (en) * | 2008-11-24 | 2010-10-07 | Langhorn Jason B | Multilayer Coatings |
| CN105463388B (zh) * | 2016-02-11 | 2018-01-19 | 广东工业大学 | 氧化铝系复合涂层、具有该复合涂层的梯度超细硬质合金刀具及其制备方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS5662961A (en) * | 1979-10-26 | 1981-05-29 | Mitsubishi Metal Corp | Surface coated sintered hard alloy member for cutting tool |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH516371A (de) * | 1969-01-02 | 1971-12-15 | Sandco Ltd | Schneideinsatz zur spanabhebenden Bearbeitung von Werkstoffen |
| US3916052A (en) * | 1973-05-16 | 1975-10-28 | Airco Inc | Coating of carbon-containing substrates with titanium carbide |
| FR2483848A1 (fr) * | 1980-06-06 | 1981-12-11 | Stephanois Rech Mec | Procede pour la fabrication d'une couche composite resistant a la fois au grippage, a l'abrasion, a la corrosion et a la fatigue par contraintes alternees, et couche composite ainsi obtenue |
| JPS586969A (ja) * | 1981-07-06 | 1983-01-14 | Mitsubishi Metal Corp | 切削工具用表面被覆超硬合金部材 |
| JPS5858273A (ja) * | 1981-10-01 | 1983-04-06 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 被覆超硬合金 |
| US4409003A (en) * | 1982-05-20 | 1983-10-11 | Gte Laboratories Incorporated | Carbonitride coated silicon nitride cutting tools |
| US4409004A (en) * | 1982-05-20 | 1983-10-11 | Gte Laboratories Incorporated | Carbonitride coated composite silicon nitride cutting tools |
| US4406668A (en) * | 1982-05-20 | 1983-09-27 | Gte Laboratories Incorporated | Nitride coated silicon nitride cutting tools |
-
1983
- 1983-10-21 JP JP58197217A patent/JPS6089574A/ja active Granted
-
1984
- 1984-10-18 DE DE8484112566T patent/DE3481009D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1984-10-18 EP EP84112566A patent/EP0149024B2/en not_active Expired - Lifetime
-
1986
- 1986-09-23 US US06/910,834 patent/US4693944A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5662961A (en) * | 1979-10-26 | 1981-05-29 | Mitsubishi Metal Corp | Surface coated sintered hard alloy member for cutting tool |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0149024B1 (en) | 1990-01-10 |
| JPH0372715B2 (ja) | 1991-11-19 |
| US4693944A (en) | 1987-09-15 |
| DE3481009D1 (de) | 1990-02-15 |
| EP0149024A3 (en) | 1987-01-14 |
| EP0149024B2 (en) | 1993-03-10 |
| EP0149024A2 (en) | 1985-07-24 |
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