JPS61223181A - 表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具 - Google Patents
表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具Info
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- JPS61223181A JPS61223181A JP6513885A JP6513885A JPS61223181A JP S61223181 A JPS61223181 A JP S61223181A JP 6513885 A JP6513885 A JP 6513885A JP 6513885 A JP6513885 A JP 6513885A JP S61223181 A JPS61223181 A JP S61223181A
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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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、炭化タングステン（以下ＷＣで示す）基層
硬合金母材の表面に、硬質被覆層をきわめて高い付着強
度で被覆してなる表面被覆ＷＣＣ超超硬合金製切削工具
関するものである。
硬合金母材の表面に、硬質被覆層をきわめて高い付着強
度で被覆してなる表面被覆ＷＣＣ超超硬合金製切削工具
関するものである。
従来、ＷＣＣ超超硬合金母材表面に、
炭化チタン（以下ＴｉＣで示す）からなる平均層厚：１
〜１０μｍの内層と、 炭酸化チタン（以下Ｔｉ Ｃｏで示す）、炭窒酸化チタ
ン（以下Ｔｉ ＣＮＯで示す）、および酸化アルミニウ
ム（以下Ａ！２０３で示す）のうちの１種の単層または
２種以上の複層からなる平均層厚＝０．５〜１０μｍの
外層、 で構成された硬質被覆層を２〜２０μｍの平均層厚で被
覆してなる表面被覆ＷＣＭ超硬合金製切削工具が実用に
供されている。
〜１０μｍの内層と、 炭酸化チタン（以下Ｔｉ Ｃｏで示す）、炭窒酸化チタ
ン（以下Ｔｉ ＣＮＯで示す）、および酸化アルミニウ
ム（以下Ａ！２０３で示す）のうちの１種の単層または
２種以上の複層からなる平均層厚＝０．５〜１０μｍの
外層、 で構成された硬質被覆層を２〜２０μｍの平均層厚で被
覆してなる表面被覆ＷＣＭ超硬合金製切削工具が実用に
供されている。
（発明が解決しようとする問題点〕
しかし、上記の従来表面被覆ＷＣＣ超超硬合金製切削工
具、特に送りが０．４麿／ ｒｅｄ、以上の高送り切削
や、切削速度が２５０ｍ／ｗｉｎ以上の高速切削に用い
た場合、前記ＴｉＣからなる内層のＷＣＣ超超硬合金母
材対する付着強度が十分でないために硬質被覆層に剥離
が生じ易く、比較的短時間で使用寿命に至るものであっ
た。
具、特に送りが０．４麿／ ｒｅｄ、以上の高送り切削
や、切削速度が２５０ｍ／ｗｉｎ以上の高速切削に用い
た場合、前記ＴｉＣからなる内層のＷＣＣ超超硬合金母
材対する付着強度が十分でないために硬質被覆層に剥離
が生じ易く、比較的短時間で使用寿命に至るものであっ
た。
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、１
上記の従来表面波ｍｗｃ基超硬合金製切削工具にお
いて、内層としてのＴｉ Ｃ１のＷＣＣ超超硬合金母材
対する付着強度を高めて、硬質波ＷＩＷＪの剥離を抑制
すべく研究を行なった結果、 ＷＣＣ超超硬合金母材表面に、まず、ＣＯ：０、０１〜
１０重量％およびＷ：０．０１〜２５重量％を含有し、
残りがＴｉＣからなる組成の下方下地層を被覆し、 ついで、炭酸化チタン（以下Ｔｉ Ｃｏで示す）または
ＴｉＣＮ０からなる上方下地層を被覆した状態で、 ＴｉＣからなる内層と、Ｔｉ Ｃｏ、Ｔｉ ＣＮＯ。
上記の従来表面波ｍｗｃ基超硬合金製切削工具にお
いて、内層としてのＴｉ Ｃ１のＷＣＣ超超硬合金母材
対する付着強度を高めて、硬質波ＷＩＷＪの剥離を抑制
すべく研究を行なった結果、 ＷＣＣ超超硬合金母材表面に、まず、ＣＯ：０、０１〜
１０重量％およびＷ：０．０１〜２５重量％を含有し、
残りがＴｉＣからなる組成の下方下地層を被覆し、 ついで、炭酸化チタン（以下Ｔｉ Ｃｏで示す）または
ＴｉＣＮ０からなる上方下地層を被覆した状態で、 ＴｉＣからなる内層と、Ｔｉ Ｃｏ、Ｔｉ ＣＮＯ。
およびＡｔｚＯ３のうちの１種の単層または２種以上の
複層からなる外層を被覆すると、前記下方下地層は、Ｃ
ｏおよびＷの含有によってＷＣＣ超超硬合金母材強固に
付着し、かつ前記上方下地層は、ＷＣＣ超超硬合金母材
よび前記下方下地層中に含有するＣＯおよびＷの前記内
層への拡散防止層として作用するほか、前記下方下地層
と前記内層に対して強固に付着することから、この結果
の表面被覆ＷＣＣ超超硬合金おいては、硬質被覆層全体
が前記下方下地層および上方下地層によってＷＣＣ超超
硬合金母材強固に付着し、かつ前記内層および外層によ
ってすぐれた耐摩耗性が確保されるようになり、したが
って、これを特に高送り切削や高速切削に切削工具とし
て使用しても硬質被覆層に剥離が発生せず、著しく長期
に亘ってすぐれた切削性能を発揮するという知見を得た
のである。
複層からなる外層を被覆すると、前記下方下地層は、Ｃ
ｏおよびＷの含有によってＷＣＣ超超硬合金母材強固に
付着し、かつ前記上方下地層は、ＷＣＣ超超硬合金母材
よび前記下方下地層中に含有するＣＯおよびＷの前記内
層への拡散防止層として作用するほか、前記下方下地層
と前記内層に対して強固に付着することから、この結果
の表面被覆ＷＣＣ超超硬合金おいては、硬質被覆層全体
が前記下方下地層および上方下地層によってＷＣＣ超超
硬合金母材強固に付着し、かつ前記内層および外層によ
ってすぐれた耐摩耗性が確保されるようになり、したが
って、これを特に高送り切削や高速切削に切削工具とし
て使用しても硬質被覆層に剥離が発生せず、著しく長期
に亘ってすぐれた切削性能を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、 ＷＣＣ超超硬合金母材表面に、重量％（以下％は重量％
を示す）で、 Ｃｏ ： ０．０１〜１０％およびＷ：０．０１〜２
５％を含有し、残りがＴｉＣからなる平均層厚：０．２
〜３μｍの下方下地層と、 Ｔｉ ＣｏまたはＴｉ ＣＮＯからなる平均層厚：０．
２〜３μｍの上方下地層と、 ＴｉＣからなる平均層厚＝１〜１０μｍの内層と、 Ｔｉ Ｃｏ、Ｔｉ ＣＮＯ，およびＡ１２０ｇのうちの
１種の単層または２種以上の複層からなる平均層厚＝０
．５〜１０μｍの外層、 で構成された硬質被覆層を２〜２０μｍの平均層厚で被
覆してなる表面被覆ＷＣＣ超超硬合金製切削工具特徴を
有するものである。
て、 ＷＣＣ超超硬合金母材表面に、重量％（以下％は重量％
を示す）で、 Ｃｏ ： ０．０１〜１０％およびＷ：０．０１〜２
５％を含有し、残りがＴｉＣからなる平均層厚：０．２
〜３μｍの下方下地層と、 Ｔｉ ＣｏまたはＴｉ ＣＮＯからなる平均層厚：０．
２〜３μｍの上方下地層と、 ＴｉＣからなる平均層厚＝１〜１０μｍの内層と、 Ｔｉ Ｃｏ、Ｔｉ ＣＮＯ，およびＡ１２０ｇのうちの
１種の単層または２種以上の複層からなる平均層厚＝０
．５〜１０μｍの外層、 で構成された硬質被覆層を２〜２０μｍの平均層厚で被
覆してなる表面被覆ＷＣＣ超超硬合金製切削工具特徴を
有するものである。
つぎに、この発明の切削工具において、下方下地層のＣ
ＯおよびＷの含有量、並びに各層の平均層厚を上記の通
りに限定した理由を説明する。
ＯおよびＷの含有量、並びに各層の平均層厚を上記の通
りに限定した理由を説明する。
（ａ）下方下地層のＣＯおよびＷ含有量その含有量が、
Ｃｏ ： ０．０１％未満およびＷ：０．０１％未満
では所望の母材に対する付着強度が得られず、一方、Ｃ
ｏ：１０％およびＷ：２５％をそれぞれ越えて含有する
と、耐摩耗性の低下が著しくなることから、その含右醋
を、それぞれＣｏ ： ０．０１〜１０％、Ｗ：０
．０１〜２５％と定めた。
Ｃｏ ： ０．０１％未満およびＷ：０．０１％未満
では所望の母材に対する付着強度が得られず、一方、Ｃ
ｏ：１０％およびＷ：２５％をそれぞれ越えて含有する
と、耐摩耗性の低下が著しくなることから、その含右醋
を、それぞれＣｏ ： ０．０１〜１０％、Ｗ：０
．０１〜２５％と定めた。
（ｂ）下方下地層の平均層厚
上記のように下方下地層には、硬質被覆層をＷＣＣ超超
硬合金母材強固に付着させる作用があるが、反面耐摩耗
性の低いものであるので、強固な付着強度が確保できれ
ば、できるだけ薄い方が望ましい。したがって、所望の
強固な付着強度を確保できる最小平均層厚が０．２μｍ
であり、一方耐摩耗性に悪影響が現われる最大平均層厚
が３μｍであることから、その平均層厚を０．２〜３μ
ｍと定めた。
硬合金母材強固に付着させる作用があるが、反面耐摩耗
性の低いものであるので、強固な付着強度が確保できれ
ば、できるだけ薄い方が望ましい。したがって、所望の
強固な付着強度を確保できる最小平均層厚が０．２μｍ
であり、一方耐摩耗性に悪影響が現われる最大平均層厚
が３μｍであることから、その平均層厚を０．２〜３μ
ｍと定めた。
（ｃ）上方下地層の平均層厚
上方下地層には、上記のようにＴｉＣからなる内層へ下
方下地層およびＷＣＣ超超硬合金母材中ＣＯおよびＷが
拡散して、前記内層の耐摩耗性が低下するのを防止する
拡散防止層としての作用があるほか、上方下地層および
内層と強固に付着する作用があるが、その平均層厚が０
．２μｍ未満では所望の拡散防止効果が得られず、一方
この拡散防止効果は３μｍまでの平均層厚で十分で、こ
れより厚い平均層厚になると靭性が低下するようになる
ことから、その平均層厚を０．２〜３μｍと定めた。
方下地層およびＷＣＣ超超硬合金母材中ＣＯおよびＷが
拡散して、前記内層の耐摩耗性が低下するのを防止する
拡散防止層としての作用があるほか、上方下地層および
内層と強固に付着する作用があるが、その平均層厚が０
．２μｍ未満では所望の拡散防止効果が得られず、一方
この拡散防止効果は３μｍまでの平均層厚で十分で、こ
れより厚い平均層厚になると靭性が低下するようになる
ことから、その平均層厚を０．２〜３μｍと定めた。
ａ （ｄ）内層の平均層厚
ＴｉＣからなる内層には、耐摩耗性を著しく向上させる
作用があるが、その平均層厚が１μｍ未満では所望のす
ぐれた耐摩耗性を確保することができず、一方１０μｍ
を越えた平均層厚にすると、硬質被覆層全体の靭性が低
下するようになることから、その平均層厚を１〜１０μ
ｍと定めた。
作用があるが、その平均層厚が１μｍ未満では所望のす
ぐれた耐摩耗性を確保することができず、一方１０μｍ
を越えた平均層厚にすると、硬質被覆層全体の靭性が低
下するようになることから、その平均層厚を１〜１０μ
ｍと定めた。
（ｅ）外層の平均層厚
外層には、耐摩耗性、特に切刃の耐すくい面摩耗を向上
させる作用があるが、その平均層厚が０．５μｍ未満で
は前記作用に所望の効果が得られず、一方１０μｍを越
えた平均層厚にすると、内層同様に靭性が低下するよう
になることから、その平均層厚を０．５〜１０μｍと定
めた。
させる作用があるが、その平均層厚が０．５μｍ未満で
は前記作用に所望の効果が得られず、一方１０μｍを越
えた平均層厚にすると、内層同様に靭性が低下するよう
になることから、その平均層厚を０．５〜１０μｍと定
めた。
（ｆ）硬質波ｉＩ層の平均層厚
上記の４種の層によって構成される硬質被覆層において
は、その平均層厚が２μｍ未満になると、上記の内層お
よび外層の平均層厚がこの発明の範囲を外れて泗くなる
場合が生じるようになって、所望のすぐれた耐摩耗性を
確保することができなくなり、一方その平均層厚が２０
μｍを越えると、切削工具全体の靭性が低下するように
なることから、その平均層厚を２〜２０μｍと定めた。
は、その平均層厚が２μｍ未満になると、上記の内層お
よび外層の平均層厚がこの発明の範囲を外れて泗くなる
場合が生じるようになって、所望のすぐれた耐摩耗性を
確保することができなくなり、一方その平均層厚が２０
μｍを越えると、切削工具全体の靭性が低下するように
なることから、その平均層厚を２〜２０μｍと定めた。
なお、上記の下方下地層は、通常の化学蒸着法によりＴ
ｉＣ１ｉを形成するに際して、１０００℃前後の反応温
度に昇温する過程の雰囲気（多くの場合、水素雰囲気）
中に２容量％以上のＣＨ４を含有させ、反応温度に昇温
後、ＴｉＣ層を形成する反応ガス組成とすることによっ
て形成することができる。
ｉＣ１ｉを形成するに際して、１０００℃前後の反応温
度に昇温する過程の雰囲気（多くの場合、水素雰囲気）
中に２容量％以上のＣＨ４を含有させ、反応温度に昇温
後、ＴｉＣ層を形成する反応ガス組成とすることによっ
て形成することができる。
つぎに、この発明の切削工具を実施例により具体的に説
明する。
明する。
ＣＯ：６％、ＴｉＣ：２％、ＴａＣ：５％を含有し、残
りがＷＣと不可避不純物からなる組成、並びにＣＩＳ規
格ＳＮＭＧ４３２の形状をもったＷＣＣ超超硬合金母材
以下母材１という）、およびＣｏ：５％、ＴｉＣ：５％
、ＴａＣ：５％を含有し、残りがＷＣと不可避不純物か
らなる組成、並びに前記母材１と同一形状をもったＷＣ
Ｃ超超硬合金母材以下母材２という）を用意し、これら
母材の表面に、通常の化学蓋＠法にて、反応ガスとして
、Ｔｉ Ｃ；１４ 、 Ｈ２、ＣＨ４、Ｎ２ 。
りがＷＣと不可避不純物からなる組成、並びにＣＩＳ規
格ＳＮＭＧ４３２の形状をもったＷＣＣ超超硬合金母材
以下母材１という）、およびＣｏ：５％、ＴｉＣ：５％
、ＴａＣ：５％を含有し、残りがＷＣと不可避不純物か
らなる組成、並びに前記母材１と同一形状をもったＷＣ
Ｃ超超硬合金母材以下母材２という）を用意し、これら
母材の表面に、通常の化学蓋＠法にて、反応ガスとして
、Ｔｉ Ｃ；１４ 、 Ｈ２、ＣＨ４、Ｎ２ 。
ＣＯ２、およびＡＩ Ｃ１ｇを用い、これら反応ガスを
適宜組合せて、 反応温度：１０００℃。
適宜組合せて、 反応温度：１０００℃。
炉内圧カニ５００ａＩＩＨＯ。
の条件で、それぞれ第１表に示される組成および平均層
厚をもった本発明表面被覆ＷＣＣ超超硬合金製切削工具
以下本発明切削工具という）１〜７および従来表面被覆
ＷＣＣ超超硬合金製切削工具以下従来切削工具という）
１〜６をそれぞれ製造した。
厚をもった本発明表面被覆ＷＣＣ超超硬合金製切削工具
以下本発明切削工具という）１〜７および従来表面被覆
ＷＣＣ超超硬合金製切削工具以下従来切削工具という）
１〜６をそれぞれ製造した。
なお、本発明切削工具１〜７の下方下地層形成にあたっ
ては、その眞段階である外温時の水素雰囲気中に同じく
第１表に示される量のＣＨａを含有させ、このＣＨ４の
含有量の違いによって下方下地層におけるＣｏおよびＷ
の含有ｍの調整をはかった。
ては、その眞段階である外温時の水素雰囲気中に同じく
第１表に示される量のＣＨａを含有させ、このＣＨ４の
含有量の違いによって下方下地層におけるＣｏおよびＷ
の含有ｍの調整をはかった。
ついで、この結果得られた本発明切削工具１〜７および
従来切削工具１〜６について、被削材：ＳＮ０Ｍ４３９
（硬さ：Ｈａ２７０）。
従来切削工具１〜６について、被削材：ＳＮ０Ｍ４３９
（硬さ：Ｈａ２７０）。
切削速度： １３０ｍ／１ｇ 。
送り： ０．５＊ａ＋ ／ ｒｅｖ、 。
切込み：２Ｍ。
切削時間：２０分、 ・
の条件（以下切削条件１という）での乾式高送り切削試
験、並びに、 被削材： Ｆｅ１２ （硬さ：Ｈ８″１４０）。
験、並びに、 被削材： Ｆｅ１２ （硬さ：Ｈ８″１４０）。
切削速度：２７０ｍ／＋＋＋ｉｗ＋。
第 ２ 表
送り： ０．３＃ＩＩ／ｒｅｖ、。
切込み：２ｍ。
切削時間＝２０分。
の条件（以下切削条件２という）での乾式高速切削試験
を行ない、それぞれ切刃の逃げ面摩耗幅とすくい面摩耗
深さを測定した。これらの測定結果を第２表に合せて示
した。
を行ない、それぞれ切刃の逃げ面摩耗幅とすくい面摩耗
深さを測定した。これらの測定結果を第２表に合せて示
した。
第２表に示される結果から、本発明切削工具１〜７は、
いずれも高送り切削および高速切削において、硬質被覆
層に剥離の発生がなく、すぐれた耐摩耗性を示すのに対
して、従来切削工具１〜６においては、いずれも切刃に
欠けが発生し、比較的短かい時間で使用寿命に到り、実
用に供するには問題のあることが明らかである。
いずれも高送り切削および高速切削において、硬質被覆
層に剥離の発生がなく、すぐれた耐摩耗性を示すのに対
して、従来切削工具１〜６においては、いずれも切刃に
欠けが発生し、比較的短かい時間で使用寿命に到り、実
用に供するには問題のあることが明らかである。
上述のように、この発明の表面被覆ＷＣＣ超超硬合金製
切削工具、下方および上方下地層の介在によって、高送
り切削や高速切削に用いても硬質被覆層に剥離が全く発
生せず、すぐれた切削性能を長期に亘って発揮するので
ある。
切削工具、下方および上方下地層の介在によって、高送
り切削や高速切削に用いても硬質被覆層に剥離が全く発
生せず、すぐれた切削性能を長期に亘って発揮するので
ある。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 炭化タングステン基超硬合金母材の表面に、Ｃｏ：０．
０１〜１０重量％およびＷ：０．０１〜２５重量％を含
有し、残りが炭化チタンからなる平均層厚：０．２〜３
μｍの下方下地層と、炭酸化チタンまたは炭窒酸化チタ
ンからなる平均層厚：０．２〜３μｍの上方下地層と、 炭化チタンからなる平均層厚：１〜１０μｍの内層と、 炭酸化チタン、炭窒酸化チタン、および酸化アルミニウ
ムのうちの１種の単層または２種以上の複層からなる平
均層厚：０．５〜１０μｍの外層、で構成された硬質被
覆層を２〜２０μｍの平均層厚で被覆してなる表面被覆
炭化タングステン基超硬合金製切削工具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6513885A JPS61223181A (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | 表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6513885A JPS61223181A (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | 表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61223181A true JPS61223181A (ja) | 1986-10-03 |
| JPS644588B2 JPS644588B2 (ja) | 1989-01-26 |
Family
ID=13278224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6513885A Granted JPS61223181A (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | 表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61223181A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0678594A1 (en) * | 1994-03-22 | 1995-10-25 | Sandvik Aktiebolag | Coated cutting tool |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2819724T3 (es) | 2014-09-04 | 2021-04-19 | Kuraray Co | Método para producir un polímero aniónico |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4832734A (ja) * | 1971-09-01 | 1973-05-02 | ||
| GB1394108A (en) * | 1971-11-12 | 1975-05-14 | Sandco Ltd | Coated hard metal body |
| JPS54103409A (en) * | 1978-02-01 | 1979-08-14 | Sumitomo Electric Industries | Surface coated superhard alloy member |
| JPS55154562A (en) * | 1979-05-18 | 1980-12-02 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Sintered hard alloy part for base material of surface-covered tool material and their manufacture |
| JPS5742151A (en) * | 1980-08-28 | 1982-03-09 | Fujitsu Ltd | Formation of pattern |
-
1985
- 1985-03-29 JP JP6513885A patent/JPS61223181A/ja active Granted
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4832734A (ja) * | 1971-09-01 | 1973-05-02 | ||
| GB1394108A (en) * | 1971-11-12 | 1975-05-14 | Sandco Ltd | Coated hard metal body |
| JPS54103409A (en) * | 1978-02-01 | 1979-08-14 | Sumitomo Electric Industries | Surface coated superhard alloy member |
| JPS55154562A (en) * | 1979-05-18 | 1980-12-02 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Sintered hard alloy part for base material of surface-covered tool material and their manufacture |
| JPS5742151A (en) * | 1980-08-28 | 1982-03-09 | Fujitsu Ltd | Formation of pattern |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0678594A1 (en) * | 1994-03-22 | 1995-10-25 | Sandvik Aktiebolag | Coated cutting tool |
| US5705263A (en) * | 1994-03-22 | 1998-01-06 | Sandvik Ab | Coated cutting tool |
| US5800868A (en) * | 1994-03-22 | 1998-09-01 | Sandvik Ab | Method for making a coated cutting tool |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS644588B2 (ja) | 1989-01-26 |
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