JPS6134103A - 切削用コ−テイングチツプの製造方法 - Google Patents
切削用コ−テイングチツプの製造方法Info
- Publication number
- JPS6134103A JPS6134103A JP59154113A JP15411384A JPS6134103A JP S6134103 A JPS6134103 A JP S6134103A JP 59154113 A JP59154113 A JP 59154113A JP 15411384 A JP15411384 A JP 15411384A JP S6134103 A JPS6134103 A JP S6134103A
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- JP
- Japan
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- base material
- cutting
- sintering
- tip
- base
- 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.)
- Pending
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- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
- Powder Metallurgy (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、衝撃力を伴なう条件下での切削に適用できる
ＷＣ基超硬合金の母材とする切削用コーティングチップ
の製造方法に関するものである。
ＷＣ基超硬合金の母材とする切削用コーティングチップ
の製造方法に関するものである。
従来、ＷＣ基超硬合金の耐摩耗性を高める目的で、Ｔｉ
Ｃ，ＴｉＮ％Ａｆ２０．等を化学蒸着法（ＣＶＤ法）に
よってコーティングした工具が知られている。コーティ
ング工兵は、母材のみから成る工具に比べて高速で優れ
た切削性能を示すが、コーティング層は母材に比べて脆
く、母材とコーティング層との間に脱炭相（いわゆるη
相）を生じて靭性を低下させたり、蒸着のため昇温した
後冷却する過程において母材とコーティング層との熱膨
張係数の差によりクラックが発生したりする場合がある
。
Ｃ，ＴｉＮ％Ａｆ２０．等を化学蒸着法（ＣＶＤ法）に
よってコーティングした工具が知られている。コーティ
ング工兵は、母材のみから成る工具に比べて高速で優れ
た切削性能を示すが、コーティング層は母材に比べて脆
く、母材とコーティング層との間に脱炭相（いわゆるη
相）を生じて靭性を低下させたり、蒸着のため昇温した
後冷却する過程において母材とコーティング層との熱膨
張係数の差によりクラックが発生したりする場合がある
。
これらの問題を解決するため種々の提案がなされている
。例えばＮ′ｄｅを添加して母材表面に脱βｔ Ｎ （
ＷＣ−Ｃｏ Ｉ）を生成させる方法がある（例えば特開
昭５５−１４８７６２号公報に記載の方法）。しかし脱
βＬ層の結合相量は母材と同程度で、硬さは母材より５
〜２０％低下する程度であるため同グレードの比較では
耐欠損性に優れるが、衝撃力を伴なうような７ライス切
削や旋削における断続切削においては適用できない。
。例えばＮ′ｄｅを添加して母材表面に脱βｔ Ｎ （
ＷＣ−Ｃｏ Ｉ）を生成させる方法がある（例えば特開
昭５５−１４８７６２号公報に記載の方法）。しかし脱
βＬ層の結合相量は母材と同程度で、硬さは母材より５
〜２０％低下する程度であるため同グレードの比較では
耐欠損性に優れるが、衝撃力を伴なうような７ライス切
削や旋削における断続切削においては適用できない。
本発明は、耐衝撃性と耐摩耗性と耐欠損性を兼ね備えた
切削用コーティングチップの製造方法を提供せんとする
ものである。
切削用コーティングチップの製造方法を提供せんとする
ものである。
しかして本発明は、Ｔｉ５ＴａのＮ′ｄｅ１およびＣＮ
”ｄｅのうちの１種以上と、Ｔｉ、ＴａのＣ′ｄｅのう
ちの１種以上とを含んだＷＣ基超硬合金の母材を、窒素
分圧を１０−１Ｔｏｒｒ以下にコン）ｔｙ−ルして焼結
し、焼結後０．５℃／ｍｉｎ −２，５℃／ｌｌ１ｉｎ
の冷却速度で冷却し、ついで母材表面にＴｉＣ及び／又
はＴｉＣＮ、 及び酸化アルミニラ゛ ムを被覆す
ること番特徴とする切削用コーティングチップの製造方
法である。
”ｄｅのうちの１種以上と、Ｔｉ、ＴａのＣ′ｄｅのう
ちの１種以上とを含んだＷＣ基超硬合金の母材を、窒素
分圧を１０−１Ｔｏｒｒ以下にコン）ｔｙ−ルして焼結
し、焼結後０．５℃／ｍｉｎ −２，５℃／ｌｌ１ｉｎ
の冷却速度で冷却し、ついで母材表面にＴｉＣ及び／又
はＴｉＣＮ、 及び酸化アルミニラ゛ ムを被覆す
ること番特徴とする切削用コーティングチップの製造方
法である。
本発明では上記のように、Ｎ′ｄｅを含有させかつ窒素
分圧を１０−’Ｔｏｒｒ以下にコントロールすることに
より表面近傍にＷ Ｃ−Ｃｏの強靭な層を生成させ、表
面に向かって連続的に複炭窒化物の濃度を低めて表面近
傍をＷＣ−Ｃｏ層のみとする。
分圧を１０−’Ｔｏｒｒ以下にコントロールすることに
より表面近傍にＷ Ｃ−Ｃｏの強靭な層を生成させ、表
面に向かって連続的に複炭窒化物の濃度を低めて表面近
傍をＷＣ−Ｃｏ層のみとする。
このように形成される表面近傍のＷＣ−ＣｏＭの厚さは
、２〜４０μｍで硬さは母材より５〜２０％低下する。
、２〜４０μｍで硬さは母材より５〜２０％低下する。
ここで、窒素分圧を１０−１Ｔｏｒｒ以下としたのは有
効な物質移動を十分に行なわせるためである。
効な物質移動を十分に行なわせるためである。
次に焼結後冷却速度を０．５℃／ｗｉｎ〜２．５℃／ｗ
ｉｎとして結合金属を表面ないしＷ Ｃ−Ｃｏ層に拡散
させ、母材内部よりも２００〜６００％結合金属を富化
させて硬さを母材より３０〜５０％低下させる。しかし
ＷＣ−ＣｏＮ’ｆ）厚さは変わらない。
ｉｎとして結合金属を表面ないしＷ Ｃ−Ｃｏ層に拡散
させ、母材内部よりも２００〜６００％結合金属を富化
させて硬さを母材より３０〜５０％低下させる。しかし
ＷＣ−ＣｏＮ’ｆ）厚さは変わらない。
ここで冷却速度を０．５℃／＋ｎｉｎ〜 ２．５℃／ｓ
ｉｎとしたのは、０．５℃／ｌｌ１ｎ未満では結合相が
表面へ移動するのに長時間を要し、２．５℃／ｍｉｎを
越えると結合金属の移動が十分に行なわれな・いためで
ある。このときの雰囲気は浸炭性が好ましく、ＣＨ４、
Ｈ２ガスを使用した方が効果が大きい。Ｎ２Ｆスはβ相
を表面に移動させるため好ましくない。
ｉｎとしたのは、０．５℃／ｌｌ１ｎ未満では結合相が
表面へ移動するのに長時間を要し、２．５℃／ｍｉｎを
越えると結合金属の移動が十分に行なわれな・いためで
ある。このときの雰囲気は浸炭性が好ましく、ＣＨ４、
Ｈ２ガスを使用した方が効果が大きい。Ｎ２Ｆスはβ相
を表面に移動させるため好ましくない。
以下実施例に基づいて、本発明をより詳細に説明する。
ＷＣ基超硬合金のＴｉ、ＴａのＣ′ｄｅ 、 Ｎ′ｄｅ
ＩＣＮ′ｄｅを添加して第１表に示す組成となるよう
に市販の原料粉末を配合し、通常の製造方法に従って混
合した後、５ＮＰ４３２型にプレス成型した、 なお試料Ａは比較例であり、Ｂ−Ｆは本発明によるもの
である。
ＩＣＮ′ｄｅを添加して第１表に示す組成となるよう
に市販の原料粉末を配合し、通常の製造方法に従って混
合した後、５ＮＰ４３２型にプレス成型した、 なお試料Ａは比較例であり、Ｂ−Ｆは本発明によるもの
である。
次に真空中にて １４００℃−１ｈｒ″Ｃ″焼結を行な
った。この際昇温時は窒素分圧を１０−１Ｔｏｒｒ以下
にコントロールし、１４００℃で焼結後冷却速度２℃／
ｗｉｎで徐冷した。このチップの焼肌面を研摩によって
薄く取り除いて反応容器にセットし、５％ＴｉＣβ４−
３０ ％ＣＨ，−６５％１１□〃ス雰囲気中にて１００
０℃−５ｈｒで約５μｍ厚さのＴｉＣを表面付与し、次
に４．５％ＡｌＣｌ３−１０％ＣＯ２−８５，５％Ｈ２
ガス雰囲気中にて１０００℃−３ｈｒで約２μｍ厚さの
酸化アルミニウムを試料表面に付与した。
った。この際昇温時は窒素分圧を１０−１Ｔｏｒｒ以下
にコントロールし、１４００℃で焼結後冷却速度２℃／
ｗｉｎで徐冷した。このチップの焼肌面を研摩によって
薄く取り除いて反応容器にセットし、５％ＴｉＣβ４−
３０ ％ＣＨ，−６５％１１□〃ス雰囲気中にて１００
０℃−５ｈｒで約５μｍ厚さのＴｉＣを表面付与し、次
に４．５％ＡｌＣｌ３−１０％ＣＯ２−８５，５％Ｈ２
ガス雰囲気中にて１０００℃−３ｈｒで約２μｍ厚さの
酸化アルミニウムを試料表面に付与した。
以上の各工程より作製したコーティングチップの断面の
金属組織の顕微鏡写真の一例を第１図に、また硬さを測
定した結果を第２図に示す。
金属組織の顕微鏡写真の一例を第１図に、また硬さを測
定した結果を第２図に示す。
このようにＴｉＮ％ＴａＮの添加と焼結時の温度、雰囲
気をコントロールすることにより母材１の表面に厚さ２
５μ−の結合相リッチなＷ Ｃ−Ｃｏ層２が厚さ１０μ
輪のコーティング層３との界面に得られた。
気をコントロールすることにより母材１の表面に厚さ２
５μ−の結合相リッチなＷ Ｃ−Ｃｏ層２が厚さ１０μ
輪のコーティング層３との界面に得られた。
次に、上記チップを用いて切削テストを下記の条件で行
ない、その結果を第３．４図に示す。
ない、その結果を第３．４図に示す。
（１）旋削での耐摩耗、耐塑性変形試験被剛材 ８
０Ｍ４４０（Ｈｓ ４０）切削速度 ２００ ｍ／
ｓｉｎ 切り込み量 １．５−一 送り速度 ０ 、５ Ｉ１ｍ／ ｒｅｖ切削時間
３０ｍ１ｎ （２）旋削での耐欠損試験 被剛材 ８０Ｍ４４０（Ｈ５４０）４本の等間隔ス
ロット入り 切削速度 １００偕／ｓｉｎ 切り込み量 １．５ ｍｍ 送り速度 ０ 、２ ｍｍ／ ｒｑｖ、 ０ 、５
ｍｍ／ ｒｅｖ逃げ面摩耗、塑性変形量は、チップＡが
それぞれ０．１８閣論、０．０７ｍ＋ａ、チップＣがそ
れぞれ０．１７ａ＋ｍ、 ０，０６ａ＋Ｉ＋＋、 チ
ップＤがそれぞれ０．１８ｍｍ、 ０．０６ｍｍを示
し同程度の寿命を有している。しかし耐欠損試験では第
３図、第４図に示すように、高送り時のような衝撃力の
大きなときほど、効果が大であることがわがつる（第３
図は送り０．２論曽／ｒｅｖの場合の、 第４図は送り
０．５ ａｍ／ ｒｅｖの場合の欠損までの衝撃回数を
それぞれ示す）。
０Ｍ４４０（Ｈｓ ４０）切削速度 ２００ ｍ／
ｓｉｎ 切り込み量 １．５−一 送り速度 ０ 、５ Ｉ１ｍ／ ｒｅｖ切削時間
３０ｍ１ｎ （２）旋削での耐欠損試験 被剛材 ８０Ｍ４４０（Ｈ５４０）４本の等間隔ス
ロット入り 切削速度 １００偕／ｓｉｎ 切り込み量 １．５ ｍｍ 送り速度 ０ 、２ ｍｍ／ ｒｑｖ、 ０ 、５
ｍｍ／ ｒｅｖ逃げ面摩耗、塑性変形量は、チップＡが
それぞれ０．１８閣論、０．０７ｍ＋ａ、チップＣがそ
れぞれ０．１７ａ＋ｍ、 ０，０６ａ＋Ｉ＋＋、 チ
ップＤがそれぞれ０．１８ｍｍ、 ０．０６ｍｍを示
し同程度の寿命を有している。しかし耐欠損試験では第
３図、第４図に示すように、高送り時のような衝撃力の
大きなときほど、効果が大であることがわがつる（第３
図は送り０．２論曽／ｒｅｖの場合の、 第４図は送り
０．５ ａｍ／ ｒｅｖの場合の欠損までの衝撃回数を
それぞれ示す）。
上述のように、本発明方法ではコーティング層と母材と
の界面に結合相リッチなＷ Ｃ−Ｃｏ層を付与すること
により、耐摩耗性、耐塑性変形性は同程度であるが衝撃
力に対する耐欠損性に優れたコーティングチップを得る
ことができるものである。
の界面に結合相リッチなＷ Ｃ−Ｃｏ層を付与すること
により、耐摩耗性、耐塑性変形性は同程度であるが衝撃
力に対する耐欠損性に優れたコーティングチップを得る
ことができるものである。
従って本発明により衝撃を伴なって使用されるＰ２Ｏ−
Ｐ４０相当の領域に、Ｐ２０相当の耐摩耗性を有しかつ
耐欠損性の優れたコーティング工兵の適用が可能となっ
たものである。
Ｐ４０相当の領域に、Ｐ２０相当の耐摩耗性を有しかつ
耐欠損性の優れたコーティング工兵の適用が可能となっ
たものである。
第１図は本発明の一実施例によるコーティングチップの
表面層近傍の金属組織を示す顕微鏡写真、第２図は母材
表面層の硬さの測定結果を示す図、第３図および第４図
は耐欠損試験結果を示す図である。 １ ：母材、 ２：ＷＣ−Ｃｏ層、３ ：コーティング
層 代理人 弁理士 本 間 崇第 ｌ 図 第 ２図 表面からめ薇さ◇ｕｙｎ） 第 、３ 図 第４ 図 衝撃回教（ｘ／θ３）
表面層近傍の金属組織を示す顕微鏡写真、第２図は母材
表面層の硬さの測定結果を示す図、第３図および第４図
は耐欠損試験結果を示す図である。 １ ：母材、 ２：ＷＣ−Ｃｏ層、３ ：コーティング
層 代理人 弁理士 本 間 崇第 ｌ 図 第 ２図 表面からめ薇さ◇ｕｙｎ） 第 、３ 図 第４ 図 衝撃回教（ｘ／θ３）
Claims (1)
- １、Ｔｉ、ＴａのＮ′ｄｅ、およびＣＮ′ｄｅのうちの
１種以上と、Ｔｉ、ＴａのＣ′ｄｅのうちの１種以上と
を含んだＷＣ基超硬合金の母材を、窒素分圧を１０＾−
＾１Ｔｏｒｒ以下にコントロールして焼結し、焼結後０
．５℃／ｍｉｎ〜２．５℃／ｍｉｎの冷却速度で冷却し
、ついで母材表面にＴｉＣ及び／又はＴｉＣＮ、及び酸
化アルミニウムを被覆することを特徴とする切削用コー
ティングチップの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59154113A JPS6134103A (ja) | 1984-07-26 | 1984-07-26 | 切削用コ−テイングチツプの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59154113A JPS6134103A (ja) | 1984-07-26 | 1984-07-26 | 切削用コ−テイングチツプの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6134103A true JPS6134103A (ja) | 1986-02-18 |
Family
ID=15577206
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59154113A Pending JPS6134103A (ja) | 1984-07-26 | 1984-07-26 | 切削用コ−テイングチツプの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6134103A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| EP0603143A2 (en) * | 1992-12-18 | 1994-06-22 | Sandvik Aktiebolag | Cemented carbide with binder phase enriched surface zone |
| CN109311099A (zh) * | 2016-06-14 | 2019-02-05 | 住友电工硬质合金株式会社 | 表面被覆切削工具 |
-
1984
- 1984-07-26 JP JP59154113A patent/JPS6134103A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| EP0603143A2 (en) * | 1992-12-18 | 1994-06-22 | Sandvik Aktiebolag | Cemented carbide with binder phase enriched surface zone |
| US5649279A (en) * | 1992-12-18 | 1997-07-15 | Sandvik Ab | Cemented carbide with binder phase enriched surface zone |
| EP0603143B1 (en) * | 1992-12-18 | 2000-02-09 | Sandvik Aktiebolag | Cemented carbide with binder phase enriched surface zone |
| CN1057570C (zh) * | 1992-12-18 | 2000-10-18 | 桑德维克公司 | 具有粘结剂相浓集的表面区的硬质合金及其制备方法 |
| CN109311099A (zh) * | 2016-06-14 | 2019-02-05 | 住友电工硬质合金株式会社 | 表面被覆切削工具 |
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