JPS6151030B2 - - Google Patents
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- JPS6151030B2 JPS6151030B2 JP58042656A JP4265683A JPS6151030B2 JP S6151030 B2 JPS6151030 B2 JP S6151030B2 JP 58042656 A JP58042656 A JP 58042656A JP 4265683 A JP4265683 A JP 4265683A JP S6151030 B2 JPS6151030 B2 JP S6151030B2
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- Japan
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- metals
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C29/00—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides
- C22C29/02—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides
- C22C29/06—Alloys 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 carbides, but not containing other metal compounds
- C22C29/067—Alloys 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 carbides, but not containing other metal compounds comprising a particular metallic binder
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B27/00—Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
- B23B27/14—Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material
- B23B27/148—Composition of the cutting inserts
-
- 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
- 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
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- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
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Description
この発明は、鋼および鋳鉄の切削、特にこれら
両被削材の高速切削や、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超硬質
合金部材に関するものである。 一般に、硬質分散相が主として元素周期律表の
４ａ，５ａ，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
Alのうちの１種または２種以上とで構成された
超硬質合金基体の表面に、同じく４ａ，５ａ，お
よび６ａ族金属の炭化物、窒化物、および酸化
物、並びにこれらの２種以上の固溶体からなる群
のうちの１種の単層または２種以上の複層からな
る被覆層を化学蒸着法などにより形成してなる表
面被覆超硬質合金部材が切削工具として用いられ
ていることは良く知られるところである。 しかしながら、これらの従来表面被覆超硬質合
金部材においては、あるものは鋼の切削に用いた
場合にすぐれた切削性能を示すが、鋳鉄の切削で
は所望の切削性能を示さず、比較的短時間で使用
寿命に至るものであり、また他のものは、これと
は反対に鋳鉄の切削ではすぐれた性能を示し、比
較的長期に亘る使用寿命を示すのに、鋼の切削で
は切削寿命が短かいなど、鋼および鋳鉄のいずれ
の切削においても満足する切削性能を発揮するも
のではなく、ましてや、これら両被削材の高速切
削や、高送り切削および深切込み切削などの重切
削のような苛酷な条件下での切削においては勿論
のことである。 そこで、本発明者等は、上述のような観点か
ら、鋼および鋳鉄の両方の切削に用いることがで
きることは勿論のこと、これら両被削材の高速切
削や重切削などの苛酷な条件下での切削に際して
もすぐれた切削性能を発揮する切削工具を開発す
べく研究を行なつた結果、上記の従来表面被覆超
硬質合金部材における超硬質合金基体の表面に、
元素周期律表の４ａ，５ａ，および６ａ族金属の
炭化物、窒化物、および酸化物、並びにこれらの
２種以上の固溶体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被覆層に代つて、
結晶形の炭窒酸化アルミニウム（以下、AlCNO
で示す）からなる被覆層を形成すると、この
AlCNOは、常温および高温において高硬度を有
すると共に、高靭性を有し、かつ高温において化
学的にきわめて安定なものであることから、この
結果のAlCNO被覆層形成の表面被覆超硬質合金
部材は、これを鋼および鋳鉄の切削に切削工具と
して使用した場合にすぐれた性能を発揮し、さら
にこれを前記の両被削材の高速切削や重切削など
に用いても同様にすぐれた切削性能を発揮し、長
期に亘る使用寿命を確保することができるという
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
のであり、また上記のAlCNO被覆層は、通常の
プラズマ化学蒸着装置において、圧力：0.1〜
10torrおよび温度：800〜1200℃の高温減圧雰囲
気中で、AlCl3，CO2，N2，H2，およびArからな
る混合反応ガスを用い、基体に負の電圧あるいは
高周波を印加してグロー放電を生じさせ、もつて
雰囲気を活性化して前記基体表面に結晶形の
AlCNOを蒸着させることにより形成することが
できる。なお、この結果得られたAlCNO被覆層
が、結晶形をもつことはＸ線回折測定により容易
に確認できるものであり、かつ原子比で、 Al0.55〜0.61 C0.15〜0.22 N0.02〜0.08 O0.13〜0.20 の組成をもつものである。 さらに、この発明のAlCNO被覆層は、その平
均層厚を0.5〜20μｍとするのが望ましく、これ
は、その平均層厚が0.5μｍ未満では所望のすぐ
れた切削性能を長期に亘つて発揮することができ
ず、一方20μｍを越えた層厚にすると、被覆処理
時間が長くなることに原因して、結晶が粗粒化
し、靭性が低下するようになるばかりでなく、表
面が荒れて凹凸が激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超硬質合金部材を
実施例により具体的に説明する。 実施例 超硬質合金部材として、それぞれ第１表に示さ
れる組成をもつた切削チツプを用意し、これらの
切削チツプをそれぞれ通常のプラズマ化学蒸着装
置の反応容器内に装入し、ついで同じく第１表に
示される条件にてプラズマ化学蒸着処理を施し、
前記切削チツプ表面にAlCNO被覆層を形成する
ことによつて、本発明表面被覆切削チツプ１〜
をそれぞれ製造した。 ついで、この結果得られた本発明表面被覆切削
チツプ１〜７におけるAlCNO被覆層の組成、結
晶形、ビツカース硬さ、および平均層厚を測定し
た。これらの結果を第１表に合せて示した。 さらに、上記の本発明表面被覆切削チツプ１〜
について、 被覆材：SNCM―８（硬さ：ＨB270）、 切削速度：160ｍ／min、 送り：0.34mm／rev、 切込み：1.5mm 切削時間：20min の条件での鋼の高送切削試験、並びに、 被削材：FC―25（硬さ：ＨB200）、 切削速度：200ｍ／min、 送り：0.25mm／rev、 切込み：1.5mm 切削時間：20min、 の条件での鋳鉄の高速切削試験を行ない、試験後
の切刃の逃げ面摩耗幅を測定した。これらの測定
結果を第２表に示した。また、第２表には比較の
目的で、それぞれ上記の本発明表面被覆切削チツ
プ１〜７における超硬質合金部材と同一の組成を
もつた切削チツプの表面にそれぞれ第３表に示す
被覆層を形成してなる従来表面被覆切削１〜７に
ついて同一の条件で切削試験を行なつた結果を示
した。 第２表に示される結果から、本発明表面被覆切
削チツプ１〜７は、いずれも鋼および鋳鉄のいず
れの高速切削においても従来表面被覆切削チツプ
１〜７と比較してすぐれた切削性能を発揮し、長
期に亘る安定的使用が可能であることが明らかで
ある。
両被削材の高速切削や、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超硬質
合金部材に関するものである。 一般に、硬質分散相が主として元素周期律表の
４ａ，５ａ，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
Alのうちの１種または２種以上とで構成された
超硬質合金基体の表面に、同じく４ａ，５ａ，お
よび６ａ族金属の炭化物、窒化物、および酸化
物、並びにこれらの２種以上の固溶体からなる群
のうちの１種の単層または２種以上の複層からな
る被覆層を化学蒸着法などにより形成してなる表
面被覆超硬質合金部材が切削工具として用いられ
ていることは良く知られるところである。 しかしながら、これらの従来表面被覆超硬質合
金部材においては、あるものは鋼の切削に用いた
場合にすぐれた切削性能を示すが、鋳鉄の切削で
は所望の切削性能を示さず、比較的短時間で使用
寿命に至るものであり、また他のものは、これと
は反対に鋳鉄の切削ではすぐれた性能を示し、比
較的長期に亘る使用寿命を示すのに、鋼の切削で
は切削寿命が短かいなど、鋼および鋳鉄のいずれ
の切削においても満足する切削性能を発揮するも
のではなく、ましてや、これら両被削材の高速切
削や、高送り切削および深切込み切削などの重切
削のような苛酷な条件下での切削においては勿論
のことである。 そこで、本発明者等は、上述のような観点か
ら、鋼および鋳鉄の両方の切削に用いることがで
きることは勿論のこと、これら両被削材の高速切
削や重切削などの苛酷な条件下での切削に際して
もすぐれた切削性能を発揮する切削工具を開発す
べく研究を行なつた結果、上記の従来表面被覆超
硬質合金部材における超硬質合金基体の表面に、
元素周期律表の４ａ，５ａ，および６ａ族金属の
炭化物、窒化物、および酸化物、並びにこれらの
２種以上の固溶体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被覆層に代つて、
結晶形の炭窒酸化アルミニウム（以下、AlCNO
で示す）からなる被覆層を形成すると、この
AlCNOは、常温および高温において高硬度を有
すると共に、高靭性を有し、かつ高温において化
学的にきわめて安定なものであることから、この
結果のAlCNO被覆層形成の表面被覆超硬質合金
部材は、これを鋼および鋳鉄の切削に切削工具と
して使用した場合にすぐれた性能を発揮し、さら
にこれを前記の両被削材の高速切削や重切削など
に用いても同様にすぐれた切削性能を発揮し、長
期に亘る使用寿命を確保することができるという
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
のであり、また上記のAlCNO被覆層は、通常の
プラズマ化学蒸着装置において、圧力：0.1〜
10torrおよび温度：800〜1200℃の高温減圧雰囲
気中で、AlCl3，CO2，N2，H2，およびArからな
る混合反応ガスを用い、基体に負の電圧あるいは
高周波を印加してグロー放電を生じさせ、もつて
雰囲気を活性化して前記基体表面に結晶形の
AlCNOを蒸着させることにより形成することが
できる。なお、この結果得られたAlCNO被覆層
が、結晶形をもつことはＸ線回折測定により容易
に確認できるものであり、かつ原子比で、 Al0.55〜0.61 C0.15〜0.22 N0.02〜0.08 O0.13〜0.20 の組成をもつものである。 さらに、この発明のAlCNO被覆層は、その平
均層厚を0.5〜20μｍとするのが望ましく、これ
は、その平均層厚が0.5μｍ未満では所望のすぐ
れた切削性能を長期に亘つて発揮することができ
ず、一方20μｍを越えた層厚にすると、被覆処理
時間が長くなることに原因して、結晶が粗粒化
し、靭性が低下するようになるばかりでなく、表
面が荒れて凹凸が激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超硬質合金部材を
実施例により具体的に説明する。 実施例 超硬質合金部材として、それぞれ第１表に示さ
れる組成をもつた切削チツプを用意し、これらの
切削チツプをそれぞれ通常のプラズマ化学蒸着装
置の反応容器内に装入し、ついで同じく第１表に
示される条件にてプラズマ化学蒸着処理を施し、
前記切削チツプ表面にAlCNO被覆層を形成する
ことによつて、本発明表面被覆切削チツプ１〜
をそれぞれ製造した。 ついで、この結果得られた本発明表面被覆切削
チツプ１〜７におけるAlCNO被覆層の組成、結
晶形、ビツカース硬さ、および平均層厚を測定し
た。これらの結果を第１表に合せて示した。 さらに、上記の本発明表面被覆切削チツプ１〜
について、 被覆材：SNCM―８（硬さ：ＨB270）、 切削速度：160ｍ／min、 送り：0.34mm／rev、 切込み：1.5mm 切削時間：20min の条件での鋼の高送切削試験、並びに、 被削材：FC―25（硬さ：ＨB200）、 切削速度：200ｍ／min、 送り：0.25mm／rev、 切込み：1.5mm 切削時間：20min、 の条件での鋳鉄の高速切削試験を行ない、試験後
の切刃の逃げ面摩耗幅を測定した。これらの測定
結果を第２表に示した。また、第２表には比較の
目的で、それぞれ上記の本発明表面被覆切削チツ
プ１〜７における超硬質合金部材と同一の組成を
もつた切削チツプの表面にそれぞれ第３表に示す
被覆層を形成してなる従来表面被覆切削１〜７に
ついて同一の条件で切削試験を行なつた結果を示
した。 第２表に示される結果から、本発明表面被覆切
削チツプ１〜７は、いずれも鋼および鋳鉄のいず
れの高速切削においても従来表面被覆切削チツプ
１〜７と比較してすぐれた切削性能を発揮し、長
期に亘る安定的使用が可能であることが明らかで
ある。
【表】
【表】
【表】
【表】
上述のように、この発明の表面被覆超硬質合金
部材は、AlCNO被覆層の形成によつて、常温お
よび高温において高硬度を示し、かつ高温におい
て化学的にきわめて安定したものとなることか
ら、超硬質合金部材自体のもつ靭性と合まつて、
これを切削工具として使用した場合には、鋼およ
び鋳鉄のいずれの切削においてもすぐれた性能を
発揮し、さらにより一層苛酷な条件下での切削と
なる鋼および鋳鉄の高速切削や重切削などにおい
てもきわめてすぐれた切削性能を長期に亘つて安
定的に発揮するのである。
部材は、AlCNO被覆層の形成によつて、常温お
よび高温において高硬度を示し、かつ高温におい
て化学的にきわめて安定したものとなることか
ら、超硬質合金部材自体のもつ靭性と合まつて、
これを切削工具として使用した場合には、鋼およ
び鋳鉄のいずれの切削においてもすぐれた性能を
発揮し、さらにより一層苛酷な条件下での切削と
なる鋼および鋳鉄の高速切削や重切削などにおい
てもきわめてすぐれた切削性能を長期に亘つて安
定的に発揮するのである。
Claims (1)
- １ 硬質分散相が主として元素周期律表の４ａ，
５ａ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Alのう
ちの１種または２種以上で構成された超硬質合金
基体の表面に、結晶形の炭窒酸化アルミニウムか
らなる被覆層を形成してなる切削工具用表面被覆
超硬質合金部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4265683A JPS59170263A (ja) | 1983-03-15 | 1983-03-15 | 切削工具用表面被覆超硬質合金部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4265683A JPS59170263A (ja) | 1983-03-15 | 1983-03-15 | 切削工具用表面被覆超硬質合金部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59170263A JPS59170263A (ja) | 1984-09-26 |
| JPS6151030B2 true JPS6151030B2 (ja) | 1986-11-07 |
Family
ID=12642045
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4265683A Granted JPS59170263A (ja) | 1983-03-15 | 1983-03-15 | 切削工具用表面被覆超硬質合金部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59170263A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102400096A (zh) * | 2010-09-16 | 2012-04-04 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 镀膜件及其制作方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5413514A (en) * | 1977-07-01 | 1979-02-01 | Sumitomo Electric Industries | Coated super hard alloy parts |
| JPS55131173A (en) * | 1979-03-30 | 1980-10-11 | Toshiba Tungaloy Co Ltd | Super-hard alloy having hard surface coating |
| JPS55154563A (en) * | 1979-05-18 | 1980-12-02 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Manufacture of covered tool material |
-
1983
- 1983-03-15 JP JP4265683A patent/JPS59170263A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5413514A (en) * | 1977-07-01 | 1979-02-01 | Sumitomo Electric Industries | Coated super hard alloy parts |
| JPS55131173A (en) * | 1979-03-30 | 1980-10-11 | Toshiba Tungaloy Co Ltd | Super-hard alloy having hard surface coating |
| JPS55154563A (en) * | 1979-05-18 | 1980-12-02 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Manufacture of covered tool material |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59170263A (ja) | 1984-09-26 |
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