JPS6151031B2 - - Google Patents
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- JPS6151031B2 JPS6151031B2 JP58042657A JP4265783A JPS6151031B2 JP S6151031 B2 JPS6151031 B2 JP S6151031B2 JP 58042657 A JP58042657 A JP 58042657A JP 4265783 A JP4265783 A JP 4265783A JP S6151031 B2 JPS6151031 B2 JP S6151031B2
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Classifications
-
- 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
-
- 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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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
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
硬質合金部材の表面に、さらに結晶形の炭窒酸化
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の被覆層は、通常
のプラズマ化学蒸着装置にいて、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部材表面に結晶形の
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 表面被覆超硬質合金部材として、それぞれ第１
表に示される基体組成および被覆層を有する表面
被覆切削チツプを用意し、これらの表面被覆切削
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
表面被覆切削チツプの表面に、さらに硬質の
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１〜９をそれぞれ製造した。 つぎに、この結果得られた本発明表面被覆切削
チツプ１〜９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、これらの測定結果も第１表に示した。 さらに、上記の本発明表面被覆切削チツプ１〜
９について、 被削材：SNCM―８（硬さ：ＨB270）、 切削速度：180ｍ／min、 送り：0.25mm／rev、 切込み：1.5mm、 切削時間：30min、
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
硬質合金部材の表面に、さらに結晶形の炭窒酸化
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の被覆層は、通常
のプラズマ化学蒸着装置にいて、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部材表面に結晶形の
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 表面被覆超硬質合金部材として、それぞれ第１
表に示される基体組成および被覆層を有する表面
被覆切削チツプを用意し、これらの表面被覆切削
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
表面被覆切削チツプの表面に、さらに硬質の
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１〜９をそれぞれ製造した。 つぎに、この結果得られた本発明表面被覆切削
チツプ１〜９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、これらの測定結果も第１表に示した。 さらに、上記の本発明表面被覆切削チツプ１〜
９について、 被削材：SNCM―８（硬さ：ＨB270）、 切削速度：180ｍ／min、 送り：0.25mm／rev、 切込み：1.5mm、 切削時間：30min、
【表】
【表】
の条件での鋼の高速切削試験、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、さらに、
被削材：FC―25（硬さ：ＨB200）、
切削速度：140ｍ／min、
送り：0.5mm／rev、
切込み：1.5mm、
切削時間：20min、
の条件での鋳鉄の高送り切削試験を行ない、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、上記の本発明表面被覆切削チツプ１
〜４において、それぞれAlCNO被覆層を形成す
る前の表面被覆切削チツプ（以下従来表面被覆切
削チツプ１〜４という）、並びに前記従来表面被
覆切削チツプ１〜４の表面にさらにそれぞれ平均
層
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、上記の本発明表面被覆切削チツプ１
〜４において、それぞれAlCNO被覆層を形成す
る前の表面被覆切削チツプ（以下従来表面被覆切
削チツプ１〜４という）、並びに前記従来表面被
覆切削チツプ１〜４の表面にさらにそれぞれ平均
層
【表】
【表】
厚：2.5μｍのAl2O3を被覆した表面被覆切削チツ
プ（以下従来表面被覆切削チツプ５〜８という）
の同一条件での切削試験結果も示した。 第２表に示される結果から、本発明表面被覆切
削チツプ１〜９は、いずれも鋼および鋳鉄のいず
れの高速切削および鋳鉄の高送り切削において、
従来表面被覆切削チツプ１〜８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。 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、超硬質合金基体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。
プ（以下従来表面被覆切削チツプ５〜８という）
の同一条件での切削試験結果も示した。 第２表に示される結果から、本発明表面被覆切
削チツプ１〜９は、いずれも鋼および鋳鉄のいず
れの高速切削および鋳鉄の高送り切削において、
従来表面被覆切削チツプ１〜８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。 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、超硬質合金基体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)
- 【特許請求の範囲】 １ 硬質分散相が主として元素周期律表の4a，
5a，および6a族金族の炭化物、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を
形成してなる表面被覆超硬質合金部材において、 上記被覆層の上に、さらに結晶形の炭窒酸化ア
ルミニウムからなる硬質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 |
|---|---|---|---|
| JP4265783A JPS59170264A (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 |
|---|---|---|---|
| JP4265783A JPS59170264A (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 |
|---|---|
| JPS59170264A JPS59170264A (ja) | 1984-09-26 |
| JPS6151031B2 true JPS6151031B2 (ja) | 1986-11-07 |
Family
ID=12642075
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4265783A Granted JPS59170264A (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) | JPS59170264A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105081375A (zh) * | 2015-09-07 | 2015-11-25 | 自贡中兴耐磨新材料有限公司 | 一种用于加工数控机床刀片的基体及其制作工艺 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7077918B2 (en) * | 2004-01-29 | 2006-07-18 | Unaxis Balzers Ltd. | Stripping apparatus and method for removal of coatings on metal surfaces |
| CN108372281A (zh) * | 2018-03-28 | 2018-08-07 | 北京鼎翰科技有限公司 | 一种基于不锈钢和碳钢双金属混合液的管材浇铸方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 JP4265783A patent/JPS59170264A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105081375A (zh) * | 2015-09-07 | 2015-11-25 | 自贡中兴耐磨新材料有限公司 | 一种用于加工数控机床刀片的基体及其制作工艺 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59170264A (ja) | 1984-09-26 |
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