JPS62214166A - 表面被覆硬質合金製切削工具 - Google Patents
表面被覆硬質合金製切削工具Info
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- JPS62214166A JPS62214166A JP5582986A JP5582986A JPS62214166A JP S62214166 A JPS62214166 A JP S62214166A JP 5582986 A JP5582986 A JP 5582986A JP 5582986 A JP5582986 A JP 5582986A JP S62214166 A JPS62214166 A JP S62214166A
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Landscapes
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- Physical Vapour Deposition (AREA)
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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、被覆層自体に靭性があり、かつ被覆層の基
体に対する付着強度が高く、したがって被覆層にチッピ
ングや剥離の発生がなく、長期に亘ってすぐれた耐摩耗
性を示す表面被覆硬質合金製切削工具に関するものであ
る。
体に対する付着強度が高く、したがって被覆層にチッピ
ングや剥離の発生がなく、長期に亘ってすぐれた耐摩耗
性を示す表面被覆硬質合金製切削工具に関するものであ
る。
従来、基体が炭化タングステン(以下WCで示す)基超
硬合金、炭化チタン(以下T1Cで示す)基サーメット
、および高速度鋼のうちのいずれかの硬質合金で構成さ
れ、一方この基体の表面に形成される硬質被覆層が周期
律表の4 a 、 5 a、および6a族金属の炭化物
、同4aおよび5a族金属の窒化物、同4a族金属の酸
化物、並びにこれらの2種以上の固溶体、さらに酸化ア
ルミニウム(以下AJ、03で示す)からなる群(以下
これらを総称して金属の炭・璧・酸化物という)のうち
の1種の単層または2種以上の複層で構成された表面被
覆硬質合金製切削工具が広く実用に供されている。
硬合金、炭化チタン(以下T1Cで示す)基サーメット
、および高速度鋼のうちのいずれかの硬質合金で構成さ
れ、一方この基体の表面に形成される硬質被覆層が周期
律表の4 a 、 5 a、および6a族金属の炭化物
、同4aおよび5a族金属の窒化物、同4a族金属の酸
化物、並びにこれらの2種以上の固溶体、さらに酸化ア
ルミニウム(以下AJ、03で示す)からなる群(以下
これらを総称して金属の炭・璧・酸化物という)のうち
の1種の単層または2種以上の複層で構成された表面被
覆硬質合金製切削工具が広く実用に供されている。
しかし、上記の従来表面被覆硬質合金製切削工具におい
ては、硬質被覆層の靭性および基体に対する付着強度が
十分でないために、例えばこれを高速切削や、高送りお
よび高切込み切削などの重切削に用いた場合に、硬質被
覆層にチッピングや剥離が発生し易く、比較的短時間で
使用寿命に至るという問題点がある。
ては、硬質被覆層の靭性および基体に対する付着強度が
十分でないために、例えばこれを高速切削や、高送りお
よび高切込み切削などの重切削に用いた場合に、硬質被
覆層にチッピングや剥離が発生し易く、比較的短時間で
使用寿命に至るという問題点がある。
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、上記の
表面被覆硬質合金製切削工具において、硬質被覆層自体
に靭性を付与すると共に、硬質被覆層の基体に対する付
着強度を向上せしめるべく研究を行なった結果、上記の
金属の炭・窒・酸化物で構成された硬質被覆層において
、これをHf の炭化物、窒化物、炭窒化物、炭酸化物
、および炭窒酸化物(以下、それぞれHfC、HfN
、 HfCN 、 HfC0゜およびHfCN0 で
示し、これらを総称してHfの炭・窒・酸化物という)
、並びにA7203に特定限定すると共に、この特定し
た硬質層と、Hf またはHf 合金から々る金属層
とを、前記硬質層を上側層とし、一方前記金属層を下側
層とした状態で4層以上交互に積層すると、この結果の
被覆層においては、必然的に基体表面と第2層の前記硬
質層との間に第1層として前記金属層が介在するように
なることから、被覆層の基体に対する付着強度が著しく
向上するようになり、さらに前記のように被覆層が4゛
層以上の交互積層構造、すなわち靭性に寄与する2層以
上の金属層と耐摩耗性に寄与する2層以上の硬質層との
交互積層構造によって構成されることから、被覆層はす
ぐれた靭性と耐摩耗性を具備するようになり、この結果
実用に際して被覆層にチッピングや剥離が発生するのが
皆無とな多、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。
表面被覆硬質合金製切削工具において、硬質被覆層自体
に靭性を付与すると共に、硬質被覆層の基体に対する付
着強度を向上せしめるべく研究を行なった結果、上記の
金属の炭・窒・酸化物で構成された硬質被覆層において
、これをHf の炭化物、窒化物、炭窒化物、炭酸化物
、および炭窒酸化物(以下、それぞれHfC、HfN
、 HfCN 、 HfC0゜およびHfCN0 で
示し、これらを総称してHfの炭・窒・酸化物という)
、並びにA7203に特定限定すると共に、この特定し
た硬質層と、Hf またはHf 合金から々る金属層
とを、前記硬質層を上側層とし、一方前記金属層を下側
層とした状態で4層以上交互に積層すると、この結果の
被覆層においては、必然的に基体表面と第2層の前記硬
質層との間に第1層として前記金属層が介在するように
なることから、被覆層の基体に対する付着強度が著しく
向上するようになり、さらに前記のように被覆層が4゛
層以上の交互積層構造、すなわち靭性に寄与する2層以
上の金属層と耐摩耗性に寄与する2層以上の硬質層との
交互積層構造によって構成されることから、被覆層はす
ぐれた靭性と耐摩耗性を具備するようになり、この結果
実用に際して被覆層にチッピングや剥離が発生するのが
皆無とな多、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丸ものであっ
て、WCC超超硬合金TiC基サーメット、および高速
度鋼のうちのいずれかで構成された硬質合金の表面に、
平均層厚:0.1〜1μm を有するHfまたはHf合
金からなる下側層としての金属 3一 層と、平均層厚:0.2〜4μmを有するHfの炭・窒
・酸化物およびAl2O3のうちのいずれか1種からな
る上側層としての硬質層との4層以上の交互積層構造を
有する被覆層を0.6〜15μm の平均層厚で形成し
てなる光面被覆硬質合金製切削工具に特徴を有するもの
である。
て、WCC超超硬合金TiC基サーメット、および高速
度鋼のうちのいずれかで構成された硬質合金の表面に、
平均層厚:0.1〜1μm を有するHfまたはHf合
金からなる下側層としての金属 3一 層と、平均層厚:0.2〜4μmを有するHfの炭・窒
・酸化物およびAl2O3のうちのいずれか1種からな
る上側層としての硬質層との4層以上の交互積層構造を
有する被覆層を0.6〜15μm の平均層厚で形成し
てなる光面被覆硬質合金製切削工具に特徴を有するもの
である。
なお、この発明の切削工具において、1層当りの金属層
の平均層厚を0.1〜1μm に限定したのは、その平
均層厚が0.1μm 未満では、硬質層形成時に、前記
金珈層が前記硬質層と同じHfの炭拳ff1−酸化物に
変化してしまい、冥質的に金属層が存在しないようにな
って、所望のすぐれた基体付着強度および被覆層靭性向
上効果を確保することができず、一方その平均層厚が1
μm 、f越えると、被覆層全体の耐摩耗性が低下す
るようになるという理由にもとすくものであシ、また同
じく1層当シの硬質層の平均層厚を帆2〜4μm と定
めた“のけ、その平均層厚が0.2μm 未満では所望
の耐摩耗性を確保することができず、一方その平均層厚
が4μm を越えると、柱状組織ができやすくなつてチ
ッピングが発生しゃすくなるという理由によるものであ
り、さらに被覆層に関し、所望の靭性と耐摩耗性を確保
する丸めには、前記金属層と硬質層の交互4層以上の積
層構造とする必要があるばかりでなく、その平均層厚も
0.6μm 以上とする必要があるが、15μm を越
えた平均層厚にすると、耐欠損性に劣化傾向が現われる
ようになることから、被覆層全体の平均層厚を0.6〜
15μmとするのが望ましい。
の平均層厚を0.1〜1μm に限定したのは、その平
均層厚が0.1μm 未満では、硬質層形成時に、前記
金珈層が前記硬質層と同じHfの炭拳ff1−酸化物に
変化してしまい、冥質的に金属層が存在しないようにな
って、所望のすぐれた基体付着強度および被覆層靭性向
上効果を確保することができず、一方その平均層厚が1
μm 、f越えると、被覆層全体の耐摩耗性が低下す
るようになるという理由にもとすくものであシ、また同
じく1層当シの硬質層の平均層厚を帆2〜4μm と定
めた“のけ、その平均層厚が0.2μm 未満では所望
の耐摩耗性を確保することができず、一方その平均層厚
が4μm を越えると、柱状組織ができやすくなつてチ
ッピングが発生しゃすくなるという理由によるものであ
り、さらに被覆層に関し、所望の靭性と耐摩耗性を確保
する丸めには、前記金属層と硬質層の交互4層以上の積
層構造とする必要があるばかりでなく、その平均層厚も
0.6μm 以上とする必要があるが、15μm を越
えた平均層厚にすると、耐欠損性に劣化傾向が現われる
ようになることから、被覆層全体の平均層厚を0.6〜
15μmとするのが望ましい。
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。
実施例1
基体として、8NP432の形状を有するJIS規格p
30のWCC超超硬合金用意し、この基体の表面に、市
販の物理蒸着装置および化学蒸着装置を用い、それぞれ
編1表に示される平均層厚のHf金属層と硬質層の交互
積層からなる被覆層を形成することによって本発明光面
被覆硬質合金製切削工具(以下本発明被覆切削工具とい
う)1〜15および比較表面被覆硬質合金製切削工具(
以下比較被覆切削工具という)1〜7をそれぞれ製造し
た。
30のWCC超超硬合金用意し、この基体の表面に、市
販の物理蒸着装置および化学蒸着装置を用い、それぞれ
編1表に示される平均層厚のHf金属層と硬質層の交互
積層からなる被覆層を形成することによって本発明光面
被覆硬質合金製切削工具(以下本発明被覆切削工具とい
う)1〜15および比較表面被覆硬質合金製切削工具(
以下比較被覆切削工具という)1〜7をそれぞれ製造し
た。
力お、比較被覆切削工具1〜7は、いずれも金属層およ
び硬質層からなる被覆層に関して、平均層厚および積層
数のうちの少くともいずれか(第1表に※印を付したも
の)が、この発明の範囲から外れたものである。
び硬質層からなる被覆層に関して、平均層厚および積層
数のうちの少くともいずれか(第1表に※印を付したも
の)が、この発明の範囲から外れたものである。
ついで、との結呆得られた本発明被覆切削工具1〜15
および比較被覆切削工具1〜7について、被削材: S
N0M439(硬さ:HB260)の丸棒、切削速度:
135FF!/簾、 送 り: 0.36 ml rev。
および比較被覆切削工具1〜7について、被削材: S
N0M439(硬さ:HB260)の丸棒、切削速度:
135FF!/簾、 送 り: 0.36 ml rev。
切込み:2m+。
切削時間:15m。
の条件での鋼の連続切削試験、並びに、被削材: SN
0M439 (硬さ: HB 300 )の角材、切削
速度:110m/sIl!。
0M439 (硬さ: HB 300 )の角材、切削
速度:110m/sIl!。
送F) : Q、31111++/rev 。
切込み:3111゜
切削時間:2i。
の条件での鋼の断続切削試験を行ない、上記の連続切削
試験では切刃の逃げ面摩耗幅とすくい面摩耗深さを測定
し、また上記の断続切削試験では10個の試験切刃のう
ちの欠損発生切刃数を測定した。
試験では切刃の逃げ面摩耗幅とすくい面摩耗深さを測定
し、また上記の断続切削試験では10個の試験切刃のう
ちの欠損発生切刃数を測定した。
これらの測定結果を第2表に示した。
実施例2
基体として、’5NP432の形状を有し、かつ重量係
で、56係Tic −15%TiN−12係Mo2C−
17%Ni の組成を有するTICIC−メットを用
意し、この基体の表面に、同じく市販の物理蒸着装置を
用い、第1r@とじて平均層厚二0.2μmのHf 金
属層、第2層として同0.7μmのHfC硬質層、第3
層として同0.2μmのHf金属屓、第4W4として同
0.711mのHfCN層、第5NIIとして同0.2
μmのHf金属屓、および第6層として同帆4μmのH
fNからなる6r@積層の被覆層(全平均層厚=2.4
μm)を形成することによって本発明被覆切削工具16
を製造した。
で、56係Tic −15%TiN−12係Mo2C−
17%Ni の組成を有するTICIC−メットを用
意し、この基体の表面に、同じく市販の物理蒸着装置を
用い、第1r@とじて平均層厚二0.2μmのHf 金
属層、第2層として同0.7μmのHfC硬質層、第3
層として同0.2μmのHf金属屓、第4W4として同
0.711mのHfCN層、第5NIIとして同0.2
μmのHf金属屓、および第6層として同帆4μmのH
fNからなる6r@積層の被覆層(全平均層厚=2.4
μm)を形成することによって本発明被覆切削工具16
を製造した。
また、比較の目的で、平均層厚が2.5μmのTiN層
だけからなる硬質被覆層を形成する以外は同一の条件で
比較被覆切削工具8を製造した。
だけからなる硬質被覆層を形成する以外は同一の条件で
比較被覆切削工具8を製造した。
この結果得られた本発明被覆切削工具16および比較被
覆切削工具8について、 被削材: SN0M439 (硬さ:HB260)の丸
棒、切削速度:190m/m、 送 リ :0.36鶴/ reV 。
覆切削工具8について、 被削材: SN0M439 (硬さ:HB260)の丸
棒、切削速度:190m/m、 送 リ :0.36鶴/ reV 。
切込み=2腸、
切削時間=15−1
の条件での鋼の連続切削試験、並びに、被削材: SN
0M439(硬さ:HB300)の角材、切削速度:1
50m/11m、 送 ”) : 0.19ss7 rev 。
0M439(硬さ:HB300)の角材、切削速度:1
50m/11m、 送 ”) : 0.19ss7 rev 。
切込み=3鶴。
切削時間=2−1
の条件での鋼の断続切削試験を行ない、実施例1におけ
ると同様に切刃の逃げ面摩耗幅およびすくい面摩耗深さ
、並びに試験切刃数のうちの欠損切刃数を測定した。こ
れらの測定結果を第2表に示した。
ると同様に切刃の逃げ面摩耗幅およびすくい面摩耗深さ
、並びに試験切刃数のうちの欠損切刃数を測定した。こ
れらの測定結果を第2表に示した。
10一
実施例3
基体として、直径:8111の2枚方エンドミルの形状
を有し、かつJIS@5KH55の高速度鋼を用意し、
この基体の表面に、同じく市販の物理蒸着装置を用い、
8g1.3層をいずれも平均層厚:0.2μmを有し、
かつ)Jf−10チzrの組成を有するHf合金金属層
で構成し、第2層を同0.8μmのHf CN硬質層、
第4層を同1.2μmHfN 硬質層で構成した4r#
i積層の被覆層(全平均層厚=2.4μm)を形成する
ことによp本発明被覆切削工具17を製造した。
を有し、かつJIS@5KH55の高速度鋼を用意し、
この基体の表面に、同じく市販の物理蒸着装置を用い、
8g1.3層をいずれも平均層厚:0.2μmを有し、
かつ)Jf−10チzrの組成を有するHf合金金属層
で構成し、第2層を同0.8μmのHf CN硬質層、
第4層を同1.2μmHfN 硬質層で構成した4r#
i積層の被覆層(全平均層厚=2.4μm)を形成する
ことによp本発明被覆切削工具17を製造した。
また、比較の目的で、平均層厚が2.5μmのTiN層
だけからなる硬質被覆層を形成する以外は同一の条件で
比較被覆切削工具9を製造した。
だけからなる硬質被覆層を形成する以外は同一の条件で
比較被覆切削工具9を製造した。
ついで、この結果の本発明被覆切削工具 および比較被
板切削工具 について、 被削材:5KD61(硬さ:HRC40)、切削速度:
40m1m、 送 り : 0.0156/rev。
板切削工具 について、 被削材:5KD61(硬さ:HRC40)、切削速度:
40m1m、 送 り : 0.0156/rev。
切込み二56゜
の条件(湿式)で切削試験を行ない、外周2番摩耗が帆
31に至るまでの切削長を測定した。これらの測定結果
を第2表に示した。
31に至るまでの切削長を測定した。これらの測定結果
を第2表に示した。
第2表に示される結果から、本発明被覆切削工具1〜1
7においては、いずれも被蟲屡の基体に対する付着強度
が高く、かつ被覆層はすぐれた靭 性をもつので、被
覆層に剥離やチッピングの発生がなく、しかも被覆層は
すぐれた耐過げ面摩耗性、耐すくい面摩耗性、および耐
欠損性を有するので、すぐれたit摩耗性を示すのに対
して、比較被覆切削工具1〜9は、いずれも満足な切削
性能を示さないことが明らかである。
7においては、いずれも被蟲屡の基体に対する付着強度
が高く、かつ被覆層はすぐれた靭 性をもつので、被
覆層に剥離やチッピングの発生がなく、しかも被覆層は
すぐれた耐過げ面摩耗性、耐すくい面摩耗性、および耐
欠損性を有するので、すぐれたit摩耗性を示すのに対
して、比較被覆切削工具1〜9は、いずれも満足な切削
性能を示さないことが明らかである。
上述のように、この発明の表面被覆硬質合金製切削工具
は、被覆層の基体に対する付着強度並びに靭性が著しく
高く、かつ被覆層がすぐれた耐過は面摩耗性、耐すくい
面摩耗性、および耐欠損性を有するので、被覆層に剥離
やチッピングの発生なく、すぐれた耐摩耗性を長期に亘
っで発揮するなど工業上有用な特性を有するのである。
は、被覆層の基体に対する付着強度並びに靭性が著しく
高く、かつ被覆層がすぐれた耐過は面摩耗性、耐すくい
面摩耗性、および耐欠損性を有するので、被覆層に剥離
やチッピングの発生なく、すぐれた耐摩耗性を長期に亘
っで発揮するなど工業上有用な特性を有するのである。
Claims (1)
- 炭化タングステン基超硬合金、炭化チタン基サーメット
、および高速度鋼のうちのいずれかで構成された硬質合
金基体の表面に、平均層厚:0.1〜1μmを有するH
fまたはHf合金からなる下側層としての金属層と、平
均層厚:0.2〜4μmを有するHfの炭化物、窒化物
、炭窒化物、炭酸化物、および炭窒酸化物、並びに酸化
アルミニウムのうちのいずれか1種からなる上側層とし
ての硬質層との4層以上の交互積層構造を有する被覆層
を0.6〜15μmの平均層厚で形成してなる表面被覆
硬質合金製切削工具。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5582986A JPS62214166A (ja) | 1986-03-13 | 1986-03-13 | 表面被覆硬質合金製切削工具 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5582986A JPS62214166A (ja) | 1986-03-13 | 1986-03-13 | 表面被覆硬質合金製切削工具 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62214166A true JPS62214166A (ja) | 1987-09-19 |
Family
ID=13009854
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5582986A Pending JPS62214166A (ja) | 1986-03-13 | 1986-03-13 | 表面被覆硬質合金製切削工具 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62214166A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1986
- 1986-03-13 JP JP5582986A patent/JPS62214166A/ja active Pending
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