JPS62280363A - 被覆硬質工具 - Google Patents
被覆硬質工具Info
- Publication number
- JPS62280363A JPS62280363A JP12427686A JP12427686A JPS62280363A JP S62280363 A JPS62280363 A JP S62280363A JP 12427686 A JP12427686 A JP 12427686A JP 12427686 A JP12427686 A JP 12427686A JP S62280363 A JPS62280363 A JP S62280363A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coating layer
- tib2
- coating
- coated
- layer
- 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
Links
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims abstract description 60
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 10
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 31
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 claims description 2
- QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N B#[Ti]#B Chemical compound B#[Ti]#B QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 38
- 229910033181 TiB2 Inorganic materials 0.000 abstract description 38
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 19
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract description 17
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 21
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 10
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 9
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 5
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 229910005091 Si3N Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011195 cermet Substances 0.000 description 3
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 3
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000007373 indentation Methods 0.000 description 2
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 101100008046 Caenorhabditis elegans cut-2 gene Proteins 0.000 description 1
- 229910001141 Ductile iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000997 High-speed steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003074 TiCl4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 cermets Substances 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J titanium tetrachloride Chemical compound Cl[Ti](Cl)(Cl)Cl XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (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】
３、発明の詳細な説明
（産業上の利用分野〕
本発明は、切削工具、耐摩部材等に使用される被覆硬質
工具に関する。
工具に関する。
超硬合金、セラミックス、サーメット又は鉄系の切削工
具を中心とする硬質工具の表面改質が行われ、現在では
、超硬合金、セラミックス、サーメット又は鉄系の工具
の表面にＴｉＣ，ＴｉＮ。
具を中心とする硬質工具の表面改質が行われ、現在では
、超硬合金、セラミックス、サーメット又は鉄系の工具
の表面にＴｉＣ，ＴｉＮ。
Ｔｉ （Ｃ，Ｎ） 、 Ａｆｆｉ２０３等を組合せた
被覆層を有する多くの硬質工具が存在する。
被覆層を有する多くの硬質工具が存在する。
しかしながら、被覆硬質工具の使用条件が苛酷となる状
況にあり、従来の被覆硬質工具では業界のニーズに応え
きれない。
況にあり、従来の被覆硬質工具では業界のニーズに応え
きれない。
さらに、上記従来の被覆工具よりも優れた性質を被覆工
具として、硬度、耐酸化性及び熱的安定性において、Ａ
ｊ！２０３ 、 ＴｉＮ、 ＴｉＣ，Ｔｉ （Ｃ。
具として、硬度、耐酸化性及び熱的安定性において、Ａ
ｊ！２０３ 、 ＴｉＮ、 ＴｉＣ，Ｔｉ （Ｃ。
Ｎ）等より優れているＴｉ８２を被覆した硬質工具が紹
介されるようになった。
介されるようになった。
その一つが学術文献「ハイ・テンペレーチャーハイ申プ
レッシャ」（旧ｇｈ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ −４
１ｉｇｈＰｒｅｓｓｕｒｅｓ）の１９８２年号の１４巻
の３４１項から３５０項に！！５７Ｈされている論文“
「気相蒸着によるＴｉＢ２の被覆Ｊ （Ａｂｓｃｈｅ
ｉｄｕｎｇ ｖｏｎ Ｔｉ Ｂ２−５ｃｈｉｃｈｔｅｎ
ｕｂｅｒ ｄｉｅ Ｇａｓ ｐｈａｓｅ）Ｍ中で紹介
された。この実験の報告は超硬合金にＴｉＣを内層とし
、ＴｉＢ２を被覆したものであった。
レッシャ」（旧ｇｈ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ −４
１ｉｇｈＰｒｅｓｓｕｒｅｓ）の１９８２年号の１４巻
の３４１項から３５０項に！！５７Ｈされている論文“
「気相蒸着によるＴｉＢ２の被覆Ｊ （Ａｂｓｃｈｅ
ｉｄｕｎｇ ｖｏｎ Ｔｉ Ｂ２−５ｃｈｉｃｈｔｅｎ
ｕｂｅｒ ｄｉｅ Ｇａｓ ｐｈａｓｅ）Ｍ中で紹介
された。この実験の報告は超硬合金にＴｉＣを内層とし
、ＴｉＢ２を被覆したものであった。
しかしながら、この種の被覆超硬合金を切削工具として
使用すると、ＴｉＢ２と被削材である鉄とが反応して顕
著なりレータ摩耗を起こす。その上、ＴｉＢ２被膜のＴ
ｉＢ２の結晶粒は、化学７着（ＣＶＤ）のような高温反
応容器中での被覆中や切削中の摩擦や衝撃による生成熱
により激しい粒成長を起こし、切削中にこの粒成長を原
因とした割れや欠は等の工具の破壊現象が起きる。また
、ＴｉＢ２被膜はＴｉ Ｃ、Ｔｉ Ｎ等の被膜より硬度
が高いが脆いという欠点があり、切削時に被覆にクラッ
クが入るとそれがノツチ効果となって基材の超硬合金の
割れ等の破壊現象が起こり易い。これは、ＴｉＢ２被膜
のｌＩ！２厚が厚い場合に特に顕著である。
使用すると、ＴｉＢ２と被削材である鉄とが反応して顕
著なりレータ摩耗を起こす。その上、ＴｉＢ２被膜のＴ
ｉＢ２の結晶粒は、化学７着（ＣＶＤ）のような高温反
応容器中での被覆中や切削中の摩擦や衝撃による生成熱
により激しい粒成長を起こし、切削中にこの粒成長を原
因とした割れや欠は等の工具の破壊現象が起きる。また
、ＴｉＢ２被膜はＴｉ Ｃ、Ｔｉ Ｎ等の被膜より硬度
が高いが脆いという欠点があり、切削時に被覆にクラッ
クが入るとそれがノツチ効果となって基材の超硬合金の
割れ等の破壊現象が起こり易い。これは、ＴｉＢ２被膜
のｌＩ！２厚が厚い場合に特に顕著である。
このように、従来のＴｉＢ２被覆超硬合金工具は実用に
供することができる程度の品質のものではなかった。こ
のことは、基材が超硬合金である場合に限らず、セラミ
ックをはじめサーメット、鉄系の工具を基材にしたもの
に関しても同様のことがいえる。
供することができる程度の品質のものではなかった。こ
のことは、基材が超硬合金である場合に限らず、セラミ
ックをはじめサーメット、鉄系の工具を基材にしたもの
に関しても同様のことがいえる。
本発明は、従来のＴｉＢ２被覆超硬合金工具の欠点であ
った被Ｎ層と被削材である鉄との反応により生ずるクレ
ータ摩耗発生を抑え、被覆層のＴｉＢ２結晶粒の粒成長
及び切削時にＴｉＢ２層に発生したクラックの硬質工具
基材への伝播を抑制し、さらに従来のＴｉ８２被覆硬質
工具の欠点を克服した被覆層を有する被覆硬質工具を提
供することを目的とする。
った被Ｎ層と被削材である鉄との反応により生ずるクレ
ータ摩耗発生を抑え、被覆層のＴｉＢ２結晶粒の粒成長
及び切削時にＴｉＢ２層に発生したクラックの硬質工具
基材への伝播を抑制し、さらに従来のＴｉ８２被覆硬質
工具の欠点を克服した被覆層を有する被覆硬質工具を提
供することを目的とする。
本発明は、ジャーナル・バキューム・サイエンス・テク
ノロジー、 １９８５年、 １１月１２月合併号ｐ２３
４５〜２３４７に開示されている炭化物−硼化物の複合
被覆からなる鋼の耐摩耗被覆の上記硬質工具への適用を
着想し、ＴｉＢ２被覆層上にＴｉＣ又はＴｉＮ又はＴｉ
（Ｃ，Ｎ）又はこれらの２種以上の複合物（固溶体を
含む）からなる厚さ１μｍ以下の被覆層を設けると、被
削材である鉄とＴｉｌ３２の反応によるクレータ摩耗が
抑えられ、正常な摩耗を示すばかりではなく、被覆時あ
るいは切削時のｒｉｓ２？＆覆層の粒成長も抑えること
ができるという知見に基づいて完成したものである。
ノロジー、 １９８５年、 １１月１２月合併号ｐ２３
４５〜２３４７に開示されている炭化物−硼化物の複合
被覆からなる鋼の耐摩耗被覆の上記硬質工具への適用を
着想し、ＴｉＢ２被覆層上にＴｉＣ又はＴｉＮ又はＴｉ
（Ｃ，Ｎ）又はこれらの２種以上の複合物（固溶体を
含む）からなる厚さ１μｍ以下の被覆層を設けると、被
削材である鉄とＴｉｌ３２の反応によるクレータ摩耗が
抑えられ、正常な摩耗を示すばかりではなく、被覆時あ
るいは切削時のｒｉｓ２？＆覆層の粒成長も抑えること
ができるという知見に基づいて完成したものである。
本発明は、超硬合金、セラミフク、サーメット。
鉄系等の硬質工具の被覆層として、Ｔｉ又はＺｒ又はＨ
ｆの炭化物又は窒化物又は炭窒化物のうち１種か又は２
種以上の複合物からなる厚さ１μｍ以下の被覆層と、Ｔ
ｉ又はＺｒ又はＨｆの２硼化物又は硼窒化物のうち１種
か又は２種以上の複合物からなる厚さ１μｍ以下の層を
交互に被覆した層を有する。
ｆの炭化物又は窒化物又は炭窒化物のうち１種か又は２
種以上の複合物からなる厚さ１μｍ以下の被覆層と、Ｔ
ｉ又はＺｒ又はＨｆの２硼化物又は硼窒化物のうち１種
か又は２種以上の複合物からなる厚さ１μｍ以下の層を
交互に被覆した層を有する。
上記複合物は単なる混合体であっても良く、また固溶体
を含むものであってもよく、さらには、これらの混合物
であってもよい。
を含むものであってもよく、さらには、これらの混合物
であってもよい。
上記被覆層は、被覆層の全部を構成する必要はなく、被
覆硬質工具の被覆層のいずれかに、上記の被覆の条件の
下で含まれていれば前記発明の目的を達成することがで
きる。
覆硬質工具の被覆層のいずれかに、上記の被覆の条件の
下で含まれていれば前記発明の目的を達成することがで
きる。
ＴｉＢ２被覆層上に施した上記ｙＪ、屓層の膜厚は、１
μｍを超えると、被覆層にクラックが入った場合に被覆
層が１μｍ以下の物に比べると著しくクラックがＴｉＢ
２被覆層に伝播されやすくなり、割れ、欠けによる工具
寿命の低下をきたす。このため、ＴｉＢ２被覆層上に施
す上記被覆層の膜厚は１μｍ以下とする必要がある。
μｍを超えると、被覆層にクラックが入った場合に被覆
層が１μｍ以下の物に比べると著しくクラックがＴｉＢ
２被覆層に伝播されやすくなり、割れ、欠けによる工具
寿命の低下をきたす。このため、ＴｉＢ２被覆層上に施
す上記被覆層の膜厚は１μｍ以下とする必要がある。
これによって被削材である鉄とＴｉＢ２の反応の問題は
解決したといえる。しかしながら、ＴｉＢ２はＴｉ Ｃ
、Ｔｉ Ｎ等と比較すると、硬度は高いが靭性において
劣る。そのために、ＴｉＢ２被覆層の厚さを１μｍより
厚くすると切削時ＴｉＢ２被覆層にクラックが発生し、
基材と被覆層との接合層に進展し、基材の硬質工具の破
壊に及ぶ。そのためＴｉＢ２の被覆層の厚さを１μｍ以
下にするとクラックが入りにくくなり、クラックの基材
への伝播を抑えることができる。このため、ＴｉＢ２被
覆層の厚さを１μｍ以下とした。
解決したといえる。しかしながら、ＴｉＢ２はＴｉ Ｃ
、Ｔｉ Ｎ等と比較すると、硬度は高いが靭性において
劣る。そのために、ＴｉＢ２被覆層の厚さを１μｍより
厚くすると切削時ＴｉＢ２被覆層にクラックが発生し、
基材と被覆層との接合層に進展し、基材の硬質工具の破
壊に及ぶ。そのためＴｉＢ２の被覆層の厚さを１μｍ以
下にするとクラックが入りにくくなり、クラックの基材
への伝播を抑えることができる。このため、ＴｉＢ２被
覆層の厚さを１μｍ以下とした。
本発明の特徴の一つは、厚さ１μｍ以下のＴｉＢ２被覆
層と厚さ１μｍ以下のＴｉＣ又はＴｉＮ等の被覆層を交
互に被覆して、相対的なＴｉＢ２被覆層の厚さを厚くす
ることである。これによってＴｉＢ２被覆層を厚くして
相対的な耐摩耗性を増大せしめるものである。
層と厚さ１μｍ以下のＴｉＣ又はＴｉＮ等の被覆層を交
互に被覆して、相対的なＴｉＢ２被覆層の厚さを厚くす
ることである。これによってＴｉＢ２被覆層を厚くして
相対的な耐摩耗性を増大せしめるものである。
本発明によると、ＴｉＢ２被覆層とＴｉＣ，Ｔｉ Ｎ等
の被層層が互いの結晶粒の成長を１■えているだけでな
く、その結合層及びＴｉＣ，ＴｉＮ等の被＋Ｗ層が鉄と
の反応を著しく抑えることができる。
の被層層が互いの結晶粒の成長を１■えているだけでな
く、その結合層及びＴｉＣ，ＴｉＮ等の被＋Ｗ層が鉄と
の反応を著しく抑えることができる。
ま１こ、同し厚さの被覆層を有する従来のＴｉＢ２被覆
硬質工具と比較すると、本発明の工具の破断強度が約２
倍であり、無被覆のものと比較しても同等かそれ以上の
破断強度を示しており、被覆による強度の低下が見られ
ない。
硬質工具と比較すると、本発明の工具の破断強度が約２
倍であり、無被覆のものと比較しても同等かそれ以上の
破断強度を示しており、被覆による強度の低下が見られ
ない。
また、同じ荷重のダイヤモンド圧子による圧痕は、従来
のＴｉ８２被覆のものはクラックが基材まで達したが、
本発明のものはクランクが基材まで達することがなく、
交互に被覆したことによってクラックの伝播を抑えるこ
とができる。
のＴｉ８２被覆のものはクラックが基材まで達したが、
本発明のものはクランクが基材まで達することがなく、
交互に被覆したことによってクラックの伝播を抑えるこ
とができる。
さらに、上記交互に被覆した被覆層は、被覆硬質工具の
被覆層の最上層又は中間層又は最下層に設けても、上記
と同様の効果を得ることができる。
被覆層の最上層又は中間層又は最下層に設けても、上記
と同様の効果を得ることができる。
さらに研究を進めた結果、ＴｉＢ２被覆層の代わりにＴ
ｉＢＮ′ｍ覆層を使用すると、硬度は若干落ちるが、鉄
と反応しにくくなり、さらに荷動である。
ｉＢＮ′ｍ覆層を使用すると、硬度は若干落ちるが、鉄
と反応しにくくなり、さらに荷動である。
以上は被覆層を形成する化合物の金属原子がＴｉである
場合について述べたが、７４０代わりにＺｒ及び／又は
Ｈｆの場合についても同様の効果がある。
場合について述べたが、７４０代わりにＺｒ及び／又は
Ｈｆの場合についても同様の効果がある。
被覆層は、ＴｉＢ２の場合には、ＴｉＣｊｌ＋２容量％
、 ＢＢｒ３４容量％、Ｈ’２９４容量％の混合ガス雰
囲気中８０ｍｍ、）Ｉｇ圧圧力下９９０程程でＢ／ （
Ｔｉ＋８） ＝０．４〜０．５（重量比）のものが形成
され、ＴｉＣの場合には、ＴｉＣ１４２容量％、Ｎ２９
６容量容量％の混合ガス雰囲気中８０＋ｎｍ．ｌＩｇ圧
力下で１０００℃の反応温度で形成され、さらにＴｉＮ
と＾ｐ２０３の被覆の場合は、それぞれＴｉＣ１＋２容
量％， Ｎ２７８、ｌ容量％．Ｎ２２０容量％の混合
ガス雰囲気中８０ｍｍ．ｌＩｇ圧力下と、Ａｊ！ Ｃ７
！３５．４容量％，Ｈ２９２．６容量％， ＣＯ２ ２
容量％との混合ガス雰囲気中７０ｍｍ。
、 ＢＢｒ３４容量％、Ｈ’２９４容量％の混合ガス雰
囲気中８０ｍｍ、）Ｉｇ圧圧力下９９０程程でＢ／ （
Ｔｉ＋８） ＝０．４〜０．５（重量比）のものが形成
され、ＴｉＣの場合には、ＴｉＣ１４２容量％、Ｎ２９
６容量容量％の混合ガス雰囲気中８０＋ｎｍ．ｌＩｇ圧
力下で１０００℃の反応温度で形成され、さらにＴｉＮ
と＾ｐ２０３の被覆の場合は、それぞれＴｉＣ１＋２容
量％， Ｎ２７８、ｌ容量％．Ｎ２２０容量％の混合
ガス雰囲気中８０ｍｍ．ｌＩｇ圧力下と、Ａｊ！ Ｃ７
！３５．４容量％，Ｈ２９２．６容量％， ＣＯ２ ２
容量％との混合ガス雰囲気中７０ｍｍ。
１（ｇ圧力下で反応させることによって形成する。
実施例１
超硬合金種Ｐ３５ （ＷＣ７９重四％， ＴａＣ −Ｎ
ｂＣ固溶固溶体７冗景ＴｉＣ３重量％， Ｃｏ １１重
量％）からなる切削工具（型番ＳＮＭＧ ４３２）と抗
折力試験片（４ Ｘ ８ Ｘ３０ｍ５＋）の炉中に配置
し、混合ガスを導入し、化学蒸着法によって下記の被覆
層を設けた。
ｂＣ固溶固溶体７冗景ＴｉＣ３重量％， Ｃｏ １１重
量％）からなる切削工具（型番ＳＮＭＧ ４３２）と抗
折力試験片（４ Ｘ ８ Ｘ３０ｍ５＋）の炉中に配置
し、混合ガスを導入し、化学蒸着法によって下記の被覆
層を設けた。
ＴｉＣを被覆するときには、ＴｉＣｌ４ 、 Ｎ２
、 ＣｌＩ４からなる混合ガスを上記炉中に導入し、反
応炉内の圧力が８０トールの条件で被覆した。また、Ｔ
ｉＮを被覆するときには、上記混合ガスのＣＨ÷の代わ
りにＮ２を用いた混合ガスを導入した。ＴｉＢ２を被覆
するときには、ＴｉＣ ＩＩ ４ ＋ Ｂ Ｂｒａ
＋ Ｈ ２からなる混合ガスを上記炉中に導入してＴ
ｉ８２層を被覆した。
、 ＣｌＩ４からなる混合ガスを上記炉中に導入し、反
応炉内の圧力が８０トールの条件で被覆した。また、Ｔ
ｉＮを被覆するときには、上記混合ガスのＣＨ÷の代わ
りにＮ２を用いた混合ガスを導入した。ＴｉＢ２を被覆
するときには、ＴｉＣ ＩＩ ４ ＋ Ｂ Ｂｒａ
＋ Ｈ ２からなる混合ガスを上記炉中に導入してＴ
ｉ８２層を被覆した。
厚さ０．５ μｍのＴｉＮ被覆層と、厚さ０．５ ＩＩ
のＴｉＢ２被覆層を交互に被覆した４μｍの厚さの被覆
層を実施例として掲げた。
のＴｉＢ２被覆層を交互に被覆した４μｍの厚さの被覆
層を実施例として掲げた。
上記被覆層を最上層，中間層１最下層として有するもの
、及び単層として有する上記超硬合金を基体とする試料
を作製した。その他、本発明と従来の被覆工具を比較す
るために、ＴｉＣを内層としたＴｉＢ２被覆超硬合金試
料を作製した。そして、各試料について抗折力の測定、
上記工具による切削試験，ＴｉＢ２被覆層中の結晶粒径
を走査電子顕微鏡を用いて測定した。そして、５００ｇ
の荷重をかけたダイヤモンド圧子による圧痕を被覆層に
打ち、クラックの基材への伝播を断面の観察により調べ
た。切削条件は下記によった。
、及び単層として有する上記超硬合金を基体とする試料
を作製した。その他、本発明と従来の被覆工具を比較す
るために、ＴｉＣを内層としたＴｉＢ２被覆超硬合金試
料を作製した。そして、各試料について抗折力の測定、
上記工具による切削試験，ＴｉＢ２被覆層中の結晶粒径
を走査電子顕微鏡を用いて測定した。そして、５００ｇ
の荷重をかけたダイヤモンド圧子による圧痕を被覆層に
打ち、クラックの基材への伝播を断面の観察により調べ
た。切削条件は下記によった。
切削条件 被削材 ＦＣ ２５
切削速度 ２００ｍ／ｍｉｎ
送り ０．５ｍｍ／ｒｅｖ
切込み ２ＩＩＩＩｍ
第１表にその結果をまとめた。以下、上記ＴｉＮとＴｉ
Ｂ２を交互に被覆して設けた被覆層をＸ層とした。この
結果をみると、本発明の被覆層を有する被覆超硬工具は
クレータ摩耗が発生せず、正常な摩耗をしていることが
わかる。また、寿命が無被覆の超硬合金工具と比べると
約２０倍、従来のＴｉＢ２被覆工具と比較しても約１１
〜１３倍と寿命が大幅に延びた。切削試験前後の結晶粒
径を走査電子顕微鏡で観察してみると、従来のＴｉ８２
層のＴｉＢ２結晶粒径は０．０１〜０．１ μｍと大き
いのに対して本発明のＴｉ８２層のＴｉＢ２結晶粒径は
０．１ 〜０．３ ａｍと掻めて小さくなっている。ま
た、クラック伝播についてみると、本発明の被覆層を存
する試料１〜５については、基材クラックが進展してお
らず、これらの工具の長寿命化を予測させる結果を示し
ている。
Ｂ２を交互に被覆して設けた被覆層をＸ層とした。この
結果をみると、本発明の被覆層を有する被覆超硬工具は
クレータ摩耗が発生せず、正常な摩耗をしていることが
わかる。また、寿命が無被覆の超硬合金工具と比べると
約２０倍、従来のＴｉＢ２被覆工具と比較しても約１１
〜１３倍と寿命が大幅に延びた。切削試験前後の結晶粒
径を走査電子顕微鏡で観察してみると、従来のＴｉ８２
層のＴｉＢ２結晶粒径は０．０１〜０．１ μｍと大き
いのに対して本発明のＴｉ８２層のＴｉＢ２結晶粒径は
０．１ 〜０．３ ａｍと掻めて小さくなっている。ま
た、クラック伝播についてみると、本発明の被覆層を存
する試料１〜５については、基材クラックが進展してお
らず、これらの工具の長寿命化を予測させる結果を示し
ている。
第 １ 表
実施例２
Ｓｉ３ Ｎ外系セラミックス（Ｓｉ３Ｎ＋ ９３重璽％
、Ｙ２０３５重量％、Ａｎ２０３２重量％）からなる切
削工具（型番５ＮＧＮ ４３２） と抗折力試験片（３
×４Ｘ３６ｍｍ）を実施例１と同様に化学蒸着法によっ
て被覆層を設けた。当Ｓｉ３ Ｎ十系試料は高速切削の
条件で使用して耐酸化性を向上させるため、下記１〜６
の試料については最上層に厚さ１μｍのＡβ２０３層を
設けた。Ａｌ２Ｏ３彼屓はｉ ＣＮ３゜Ｈ２、ＣＯ２、
Ｃｏの混合ガスからの析出による化学蒸着法を用いた。
、Ｙ２０３５重量％、Ａｎ２０３２重量％）からなる切
削工具（型番５ＮＧＮ ４３２） と抗折力試験片（３
×４Ｘ３６ｍｍ）を実施例１と同様に化学蒸着法によっ
て被覆層を設けた。当Ｓｉ３ Ｎ十系試料は高速切削の
条件で使用して耐酸化性を向上させるため、下記１〜６
の試料については最上層に厚さ１μｍのＡβ２０３層を
設けた。Ａｌ２Ｏ３彼屓はｉ ＣＮ３゜Ｈ２、ＣＯ２、
Ｃｏの混合ガスからの析出による化学蒸着法を用いた。
また、基材と被膜との接着強度をよくするため最下層に
ＴｉＮ層を設けた。そして前記と同様に抗折力試験、Ｔ
ｉＢ２の結晶粒径測定。
ＴｉＮ層を設けた。そして前記と同様に抗折力試験、Ｔ
ｉＢ２の結晶粒径測定。
圧痕試験を行った。切削は下記の条件によった。
切削条件 被削材 ダクタイル鋳鉄切削速度
５００ｍ／ｍｉｎ 送り １．２ｍｍ／ｒｅｖ 切込み ２１ 潤滑材 なし 第２表に上記結果をまとめた。
５００ｍ／ｍｉｎ 送り １．２ｍｍ／ｒｅｖ 切込み ２１ 潤滑材 なし 第２表に上記結果をまとめた。
第 ２ 表
この結果をみると、本発明の被覆層を有する被覆セラミ
ック （Ｓｉ３ Ｎ＋系）工具は、上記実施例１と同様
フレーク摩耗が発生せず、正常な摩耗をしている。寿命
も無被覆のＳｉ３ Ｎや系工具と比較しても８〜１０倍
、従来のＴｉ８２被覆層ニＡ ｉ！ ２０３を被覆した
ものに比べても５倍強と本発明の被覆層を有する工具が
優れていることがわかる。結晶粒径についても、実施例
１と同様に本発明の被覆中のＴｉ８２粒径は従来のもの
と比べると極めて微細なものとなっている。クラ、りの
伝播についてみても、試料１〜５については基材にまで
クラックが進展しておらず、工具寿命を伸ばす理由と考
えられる。
ック （Ｓｉ３ Ｎ＋系）工具は、上記実施例１と同様
フレーク摩耗が発生せず、正常な摩耗をしている。寿命
も無被覆のＳｉ３ Ｎや系工具と比較しても８〜１０倍
、従来のＴｉ８２被覆層ニＡ ｉ！ ２０３を被覆した
ものに比べても５倍強と本発明の被覆層を有する工具が
優れていることがわかる。結晶粒径についても、実施例
１と同様に本発明の被覆中のＴｉ８２粒径は従来のもの
と比べると極めて微細なものとなっている。クラ、りの
伝播についてみても、試料１〜５については基材にまで
クラックが進展しておらず、工具寿命を伸ばす理由と考
えられる。
実施例３
Ｆｅ ８１．６重量％、Ｃｒ４重景％、Ｖ２．４重足％
、Ｗ６重量％、１０５重〒％、Ｃ１重世％からなる高速
度鋼切削工具（５Ｘ １２ Ｘ １２ｍｍ）及び１氏折
力試験片（５Ｘ ８ Ｘ３０ｍｍ）を前記実施例１と同
様に化学茎着法により被覆した試料を作製して、同様の
実験をした。なお、切削試験は下記の条件で行った。
、Ｗ６重量％、１０５重〒％、Ｃ１重世％からなる高速
度鋼切削工具（５Ｘ １２ Ｘ １２ｍｍ）及び１氏折
力試験片（５Ｘ ８ Ｘ３０ｍｍ）を前記実施例１と同
様に化学茎着法により被覆した試料を作製して、同様の
実験をした。なお、切削試験は下記の条件で行った。
切削条件 被削材 ＦＣ１３
切削速度 １２０ｍ＋／ｌｌ１ｉｎ送り
１．０ｍｓ／ｒｅｖ 切込み ２＋１１１１ 潤滑材 使用せず この結果を第３表に示す。この結果をみると、本発明の
被覆層を有する工具はクレータ摩耗を発生せず、正常な
摩耗を示した。そして寿命が無被覆の工具と比較してみ
ると約５０〜６０倍、従来のＴｉＢ２の被覆工具と比較
しても約２５〜３０倍と延びた。
１．０ｍｓ／ｒｅｖ 切込み ２＋１１１１ 潤滑材 使用せず この結果を第３表に示す。この結果をみると、本発明の
被覆層を有する工具はクレータ摩耗を発生せず、正常な
摩耗を示した。そして寿命が無被覆の工具と比較してみ
ると約５０〜６０倍、従来のＴｉＢ２の被覆工具と比較
しても約２５〜３０倍と延びた。
Ｔｉ８２結晶粒径についても本発明のものは前記実施例
と同様に微細なものであった。それからクラックの伝播
についても本発明の被覆層を有する試料１〜５について
は基材までクランクが達していない。
と同様に微細なものであった。それからクラックの伝播
についても本発明の被覆層を有する試料１〜５について
は基材までクランクが達していない。
第 ３ 表
実施例４
実施例１に準じて超硬合金ＩＳＯＰ３５を基体とする試
料を作った。実施例１と違うのは、本発明の被覆層とし
て１μｍのＴｉＮ被覆層と厚さ１μｍのＴｉＢ２被覆層
を交互に４μ清被覆した層を用いたところである。そし
て同様な実験を試みた。この場合にも実施例１と同様の
結果となった。
料を作った。実施例１と違うのは、本発明の被覆層とし
て１μｍのＴｉＮ被覆層と厚さ１μｍのＴｉＢ２被覆層
を交互に４μ清被覆した層を用いたところである。そし
て同様な実験を試みた。この場合にも実施例１と同様の
結果となった。
本発明によれば従来のＴｉＢ２被覆工具の欠点であった
クレータ摩耗の発生、被覆層の結晶粒の粒成長及び切削
時に被覆層に発生したクランクの硬質工具への伝播をｉ
■制し、工具の寿命を伸ばすことができる。
クレータ摩耗の発生、被覆層の結晶粒の粒成長及び切削
時に被覆層に発生したクランクの硬質工具への伝播をｉ
■制し、工具の寿命を伸ばすことができる。
Claims (1)
- １、Ｔｉ又はＺｒ又はＨｆの炭化物又は窒化物又は炭窒
化物のうち１種か又は２種以上の複合物からなる被覆層
と、Ｔｉ又はＺｒ又はＨｆの２硼化物又は硼窒化物のう
ち１種か又は２種以上の複合物からなる被覆層とを交互
に被覆した層を有することを特徴とする被覆硬質工具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12427686A JPS62280363A (ja) | 1986-05-29 | 1986-05-29 | 被覆硬質工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12427686A JPS62280363A (ja) | 1986-05-29 | 1986-05-29 | 被覆硬質工具 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62280363A true JPS62280363A (ja) | 1987-12-05 |
Family
ID=14881331
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12427686A Pending JPS62280363A (ja) | 1986-05-29 | 1986-05-29 | 被覆硬質工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62280363A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011505261A (ja) * | 2007-12-06 | 2011-02-24 | セラティチット オーストリア ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 被覆物品 |
| JP2011083876A (ja) * | 2009-10-19 | 2011-04-28 | Mitsubishi Materials Corp | 表面被覆切削工具 |
| JP2020510540A (ja) * | 2017-01-31 | 2020-04-09 | セラティチット オーストリア ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 被覆工具 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5959879A (ja) * | 1982-09-29 | 1984-04-05 | Hitachi Metals Ltd | 多重被覆材料およびその製造法 |
| JPS60141406A (ja) * | 1983-12-27 | 1985-07-26 | Fuji Die Kk | 皮剥ダイス |
-
1986
- 1986-05-29 JP JP12427686A patent/JPS62280363A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5959879A (ja) * | 1982-09-29 | 1984-04-05 | Hitachi Metals Ltd | 多重被覆材料およびその製造法 |
| JPS60141406A (ja) * | 1983-12-27 | 1985-07-26 | Fuji Die Kk | 皮剥ダイス |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011505261A (ja) * | 2007-12-06 | 2011-02-24 | セラティチット オーストリア ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 被覆物品 |
| KR101494039B1 (ko) * | 2007-12-06 | 2015-02-16 | 세라티지트 오스트리아 게젤샤프트 엠.베.하 | 절삭 공구 및 그 제조방법 |
| JP2011083876A (ja) * | 2009-10-19 | 2011-04-28 | Mitsubishi Materials Corp | 表面被覆切削工具 |
| JP2020510540A (ja) * | 2017-01-31 | 2020-04-09 | セラティチット オーストリア ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 被覆工具 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1997766B (zh) | 具有扩散粘结增强层的三氧化二铝陶瓷工具 | |
| US4714660A (en) | Hard coatings with multiphase microstructures | |
| KR100233154B1 (ko) | 화학적 증착 및 물리적 증착 피복 절삭공구 | |
| GB2048960A (en) | Coating Articles With Layers of Hard Materials | |
| JPS6348836B2 (ja) | ||
| US8828492B2 (en) | Method of making aluminum oxynitride coated article | |
| JPS627267B2 (ja) | ||
| EP0247630A2 (en) | Material for cutting tools, use of same and cutting tools | |
| JPS6070179A (ja) | 積層硬金属体 | |
| CN105463456A (zh) | 用于切削工具的多层结构化涂层 | |
| US4343865A (en) | Hard metal body and method of making same | |
| JPS62280363A (ja) | 被覆硬質工具 | |
| US4436775A (en) | Hard metal body and method of making same | |
| JP4191663B2 (ja) | 工具用複合高硬度材料 | |
| US4640693A (en) | Coated silicon nitride cutting tool and process for making | |
| JPH05156446A (ja) | 硬質基材へのダイアモンドコーテイングの化学蒸着 | |
| JP2646247B2 (ja) | ＡｌＮ被覆窒化珪素基切削工具 | |
| JP2974285B2 (ja) | 被覆超硬工具の製造法 | |
| JP2660180B2 (ja) | 被覆超硬工具 | |
| JP3115247B2 (ja) | 被覆超硬合金製スローアウェイチップ | |
| JPH0825112A (ja) | 高熱伝導性被覆工具 | |
| JPH0358844B2 (ja) | ||
| JP4484500B2 (ja) | 表面被覆切削工具 | |
| JPH0515786B2 (ja) | ||
| Bhat | Application of CVD and PVD technologies to cutting tools, and evaluation of tool failure modes |