JPS6247123B2 - - Google Patents
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- JPS6247123B2 JPS6247123B2 JP6750478A JP6750478A JPS6247123B2 JP S6247123 B2 JPS6247123 B2 JP S6247123B2 JP 6750478 A JP6750478 A JP 6750478A JP 6750478 A JP6750478 A JP 6750478A JP S6247123 B2 JPS6247123 B2 JP S6247123B2
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Landscapes
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
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- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Description
本発明は、アルミナコーテイング・インサート
に関し、特に高靭性で高速切削が可能となるよう
にしたものである。
従来、この種のアルミナコーテイング・インサ
ートとしては、例えば特開昭48−217号公報、特
公昭52−13201号公報等にみられるものが開示さ
れている。前者は、超硬合金母材上に１〜20μｍ
の厚さを有するα−Al2O3を被覆したものであ
り、後者は、Ti等の炭化物および／または窒化
物を内層として介在させ、その上部の外層に
Al2O3を被覆するようにしたものである。
しかしながら、これらの公報に開示されたアル
ミナコーテイング・インサートは、高速切削にお
いては、超硬合金母材に熱的な塑性変形による摩
耗が生じ、この結果工具寿命が短かい欠点があつ
た。
このようなことから、この種のアルミナコーテ
イング・インサートでは、超硬合金母材、被覆層
の組成、厚みなどの観点から高速切削に好適する
アルミナコーテイング・インサートの開発が要望
されている。
本発明は、上述の点に鑑みなされたもので、超
硬合金母材については、50重量％以上のWCと残
りが周期律表第ａ、ａ、ａ族金属の炭化物
（WCを除く）および窒化物の１種および２種以
上からなる硬質層と、全体の６容量％以下の鉄族
金属の１種または２種以上の金属結合相とからな
り、硬さがロツクウエルＡスケールで92.5以上、
抗折力が100Kg／mm2以上になるようにし、また中
間層については、１〜５μｍの厚さのTiC、
TiN、Ti（Ｃ、Ｎ）、Ti（Ｃ、Ｏ）、Ti（Ｎ、
Ｏ）、Ti（Ｃ、Ｎ、Ｏ）の１種または２種以上の
層からなるとともに、アルミナの外層について
は、１〜５μｍの厚さを有するようにしたもので
ある。
すなわち、本発明では、工具母材としてWC系
の超硬合金を対象としており、焼結後の組織で
は、硬質層および金属結合相からなる。そして、
硬質層は、50重量％以上のWCと残りが周期律表
第ａ、ａ、ａ族合属の炭化物（WCを除
く）および窒化物の１種または２種以上のもので
ある。また、金属結合相は、全体の６容量％以下
の鉄族金属の１種または２種以上からなる。
この超硬合金母材について、金属結合相を全体
の６容量％以下で、しかも硬さがロツクウエルＡ
スケールで92.5以上としたのは、これ未満だと高
速切削時に塑性変形を起し実用的でないことによ
る。また、超硬合金母材について、抗折力を100
Kg／mm2以上としたのは、これ未満だと高速切削時
に刃先の欠けを起しやすいことからである。
さらに、本発明のコーテイング層では、アルミ
ナ（Al2O3）外層を対象としているが、中間層を
配することで、超硬合金母材との結合力を高めて
いる。この中間層は、Al2O3外層との結合性か
ら、１〜５μｍのTiC、TiN、Ti（Ｃ、Ｎ）、Ti
（Ｃ、Ｏ）、Ti（Ｎ、Ｏ）、Ti（Ｃ、Ｎ、Ｏ）の１
種または２種以上の層を選択しているものであ
る。この、場合、中間層が１μｍ未満の場合で
は、Al2O3外層との結合が充分でなく、また５μ
ｍをこえる場合では、中間層の構成粒子が荒らく
なり、Al2O3外層との結合が不充分となる。さら
に、Al2O3外層について１〜５μｍとしたのは、
１μｍ未満の場合では、高速切削で効果がなく、
５μｍをこえる場合では、高速切削で剥離、これ
に伴う欠損を発生しやすくなるからである。
以下、本発明アルミナコーテイング・インサー
トの一実施例について説明する。
実施例 １
アルミナコーテイング・インサートの工具仕様
は、SNPA432とし、このインサート上には、化
学蒸着法によつて、中間層およびAl2O3外層をコ
ーテイングした。超硬合金母材の組成、硬さ、抗
折力、中間層、外層の厚さ等および切削試験結果
については、第１表に示すとおりである。
The present invention relates to an alumina coated insert that has particularly high toughness and can be cut at high speed. Conventionally, this type of alumina coated insert has been disclosed, for example, in Japanese Patent Application Laid-open No. 48-217, Japanese Patent Publication No. 52-13201, and the like. The former has a thickness of 1 to 20 μm on the cemented carbide base material.
The latter is coated with α-Al 2 O 3 with a thickness of
It is coated with Al 2 O 3 . However, the alumina-coated inserts disclosed in these publications suffer from wear due to thermal plastic deformation of the cemented carbide base material during high-speed cutting, resulting in a short tool life. For this reason, there is a demand for the development of an alumina-coated insert of this type that is suitable for high-speed cutting in terms of the cemented carbide base material, the composition and thickness of the coating layer, etc. The present invention has been made in view of the above-mentioned points, and for a cemented carbide base material, 50% by weight or more of WC and the remainder are carbides of metals from groups a, a, and a of the periodic table (excluding WC) and A hard layer consisting of one type or two or more types of nitrides and a metal binder phase of one or more types of iron group metals of 6% or less by volume of the total, with a hardness of 92.5 or more on the Rockwell A scale,
The transverse rupture strength should be 100Kg/mm2 or more , and the intermediate layer should be made of TiC with a thickness of 1 to 5μm,
TiN, Ti(C,N), Ti(C,O), Ti(N,
The outer layer of alumina has a thickness of 1 to 5 μm. That is, the present invention targets a WC-based cemented carbide as the tool base material, and the structure after sintering consists of a hard layer and a metal bonding phase. and,
The hard layer is composed of 50% by weight or more of WC and the remainder of one or more of carbides (excluding WC) and nitrides belonging to groups a, a, and a of the periodic table. Further, the metal binding phase is composed of one or more iron group metals in an amount of 6% or less by volume of the total. Regarding this cemented carbide base material, the metal binder phase is less than 6% by volume of the total, and the hardness is Rockwell A.
The reason for setting the scale to 92.5 or higher is that if it is less than this, plastic deformation will occur during high-speed cutting, making it impractical. In addition, for the cemented carbide base material, the transverse rupture strength is 100
The reason why Kg/mm 2 or more is set is because if it is less than this, the cutting edge is likely to chip during high-speed cutting. Furthermore, although the coating layer of the present invention is intended for an alumina (Al 2 O 3 ) outer layer, the bonding strength with the cemented carbide base material is increased by providing an intermediate layer. This intermediate layer is composed of TiC, TiN, Ti (C, N), Ti
(C, O), Ti (N, O), Ti (C, N, O) 1
A layer or layers of two or more types are selected. In this case, if the intermediate layer is less than 1 μm, the bond with the Al 2 O 3 outer layer is insufficient, and the thickness of the intermediate layer is less than 1 μm.
If it exceeds m, the particles constituting the intermediate layer become rough and the bonding with the Al 2 O 3 outer layer becomes insufficient. Furthermore, the reason why the Al 2 O 3 outer layer is set to 1 to 5 μm is because
If the diameter is less than 1 μm, high-speed cutting will not be effective.
This is because if the thickness exceeds 5 μm, peeling and accompanying defects are likely to occur during high-speed cutting. Hereinafter, one embodiment of the alumina coated insert of the present invention will be described. Example 1 The tool specification of the alumina coated insert was SNPA432, and the insert was coated with an intermediate layer and an outer layer of Al 2 O 3 by chemical vapor deposition. The composition, hardness, transverse rupture strength, thickness of the intermediate layer, outer layer, etc., and cutting test results of the cemented carbide base material are shown in Table 1.
【表】【table】
【表】
前述した第１表において、被削条件は、以下の
とおりで、S48Cからなる被削材を乾式で20分旋
削したものである。
切削速度Ｖ＝500ｍ／min
切込みｄ＝1.5mm
送りｆ＝0.13mm／rev
この結果、本発明品（No.１〜No.６）は、いずれ
も正常摩耗を示すとともに塑性変形量も少なく高
速切削が可能であることが確認された。これに対
し、Al2O3外層の厚み、中間層の種類、厚みを本
発明品と同じくし、硬さ、抗折力が外れた比較品
（No.７〜No.10）については、いずれも不具合であ
つた。特にNo.８〜No.10では、熱的影響により欠
損、摩滅がみられた。
実施例 ２
実施例２は、実施例１と同様な方法で
SNPA432を基本形状としたアルミナコーテイン
グ・インサートを作成し、切削条件、被削材につ
いても同一の条件で旋削した。超硬合金母材の組
成、硬さ、抗折力、中間層、外層の厚さ等および
切削試験結果については、第２表に示すとおりで
ある。なお、実施例２については、No.14を除き、
TiC、TiN等の２種の層を母材側から被覆したも
のが適用されている。そして、この中間層の厚み
は合計で５μｍ以下が好適する。[Table] In the above-mentioned Table 1, the cutting conditions are as follows, and the work material made of S48C was dry-turned for 20 minutes. Cutting speed V = 500 m/min Depth of cut d = 1.5 mm Feed f = 0.13 mm/rev As a result, the products of the present invention (No. 1 to No. 6) all show normal wear and have low plastic deformation and are capable of high-speed cutting. It was confirmed that this is possible. On the other hand, the comparison products (No. 7 to No. 10), which had the same thickness of the Al 2 O 3 outer layer, the type and thickness of the intermediate layer as the products of the present invention, and had different hardness and transverse rupture strength, It was also defective. Particularly in No. 8 to No. 10, damage and wear were observed due to thermal effects. Example 2 Example 2 was carried out in the same manner as Example 1.
Alumina-coated inserts were created using SNPA432 as the basic shape, and turned using the same cutting conditions and work material. The composition, hardness, transverse rupture strength, thickness of the intermediate layer, outer layer, etc., and cutting test results of the cemented carbide base material are shown in Table 2. Regarding Example 2, except for No. 14,
Two types of layers, such as TiC and TiN, are applied from the base material side. The total thickness of this intermediate layer is preferably 5 μm or less.
【表】
この結果、本発明品（No.11〜No.18）は、いずれ
も正常摩耗を示すとともに塑性変形量も少なく、
高速切削が可能であることが確認された。特にNo.
17、No.18については、塑性変形量がほとんど認め
られなかつた。
本発明は、以上説明したように、WC系の超硬
合金母材を対象にして、その組成、硬さ、抗折力
を特定し、また選択された中間層を介してAl2O3
外層がコーテイングされるようにしたものである
から高速切削において耐塑性変形性が向上し、良
好な高速切削が期待できるという効果を有する。[Table] As a result, the products of the present invention (No. 11 to No. 18) all showed normal wear and little plastic deformation.
It was confirmed that high-speed cutting is possible. Especially no.
Regarding No. 17 and No. 18, almost no amount of plastic deformation was observed. As explained above, the present invention targets a WC-based cemented carbide base material, specifies its composition, hardness, and transverse rupture strength, and also provides Al 2 O 3 through a selected intermediate layer.
Since the outer layer is coated, the plastic deformation resistance is improved during high-speed cutting, and good high-speed cutting can be expected.
Claims (1)
ルミナ（Al2O3）外層が被覆されるようにしたア
ルミナコーテイング・インサートにおいて、 前記超硬合金母材は、50重量％以上のWCと残
りが周期律表第ａ、ａ、ａ族金属の炭化物
（WCを除く）および窒化物の１種および２種以
上からなる硬質層と、全体の６容量％以下の鉄族
金属の１種または２種以上の金属結合相とからな
り、硬さがロツクウエルＡスケールで92.5以上、
抗折力が100Kg／mm2以上になつており、 前記中間層は、１〜５μｍの厚さのTiC、
TiN、Ti（Ｃ、Ｎ）、Ti（Ｃ、Ｏ）、Ti（Ｎ、
Ｏ）、Ti（Ｃ、Ｎ、Ｏ）の１種または２種以上の
層からなつており、 前記外層は、１〜５μｍの厚さを有しているこ
とを特徴とするアルミナコーテイング・インサー
ト。[Claims] 1. An alumina-coated insert in which a WC-based cemented carbide base material is coated with an alumina (Al 2 O 3 ) outer layer via an intermediate layer, wherein the cemented carbide base material is , a hard layer consisting of 50% by weight or more of WC and the remainder consisting of one or more carbides (excluding WC) and nitrides of Group A, A, A metals of the periodic table, and 6% by volume or less of the total. with a metal binder phase of one or more iron group metals, and has a hardness of 92.5 or more on the Rockwell A scale.
The transverse rupture strength is 100 Kg/mm 2 or more, and the intermediate layer is made of TiC with a thickness of 1 to 5 μm,
TiN, Ti(C,N), Ti(C,O), Ti(N,
1. An alumina-coated insert comprising one or more layers of O), Ti (C, N, O), wherein the outer layer has a thickness of 1 to 5 μm.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6750478A JPS54158779A (en) | 1978-06-05 | 1978-06-05 | Aluminaacoated inserts |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP6750478A JPS54158779A (en) | 1978-06-05 | 1978-06-05 | Aluminaacoated inserts |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54158779A JPS54158779A (en) | 1979-12-14 |
| JPS6247123B2 true JPS6247123B2 (en) | 1987-10-06 |
Family
ID=13346875
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6750478A Granted JPS54158779A (en) | 1978-06-05 | 1978-06-05 | Aluminaacoated inserts |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS54158779A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01318231A (en) * | 1988-06-20 | 1989-12-22 | Tel Sagami Ltd | Low pressure cvd device |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4490191A (en) * | 1981-12-16 | 1984-12-25 | General Electric Company | Coated product and process |
| JPH02228474A (en) * | 1989-02-28 | 1990-09-11 | Toshiba Tungaloy Co Ltd | Coated sintered alloy |
-
1978
- 1978-06-05 JP JP6750478A patent/JPS54158779A/en active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01318231A (en) * | 1988-06-20 | 1989-12-22 | Tel Sagami Ltd | Low pressure cvd device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPS54158779A (en) | 1979-12-14 |
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