JPS6247124B2 - - Google Patents
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- JPS6247124B2 JPS6247124B2 JP53067505A JP6750578A JPS6247124B2 JP S6247124 B2 JPS6247124 B2 JP S6247124B2 JP 53067505 A JP53067505 A JP 53067505A JP 6750578 A JP6750578 A JP 6750578A JP S6247124 B2 JPS6247124 B2 JP S6247124B2
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Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
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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、焼
結合金からなる工具母材については、TiCおよび
TiNの合計が50重量％以上で、残りが周期律表第
ａ、ａ、ａ族金属の炭化物（TiCを除く）
および窒化物（TiNを除く）の１種および２種以
上の50重量％未満からなる硬質層と、全体の12容
量％以下のNiおよび／またはCoの金属結合相と
からなる焼結体で、硬さがロツクウエルＡスケー
ルで91.5以上、抗折力が80Kg／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TiCおよびTiNを主体とした焼結合金を対象と
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、TiCおよび
TiNの合計が50重量％以上で残りが周期律表第
ａ、ａ、ａ族金属の炭化物（TiCを除く）お
よび窒化物（TiNを除く）の１種または２種以上
の50重量％未満としたものである。また、金属結
合相は、全体の12容量％以下のNiおよび／また
はCoからなる。
この焼結合金母材について、金属結合相を全体
の12容量％以下で、しかも硬さがロツクウエルＡ
スケールで91.5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、焼結合金母材について、抗折力を80
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、焼結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５μｍ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、本発明の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。焼結合金母材の組成、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 was made in view of the above points, and the tool base material made of sintered alloy is TiC and
The total amount of TiN is 50% by weight or more, and the rest is carbide of metals from groups a, a, and a of the periodic table (excluding TiC)
and a hard layer consisting of less than 50% by weight of one or more nitrides (excluding TiN), and a metal binder phase of Ni and/or Co of 12% or less by volume of the whole, The hardness should be 91.5 or more on the Rockwell A scale, and the transverse rupture strength should be 80Kg/mm2 or more , and the intermediate layer should be made of TiC, TiN, Ti(C,N), Ti( C, O), Ti
It consists of one or more layers of (N, O), Ti (C, N, O), and the outer layer of alumina has a thickness of 1 to 5 μm. That is, the present invention targets a sintered alloy mainly composed of TiC and TiN as a tool base material, and the structure after sintering consists of a hard layer and a metal bonding phase. And the hard layer is TiC and
The total amount of TiN is 50% by weight or more, and the remainder is less than 50% by weight of one or more carbides (excluding TiC) and nitrides (excluding TiN) of Group A, A, and A metals of the periodic table. This is what I did. Further, the metal bonding phase consists of Ni and/or Co in an amount of 12% or less by volume of the total. Regarding this sintered alloy base material, the metal binder phase is less than 12% by volume of the whole, and the hardness is Rockwell A.
The reason for setting the scale to 91.5 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 sintered alloy base material, the transverse rupture strength is 80
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 sintered alloy base material is increased by disposing 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,
If the bonding with the Al 2 O 3 outer layer is insufficient, and if the diameter exceeds 5 μm, the particles constituting the intermediate layer will become rough and the bonding with the Al 2 O 3 outer layer will be 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. of the sintered alloy base material, and the cutting test results are as 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10分旋
削したものである。
切削速度Ｖ＝300ｍ／min
切込みｄ＝1.0mm
送りｆ＝0.133mm／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、比較品（No.７〜No.11）は、いずれ
も不具合であつた。すなわち、母材組成の範囲を
外れたNo.７、硬さの範囲を外れたNo.８、抗折力の
範囲を外れたNo.９については、中間層および
Al2O3外層の厚みを本発明の条件内に設定したが
いずれも不具合であつた。特に抗折力の小さいNo.
９については、７分切削で欠損を起した。
また、コーテイング層の厚みを外れたNo.10、No.
11については、いずれも摩滅、欠損を起し不具合
であつた。
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。焼結合金母材の組
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.19については、
中間層として、２種の層を適用したものであり、
母材側からTiCを１μｍ、Ti（Ｃ、Ｎ）を３μｍ
の順でコーテイングしたものである。そして、こ
の中間層の厚みは、合計で５μｍ以下であること
が必要である。[Table] In the above-mentioned Table 1, the cutting conditions are as follows, and the work material made of S48C was dry-turned for 10 minutes. Cutting speed V = 300 m/min Depth of cut d = 1.0 mm Feed f = 0.133 mm/rev As a result, the products of the present invention (No. 1 to No. 6) all show normal wear and have little plastic deformation and are capable of high-speed cutting. was confirmed to be possible. On the other hand, all of the comparison products (No. 7 to No. 11) had defects. In other words, for No. 7 with a base material composition outside the range, No. 8 with a hardness outside the range, and No. 9 with a transverse rupture strength outside the range, the intermediate layer and
Although the thickness of the Al 2 O 3 outer layer was set within the conditions of the present invention, there were problems in all cases. Especially No. with small transverse rupture strength.
Regarding No. 9, chipping occurred after 7 minutes of cutting. In addition, No. 10 and No. 1, which were out of the thickness of the coating layer.
Regarding No. 11, all of them were defective due to wear and tear. 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 sintered alloy base material are shown in Table 2. Regarding Example 2, regarding No. 19,
Two types of layers are applied as the intermediate layer,
1μm of TiC and 3μm of Ti(C,N) from the base metal side
It was coated in this order. The total thickness of this intermediate layer needs to be 5 μm or less.
【表】
この結果、本発明品（No.12〜No.19）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。
本発明は、以上説明したように、TiNおよび
TiNを主体とした焼結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. 12 to No. 19) all showed normal wear and a small amount of plastic deformation.
It was confirmed that high-speed cutting is possible. As explained above, the present invention utilizes TiN and
Targeting a sintered alloy base material mainly composed of TiN, its composition, hardness, and transverse rupture strength were specified, and an Al 2 O 3 outer layer was coated with a selected intermediate layer. Therefore, it has the effect that plastic deformation resistance is improved in high-speed cutting, and good high-speed cutting can be expected.
Claims (1)
てアルミナ（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、 前記工具母材は、TiCおよびTiNの合計が50重
量％以上で残りが周期律表第ａ、ａ、ａ族
金属の炭化物（TiCを除く）および窒化物（TiN
を除く）の１種および２種以上の50重量％未満か
らなる硬質層と、全体の12容量％以下のNiおよ
び／またはCoの金属結合相とからなる焼結体
で、硬さがロツクウエルＡスケールで91.5以上、
抗折力が80Kg／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 tool base material made of a sintered alloy is coated with an alumina (Al 2 O 3 ) outer layer via an intermediate layer, wherein the tool base material is made of TiC. The total amount of TiN is 50% by weight or more, with the remainder being carbides (excluding TiC) and nitrides (TiN
A sintered body consisting of a hard layer consisting of less than 50% by weight of one or more of 91.5 or higher on the scale,
The transverse rupture strength is 80 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 |
|---|---|---|---|
| JP6750578A JPS54158780A (en) | 1978-06-05 | 1978-06-05 | Aluminaacoated inserts |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6750578A JPS54158780A (en) | 1978-06-05 | 1978-06-05 | Aluminaacoated inserts |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54158780A JPS54158780A (en) | 1979-12-14 |
| JPS6247124B2 true JPS6247124B2 (en) | 1987-10-06 |
Family
ID=13346902
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6750578A Granted JPS54158780A (en) | 1978-06-05 | 1978-06-05 | Aluminaacoated inserts |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS54158780A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4490191A (en) * | 1981-12-16 | 1984-12-25 | General Electric Company | Coated product and process |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5155709A (en) * | 1974-11-12 | 1976-05-17 | Sumitomo Electric Industries | |
| JPS5360808A (en) * | 1976-11-15 | 1978-05-31 | Mitsubishi Metal Corp | Tool of covered ultra hard alloy |
| JPS53131910A (en) * | 1977-04-23 | 1978-11-17 | Mitsubishi Metal Corp | Covered hard alloy tool |
-
1978
- 1978-06-05 JP JP6750578A patent/JPS54158780A/en active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5155709A (en) * | 1974-11-12 | 1976-05-17 | Sumitomo Electric Industries | |
| JPS5360808A (en) * | 1976-11-15 | 1978-05-31 | Mitsubishi Metal Corp | Tool of covered ultra hard alloy |
| JPS53131910A (en) * | 1977-04-23 | 1978-11-17 | Mitsubishi Metal Corp | Covered hard alloy tool |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54158780A (en) | 1979-12-14 |
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