JPS6256565A - 耐摩耗性のすぐれた表面被覆硬質部材 - Google Patents

耐摩耗性のすぐれた表面被覆硬質部材

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JPS6256565A
JPS6256565A JP60197402A JP19740285A JPS6256565A JP S6256565 A JPS6256565 A JP S6256565A JP 60197402 A JP60197402 A JP 60197402A JP 19740285 A JP19740285 A JP 19740285A JP S6256565 A JPS6256565 A JP S6256565A
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cutting
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hard
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coated
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吉村　寛範
Munenori Kato
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、基体部材の表面に、ぎわめて硬質な被覆層
を形成することににって耐摩耗性の著しい向上をはかっ
た表面′Ｐ＆覆硬質部材に関するものである。
（従来の技術） 一般に、炭化タングステン〈以下ＷＣで示す）超超硬合
金や各種のサーメット、さらに４１速度鋼などで構成さ
れた基体部材の表面に、炭化チタン（以下ＴｉＣで示す
）、窒化チタン（以下ＴｉＮで示す）、および炭窒化チ
タン（以下Ｔｉ　ＣＮで示す）のうちの１種の単層また
は２種以上の複層からなる硬質被覆層を形成してなる表
面被覆硬質部材が切削工具や耐摩へ工具などどして広く
実用に供されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、上記の従来表面被面硬貿部材においては、切削
工具や耐摩工具などとして用いた１合に満足する耐摩耗
性を示さず、比較的短時間で使用寿命に至るものであっ
た。
〔問題点を解決するための手段〕
そこで、本発明名等は、上述のような観点から、より硬
質な被覆層を開発すべく朋究を行なった１結果、上記の
基体部材の表面に、Ｔ１どＡ２の炭化物、窒化物、およ
び炭窒化１１７１（以下、それぞれ、（Ｔｉ　、ＡＩり
Ｃ，（Ｔｉ、Ａ２）Ｎ、および＜Ｔｉ　、　Ａｆｆｉ　
）　ＣＮで示す）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１ノでやると、使用中に被覆
層中に構成成分として含有する／ｌが空気中の酸素と反
応してＡｅ２０ａを形成し、これが被覆層表面に存右し
て、前記被覆層の耐摩耗性をさらに一段と向上させるこ
とから、長期に亘ってすぐれた性能を発揮するようにな
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っ
て、ＷＣ基超超合今や、Ｔｉ　ＣＩＪ４サーメッ１〜４
【どの各種のサーメット、さらに高速度鋼などで構成さ
れた基体部材の表面に、 （Ｔｉ　、Ａｆｆｉ　）Ｃ，（Ｔｉ　、Ａｌ＞Ｎ、おＪ
：び（Ｔｉ　、　Ａｆｆｉ　）　ＣＮのうちの１種の１
１層または２種以上の！２層からなる硬質被覆層を０５
〜１０μｍの層厚で形成してなる耐摩耗性のすぐれた表
面被覆硬質部材に特徴を有するものである。
なお、この発明の表面被覆硬質部材において、硬質被覆
層の層厚を０．５〜１０μｍと限定したのは、その層厚
が０．５ｆｌＴｒＬ未満では所望の耐摩耗性向上効果が
得られず、一方その層厚が１０μｍを越えると耐摩耗性
が劣化するようになるという理由にもとづくものである
。
〔実施例〕
つぎに、この発明の表面被覆硬質部材を実施例により具
体的に説明する。
実施例　１ 基体部材として、重量％で、ＷＣ−９％Ｇ６−８％Ｔｉ
Ｃ−１０％ＴａＣからなる組成を右するＷＣＣ超超硬合
金構成され、かつＪＩＳ−８ＮＧ４３２に則した形状を
右する切削チップを用意し、この切削チップを公知のイ
オンプレーディング装置内に装入し、またこの装置内に
置かれたるつぼにはＴｉ　とＡｌの固溶体を入れ、この
状態でまず装置内の真空度を５　Ｘ　１０’　ｍｌｌ　
ｇの雰囲気として、基体部材に−ｉ　ｏｏｏｖの電荷を
かけて、これを十分に洗浄し、５００℃に加熱した後、
Ａｒを脱気し、代りにＮ２およびＣ２Ｈ２（アセチレン
）のうちのいずれか一方、あるいは両方を２−００　Ｃ
Ｃ／　ｍｉｎの割合で流して、前記切削チップの表面に
、それぞれ第１表に示される組成並びに層厚の単層また
は複層からなる硬質被覆層を形成することによって、本
発明表面被覆硬質胸部材としての本発明表面被覆切削チ
ップ１〜８をそれぞ机製造した。
また、比較の目的で、イオンブレーティング装置のるつ
ぼ内に装入されるＴｉ　とＡ　ｆ、の固溶体に代って、
Ｔ１を装入する以外は同様な操作条件で、同じく第１表
に示される組成並びに層厚のＩｔ！　Ｆｉまたは複層か
らなる硬質被覆層を形成することによって、従来表面被
覆硬質部材として知られる従来表面被覆切削チップ１〜
４をそれぞれ製造した。
ついで、これらの表面被覆切削チップについて、硬質被
覆層の硬さくビッカース硬さ）を測定すると共に、 被削材：ＳＮ０Ｍ４３９　（硬さ：ｔ−ｌＢ２４０）。
切削速度：　１８０　ＴｒＬ／ｍｉｎ　。
送り：　　０．３ｇ／ｒｅＶ　。
切込み：２／ｍｍ。
切削時間：２０ｍ１ｎ。
の条件での鋼丸棒の連続切削試験、並びに、被削材：Ｓ
Ｎ０Ｍ４３９（硬さ：Ｈ８２９０）。
切削速度：　１５０７ｎ／ｍｉｎ　。
送り：　　０．３ｍｍ／ｒｅｖ　。
切込み：３ｍｍ。
切削時間：３ｍ１ｎ。
の条件での鋼角材の断続切削試験を行ない、前者の連続
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、また後者の断続切削試験では１０個の切刃の
うらの欠旧発生切刃数を測定した。これらの測定結果を
第１表に示した。
実施例　２ 基体部材として、高速度工具鋼（Ｓ　Ｋ　ｌ−，１５５
）で構成された直径：６ａｍφ×長さ：５０ｍの２板刃
エンドミルを用意し、これを実施例゛１で用いたと同じ
イオンプレーティング装置に装入し、基体部材への電荷
を一７００Ｖとすると共に、基体部材の加熱温度を４０
０　’Ｃとする以外はＬ１１１様な操作条件で、前記１
ンドミルの表面に、それぞれ第２表に示される組成並び
に層厚の単層または複層からなる′ｇｆ！買被下層を形
成することによって、本発明表面被覆硬質部材としての
本発明表面被覆エンドミル１．２および従来表面被覆硬
質部材としての従来表面被覆エンドミルをそれぞれ製造
した。
つぎに、これらの表面被覆エンドミルを用い、被削材：
５４５Ｇ　（硬さ：ＨＢ２２０＞。
切削速度：　５０ｍ／ｍｉｎ　。
送り：０．０３ｍ／刃。
切込み：５Ｍ。
切削油：水溶性。
の条件で切削試験を行ない、エンドミルの外周逃面摩耗
幅が０．３ｔｍｎに至るまでの切削良さを測定した。こ
れらの結果を第２表に示した。
（発明の効果） 第１表に示される結果から、本発明表面被覆切削チップ
１〜８においては、いずれも硬質波１Ｎが従来表面被覆
切削デツプ１〜４のそれに比して著しく高い硬さをもっ
ているので、連続切削では従来表面被覆切削デツプ１〜
４に比してすぐれた耐摩耗性を示づ−ことが明らかであ
り、また本発明表面被覆切削チップ１〜８は、いずれも
硬質被覆層の形成にもかかわらず、断続切削では従来表
面被覆切削チップ１〜４と同等のすぐれた耐衝撃性を示
すのである。
さらに、第２表に示されるように、本発明表面波でエン
ドミル１〜４は従来表面被覆エンドミル１〜３に比して
一段とすぐれた耐摩耗性を有す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硬質部材は、その表
面が従来硬質被覆層に比して一段と高い硬さをもった硬
質被覆層で被覆されているので、これを切削工具や耐摩
工具などとして使用した場合に、すぐれた耐摩耗性を示
し、長期に亘ってすぐれた性能を発揮するのである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 基体部材の表面に、ＴｉとＡｌの炭化物、窒化物、およ
    び炭窒化物のうちの１種の単層または２種以上の複層か
    らなる硬質被覆層を、０．５〜１０μｍの層厚で形成し
    てなる耐摩耗性のすぐれた表面被覆硬質部材。
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