JPS63157873A - フライス切削用表面被覆炭化タングステン基超硬合金 - Google Patents
フライス切削用表面被覆炭化タングステン基超硬合金Info
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- JPS63157873A JPS63157873A JP30588786A JP30588786A JPS63157873A JP S63157873 A JPS63157873 A JP S63157873A JP 30588786 A JP30588786 A JP 30588786A JP 30588786 A JP30588786 A JP 30588786A JP S63157873 A JPS63157873 A JP S63157873A
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Landscapes
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (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、すぐれた耐欠損性を有し、かつ耐摩耗性に
もすぐれ、特にフライス切削に切削工具として用いた場
合にすぐれた切削性能を発揮する表面被覆炭化タングス
テン（以下ＷＣで示す）超超硬合金に関するものである
。
もすぐれ、特にフライス切削に切削工具として用いた場
合にすぐれた切削性能を発揮する表面被覆炭化タングス
テン（以下ＷＣで示す）超超硬合金に関するものである
。
一般に、硬質分散相形成成分として、ＷとＴ１とＴａと
Ｎｂの複合炭化物（以下、組成式：（Ｗ、Ｔｉ。
Ｎｂの複合炭化物（以下、組成式：（Ｗ、Ｔｉ。
Ｔａ、 Ｎｂ ） Ｃで示す）：５〜３０％、結合相形
成成分として、Ｃｏ：６〜１８％、を含有し、残りが硬
質分散相形成成分としてのＷＣと不可避不純物からなる
組成（以上容量チ、以下チは容量チを示す）を有するＷ
ＣＣ超超硬合金基体表面に、 周期律表の４ａ、５ａ、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ＡＸ２０３で示す）からなる群のうちの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５
〜１５μｍの平均層厚で、化学蒸着法や物理蒸着法にて
形成して々る表面被覆ＷＣＣ超超硬合金切削工具として
用いられていることは良く知られるところである。
成成分として、Ｃｏ：６〜１８％、を含有し、残りが硬
質分散相形成成分としてのＷＣと不可避不純物からなる
組成（以上容量チ、以下チは容量チを示す）を有するＷ
ＣＣ超超硬合金基体表面に、 周期律表の４ａ、５ａ、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ＡＸ２０３で示す）からなる群のうちの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５
〜１５μｍの平均層厚で、化学蒸着法や物理蒸着法にて
形成して々る表面被覆ＷＣＣ超超硬合金切削工具として
用いられていることは良く知られるところである。
しかし、上記の従来表面被覆ＷＣＣ超超硬合金、旋削で
はすぐれた切削性能を発揮するものの、これをフライス
切削に用いた場合、基体表面に対する硬質被覆層の付着
強度が十分でないために、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のが現
状である。
はすぐれた切削性能を発揮するものの、これをフライス
切削に用いた場合、基体表面に対する硬質被覆層の付着
強度が十分でないために、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のが現
状である。
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、耐欠損
性にすぐれた狭面被覆ＷＣ基超硬合金を開発すべく、特
に上記の従来表面被覆ＷＣＣ超超硬合金着目し研究を行
なった結果、 上記の従来表面被覆ＷＣＣ超超硬合金基体の構成成分で
ある硬質分散相形成成分としての（Ｗ。
性にすぐれた狭面被覆ＷＣ基超硬合金を開発すべく、特
に上記の従来表面被覆ＷＣＣ超超硬合金着目し研究を行
なった結果、 上記の従来表面被覆ＷＣＣ超超硬合金基体の構成成分で
ある硬質分散相形成成分としての（Ｗ。
Ｔｉ、 Ｔａ、 Ｎｂ ） Ｃを、Ｂｌ型固溶体として
のＷとＴｉとＴａとＮｂの複合炭窒化物（以下、組成式
：（Ｗ、Ｔｉ。
のＷとＴｉとＴａとＮｂの複合炭窒化物（以下、組成式
：（Ｗ、Ｔｉ。
Ｔａ、Ｎｂ）ＣＮで示す）に代え、かつ硬質被覆層を炭
化チタン、窒化チタン、および炭窒化チタン（以下、そ
れぞれＴｉＣ、ＴｉＮ 、およびＴ１ＣＮで示す）、並
びにＭ２Ｏ３のうちの１種の単層または２種以上の複層
に特定すると共に、その平均層厚を０．１〜４μｍとし
て、この硬質被覆層の各層における平均粒径を０．５μ
ｍ以下（ちなみに従来表面被覆ＷＣＣ超超硬合金硬質被
覆層の各層における平均粒径は０．７〜３μｍである）
にすると、この結果の表面被覆ｗｅ基超超硬合金おいて
は、硬質被覆層が基体狭面に対して著しく強固に付着す
るようになることから、これを７ライス切削に用いても
硬質被覆層にチッピングや剥離の発生がなく、長期に亘
ってすぐれた切削性能を発揮するようになるという知見
を得たのである。
化チタン、窒化チタン、および炭窒化チタン（以下、そ
れぞれＴｉＣ、ＴｉＮ 、およびＴ１ＣＮで示す）、並
びにＭ２Ｏ３のうちの１種の単層または２種以上の複層
に特定すると共に、その平均層厚を０．１〜４μｍとし
て、この硬質被覆層の各層における平均粒径を０．５μ
ｍ以下（ちなみに従来表面被覆ＷＣＣ超超硬合金硬質被
覆層の各層における平均粒径は０．７〜３μｍである）
にすると、この結果の表面被覆ｗｅ基超超硬合金おいて
は、硬質被覆層が基体狭面に対して著しく強固に付着す
るようになることから、これを７ライス切削に用いても
硬質被覆層にチッピングや剥離の発生がなく、長期に亘
ってすぐれた切削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、 硬質分散相形成成分として、モル比でＮ／（Ｃ＋Ｎ）：
０００１〜Ｏ１を有する（ Ｗ、 Ｔｉ、 Ｔａ、 Ｎ
ｂ ） ＣＮ：５〜３０％。
て、 硬質分散相形成成分として、モル比でＮ／（Ｃ＋Ｎ）：
０００１〜Ｏ１を有する（ Ｗ、 Ｔｉ、 Ｔａ、 Ｎ
ｂ ） ＣＮ：５〜３０％。
結合相形成成分として、Ｃｏ：６〜１８チ、を含有し、
残りが硬質分散相形成成分としてのＷＣと不可避不純物
から々る組成を有するｗｃ’基超基台硬合金基体面に、 Ｔｉ、Ｃ，ＴｉＮ、 Ｔｉ Ｃ，Ｎ、およびＭ２Ｏ３の
うちの１種の単層または２種以上の複層からなり、かつ
各層の平均粒径を０５μｍ以下とした硬質被覆層を０．
１〜４μｍの平均層厚で形成してなる、耐欠損性にすぐ
れ、かつ耐摩耗性にもすぐれたフライス切削用表面被覆
ＷＣ基超硬合金に特徴を有するものである。
残りが硬質分散相形成成分としてのＷＣと不可避不純物
から々る組成を有するｗｃ’基超基台硬合金基体面に、 Ｔｉ、Ｃ，ＴｉＮ、 Ｔｉ Ｃ，Ｎ、およびＭ２Ｏ３の
うちの１種の単層または２種以上の複層からなり、かつ
各層の平均粒径を０５μｍ以下とした硬質被覆層を０．
１〜４μｍの平均層厚で形成してなる、耐欠損性にすぐ
れ、かつ耐摩耗性にもすぐれたフライス切削用表面被覆
ＷＣ基超硬合金に特徴を有するものである。
つぎに、この発明の表面被覆ＷＣＣ超超硬合金おいて、
基体の成分組成、並び硬質被覆層の平均層厚および各層
の平均粒径を上記の通りに限定した理由を説明する。
基体の成分組成、並び硬質被覆層の平均層厚および各層
の平均粒径を上記の通りに限定した理由を説明する。
Ａ、基体の成分組成
（ａ） （Ｗ、 Ｔｉ、 Ｔａ、Ｎｂ ） ＣＮそ
の含有量が５チ未満では、硬質被覆層との間に強固な付
着強度を確保することができないばかシでなく、耐摩耗
性も不十分であシ、一方その含有量が３０チを越えると
、基体の強度が低下するようになることから、その含有
量を５〜３０％と定めた。
の含有量が５チ未満では、硬質被覆層との間に強固な付
着強度を確保することができないばかシでなく、耐摩耗
性も不十分であシ、一方その含有量が３０チを越えると
、基体の強度が低下するようになることから、その含有
量を５〜３０％と定めた。
また、（Ｗ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｎｂ ） ＯＮにおけるＮ／
（Ｃ＋Ｎ）のモル比がＯ，ＯＯ１未満でも、Ｎの割合が
少なすぎて硬質被覆層との間に所望の強固な密着性が得
られないものであシ、一方間モル比が０．１を越えると
、Ｎの割合が多くなることから、焼結中に分解窒素が発
生し、これがボアとして残存し、強度低下の原因となる
ことから、（Ｗ、Ｔｉ。
（Ｃ＋Ｎ）のモル比がＯ，ＯＯ１未満でも、Ｎの割合が
少なすぎて硬質被覆層との間に所望の強固な密着性が得
られないものであシ、一方間モル比が０．１を越えると
、Ｎの割合が多くなることから、焼結中に分解窒素が発
生し、これがボアとして残存し、強度低下の原因となる
ことから、（Ｗ、Ｔｉ。
Ｔａ、 Ｎｂ） ＯＮにおけるＮ／（Ｃ＋Ｎ）のモル比
を０．００］〜０．１としなければならない。
を０．００］〜０．１としなければならない。
（ｂ） Ｃ。
その含有量が６チ未満では、結合相としての作用が不十
分で、所望の強度を確保することができず、一方その含
有量が１８％を越えると、硬質被覆層との密着性が低下
し、硬質被覆層にチッピングが発生し易くなることから
、その含有量を６〜１８％と定めた。
分で、所望の強度を確保することができず、一方その含
有量が１８％を越えると、硬質被覆層との密着性が低下
し、硬質被覆層にチッピングが発生し易くなることから
、その含有量を６〜１８％と定めた。
Ｂ、硬質被覆層
（ａ）平均層厚
その平均層厚が０．１μｍ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、結晶粒径が急激に大きくなってチッピングが発
生し易くなることから、その平均層厚を０．１〜４μｍ
と定めた。
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、結晶粒径が急激に大きくなってチッピングが発
生し易くなることから、その平均層厚を０．１〜４μｍ
と定めた。
（ｂ） 平均粒径
各層の平均粒径が０．５μｍを越えると、硬質被覆層に
おけるチッピングの発生が極端に高くなることから、そ
の平均粒径を０．５μｍ以下と定めた。
おけるチッピングの発生が極端に高くなることから、そ
の平均粒径を０．５μｍ以下と定めた。
なお、各層の平均粒径が０．５μｍ以下の硬質被覆層を
形成するには、上記のように層厚を薄くして、硬質被覆
層の全体平均層厚が４μｍを越え々いようにすることが
必要でリシ、この場合、低温での硬質被覆層の形成が望
ましい。
形成するには、上記のように層厚を薄くして、硬質被覆
層の全体平均層厚が４μｍを越え々いようにすることが
必要でリシ、この場合、低温での硬質被覆層の形成が望
ましい。
つぎに、この発明の表面被覆ＷＣＣ超超硬合金実施例に
よシ具体的に説明する。
よシ具体的に説明する。
原料粉末として、いずれも１μｍの平均粒径を有し、か
つＮ／（Ｃ＋Ｎ）モル比がそれぞれＯ，ＯＯ１，００３
，０，０６，０，１０、および０．１２の５種の（Ｗ、
Ｔｉ、 Ｔａ、 Ｎｂ） ＯＮ粉末、同１ｐｍの（Ｗ
、 Ｔｉ、 Ｔａ。
つＮ／（Ｃ＋Ｎ）モル比がそれぞれＯ，ＯＯ１，００３
，０，０６，０，１０、および０．１２の５種の（Ｗ、
Ｔｉ、 Ｔａ、 Ｎｂ） ＯＮ粉末、同１ｐｍの（Ｗ
、 Ｔｉ、 Ｔａ。
Ｎｂ）Ｃ粉末、同１．２７１ ｍのＣｏＣ粉末および同
３．５μｍのｗｅＣ粉末用意し、これら原料粉末をそれ
ぞれ第１表に示される配合組成に配合し、ボールミル中
で４８時時間式混合し、乾燥した後、圧カニ １５ ｋ
ｇ／ｍｙｎ２にてＳＰＰ ４３２の切削工具形状をもっ
た圧粉体にプレス成形し、ついでこれを真空雰囲気中、
温度：１４００℃に１時間保持の条件で焼結し、焼結後
研磨仕上げ加工とホーニングを施すことによって、実質
的に配合組成と同一の成分組成をもったｗｅ基超超硬合
金基体製造し、ついで、これら基体の表面に、通常の化
学蒸着装置を用い、第２衣に示される化学蒸着条件にて
、同じく第１表に示される組成、平均層厚、および平均
粒径をもった硬質被覆層を形成することによつて、本発
明表面被覆ｗｅ基超超硬合金以下、本発明被覆合金とい
う）１〜８、比較表面被覆ＷＣＣ超超硬合金以下、比較
被覆合金という）１〜６、および従来表面被覆ｗＣＣ超
超硬合金以下、従来被覆合金という）ｌ、２をそれぞれ
製造した。
３．５μｍのｗｅＣ粉末用意し、これら原料粉末をそれ
ぞれ第１表に示される配合組成に配合し、ボールミル中
で４８時時間式混合し、乾燥した後、圧カニ １５ ｋ
ｇ／ｍｙｎ２にてＳＰＰ ４３２の切削工具形状をもっ
た圧粉体にプレス成形し、ついでこれを真空雰囲気中、
温度：１４００℃に１時間保持の条件で焼結し、焼結後
研磨仕上げ加工とホーニングを施すことによって、実質
的に配合組成と同一の成分組成をもったｗｅ基超超硬合
金基体製造し、ついで、これら基体の表面に、通常の化
学蒸着装置を用い、第２衣に示される化学蒸着条件にて
、同じく第１表に示される組成、平均層厚、および平均
粒径をもった硬質被覆層を形成することによつて、本発
明表面被覆ｗｅ基超超硬合金以下、本発明被覆合金とい
う）１〜８、比較表面被覆ＷＣＣ超超硬合金以下、比較
被覆合金という）１〜６、および従来表面被覆ｗＣＣ超
超硬合金以下、従来被覆合金という）ｌ、２をそれぞれ
製造した。
なお、比較被覆合金１〜６は、いずれも基体の構成成分
の組成および含有量、並びに硬質被覆層の平均層厚（平
均粒径）のうちのいずれかの条件（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。
の組成および含有量、並びに硬質被覆層の平均層厚（平
均粒径）のうちのいずれかの条件（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。
つぎに、この結果得られた各種の被覆合金について、
被削材： ＳＮＣＭ ４３９、
切削速度：１７０ｍ／瓢、
送シ：０．３間／刃、
切込み＝６Ｍ。
の条件で鋼の乾式フライス切削試験を行ない、切刃の逃
げ面摩耗幅が０．３ ｗｎに至るまでの切削時間を測定
し、さらに切刃の切削後の状態も観察した。
げ面摩耗幅が０．３ ｗｎに至るまでの切削時間を測定
し、さらに切刃の切削後の状態も観察した。
これらの結果を第１表に示した。
第１表に示される結果から明らか々ように、本発明被覆
合金１〜８は、いずれも従来被覆合金１．２に比して、
基体に対する硬質被覆層の付着強度が著しく高いので、
フライス切削でも切刃にチッピングや欠損の発生がなく
、一方従来被覆合金ｌ、２には、いずれもこれらの現象
が見られるものであシ、しかも従来被覆合金１．２に比
してすぐれた耐摩耗性を示すものである。
合金１〜８は、いずれも従来被覆合金１．２に比して、
基体に対する硬質被覆層の付着強度が著しく高いので、
フライス切削でも切刃にチッピングや欠損の発生がなく
、一方従来被覆合金ｌ、２には、いずれもこれらの現象
が見られるものであシ、しかも従来被覆合金１．２に比
してすぐれた耐摩耗性を示すものである。
また、比較被覆合金１〜６に見られるように、基体の構
成成分の組成および含有量、並びに硬質被覆層の平均層
厚のうちのいずれでもこの発明の範囲から外れると耐欠
損性および耐摩耗性のうちの少なくともいずれかの特性
が劣ったものになることが明らかである。
成成分の組成および含有量、並びに硬質被覆層の平均層
厚のうちのいずれでもこの発明の範囲から外れると耐欠
損性および耐摩耗性のうちの少なくともいずれかの特性
が劣ったものにな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ｗｅ基超超硬合金、
すぐれた耐欠損性と耐摩耗性を有するので、特にこれを
切削工具としてフライス切削に用いた場合にすぐれた切
削性能を著しく長期に亘って発揮するのである。
すぐれた耐欠損性と耐摩耗性を有するので、特にこれを
切削工具としてフライス切削に用いた場合にすぐれた切
削性能を著しく長期に亘って発揮するのである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 硬質分散相形成成分として、モル比でＮ／（Ｃ＋Ｎ）：
０．００１〜０．１を有するＷとＴｉとＴａとＮｂの複
合炭窒化物：５〜３０％、 結合相形成成分として、Ｃｏ：６〜１８％、を含有し、
残りが硬質分散相形成成分としての炭化タングステンと
不可避不純物からなる組成（以上容量％）を有する炭化
タングステン基超硬合金基体の表面に、 炭化チタン、窒化チタン、炭窒化チタン、および酸化ア
ルミニウムのうちの１種の単層または２種以上の複層か
らなり、かつ各層の平均粒径を０．５μｍ以下とした硬
質被覆層を０．１〜４μｍの平均層厚で形成してなる耐
欠損性のすぐれたフライス切削用表面被覆炭化タングス
テン基超硬合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61305887A JPH0732962B2 (ja) | 1986-12-22 | 1986-12-22 | フライス切削用表面被覆炭化タングステン基超硬合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61305887A JPH0732962B2 (ja) | 1986-12-22 | 1986-12-22 | フライス切削用表面被覆炭化タングステン基超硬合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63157873A true JPS63157873A (ja) | 1988-06-30 |
| JPH0732962B2 JPH0732962B2 (ja) | 1995-04-12 |
Family
ID=17950507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61305887A Expired - Fee Related JPH0732962B2 (ja) | 1986-12-22 | 1986-12-22 | フライス切削用表面被覆炭化タングステン基超硬合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0732962B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02167604A (ja) * | 1988-12-20 | 1990-06-28 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 被覆超硬合金切削工具 |
| WO2007049785A1 (ja) * | 2005-10-28 | 2007-05-03 | Kyocera Corporation | 表面被覆部材およびその製造方法、並びに切削工具 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56152541A (en) * | 1980-04-25 | 1981-11-26 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Coating tool for intermittent cutting |
-
1986
- 1986-12-22 JP JP61305887A patent/JPH0732962B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56152541A (en) * | 1980-04-25 | 1981-11-26 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Coating tool for intermittent cutting |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02167604A (ja) * | 1988-12-20 | 1990-06-28 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 被覆超硬合金切削工具 |
| WO2007049785A1 (ja) * | 2005-10-28 | 2007-05-03 | Kyocera Corporation | 表面被覆部材およびその製造方法、並びに切削工具 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0732962B2 (ja) | 1995-04-12 |
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