JPS6360283A - 耐欠損性のすぐれた切削工具用表面被覆硬質合金 - Google Patents
耐欠損性のすぐれた切削工具用表面被覆硬質合金Info
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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。
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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、特にフライス切削や断続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硬
質合金に関するものである。
もすぐれ、特にフライス切削や断続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硬
質合金に関するものである。
一般に、炭化タングステン（以下ＷＣで示す）超超硬合
金や炭窒化チタン（以下Ｔ１ＣＮで示す）基サーメット
からなる基体の表面に、耐摩耗性を向上させる目的で、
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Ａｎ ２０３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
形成してなる表面被覆硬質合金が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。
金や炭窒化チタン（以下Ｔ１ＣＮで示す）基サーメット
からなる基体の表面に、耐摩耗性を向上させる目的で、
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Ａｎ ２０３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
形成してなる表面被覆硬質合金が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硬質合金においては、これ
を例えば７ライス切削や断続切削に切削工具として用い
た場合、硬質被覆層にチッピングが発生し易く、比較的
短時間で使用寿命に至るのが現状である。
を例えば７ライス切削や断続切削に切削工具として用い
た場合、硬質被覆層にチッピングが発生し易く、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
性にすぐれた表面被覆硬質合金を開発すべく研究を行な
った結果、 （ａ）上記の従来表面被覆硬質合金においては、硬質被
覆層に、通常０．７〜１． ＯＧＰａ程度の引張残留応
力が存在し、この引張残留応力が原因で硬質被覆層にチ
ッピングが発生し易くなること。
性にすぐれた表面被覆硬質合金を開発すべく研究を行な
った結果、 （ａ）上記の従来表面被覆硬質合金においては、硬質被
覆層に、通常０．７〜１． ＯＧＰａ程度の引張残留応
力が存在し、この引張残留応力が原因で硬質被覆層にチ
ッピングが発生し易くなること。
（ｂ） 硬質被覆層の引張残留応力が０．５ ＧＰａ
以下の場合に、チッピングの発生が著しく抑制されるよ
うになること。
以下の場合に、チッピングの発生が著しく抑制されるよ
うになること。
（Ｃ） 引張残留応力が０．５ ＧＰａ以下の硬質被
覆層は、内層を、炭化チタン（以下ＴｉＣで示す）、炭
窒化チタン（以下Ｔ１ＣＮで示す）、および炭窒酸化チ
タン（以下ＴｉＣＮ０で示す）のうちの１種の単層また
は２種以上の複層で構成し、かつその平均層厚を１．５
〜３μｍとし、さらに外層をＡｌ２Ｏ３で構成すると共
に、その平均層厚を０．５〜１．５μｍとすることによ
って得られること。
覆層は、内層を、炭化チタン（以下ＴｉＣで示す）、炭
窒化チタン（以下Ｔ１ＣＮで示す）、および炭窒酸化チ
タン（以下ＴｉＣＮ０で示す）のうちの１種の単層また
は２種以上の複層で構成し、かつその平均層厚を１．５
〜３μｍとし、さらに外層をＡｌ２Ｏ３で構成すると共
に、その平均層厚を０．５〜１．５μｍとすることによ
って得られること。
以上（ａ）〜（Ｃ）に示される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、ＷＣＣ超超硬合金たはＴ１ＣＮ基サーメットの基体
表面に、 ＴｉＣ，Ｔ１ＣＮ、 およびＴｉＣＮ０ ｆ） ’）
チ（Ｄ １ ａＬＤ単層または２種以上の複層からなる
平均層厚＝１．５〜３μｍの内層と、 Ｍ２Ｏ３からなる平均層厚：０．５〜１．５μｍの外層
、で構成した硬質被覆層を形成することによって、前記
硬質被覆層の引張残留応力を０．５ ＧＰａ以下とし、
もってフライス切削や断続切削などに切削工具として用
いた場合にすぐれた耐欠損性と耐摩耗性を発揮せしめる
ようにした表面被覆硬質合金に特徴を有するものである
。
て、ＷＣＣ超超硬合金たはＴ１ＣＮ基サーメットの基体
表面に、 ＴｉＣ，Ｔ１ＣＮ、 およびＴｉＣＮ０ ｆ） ’）
チ（Ｄ １ ａＬＤ単層または２種以上の複層からなる
平均層厚＝１．５〜３μｍの内層と、 Ｍ２Ｏ３からなる平均層厚：０．５〜１．５μｍの外層
、で構成した硬質被覆層を形成することによって、前記
硬質被覆層の引張残留応力を０．５ ＧＰａ以下とし、
もってフライス切削や断続切削などに切削工具として用
いた場合にすぐれた耐欠損性と耐摩耗性を発揮せしめる
ようにした表面被覆硬質合金に特徴を有するものである
。
なお、この発明の硬質被覆層において、内層および外層
の平均層厚をそれぞれ１．５〜３μｍおよび０．５〜１
．５μｍと定めたのは、内層：Ｌ５ｐｍ未満および外層
二０．５μｍ未満では所望の耐摩耗性を確保することが
できず、一方向層＝３μｍおよび外層：１．５μｍをそ
れぞれ越えて厚くすると、硬質被覆層における引張残留
応力が急激に高くなるという理由によるものである。
の平均層厚をそれぞれ１．５〜３μｍおよび０．５〜１
．５μｍと定めたのは、内層：Ｌ５ｐｍ未満および外層
二０．５μｍ未満では所望の耐摩耗性を確保することが
できず、一方向層＝３μｍおよび外層：１．５μｍをそ
れぞれ越えて厚くすると、硬質被覆層における引張残留
応力が急激に高くなるという理由によるものである。
つぎＫ、この発明の表面被覆硬質合金を実施例によシ具
体的に説明する。
体的に説明する。
実施例 ｌ
基体として、ＷＣ−６重量％の組成、並びに■ＳＯ規格
ＳＮＭＮ １２０４０８の形状をもったＷＣＣ超超硬合
金チップ用意し、このチップの表面に、通常の化学蒸着
装置を用い、それぞれ第１表に示される組成および平均
層厚の内層および外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合金（以下本発明被覆硬
質合金という）１〜４および比較表面被覆硬質合金（以
下比較被覆硬質合金という）１〜７をそれぞれ製造した
。
ＳＮＭＮ １２０４０８の形状をもったＷＣＣ超超硬合
金チップ用意し、このチップの表面に、通常の化学蒸着
装置を用い、それぞれ第１表に示される組成および平均
層厚の内層および外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合金（以下本発明被覆硬
質合金という）１〜４および比較表面被覆硬質合金（以
下比較被覆硬質合金という）１〜７をそれぞれ製造した
。
なお、比較被覆硬質合金１〜７ば、いずれも内層および
外層のうちの少なくともいずれかの層厚がこの発明の範
囲から外れるものである。
外層のうちの少なくともいずれかの層厚がこの発明の範
囲から外れるものである。
つぎに、この結果得られた各種の被覆硬質合金について
、硬質被覆層の引張残留応力をＸ線を用いて測定すると
共に、 被削材：Ｆｅ１２（硬さ： ＨＢ １６０）の角材、切
削速度：２５０ｍ／凱、 送り：０．２ｒｒａｎ／刃、 切込み：２ｍｙｎ、 の条件で鋳鉄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 ｍｘに至るまでの切削時間を測
定し、かつ切刃の状態も観察した。これらの結果を第１
表に示した。
、硬質被覆層の引張残留応力をＸ線を用いて測定すると
共に、 被削材：Ｆｅ１２（硬さ： ＨＢ １６０）の角材、切
削速度：２５０ｍ／凱、 送り：０．２ｒｒａｎ／刃、 切込み：２ｍｙｎ、 の条件で鋳鉄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 ｍｘに至るまでの切削時間を測
定し、かつ切刃の状態も観察した。これらの結果を第１
表に示した。
実施例 ２
基体として、ＴｉＣＮ−１２１Ｗｃ−９％ＴａＣ−９％
ＭＯ２Ｃ−５％ Ｎｌ −１３％Ｃｏの組成（以上重
量％）、並びに工ｓｏ規格ＳＮ！、（Ｎ １２０４０８
の形状をもつたＴ１ＣＮ基サーメットチップを用いる以
外は、実施例１におけると同様な操作で、同じく第１表
に示される組成および平均層厚の内層および外層からな
る硬質被覆層を形成することによって本発明被覆硬質合
金５．６と、比較被覆硬質合金８．９を製造した。
ＭＯ２Ｃ−５％ Ｎｌ −１３％Ｃｏの組成（以上重
量％）、並びに工ｓｏ規格ＳＮ！、（Ｎ １２０４０８
の形状をもつたＴ１ＣＮ基サーメットチップを用いる以
外は、実施例１におけると同様な操作で、同じく第１表
に示される組成および平均層厚の内層および外層からな
る硬質被覆層を形成することによって本発明被覆硬質合
金５．６と、比較被覆硬質合金８．９を製造した。
同様に、比較被覆硬質合金８．９ば、硬質被覆層を構成
する内層および外層の層厚がこの発明の範囲から外れた
ものである。
する内層および外層の層厚がこの発明の範囲から外れた
ものである。
これらの被覆硬質合金についても、Ｘ線にて引張残留応
力を測定すると共に、 被削材：ＪＩＳ−８８４１、 切削速度： ２５０ ｍ ７ｍ１ｌＬ１送り：０．２ｍ
／刃、 切込み２０．５間、 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０．２ｕに至るまでの切削時間を測定し、
かつ切刃の状態も観察した。これらの結果を第１表にま
とめて示した。
力を測定すると共に、 被削材：ＪＩＳ−８８４１、 切削速度： ２５０ ｍ ７ｍ１ｌＬ１送り：０．２ｍ
／刃、 切込み２０．５間、 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０．２ｕに至るまでの切削時間を測定し、
かつ切刃の状態も観察した。これらの結果を第１表にま
とめて示した。
第１表に示される結果から、本発明被覆硬質合金１〜６
は、いずれもすぐれた耐摩耗性と耐欠損性を示すのに対
して、比較被覆硬質合金１〜９に見られるように、内層
および外層のうちのいずれかでも、その層厚がこの発明
の範囲から低い方に外れると所望の耐摩耗性を確保する
ことができず、一方その層厚がこの発明の範囲から高い
方に外れると、硬質被覆層中の引張残留応力が０．５
ＧＰａを越えて高くなり、耐欠損性が低下するようにな
って、チッピングや欠損の発生を避けることができない
ことが明らかである。
は、いずれもすぐれた耐摩耗性と耐欠損性を示すのに対
して、比較被覆硬質合金１〜９に見られるように、内層
および外層のうちのいずれかでも、その層厚がこの発明
の範囲から低い方に外れると所望の耐摩耗性を確保する
ことができず、一方その層厚がこの発明の範囲から高い
方に外れると、硬質被覆層中の引張残留応力が０．５
ＧＰａを越えて高くなり、耐欠損性が低下するようにな
って、チッピングや欠損の発生を避けることができない
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合金は、硬質被
覆層における引張残留応力が、０．５ ＧＰａ以下とき
わめて低いので、これをフライス切削や断続切削などに
切削工具として用いた場合にはすぐれた耐欠損性を示し
、かつ前記硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を具備するこ
とと合まって、著しく長期に亘ってすぐれた切削性能を
発揮するものである。
覆層における引張残留応力が、０．５ ＧＰａ以下とき
わめて低いので、これをフライス切削や断続切削などに
切削工具として用いた場合にはすぐれた耐欠損性を示し
、かつ前記硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を具備するこ
とと合まって、著しく長期に亘ってすぐれた切削性能を
発揮するものである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 炭化タングステン基超硬合金または炭窒化チタン基サー
メットで構成された基体の表面に、内層と外層からなる
硬質被覆層を形成してなる表面被覆硬質合金において、 上記内層を、平均層厚：１．５〜３μｍを有する炭化チ
タン、炭窒化チタン、および炭窒酸化チタンのうちの１
種の単層または２種以上の複層で構成し、 上記外層を、平均層厚：０．５〜１．５μｍを有する酸
化アルミニウムで構成して、これら内層と外層とで構成
される硬質被覆層の引張残留応力を０．５ＧＰａ以下と
したことを特徴とする耐欠損性のすぐれた切削工具用表
面被覆硬質合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61202861A JP2571772B2 (ja) | 1986-08-29 | 1986-08-29 | 耐欠損性のすぐれた表面被覆切削工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61202861A JP2571772B2 (ja) | 1986-08-29 | 1986-08-29 | 耐欠損性のすぐれた表面被覆切削工具 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6360283A true JPS6360283A (ja) | 1988-03-16 |
| JP2571772B2 JP2571772B2 (ja) | 1997-01-16 |
Family
ID=16464408
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61202861A Expired - Lifetime JP2571772B2 (ja) | 1986-08-29 | 1986-08-29 | 耐欠損性のすぐれた表面被覆切削工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2571772B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03122280A (ja) * | 1989-05-29 | 1991-05-24 | Hitachi Tool Eng Ltd | 被覆超硬質合金工具 |
| CN103787407A (zh) * | 2013-12-25 | 2014-05-14 | 河北科技大学 | 反应球磨法制备纳米TiCN/Al2O3复合粉末的方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS571585A (en) * | 1979-11-20 | 1982-01-06 | Degussa | Manufacture of matrix of monomer which is coated with metallic oxide promoting catalytic reaction, is arranged in a metallic case and is mechanically stable |
| JPS5729572A (en) * | 1980-07-30 | 1982-02-17 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Coated super-hard alloy member |
| JPS5798670A (en) * | 1980-12-10 | 1982-06-18 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Cutting tool of coated sintered hard alloy |
| JPS57137460A (en) * | 1981-02-18 | 1982-08-25 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Coated superhard alloy tool |
| JPS6199678A (ja) * | 1984-10-22 | 1986-05-17 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 表面被覆焼結硬質合金の製造法 |
-
1986
- 1986-08-29 JP JP61202861A patent/JP2571772B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS571585A (en) * | 1979-11-20 | 1982-01-06 | Degussa | Manufacture of matrix of monomer which is coated with metallic oxide promoting catalytic reaction, is arranged in a metallic case and is mechanically stable |
| JPS5729572A (en) * | 1980-07-30 | 1982-02-17 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Coated super-hard alloy member |
| JPS5798670A (en) * | 1980-12-10 | 1982-06-18 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Cutting tool of coated sintered hard alloy |
| JPS57137460A (en) * | 1981-02-18 | 1982-08-25 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Coated superhard alloy tool |
| JPS6199678A (ja) * | 1984-10-22 | 1986-05-17 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 表面被覆焼結硬質合金の製造法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03122280A (ja) * | 1989-05-29 | 1991-05-24 | Hitachi Tool Eng Ltd | 被覆超硬質合金工具 |
| CN103787407A (zh) * | 2013-12-25 | 2014-05-14 | 河北科技大学 | 反应球磨法制备纳米TiCN/Al2O3复合粉末的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2571772B2 (ja) | 1997-01-16 |
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