WO2020175459A1 - インサートおよびそれを備えた切削工具 - Google Patents

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WO2020175459A1
WO2020175459A1 PCT/JP2020/007410 JP2020007410W WO2020175459A1 WO 2020175459 A1 WO2020175459 A1 WO 2020175459A1 JP 2020007410 W JP2020007410 W JP 2020007410W WO 2020175459 A1 WO2020175459 A1 WO 2020175459A1
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insert
region
holes
present disclosure
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晃 李
忠 勝間
匠 橋本
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京セラ株式会社
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Definitions

  • the present disclosure relates to an insert and a cutting tool including the insert.
  • inserts are increasingly used for heavy interrupted cutting where a large impact is applied to the cutting edge. Under such severe cutting conditions, the cutting edge is subject to a large impact and chipping is likely to occur. Therefore, inserts are required to have improved fracture resistance.
  • Patent Document 1 discloses that a rake face portion including a cutting edge ridge line where a rake face and a flank intersect, has a depth of 20 to 100 from the surface.
  • the porous zone part in which the pores exist in a proportion of 5 to 30 area% is formed, and the proportion of the pores in other areas is determined. Techniques for making the area 2% or less are disclosed.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 20000__481006
  • the insert of the present disclosure includes a first surface, a second surface that is connected to the first surface, and the first surface.
  • a substrate having one surface and a cutting edge located on at least a part of a ridgeline of the second surface is provided.
  • the area 8 within 2.0 from the cutting edge on the first surface is defined as area 8.
  • the area up to is the area 8.
  • An area of 1.2 to 2.0 from the surface area and the second surface is defined as an area 82.
  • the area ratio of the holes in the area 8 1 is 0.005 to 0.04 planes. ⁇ 2020/175459 ⁇ (:171? 2020/007410
  • the area ratio of the holes in the area 82 is 0.05 to 0.2 area %.
  • a cutting tool according to the present disclosure has a holder having a pocket extending from a first end to a second end, the pocket being located on the first end side, and the insert described above located at the pocket.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view showing an example of an insert of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the cross-sectional structure of the base body in the insert of FIG.
  • FIG. 3 is a plan view showing an example of a cutting tool of the present disclosure. MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • the insert 1 of the present disclosure has a first surface 3 (hereinafter, also referred to as a main surface 3) and a second surface 5, and the first surface 3 and the second surface 5
  • a base 9 having a cutting edge 7 is provided on at least a part of a portion (ridge line) where and intersect.
  • the first surface 3 is a surface called a rake surface
  • the second surface 5 is a surface called a flank surface. Therefore, it can be said that the cutting edge 7 is provided in at least a part of the portion where the rake face 3 and the flank face 5 intersect.
  • FIG. 1 shows an example in which the main surface 3 is a substantially square plate shape, the insert shape is not limited to this.
  • Fig. 2 shows an enlarged view of a cross section of the base body 9 perpendicular to the first surface 3 in the vicinity of the cutting edge 7 of the insert 1 of the present disclosure.
  • Insert 1 of the present disclosure including area 8, and area 8 to ⁇ .
  • Area 1 is left as it is.
  • This area 1 is located inside the substrate 9 from the surface area. Also, from the area and the second surface 1.
  • the area of is called area 2.
  • the region 2 is located inside the base 9 more than the region 1.
  • the area ratio of holes (not shown) in the area 8 1 is ⁇ .
  • the area ratio of pores (not shown) in the area 82 is 0.05 to 0.2 area %.
  • the area ratio can be said to be an occupation rate in a predetermined area, and can be rephrased as an area occupation rate.
  • the insert 1 of the present disclosure has excellent fracture resistance.
  • the region 82 located inside the base body 9 has more pores than the region 1. Further, since the ratio of the holes in the region 82 is 0.05 to 0.2 area %, the substrate 9 as a whole has excellent toughness and hardness.
  • the ratio of voids is from 0.005 to 0.04 area %, so that in the area 81, 0.04 Region 1 has higher hardness as compared with the case where the pores exceed the area %.
  • the area 1 is less likely to be chipped.
  • the insert 1 according to the present disclosure is provided with the surface of the substrate 9 from the surface of the substrate 1. Over 1. It may have pores of 0.005 to 0.04 area% in the region up to less than 0.005%.
  • the average diameter of the holes in the region 81 may be smaller than the average diameter of the holes in the region 82. With such a structure, the strength of the region 81 is high, and thus the chipping resistance is excellent.
  • the average diameter of the holes in the region 81 may be 1.5 or less. With such a structure, the strength of the region 81 is particularly high, so that the chip has excellent fracture resistance.
  • the average diameter of the holes in the area 82 may be 2 or less. With such a configuration, the base body 9 as a whole has high toughness and hardness.
  • the insert 1 of the present disclosure is provided between the area 8 1 and the area 8 2, that is, between the area 8 and the area exceeding 0.5 and the area 8 and the second area 8 2.
  • This area 8 3 has holes (not shown), and the area ratio of the holes in area 3 is larger than the area ratio of the holes in area 1 and larger than the area ratio of the holes in area 8 2. It may be small.
  • the area ratio of the holes in the insert 1 changes gently, so that the characteristics of the base 9 change gently, and the insert 1 has a further excellent resistance. It is defective.
  • the insert 1 of the present disclosure from the second surface ⁇ .
  • the area ratio of the holes in the areas up to may be the same as that of area 1. With such a configuration, from the second surface, 0.5.
  • the hardness of the area up to is also high.
  • the material forming the substrate 9 in the insert 1 of the present disclosure may be a hard alloy, ceramics, or metal.
  • the hard alloy may be tungsten carbide (and a cemented carbide containing an iron group metal such as cobalt ( ⁇ ) or nickel (1 ⁇ 1 ⁇ ).
  • an iron group metal such as cobalt ( ⁇ ) or nickel (1 ⁇ 1 ⁇ ).
  • ceramics is 3 ⁇ 3 1 ⁇ 1 4 , 8 8 2 3 3 , diamond, cubic boron nitride (0 1 1 ⁇ 1)
  • the metal may be carbon steel, high speed steel, or alloy steel.
  • the base body 9 is preferably made of cemented carbide or cermet in terms of fracture resistance and wear resistance.
  • the insert 1 of the present disclosure may further have a coating layer (not shown) on the surface of the base body 9. With such a coating layer, the wear resistance of the insert 1 is high.
  • a coating layer it goes without saying that at least a part of the portion where the coating layer along the first surface 3 and the coating layer along the second surface 5 intersect becomes the cutting edge 7. Nor.
  • the coating layer may be a single layer or a laminated film in which a plurality of layers are laminated.
  • the coating film is a so-called diamond film or mouth !_ (3 films, 1 ⁇ ! film, May be eight ⁇ 2 ⁇ 3 film, it may be a combination of these.
  • a measurement area in each region is 0.0 3_Rei_1 111 2 to 0.0 9_Rei_1 111 may 2 to.
  • the insert 1 of the present disclosure when the first surface 3 is a so-called rake surface, the second surface 5 is a flank, and the cutting edge 7 is located at the intersection thereof. And, this cutting edge 7 is applied to the object to be cut and used for cutting, and has excellent fracture resistance.
  • the insert 1 of the present disclosure can be applied to various applications such as a drilling tool, a tool such as a blade, and an impact resistant component, and also in this case, excellent mechanical reliability can be obtained. I have.
  • metal powder, carbon powder or the like is appropriately added to and mixed with an inorganic powder such as a carbide, a nitride, a carbonitride, or an oxide capable of forming a hard alloy serving as a base material by firing to obtain a mixed powder.
  • an inorganic powder such as a carbide, a nitride, a carbonitride, or an oxide capable of forming a hard alloy serving as a base material by firing to obtain a mixed powder.
  • this mixed powder is molded into a predetermined tool shape by a known molding method such as press molding, thread molding, extrusion molding, and cold isostatic press molding.
  • the above-mentioned substrate is produced by firing this molded body in vacuum or in a non-oxidizing atmosphere.
  • the above-mentioned mixed powder may be mixed with resin spheres having a diameter of about 0.5 to 20.
  • the mixed powder may be covered with the mixed powder, and further covered with the mixed powder which becomes the region 1 after firing.
  • a smaller amount of resin spheres may be added to the mixed powder that becomes the region 3 after firing than the resin sphere added to the mixed powder that becomes the region 2 after firing.
  • the insert 1 in which the area ratio of the holes in the area 82 is the largest and the area ratio of the holes in the area 83 is the second largest.
  • the first molded body containing the resin spheres is used, but if the ratio of the holes in the region 81 is set within the range of the present invention depending on the firing conditions, The molded body may not contain resin balls.
  • the molded body produced as described above first, the molded body is heated in a so-called debinding process to remove the binder component, and then the temperature is raised to remove the resin balls. In Then, for example, it may be fired at 1 3 5 0 ° ⁇ ⁇ 1 6 0 0 ° ⁇ conditions in eight "atmosphere.
  • the surface of the substrate thus produced may be subjected to polishing or honing of the cutting edge portion.
  • a coating layer may be formed on the surface by, for example, a chemical vapor deposition ( ⁇ 30) method.
  • FIG. 1 An example of forming a coating layer on the surface of a substrate is shown below.
  • the substrate is set in the chamber, and the underlayer, the special 1 ⁇ ! layer, is formed.
  • Deposition temperature is 8300° and gas pressure is The composition of the reaction gas, titanium tetrachloride (Ding ⁇ 4) Gas ⁇ . 1-2 0% by volume, nitrogen (1 ⁇ 1 2) 2 0% by volume of gas, the remaining hydrogen (1 to 1 2) Film is formed as a gas.
  • the first layer which is the ⁇ ! ⁇ 1 layer, is formed.
  • ⁇ _ ⁇ 2 0% by volume, nitrogen (1 ⁇ 1 2 ) 10 to 90% by volume of gas, acetonitril (0 to 1 to 3 1 0 1 ⁇ 1) 0.3% to 3.0% by volume of gas, and the balance hydrogen () ⁇ 2020/175459 7 ⁇ (: 171-1?2020/007410
  • a film is formed as a gas.
  • the titanium carbonitride columnar crystals forming the 1st ⁇ ⁇ ! ⁇ ] layer It is possible to make the average crystal width on the surface side larger than that on the substrate side.
  • the thickness of the first layer is 1 or more.
  • the thickness of the first layer may be 3 to 201.
  • a first intermediate layer which is a ⁇ ! ⁇ 1 layer, is prepared.
  • Film formation temperature is 9500° and gas pressure is 9 3, the composition of the reaction gas, titanium tetrachloride (Ding ⁇ 4) 1 0-2 0% by volume gas, methane (Rei_1 ⁇ 1 4) ⁇ gas. 5-1 0% by volume, nitrogen (1 ⁇ 1 2) gas 1 ⁇ _ ⁇ 7 0 vol%, the remainder to film as hydrogen (1-1 2) gas.
  • the thickness of this first intermediate layer is less than 1.
  • a second intermediate layer which is a special ⁇ ! ⁇ 10 layer, is formed.
  • the deposition temperature is 9500 ° and the gas pressure is 9 ° C. 3 and then, the reaction gas composition, titanium tetrachloride (Ding ⁇ 4) 1 ⁇ _ ⁇ 2 0% by volume gas, methane (Rei_1 ⁇ 1 4) Gas ⁇ . 5-1 0% by volume, nitrogen (1 ⁇ 1 2) 1 0-2 0% by volume gas, carbon monoxide (hundred) gas ⁇ . 1 to 3.0 vol%, the remainder to film as hydrogen (1-1 2) gas.
  • the thickness of this second intermediate layer is less than 1. Further, the sum of the thicknesses of the first intermediate layer and the second intermediate layer is less than 101.
  • the composition of the reaction gas is 5 to 20% by volume of aluminum trichloride (8 ⁇ ⁇ I 3 ) gas, 2 to 8% by volume of hydrogen chloride (1 to 10 ⁇ ) gas, carbon dioxide ( ⁇ ⁇ 2 ) gas from 3 to 8 vol%, the hydrogen sulfide) gas 0.0 0 1 to 0.0 1% by volume, argon (eighty remainder forming a film as a hydrogen (1-1 2) gas. of the second layer
  • the thickness may be 1 to 1501.
  • reaction gas composition is titanium tetrachloride (Ding I ⁇ ⁇ 4 ) gas 0.06 to 5% by volume, nitrogen (1 ⁇ 1 2 ) gas To 10 to 30% by volume and the balance hydrogen (
  • the thickness of the third layer may be 0.1-2. ⁇ 2020/175 459 8 ⁇ (:171? 2020 /007410
  • the first intermediate layer, the second intermediate layer, and the third layer are provided, but the first 1 ⁇ 1 layer, which is the first 1 ⁇ 1 layer, is directly provided on the surface of the substrate. and the layer may be laminated a second layer which is eight ⁇ 2 ⁇ three layers.
  • the cutting tool 1101 of the present disclosure is, for example, a rod-shaped body extending from a first end (upper end in FIG. 3) toward a second end (lower end in FIG. 3).
  • the cutting tool 101 includes a holder 105 having a pocket 103 on the first end side (tip side) and the above-mentioned inserter 1 located in the pocket 103. Equipped with. Since the cutting tool 10 1 is equipped with the insert 1, stable cutting can be performed for a long period of time.
  • the pocket 103 is a portion to which the insert 1 is mounted, and has a seating surface parallel to the lower surface of the holder 105 and a restraining side surface inclined to the seating surface. ..
  • the pocket 103 is open on the first end side of the holder 105.
  • the insert 1 is located in the pocket 103. At this time, insert
  • the lower surface of 1 may be in direct contact with the pocket 103, or a sheet (not shown) may be sandwiched between the insert 1 and the pocket 103.
  • the insert 1 is attached to the holder 105 so that at least a part of the portion used as the cutting edge 7 on the ridgeline where the first surface 3 and the second surface 5 intersect protrudes outward from the holder 105. It is installed.
  • the insert 1 is attached to the holder 105 by the fixing screw 107. That is, insert the fixing screw 107 into the through-hole 17 of the insert 1 and insert the tip of the fixing screw 107 into the screw hole (not shown) formed in the pocket 103.
  • the insert 1 is attached to the holder 105 by screwing the screw parts together. ⁇ 2020/175459 9 ⁇ (: 171-1? 2020/007410
  • the material of the holder 105 it is possible to use steel, iron or the like. Among these members, steel having high toughness may be used.
  • a cutting tool 10 1 used for so-called turning is illustrated.
  • Examples of turning processing include inner diameter processing, outer diameter processing, and grooving processing.
  • the cutting tool 101 is not limited to the one used for turning.
  • the insert 1 of the above-described embodiment may be used for a cutting tool used for rolling.
  • the cross section of the mirror-polished substrate was photographed with a metallurgical microscope at a magnification of 500 times, and the image data was taken as Image analysis was performed using ⁇ 6 (Version 4 manufactured by Mountech Co., Ltd.).
  • the detection mode was set to non-spherical and the detection sensitivity was set to 20 for the detection and confirmation conditions of particles.
  • the detection accuracy was set to standard (0.7).
  • the scanning density was standard and the number of scans was once.
  • the obtained pore area ratios are shown in Table 1.
  • the insert manufactured under the above conditions was subjected to an interrupted cutting test under the following conditions to evaluate fracture resistance.
  • the test results are shown in Table 1.

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Abstract

本開示のインサートは、第１面と、第１面に繋がる第２面と、第１面および第２面の稜線の少なくとも一部に位置する切刃とを有する基体を具備する。第１面における切刃から２．０ｍｍ以内を面域Ａとする。面域Ａから０．５ｍｍまでの領域を領域Ａ１とする。面域Ａから１．２ｍｍ～２．０ｍｍの領域を領域Ａ２とする。領域Ａ１における空孔の面積比が０．００５～０．０４面積％であり、領域Ａ２における空孔の面積比が０．０５～０．２面積％である。本開示の切削工具は、ポケットを有するホルダと、前記ポケットに位置する上述のインサートと、を備える。

Description

\¥0 2020/175459 1 卩（：17 2020 /007410 明 細 書
発明の名称 ： インサートおよびそれを備えた切削工具
技術分野
[0001 ] 本開示は、 インサートおよびそれを備えた切削工具に関する。
背景技術
[0002] 超硬合金やサーメッ ト、 セラミックス等を基体として用いたインサートが 知られている。 このインサートは、 ホルダに固定して切削工具として用いら れている。
[0003] インサートは、 最近の切削加工の高能率化に伴って、 大きな衝撃が切刃に かかる重断続切削等に用いられる機会が増えている。 このような過酷な切削 条件においては、 切刃に大きな衝撃がかかり、 チッビングが発生しやすくな る。 そのためインサートには、 耐欠損性の向上が求められている。
[0004] 上記インサートにおいて、 耐欠損性を向上させる技術として、 特許文献 1 には、 すくい面と逃げ面の交わる切刃稜線部を含むすくい面部に、 表面から 2 0〜 1 〇〇 の深さに亙って、 光学顕微鏡を用いた縦断面組織観察によ る測定で、 空孔が 5〜 3 0面積％の割合で存在する多孔質帯域部分を形成し 、 その他の部分の空孔割合を 2面積％以下とする技術が開示されている。 先行技術文献
特許文献
[0005] 特許文献 1 :特開 2 0 0 3 _ 4 8 1 0 6号公報
発明の概要
[0006] 本開示のインサートは、 第 1面と、 前記第 1面に繫がる第 2面と、 前記第
1面および前記第 2面の稜線の少なくとも一部に位置する切刃とを有する基 体を具備する。 前記第 1面における前記切刃から 2 . 〇 以内を面域八と する。 該面域八を含み、 前記面域八から 0 . 5
Figure imgf000003_0001
までの領域を領域八 1 と する。 前記面域 及び前記第 2面から 1 . 2 〜 2 . 〇 の領域を領域 八 2とする。 前記領域八 1 における空孔の面積比が 0 . 0 0 5〜〇. 0 4面 〇 2020/175459 卩（：171? 2020 /007410
積％であり、 前記領域八 2における空孔の面積比が〇. 0 5〜〇. 2面積％ である。
[0007] 本開示の切削工具は、 第 1端から第 2端に亙る長さを有し、 前記第 1端側 に位置するポケッ トを有するホルダと、 前記ポケッ トに位置する上述のイン サートと、 を備える。
図面の簡単な説明
[0008] [図 1 ]本開示のインサートの一例を示す概略斜視図である。
[図 2]図 1のインサートにおける基体の断面の構成を説明するための模式図で ある。
[図 3]本開示の切削工具の一例を示す平面図である。 発明を実施するための形態
[0009] ＜インサ _卜＞
図 1 に示すように、 本開示のインサート 1は、 第 1面 3 （以下、 主面 3と も記載する。 ） と、 第 2面 5とを有し、 第 1面 3と第 2面 5とが交わる部分 （稜線） の少なくとも一部に切刃 7を有する基体 9を具備している。 第 1面 3は、 すくい面と呼ばれる面であり、 第 2面 5は逃げ面と呼ばれる面である 。 そのため、 すくい面 3と逃げ面 5とが交わる部分の少なくとも一部に切刃 7を有しているともいえるものである。 なお、 図 1 においては、 主面 3が概 略四角形状の板状である例を示しているが、 インサート形状は、 これに限定 されるものではない。
[0010] 図 2に、 本開示のインサート 1の切刃 7の近傍における、 第 1面 3に垂直 な基体 9の断面の拡大図を示す。
[001 1 ] 本開示のインサート 1 において、
Figure imgf000004_0001
を面域 という。
[0012] 本開示のインサート 1 において、 面域八を含み、 面域八から〇.
Figure imgf000004_0002
ま での領域 1 とする。 この領域 1は、 面域 から基体 9の内側に位置する 。 また、 面域 及び第 2面から 1 .
Figure imgf000004_0003
の領域を領域 2と する。 この領域 2は、 領域 1 よりも基体 9の内部に位置している。 本開 〇 2020/175459 3 卩（：171? 2020 /007410
示のインサート 1は、 領域八 1 における空孔 （図示しない） の面積比が〇.
0 0 5〜〇. 0 4面積％であり、 領域八 2における空孔 （図示しない） の面 積比が〇. 0 5〜〇. 2面積％である。 なお、 面積比とは、 所定の面積にお ける占有率ともいえるものであり、 面積占有率と言い換えることができる。
[0013] このような構成を有することにより、 本開示のインサート 1は優れた耐欠 損性を有する。
[0014] 本開示のインサート 1は、 領域 1 よりも、 基体 9の内部に位置する領域 八 2の方がより多くの空孔を有している。 そして、 領域八 2の空孔の割合が 〇. 0 5〜〇. 2面積％であることで、 基体 9が全体として、 優れた靭性と 硬度を有する。
[0015] また、 基体 9の表面近傍に位置する領域八 1 においては、 空孔の割合が 0 . 0 0 5〜〇. 0 4面積％であることで、 領域八 1 において、 〇. 0 4面積 %を超える空孔を有する場合に比べ領域 1が高い硬度を有する。 また、 領 域八 1の空孔の割合が 0 . 0 0 5面積％未満である場合に比べ、 領域 1が 欠けにくい。
[0016] 本開示のインサート 1は、 基体 9の表面から〇.
Figure imgf000005_0002
を超え、 1 .
Figure imgf000005_0001
未満までの領域において、 〇. 0 0 5〜〇. 0 4面積％の空孔を有するも のであつてもよい。
[0017] また、 領域八 1の空孔の平均径が領域八 2の空孔の平均径よりも小さくて もよい。 このような構成を有すると領域八 1の強度が高いため、 耐欠損性に 優れる。
[0018] また、 領域八 1の空孔の平均径は、 1 . 5 以下であってもよい。 この ような構成を有すると、 特に領域八 1の強度が高いため、 耐欠損性に優れる
[0019] また、 領域八 2の空孔の平均径は、 2 以下であってもよい。 このよう な構成を有すると、 基体 9が全体として、 高い靭性と硬度を有する。
[0020] また、 本開示のインサート 1は、 領域八 1 と、 領域八 2との間、 すなわち 、 面域八から〇. 5 を超えて、 面域八から第 2領域八 2との間に領域八 〇 2020/175459 4 卩（：171? 2020 /007410
3を有していてもよい。 この領域八3が空孔 （図示しない） を有しており、 領域 3における空孔の面積比が、 領域 1の空孔の面積比よりも大きく、 領域八 2の空孔の面積比よりも小さくてもよい。
[0021 ] このような構成を有すると、 インサート 1 における空孔の面積比がなだら かに変化することになるため、 基体 9における特性の変化がなだらかになり 、 インサート 1は、 さらに優れた耐欠損性を有する。
[0022] また、 本開示のインサート 1 においては、 第 2面から〇.
Figure imgf000006_0001
までの領 域の空孔の面積比率を、 領域 1 と同様の面積比率としてもよい。 このよう な構成を有すると、 第 2面から〇. 5
Figure imgf000006_0002
までの領域の硬度も高い。
[0023] 本開示のインサート 1 における基体 9を構成する材質は、 硬質合金、 セラ ミックスまたは金属が挙げられる。 硬質合金としては、 炭化タングステン （ と、 コバルト （〇〇） やニッケル （1\1 丨） 等の鉄属金属を含有する超 硬合金であってもよい。 他の硬質合金として、 炭窒化チタン （丁 丨 〇1\!） と 、 コバルト （〇〇） やニッケル （1\1 丨） 等の鉄属金属を含有する丁 丨基サー メツ トであってもよい。 セラミツクスが、 3 丨 31\14、 八 丨 2〇3、 ダイヤモンド 、 立方晶窒化ホウ素 （〇巳1\1） であってもよい。 金属としては、 炭素鋼、 高 速度鋼、 合金鋼であってもよい。 上記材質の中でも、 インサート 1 として用 いる場合には、 基体 9は、 超硬合金またはサーメッ トからなることが耐欠損 性および耐摩耗性の点でよい。
[0024] また、 本開示のインサート 1は、 基体 9の表面にさらに被覆層 （図示しな い） を有していてもよい。 このような被覆層を有すると、 インサート 1の耐 摩耗性が高い。 なお、 被覆層を有するものであるとき、 第 1面 3に沿った被 覆層と、 第 2面 5に沿った被覆層とが交わる部分の少なくとも一部が切刃 7 となることはいうまでもない。
[0025] 被覆層は、 単層であってもよく、 複数の層を積層した積層膜であってもよ い。 被覆膜は、 いわゆるダイヤモンド膜や口 !_（3膜、 丁 丨 1\!膜、
Figure imgf000006_0003
、 八 丨 2〇 3膜であってもよく、 これらの組み合わせであってもよい。
[0026] 次に、 基体 9の各領域における空孔の面積比は、 基体 9の表面に対して垂 〇 2020/175459 5 卩（：171? 2020 /007410
直な断面を鏡面加工し、 金属顕微鏡や電子顕微鏡で観察することで測定する ことができる。 空孔の大きさにもよるが、 5 0 0倍の倍率で測定するとよい 。 各領域における測定面積は、 〇. 0 3〇1 1112~ 0 . 0 9〇1 1112とするとよい。
[0027] 本開示のインサート 1は、 第 1面 3が所謂すくい面であるとき、 第 2面 5 が逃げ面であり、 これらの交差部に位置するのが切刃 7である。 そして、 こ の切刃 7を被切削物に当てて切削加工に用いられるものであり、 耐欠損性に 優れる。 また、 本開示のインサート 1は、 切削工具以外にも、 掘削工具、 刃 物等の工具、 耐衝撃部品等の各種の用途へ応用可能であり、 この場合にも優 れた機械的信頼性を有するものである。
[0028] 次に、 本開示のインサート 1の製造方法について、 一例を説明する。
[0029] まず、 基体となる硬質合金を焼成によって形成しうる炭化物、 窒化物、 炭 窒化物、 酸化物等の無機物粉末に、 金属粉末、 力ーボン粉末等を適宜添加、 混合して、 混合粉末を作製する。 次に、 この混合粉末を用いて、 プレス成形 、 錶込成形、 押出成形、 冷間静水圧プレス成形等の公知の成形方法によって 所定の工具形状に成形する。 この成形体を、 真空中または非酸化性雰囲気中 にて焼成することによって上述した基体を作製する。
[0030] 本開示のインサートにおける基体を作製するには、 例えば、 上記の混合粉 末に直径が〇. 5 〜 2 0 程度の樹脂球を混合してもよい。
[0031 ] 焼成後に基体における領域 2となる成形体 （以下、 第 2成形体ともいう ） に、 例えば、 〇. 0 6〜〇. 2 4体積％の割合で樹脂球を含有させる工程 と、 その第 2成形体の表面を、 〇. 7〜 1 . 4 111程度の厚さの 0 . 0 1〜
〇. 〇 5体積％の樹脂球を含有する混合粉末で覆う工程と、 前記成形体とそ の表面を覆う混合粉末とを加圧して一体化する工程により、 第 2成形体の表 面に、 焼成後に領域八 1 となる成形体 （以下、 第 1成形体ともいう） が位置 する複合成形体を作製して、 位置によって樹脂球の存在量が異なる複合形成 体を得ることができる。 この複合成形体を焼成することで、 本開示のインサ -卜を作製することができる。
[0032] また、 焼成後に領域 2となる成形体の表面を、 焼成後に領域 3となる 〇 2020/175459 6 卩（：171? 2020 /007410
混合粉末で覆い、 さらに焼成後に領域 1 となる混合粉末で覆ってもよい。 この場合、 焼成後に領域 3となる混合粉末には、 焼成後に領域 2となる 混合粉末に添加した樹脂球よりも、 少ない量の樹脂球を添加してもよい。
[0033] そのような組み合わせとすると、 領域八 2における空孔の面積比が最も大 きく、 領域八 3における空孔の面積比が、 その次に大きいインサート 1 を作 製することができる。
[0034] また、 上記の例では、 樹脂球を含有する第 1成形体を用いているが、 焼成 条件によって領域八 1の空孔の割合を本発明の範囲となるようにすれば、 第 1成形体において樹脂球を含有しなくてもよい。
[0035] 以上説明したように、 樹脂球を利用した製造方法によると、 空孔を所望の 位置に、 所望の面積比で配置することができる。
[0036] 上記のように作製した成形体を焼成する際には、 まず、 いわゆる脱バイン ダエ程で成形体を加熱してバインダ成分を除去した後、 温度を上げて樹脂球 を除去するとよい。 そのあとで、 例えば、 八 「雰囲気中で 1 3 5 0 °〇~ 1 6 0 0 °〇の条件で焼成するとよい。
[0037] このようにして作製した基体の表面に、 所望によって研磨加工や切刃部の ホーニング加工を施してもよい。
[0038] 次に、 その表面に例えば、 化学気相蒸着 （＜3 0） 法によって被覆層を成 膜してもよい。
[0039] 以下に、 基体の表面に被覆層を形成する一例を示す。 まず、 基体をチャン バ内にセツ トし、 下地層である丁 丨 1\!層を成膜する。 成膜温度を 8 3 0 °〇、 ガス圧を
Figure imgf000008_0001
反応ガスの組成が、 四塩化チタン （丁 丨 〇 丨 4） ガス を〇. 1〜 2 0体積％、 窒素 （1\12） ガスを 2 0体積％、 残りが水素 （1~12） ガ スとして成膜する。
[0040] 次に、 丁 丨 〇!\1層である第 1層を成膜する。 成膜温度を 8 3 0 °〇、 ガス圧 を 9 3とし、 反応ガス組成として、 体積％で四塩化チタン （丁 丨 〇 丨 4） ガスを 5 . 〇〜 2 0体積％、 窒素 （1\12） ガスを 1 〇〜 9 0体積％、 ァセトニ トリル （〇1~13〇1\1） ガスを 0 . 3体積％〜 3 . 0体積％、 残りが水素 （ ） 〇 2020/175459 7 卩（：171? 2020 /007410
ガスとして、 成膜する。 このとき、 アセトニトリル （〇1~13〇1\1） ガスの含有 比率を成膜初期よりも成膜後期で増すことによって、 第 1 丁 丨 〇!\］層を構成 する炭窒化チタン柱状結晶の平均結晶幅を基体側よりも表面側の方が大きい 構成とすることができる。 第 1層の厚みは、 1 以上である。 第 1層の厚 みは、 3〜 2 0 〇1としてもよい。
［0041］ 次に、 丁 丨 〇!\1層である第 1中間層を作製する。 成膜温度を 9 5 0 °〇、 ガ ス圧を 9
Figure imgf000009_0001
3、 反応ガスの組成が、 四塩化チタン （丁 丨 〇 丨 4） ガスを 1 0 〜 2 0体積％、 メタン （〇1~14） ガスを〇. 5〜 1 0体積％、 窒素 （1\12） ガス を 1 〇〜 7 0体積％、 残りが水素 （1~12） ガスとして成膜する。 この第 1中間 層の厚みは 1 未満である。
［0042］ 次に、 丁 丨 〇!\1〇層である第 2中間層を成膜する。 まず、 成膜温度を 9 5 〇°〇、 ガス圧を 9
Figure imgf000009_0002
3とし、 反応ガス組成が、 四塩化チタン （丁 丨 〇 丨 4） ガスを 1 〇〜 2 0体積％、 メタン （〇1~14） ガスを〇. 5〜 1 0体積％、 窒素 （1\12） ガスを 1 0〜 2 0体積％、 一酸化炭素 （〇〇） ガスを〇. 1〜 3 . 0 体積％、 残りが水素 （1~12） ガスとして成膜する。 この第 2中間層の厚みは 1 未満である。 また、 第 1中間層と第 2中間層の厚みの和は、 1 01未満 である。
［0043］ 八 丨 2〇3層である第 2層は、 成膜温度を 9 8 0 °〇~ 1 1 0 0 °〇、 ガス圧を 5
Figure imgf000009_0003
反応ガスの組成が、 三塩化アルミニウム （八 丨 〇 I 3） ガスを 5〜 2 0体積％、 塩化水素 （1~1〇 丨） ガスを 2〜 8体積％、 二酸 化炭素 （〇〇2） ガスを 3〜 8体積％、 硫化水素 ） ガスを〇. 0 0 1〜 〇. 〇 1体積％、 アルゴン （八 〇 残りが水素 （1~12） ガスとして成膜する。 第 2層の厚みは、 1〜 1 5 〇1としてもよい。
［0044］ そして、 最表層であり、 第 3層である丁 丨
Figure imgf000009_0004
層を成膜する。 成膜温度を 1
0 1 0 °〇、 ガス圧を 1 0 1＜ 3とし、 反応ガス組成は、 四塩化チタン （丁 I 〇 丨 4） ガスを〇. 0 6〜 5体積％、 窒素 （1\12） ガスを 1 〇〜 3 0体積％、 残 りが水素 （|~| 2） ガスとして、 成膜する。 第 3層の厚みは、 〇. 1〜 2 と してもよい。 〇 2020/175459 8 卩（：171? 2020 /007410
[0045] なお、 上記の例では、 第 1中間層や第 2中間層や第 3層を設けた例を示し たが、 直接、 基体の表面に、 丁 丨 〇1\1層である第 1層と、 八 丨 2〇3層である第 2層とを積層してもよい。
[0046] 以上、 本開示のインサート 1 について説明したが、 本開示は上述の実施形 態に限定されず、 本開示の要旨を逸脱しない範囲において、 各種の改良およ び変更を行なってもよい。
[0047] <切削工具 >
次に、 本開示の切削工具について図面を用いて説明する。
[0048] 本開示の切削工具 1 0 1は、 図 3に示すように、 例えば、 第 1端 （図 3に おける上端） から第 2端 （図 3における下端） に向かって延びる棒状体であ る。 切削工具 1 〇 1は、 図 3に示すように、 第 1端側 （先端側） にポケッ ト 1 0 3を有するホルダ 1 0 5と、 ポケッ ト 1 0 3に位置する上記のインサー 卜 1 とを備えている。 切削工具 1 0 1は、 インサート 1 を備えているため、 長期に渡り安定した切削加工を行うことができる。
[0049] ポケッ ト 1 0 3は、 インサート 1が装着される部分であり、 ホルダ 1 0 5 の下面に対して平行な着座面と、 着座面に対して傾斜する拘束側面とを有し ている。 また、 ポケッ ト 1 0 3は、 ホルダ 1 0 5の第 1端側において開口し ている。
[0050] ポケッ ト 1 0 3にはインサート 1が位置している。 このとき、 インサート
1の下面がポケッ ト 1 0 3に直接に接していてもよく、 また、 インサート 1 とポケッ ト 1 0 3との間にシート （不図示） が挟まれていてもよい。
[0051 ] インサート 1は、 第 1面 3及び第 2面 5が交わる稜線における切刃 7とし て用いられる部分の少なくとも一部がホルダ 1 0 5から外方に突出するよう にホルダ 1 0 5に装着される。 本実施形態においては、 インサート 1は、 固 定ネジ 1 0 7によって、 ホルダ 1 0 5に装着されている。 すなわち、 インサ —卜 1の貫通孔 1 7に固定ネジ 1 0 7を揷入し、 この固定ネジ 1 0 7の先端 をポケッ ト 1 0 3に形成されたネジ孔 （不図示） に揷入してネジ部同士を螺 合させることによって、 インサート 1がホルダ 1 0 5に装着されている。 〇 2020/175459 9 卩（：171? 2020 /007410
[0052] ホルダ 1 0 5の材質としては、 鋼、 錶鉄などを用いることができる。 これ らの部材の中で靱性の高い鋼を用いてもよい。
[0053] 本実施形態においては、 いわゆる旋削加工に用いられる切削工具 1 0 1 を 例示している。 旋削加工としては、 例えば、 内径加工、 外径加工及び溝入れ 加工などが挙げられる。 なお、 切削工具 1 0 1 としては旋削加工に用いられ るものに限定されない。 例えば、 転削加工に用いられる切削工具に上記の実 施形態のインサート 1 を用いてもよい。
実施例
[0054] まず、 平均粒径 1 . 2 の金属コバルト粉末を 6質量％、 平均粒径 2 .
〇 の炭化チタン粉末を〇. 5質量％、 平均粒径 2 . 〇 の炭化ニオブ 粉末を 5質量％、 残部が平均粒径 1 . 5 のタングステンカーバイ ト粉末 の割合で添加、 混合し、 混合粉末を作製した。
[0055] さらに、 表 1 に示す平均粒径、 割合の樹脂球を混合粉末に添加して、 焼成 後に領域八 2となる第 2成形体を作製した。 なお、 表 1 において、 樹脂球の 平均粒径、 割合が記載されていない試料では、 樹脂球を添加しない、 混合粉 末を用いた。
[0056] そして、 第 2成形体の表面の全面に焼成後に領域 1 となる第 1成形体を 形成した複合成形体を作製した。
[0057] なお、 これらの成形体は、 工具形状 （〇 1\/1〇 1 2 0 4 0 8） に成形した
[0058] その後、 脱バインダ処理を施し、 さらに樹脂球を除去した後、 1 5 0 0 °〇 、 〇. 0 1 3の真空中において、 1時間焼成して超硬合金からなる基体を 作製した。 その後、 作製した基体にブラシ加工をし、 切刃となる部分に ホ —ニングを施した。
[0059] 次に、 上記の超硬合金の基体に対して、 化学気相蒸着 （＜3 0） 法により 、 基体側から順に丁 丨 1\!層、 丁 丨 〇1\1層、 丁 丨 〇1\1〇層、 八 丨 2〇3層、 丁 I 層を成膜して、 被覆層を有するインサートを作製した。
[0060] 上記試料について、 被覆層を含む断面について、 3巳 IV!観察を行い、 領域 〇 2020/175459 10 卩（：171? 2020 /007410
八 1、 領域 2における空孔の面積比と空孔の平均径を測定した。 測定は、
500倍の倍率で 0.
Figure imgf000012_0001
の面積について行った。
[0061] 具体的には、 鏡面研磨した基体の断面について、 金属顕微鏡で 500倍の 倍率で撮影し、 その画像データを画像ソフ
Figure imgf000012_0002
丨 6 （株式会社マ ウンテック製 バージョン 4） を用いて画像解析した。 画像は、 粒子の検出 と確定条件は、 取得モードを非球形とし、 検出感度は 20とした。 また、 検 出確度は、 標準 （0. 7） とした。 粒子の操作条件において、 走査密度は標 準とし、 走査回数は 1回とした。 得られた、 空孔の面積比を表 1 に記載した
[0062] 上記の条件で作製したインサートについて、 下記の条件で断続切削試験を 行い、 耐欠損性を評価した。 試験結果は表 1 に示す。
＜断続切削条件＞
被削材 ： 301\/1440丸棒 4本溝入り （02000101X4500101） 工具形状
Figure imgf000012_0003
204 1 2
切削速度： 200〇!/分
送り速度： 〇. 3〇1111/「 6
切り込み： 1. 50101
その他 ：水溶性切削液使用
評価項目 ：欠損までの衝撃回数
[0063]
〇 2020/175459 1 1 卩（：171? 2020 /007410
[表 1 ]
Figure imgf000013_0001
[0064] 表 1 に示す通り、 本開示のインサートである試料 !\!〇. 3〜 7、 9〜 1 3 、 1 5〜 1 9は、 耐欠損性に優れていた。
符号の説明
[0065] 1 インサート
3 第 1面、 主面、 すくい面
5 第 2面、 逃げ面
7 切刃
9 基体
八 1 領域八 1
八 2 領域八 2
八 3 領域八 3 \¥02020/175459 12 卩（：171? 2020 /007410
1 01 切削工具
1 03 ポケッ ト
1 05 ホルダ
1 07 固定ネジ

Claims

〇 2020/175459 13 卩（：171? 2020 /007410 請求の範囲
[請求項 1 ] 第 1面と、 前記第 1面に繫がる第 2面と、 前記第 1面および前記第
2面の稜線の少なくとも一部に位置する切刃とを有する基体を具備し てなるインサートであって、
前記第 1面における前記切刃から 2 . 〇 以内を面域 とし、 該 面域 を含み、 前記面域 から〇.
Figure imgf000015_0001
までの領域を領域 1 とし 、 前記面域 及び前記第 2面から 1 . 2 〜 2 . 〇 の領域を領 域八 2としたとき、
前記領域八 1 における空孔の面積比が〇. 0 0 5〜 0 . 0 4面積％ であり、 前記領域八 2における空孔の面積比が〇. 0 5〜〇. 2面積 %である、 インサ_卜。
[請求項 2] 前記領域 1の空孔の平均径は、 前記領域 2の空孔の平均径より も小さい、 請求項 1 に記載のインサート。
[請求項 3] 前記領域 1の空孔の平均径は、 1 . 5 以下である、 請求項 1 または 2に記載のインサート。
[請求項 4] 前記領域 2の空孔の平均径は、 2 以下である、 請求項 1〜 3 のいずれかに記載のインサート。
[請求項 5] 前記基体の少なくとも一部を覆う被覆膜を有する、 請求項 1〜 4の いずれかに記載のインサート。
[請求項 6] 第 1端から第 2端に亙る長さを有し、 前記第 1端側に位置するボケ ッ トを有するホルダと、
前記ポケッ ト内に位置する、 請求項 1〜 5のいずれか 1つに記載の インサートとを備えた切削工具。
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