JP2002137103A - 切削工具 - Google Patents
切削工具Info
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- JP2002137103A JP2002137103A JP2000329631A JP2000329631A JP2002137103A JP 2002137103 A JP2002137103 A JP 2002137103A JP 2000329631 A JP2000329631 A JP 2000329631A JP 2000329631 A JP2000329631 A JP 2000329631A JP 2002137103 A JP2002137103 A JP 2002137103A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】超硬合金母材と接するＴｉＮ層と該ＴｉＮ層よ
り外側にＡｌ2Ｏ3層を被覆して硬質被膜を形成した切削
工具において、切削工具の耐衝撃性と硬質被膜の各層間
の耐剥離性の両方を向上させる。 【解決手段】ＷＣを主成分とし、周期律表第４ａ,５ａ,
６ａ族元素の炭化物、窒化物、炭窒化物の群から選ばれ
る少なくとも１種の硬質相成分と、鉄族元素の少なくと
も１種からなる結合相から構成される超硬合金母材の表
面に硬質被膜を形成してなる切削工具であって、前記硬
質被膜は少なくとも前記母材と接するＴｉＮ層と該Ｔｉ
Ｎ層より外側にＡｌ2Ｏ3層を被覆した、膜厚が１乃至１
０μmの複層で構成されるとともに、前記母材と接する
ＴｉＮ層の厚みが前記Ａｌ2Ｏ3層よりも大とする。
り外側にＡｌ2Ｏ3層を被覆して硬質被膜を形成した切削
工具において、切削工具の耐衝撃性と硬質被膜の各層間
の耐剥離性の両方を向上させる。 【解決手段】ＷＣを主成分とし、周期律表第４ａ,５ａ,
６ａ族元素の炭化物、窒化物、炭窒化物の群から選ばれ
る少なくとも１種の硬質相成分と、鉄族元素の少なくと
も１種からなる結合相から構成される超硬合金母材の表
面に硬質被膜を形成してなる切削工具であって、前記硬
質被膜は少なくとも前記母材と接するＴｉＮ層と該Ｔｉ
Ｎ層より外側にＡｌ2Ｏ3層を被覆した、膜厚が１乃至１
０μmの複層で構成されるとともに、前記母材と接する
ＴｉＮ層の厚みが前記Ａｌ2Ｏ3層よりも大とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は耐摩耗性に優れた硬
質被膜付の切削工具に関し、より詳細には、耐衝撃性と
耐剥離性を向上させた切削工具に関するものである。
質被膜付の切削工具に関し、より詳細には、耐衝撃性と
耐剥離性を向上させた切削工具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、切削工具として用いられる超硬合
金母材表面に化学気相成長等の手段によって、耐摩耗性
に優れた硬質被膜を被覆した被覆超硬合金が注目されて
いる。通常、このような硬質被膜としては、炭化チタ
ン、炭窒化チタン等のチタン系化合物が強度、靭性の点
において優れるため、強靭性コーティング工具にはチタ
ン系化合物が多く用いられる。
金母材表面に化学気相成長等の手段によって、耐摩耗性
に優れた硬質被膜を被覆した被覆超硬合金が注目されて
いる。通常、このような硬質被膜としては、炭化チタ
ン、炭窒化チタン等のチタン系化合物が強度、靭性の点
において優れるため、強靭性コーティング工具にはチタ
ン系化合物が多く用いられる。
【０００３】一方、Ａｌ2Ｏ3は化学的安定性、耐熱性に
優れるので、高速切削領域下で使用する切削工具におい
てチタン系化合物と併用されている。具体的には前記硬
質被膜は少なくとも超硬合金母材と接するＴｉＮ層と該
ＴｉＮ層より外側にＡｌ2Ｏ3層を被覆したものであっ
て、膜厚が７〜１５μｍ程度の複層で構成され、かつ、
下地のＴｉＮ層の厚みがＡｌ2Ｏ3層の約１０〜５０％程
度であった。
優れるので、高速切削領域下で使用する切削工具におい
てチタン系化合物と併用されている。具体的には前記硬
質被膜は少なくとも超硬合金母材と接するＴｉＮ層と該
ＴｉＮ層より外側にＡｌ2Ｏ3層を被覆したものであっ
て、膜厚が７〜１５μｍ程度の複層で構成され、かつ、
下地のＴｉＮ層の厚みがＡｌ2Ｏ3層の約１０〜５０％程
度であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来の超硬合金と接するＴｉＮ層と該ＴｉＮ層より外側
にＡｌ2Ｏ3層を被覆して硬質被膜を形成した切削工具は
耐熱性、耐摩耗性には優れるものの、靭性が低いため超
硬合金母材の靭性を損なっていた。
従来の超硬合金と接するＴｉＮ層と該ＴｉＮ層より外側
にＡｌ2Ｏ3層を被覆して硬質被膜を形成した切削工具は
耐熱性、耐摩耗性には優れるものの、靭性が低いため超
硬合金母材の靭性を損なっていた。
【０００５】また、Ａｌ2Ｏ3層はＣＶＤ法によって形成
するが、硬質被膜をＣＶＤ法によって形成するに際し、
母材と硬質被膜との界面には低級炭化物である脆化層
（η相）が形成されやすい。これは、硬質被膜中に母材
の炭素が被膜に拡散したため生じたものと考えられる。
この脆化層の生成によって母材と硬質被膜との密着強度
が低下するため、これを工具として用いた場合、硬質被
膜の剥離が生じ、母材である超硬合金が露出して急激に
摩耗が進行し、著しく切削性能、寿命が低下するという
欠点を有していた。
するが、硬質被膜をＣＶＤ法によって形成するに際し、
母材と硬質被膜との界面には低級炭化物である脆化層
（η相）が形成されやすい。これは、硬質被膜中に母材
の炭素が被膜に拡散したため生じたものと考えられる。
この脆化層の生成によって母材と硬質被膜との密着強度
が低下するため、これを工具として用いた場合、硬質被
膜の剥離が生じ、母材である超硬合金が露出して急激に
摩耗が進行し、著しく切削性能、寿命が低下するという
欠点を有していた。
【０００６】さらにＡｌ2Ｏ3層を含む上記複層硬質被膜
は上記η層および炭素の拡散のために、母材との境界
域、或いは各層間の境界域が弱く、これに起因して工具
破損が起こる場合があった。一般にステンレス鋼などの
難削材を切削する際、複層硬質被膜には特に機械的な負
荷がかかるため、それぞれの硬質層の特性、および各層
間、母材界面の付着力を向上させることが特に重要であ
る。
は上記η層および炭素の拡散のために、母材との境界
域、或いは各層間の境界域が弱く、これに起因して工具
破損が起こる場合があった。一般にステンレス鋼などの
難削材を切削する際、複層硬質被膜には特に機械的な負
荷がかかるため、それぞれの硬質層の特性、および各層
間、母材界面の付着力を向上させることが特に重要であ
る。
【０００７】本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑み
てなされたもので、超硬合金母材と接するＴｉＮ層と該
ＴｉＮ層より外側にＡｌ2Ｏ3層を被覆して硬質被膜を形
成した切削工具において、切削工具の耐衝撃性と硬質被
膜の母材との或いは各層間の耐剥離性の両方を向上させ
ることを目的とする。
てなされたもので、超硬合金母材と接するＴｉＮ層と該
ＴｉＮ層より外側にＡｌ2Ｏ3層を被覆して硬質被膜を形
成した切削工具において、切削工具の耐衝撃性と硬質被
膜の母材との或いは各層間の耐剥離性の両方を向上させ
ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者は上記の問題点
に対し、検討を重ねた結果、ＷＣを主成分とする超硬合
金母材に硬質被膜を形成した切削工具において、上記硬
質被膜の膜厚が１乃至１０μｍという設定の中で下地Ｔ
ｉＮ層をＡｌ2Ｏ3膜よりも厚く設けることにより、切削
工具の耐衝撃性と硬質被膜の母材との或いは各層間の耐
剥離性の両方が顕著に向上することを見出した。すなわ
ち、請求項１の切削工具は、WCを主成分とし、周期律表
第４ａ,５ａ,６ａ族元素の炭化物、窒化物、炭窒化物の
群から選ばれる少なくとも１種の硬質相成分と、鉄族元
素の少なくとも１種からなる結合相から構成される超硬
合金母材の表面に硬質被膜を形成してなる切削工具であ
って、前記硬質被膜は少なくとも前記母材と接するＴｉ
Ｎ層と該ＴｉＮ層より外側にＡｌ2Ｏ3層を被覆した、膜
厚が１乃至１０μｍの複層で構成されるとともに、前記
母材と接するＴｉＮ層の厚みが前記Ａｌ2Ｏ3層よりも大
であることを特徴とする。
に対し、検討を重ねた結果、ＷＣを主成分とする超硬合
金母材に硬質被膜を形成した切削工具において、上記硬
質被膜の膜厚が１乃至１０μｍという設定の中で下地Ｔ
ｉＮ層をＡｌ2Ｏ3膜よりも厚く設けることにより、切削
工具の耐衝撃性と硬質被膜の母材との或いは各層間の耐
剥離性の両方が顕著に向上することを見出した。すなわ
ち、請求項１の切削工具は、WCを主成分とし、周期律表
第４ａ,５ａ,６ａ族元素の炭化物、窒化物、炭窒化物の
群から選ばれる少なくとも１種の硬質相成分と、鉄族元
素の少なくとも１種からなる結合相から構成される超硬
合金母材の表面に硬質被膜を形成してなる切削工具であ
って、前記硬質被膜は少なくとも前記母材と接するＴｉ
Ｎ層と該ＴｉＮ層より外側にＡｌ2Ｏ3層を被覆した、膜
厚が１乃至１０μｍの複層で構成されるとともに、前記
母材と接するＴｉＮ層の厚みが前記Ａｌ2Ｏ3層よりも大
であることを特徴とする。
【０００９】かかる構成により、切削工具の耐衝撃性と
硬質被膜の母材との或いは各層間の耐剥離性の両方が顕
著に向上するメカニズムは次のように考えられる。
硬質被膜の母材との或いは各層間の耐剥離性の両方が顕
著に向上するメカニズムは次のように考えられる。
【００１０】すなわち、硬質被膜として用いられる材質
の中で最も強度の高いＴｉＮ層を母材に接する下地層と
して厚く設けることで、この下地層が硬質被膜全体の緩
衝材として働き、さらに、母材からの炭素の拡散を防ぐ
効果によって硬質被膜の母材との或いは各層間の密着強
度が向上する。
の中で最も強度の高いＴｉＮ層を母材に接する下地層と
して厚く設けることで、この下地層が硬質被膜全体の緩
衝材として働き、さらに、母材からの炭素の拡散を防ぐ
効果によって硬質被膜の母材との或いは各層間の密着強
度が向上する。
【００１１】これら効果は該ＴｉＮ層が前記Ａｌ2Ｏ3層
よりも大であるときに顕著にあらわれるものである。
よりも大であるときに顕著にあらわれるものである。
【００１２】これに対して、硬質被膜の厚みが１μｍ未
満の場合は硬質被膜としての耐摩耗性を発揮しない。ま
た、硬質被膜の厚みが１０μｍより大きい場合、あるい
は、下地ＴｉＮ層がＡｌ2Ｏ3膜よりも同じ厚さ、あるい
は薄い場合には耐剥離性の向上が見られない。加えて、
硬質被膜の厚みが１０μｍより大きい場合、耐衝撃性の
向上が見られない。
満の場合は硬質被膜としての耐摩耗性を発揮しない。ま
た、硬質被膜の厚みが１０μｍより大きい場合、あるい
は、下地ＴｉＮ層がＡｌ2Ｏ3膜よりも同じ厚さ、あるい
は薄い場合には耐剥離性の向上が見られない。加えて、
硬質被膜の厚みが１０μｍより大きい場合、耐衝撃性の
向上が見られない。
【００１３】また、ＷＣの含有量が５０重量％未満であ
るサーメットを母材とする場合については、サーメット
にＣＶＤ法による硬質被膜を形成する場合、被膜各層の
異常粒成長が発生するため、総合的な性能として耐衝撃
性・耐剥離性に不足する。
るサーメットを母材とする場合については、サーメット
にＣＶＤ法による硬質被膜を形成する場合、被膜各層の
異常粒成長が発生するため、総合的な性能として耐衝撃
性・耐剥離性に不足する。
【００１４】次に、請求項２の切削工具は、前記硬質被
膜の表面粗さの最大高さ（Ｒｙ）が５μｍ以下であり、
かつ、前記Ａｌ2Ｏ3層の結晶粒径が０．１乃至３．０μ
ｍであることを特徴とする。
膜の表面粗さの最大高さ（Ｒｙ）が５μｍ以下であり、
かつ、前記Ａｌ2Ｏ3層の結晶粒径が０．１乃至３．０μ
ｍであることを特徴とする。
【００１５】かかる構成によれば、表面粗さや結晶粒径
を上記の範囲に制御することにより被削材の切屑と刃部
表面との抵抗が低減されるので耐摩耗性を維持できると
ともに局部的な外部応力の発生を防止することができ、
膜の欠損を低減することができ、工具寿命を向上させる
ことができ、前記切削工具の耐衝撃性と各層間耐剥離性
の両方を向上させることを、よりいっそう確実とするこ
とができる。なお、上記最大高さ（Ｒｙ）が５μｍを超
える場合、あるいは結晶粒径が３．０μｍを超える場
合、耐摩耗性の低下や突発的な欠損をする恐れがある。
また、結晶粒径が０．１μｍ未満のＡｌ2Ｏ3層を得るの
は非常に困難である。以下、本発明を詳述する。本発明
において用いられる基体としては、それ自体ある程度の
機械的強度を必要とするため、WCを主成分とし、周期律
表第４ａ,５ａ,６ａ族元素の炭化物、窒化物、炭窒化物
の群から選ばれる少なくとも１種の硬質相成分と、鉄族
元素の少なくとも１種からなる結合相から構成する。上
記硬質被膜は、膜厚が１乃至１０μｍの複層で構成され
るとともに、母材と接するＴｉＮ層と該ＴｉＮ層より外
側にＡｌ2Ｏ3層を被覆した。ここで前記母材と接するＴ
ｉＮ層の厚みが前記Ａｌ2Ｏ3層よりも大であることが重
要である。この構成により、Ａｌ2Ｏ3層の靭性の低さお
よび硬質被膜の母材との或いは各層間の密着強度の低さ
という欠点を、母材と接するＴｉＮ層の厚さを大にする
ことにより補うものである。なお、母材に接するＴｉＮ
層の上に第２層として柱状結晶組織でなるＴｉＣＮ層等
を設け、その外側にＡｌ2Ｏ3層を設けることによって
も、１乃至１０μｍの範囲であるならばこの効果は損な
われない。
を上記の範囲に制御することにより被削材の切屑と刃部
表面との抵抗が低減されるので耐摩耗性を維持できると
ともに局部的な外部応力の発生を防止することができ、
膜の欠損を低減することができ、工具寿命を向上させる
ことができ、前記切削工具の耐衝撃性と各層間耐剥離性
の両方を向上させることを、よりいっそう確実とするこ
とができる。なお、上記最大高さ（Ｒｙ）が５μｍを超
える場合、あるいは結晶粒径が３．０μｍを超える場
合、耐摩耗性の低下や突発的な欠損をする恐れがある。
また、結晶粒径が０．１μｍ未満のＡｌ2Ｏ3層を得るの
は非常に困難である。以下、本発明を詳述する。本発明
において用いられる基体としては、それ自体ある程度の
機械的強度を必要とするため、WCを主成分とし、周期律
表第４ａ,５ａ,６ａ族元素の炭化物、窒化物、炭窒化物
の群から選ばれる少なくとも１種の硬質相成分と、鉄族
元素の少なくとも１種からなる結合相から構成する。上
記硬質被膜は、膜厚が１乃至１０μｍの複層で構成され
るとともに、母材と接するＴｉＮ層と該ＴｉＮ層より外
側にＡｌ2Ｏ3層を被覆した。ここで前記母材と接するＴ
ｉＮ層の厚みが前記Ａｌ2Ｏ3層よりも大であることが重
要である。この構成により、Ａｌ2Ｏ3層の靭性の低さお
よび硬質被膜の母材との或いは各層間の密着強度の低さ
という欠点を、母材と接するＴｉＮ層の厚さを大にする
ことにより補うものである。なお、母材に接するＴｉＮ
層の上に第２層として柱状結晶組織でなるＴｉＣＮ層等
を設け、その外側にＡｌ2Ｏ3層を設けることによって
も、１乃至１０μｍの範囲であるならばこの効果は損な
われない。
【００１６】また、上記硬質被膜はＡｌ2Ｏ3層の外側に
最外層としてＴｉＮ層を形成したものであっても良い。
最外層のＴｉＮ層は使用済み刃先の識別の目的で設ける
ものであって耐衝撃性や耐剥離性には悪影響は及ぼさな
い。
最外層としてＴｉＮ層を形成したものであっても良い。
最外層のＴｉＮ層は使用済み刃先の識別の目的で設ける
ものであって耐衝撃性や耐剥離性には悪影響は及ぼさな
い。
【００１７】上記母材と接するＴｉＮ層の厚みとしては
１乃至４μｍであることが好ましい。これに対して、厚
みが１μｍ以下では耐衝撃性・耐剥離性が十分ではな
く、４μｍ以上になると硬質被膜としての耐摩耗性を維
持できなくなる恐れがある。
１乃至４μｍであることが好ましい。これに対して、厚
みが１μｍ以下では耐衝撃性・耐剥離性が十分ではな
く、４μｍ以上になると硬質被膜としての耐摩耗性を維
持できなくなる恐れがある。
【００１８】他方、上記Ａｌ2Ｏ3層の厚みとしては０．
５乃至２μｍであることが好ましい。これは０．５μｍ
以下では耐摩耗性が不足し、２μｍ以上になると結晶粒
が成長し耐衝撃性・耐剥離性に悪影響を及ぼす恐れがあ
る。
５乃至２μｍであることが好ましい。これは０．５μｍ
以下では耐摩耗性が不足し、２μｍ以上になると結晶粒
が成長し耐衝撃性・耐剥離性に悪影響を及ぼす恐れがあ
る。
【００１９】上記硬質被膜は、まず、前述した所望の基
体上に公知の気相成長法、例えば熱ＣＶＤ、ＲＦプラズ
マＣＶＤ、マイクロ波ＣＶＤ、ＥＣＲプラズマＣＶＤ等
のＣＶＤ法、イオンビーム法、スパッタ法等のＰＶＤ法
等によって母材に接する下地層としてＴｉＮ層さらに該
ＴｉＮ層より外側にＣＶＤ法によりＡｌ2Ｏ3層を形成す
ることにより得ることができる。この際、該ＴｉＮ層を
Ａｌ2Ｏ3層よりも厚く設けることにより効果を得られ
る。
体上に公知の気相成長法、例えば熱ＣＶＤ、ＲＦプラズ
マＣＶＤ、マイクロ波ＣＶＤ、ＥＣＲプラズマＣＶＤ等
のＣＶＤ法、イオンビーム法、スパッタ法等のＰＶＤ法
等によって母材に接する下地層としてＴｉＮ層さらに該
ＴｉＮ層より外側にＣＶＤ法によりＡｌ2Ｏ3層を形成す
ることにより得ることができる。この際、該ＴｉＮ層を
Ａｌ2Ｏ3層よりも厚く設けることにより効果を得られ
る。
【００２０】また、硬質被膜の表面粗さ、およびＡｌ2
Ｏ3層の粒径を制御して表面粗さの最大高さ（Ｒｙ）を
５μｍ以下、Ａｌ2Ｏ3層の結晶粒径を０．１乃至３．０
μｍとすることによりさらに望ましい効果が得られる。
Ｏ3層の粒径を制御して表面粗さの最大高さ（Ｒｙ）を
５μｍ以下、Ａｌ2Ｏ3層の結晶粒径を０．１乃至３．０
μｍとすることによりさらに望ましい効果が得られる。
【００２１】上記硬質被膜の表面粗さ、およびＡｌ2Ｏ3
層の粒径の制御はＡｌ2Ｏ3層成膜中のガス流量比、成膜
温度、添加ガスなどを適宜調整することによって行うこ
とができる。たとえば、成膜温度を低くする、あるいは
核生成工程の反応ガス流量比を増やすことなどで上記制
御を行うことができる。
層の粒径の制御はＡｌ2Ｏ3層成膜中のガス流量比、成膜
温度、添加ガスなどを適宜調整することによって行うこ
とができる。たとえば、成膜温度を低くする、あるいは
核生成工程の反応ガス流量比を増やすことなどで上記制
御を行うことができる。
【００２２】
【実施例】以下、本発明を次の例で説明する。
【００２３】一般的な超硬合金母材の製法として原料粉
末を混合粉砕後、ＣＮＭＧ１２０４０８形状に成形して
１．３３３２２Ｐａ以下の真空中で、１７７３Kで１時
間焼成し、単一組成のＩＳＯ Ｍ２０の超硬合金母材を
得た。また、硬質被膜の成膜法として通常の化学蒸着装
置を用い、表１および２に示す構成・膜厚のサンプルを
作製した。
末を混合粉砕後、ＣＮＭＧ１２０４０８形状に成形して
１．３３３２２Ｐａ以下の真空中で、１７７３Kで１時
間焼成し、単一組成のＩＳＯ Ｍ２０の超硬合金母材を
得た。また、硬質被膜の成膜法として通常の化学蒸着装
置を用い、表１および２に示す構成・膜厚のサンプルを
作製した。
【００２４】
【表１】
【００２５】
【表２】
【００２６】一般的な成膜条件としてＴｉＮ層の成膜に
はＴｉＣｌ4：５．４％、Ｎ2：３０％、Ｈ2：残り（流
量モル比）総流量：４５リットル、基体温度：９００
℃、反応容器内圧力：２６，６６４．２Ｐａの条件で行
った。
はＴｉＣｌ4：５．４％、Ｎ2：３０％、Ｈ2：残り（流
量モル比）総流量：４５リットル、基体温度：９００
℃、反応容器内圧力：２６，６６４．２Ｐａの条件で行
った。
【００２７】また、Ａｌ2Ｏ3層の成膜にはＡｌＣｌ3：
３％、ＣＯ2：７％、Ｈ2：残り（流量モル比）総流量：
５０リットル、基体温度１０００℃、反応容器内圧力：
８，６６５．９３Ｐａの条件で行った。
３％、ＣＯ2：７％、Ｈ2：残り（流量モル比）総流量：
５０リットル、基体温度１０００℃、反応容器内圧力：
８，６６５．９３Ｐａの条件で行った。
【００２８】なお、Ａｌ2Ｏ3層成膜中のガス流量比、成
膜温度、添加ガスなどによって結晶粒径を制御した。こ
こでいうＡｌ2Ｏ3層の平均結晶粒径の測定は、走査型電
子顕微鏡のより撮影された被膜断面あるいは研磨後のエ
ッチング写真において、一定視野内に見える結晶粒径を
測定することによって行う。個々のサンプルに対し、下
記切削条件にて切削評価を行った。 チップ形状 ＣＮＭＧ１２０４０８ 被削材 ＳＵＳ（ステンレス）３０４ 切削速度 Ｖ＝２００ｍ／ｍｉｎ 送り ｆ＝０．３ｍｍ／ｒｅｖ 切込み ｄ＝２ｍｍ 切削油 有り（水溶性） 切削時間 １パス当り１２秒を２５回繰り返し（５分） また、この試験では硬質被膜の耐摩耗性の評価としてフ
ランク摩耗を測定するとともに、母材との密着性（耐剥
離性能）および被膜の耐欠損性（耐衝撃性能）について
の観察評価を行った。
膜温度、添加ガスなどによって結晶粒径を制御した。こ
こでいうＡｌ2Ｏ3層の平均結晶粒径の測定は、走査型電
子顕微鏡のより撮影された被膜断面あるいは研磨後のエ
ッチング写真において、一定視野内に見える結晶粒径を
測定することによって行う。個々のサンプルに対し、下
記切削条件にて切削評価を行った。 チップ形状 ＣＮＭＧ１２０４０８ 被削材 ＳＵＳ（ステンレス）３０４ 切削速度 Ｖ＝２００ｍ／ｍｉｎ 送り ｆ＝０．３ｍｍ／ｒｅｖ 切込み ｄ＝２ｍｍ 切削油 有り（水溶性） 切削時間 １パス当り１２秒を２５回繰り返し（５分） また、この試験では硬質被膜の耐摩耗性の評価としてフ
ランク摩耗を測定するとともに、母材との密着性（耐剥
離性能）および被膜の耐欠損性（耐衝撃性能）について
の観察評価を行った。
【００２９】これらの結果を上記表１および２に示す。
【００３０】表１からも分かるように試料Ｎｏ．１、２
および３の本発明品は耐摩耗性を保持すると同時に耐剥
離性・耐衝撃性に優れていることが分かる。なお、上記
条件の切削においてフランク摩耗が０．２５ｍｍ以下で
ある場合に実用的な耐摩耗性を有していると判断した。
および３の本発明品は耐摩耗性を保持すると同時に耐剥
離性・耐衝撃性に優れていることが分かる。なお、上記
条件の切削においてフランク摩耗が０．２５ｍｍ以下で
ある場合に実用的な耐摩耗性を有していると判断した。
【００３１】一方、総膜厚が１３μmと厚い試料Ｎｏ.４
の比較例は耐摩耗性には優れるものの、ＴｉＮ層の厚み
をＡｌ2Ｏ3層よりも大としたにもかかわらず、耐剥離性
・耐衝撃性ともに低下する。また、母材に接する下地Ｔ
ｉＮ膜がＡｌ2Ｏ3層よりも薄い膜構成とした試料Ｎｏ．
５の比較例では膜厚が１０μm以下であるにもかかわら
ず、膜の剥離が見られた。
の比較例は耐摩耗性には優れるものの、ＴｉＮ層の厚み
をＡｌ2Ｏ3層よりも大としたにもかかわらず、耐剥離性
・耐衝撃性ともに低下する。また、母材に接する下地Ｔ
ｉＮ膜がＡｌ2Ｏ3層よりも薄い膜構成とした試料Ｎｏ．
５の比較例では膜厚が１０μm以下であるにもかかわら
ず、膜の剥離が見られた。
【００３２】また、表２に示すように試料Ｎｏ．１、
２、３、６および７の本発明品は耐剥離性・耐衝撃性に
優れていることが分かる。
２、３、６および７の本発明品は耐剥離性・耐衝撃性に
優れていることが分かる。
【００３３】ただし、試料Ｎｏ．１、２および３のよう
に硬質被膜の表面粗さの最大高さ（Ｒｙ）を5μｍに、
Ａｌ2Ｏ3層の結晶粒径が０．１乃至３．０μｍの範囲内
に制御したものは、上記表面粗さの最大高さ（Ｒｙ）が
５μｍより大きい試料Ｎｏ．７やＡｌ2Ｏ3層の結晶粒径
が３μｍより大きい試料Ｎｏ．６および７に比べて耐摩
耗性(フランク摩耗量)が大きく向上している。
に硬質被膜の表面粗さの最大高さ（Ｒｙ）を5μｍに、
Ａｌ2Ｏ3層の結晶粒径が０．１乃至３．０μｍの範囲内
に制御したものは、上記表面粗さの最大高さ（Ｒｙ）が
５μｍより大きい試料Ｎｏ．７やＡｌ2Ｏ3層の結晶粒径
が３μｍより大きい試料Ｎｏ．６および７に比べて耐摩
耗性(フランク摩耗量)が大きく向上している。
【００３４】
【発明の効果】以上に記したように本発明の切削工具
は、超硬合金基体表面に、母材に接する下地層としてＴ
ｉＮ層さらに該ＴｉＮ層より外側にＡｌ2Ｏ3層を形成
し、この際、複層硬質被膜の厚みを１〜１０μｍに設定
において、該ＴｉＮ層をＡｌ2Ｏ3層よりも厚く設けるこ
とにより耐衝撃性・耐剥離性に優れた被覆超硬合金を得
ることができる。
は、超硬合金基体表面に、母材に接する下地層としてＴ
ｉＮ層さらに該ＴｉＮ層より外側にＡｌ2Ｏ3層を形成
し、この際、複層硬質被膜の厚みを１〜１０μｍに設定
において、該ＴｉＮ層をＡｌ2Ｏ3層よりも厚く設けるこ
とにより耐衝撃性・耐剥離性に優れた被覆超硬合金を得
ることができる。
【００３５】また、これに加えて硬質被膜の表面粗さお
よびＡｌ2Ｏ3層の粒径を制御することにより、耐衝撃性
・耐剥離性を損なうことなく硬質被膜本来の効果である
耐摩耗性を向上させることができる。
よびＡｌ2Ｏ3層の粒径を制御することにより、耐衝撃性
・耐剥離性を損なうことなく硬質被膜本来の効果である
耐摩耗性を向上させることができる。
Claims (2)
- 【請求項１】ＷＣを主成分とし、周期律表第４ａ,５ａ,
６ａ族元素の炭化物、窒化物、炭窒化物の群から選ばれ
る少なくとも１種の硬質相成分と、鉄族元素の少なくと
も１種からなる結合相から構成される超硬合金母材の表
面に硬質被膜を形成してなる切削工具であって、前記硬
質被膜は少なくとも前記母材と接するＴｉＮ層と該Ｔｉ
Ｎ層より外側にＡｌ2Ｏ3層を被覆した、膜厚が１乃至１
０μｍの複層で構成されるとともに、前記母材と接する
ＴｉＮ層の厚みが前記Ａｌ2Ｏ3層よりも大であることを
特徴とする切削工具。 - 【請求項２】前記硬質被膜の表面粗さの最大高さ（Ｒ
ｙ)が５μｍ以下であり、かつ、前記Ａｌ2Ｏ3層の結晶
粒径が０．１乃至３．０μｍであることを特徴とする請
求項１記載の切削工具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000329631A JP2002137103A (ja) | 2000-10-27 | 2000-10-27 | 切削工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000329631A JP2002137103A (ja) | 2000-10-27 | 2000-10-27 | 切削工具 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002137103A true JP2002137103A (ja) | 2002-05-14 |
Family
ID=18806274
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000329631A Withdrawn JP2002137103A (ja) | 2000-10-27 | 2000-10-27 | 切削工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002137103A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004223711A (ja) * | 2003-01-24 | 2004-08-12 | Sandvik Ab | 切削工具インサート |
| JP5414883B2 (ja) * | 2010-02-24 | 2014-02-12 | 京セラ株式会社 | 切削工具 |
-
2000
- 2000-10-27 JP JP2000329631A patent/JP2002137103A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004223711A (ja) * | 2003-01-24 | 2004-08-12 | Sandvik Ab | 切削工具インサート |
| JP5414883B2 (ja) * | 2010-02-24 | 2014-02-12 | 京セラ株式会社 | 切削工具 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Effective date: 20070907 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20100517 |