JP2003508637A - 被覆された超硬合金インサート - Google Patents
被覆された超硬合金インサートInfo
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、異なる組成および微細構造のステンレス鋼、ならびに低および中合金化非ステンレス鋼の、特に、靭性特性に高い要求を伴う旋削用途のための、被覆された超硬合金切削工具（スルーアウェイインサート）に関する。超硬合金はＷＣ−Ｃｏにもとづき、Ｃｏ９〜１２wt％、周期律表IVａ、ＶａもしくはVIａ族元素の立方晶炭化物０．２〜２wt％ならびに残りＷＣ（粒径１．５〜２μｍ）の組成を有する。バインダー相はＣＷ比０．７７〜０．９５の範囲でＷ合金化されている。被覆は主として（Ｔｉx Ａｌ1-x ）Ｎの組成の多層構造からなり、そこでｘは２つの範囲０．４５＜ｘ＜０．５５および０．７０＜ｘ＜０．８０の間で合計厚さ２〜９μｍまで繰返して変動する。
Description
【０００１】
本発明は、特に、靭性特性に高い要求を伴う用途におけるステンレス鋼の旋削
（ｔｕｒｎｉｎｇ）のための、被覆された超硬合金切削工具インサートに関する
。それは、オーステナイト系、フェライト系、フェライトオーステナイト系、超
オーステナイト系および沈降焼入れステンレス鋼のような異なる組成および微細
構造を有するステンレス鋼の旋削、さらには低炭素鋼ならびに低および中合金化
鋼のような非ステンレス鋼の旋削、のためでありうる。
（ｔｕｒｎｉｎｇ）のための、被覆された超硬合金切削工具インサートに関する
。それは、オーステナイト系、フェライト系、フェライトオーステナイト系、超
オーステナイト系および沈降焼入れステンレス鋼のような異なる組成および微細
構造を有するステンレス鋼の旋削、さらには低炭素鋼ならびに低および中合金化
鋼のような非ステンレス鋼の旋削、のためでありうる。
【０００２】
鋼の機械加工に用いられる超硬合金切削工具について、切れ刃（ｃｕｔｔｉｎ
ｇ ｅｄｇｅ）は化学およびアブレーシブ摩耗のような異なる摩耗メカニズムに
より摩耗されるが、切削速度、切削深さ、切削送り速度のような切削データ、な
らびに研削液（ｃｏｏｌａｎｔ）の使用、中心をはずれた（ｏｆｆ−ｃｅｎｔｅ
ｒｅｄ）加工物、加工物の鋳造皮膜（ｃａｓｔ ｓｋｉｎ）等のような外的切削
条件は切れ刃の数多くの異なる条件を要求する、ことはよく知られている。工具
の刃は重い断続的な切削負荷のもとで欠損し、いわゆる欠け（ｅｄｇｅ ｃｈｉ
ｐｐｉｎｇ）を生じる。欠けは刃の靭性不足による。さらに、ステンレス鋼を旋
削するとき、なおもう１つの摩耗メカニズムが凝着摩耗（ａｄｈｅｓｉｖｅ ｗ
ｅａｒ）とよばれ活動的であり、それはステンレス鋼の切りくず（ｃｈｉｐ）と
切れ刃の間の接着力により生じる。接着力が十分に大きくなると、切れ刃での欠
けが生じ、そのため工具寿命は短かくなる。さらに、ステンレス鋼部品の旋削の
ために超硬合金切削工具を利用するとき、ステンレス鋼グレードにおいて切削速
度を増大させると、切れ刃に現われる熱エネルギーはかなりのものであり、そし
て工具全体は塑性的に変形しうる。この種の摩耗メカニズムは塑性変形摩耗とし
て知られ、そして要求される刃の靭性と明らかに相いれない。したがって、被覆
された超硬合金インサートのもう１つの要件は、超硬合金組成および被覆材料の
選択は塑性変形に高い耐性を示す切れ刃をもたらす。
ｇ ｅｄｇｅ）は化学およびアブレーシブ摩耗のような異なる摩耗メカニズムに
より摩耗されるが、切削速度、切削深さ、切削送り速度のような切削データ、な
らびに研削液（ｃｏｏｌａｎｔ）の使用、中心をはずれた（ｏｆｆ−ｃｅｎｔｅ
ｒｅｄ）加工物、加工物の鋳造皮膜（ｃａｓｔ ｓｋｉｎ）等のような外的切削
条件は切れ刃の数多くの異なる条件を要求する、ことはよく知られている。工具
の刃は重い断続的な切削負荷のもとで欠損し、いわゆる欠け（ｅｄｇｅ ｃｈｉ
ｐｐｉｎｇ）を生じる。欠けは刃の靭性不足による。さらに、ステンレス鋼を旋
削するとき、なおもう１つの摩耗メカニズムが凝着摩耗（ａｄｈｅｓｉｖｅ ｗ
ｅａｒ）とよばれ活動的であり、それはステンレス鋼の切りくず（ｃｈｉｐ）と
切れ刃の間の接着力により生じる。接着力が十分に大きくなると、切れ刃での欠
けが生じ、そのため工具寿命は短かくなる。さらに、ステンレス鋼部品の旋削の
ために超硬合金切削工具を利用するとき、ステンレス鋼グレードにおいて切削速
度を増大させると、切れ刃に現われる熱エネルギーはかなりのものであり、そし
て工具全体は塑性的に変形しうる。この種の摩耗メカニズムは塑性変形摩耗とし
て知られ、そして要求される刃の靭性と明らかに相いれない。したがって、被覆
された超硬合金インサートのもう１つの要件は、超硬合金組成および被覆材料の
選択は塑性変形に高い耐性を示す切れ刃をもたらす。
【０００３】
ステンレス鋼の機械加工に適した市販超硬合金工具は、上述の要求される工具
特性のいくつかについて最適化されるのが通常であり、たとえば、ステンレス鋼
ＳＥ９６０２４１３−８の旋削およびステンレス鋼ＳＥ９９０１１４９−６の転
削に適した超硬合金工具のような、耐摩耗性および粘着して結合された被覆で被
覆された靭性の超硬合金基質の機械的、化学的、アブレーシブ、凝着、熱および
塑性変形摩耗への高耐性である。
特性のいくつかについて最適化されるのが通常であり、たとえば、ステンレス鋼
ＳＥ９６０２４１３−８の旋削およびステンレス鋼ＳＥ９９０１１４９−６の転
削に適した超硬合金工具のような、耐摩耗性および粘着して結合された被覆で被
覆された靭性の超硬合金基質の機械的、化学的、アブレーシブ、凝着、熱および
塑性変形摩耗への高耐性である。
【０００４】
特に、厳しい断続的な切削条件下で高靭性を要し、同時に塑性変形に高耐性で
あるステンレス鋼の旋削における優れた切削性能かつ、少量の立方晶炭化物を添
加したＷＣにもとづく基質、Ｗ合金化Ｃｏバインダー、特定の粒径範囲のＷＣ粒
、特定組成範囲のＷＣ＋Ｃｏ、ならびに最も内側の、非常に薄いＴｉＮ層、基質
／被覆界面に垂直（ｎｏｒｍａｌ）に周期的なＴｉ／Ａｌ比かつ変動する第２の
ＴｉＡｌＮ層、そして最も外側のＴｉＮ層からなる被覆された超硬合金体の組合
わせにより得られうる。
あるステンレス鋼の旋削における優れた切削性能かつ、少量の立方晶炭化物を添
加したＷＣにもとづく基質、Ｗ合金化Ｃｏバインダー、特定の粒径範囲のＷＣ粒
、特定組成範囲のＷＣ＋Ｃｏ、ならびに最も内側の、非常に薄いＴｉＮ層、基質
／被覆界面に垂直（ｎｏｒｍａｌ）に周期的なＴｉ／Ａｌ比かつ変動する第２の
ＴｉＡｌＮ層、そして最も外側のＴｉＮ層からなる被覆された超硬合金体の組合
わせにより得られうる。
【０００５】
コバルトバインダー相はＷで合金化される。バインダー相中のＷの含量はＣＷ
比＝Ｍｓ／（wt％Ｃｏ・０．０１６１）として表わされ得、ここでＭｓは超硬合
金基質の測定された飽和磁化kA／ｍであり、そしてwt％Ｃｏは超合金中のＣｏの
wt％である。ＣＷ値はＣｏバインダー相におけるＷ含量の関数である。本発明に
よれば、もし超硬合金基質がＣＷ比０．７７〜０．９５、好ましくは０．８２〜
０．９２であれば、改良された切削性能が得られる。
比＝Ｍｓ／（wt％Ｃｏ・０．０１６１）として表わされ得、ここでＭｓは超硬合
金基質の測定された飽和磁化kA／ｍであり、そしてwt％Ｃｏは超合金中のＣｏの
wt％である。ＣＷ値はＣｏバインダー相におけるＷ含量の関数である。本発明に
よれば、もし超硬合金基質がＣＷ比０．７７〜０．９５、好ましくは０．８２〜
０．９２であれば、改良された切削性能が得られる。
【０００６】
本発明によれば、困難なステンレス鋼旋削に特に有用な旋削工具インサートが
、Ｃｏ９〜１２wt％、好ましくはＣｏ１０〜１１wt％、金属Ｔａ、ＮｂおよびＴ
ｉの立方晶炭化物０．２〜２．０wt％、好ましくは立方晶炭化物１．２〜１．８
wt％、ならびに残りＷＣの組成を有する超硬合金基質を備える。さらに、超硬合
金は周期律表IVａ、ＶａもしくはVIａの族の元素の他の炭化物を含みうる。Ｔａ
の含有量は好ましくは０．８wt超である。Ｃｏ １０〜１１wt％の好適な組成に
おいてＷＣの好適な平均粒径は１．５〜２μｍ、最も好ましくは１．６〜１．８
μｍである。超硬合金は、有害な作用なしに、少量(＜１vol％）のη−相（Ｍ6
Ｃ）を含有しうる。ＣＷ値から、遊離の炭素は許容されないことになる。
、Ｃｏ９〜１２wt％、好ましくはＣｏ１０〜１１wt％、金属Ｔａ、ＮｂおよびＴ
ｉの立方晶炭化物０．２〜２．０wt％、好ましくは立方晶炭化物１．２〜１．８
wt％、ならびに残りＷＣの組成を有する超硬合金基質を備える。さらに、超硬合
金は周期律表IVａ、ＶａもしくはVIａの族の元素の他の炭化物を含みうる。Ｔａ
の含有量は好ましくは０．８wt超である。Ｃｏ １０〜１１wt％の好適な組成に
おいてＷＣの好適な平均粒径は１．５〜２μｍ、最も好ましくは１．６〜１．８
μｍである。超硬合金は、有害な作用なしに、少量(＜１vol％）のη−相（Ｍ6
Ｃ）を含有しうる。ＣＷ値から、遊離の炭素は許容されないことになる。
【０００７】
本発明による上述の超硬合金基質上に堆積される、硬質で耐摩耗性の高融点被
覆は： −第１（最も内側）のＴｉＮ薄層、 −組成（Ｔｉx Ａｌ1-x ）Ｎ（ここでＸは２つの範囲、０．４５＜ｘ＜０．５
５および０．７０＜ｘ＜０．８０の間で繰り返して変動する）の０．０５〜０．
２μｍ厚さのサブ層の多層構造を含む第２層であり、ＴｉＮ結合層に隣接する第
１サブ層（Ｔｉx Ａｌ1-x ）Ｎは０．４５＜ｘ＜０．５５の範囲のｘ値を有し、
第２サブ層Ｔｉx Ａｌ1-x は０．７０＜ｘ＜０．８０の範囲のｘ値を有し、そし
て第３サブ層は０．４５＜ｘ＜０．５５の範囲のｘを有する等、８〜３０のサブ
層、好ましくは２２〜２４のサブ層が構成されるまで繰り返される。サブ層の多
数層からなるこの第２の厚さは合計被覆層の７５〜９５％を構成する。（Ｔｉx
Ａｌ1-x ）Ｎの個々のサブ層は本質的に同一の厚さを有するが、その厚さは、規
則的に、もしくは不規則に変動し得、そして該サブ層の厚さは０．０５〜０．２
μｍの範囲である。
覆は： −第１（最も内側）のＴｉＮ薄層、 −組成（Ｔｉx Ａｌ1-x ）Ｎ（ここでＸは２つの範囲、０．４５＜ｘ＜０．５
５および０．７０＜ｘ＜０．８０の間で繰り返して変動する）の０．０５〜０．
２μｍ厚さのサブ層の多層構造を含む第２層であり、ＴｉＮ結合層に隣接する第
１サブ層（Ｔｉx Ａｌ1-x ）Ｎは０．４５＜ｘ＜０．５５の範囲のｘ値を有し、
第２サブ層Ｔｉx Ａｌ1-x は０．７０＜ｘ＜０．８０の範囲のｘ値を有し、そし
て第３サブ層は０．４５＜ｘ＜０．５５の範囲のｘを有する等、８〜３０のサブ
層、好ましくは２２〜２４のサブ層が構成されるまで繰り返される。サブ層の多
数層からなるこの第２の厚さは合計被覆層の７５〜９５％を構成する。（Ｔｉx
Ａｌ1-x ）Ｎの個々のサブ層は本質的に同一の厚さを有するが、その厚さは、規
則的に、もしくは不規則に変動し得、そして該サブ層の厚さは０．０５〜０．２
μｍの範囲である。
【０００８】
−第３の少くとも０．２μｍ、好ましくは０．４〜０．８μｍの厚さの（Ｔｉ x
Ａｌ1-x ）Ｎ層（ｘ値は０．４５＜ｘ＜０．５５の範囲にある）、
−第４（最も外側）の０．１〜０．２μｍのＴｉＮ薄層、
を含む。
【０００９】
本発明による超硬合金基質上に堆積される被覆の合計厚さは２〜９μｍ、好ま
しくは３．５〜７μｍの範囲で変動しうる。上述のサブ層の厚さおよび被覆の厚
さは切れ刃、すなわち切削工具の機能的部分に近接してなされる測定に任せる。
しくは３．５〜７μｍの範囲で変動しうる。上述のサブ層の厚さおよび被覆の厚
さは切れ刃、すなわち切削工具の機能的部分に近接してなされる測定に任せる。
【００１０】
さらに、本発明は、２．０wt％未満の量の立方晶炭化物を含み、Ｃｏ ９〜１
２wt％好ましくはＣｏ １０〜１１wt％、そして最も好ましくはＣｏ１０．２〜
１０．８wt％、そして立方晶炭化物０．２〜２．０wt％、残りＷＣの範囲のＷＣ
／Ｃｏ組成物を有する、ＷＣ−Ｃｏにもとづく超硬合金体を含有する上述の被覆
切削工具を製造する方法に関する。平均ＷＣ粒径は１．５〜２．０μｍ、好まし
くは１．６〜１．８μｍの範囲である。
２wt％好ましくはＣｏ １０〜１１wt％、そして最も好ましくはＣｏ１０．２〜
１０．８wt％、そして立方晶炭化物０．２〜２．０wt％、残りＷＣの範囲のＷＣ
／Ｃｏ組成物を有する、ＷＣ−Ｃｏにもとづく超硬合金体を含有する上述の被覆
切削工具を製造する方法に関する。平均ＷＣ粒径は１．５〜２．０μｍ、好まし
くは１．６〜１．８μｍの範囲である。
【００１１】
硬質で耐摩耗性の高融点被覆は、従来のＰＶＤ（物理蒸着）を用いることによ
り超硬合金基質上に堆積される。そして本発明によれば、該被覆は： −第１（最も内側）のＴｉＮ薄層、 −組成（Ｔｉx Ａｌ1-x ）Ｎ（ここでＸは２つの範囲、０．４５＜ｘ＜０．５
５および０．７０＜ｘ＜０．８０の間で繰り返して変動する）の０．０５〜０．
２μｍ厚さのサブ層の多層構造を含む第２層であり、ＴｉＮ結合層に隣接する第
１サブ層（Ｔｉx Ａｌ1-x ）Ｎは０．４５＜ｘ＜０．５５の範囲のｘ値を有し、
第２サブ層Ｔｉx Ａｌ1-x は０．７０＜ｘ＜０．８０の範囲のｘ値を有し、そし
て第３サブ層は０．４５＜ｘ＜０．５５の範囲のｘを有する等、８〜３０のサブ
層、好ましくは２２〜２４のサブ層が構成されるまで繰り返される。サブ層の多
数層からなるこの第２の厚さは合計被覆層の７５〜９５％を構成する。（Ｔｉx
Ａｌ1-x ）Ｎの個々のサブ層は本質的に同一の厚さを有するが、その厚さは、規
則的に、もしくは不規則に変動し得、そして該サブ層の厚さは０．０５〜０．２
μｍの範囲である。
り超硬合金基質上に堆積される。そして本発明によれば、該被覆は： −第１（最も内側）のＴｉＮ薄層、 −組成（Ｔｉx Ａｌ1-x ）Ｎ（ここでＸは２つの範囲、０．４５＜ｘ＜０．５
５および０．７０＜ｘ＜０．８０の間で繰り返して変動する）の０．０５〜０．
２μｍ厚さのサブ層の多層構造を含む第２層であり、ＴｉＮ結合層に隣接する第
１サブ層（Ｔｉx Ａｌ1-x ）Ｎは０．４５＜ｘ＜０．５５の範囲のｘ値を有し、
第２サブ層Ｔｉx Ａｌ1-x は０．７０＜ｘ＜０．８０の範囲のｘ値を有し、そし
て第３サブ層は０．４５＜ｘ＜０．５５の範囲のｘを有する等、８〜３０のサブ
層、好ましくは２２〜２４のサブ層が構成されるまで繰り返される。サブ層の多
数層からなるこの第２の厚さは合計被覆層の７５〜９５％を構成する。（Ｔｉx
Ａｌ1-x ）Ｎの個々のサブ層は本質的に同一の厚さを有するが、その厚さは、規
則的に、もしくは不規則に変動し得、そして該サブ層の厚さは０．０５〜０．２
μｍの範囲である。
【００１２】
−第３の少くとも０．２μｍ、好ましくは０．４〜０．８μｍの厚さの（Ｔｉ x
Ａｌ1-x ）Ｎ層（ｘ値は０．４５＜ｘ＜０．５５の範囲にある）、
−第４（最も外側）の０．１〜０．２μｍのＴｉＮ薄層、
を含む。
例１
Ａ．Ｃｏ １０．５wt％、Ｔａ １．１６wt％、Ｎｂ ０．２８wt％および残
りＷＣの組成を有し、ＷＣの平均粒径１．７μｍで、ＣＷ比０．９０に相当する
Ｗで合金化されたバインダー相を有する、本発明の超硬合金旋削インサートが、
従来のＰＶＤカソードアーク法を用いて合計被覆厚さ４．５μｍで被覆された。
その被覆は第１（最も内側）の０．２μｍ ＴｉＮ層、（Ｔｉx Ａｌ1-x ）Ｎ（
ｘは０．５および０．７５の間で交互に変動）の２３の交互サブ層を含む３．７
μｍ厚さの第２層、そして第３の０．４μｍの（Ｔｉx Ａｌ1-x ）Ｎ（ｘ＝０．
５）層、ならびに最も外側の０．２μｍ ＴｉＮ層と続く。
りＷＣの組成を有し、ＷＣの平均粒径１．７μｍで、ＣＷ比０．９０に相当する
Ｗで合金化されたバインダー相を有する、本発明の超硬合金旋削インサートが、
従来のＰＶＤカソードアーク法を用いて合計被覆厚さ４．５μｍで被覆された。
その被覆は第１（最も内側）の０．２μｍ ＴｉＮ層、（Ｔｉx Ａｌ1-x ）Ｎ（
ｘは０．５および０．７５の間で交互に変動）の２３の交互サブ層を含む３．７
μｍ厚さの第２層、そして第３の０．４μｍの（Ｔｉx Ａｌ1-x ）Ｎ（ｘ＝０．
５）層、ならびに最も外側の０．２μｍ ＴｉＮ層と続く。
【００１３】
Ｂ．Ｃｏ８．０wt％、残りＷＣの組成を有し、平均ＷＣ粒径３．０μｍ、そし
てＣＷ比０．９４に相当するＷで低合金化されたバインダー相を有する市販超硬
合金旋削インサートが、ＴｉＮ／ＴｉＣＮ／ＴｉＣＮ／ＴｉＮの順序に従って２
．８μｍの厚さの従来の多層ＣＶＤ被覆により被覆された。サブ層はおおよそ同
一の厚さを有していた。
てＣＷ比０．９４に相当するＷで低合金化されたバインダー相を有する市販超硬
合金旋削インサートが、ＴｉＮ／ＴｉＣＮ／ＴｉＣＮ／ＴｉＮの順序に従って２
．８μｍの厚さの従来の多層ＣＶＤ被覆により被覆された。サブ層はおおよそ同
一の厚さを有していた。
【００１４】
操作：８０mm径の棒の交互の軸方向および正面旋削
加工物材料：オーステナイト系ステンレス鋼（ＡＩＳＩ３１６Ｌ）
切削速度：１６０ｍ／分
送り速度：０．４mm／rev
切削深さ：２mm
インサート型：ＣＮＭＧ１２０４０８−ＭＭ
結果： 工具寿命（サイクル）
インサートＡ（本発明） ５
インサートＢ（従来技術） ２
コメント：主要な摩耗メカニズムは切れ刃の塑性変形であり、逃げ面摩耗（ｆ
ｌａｎｋ ｗｅａｒ）をもたらした。工具寿命の基準は逃げ面摩耗＞０．３mmで
あった。 例２ ＡおよびＢからのインサートが旋削操作で試験された。
ｌａｎｋ ｗｅａｒ）をもたらした。工具寿命の基準は逃げ面摩耗＞０．３mmで
あった。 例２ ＡおよびＢからのインサートが旋削操作で試験された。
【００１５】
操作：２つの平らな面を有する１３０mm棒の正面旋削
加工物材料：オーステナイト系ステンレス鋼（ＳＳ２３４３）
切削速度：１９０ｍ／分
送り速度：０．３mm
切削深さ：２mm
インサート型：ＣＮＭＧ１２０４０８−ＭＭ
結果： 工具寿命（サイクル）
インサートＡ（本発明） １４
インサートＢ（従来技術） ６
コメント：性能の基準は不良な切削作用であった。インサートＢは操作中に切
りくずへの比較的多い凝着により生じる切る刃の欠けを比較的多く示す。 例３ ＡおよびＢからのインサートが旋削操作で試験された。
りくずへの比較的多い凝着により生じる切る刃の欠けを比較的多く示す。 例３ ＡおよびＢからのインサートが旋削操作で試験された。
【００１６】
操作：厚さ１８mmを有するリングの外面旋削
加工物材料：オーステナイト系ステンレス鋼（ＡＩＳＩ３１６Ｌ）
切削速度：１４０ｍ／分
送り速度：０．３５mm
切削深さ：４mm
インサート型：ＣＮＭＧ１９０６１６−ＭＲ
結果： 工具寿命（サイクル）
インサートＡ（本発明） ４０
インサートＢ（従来技術） ２９
コメント：刃の靭性不足による欠けにより生じた加工物のスポーリングであっ
た。 例４ ＡおよびＢからのインサートが旋削操作で試験された。
た。 例４ ＡおよびＢからのインサートが旋削操作で試験された。
【００１７】
操作：断続切削（Ｉｎｔｅｒｒｕｐｔｅｄ ｃｕｔｓ）を伴う縦方向旋削
（ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ ｔｕｒｎｉｎｇ）
加工物材料：鋼（ＳＳ１３１２）
切削速度：８０ｍ／分
送り速度：０．４mm
切削深さ：２mm
インサート型：ＣＮＭＧ１２０４０８−ＭＭ
結果： 工具寿命（サイクル）
インサートＡ（本発明） １０
インサートＢ（従来技術） ５
コメント：工具寿命の基準は刃の欠け（ｂｒｅａｋａｇｅ）であった。インサ
ートＡは全サイクルであった。差異が非常に大きいので、インサートＡはもっと
良好な靭性特性を有すると考えられる。 例５ ＡおよびＢからのインサートが旋削操作で試験された。
ートＡは全サイクルであった。差異が非常に大きいので、インサートＡはもっと
良好な靭性特性を有すると考えられる。 例５ ＡおよびＢからのインサートが旋削操作で試験された。
【００１８】
操作：７０mm径の棒の交互の正面研削および旋削（ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ
ｆａｃｉｎｇ ａｎｄ ｔｕｒｎｉｎｇ）
加工物材料：フェライトオーステナイト系鋼（ＳＡＦ２２０５）
切削速度：１００ｍ／分
送り速度：０．３mm
切削深さ：２mm
インサート型：ＣＮＭＧ１２０４０８−ＭＭ
結果： 工具寿命（サイクル）
インサートＡ（本発明） １１
インサートＢ（従来技術） ４
コメント：工具寿命の基準は刃の消耗（ｅｄｇｅ ｆｒｉｔｔｅｒｉｎｇ）に
よる不良な切削作用であったが、これは刃の靭性の不足による。 例６ ＡおよびＢからのインサートが研削操作で試験された。
よる不良な切削作用であったが、これは刃の靭性の不足による。 例６ ＡおよびＢからのインサートが研削操作で試験された。
【００１９】
操作：１２０mm径の棒の外面旋削
加工物材料：鋼（ＳＳ２５４１）
切削速度：１１０ｍ／分
送り速度：０．６mm
切削深さ：２mm
インサート型：ＣＮＭＧ１２０４０８−ＭＭ
結果： 刃のくぼみ(ｅｄｇｅ ｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎ)(mm)
インサートＡ（本発明） ０．０３５
インサートＢ（従来技術） ０．０８５
コメント：工具寿命の基準は切削における所持時間（０．５分）であった。く
ぼみは耐塑性変形性の不足により生じた。
ぼみは耐塑性変形性の不足により生じた。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｂ２２Ｆ 7/00 Ｂ２２Ｆ 7/00 Ｈ
Ｂ２３Ｂ 27/14 Ｂ２３Ｂ 27/14 Ａ
Ｂ
Ｃ２３Ｃ 14/06 Ｃ２３Ｃ 14/06 Ｐ
(72)発明者 リンドスコグ，ペル
スウェーデン国，エス−125 35 エルブ
スヨ，スタファン スタラレス ベーグ
17
Ｆターム(参考） 3C046 FF10 FF19 FF25 FF32 FF52
FF55
4K018 AD06 BA04 BA09 BA11 BA20
BB04 BC12 CA00 DA21 DA28
DA32 FA21 FA24 KA16
4K029 AA04 BA58 BA60 BB02 BC02
BD05 EA01 EA03 EA08
Claims (9)
- 【請求項１】 異なる組成および微細構造のステンレス鋼、ならびに低およ
び中合金化された非ステンレス鋼の、湿式および乾式機械加工、特に高靭性を要
求する用途のための、被覆された超硬合金切削工具（スルーアウェイインサート
（ｉｎｄｅｘａｂｌｅ ｉｎｓｅｒｔ））であり、ＷＣ−Ｃｏにもとづく超硬合
金体を含み、該体上には硬質で耐摩耗性の被覆が堆積されており、該超硬合金体
はＣｏ ９〜１２wt％、周期律表IVａ、ＶａもしくはVIａ族の元素の立方晶炭化
物０．２〜２．０wt％、残りは平均粒径１．５〜２μｍのＷＣであり、ＣＷ比０
．７７〜０．９５のＷ合金バインダー相からなる組成を含み、そして該被覆は、 第１（最も内側）のＴｉＮ薄層、 組成（Ｔｉx Ａｌ1-x ）Ｎ（ここでＸは２つの範囲、０．４５＜ｘ＜０．５５
および０．７０＜ｘ＜０．８０の間で繰り返して変動する）の０．０５〜０．２
μｍ厚さのサブ層の多層構造を含む第２層であり、ＴｉＮ結合層に隣接する第１
サブ層（Ｔｉx Ａｌ1-x ）Ｎは０．４５＜ｘ＜０．５５の範囲のｘ値を有し、第
２サブ層Ｔｉx Ａｌ1-x は０．７０＜ｘ＜０．８０の範囲のｘ値を有し、そして
第３サブ層は０．４５＜ｘ＜０．５５の範囲のｘを有する等、８〜３０のサブ層
が構成されるまで繰り返される、 第３の少くとも０．２μｍ厚さの（Ｔｉx Ａｌ1-x ）Ｎ層（ｘは０．４５＜ｘ
＜０．５５の範囲にある）、 第４（最も外側）のＴｉＮ薄層であり、合計被覆厚さを２〜９μｍの範囲に変
動させ、第２層の厚さは合計被覆厚さの７５〜９５％を構成する、 ことを特徴とする被覆された超硬合金切削工具。 - 【請求項２】 Ｃｏ含量が１０〜１１wt％であることを特徴とする請求項１
記載の切削工具インサート。 - 【請求項３】 金属Ｔａ、ＮｂおよびＴｉの立方晶炭化物１．２〜１．８wt
％を含むことを特徴とする請求項１もしくは２記載の切削工具インサート。 - 【請求項４】 Ｔａの含量が０．８wt％を超えることを特徴とする請求項１
〜３のいずれかに記載の切削工具インサート。 - 【請求項５】 ＣＷ比が０．８２〜０．９２であることを特徴とする請求項
１〜４のいずれかに記載の切削工具インサート。 - 【請求項６】 被覆が、第１（最も内側）の０．１〜０．５μｍの薄いＴｉ
Ｎ層、組成（Ｔｉx Ａｌ1-x ）Ｎ（ｘは０．４５＜ｘ＜０．５および０．７０＜
ｘ＜０．８０の２つの範囲の間を繰り返して変動する）の２２〜２４のサブ層の
多構造を有する第２の主要層、０．４５＜ｘ＜０．５５の範囲のｘ値を有する第
３の薄い、好ましくは０．４〜０．８層、ならびに第４の最も外側の薄い０．１
〜０．２μｍ ＴｉＮ層、からなることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに
記載の切削工具インサート。 - 【請求項７】 被覆が合計厚さ３．５〜７μｍを有することを特徴とする請
求項１〜６のいずれかに記載の切削工具インサート。 - 【請求項８】 平均ＷＣ粒径が１．６〜１．８μｍであることを特徴とする
請求項１〜７のいずれかに記載の切削工具インサート。 - 【請求項９】 請求項１〜８のいずれかに記載の高融点被覆を有する超硬合
金基質を含む切削工具インサートを製造する方法であり、 ＷＣ、Ｃｏおよび立方晶炭化物を含む粉末混合物を生成させること、 該粉末を、加圧剤、および所望のＣＷ比が得られるようなＷ金属、と混合する
こと、 混合物を粉砕し、スプレー乾燥して、所望の特性を有する粉末材料とすること
、 加圧し、約５０mbarの調節雰囲気下で１３００〜１５００℃の温度で粉末材料
を焼結し、ついで冷却すること、 ヘリを丸くすることを含む、従来の焼結後処理を行うこと、ならびに 硬質で、耐摩耗性の次の被覆を、ＰＶＤ法で付着させる、 ことを特徴とする切削インサートの製造方法。 第１（最も内側）のＴｉＮ薄層、 組成（Ｔｉx Ａｌ1-x ）Ｎ（ここでＸは２つの範囲、０．４５＜ｘ＜０．５５
および０．７０＜ｘ＜０．８０の間で繰り返して変動する）の０．０５〜０．２
μｍ厚さのサブ層の多層構造を含む第２層であり、ＴｉＮ結合層に隣接する第１
サブ層（Ｔｉx Ａｌ1-x ）Ｎは０．４５＜ｘ＜０．５５の範囲のｘ値を有し、第
２サブ層Ｔｉx Ａｌ1-x は０．７０＜ｘ＜０．８０の範囲のｘ値を有し、そして
第３サブ層は０．４５＜ｘ＜０．５５の範囲のｘを有する等、８〜３０のサブ層
が構成されるまで繰り返される、 第３の少くとも０．２μｍ厚さの（Ｔｉx Ａｌ1-x ）Ｎ層（ｘは０．４５＜ｘ
＜０．５５の範囲にある）、 第４（最も外側）のＴｉＮ薄層であり、合計被覆厚さを２〜９μｍの範囲に変
動させ、第２層の厚さは合計被覆厚さの７５〜９５％を構成する。
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|---|---|---|---|
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| SE9903122-1 | 1999-09-06 | ||
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|---|---|
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|---|---|
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-
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