JP2017096820A - Abrasion resistance evaluation method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an abrasion resistance evaluation method allowing an evaluation test simulating an abrasion behavior during an actual use of a cutting tool.SOLUTION: The abrasion resistance evaluation method includes the steps of: preparing a subject 10 having a ridge portion 13 at which adjacent rake face 11 and flank 12 covered with a hard film 20 cross each other; installing the subject 10 so that the ridge portion 13 face the supply side of an abrasion material S; and evaluating the abrasion resistance of the hard film 20 on the basis of the abrasion behavior when hard powder in the abrasion material S supplied toward the ridge portion 13 is collided with it.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、耐摩耗性評価方法に関する。   The present invention relates to a wear resistance evaluation method.

従来、金属部品等において表面強度の向上や耐摩耗性の向上のため、部品表面に皮膜をコーティングする技術が知られている。このようなコーティング皮膜について、膜の強度や耐摩耗性等の特性を評価するための方法や装置が必要である。下記特許文献１〜３には、このような評価方法及び評価装置の例として、皮膜が形成された被験体に対して液体に砥粒が混入した摩耗材を噴射し、砥粒の衝突による皮膜の減量によって膜特性を評価する方法及び装置が開示されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a technique for coating a film on a part surface to improve surface strength and wear resistance in a metal part or the like is known. For such a coating film, a method and an apparatus for evaluating properties such as the strength and abrasion resistance of the film are required. In Patent Documents 1 to 3 below, as an example of such an evaluation method and evaluation apparatus, a coating material formed by injecting a wear material in which abrasive grains are mixed into a liquid is sprayed on a subject on which a film is formed, and the film is caused by collision of abrasive grains. A method and apparatus for evaluating membrane properties by weight loss is disclosed.

下記特許文献１，２には、液体に砥粒が混入した摩耗材を被験体に噴射する噴射部と、摩耗材を収納する収納部と、噴射後の摩耗材を回収する回収部と、を備えた皮膜評価装置を用いて、砥粒の衝突による皮膜の減量と使用された砥粒の量との関係から膜特性を評価する方法が開示されている。また下記特許文献３には、噴射部から被験体に摩耗材を噴射可能な位置と、計測部により膜特性を評価可能な位置と、を自動的に切り替える機構を備えた皮膜評価装置が開示されている。   In the following Patent Documents 1 and 2, an injection unit that injects a wear material in which abrasive grains are mixed into a liquid, a storage unit that stores the wear material, and a collection unit that collects the wear material after injection, There is disclosed a method for evaluating film characteristics from the relationship between the amount of film loss due to collision of abrasive grains and the amount of abrasive grains used, using the provided film evaluation apparatus. Patent Document 3 listed below discloses a film evaluation apparatus including a mechanism that automatically switches between a position where the wear material can be injected from the injection unit onto the subject and a position where the film characteristic can be evaluated by the measurement unit. ing.

特開２０１０−２３７０７１号公報JP 2010-237071 A 特開２０１０−２３７０７３号公報JP 2010-237073 A 特開２００６−１８４１８８号公報JP 2006-184188 A

上記特許文献１〜３に開示された皮膜の耐摩耗性評価方法では、定形の被験体が準備され、その平坦面に向かって摩耗材が噴射され、当該摩耗材の衝突による皮膜の摩耗量を測定することにより、皮膜の耐久性（すなわち被覆工具の耐久性）が評価される。この評価方法は、定形の被験体を用いて行われるものに過ぎず、切削工具等の実際に使用される工具の形状を有する被験体を用いたものではない。そのため、従来では、切削工具の切れ刃等のような稜部において皮膜の摩耗が特に進行し易い治工具部品の実使用時における摩耗挙動を模擬することができず、これと相関性のある評価試験を行うことが困難であった。   In the method for evaluating the abrasion resistance of the film disclosed in Patent Documents 1 to 3, a fixed-shaped subject is prepared, the wear material is injected toward the flat surface, and the wear amount of the film due to the collision of the wear material is measured. By measuring, the durability of the film (that is, the durability of the coated tool) is evaluated. This evaluation method is only performed using a fixed-form subject, and does not use a subject having the shape of a tool that is actually used, such as a cutting tool. For this reason, conventionally, it has been impossible to simulate the wear behavior during actual use of jig tool parts where the wear of the coating is particularly likely to proceed at the ridges such as cutting edges of cutting tools, and there is a correlation with this. It was difficult to conduct the test.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、稜部において皮膜の摩耗が特に進行し易い部材の実使用時における摩耗挙動を模擬した評価試験を可能とする耐摩耗性評価方法を提供することである。   The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is wear resistance that enables an evaluation test that simulates the wear behavior during actual use of a member that is particularly prone to wear of the coating at the ridge. It is to provide an evaluation method.

本発明の一局面に係る耐摩耗性評価方法は、被験体を被覆する硬質皮膜に摩耗材を衝突させたときの摩耗挙動により前記硬質皮膜の耐摩耗性を評価する耐摩耗性評価方法である。上記耐摩耗性評価方法は、硬質皮膜により被覆され、隣り合う複数の面が交わった稜部を有する被験体を準備するステップと、前記摩耗材の供給側に前記稜部が向くように前記被験体を設置するステップと、前記稜部に向かって供給される前記摩耗材を衝突させたときの摩耗挙動により前記硬質皮膜の耐摩耗性を評価するステップと、を備える。   An abrasion resistance evaluation method according to one aspect of the present invention is an abrasion resistance evaluation method for evaluating the abrasion resistance of the hard coating according to the wear behavior when a wear material collides with a hard coating covering a subject. . The wear resistance evaluation method includes the steps of: preparing a subject having a ridge that is covered with a hard film and intersecting a plurality of adjacent surfaces; and the test so that the ridge is directed to the wear material supply side. A step of installing a body, and a step of evaluating the wear resistance of the hard coating based on a wear behavior when the wear material supplied toward the ridge is collided.

本発明者は、切削工具のように物体の稜部において皮膜の摩耗が特に進行し易い部材の実使用時における皮膜の摩耗挙動を模擬することについて鋭意検討を行った。その結果、以下の知見を得て、本発明に想到した。   The inventor has intensively studied to simulate the wear behavior of a film during actual use of a member such as a cutting tool in which the wear of the film is particularly likely to proceed at the ridge portion of the object. As a result, the following knowledge was obtained and the present invention was conceived.

切削工具の使用時に生じる摩耗は、すくい面摩耗と逃げ面摩耗とに分類され、特に被削面と摺動するすくい面においてはアブレシブ摩耗が支配的になる。すくい面摩耗は、切れ刃（エッジ部）の皮膜が消失して工具表面が露出するまでの間は皮膜表面から工具と皮膜との界面に向かって厚み方向に進行し、工具が露出した後は工具と皮膜との境界部分が切れ刃の先端から徐々に移動することにより進行する。つまり、切削工具の実使用時では、工具の露出後においては皮膜単独で摩耗が進行するのではなく、工具と皮膜との密着性などの影響も考えられる複雑な摩耗挙動を示す。本発明者は、上述のような摩耗挙動、特に工具の露出後における摩耗挙動を模擬することについて着目し、詳細な検討を行った結果、切削工具の切れ刃のような物体の稜部に向かって摩耗材を衝突させる方法に着想した。   Wear that occurs when using a cutting tool is classified into rake face wear and flank face wear, and abrasive wear is dominant on rake faces that slide with the cut surface. Rake surface wear progresses in the thickness direction from the coating surface to the interface between the tool and the coating until the tool surface is exposed after the coating of the cutting edge (edge) disappears, and after the tool is exposed It progresses by the boundary part of a tool and a film | membrane moving gradually from the front-end | tip of a cutting blade. That is, during actual use of the cutting tool, after the exposure of the tool, wear does not proceed by the coating alone, but shows a complicated wear behavior that may be affected by the adhesion between the tool and the coating. The inventor paid attention to simulating the wear behavior as described above, in particular, the wear behavior after the exposure of the tool, and as a result of detailed examination, the inventor was directed to the ridge portion of the object such as the cutting edge of a cutting tool. The idea was to make the wear material collide.

本発明に係る耐摩耗性評価方法では、被験体の稜部に向かって摩耗材を供給し、当該摩耗材を衝突させることで当該稜部において被験体が露出するように皮膜を厚み方向に摩耗させ、その後、皮膜の側部に摩耗材を衝突させることで被験体と皮膜との境界部分が移動するように皮膜の摩耗を進行させることができる。従って、上記耐摩耗性評価方法によれば、切削工具の稜部のように実使用時に皮膜の摩耗が特に進行し易い部位での摩耗挙動を模擬することが可能となり、これと相関性のある耐摩耗試験を行うことができる。   In the wear resistance evaluation method according to the present invention, the wear material is supplied toward the ridge portion of the subject, and the coating is worn in the thickness direction so that the subject is exposed at the ridge portion by colliding the wear material. Then, the wear of the coating can be advanced so that the boundary between the subject and the coating moves by causing the wear material to collide with the side of the coating. Therefore, according to the wear resistance evaluation method, it is possible to simulate the wear behavior in a portion where the wear of the film is particularly likely to proceed during actual use, such as the ridge portion of a cutting tool, and there is a correlation with this. An abrasion resistance test can be performed.

上記耐摩耗性評価方法において、前記摩耗材は、硬質粉末が分散した液体であってもよい。   In the wear resistance evaluation method, the wear material may be a liquid in which hard powder is dispersed.

切削工具のすくい面摩耗においては、すくい面と摺動する被削材は、当該すくい面に略平行に移動する。ここで、硬質粉末を液体に分散させずにそのまま噴射した場合には、被験体表面で反射してしまうため、被験体表面に平行に硬質粉末を移動させることが困難である。これに対して、上記耐摩耗性評価方法では、硬質粉末を液体に分散させた摩耗材を供給することにより、硬質粉末の被験体表面での反射が抑制され、衝突後においても被験体表面に沿って平行に摩耗材を移動させることができる。これにより、実際の切削工具の使用時に近い皮膜の摩耗挙動を再現することができる。また、硬質粉末をそのまま噴射した場合に比べて、より局部的かつ均一に摩耗材を衝突させることも可能になる。   In rake face wear of a cutting tool, a work material that slides on the rake face moves substantially parallel to the rake face. Here, when the hard powder is sprayed as it is without being dispersed in the liquid, it is reflected on the surface of the subject, so that it is difficult to move the hard powder parallel to the surface of the subject. In contrast, in the wear resistance evaluation method described above, by supplying a wear material in which hard powder is dispersed in a liquid, reflection of the hard powder on the surface of the subject is suppressed, and even after a collision, The wear material can be moved in parallel along. Thereby, it is possible to reproduce the wear behavior of the film close to the actual use of the cutting tool. In addition, compared with the case where the hard powder is sprayed as it is, the wear material can be collided more locally and uniformly.

上記耐摩耗性評価方法において、前記耐摩耗性を評価するステップは、前記被験体の露出後において、前記被験体と前記硬質皮膜との境界部分の移動速度を測定する後評価ステップを含んでいてもよい。   In the wear resistance evaluation method, the step of evaluating the wear resistance includes a post-evaluation step of measuring a moving speed of a boundary portion between the subject and the hard coating after the subject is exposed. Also good.

これにより、皮膜が厚み方向に減量する摩耗挙動だけでなく、被験体表面の露出部分が面方向に広がる摩耗挙動も評価することができる。つまり、被験体と皮膜との密着性が影響する摩耗挙動も考慮して耐摩耗性を評価することができる。そのため、切削工具の実使用時に近い摩耗挙動を模擬した耐摩耗性評価が可能になる。   Accordingly, it is possible to evaluate not only the wear behavior in which the film is reduced in the thickness direction but also the wear behavior in which the exposed portion of the subject surface spreads in the plane direction. That is, the wear resistance can be evaluated in consideration of the wear behavior influenced by the adhesion between the subject and the film. Therefore, it becomes possible to evaluate the wear resistance simulating the wear behavior close to the actual use of the cutting tool.

上記耐摩耗性評価方法において、前記後評価ステップでは、前記被験体の表面における露出部分の幅の時間変化により、前記境界部分の移動速度を測定してもよい。   In the wear resistance evaluation method, in the post-evaluation step, the moving speed of the boundary portion may be measured by a time change of the width of the exposed portion on the surface of the subject.

皮膜の摩耗により被験体表面に形成される露出部分の幅は、画像解析などの簡易な方法によって容易に測定することができる。そのため、当該露出部分の幅を経時的に測定することにより、被験体と皮膜との境界部分の移動速度を容易に測定することができる。   The width of the exposed portion formed on the surface of the subject due to wear of the film can be easily measured by a simple method such as image analysis. Therefore, by measuring the width of the exposed part over time, the moving speed of the boundary part between the subject and the film can be easily measured.

上記耐摩耗性評価方法において、前記耐摩耗性を評価するステップは、前記被験体の露出前における前記硬質皮膜の厚み方向への摩耗速度を測定する前評価ステップをさらに含んでいてもよい。   In the wear resistance evaluation method, the step of evaluating the wear resistance may further include a pre-evaluation step of measuring a wear rate in a thickness direction of the hard coating before the subject is exposed.

これにより、被験体の露出後において被験体と皮膜との境界部分が移動する摩耗挙動だけでなく、被験体の露出前において皮膜が厚み方向に減量する摩耗挙動も考慮して耐摩耗性を評価することができる。そのため、切削工具の実使用時にさらに近い摩耗挙動を模擬した耐摩耗性評価が可能になる。   As a result, the wear resistance is evaluated in consideration of not only the wear behavior in which the boundary between the subject and the film moves after the subject is exposed, but also the wear behavior in which the film is reduced in the thickness direction before the subject is exposed. can do. Therefore, it becomes possible to evaluate the wear resistance that simulates the wear behavior that is closer to the actual use of the cutting tool.

上記耐摩耗性評価方法において、前記被験体は、切削工具の刃先部であってもよい。前記稜部は、前記刃先部において被削材を切削する切れ刃であってもよい。   In the wear resistance evaluation method, the subject may be a cutting edge of a cutting tool. The ridge may be a cutting edge that cuts a work material at the cutting edge.

これにより、摩耗材の衝突により切れ刃において工具表面が露出するように皮膜を厚み方向に摩耗させ、その後、工具と皮膜との境界部分が移動するように皮膜を摩耗させることができる。従って、切削工具の実使用時における摩耗挙動を模擬した耐摩耗性評価試験が可能になる。   Thus, the coating can be worn in the thickness direction so that the tool surface is exposed at the cutting edge due to the collision of the wear material, and then the coating can be worn so that the boundary portion between the tool and the coating moves. Therefore, a wear resistance evaluation test simulating the wear behavior during actual use of the cutting tool is possible.

本発明によれば、稜部において皮膜の摩耗が特に進行し易い部材の実使用時における摩耗挙動を模擬した評価試験を可能とする耐摩耗性評価方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the abrasion-resistance evaluation method which enables the evaluation test which simulated the wear behavior at the time of actual use of the member in which wear of a film | membrane is especially easy to advance in a ridge part can be provided.

本実施形態に係る耐摩耗性評価方法に使用される循環式のＭＳＥ試験機の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the circulation type MSE testing machine used for the abrasion-resistance evaluation method which concerns on this embodiment. 触針式二次元粗さ計により被験体の表面形状を測定する様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the surface shape of a test subject is measured with a stylus type two-dimensional roughness meter. 上記耐摩耗性評価方法の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the said abrasion resistance evaluation method. 上記耐摩耗性評価方法で使用されるインサートの構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the insert used with the said abrasion resistance evaluation method. 被験体が摩耗材の噴射方向に対して傾いた状態で設置された状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the state by which the test subject was installed in the state inclined with respect to the injection direction of an abrasion material. 摩耗材の噴射による硬質皮膜の摩耗挙動を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the wear behavior of the hard film by the injection of a wear material. 硬質皮膜の摩耗後に被験体表面を観察した光学顕微鏡写真である。It is the optical microscope photograph which observed the test subject surface after abrasion of a hard film. インサートの切れ刃における皮膜の摩耗状態を示す写真である。It is a photograph which shows the abrasion state of the film | membrane in the cutting edge of insert. インサートにおける皮膜の摩耗挙動を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the abrasion behavior of the film | membrane in an insert. インサートにおける摩耗幅の時間変化を示すグラフである。It is a graph which shows the time change of the wear width in an insert.

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態につき詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

（試験装置）
まず、本実施形態に係る耐摩耗性評価方法に使用される試験装置１の構成について、図１を参照して説明する。 (Test equipment)
First, the configuration of the test apparatus 1 used in the wear resistance evaluation method according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

試験装置１は、硬質粉末が液体に分散した摩耗材Ｓを圧縮空気により加速して被験体１０に向かって噴射するマイクロスラリージェットエロージョン（ＭＳＥ）方式の装置である。試験装置１は、循環式のＭＳＥ試験機であって、被験体１０がセットされるテーブル２と、被験体１０に向かって摩耗材Ｓを噴射するノズル４と、被験体１０への摩耗材Ｓの噴射が行われるタンク８と、タンク８内において摩耗材Ｓを攪拌するミキサー７と、ノズル４に圧縮空気を供給する空気供給部５と、を有する。   The test apparatus 1 is a micro-slurry jet erosion (MSE) system apparatus that accelerates the wear material S in which hard powder is dispersed in a liquid with compressed air and injects the wear material S toward a subject 10. The test apparatus 1 is a circulation type MSE tester, and includes a table 2 on which the subject 10 is set, a nozzle 4 that injects the wear material S toward the subject 10, and the wear material S on the subject 10. A tank 8 in which the spraying is performed, a mixer 7 that stirs the wear material S in the tank 8, and an air supply unit 5 that supplies compressed air to the nozzle 4.

テーブル２は、タンク８内の上部空間に配置され、被験体１０がセットされる設置面２Ａを有する。図１では、被験体１０の表面がノズル４に向く姿勢となっているが、設置面２Ａは、被験体１０の稜部がノズル４（噴射口４Ａ）に向く姿勢で設置可能なように構成されている。   The table 2 is disposed in an upper space in the tank 8 and has an installation surface 2A on which the subject 10 is set. In FIG. 1, the surface of the subject 10 faces the nozzle 4, but the installation surface 2 </ b> A is configured so that the ridge portion of the subject 10 can be placed with the posture facing the nozzle 4 (jet port 4 </ b> A). Has been.

ミキサー７は、タンク８内の下部に配置されている。ミキサー７は、ノズル４から被験体１０に噴射された後、タンク８の下部空間に貯留される摩耗材Ｓを攪拌する。ミキサー７においてプロペラよりも上側の部分には、吸入孔６が形成されている。試験装置１は、循環式の装置であるため、当該吸入孔６から吸い上げた摩耗材Ｓを再びノズル４に供給可能に構成されている。   The mixer 7 is disposed in the lower part of the tank 8. The mixer 7 agitates the wear material S stored in the lower space of the tank 8 after being injected from the nozzle 4 onto the subject 10. In the mixer 7, a suction hole 6 is formed in a portion above the propeller. Since the test device 1 is a circulating device, the wear material S sucked up from the suction hole 6 can be supplied to the nozzle 4 again.

空気供給部５は、エアーコンプレッサー５Ａと、エアーコンプレッサー５Ａとノズル４とを接続する空気配管５Ｂと、空気配管５Ｂの途中に設けられたレギュレーター５Ｃ、圧力センサ５Ｄ及び電磁弁５Ｅと、によって構成されている。エアーコンプレッサー５Ａで発生させた圧縮空気は空気配管５Ｂを通じてノズル４に供給される。圧縮空気の流量はレギュレーター５Ｃにより調節され、圧力センサ５Ｄにより圧力が測定される。また電磁弁５Ｅを開閉することにより、空気配管５Ｂ内における圧縮空気の流通及び遮断が切り替えられる。電磁弁５Ｅにはタイマー５Ｆが設けられている。   The air supply unit 5 includes an air compressor 5A, an air pipe 5B that connects the air compressor 5A and the nozzle 4, and a regulator 5C, a pressure sensor 5D, and a solenoid valve 5E that are provided in the middle of the air pipe 5B. ing. The compressed air generated by the air compressor 5A is supplied to the nozzle 4 through the air pipe 5B. The flow rate of the compressed air is adjusted by the regulator 5C, and the pressure is measured by the pressure sensor 5D. Further, by opening and closing the electromagnetic valve 5E, the flow and shut-off of the compressed air in the air pipe 5B are switched. The electromagnetic valve 5E is provided with a timer 5F.

ノズル４は、圧縮空気によって加速された摩耗材Ｓをテーブル２上の被験体１０に向かって噴射する。ノズル４は、摩耗材Ｓを噴射するための噴射口４Ａを有する。ノズル４は、タンク８の側面（右側面）からテーブル２に向かって摩耗材Ｓを噴射できるように、噴射口４Ａを水平方向に向けた状態でタンク８の上部側面に設置されている。   The nozzle 4 injects the wear material S accelerated by the compressed air toward the subject 10 on the table 2. The nozzle 4 has an injection port 4A for injecting the wear material S. The nozzle 4 is installed on the upper side surface of the tank 8 with the injection port 4A facing in the horizontal direction so that the wear material S can be injected from the side surface (right side surface) of the tank 8 toward the table 2.

（計測器）
次に、摩耗材Ｓを噴射した後の被験体１０の各種計測を行うための計測器について説明する。この計測器は、上記試験装置１に設けられたものではなく、別の装置である。 (Measuring instrument)
Next, a measuring instrument for performing various measurements of the subject 10 after the wear material S is injected will be described. This measuring instrument is not provided in the test apparatus 1 but is a separate apparatus.

この計測器は、光学顕微鏡や電子顕微鏡などの画像取得手段と、取得された画像を表示するディスプレイなどの画像表示手段と、取得された画像を解析する画像解析手段と、被験体１０を被覆する皮膜の摩耗速度の演算等を行う演算手段と、光学式又は触針式の形状測定手段と、を有する。   The measuring instrument covers the subject 10 with an image acquisition unit such as an optical microscope or an electron microscope, an image display unit such as a display for displaying the acquired image, an image analysis unit for analyzing the acquired image, and the subject 10. Computation means for computing the wear rate of the film and the like, and optical or stylus shape measurement means.

試験者は、摩耗材Ｓの噴射によって被験体１０を被覆する皮膜が消失し、被験体１０が露出したことを、画像表示手段において確認することができる。そして、被験体１０が露出するまでの時間と試験開始前の皮膜の厚みとに基づいて、演算手段により皮膜の厚み方向の摩耗速度を算出することができる。また試験者は、被験体１０の露出部分の幅を画像解析手段により測定することができる。そして、当該露出部分の幅の時間変化に基づいて、演算手段により皮膜の面方向の摩耗速度を算出することができる。   The tester can confirm in the image display means that the film covering the subject 10 has disappeared by the injection of the wear material S and the subject 10 has been exposed. Based on the time until the subject 10 is exposed and the thickness of the film before the start of the test, the wear rate in the thickness direction of the film can be calculated by the calculation means. Further, the tester can measure the width of the exposed portion of the subject 10 by the image analysis means. Then, the wear rate in the surface direction of the film can be calculated by the calculation means based on the time change of the width of the exposed portion.

図２は、摩耗材Ｓを噴射した後の被験体１０の表面形状を形状測定手段（二次元粗さ計）を用いて測定する様子を示している。摩耗材Ｓの噴射によって被験体１０の表面は摩耗し、これによりエロージョン痕１０Ａが形成される。図２中の破線３１に示すように、エロージョン痕１０Ａを触針式のプローブ３０でなぞることにより、断面形状を測定することができる。このような形状測定と摩耗材Ｓの噴射とを繰り返すことで、被験体１０の断面形状を経時的に観察することができる。   FIG. 2 shows how the surface shape of the subject 10 after the wear material S is injected is measured using a shape measuring means (two-dimensional roughness meter). The surface of the subject 10 is abraded by the injection of the wear material S, thereby forming an erosion mark 10A. As shown by a broken line 31 in FIG. 2, the cross-sectional shape can be measured by tracing the erosion mark 10 </ b> A with a stylus probe 30. By repeating such shape measurement and the injection of the wear material S, the cross-sectional shape of the subject 10 can be observed over time.

（耐摩耗性評価方法）
次に、上記試験装置１を用いて実施される本実施形態に係る耐摩耗性評価方法について、図３に示すフローチャートに沿って説明する。 (Abrasion resistance evaluation method)
Next, the wear resistance evaluation method according to the present embodiment, which is performed using the test apparatus 1, will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

まず、被験体を準備するステップＳ１０が実施される。このステップＳ１０では、被験体１０として、図４に示す切削工具のインサート（刃先部）が準備される。   First, step S10 for preparing a subject is performed. In step S <b> 10, an insert (cutting edge part) of the cutting tool shown in FIG. 4 is prepared as the subject 10.

このインサートは、切削工具のシャンク先端に取り付けて使用される。被験体１０は、平面視で四角形状を有し、超硬合金などの硬質材料からなる。被験体１０は、被削材（図示しない）に食い込んですくい上げる部分であるすくい面１１と、被削材との接触を避けるために逃がされた部分である逃げ面１２と、を有する。すくい面１１が逃げ面１２と繋がる部分が切れ刃１３となっている。切れ刃１３は、被削材に接触して切削する部分であり、隣り合うすくい面１１と逃げ面１２とが交わった稜線を含む稜部である。被験体１０の四隅には、すくい面１１とこれに隣り合う２つの逃げ面１２とが交わった頂点部１４（稜部）が設けられている。被験体１０の表面は、例えばＴｉＡｌＮなどの金属セラミックス材料からなる硬質皮膜により被覆されている。この硬質皮膜は、ＡＩＰ（アークイオンプレーティング）法などの所定の成膜法によって被験体１０上に形成されている。   This insert is used by being attached to a shank tip of a cutting tool. The subject 10 has a quadrangular shape in plan view and is made of a hard material such as cemented carbide. The subject 10 has a rake face 11 that is a part to be scooped up into a work material (not shown) and a flank 12 that is a part that is escaped to avoid contact with the work material. A portion where the rake face 11 is connected to the flank 12 is a cutting edge 13. The cutting edge 13 is a portion that contacts and cuts the work material, and is a ridge portion including a ridge line where adjacent rake surfaces 11 and flank surfaces 12 intersect. The four corners of the subject 10 are provided with apexes 14 (ridges) where the rake face 11 and two flank faces 12 adjacent to the rake face 11 intersect. The surface of the subject 10 is covered with a hard film made of a metal ceramic material such as TiAlN. The hard film is formed on the subject 10 by a predetermined film forming method such as an AIP (arc ion plating) method.

次に、被験体を設置するステップＳ２０が実施される。このステップＳ２０では、上記ステップＳ１０で準備された被験体１０が、試験装置１（図１）のテーブル２上にセットされる。ここで、被験体１０は、図５に示すように、摩耗材Ｓの噴射方向に対して所定の傾斜角θを成すように傾いた状態で設置面２Ａに設置される。これにより、被験体１０の稜部（切れ刃）１３が摩耗材Ｓの供給側（すなわち噴射口４Ａ側）に向いた状態となり、後述のステップＳ３０においてノズル４から稜部１３に向かって摩耗材Ｓを噴射することができる。被験体１０は、任意の手段によって上記傾斜状態で設置することが可能であり、例えば治具を用いて傾斜させてもよいし、テーブル２自体を傾斜させてもよい。   Next, step S20 for installing the subject is performed. In this step S20, the subject 10 prepared in step S10 is set on the table 2 of the test apparatus 1 (FIG. 1). Here, as shown in FIG. 5, the subject 10 is installed on the installation surface 2 </ b> A in a state of being inclined so as to form a predetermined inclination angle θ with respect to the injection direction of the wear material S. As a result, the ridge portion (cutting edge) 13 of the subject 10 is directed to the supply side of the wear material S (that is, the injection port 4A side), and the wear material is directed from the nozzle 4 toward the ridge portion 13 in step S30 described later. S can be injected. The subject 10 can be installed in an inclined state by any means. For example, the subject 10 may be inclined using a jig, or the table 2 itself may be inclined.

被験体１０は、すくい面１１及び逃げ面１２の両面に対して均等に摩耗材Ｓが噴射されるように傾斜角θが４５°で設置されることが好ましいが、すくい面１１及び逃げ面１２のうちいずれか一方の面に対して重点的に摩耗材Ｓを噴射する場合には、それに応じて傾斜角θが調整されてもよい。具体的には、すくい面１１に対して重点的に噴射する場合には傾斜角θが４５°を超える値に設定されてもよいし、逃げ面１２に重点的に噴射する場合には傾斜角θが４５°未満の値に設定されてもよい。   The subject 10 is preferably installed at an inclination angle θ of 45 ° so that the wear material S is evenly injected to both the rake face 11 and the flank face 12, but the rake face 11 and the flank face 12. In the case where the wear material S is preferentially sprayed on one of the surfaces, the inclination angle θ may be adjusted accordingly. Specifically, the inclination angle θ may be set to a value exceeding 45 ° when the injection is focused on the rake face 11, or the inclination angle when the injection is focused on the flank 12. θ may be set to a value less than 45 °.

次に、硬質皮膜の耐摩耗性を評価するステップＳ３０が実施される。このステップＳ３０では、図６に示すように、硬質粉末が液体に分散した摩耗材Ｓが被験体１０の稜部１３に向かって噴射され、摩耗材Ｓを硬質皮膜２０に衝突させたときの摩耗挙動により硬質皮膜２０の耐摩耗性が評価される。   Next, step S30 for evaluating the wear resistance of the hard coating is performed. In this step S30, as shown in FIG. 6, the wear material S in which the hard powder is dispersed in the liquid is sprayed toward the ridge portion 13 of the subject 10, and the wear when the wear material S collides with the hard coating 20. The wear resistance of the hard coating 20 is evaluated by the behavior.

このステップＳ３０は、以下に説明するように、被験体１０の露出前に実施される前評価ステップＳ３１と、被験体１０の露出後に実施される後評価ステップＳ３２と、を含む。図６上段は、摩耗材Ｓの噴射方向に対して垂直な方向から見たときの硬質皮膜２０の摩耗挙動を示しており、図６下段は、摩耗材Ｓの噴射方向から見たときの硬質皮膜２０の摩耗挙動を示している。図６（Ａ）は、被験体１０が露出する前の状態を示し、図６（Ｂ）は、被験体１０が露出した時点の状態を示し、図６（Ｃ）は、被験体１０が露出した後の状態を示している。   As described below, this step S30 includes a pre-evaluation step S31 performed before the subject 10 is exposed and a post-evaluation step S32 performed after the subject 10 is exposed. The upper part of FIG. 6 shows the wear behavior of the hard coating 20 when viewed from the direction perpendicular to the injection direction of the wear material S, and the lower part of FIG. The wear behavior of the film 20 is shown. 6A shows a state before the subject 10 is exposed, FIG. 6B shows a state when the subject 10 is exposed, and FIG. 6C shows the state where the subject 10 is exposed. Shows the state after.

摩耗材Ｓに含まれる硬質粉末は、アルミナ（コランダム）、ＳｉＣ（アランダム）又はダイヤモンド粒子などの硬質粒子からなる。この硬質粒子の粒径は、０．５〜１００μｍ程度であるが、被験体１０の形状や硬質皮膜２０の種類及び膜厚によって適宜選択することができる。また摩耗材Ｓの噴射速度、噴射量及び稜部１３と噴射口４Ａとの間の距離も自由に設定可能であり、硬質粒子の粒径と同様に適宜選択することができる。   The hard powder contained in the wear material S is made of hard particles such as alumina (corundum), SiC (alundum) or diamond particles. The particle size of the hard particles is about 0.5 to 100 μm, but can be appropriately selected depending on the shape of the subject 10, the type and thickness of the hard coating 20. Moreover, the injection speed of the wear material S, the injection amount, and the distance between the ridge portion 13 and the injection port 4A can be freely set, and can be appropriately selected similarly to the particle size of the hard particles.

まず、前評価ステップＳ３１では、図６（Ａ）に示すように、被験体１０の稜部１３に向かって摩耗材Ｓが噴射され、摩耗材Ｓ中の硬質粉末との衝突により硬質皮膜２０が厚み方向に摩耗する。このステップＳ３１では、稜部１３において硬質皮膜２０が消失して被験体１０が露出する前において、硬質皮膜２０の厚み方向への摩耗速度が測定される。   First, in the pre-evaluation step S31, as shown in FIG. 6A, the wear material S is sprayed toward the ridge portion 13 of the subject 10, and the hard coating 20 is formed by collision with the hard powder in the wear material S. Wear in the thickness direction. In this step S31, before the hard coating 20 disappears at the ridge 13 and the subject 10 is exposed, the wear rate in the thickness direction of the hard coating 20 is measured.

具体的には、摩耗材Ｓを所定時間噴射した後、図２に示すように二次元粗さ計により稜部１３の形状を測定し、これを試験開始前の稜部１３の形状と比較することにより摩耗速度が測定される。つまり、摩耗材Ｓの噴射時間とその間における硬質皮膜２０の膜厚減少量とによって摩耗速度が算出される。また、画像表示手段により被験体１０の露出を確認し、被験体１０が露出するまでの時間と試験開始前における硬質皮膜２０の膜厚とに基づいて摩耗速度が算出されてもよい。   Specifically, after injecting the wear material S for a predetermined time, the shape of the ridge 13 is measured with a two-dimensional roughness meter as shown in FIG. 2, and this is compared with the shape of the ridge 13 before the start of the test. Thus, the wear rate is measured. That is, the wear rate is calculated from the spray time of the wear material S and the amount of decrease in the film thickness of the hard coating 20 during that time. Further, the exposure of the subject 10 may be confirmed by the image display means, and the wear rate may be calculated based on the time until the subject 10 is exposed and the film thickness of the hard coating 20 before the start of the test.

次に、後評価ステップＳ３２では、稜部１３において硬質皮膜２０が消失して被験体１０が露出した後（図６（Ｂ））、当該稜部１３に向かって摩耗材Ｓが引き続き噴射される。硬質皮膜２０は、すくい面１１及び逃げ面１２に沿う表面２０Ｂと、これに交差する側面２０Ａと、を含む。摩耗材Ｓは、図６（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、すくい面１１及び逃げ面１２に沿って稜部１３から離れる方向に流れる。摩耗材Ｓ中の硬質粉末は硬質皮膜２０の側面２０Ａに衝突し、これにより被験体１０と硬質皮膜２０との境界部分Ａ１，Ａ２が稜部１３から離れる方向に移動するように硬質皮膜２０の摩耗が進行する。つまり、稜部１３を起点として、すくい面１１及び逃げ面１２の各々の面内において硬質皮膜２０の摩耗が進行する。このステップＳ３２では、上記摩耗挙動における境界部分Ａ１，Ａ２の移動速度が測定される。   Next, in the post-evaluation step S32, after the hard coating 20 disappears in the ridge 13 and the subject 10 is exposed (FIG. 6B), the wear material S is continuously injected toward the ridge 13. . The hard coating 20 includes a surface 20B along the rake face 11 and the flank face 12, and a side face 20A intersecting with the surface 20B. As shown in FIGS. 6B and 6C, the wear material S flows along the rake face 11 and the flank face 12 in a direction away from the ridge 13. The hard powder in the wear material S collides with the side surface 20 </ b> A of the hard coating 20, whereby the boundary portions A <b> 1 and A <b> 2 between the subject 10 and the hard coating 20 move in a direction away from the ridge portion 13. Wear progresses. That is, the wear of the hard coating 20 proceeds in each of the rake face 11 and the flank face 12 starting from the ridge 13. In step S32, the moving speed of the boundary portions A1 and A2 in the wear behavior is measured.

具体的には、光学顕微鏡により被験体１０表面の画像が取得され、取得された画像がディスプレイ上に表示される。そして、画像解析により、図７に示すように被験体と硬質皮膜との境界部分を示す境界位置Ｌ１，Ｌ２が決定される。ここで、境界部分の位置は、稜部１３が延びる方向においてばらつきが生じるため、境界位置Ｌ１，Ｌ２は、その平均位置として決定されてもよい。しかし、境界位置Ｌ１，Ｌ２の決定はこれに限定されず種々の方法が可能であり、例えば稜部１３が延びる方向における特定の位置のみに基づいて決定されてもよい。この境界位置Ｌ１，Ｌ２を経時的に測定し、その時間変化によって境界部分Ａ１，Ａ２が稜部１３から離れる方向（図６（Ｃ）下段の矢印）に移動する速度が測定される。   Specifically, an image of the surface of the subject 10 is acquired by an optical microscope, and the acquired image is displayed on the display. Then, boundary positions L1 and L2 indicating the boundary portion between the subject and the hard coating are determined by image analysis as shown in FIG. Here, since the position of the boundary portion varies in the direction in which the ridge portion 13 extends, the boundary positions L1 and L2 may be determined as the average position. However, the determination of the boundary positions L1 and L2 is not limited to this, and various methods are possible. For example, the boundary positions L1 and L2 may be determined based only on a specific position in the direction in which the ridge 13 extends. The boundary positions L1 and L2 are measured over time, and the speed at which the boundary portions A1 and A2 move in the direction away from the ridge 13 (lower arrow in FIG. 6C) is measured.

また、ディスプレイ上に表示された被験体１０表面の画像において、画像解析により露出部分Ｂの幅Ｗを摩耗幅として測定し、その時間変化により境界部分Ａ１，Ａ２の移動速度が測定されてもよい。幅Ｗは、図６（Ｃ）下段に示すように、すくい面１１における被験体１０と硬質皮膜２０との境界部分Ａ１と、逃げ面１２における被験体１０と硬質皮膜２０との境界部分Ａ２との間の距離である。以上のステップＳ１０〜Ｓ３０を順に実施することにより、本実施形態に係る耐摩耗性評価方法が完了する。   Further, in the image of the surface of the subject 10 displayed on the display, the width W of the exposed portion B may be measured as an abrasion width by image analysis, and the moving speed of the boundary portions A1 and A2 may be measured by the change over time. . As shown in the lower part of FIG. 6C, the width W includes a boundary portion A1 between the subject 10 and the hard coating 20 on the rake face 11, and a boundary portion A2 between the subject 10 and the hard coating 20 on the flank 12 Is the distance between. The wear resistance evaluation method according to the present embodiment is completed by sequentially performing the above steps S10 to S30.

（作用効果）
次に、上記本実施形態に係る耐摩耗性評価方法の特徴及びその作用効果について説明する。 (Function and effect)
Next, features of the wear resistance evaluation method according to the present embodiment and its operation and effects will be described.

本実施形態に係る耐摩耗性評価方法は、稜部１３を有する被験体１０を準備するステップＳ１０と、摩耗材Ｓの供給側に稜部１３が向くように被験体１０を設置するステップＳ２０と、稜部１３に向かって供給される摩耗材Ｓを衝突させたときの摩耗挙動により硬質皮膜２０の耐摩耗性を評価するステップＳ３０と、を備えている。   The wear resistance evaluation method according to the present embodiment includes a step S10 for preparing the subject 10 having the ridge portion 13, and a step S20 for installing the subject 10 so that the ridge portion 13 faces the supply side of the wear material S. Step S30 for evaluating the wear resistance of the hard coating 20 based on the wear behavior when the wear material S supplied toward the ridge 13 is made to collide.

図８は、すくい面１１０及び逃げ面１２０が設けられた切削工具の刃先部（インサート）１００を示し、図９は、図８中の矢印部分において断面視したインサート１００を示している。切削工具のすくい面１１０における摩耗は、切れ刃（稜部）１３０において硬質皮膜２００が消失して工具表面が露出した後、図９（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、インサート１００と硬質皮膜２００との境界部分Ａ１が稜部１３０から離れる方向（図中矢印方向）に徐々に移動することにより進行する。これにより、図９（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、すくい面１１０においてインサート１００の露出部分が拡大し、摩耗幅Ｗが徐々に大きくなる。このように、切削工具の実使用時における摩耗は、インサートが露出した後においては、厚み方向に減量する挙動だけでなく、インサートと皮膜との密着性により影響される複雑な挙動を示す。   FIG. 8 shows a cutting edge portion (insert) 100 of a cutting tool provided with a rake face 110 and a flank face 120, and FIG. 9 shows the insert 100 in a cross-sectional view at an arrow portion in FIG. 8. As shown in FIGS. 9A and 9B, the wear on the rake face 110 of the cutting tool occurs after the hard coating 200 disappears at the cutting edge (ridge) 130 and the tool surface is exposed. It progresses by the boundary part A1 with the film 200 gradually moving in the direction away from the ridge 130 (in the direction of the arrow in the figure). As a result, as shown in FIGS. 9A and 9B, the exposed portion of the insert 100 is enlarged on the rake face 110, and the wear width W is gradually increased. As described above, the wear during actual use of the cutting tool shows not only a behavior of decreasing in the thickness direction but also a complicated behavior affected by the adhesion between the insert and the film after the insert is exposed.

これに対して、本実施形態に係る耐摩耗性評価方法では、図６に示すように、被験体１０の稜部１３に向かって摩耗材Ｓを噴射し、摩耗材Ｓ中の硬質粉末を衝突させることで当該稜部１３において被験体１０が露出するように硬質皮膜２０を厚み方向に摩耗させ、その後、硬質皮膜２０の側面２０Ａに硬質粉末を衝突させることで被験体１０と硬質皮膜２０との境界部分Ａ１，Ａ２が移動するように硬質皮膜２０の摩耗を進行させることができる。従って、上記耐摩耗性評価方法によれば、切削工具の実使用時における摩耗挙動を模擬することが可能となり、これと相関性のある耐摩耗試験を行うことができる。   On the other hand, in the wear resistance evaluation method according to the present embodiment, as shown in FIG. 6, the wear material S is injected toward the ridge portion 13 of the subject 10, and the hard powder in the wear material S is collided. Thus, the hard coating 20 is worn in the thickness direction so that the subject 10 is exposed at the ridge 13, and then the subject 10 and the hard coating 20 are made to collide with the hard powder against the side surface 20 </ b> A of the hard coating 20. The hard coating 20 can be worn so that the boundary portions A1 and A2 move. Therefore, according to the wear resistance evaluation method, it is possible to simulate the wear behavior during actual use of the cutting tool, and a wear resistance test having a correlation therewith can be performed.

上記耐摩耗性評価方法では、硬質粉末が分散した液体が摩耗材Ｓとして用いられる。これにより、被験体１０表面での硬質粉末の反射が抑制され、当該硬質粉末を被験体１０表面に沿って略平行に移動させることが可能となり、切削工具の実使用時に近い皮膜の摩耗挙動を再現することができる。また硬質粉末をそのまま投射した場合に比べて、より局部的かつ均一に硬質粉末を衝突させることができる。   In the wear resistance evaluation method, a liquid in which hard powder is dispersed is used as the wear material S. Thereby, the reflection of the hard powder on the surface of the subject 10 is suppressed, and the hard powder can be moved substantially parallel along the surface of the subject 10, so that the wear behavior of the film close to the actual use of the cutting tool can be achieved. Can be reproduced. Moreover, compared with the case where hard powder is projected as it is, hard powder can collide more locally and uniformly.

上記耐摩耗性を評価するステップＳ３０は、被験体１０の露出後において、被験体１０と硬質皮膜２０との境界部分Ａ１，Ａ２の移動速度を測定する後評価ステップＳ３２を含む。このステップＳ３２により、硬質皮膜２０が厚み方向に減量する摩耗挙動だけでなく、被験体１０表面の露出部分Ｂが面方向に広がる摩耗挙動も評価することができる。従って、被験体１０と硬質皮膜２０との密着性が影響する摩耗挙動を考慮した耐摩耗性評価が可能になる。また境界部分Ａ１，Ａ２の移動速度は、被験体１０表面における露出部分Ｂの幅Ｗの時間変化に基づいて測定されてもよい。   The step S30 for evaluating the wear resistance includes a post-evaluation step S32 for measuring the moving speed of the boundary portions A1 and A2 between the subject 10 and the hard coating 20 after the subject 10 is exposed. By this step S32, not only the wear behavior in which the hard coating 20 decreases in the thickness direction, but also the wear behavior in which the exposed portion B of the surface of the subject 10 spreads in the plane direction can be evaluated. Therefore, it is possible to evaluate the wear resistance in consideration of the wear behavior influenced by the adhesion between the subject 10 and the hard coating 20. Moreover, the moving speed of the boundary portions A1 and A2 may be measured based on the temporal change of the width W of the exposed portion B on the surface of the subject 10.

上記耐摩耗性を評価するステップＳ３０は、被験体１０の露出前における硬質皮膜２０の厚み方向への摩耗速度を測定する前評価ステップＳ３１を含む。このステップＳ３１により、被験体１０表面の露出後において被験体１０と硬質皮膜２０との境界部分Ａ１，Ａ２が移動する摩耗挙動だけでなく、被験体１０表面の露出前において硬質皮膜２０が厚み方向に減量する摩耗挙動も考慮して耐摩耗性を評価することができる。そのため、切削工具の実使用状態により近い摩耗挙動を模擬することができる。   The step S30 for evaluating the wear resistance includes a pre-evaluation step S31 for measuring the wear rate in the thickness direction of the hard coating 20 before the subject 10 is exposed. By this step S31, not only the wear behavior in which the boundary portions A1 and A2 between the subject 10 and the hard coating 20 move after the surface of the subject 10 is exposed, but also the hard coating 20 is in the thickness direction before the surface of the subject 10 is exposed. In addition, the wear resistance can be evaluated in consideration of the wear behavior which is reduced in weight. Therefore, it is possible to simulate the wear behavior closer to the actual use state of the cutting tool.

（その他実施形態）
上記実施形態において、被験体１０の切れ刃１３に向かって摩耗材Ｓを噴射して硬質皮膜２０の耐摩耗性を評価する場合に限られず、頂点部１４に向かって摩耗材Ｓを噴射してもよい。 (Other embodiments)
In the above embodiment, the present invention is not limited to the case where the wear material S is sprayed toward the cutting edge 13 of the subject 10 and the wear resistance of the hard coating 20 is evaluated, and the wear material S is sprayed toward the apex portion 14. Also good.

上記実施形態において、硬質粉末が液体に分散した摩耗材Ｓが噴射される場合に限られず、硬質粉末が単独で投射されてもよい。しかし、上述の通り被験体１０表面での反射を抑制する観点から上記実施形態のように液体に分散した状態で噴射されることが好ましい。   In the said embodiment, it is not restricted to the case where the abrasion material S which hard powder disperse | distributed to the liquid is injected, Hard powder may be projected independently. However, from the viewpoint of suppressing reflection on the surface of the subject 10 as described above, it is preferable to be ejected in a state dispersed in a liquid as in the above embodiment.

上記実施形態において、被験体１０は、切削工具のインサートに限られず、せん断用工具などの治工具部品やタービンブレードなどの機械部品のように、物体の稜部において皮膜の摩耗が進行し易い部材であってもよい。そして、これらの部材の稜部に向かって摩耗材を供給することで、上記実施形態と同様に実使用時における摩耗挙動を模擬した耐摩耗性評価試験が可能になる。   In the above-described embodiment, the subject 10 is not limited to the insert of a cutting tool, but is a member in which the wear of the film easily proceeds at the ridge portion of an object, such as a jig part such as a shearing tool or a machine part such as a turbine blade. It may be. Then, by supplying the wear material toward the ridges of these members, a wear resistance evaluation test simulating the wear behavior during actual use can be performed as in the above embodiment.

（実施例）
図１に示した循環式のＭＳＥ試験機である試験装置１を用いて、以下の実験を行った。 (Example)
The following experiment was conducted using the test apparatus 1 which is a circulation type MSE tester shown in FIG.

まず、被験体として、ＴｉＡｌＮ膜（厚み：約１０μｍ）により被覆された超硬合金製のインサートを準備した。ＴｉＡｌＮ膜は、ＡＩＰ法により成膜した。次に、稜部（切れ刃）を噴射口４Ａ側に向けた状態でインサートをテーブル２上にセットし、当該稜部に向かって摩耗材Ｓを噴射した。試験条件は、以下の通りとした。   First, a cemented carbide insert covered with a TiAlN film (thickness: about 10 μm) was prepared as a subject. The TiAlN film was formed by the AIP method. Next, the insert was set on the table 2 with the ridge (cutting edge) facing the injection port 4A, and the wear material S was sprayed toward the ridge. The test conditions were as follows.

＜試験条件＞
粒子径：＃２０００（平均粒径：６．９μｍ）
摩耗材Ｓにおける粒子濃度：３質量％
投射距離：１０ｍｍ
投射角度：４５°
摩耗材Ｓの噴射後におけるインサートの表面を光学顕微鏡により観察し、その写真からインサート表面の露出部分の幅Ｗを経時的に測定した。 <Test conditions>
Particle size: # 2000 (average particle size: 6.9 μm)
Particle concentration in the wear material S: 3% by mass
Projection distance: 10mm
Projection angle: 45 °
The surface of the insert after injection of the wear material S was observed with an optical microscope, and the width W of the exposed portion of the insert surface was measured over time from the photograph.

図７は、摩耗材Ｓの噴射方向から見たときのインサート表面の光学顕微鏡写真であり、摩耗材Ｓの噴射により形成された摩耗幅Ｗが示されている。図１０のグラフは、インサート表面における摩耗幅Ｗの時間変化を示すグラフである。   FIG. 7 is an optical micrograph of the insert surface as viewed from the direction of injection of the wear material S, and shows the wear width W formed by the injection of the wear material S. The graph of FIG. 10 is a graph which shows the time change of the wear width W in the insert surface.

図１０のグラフの通り、試験が開始される時間Ｔ０から時間Ｔ１までは摩耗幅Ｗはゼロであり、時間Ｔ１が経過した後から摩耗幅Ｗは略直線的に増加した。よって、試験開始前におけるＴｉＡｌＮ膜の膜厚をインサートが露出するまでの時間Ｔ０〜Ｔ１で割ることにより、インサートが露出する前におけるＴｉＡｌＮ膜の厚み方向への摩耗速度を算出することができた。また時間Ｔ１の経過後において摩耗幅Ｗが増加する傾きにより、摩耗幅Ｗの増加速度が得られ、インサートとＴｉＡｌＮ膜との境界部分の移動速度が得られた。このようにして、実際の切削工具のすくい面における摩耗挙動を模擬した耐摩耗性評価を行うことができた。   As shown in the graph of FIG. 10, the wear width W was zero from the time T0 when the test was started to the time T1, and the wear width W increased substantially linearly after the time T1 had elapsed. Therefore, the wear rate in the thickness direction of the TiAlN film before the insert was exposed could be calculated by dividing the film thickness of the TiAlN film before the start of the test by the time T0 to T1 until the insert was exposed. Further, the increase rate of the wear width W was obtained due to the inclination of the increase in the wear width W after the lapse of time T1, and the moving speed of the boundary portion between the insert and the TiAlN film was obtained. In this way, it was possible to evaluate wear resistance simulating the wear behavior on the rake face of an actual cutting tool.

今回開示された実施形態及び実施例は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと解されるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなくて特許請求の範囲により示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。   It should be understood that the embodiments and examples disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

１ 試験装置、２ テーブル、２Ａ 設置面、４ ノズル、４Ａ 噴射口、５ 空気供給部、５Ａ エアーコンプレッサー、５Ｂ 空気配管、５Ｃ レギュレーター、５Ｄ 圧力センサ、５Ｅ 電磁弁、５Ｆ タイマー、６ 吸入口、７ ミキサー、８ タンク、１０ 被験体、１０Ａ エロージョン痕、１１ すくい面、１２ 逃げ面、１３ 切れ刃（稜部）、１４ 頂点部（稜部）、２０ 硬質皮膜、２０Ａ 側面、２０Ｂ 表面、３０ プローブ   1 Test device, 2 table, 2A installation surface, 4 nozzle, 4A injection port, 5 air supply unit, 5A air compressor, 5B air piping, 5C regulator, 5D pressure sensor, 5E solenoid valve, 5F timer, 6 suction port, 7 Mixer, 8 tanks, 10 subjects, 10A erosion mark, 11 rake face, 12 flank face, 13 cutting edge (ridge), 14 vertex (ridge), 20 hard coating, 20A side, 20B surface, 30 probe

Claims (6)

被験体を被覆する硬質皮膜に摩耗材を衝突させたときの摩耗挙動により前記硬質皮膜の耐摩耗性を評価する耐摩耗性評価方法であって、
硬質皮膜により被覆され、隣り合う複数の面が交わった稜部を有する被験体を準備するステップと、
前記摩耗材の供給側に前記稜部が向くように前記被験体を設置するステップと、
前記稜部に向かって供給される前記摩耗材を衝突させたときの摩耗挙動により前記硬質皮膜の耐摩耗性を評価するステップと、を備えた、耐摩耗性評価方法。 A wear resistance evaluation method for evaluating the wear resistance of the hard coating according to the wear behavior when the wear material collides with the hard coating covering the subject,
Preparing a subject covered with a hard coating and having a ridge where a plurality of adjacent surfaces intersect;
Installing the subject so that the ridge portion faces the supply side of the wear material;
A method for evaluating the wear resistance of the hard coating based on a wear behavior when the wear material supplied toward the ridge is collided. 前記摩耗材は、硬質粉末が分散した液体である、請求項１に記載の耐摩耗性評価方法。   The wear resistance evaluation method according to claim 1, wherein the wear material is a liquid in which hard powder is dispersed. 前記耐摩耗性を評価するステップは、前記被験体の露出後において、前記被験体と前記硬質皮膜との境界部分の移動速度を測定する後評価ステップを含む、請求項１又は２に記載の耐摩耗性評価方法。   The step of evaluating the wear resistance includes a post-evaluation step of measuring a moving speed of a boundary portion between the subject and the hard coating after the subject is exposed. Abrasion evaluation method. 前記後評価ステップでは、前記被験体の表面における露出部分の幅の時間変化により、前記境界部分の移動速度を測定する、請求項３に記載の耐摩耗性評価方法。   The wear resistance evaluation method according to claim 3, wherein, in the post-evaluation step, the moving speed of the boundary portion is measured by a change with time of the width of the exposed portion on the surface of the subject. 前記耐摩耗性を評価するステップは、前記被験体の露出前における前記硬質皮膜の厚み方向への摩耗速度を測定する前評価ステップをさらに含む、請求項３又は４に記載の耐摩耗性評価方法。   The wear resistance evaluation method according to claim 3 or 4, wherein the step of evaluating the wear resistance further includes a pre-evaluation step of measuring a wear rate in a thickness direction of the hard coating before the subject is exposed. . 前記被験体は、切削工具の刃先部であり、
前記稜部は、前記刃先部において被削材を切削する切れ刃である、請求項１〜５の何れか１項に記載の耐摩耗性評価方法。 The subject is a cutting edge of a cutting tool;
The wear resistance evaluation method according to any one of claims 1 to 5, wherein the ridge portion is a cutting edge that cuts a work material at the cutting edge portion.
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