JP2019051565A - 被覆切削工具 - Google Patents
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Abstract
Description
[1]
基材と、該基材の上に形成された被覆層とを備える被覆切削工具であって、
前記被覆層が、下部層と、該下部層の上に形成された上部層とを含み、
前記下部層が、2.0μm以上15.0μm以下の平均厚さを有し、下記式(1):
Ti(C1-x-yNxOy) (1)
(式中、xは、C元素とN元素とO元素との合計に対するN元素の原子比を示し、yは、C元素とN元素とO元素との合計に対するO元素の原子比を示し、0.35≦x≦0.60、0.01≦y≦0.10を満足する。)
で表される組成を有する化合物を含有するTiの炭窒酸化物層からなり、
前記下部層において、X線回折による(4,2,2)面のロッキングカーブの半値幅が20°以下であり、
前記上部層が、1.0μm以上15.0μm以下の平均厚さを有するα型酸化アルミニウム層からなり、
前記上部層において、X線回折による(0,0,12)面のロッキングカーブの半値幅が20°以下である、被覆切削工具。
[2]
前記下部層を構成する粒子の平均粒径が、0.5μm以上1.5μm以下である、[1]の被覆切削工具。
[3]
前記被覆層が、前記下部層と前記上部層との間に、下記式(2):
Ti(C1-a-bNaOb) (2)
(式中、aはC元素とN元素とO元素との合計に対するN元素の原子比を示し、bはC元素とN元素とO元素との合計に対するO元素の原子比を示し、0.00≦a≦0.30、0.01≦b≦0.10を満足する。)
で表される組成を有する化合物を含有するTiの化合物層からなる中間層を含み、
前記中間層が、0.05μm以上1.50μm以下の平均厚さを有する、[1]又は[2]の被覆切削工具。
[4]
前記被覆層は、前記基材と前記下部層との間に、Tiの窒化物層又はTiの炭化物層からなる最下層を含み、
前記最下層が、0.1μm以上1.5μm以下の平均厚さを有する、[1]〜[3]のいずれかの被覆切削工具。
[5]
前記被覆層全体の平均厚さが、3.0μm以上25.0μm以下である、[1]〜[4]のいずれかの被覆切削工具。
[6]
前記基材は、超硬合金、サーメット、セラミックス及び立方晶窒化硼素焼結体のいずれかである、[1]〜[5]のいずれかの被覆切削工具。
Ti(C1-x-yNxOy) (1)
(式中、xは、C元素とN元素とO元素との合計に対するN元素の原子比を示し、yは、C元素とN元素とO元素との合計に対するO元素の原子比を示し、0.35≦x≦0.60、0.01≦y≦0.10を満足する。)
で表される組成を有する化合物を含有するTiの炭窒酸化物層からなり、下部層において、X線回折による(4,2,2)面のロッキングカーブの半値幅は、20°以下であり、上部層は、1.0μm以上15.0μm以下の平均厚さを有するα型酸化アルミニウム層からなり、上部層において、X線回折による(0,0,12)面のロッキングカーブの半値幅は、20°以下である。
本実施形態の下部層は、下記式(1):
Ti(C1-x-yNxOy) (1)
で表される組成を有する化合物を含有するTiの炭窒酸化物層からなる。上記式(1)において、xは、C元素とN元素とO元素との合計に対するN元素の原子比を示し、0.35≦x≦0.60を満足する。前述のように、原子比xが0.35以上であることにより、耐欠損性が向上し、原子比xが0.60以下であることにより、耐摩耗性が向上する。その中でも、原子比xが0.36以上0.58以下であることが好ましく、0.40以上0.50以下であることがより好ましい。上記範囲内であると、耐摩耗性と耐欠損性とのバランスにより一層優れるため好ましい。yは、C元素とN元素とO元素との合計に対するO元素の原子比を示し、0.01≦y≦0.10を満足する。前述のように、原子比yが0.01以上0.10以下であることにより、耐欠損性が向上する。その中でも、原子比yが0.02以上0.08以下であることが好ましく、0.03以上0.07以下であることが好ましい。上記範囲内であると、耐摩耗性と耐欠損性とのバランスにより一層優れるため好ましい。
(測定条件)ω:ステップモード、特性X線:CuKα線、2θ原点:X線回折により測定した2θ(°)を固定、ステップ幅:1°、計測時間:10秒/ステップ、スキャン角度:30°〜90°
本実施形態の上部層は、α型酸化アルミニウム層からなる。本実施形態のα型酸化アルミニウム層の平均厚さは、1.0μm以上15.0μm以下である。α型酸化アルミニウム層の平均厚さが、1.0μm以上であると、被覆切削工具のすくい面における耐クレータ摩耗性が向上し、15.0μm以下であると被覆層の剥離がより一層抑制されることに主に起因して、被覆切削工具の耐欠損性が向上する。同様の観点から、α型酸化アルミニウム層の平均厚さは、1.5μm以上12.0μm以下であることが好ましく、3.0μm以上10.0μm以下であることがより好ましい。
本実施形態の被覆層は、下部層と上部層との間に、下記式(2):
Ti(C1-a-bNaOb) (2)
で表される組成を有する化合物を含有するTiの化合物層からなる中間層を含むと、中間層を介して、下部層と上部層とがより一層密着し、その結果、耐欠損性がより一層向上するため好ましい。上記式(2)において、aは、C元素とN元素とO元素との合計に対するN元素の原子比を示し、0.00≦a≦0.30を満足する。aが0.30以下であると、中間層を介して、下部層と上部層とがより一層密着しやすくなることに起因して、耐欠損性がより一層向上する傾向にある。同様の観点から、aが0.25以下であることが好ましく、0.22以下であることがより好ましい。一方、上記式(2)で表される組成に窒素が含まれなくてもよいが、窒素が含まれると、靭性がより一層向上する傾向にあり、同様の観点から、aが0.08以上であることが好ましく、0.20以上であることがより好ましい。bは、C元素とN元素とO元素との合計に対するO元素の原子比を示し、0.01≦b≦0.10を満足する。bが0.01以上であると、中間層を介して、下部層と上部層とがより一層密着しやすくなることに主に起因して、耐欠損性がより一層向上する傾向にある。bが0.10以下であると、中間層の強度がより一層向上することに主に起因して、耐欠損性がより一層向上する傾向にある。同様の観点から、bが0.03以上0.09以下であることがより好ましい。
本実施形態の被覆層は、基材と下部層との間に、Tiの窒化物層又は炭化物層からなる最下層を含むと、密着性がより一層向上するため好ましい。この最下層の平均厚さは、0.1μm以上1.5μm以下であると好ましい。平均厚さが0.1μm以上であると、Tiの窒化物層又は炭化物層がより一層均一な組織になることに起因して、密着性がより一層向上し、その結果、耐欠損性がより一層向上する傾向にある。一方、平均厚さが1.5μm以下であると、最下層としてのTiの窒化物層又は炭化物層が剥離の起点となるのをより一層抑制することに主に起因して、耐欠損性がより一層向上する傾向にある。同様の観点から、平均厚さは、0.4μm以上1.0μm以下であることがより好ましい。
本実施形態の被覆層は、基材とは反対側の最外層としてTiの窒化物層からなるTiN層を備えると、被覆切削工具の使用の有無等の使用状態を確認することができ、視認性に優れるので好ましい。TiN層の平均厚さは、0.2μm以上5.0μm以下であることが好ましい。TiN層の平均厚さが0.2μm以上であると、α型酸化アルミニウム層の粒子が脱落するのをより一層抑制できる傾向にあり、5.0μm以下であると被覆切削工具の耐欠損性がより一層向上する傾向にある。同様の観点から、平均厚さは、0.3μm以上3.0μm以下であることがより好ましい。
(測定条件)ω:ステップモード、特性X線:CuKα線、2θ原点:X線回折により測定した2θ(°)を固定、ステップ幅:1°、計測時間:10秒/ステップ、スキャン角度:30°〜90°
一方、試料の(0,0,12)面のロッキングカーブの半値幅は、以下の測定条件によって測定した。
(測定条件)ω:ステップモード、特性X線:CuKα線、2θ原点:90.665°固定、ステップ幅:1°、計測時間:10秒/ステップ、スキャン角度:6.3°〜69.3°
その結果を、表12及び表13に示す。
用いた基材:基材1
被削材:S45Cの丸棒、
切削速度:230m/min、
送り:0.25mm/rev、
切り込み:2.0mm、
クーラント:有り、
評価項目:試料が欠損、又は最大逃げ面摩耗幅が0.2mmに至った時を工具寿命とし、工具寿命までの加工時間を測定した。また、加工時間が15分における損傷状態をSEMで確認した。
用いた基材:基材2
被削材:S45Cの2本の溝入り丸棒
切削速度:150m/min、
送り:0.15mm/rev、
切り込み:1.7mm、
クーラント:有り、
評価項目:試料が欠損した時、又は最大逃げ面摩耗幅が0.2mmに至った時を工具寿命とし、工具寿命までの加衝撃回数を測定した。また、衝撃回数が5000回における損傷状態をSEMで観察した。
Claims (6)
- 基材と、該基材の上に形成された被覆層とを備える被覆切削工具であって、
前記被覆層が、下部層と、該下部層の上に形成された上部層とを含み、
前記下部層が、2.0μm以上15.0μm以下の平均厚さを有し、下記式(1):
Ti(C1-x-yNxOy) (1)
(式中、xは、C元素とN元素とO元素との合計に対するN元素の原子比を示し、yは、C元素とN元素とO元素との合計に対するO元素の原子比を示し、0.35≦x≦0.60、0.01≦y≦0.10を満足する。)
で表される組成を有する化合物を含有するTiの炭窒酸化物層からなり、
前記下部層において、X線回折による(4,2,2)面のロッキングカーブの半値幅が20°以下であり、
前記上部層が、1.0μm以上15.0μm以下の平均厚さを有するα型酸化アルミニウム層からなり、
前記上部層において、X線回折による(0,0,12)面のロッキングカーブの半値幅が20°以下である、被覆切削工具。 - 前記下部層を構成する粒子の平均粒径が、0.5μm以上1.5μm以下である、請求項1に記載の被覆切削工具。
- 前記被覆層が、前記下部層と前記上部層との間に、下記式(2):
Ti(C1-a-bNaOb) (2)
(式中、aはC元素とN元素とO元素との合計に対するN元素の原子比を示し、bはC元素とN元素とO元素との合計に対するO元素の原子比を示し、0.00≦a≦0.30、0.01≦b≦0.10を満足する。)
で表される組成を有する化合物を含有するTiの化合物層からなる中間層を含み、
前記中間層が、0.05μm以上1.50μm以下の平均厚さを有する、請求項1又は2に記載の被覆切削工具。 - 前記被覆層は、前記基材と前記下部層との間に、Tiの窒化物層又はTiの炭化物層からなる最下層を含み、
前記最下層が、0.1μm以上1.5μm以下の平均厚さを有する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の被覆切削工具。 - 前記被覆層全体の平均厚さが、3.0μm以上25.0μm以下である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の被覆切削工具。
- 前記基材は、超硬合金、サーメット、セラミックス及び立方晶窒化硼素焼結体のいずれかである、請求項1〜5のいずれか1項に記載の被覆切削工具。
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6946613B1 (ja) * | 2020-04-10 | 2021-10-06 | 住友電工ハードメタル株式会社 | 切削工具 |
JP6946614B1 (ja) * | 2020-04-10 | 2021-10-06 | 住友電工ハードメタル株式会社 | 切削工具 |
WO2021205646A1 (ja) * | 2020-04-10 | 2021-10-14 | 住友電工ハードメタル株式会社 | 切削工具 |
JP2022015066A (ja) * | 2020-07-08 | 2022-01-21 | 株式会社タンガロイ | 被覆切削工具 |
JP2022015073A (ja) * | 2020-07-08 | 2022-01-21 | 株式会社タンガロイ | 被覆切削工具 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7141601B2 (ja) * | 2019-12-19 | 2022-09-26 | 株式会社タンガロイ | 被覆切削工具 |
JP7353591B2 (ja) * | 2020-05-25 | 2023-10-02 | 株式会社タンガロイ | 被覆切削工具 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5389805A (en) * | 1977-01-19 | 1978-08-08 | Mitsubishi Metal Corp | Covered superhard alloy product and its preparation |
JPH08151297A (ja) * | 1994-10-05 | 1996-06-11 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ダイヤモンドの製造方法 |
JP2001025905A (ja) * | 1999-07-15 | 2001-01-30 | Hitachi Metals Ltd | 炭窒酸化チタン被覆工具 |
JP2004114268A (ja) * | 2002-09-27 | 2004-04-15 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 被覆切削工具 |
WO2012079769A1 (en) * | 2010-12-17 | 2012-06-21 | Seco Tools Ab | Coated cubic boron nitride tool for machining applications |
JP2015009358A (ja) * | 2013-06-27 | 2015-01-19 | サンドビック インテレクチュアル プロパティー アクティエボラーグ | 被覆切削工具 |
EP3034653A1 (en) * | 2014-12-19 | 2016-06-22 | Sandvik Intellectual Property AB | Cvd coated cutting tool |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3109306B2 (ja) * | 1992-11-25 | 2000-11-13 | 三菱マテリアル株式会社 | 硬質被覆層の耐摩耗性が向上した表面被覆サーメット製切削工具 |
SE502174C2 (sv) * | 1993-12-23 | 1995-09-04 | Sandvik Ab | Sätt och alster vid beläggning av ett skärande verktyg med ett aluminiumoxidskikt |
SE526603C3 (sv) * | 2003-01-24 | 2005-11-16 | Sandvik Intellectual Property | Belagt hårdmetallskär |
JP2005131730A (ja) * | 2003-10-30 | 2005-05-26 | Mitsubishi Materials Corp | 硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を有する表面被覆サーメット製切削工具 |
SE529200C2 (sv) * | 2005-11-21 | 2007-05-29 | Sandvik Intellectual Property | Belagt skär, metod för dess framställning samt användning |
SE529856C2 (sv) * | 2005-12-16 | 2007-12-11 | Sandvik Intellectual Property | Belagt hårdmetallskär, sätt att tillverka detta samt dess användning för fräsning |
US7906230B2 (en) * | 2006-09-05 | 2011-03-15 | Tungaloy Corporation | Coated cutting tool and method for producing the same |
CN103171178B (zh) * | 2011-12-23 | 2015-06-10 | 株洲钻石切削刀具股份有限公司 | 一种改善涂层结构的切削刀具及其制备方法 |
KR101687142B1 (ko) | 2016-07-20 | 2016-12-15 | 한국야금 주식회사 | 절삭공구용 경질피막 |
-
2017
- 2017-09-14 JP JP2017176414A patent/JP6727553B2/ja active Active
-
2018
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- 2018-08-31 CN CN201811011151.1A patent/CN109500414B/zh active Active
- 2018-09-11 EP EP18193853.1A patent/EP3456858B1/en active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5389805A (en) * | 1977-01-19 | 1978-08-08 | Mitsubishi Metal Corp | Covered superhard alloy product and its preparation |
JPH08151297A (ja) * | 1994-10-05 | 1996-06-11 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ダイヤモンドの製造方法 |
JP2001025905A (ja) * | 1999-07-15 | 2001-01-30 | Hitachi Metals Ltd | 炭窒酸化チタン被覆工具 |
JP2004114268A (ja) * | 2002-09-27 | 2004-04-15 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 被覆切削工具 |
WO2012079769A1 (en) * | 2010-12-17 | 2012-06-21 | Seco Tools Ab | Coated cubic boron nitride tool for machining applications |
JP2015009358A (ja) * | 2013-06-27 | 2015-01-19 | サンドビック インテレクチュアル プロパティー アクティエボラーグ | 被覆切削工具 |
EP3034653A1 (en) * | 2014-12-19 | 2016-06-22 | Sandvik Intellectual Property AB | Cvd coated cutting tool |
JP2016137564A (ja) * | 2014-12-19 | 2016-08-04 | サンドビック インテレクチュアル プロパティー アクティエボラーグ | Cvd被覆切削工具 |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6946613B1 (ja) * | 2020-04-10 | 2021-10-06 | 住友電工ハードメタル株式会社 | 切削工具 |
JP6946614B1 (ja) * | 2020-04-10 | 2021-10-06 | 住友電工ハードメタル株式会社 | 切削工具 |
WO2021205644A1 (ja) * | 2020-04-10 | 2021-10-14 | 住友電工ハードメタル株式会社 | 切削工具 |
WO2021205645A1 (ja) * | 2020-04-10 | 2021-10-14 | 住友電工ハードメタル株式会社 | 切削工具 |
WO2021205646A1 (ja) * | 2020-04-10 | 2021-10-14 | 住友電工ハードメタル株式会社 | 切削工具 |
JP6984111B1 (ja) * | 2020-04-10 | 2021-12-17 | 住友電工ハードメタル株式会社 | 切削工具 |
US11207736B2 (en) | 2020-04-10 | 2021-12-28 | Sumitomo Electric Hardmetal Corp. | Cutting tool |
CN113905842A (zh) * | 2020-04-10 | 2022-01-07 | 住友电工硬质合金株式会社 | 切削工具 |
JP2022015066A (ja) * | 2020-07-08 | 2022-01-21 | 株式会社タンガロイ | 被覆切削工具 |
JP2022015073A (ja) * | 2020-07-08 | 2022-01-21 | 株式会社タンガロイ | 被覆切削工具 |
JP7167966B2 (ja) | 2020-07-08 | 2022-11-09 | 株式会社タンガロイ | 被覆切削工具 |
JP7167965B2 (ja) | 2020-07-08 | 2022-11-09 | 株式会社タンガロイ | 被覆切削工具 |
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Publication number | Publication date |
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