JP2508523B2 - 表面被覆超硬合金製切削工具 - Google Patents
表面被覆超硬合金製切削工具Info
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- JP2508523B2 JP2508523B2 JP62058419A JP5841987A JP2508523B2 JP 2508523 B2 JP2508523 B2 JP 2508523B2 JP 62058419 A JP62058419 A JP 62058419A JP 5841987 A JP5841987 A JP 5841987A JP 2508523 B2 JP2508523 B2 JP 2508523B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、すぐれた靭性と硬質被覆層密着性を有
し、さらにすぐれた耐摩耗性を有し、したがつて鋼の連
続切削は勿論のこと、特に鋼の断続切削や、高送り切削
などの重切削に用いた場合にすぐれた切削性能を著しく
長期に亘つて発揮する表面被覆超硬合金製切削工具に関
するものである。
し、さらにすぐれた耐摩耗性を有し、したがつて鋼の連
続切削は勿論のこと、特に鋼の断続切削や、高送り切削
などの重切削に用いた場合にすぐれた切削性能を著しく
長期に亘つて発揮する表面被覆超硬合金製切削工具に関
するものである。
従来、一般に、重量％で（以下％は重量％を示す）、 硬質分散相形成成分として、TiとＷの複合金属炭化
物、Tiと、NbおよびTaのうちの１種または２種と、Ｗの
複合金属炭化物｛以下、それぞれ（Ti,W）Ｃ、（Ti,Nb,
W）Ｃ、（Ti,Ta,W）Ｃ、および（Ti,Nb,Ta,W）Ｃで示
す）のうちのいずれか１種:5〜30％、 結合相形成成分としてCo:4〜10％、 を含有し、残りが同じく硬質分散相形成成分としての炭
化タングステン（以下WCで示す）と不可避不純物からな
る組成を有する超硬合金が、原料粉末として、例えば
（Ti,W）Ｃ粉末、炭化チタン（以下TiCで示す）粉末、
炭化ニオブ（以下NbCで示す）粉末、炭化タンタル（以
下、TaCで示す）粉末、TaとNbの炭化物（以下、（Ta,N
b）Ｃで示す）粉末、WC粉末、およびCo粉末などを用
い、これら原料粉末を所定の配合組成に配合し、混合し
た後、圧粉体にプレス成形し、ついでこの圧粉体を、圧
力:10-1torr以下の真空中、1300〜1500℃の範囲内の所
定温度に、１〜２時間の範囲内の所定時間の条件で焼結
することにより製造され、かつこの超硬合金を基体とし
て用い、その表面に、通常の化学蒸着法や物理蒸着法を
用いて、 TiCからなる平均層厚:2〜８μｍの内側層と、 炭酸化チタン（以下TiCOで示す）、炭窒酸化チタン
（以下TiCNOで示す）、および酸化アルミニウム（以下A
l2O3で示す）のうちの１種の単層または２種以上の複層
からなる平均層厚:0.3〜３μｍの外側層、 からなる硬質被覆層を形成してなる表面被覆超硬合金を
切削工具として用いることはよく知られるところであ
る。
物、Tiと、NbおよびTaのうちの１種または２種と、Ｗの
複合金属炭化物｛以下、それぞれ（Ti,W）Ｃ、（Ti,Nb,
W）Ｃ、（Ti,Ta,W）Ｃ、および（Ti,Nb,Ta,W）Ｃで示
す）のうちのいずれか１種:5〜30％、 結合相形成成分としてCo:4〜10％、 を含有し、残りが同じく硬質分散相形成成分としての炭
化タングステン（以下WCで示す）と不可避不純物からな
る組成を有する超硬合金が、原料粉末として、例えば
（Ti,W）Ｃ粉末、炭化チタン（以下TiCで示す）粉末、
炭化ニオブ（以下NbCで示す）粉末、炭化タンタル（以
下、TaCで示す）粉末、TaとNbの炭化物（以下、（Ta,N
b）Ｃで示す）粉末、WC粉末、およびCo粉末などを用
い、これら原料粉末を所定の配合組成に配合し、混合し
た後、圧粉体にプレス成形し、ついでこの圧粉体を、圧
力:10-1torr以下の真空中、1300〜1500℃の範囲内の所
定温度に、１〜２時間の範囲内の所定時間の条件で焼結
することにより製造され、かつこの超硬合金を基体とし
て用い、その表面に、通常の化学蒸着法や物理蒸着法を
用いて、 TiCからなる平均層厚:2〜８μｍの内側層と、 炭酸化チタン（以下TiCOで示す）、炭窒酸化チタン
（以下TiCNOで示す）、および酸化アルミニウム（以下A
l2O3で示す）のうちの１種の単層または２種以上の複層
からなる平均層厚:0.3〜３μｍの外側層、 からなる硬質被覆層を形成してなる表面被覆超硬合金を
切削工具として用いることはよく知られるところであ
る。
しかし、上記の従来表面被覆超硬合金製切削工具にお
いては、鋼の連続切削ではすぐれた耐摩耗性を示すもの
の、これを鋼の断続切削に用いた場合には基体の靭性不
足が原因で切刃に欠損が発生し易く、また高送り切削な
どの重切削に用いた場合、基体に塑性変形が発生する
と、硬質被覆層に剥離が生じ易いなどの問題があり、比
較的短時間で使用寿命に到るものである。
いては、鋼の連続切削ではすぐれた耐摩耗性を示すもの
の、これを鋼の断続切削に用いた場合には基体の靭性不
足が原因で切刃に欠損が発生し易く、また高送り切削な
どの重切削に用いた場合、基体に塑性変形が発生する
と、硬質被覆層に剥離が生じ易いなどの問題があり、比
較的短時間で使用寿命に到るものである。
そこで、本発明者は、上述のような観点から、上記の
従来表面被覆超硬合金製切削工具のもつ問題点を解決す
べく研究を行なつた結果、 超硬合金基体の表面に硬質被覆層を形成してなる表面
被覆超硬合金製切削工具において、 （ａ） 上記超硬合金基体の内部組成を、 硬質分散相形成成分として、TiとＷの複合金属炭窒化
物、Tiと、NbおよびTaのうちの１種または２種と、Ｗの
複合金属炭窒化物｛以下、それぞれ（Ti,W）CN、（Ti,N
b,W）CN、（Ti,Ta,W）CN、および（Ti,Nb,Ta,W）CNで示
す｝からなる４種の複合金属炭窒化物のうちのいずれか
１種:5〜30％、 結合相形成成分としてCo:4〜10％、 を含有し、残りが同じく硬質分散相形成成分としてのWC
と不可避不純物からなる組成とし、 （ｂ） 上記超硬合金基体の表面部には、実質的に上記
の複合金属炭窒化物を含有しない平均層厚:5〜30μｍの
Co富化層を介して、実質的に上記の複合金属炭窒化物の
うちのいずれか１種からなる平均層厚:0.01〜５μｍの
硬質表面層を存在させ、 （ｃ） さらに上記硬質被覆層を、内側から外側に向つ
て、 TiCからなる平均層厚:0.5〜３μｍの第１層と、 炭窒化チタン（以下、TiCNで示す）および窒化チタン
（以下、TiNで示す）のうちの１種の単層または２種の
複層からなる平均層厚:0.5〜３μｍの第２層と、 TiCからなる平均層厚:2〜５μｍの第３層と、 TiCO、TiCNO、およびAl2O3のうちの１種の単層または
２種以上の複層からなる平均層厚:0.2〜２μｍの第４層
と、 TiNからなる平均層厚:0.2〜２μｍの第５層、で構成
してなる表面被覆超硬合金製切削工具は、上記の超硬合
金基体およびその表面部のCo富化層によつてすぐれた靭
性をもつようになると共に、上記超硬合金基体の表面部
に形成した実質的に複合金属炭窒化物からなる硬質表面
層によつて硬質被覆層の超硬合金基体に対する付着強度
が著しく増大するようになることから、切削時に発生す
る塑性変形によつても硬質被覆層が剥離することがな
く、かつこの硬質被覆層によつてすぐれた耐摩耗性をも
つようになるという知見を得たのである。
従来表面被覆超硬合金製切削工具のもつ問題点を解決す
べく研究を行なつた結果、 超硬合金基体の表面に硬質被覆層を形成してなる表面
被覆超硬合金製切削工具において、 （ａ） 上記超硬合金基体の内部組成を、 硬質分散相形成成分として、TiとＷの複合金属炭窒化
物、Tiと、NbおよびTaのうちの１種または２種と、Ｗの
複合金属炭窒化物｛以下、それぞれ（Ti,W）CN、（Ti,N
b,W）CN、（Ti,Ta,W）CN、および（Ti,Nb,Ta,W）CNで示
す｝からなる４種の複合金属炭窒化物のうちのいずれか
１種:5〜30％、 結合相形成成分としてCo:4〜10％、 を含有し、残りが同じく硬質分散相形成成分としてのWC
と不可避不純物からなる組成とし、 （ｂ） 上記超硬合金基体の表面部には、実質的に上記
の複合金属炭窒化物を含有しない平均層厚:5〜30μｍの
Co富化層を介して、実質的に上記の複合金属炭窒化物の
うちのいずれか１種からなる平均層厚:0.01〜５μｍの
硬質表面層を存在させ、 （ｃ） さらに上記硬質被覆層を、内側から外側に向つ
て、 TiCからなる平均層厚:0.5〜３μｍの第１層と、 炭窒化チタン（以下、TiCNで示す）および窒化チタン
（以下、TiNで示す）のうちの１種の単層または２種の
複層からなる平均層厚:0.5〜３μｍの第２層と、 TiCからなる平均層厚:2〜５μｍの第３層と、 TiCO、TiCNO、およびAl2O3のうちの１種の単層または
２種以上の複層からなる平均層厚:0.2〜２μｍの第４層
と、 TiNからなる平均層厚:0.2〜２μｍの第５層、で構成
してなる表面被覆超硬合金製切削工具は、上記の超硬合
金基体およびその表面部のCo富化層によつてすぐれた靭
性をもつようになると共に、上記超硬合金基体の表面部
に形成した実質的に複合金属炭窒化物からなる硬質表面
層によつて硬質被覆層の超硬合金基体に対する付着強度
が著しく増大するようになることから、切削時に発生す
る塑性変形によつても硬質被覆層が剥離することがな
く、かつこの硬質被覆層によつてすぐれた耐摩耗性をも
つようになるという知見を得たのである。
この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであ
つて、以下にこの発明の表面被覆超硬合金製切削工具に
おける諸条件を上記の通りに限定した理由を説明する。
つて、以下にこの発明の表面被覆超硬合金製切削工具に
おける諸条件を上記の通りに限定した理由を説明する。
（１） 基体の複合金属炭窒化物の含有量 その含有量が５％未満では所望のすぐれた耐摩耗性を
確保することができず、一方その含有量が30％を越える
と、急激に靭性が低下するようになることから、その含
有量を５〜30％と定めた。
確保することができず、一方その含有量が30％を越える
と、急激に靭性が低下するようになることから、その含
有量を５〜30％と定めた。
（２） 基体のCo含有量 その含有量が４％未満では所望の靭性が得られず、一
方その含有量が10％を越えると耐摩耗性が低下するよう
になることから、その含有量を４〜10％と定めた。
方その含有量が10％を越えると耐摩耗性が低下するよう
になることから、その含有量を４〜10％と定めた。
（３） 基体表面部のCo富化層の平均層厚 その平均層厚が５μｍ未満では所望のすぐれた靭性を
確保することができず、一方、その平均層厚が30μｍを
越えて厚くなると、耐摩耗性が低下するようになること
から、その平均層厚を５〜30μｍと定めた。
確保することができず、一方、その平均層厚が30μｍを
越えて厚くなると、耐摩耗性が低下するようになること
から、その平均層厚を５〜30μｍと定めた。
（４） 基体表面部の硬質表面層の平均層厚 その平均層厚が0.01μｍ未満では、基体表面に対する
硬質被覆層の密着性が不十分で、強固な付着強度を確保
することができず、一方その平均層厚が５μｍを越える
と、基体の靭性が損なわれるようになることから、その
平均層厚を0.01〜５μｍと定めた。
硬質被覆層の密着性が不十分で、強固な付着強度を確保
することができず、一方その平均層厚が５μｍを越える
と、基体の靭性が損なわれるようになることから、その
平均層厚を0.01〜５μｍと定めた。
（５） 硬質被覆層 硬質被覆層における第１〜５層の組成およびその平均
層厚は、硬質被覆層の基体表面に対する密着性、自体の
耐摩耗性および耐欠損性、並びに切削時に発生する表面
クラツクの防止を考慮し、これらの諸性質を最高の状態
に保持するように決定したものであり、したがつて、内
側から外側に向けて第１〜５層の組成が上記の配列順序
と異なつても、またそれぞれの平均層厚が上記の範囲か
ら低い方へ、あるいは高い方へ外れても前記の諸性質の
うちの少なくともいずれかの性質が劣るようになり、こ
れらの性質をすべて具備することは不可能となることか
ら、硬質被覆層を構成する第１〜５層の組成およびその
平均層厚をそれぞれ上記の通りに定めたのである。
層厚は、硬質被覆層の基体表面に対する密着性、自体の
耐摩耗性および耐欠損性、並びに切削時に発生する表面
クラツクの防止を考慮し、これらの諸性質を最高の状態
に保持するように決定したものであり、したがつて、内
側から外側に向けて第１〜５層の組成が上記の配列順序
と異なつても、またそれぞれの平均層厚が上記の範囲か
ら低い方へ、あるいは高い方へ外れても前記の諸性質の
うちの少なくともいずれかの性質が劣るようになり、こ
れらの性質をすべて具備することは不可能となることか
ら、硬質被覆層を構成する第１〜５層の組成およびその
平均層厚をそれぞれ上記の通りに定めたのである。
また、この発明の表面被覆超硬合金製切削工具は、 （ｉ） 原料粉末として、例えば（Ti,W）CN粉末、TiC
粉末、TiN粉末、NbC粉末、TaC粉末、（Ta,Nb）Ｃ粉末、
WC粉末、およびCo粉末などを用い、これらの原料粉末
を、Ｎ含有粉末を必須配合粉末として、所定の配合組成
に配合し、通常の条件で混合した後、圧粉体にプレス成
形し、ついでこの圧粉体を、圧力:10-1torr以下の真空
中、1300〜1500℃の範囲内の所定温度に、１〜２時間の
範囲内の所定時間保持の条件で焼結して、内部が、 硬質分散相形成成分として、（Ti,W）CN、（Ti,Nb,
W）CN、（Ti,Ta,W）CN、および（Ti,Nb,Ta,W）CNのうち
のいずれか１種:5〜30％、 結合相形成成分としてCo:4〜10％、 を含有し、残りが同じく硬質分散相形成成分としてのWC
と不可避不純物からなる組成を有し、 かつ表面部に、 焼結における真空雰囲気によるＮの分解と、分解に伴
う複合金属炭窒化物の内部への移動によつて、所定深さ
に亘つて、実質的に上記複合金属炭窒化物を含有しな
い、すなわち内部に比して高い５〜30％のCoを含有し、
一方WC含有量はほとんど変らない組成を有するCo富化
層、 を有するWC基超硬合金を形成し、 （ii） ついで、この表面部にCo富化層を有するWC基超
硬合金に、窒素雰囲気あるいは窒素と浸炭ガスの混合雰
囲気中、1100〜1500℃の範囲内の所定温度に加熱保持の
熱処理を施して、上記Co富化層の上に、実質的に上記複
合金属炭窒化物からなる硬質表面層を形成し、 （iii） 引続いて、この結果得られた表面部に上記硬
質表面層およびCo富化層を有するWC基超硬合金を基体と
して用い、通常の化学蒸着法あるいは物理蒸着法にて、
これの表面に、第１層:TiC、第２層:TiCNおよび／また
はTiN、第３層:TiC、第４層:TiCO、TiCNO、およびAl2O3
のうちの１種以上、第５層:TiNからなる硬質被覆層を形
成することによつて製造することができるものである。
粉末、TiN粉末、NbC粉末、TaC粉末、（Ta,Nb）Ｃ粉末、
WC粉末、およびCo粉末などを用い、これらの原料粉末
を、Ｎ含有粉末を必須配合粉末として、所定の配合組成
に配合し、通常の条件で混合した後、圧粉体にプレス成
形し、ついでこの圧粉体を、圧力:10-1torr以下の真空
中、1300〜1500℃の範囲内の所定温度に、１〜２時間の
範囲内の所定時間保持の条件で焼結して、内部が、 硬質分散相形成成分として、（Ti,W）CN、（Ti,Nb,
W）CN、（Ti,Ta,W）CN、および（Ti,Nb,Ta,W）CNのうち
のいずれか１種:5〜30％、 結合相形成成分としてCo:4〜10％、 を含有し、残りが同じく硬質分散相形成成分としてのWC
と不可避不純物からなる組成を有し、 かつ表面部に、 焼結における真空雰囲気によるＮの分解と、分解に伴
う複合金属炭窒化物の内部への移動によつて、所定深さ
に亘つて、実質的に上記複合金属炭窒化物を含有しな
い、すなわち内部に比して高い５〜30％のCoを含有し、
一方WC含有量はほとんど変らない組成を有するCo富化
層、 を有するWC基超硬合金を形成し、 （ii） ついで、この表面部にCo富化層を有するWC基超
硬合金に、窒素雰囲気あるいは窒素と浸炭ガスの混合雰
囲気中、1100〜1500℃の範囲内の所定温度に加熱保持の
熱処理を施して、上記Co富化層の上に、実質的に上記複
合金属炭窒化物からなる硬質表面層を形成し、 （iii） 引続いて、この結果得られた表面部に上記硬
質表面層およびCo富化層を有するWC基超硬合金を基体と
して用い、通常の化学蒸着法あるいは物理蒸着法にて、
これの表面に、第１層:TiC、第２層:TiCNおよび／また
はTiN、第３層:TiC、第４層:TiCO、TiCNO、およびAl2O3
のうちの１種以上、第５層:TiNからなる硬質被覆層を形
成することによつて製造することができるものである。
つぎに、この発明の表面被覆超硬合金製切削工具を実
施例により具体的に説明する。
施例により具体的に説明する。
原料粉末として、いずれも平均粒径:1μｍを有する
（Ti0.71,W0.29）（Ｃ0.69,N0.31）粉末、TiC粉末、TiN
粉末、NbC粉末、TaC粉末、（Ta0.83,Nb0.17）Ｃ粉末、
同3.5μｍのWC粉末、および同1.2μｍのCo粉末を用意
し、これら原料粉末を、それぞれ第１表に示される配合
組成に配合し、ボールミルにて72時間湿式混合し、乾燥
した後、10kg/mm2の圧力にてISO規格SNMG120408に則し
た形状の圧粉体にプレス成形し、ついでこれらの圧粉体
を、圧力:10-3torrの真空中、温度:1400℃に１時間保持
の条件で焼結して、表面部に実質的に複合金属炭窒化物
を含有しないCo富化層を有する超硬合金基体を製造し、
引続いて、前記Co富化層の上に実質的に複合金属炭窒化
物からなる硬質表面層を形成する目的で、1350℃の温度
まで冷却し、この温度に、圧力:100torrのN2雰囲気中、
１時間保持の条件で熱処理を施し、これによつて第１表
に示される内部組成を有し、かつ表面部に同じく第１表
に示される中心部Co含有量および平均深さのCo富化層、
並びに第１表に示される組成および平均深さの硬質表面
層が形成されたこの発明にかかる超硬合金基体（以下、
本発明超硬合金基体という）Ａ〜Ｅをそれぞれ製造し
た。
（Ti0.71,W0.29）（Ｃ0.69,N0.31）粉末、TiC粉末、TiN
粉末、NbC粉末、TaC粉末、（Ta0.83,Nb0.17）Ｃ粉末、
同3.5μｍのWC粉末、および同1.2μｍのCo粉末を用意
し、これら原料粉末を、それぞれ第１表に示される配合
組成に配合し、ボールミルにて72時間湿式混合し、乾燥
した後、10kg/mm2の圧力にてISO規格SNMG120408に則し
た形状の圧粉体にプレス成形し、ついでこれらの圧粉体
を、圧力:10-3torrの真空中、温度:1400℃に１時間保持
の条件で焼結して、表面部に実質的に複合金属炭窒化物
を含有しないCo富化層を有する超硬合金基体を製造し、
引続いて、前記Co富化層の上に実質的に複合金属炭窒化
物からなる硬質表面層を形成する目的で、1350℃の温度
まで冷却し、この温度に、圧力:100torrのN2雰囲気中、
１時間保持の条件で熱処理を施し、これによつて第１表
に示される内部組成を有し、かつ表面部に同じく第１表
に示される中心部Co含有量および平均深さのCo富化層、
並びに第１表に示される組成および平均深さの硬質表面
層が形成されたこの発明にかかる超硬合金基体（以下、
本発明超硬合金基体という）Ａ〜Ｅをそれぞれ製造し
た。
また、比較の目的で、原料粉末として、いずれも平均
粒径:1μｍを有する（Ti0.58,W0.42）Ｃ粉末、TiC粉
末、NbC粉末、TaC粉末、および（Ta0.83,Nb0.17）Ｃ粉
末、同3.5μｍのWC粉末、同1.2μｍのCo粉末を用い、か
つ第１表に示される配合組成とする以外は同一の条件に
て、同じく第１表に示される内部組成を有し、表面から
内部まで均一な組織を有する従来表面被覆超硬合金製切
削工具の超硬合金基体（以下、従来超硬合金基体とい
う）Ａ′〜Ｅ′をそれぞれ製造した。
粒径:1μｍを有する（Ti0.58,W0.42）Ｃ粉末、TiC粉
末、NbC粉末、TaC粉末、および（Ta0.83,Nb0.17）Ｃ粉
末、同3.5μｍのWC粉末、同1.2μｍのCo粉末を用い、か
つ第１表に示される配合組成とする以外は同一の条件に
て、同じく第１表に示される内部組成を有し、表面から
内部まで均一な組織を有する従来表面被覆超硬合金製切
削工具の超硬合金基体（以下、従来超硬合金基体とい
う）Ａ′〜Ｅ′をそれぞれ製造した。
ついで、この結果得られた各種の超硬合金基体 の表面に、通常の化学蒸着法にて、第２表に示される組
成および平均層厚の硬質被覆層を形成することによつ
て、本発明表面被覆超硬合金製切削工具（以下、本発明
被覆超硬工具という）１〜５および従来表面被覆超硬合
金製切削工具（以下、従来被覆超硬工具という）１〜５
を製造した。
成および平均層厚の硬質被覆層を形成することによつ
て、本発明表面被覆超硬合金製切削工具（以下、本発明
被覆超硬工具という）１〜５および従来表面被覆超硬合
金製切削工具（以下、従来被覆超硬工具という）１〜５
を製造した。
つぎに、これらの被覆超硬工具について、 被削材:SNCM439（硬さ:HB260）の丸棒、 切削速度:150m/min、 送り:0.4mm/rev.、 切込み:3mm、 切削時間:15min、 の条件での鋼の連続切削試験（以下、切削試験Ａとい
う）、 被削材:SNCM439（硬さ:HB380）の丸棒、 切削速度:120m/min、 送り:0.75mm/rev.、 切込み:4.5mm、 切削時間:15min、 の条件での鋼の連続切削試験（以下、切削試験Ｂとい
う）、並びに、 被削材:S53C（硬さ:HB310）の溝付き丸棒、 切削速度:180m/min、 送り:0.5mm/rev.、 切込み:3mm、 の条件での鋼の断続切削試験（以下、切削試験Ｃとい
う）を行ない、切削試験Ａ、Ｂでは切刃の逃げ面摩耗幅
を測定し、かつ切削試験Ｂでは切刃の硬質被覆層の損傷
状態を観察し、さらに切削試験Ｃでは切刃に欠損が発生
するまでの切削時間を測定した。これらの測定結果を第
３表に、試験切刃数:10個の平均値として示した。
う）、 被削材:SNCM439（硬さ:HB380）の丸棒、 切削速度:120m/min、 送り:0.75mm/rev.、 切込み:4.5mm、 切削時間:15min、 の条件での鋼の連続切削試験（以下、切削試験Ｂとい
う）、並びに、 被削材:S53C（硬さ:HB310）の溝付き丸棒、 切削速度:180m/min、 送り:0.5mm/rev.、 切込み:3mm、 の条件での鋼の断続切削試験（以下、切削試験Ｃとい
う）を行ない、切削試験Ａ、Ｂでは切刃の逃げ面摩耗幅
を測定し、かつ切削試験Ｂでは切刃の硬質被覆層の損傷
状態を観察し、さらに切削試験Ｃでは切刃に欠損が発生
するまでの切削時間を測定した。これらの測定結果を第
３表に、試験切刃数:10個の平均値として示した。
第１〜３表に示される結果から、本発明被覆超硬工具
１〜５は、いずれも基体内部並びに基体表面部のCo富化
層によつてすぐれた靭性が確保され、また基体表面部の
硬質表面層によつて硬質被覆層に強固な密着性が確保さ
れるので、切削試験Ａの鋼の連続切削は勿論のこと、切
削試験Ｂの高送り重切削でも、また切削試験Ｃの断続切
削でもすぐれた耐摩耗性を示し、かつすぐれた切削性能
を示すのに対して、従来被覆超硬工具１〜５において
は、基体組織が表面から内部まで均質なので、切削試験
Ａの鋼の連続切削では比較的良好な耐摩耗性を示すもの
の、切刃に塑性変形の発生が避けられない切削試験Ｂの
鋼の高送り重切削では、いずれも硬質被覆層の密着性不
足が原因で硬質被覆層に剥離が発生し、さらに切削試験
Ｃの断続切削では靭性不足が原因で短時間で使用寿命に
到ることが明らかである。
１〜５は、いずれも基体内部並びに基体表面部のCo富化
層によつてすぐれた靭性が確保され、また基体表面部の
硬質表面層によつて硬質被覆層に強固な密着性が確保さ
れるので、切削試験Ａの鋼の連続切削は勿論のこと、切
削試験Ｂの高送り重切削でも、また切削試験Ｃの断続切
削でもすぐれた耐摩耗性を示し、かつすぐれた切削性能
を示すのに対して、従来被覆超硬工具１〜５において
は、基体組織が表面から内部まで均質なので、切削試験
Ａの鋼の連続切削では比較的良好な耐摩耗性を示すもの
の、切刃に塑性変形の発生が避けられない切削試験Ｂの
鋼の高送り重切削では、いずれも硬質被覆層の密着性不
足が原因で硬質被覆層に剥離が発生し、さらに切削試験
Ｃの断続切削では靭性不足が原因で短時間で使用寿命に
到ることが明らかである。
上述のように、この発明の表面被覆超硬合金製切削工
具は、すぐれた靭性、並びに硬質被覆層の基体表面に対
する密着性を有し、さらにすぐれた耐摩耗性を有するの
で、特に鋼の連続切削は勿論のこと、塑性変形を伴う重
切削や、断続切削などに用いた場合に著しくすぐれた切
削性能を発揮するのである。
具は、すぐれた靭性、並びに硬質被覆層の基体表面に対
する密着性を有し、さらにすぐれた耐摩耗性を有するの
で、特に鋼の連続切削は勿論のこと、塑性変形を伴う重
切削や、断続切削などに用いた場合に著しくすぐれた切
削性能を発揮するのである。
Claims (1)
- 【請求項１】超硬合金基体の表面に硬質被覆層を形成し
てなる表面被覆超硬合金製切削工具において、 （ａ） 上記超硬合金基体の内部組成を、重量％で、 硬質分散相形成成分として、TiとＷの複合金属炭窒化
物、Tiと、NbおよびTaのうちの１種または２種と、Ｗの
複合金属炭窒化物からなる４種の複合金属炭窒化物のう
ちのいずれか１種:5〜30％、 結合相形成成分としてCo:4〜10％、 を含有し、残りが同じく硬質分散相形成成分としての炭
化タングステンと不可避不純物からなる組成とし、 （ｂ） 上記超硬合金基体の表面部には、実質的に上記
の複合金属炭窒化物を含有しない平均層厚:5〜30μｍの
Co富化層を介して、実質的に上記の複合金属炭窒化物の
うちのいずれか１種からなる平均層厚:0.01〜５μｍの
硬質表面層を存在させ、 （ｃ） さらに上記硬質被覆層を、内側から外側に向つ
て、 炭化チタンからなる平均層厚:0.5〜３μｍの第１層と、 炭窒化チタンおよび窒化チタンのうちの１種の単層また
は２種の複層からなる平均層厚:0.5〜３μｍの第２層
と、 炭化チタンからなる平均層厚:2〜５μｍの第３層と、 炭酸化チタン、炭窒酸化チタン、および酸化アルミニウ
ムのうちの１種の単層または２種以上の複層からなる平
均層厚:0.2〜２μｍの第４層と、 窒化チタンからなる平均層厚:0.2〜２μｍの第５層、 で構成したことを特徴とする表面被覆超硬合金製切削工
具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62058419A JP2508523B2 (ja) | 1987-03-13 | 1987-03-13 | 表面被覆超硬合金製切削工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62058419A JP2508523B2 (ja) | 1987-03-13 | 1987-03-13 | 表面被覆超硬合金製切削工具 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63229203A JPS63229203A (ja) | 1988-09-26 |
| JP2508523B2 true JP2508523B2 (ja) | 1996-06-19 |
Family
ID=13083860
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62058419A Expired - Lifetime JP2508523B2 (ja) | 1987-03-13 | 1987-03-13 | 表面被覆超硬合金製切削工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2508523B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014188598A (ja) * | 2013-03-26 | 2014-10-06 | Mitsubishi Materials Corp | 靭性と耐欠損性にすぐれた表面被覆ｗｃ基超硬合金製切削工具 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5435182A (en) * | 1977-08-24 | 1979-03-15 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Coated superhard alloy material with wear resistance and heat resistance |
| JPS5938376A (ja) * | 1982-08-26 | 1984-03-02 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 高速切削用工具 |
| JPS5941466A (ja) * | 1982-08-31 | 1984-03-07 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 硬質層を被覆した高速切削用工具 |
| JPS61110771A (ja) * | 1984-11-06 | 1986-05-29 | Hitachi Metals Ltd | 表面被覆超硬合金 |
-
1987
- 1987-03-13 JP JP62058419A patent/JP2508523B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63229203A (ja) | 1988-09-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |