JP3360565B2 - 硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆超硬合金製切削工具 - Google Patents

硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆超硬合金製切削工具

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えばインコネ
ルやハステロイなどの耐熱合金、さらにステンレス鋼な
どの難削材の高速切削に用いた場合に、Ti化合物層と
酸化アルミニウム(以下、Al23 で示す)層で構成
された硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被
覆超硬合金製切削工具(以下、被覆超硬工具という)に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、一般に、図2に要部概略縦断面図
で示される通り、炭化タングステン基超硬合金基体(以
下、超硬基体という)の表面に、炭化チタン(以下、T
iCで示す)層、窒化チタン(以下、同じくTiNで示
す)層、炭酸化チタン(以下、TiCOで示す)層、お
よび炭窒酸化チタン(以下、TiCNOで示す)層から
なるTi化合物層のうちの1種以上と、炭窒化チタン
(以下、TiCNで示す)層と、Al23 層とで構成
された硬質被覆層を3〜20μmの平均層厚で化学蒸着
および/または物理蒸着してなる被覆超硬工具が知られ
ており、またこの被覆超硬工具が例えば鋼などの連続切
削や断続切削に用いられていることも知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年の切削装置
の高性能化および高出力化はめざましく、かつ省力化に
対する要求も強く、これに伴い、切削加工は高速化の傾
向にあるが、上記の従来被覆超硬工具においては、これ
を例えばインコネルやハステロイなどの耐熱合金、さら
にステンレス鋼などの難削材の高速切削に用いると、図
3に要部概略斜視図で示される通り、逃げ面摩耗幅の摩
耗進行が相対的に速くなるばかりでなく、特に逃げ面に
おける境界摩耗の進行は著しく、このため比較的短時間
で使用寿命に至るのが現状である。
【0004】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
上述のような観点から、耐摩耗性のすぐれた被覆超硬工
具を開発すべく研究を行った結果、被覆超硬工具を構成
する硬質被覆層の平均層厚を30〜300μmと厚膜化
した上で、図1に要部概略縦断面図で示される通り、切
刃のすくい面と逃げ面の交わる切刃稜線部のすくい面
側、あるいは前記切刃稜線部のすくい面側から逃げ面側
にかけて、前記硬質被覆層の構成層であるTi化合物層
のうちの1種以上と、TiCN層と、Al23 層の3
層以上の断面層が露出する切除面を形成し、この状態で
切削加工を行うと、切削開始から前記露出した3層以上
の断面層が同時に切削に関与するようになることから、
これら3層以上の断面層のそれぞれのもつ特性が切削開
始時から総合的に発揮され、この結果被覆超硬工具は、
例えばインコネルやハステロイなどの耐熱合金、さらに
ステンレス鋼などの難削材の高速切削を行っても摩耗進
行が著しく抑制され、特に境界摩耗の成長がきわめて小
さく、すぐれた耐摩耗性を発揮し、使用寿命の著しい延
命化を可能にするという研究結果を得たのである。
【0005】この発明は、上記の研究結果に基づいてな
されたものであって、超硬基体の表面に、TiC層、T
iN層、TiCO層、およびTiCNO層からなるTi
化合物層のうちの1種以上と、TiCN層と、Al2
3 層とで構成された硬質被覆層を化学蒸着および/また
は物理蒸着してなる被覆超硬工具において、上記硬質被
覆層の平均層厚を30〜300μmと厚膜化した上で、
切刃のすくい面と逃げ面の交わる切刃稜線部のすくい面
側、あるいは前記切刃稜線部のすくい面側から逃げ面側
にかけて、上記の硬質被覆層の構成層であるTi化合物
層のうちの1種以上と、TiCN層と、Al2 3 層の
3層以上の断面層が露出する切除面を形成してなる、硬
質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する被覆超硬工具に
特徴を有するものである。
【0006】なお、この発明の被覆超硬工具において、
硬質被覆層における露出断面層を3層以上としたのは、
上記の通り切削開始からすぐれた耐摩耗性を発揮させる
ためには、それぞれ特性の違った3層以上の構成層の同
時関与が不可欠であり、したがって露出断面層が2層以
下の場合には所望のすぐれた耐摩耗性を切削開始から発
揮させることができず、この結果摩耗進行の抑制が困難
になるという理由によるものである。また、硬質被覆層
の平均層厚を30〜300μmとしたのは、その層厚が
30μmでは切除面における硬質被覆層の厚さが相対的
に薄くなってすぐれた耐摩耗性を長期に亘って確保する
ことができず、一方その層厚が300μmを越えると、
切刃に欠けやチッピング(微小欠け)が発生し易くなる
という理由によるものである。
【0007】
【発明の実施の形態】つぎに、この発明の被覆超硬工具
を実施例により具体的に説明する。原料粉末として、平
均粒径:2.8μmを有する中粒WC粉末、同4.9μ
mの粗粒WC粉末、同1.5μmの(Ti,W)C[重
量比(質量比)で、以下同じ、TiC/WC=30/7
0]粉末、同1.2μmの(Ti,W)CN(TiC/
TiN/WC=24/20/56)粉末、同1.2μm
の(Ta,Nb)C(TaC/NbC=90/10)粉
末、および同1.1μmのCo粉末を用意し、これら原
料粉末を表1に示される配合組成に配合し、ボールミル
で72時間湿式混合し、乾燥した後、ISO・CNMG
120408に定める形状の圧粉体にプレス成形し、こ
の圧粉体を同じく表1に示される条件で真空焼結するこ
とにより超硬基体A〜Eをそれぞれ製造した。さらに、
上記超硬基体Bに対して、100TorrのCH4 ガス
雰囲気中、温度:1400℃に1時間保持後、徐冷の滲
炭処理を施し、処理後、超硬基体表面に付着するカーボ
ンとCoを酸およびバレル研磨で除去することにより、
表面から11μmの位置で最大Co含有量:15.9重
量%、深さ:42μmのCo富化帯域を基体表面部に形
成した。また、いずれも焼結したままで、上記超硬基体
Aには、表面部に表面から17μmの位置で最大Co含
有量:9.1重量%、深さ:23μmのCo富化帯域、
超硬基体Dには、表面部に表面から17μmの位置で最
大Co含有量:10.9重量%、深さ:25μmのCo
富化帯域がそれぞれ形成されており、残りの超硬基体C
およびEには、前記Co富化帯域の形成がなく、全体的
に均質な組織をもつものであった。なお、表1には、上
記超硬基体A〜Eの内部硬さ(ロックウエル硬さAスケ
ール)をそれぞれ示した。
【0008】ついで、これらの超硬基体A〜Eの表面
に、ホーニングを施した状態で、通常の化学蒸着装置を
用い、表2(表中のl−TiCNは特開平6−8010
号公報に記載される縦長成長結晶組織をもつものであ
り、また同p−TiCNは通常の粒状結晶組織をもつも
のである)に示される条件にて、表3に示される組成お
よび平均層厚の上記のTi化合物層のうちの1種以上
と、TiCN層と、Al2 3 層で構成された硬質被覆
層を、図2に示される通り形成することにより比較被覆
超硬工具1〜6をそれぞれ製造した。なお、比較被覆超
硬工具1〜6は、硬質被覆層の厚さを従来被覆超硬工具
のそれに比して相対的に厚くしたものである。
【0009】ついで、この結果得られた比較被覆超硬工
具1〜6のそれぞれに対して、図1に示される通り、切
刃のすくい面と逃げ面の交わる切刃稜線部のすくい面
側、あるいは前記切刃稜線部のすくい面側から逃げ面側
にかけて、表4に示される通りのすくい面側幅、逃げ面
側幅、およびR(半径)値で切除面を形成して、上記の
硬質被覆層の構成層であるTi化合物層のうちの1種以
上と、TiCN層と、Al2 3 層の3層以上の断面層
を露出させることにより本発明被覆超硬工具1〜6をそ
れぞれ製造した。なお、表4におけるすくい面側および
逃げ面側の露出断面層の数は、それぞれ被覆超硬工具
を、すくい面側では平面観察、また逃げ面側では正面観
察した結果のものである。
【0010】つぎに、上記本発明被覆超硬工具1〜6お
よび比較被覆超硬工具1〜6について、 被削材:インコネル718の丸棒、 切削速度:100m/min.、 切込み:1mm、 送り:0.3mm/rev.、 切削時間:10分、 の条件での耐熱合金の湿式高速連続切削試験、並びに、 被削材:JIS・SUS304の丸棒、 切削速度:300m/min.、 切込み:1.5mm.、 送り:0.3mm/rev.、 切削時間:10分、 の条件でのステンレス鋼の湿式高速連続切削試験を行
い、いずれの切削試験でも切刃の最大逃げ面摩耗幅およ
び境界摩耗幅を測定した。これらの測定結果を表5に示
した。
【0011】
【表1】
【0012】
【表2】
【0013】
【表3】
【0014】
【表4】
【0015】
【表5】
【0016】
【発明の効果】表3〜5に示される結果から、硬質被覆
層の構成層である上記のTi化合物層のうちの1種以上
と、TiCN層と、Al2 3 層の3層以上の断面層が
露出する切除面を切刃稜線部に形成した本発明被覆超硬
工具1〜6は、いずれも前記切除面に露出する前記の3
層以上の断面層が同時に切削に関与することから、難削
材であるインコネルやステンレス鋼の高速切削でも前記
切除面の存在しない比較被覆超硬工具1〜9に比して、
逃げ面摩耗の摩耗進行が相対的に遅く、さらに特に逃げ
面における境界摩耗の成長はきわめて小さく、すぐれた
耐摩耗性を示すことが明らかである。上述のように、こ
の発明の被覆超硬工具は、例えばインコネルなどの耐熱
合金やステンレス鋼などの通常の条件での連続切削や断
続切削は勿論のこと、特にこれらの切削を苛酷な条件と
なる高速で行っても、すぐれた耐摩耗性を長期に亘って
発揮し、したがって切削加工の高速化に十分に対応で
き、かつ省力化にも寄与するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明被覆超硬工具の要部概略縦断面図であ
る。
【図2】従来被覆超硬工具の要部概略縦断面図である。
【図3】従来被覆超硬工具の要部概略斜視図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C23C 14/08 C23C 14/08 A 16/30 16/30 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C23C 28/04 B23B 27/14 B23P 15/28 C23C 14/06 C23C 14/08 C23C 16/30

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 炭化タングステン基超硬合金基体の表面
    に、炭化チタン層、窒化チタン層、炭酸化チタン層、お
    よび炭窒酸化チタン層からなるTi化合物層のうちの1
    種以上と、炭窒化チタン層と、酸化アルミニウム層とで
    構成された硬質被覆層を化学蒸着および/または物理蒸
    着してなる表面被覆超硬合金製切削工具において、 上記硬質被覆層の平均層厚を30〜300μmと厚膜化
    した上で、切刃のすくい面と逃げ面の交わる切刃稜線部
    のすくい面側、あるいは前記切刃稜線部のすくい面側か
    ら逃げ面側にかけて、上記の硬質被覆層の構成層である
    Ti化合物層のうちの1種以上と、炭窒化チタン層と、
    酸化アルミニウム層の3層以上の断面層が露出する切除
    面を形成したことを特徴とする硬質被覆層がすぐれた耐
    摩耗性を発揮する表面被覆超硬合金製切削工具。
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JP5124793B2 (ja) * 2010-07-16 2013-01-23 住友電工ハードメタル株式会社 表面被覆切削工具
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