JP5109199B2 - 表面被覆切削工具 - Google Patents
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Description
<表面被覆切削工具>
本発明の表面被覆切削工具は、超硬合金からなる基材とそれを被覆する1層以上の被覆層とを備えるものである。このような構成を有する本発明の表面被覆切削工具は、たとえばドリル、エンドミル、フライス加工用刃先交換型切削チップ、旋削加工用刃先交換型切削チップ、メタルソー、歯切工具、リーマ、タップ、またはクランクシャフトのピンミーリング加工用刃先交換型切削チップ等として極めて有用である。
本発明の基材は、超硬合金からなるものである。このような超硬合金は、この種の表面被覆切削工具の基材として用いられる従来公知のものを特に限定することなく使用することができる。たとえば、WCとCoとを主成分として含むWC基超硬合金をこのような超硬合金として挙げることができる。このようなWC基超硬合金は、さらにTi、Ta、Nb、V、Cr、Zr等の炭化物、窒化物、炭窒化物等を含むことができる。
本発明の基材は、その表面部にWとCoとの複炭化物を主成分とする、厚みが0.005μm以上0.1μm未満の表面層を有することを特徴とする。このように基材の表面部において特定の厚みを有する表面層を形成したことにより、切削工具としての強度が飛躍的に向上したとともにこの表面層上に被覆層を積層させると基材と被覆層との密着性が飛躍的に向上したものとなる。
本発明の表面被覆切削工具は、上記の基材を被覆する1層以上の被覆層を備える。ここで、被覆層が基材を被覆するとは、基材の全面を被覆するようにして形成されていても良いし、基材の一部分のみを被覆するようにして形成されていても良いことを意味する。しかし、被覆層の形成目的が切削工具の諸特性の向上にあることから、被覆層は基材の全面を被覆するかもしくは一部分を被覆する場合であっても切削性能の向上に寄与する部位の少なくとも一部分を被覆することが好ましい。なお、本発明において、被覆層が基材を被覆するとは、被覆層が基材の表面層上に形成されることを意味するが、被覆層の一部が表面層を介さず直接基材上に形成されるとしても本発明の範囲を逸脱するものではない。また、本発明の被覆層が2層以上形成される場合は、それらが基材(表面層)上に順次積層されるものとする。
本発明において、上記被覆層のうち上記表面層と接する最下層は、Ti、Zr、Hf、Cr、およびAlからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素と、炭素、窒素、酸素、および硼素からなる群より選ばれる少なくとも1種の元素とからなる化合物によって構成されることが好ましい。このように上記表面層と接する最下層をこのような化合物で構成することにより、基材(すなわち表面層)との密着性を特に向上させることができる。
1.0質量%のTaC、0.5質量%のNbC、6質量%のCoおよび残部WCからなる組成の超硬合金粉末をプレスし、続けて真空雰囲気中で1450℃、1時間焼結し、その後平面研削処理および刃先稜線に対してSiCブラシによる刃先処理(すくい面側から見て0.05mm幅のホーニングを施す)を行なうことにより、形状がCNMG120408N−GU(住友電工ハードメタル社製)の超硬合金製チップを作製し、これを超硬合金からなる基材とした。この基材は、表面に脱β層は形成されていなかった。なお、基材は、各実施例および比較例毎に2個ずつ準備した。
使用ホルダ:PCLNR2525−43(住友電工ハードメタル社製)
被削材:SCM435(HB=246)丸棒
切削速度:240m/min.
送り:0.26mm/rev.
切込み:2.0mm
湿式/乾式:湿式(水溶性油)
評価:クレータ摩耗が進行し、切れ刃欠損が発生するまでの時間(分)を求めた。時間が長いもの程耐摩耗性に優れていることを示し、基材と被覆層との密着性が強力であることを示している。
使用ホルダ:PCLNR2525−43(住友電工ハードメタル社製)
被削材:SCM435(HB=246)角材
切削速度:110m/min.
送り:0.45mm/rev.
切込み:2.0mm
切削時間:1分間
湿式/乾式:乾式
評価:10切れ刃にて試験を行ない、欠損した切れ刃数を求めた。欠損した切れ刃数が少ないもの程、強度に優れていることを示す。
Claims (6)
- 超硬合金からなる基材とそれを被覆する1層以上の被覆層とを備える表面被覆切削工具であって、
前記基材は、その表面部にWとCoとの複炭化物を主成分とする、厚みが0.005μm以上0.1μm未満の表面層を有する表面被覆切削工具。 - 前記被覆層は、周期律表のIVa族元素、Va族元素、VIa族元素、Al、およびSiからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素と、炭素、窒素、酸素、および硼素からなる群より選ばれる少なくとも1種の元素とからなる化合物によって構成される請求項1記載の表面被覆切削工具。
- 前記被覆層のうち前記表面層と接する最下層は、Ti、Zr、Hf、Cr、およびAlからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素と、炭素、窒素、酸素、および硼素からなる群より選ばれる少なくとも1種の元素とからなる化合物によって構成される請求項1または2に記載の表面被覆切削工具。
- 前記最下層は、0.05μm以上2μm以下の厚みである請求項3記載の表面被覆切削工具。
- 前記被覆層は、化学蒸着法により形成される請求項1〜4のいずれかに記載の表面被覆切削工具。
- 前記表面被覆切削工具は、ドリル、エンドミル、フライス加工用刃先交換型切削チップ、旋削加工用刃先交換型切削チップ、メタルソー、歯切工具、リーマ、タップ、またはクランクシャフトのピンミーリング加工用刃先交換型切削チップのいずれかである請求項1〜5のいずれかに記載の表面被覆切削工具。
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