JP6918951B2 - 被覆工具及びこれを備えた切削工具 - Google Patents
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- C23C28/34—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one inorganic non-metallic material layer, e.g. metal carbide, nitride, boride, silicide layer and their mixtures, enamels, phosphates and sulphates
- C23C28/341—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one inorganic non-metallic material layer, e.g. metal carbide, nitride, boride, silicide layer and their mixtures, enamels, phosphates and sulphates with at least one carbide layer
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- C23C28/30—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer
- C23C28/34—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one inorganic non-metallic material layer, e.g. metal carbide, nitride, boride, silicide layer and their mixtures, enamels, phosphates and sulphates
- C23C28/347—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one inorganic non-metallic material layer, e.g. metal carbide, nitride, boride, silicide layer and their mixtures, enamels, phosphates and sulphates with layers adapted for cutting tools or wear applications
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Description
本開示は、切削加工において用いられる被覆工具及びこれを備えた切削工具に関する。
旋削加工及び転削加工のような切削加工に用いられる被覆工具としては、例えば特開2017−042906号公報(特許文献1)に記載の表面被覆切削工具(被覆工具)が知られている。特許文献1に記載の被覆工具は、工具基体と、(Ti1-zAlz)Nで表わされるA層及び(Cr1-x-yAlxMy)Nで表わされるB層が工具基体の表面において交互に積層されてなる硬質被覆層とを備えている。
本開示の被覆工具は、基体と、該基体の上に位置する被覆層とを備えている。該被覆層は、アルミニウム及びチタンを主成分として含有するAlTi層と、アルミニウム及びクロムを主成分として含有するAlCr層とをそれぞれ複数有し、前記AlTi層及び前記AlCr層が交互に位置している。複数の前記AlTi層は、第1AlTi層と、該第1AlTi層よりも前記基体から離れて位置する第2AlTi層とを有している。複数の前記AlTi層は、それぞれクロムをさらに含有し、前記第2AlTi層におけるクロムの含有比率が、前記第1AlTi層におけるクロムの含有比率よりも高い。
本開示の切削工具は、先端側にポケットを有するホルダと、前記ポケットに位置する上述した本開示に係る被覆工具とを備えている。
<被覆工具>
以下、本開示の様々な実施形態に係る被覆工具について、図面を用いて詳細に説明する。但し、以下で参照する各図は、説明の便宜上、実施形態を説明する上で必要な主要部材のみを簡略化して示したものである。したがって、本開示の被覆工具は、参照する各図に示されていない任意の構成部材を備え得る。また、各図中の部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び各部材の寸法比率などを忠実に表したものではない。これらの点は、後述する切削工具においても同様である。
以下、本開示の様々な実施形態に係る被覆工具について、図面を用いて詳細に説明する。但し、以下で参照する各図は、説明の便宜上、実施形態を説明する上で必要な主要部材のみを簡略化して示したものである。したがって、本開示の被覆工具は、参照する各図に示されていない任意の構成部材を備え得る。また、各図中の部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び各部材の寸法比率などを忠実に表したものではない。これらの点は、後述する切削工具においても同様である。
実施形態の一例の被覆工具1は、四角板形状であって、四角形の第1面3(図1における上面)と、第2面5(図1における側面)と、第1面3及び第2面5が交わる稜線の少なくとも一部に位置する切刃7とを有している。また、一例の被覆工具1は、四角形の第3面8(図1における下面)をさらに有している。
一例の被覆工具1においては、第1面3の外周の全体が切刃7となっていてもよいが、被覆工具1はこのような構成に限定されるものではなく、例えば、四角形の第1面3における一辺のみ、若しくは、部分的に切刃7を有するものであってもよい。
第1面3は、少なくとも一部にすくい面領域3aを有していてもよい。実施形態の一例においては、第1面3における切刃7に沿った領域がすくい面領域3aとなっている。第2面5は、少なくとも一部に逃げ面領域5aを有していてもよい。実施形態の一例においては、第2面5における切刃7に沿った領域が逃げ面領域5aとなっている。そのため、すくい面領域3a及び逃げ面領域5aが交わる部分に切刃7が位置していると言い換えてもよい。
図1では、第1面3におけるすくい面領域3aと、それ以外の領域との境界を一点鎖線で示している。また、第2面5における逃げ面領域5aと、それ以外の領域との境界を一点鎖線で示している。図1においては、第1面3及び第2面5が交わる稜線の全てが切刃7である例を示しているため、第1面3において上記境界を示す一点鎖線は環状となっている。
被覆工具1の大きさは特に限定されるものではないが、例えば、実施形態の一例においては、第1面3の一辺の長さが3〜20mm程度に設定される。また、第1面3から第1面3の反対側に位置する第3面8までの高さは5〜20mm程度に設定される。
一例の被覆工具1は、図1及び図2に示すように、四角板形状の基体9と、この基体9の表面を被覆する被覆層11とを備えている。被覆層11は、基体9の表面の全体を覆っていてもよく、また、一部のみを覆っていてもよい。被覆層11が基体9の一部のみを被覆しているときには、被覆層11は、基体9の上の少なくとも一部に位置しているとも言うことができる。
被覆層11の厚みとしては、例えば、0.1〜10μm程度に設定できる。なお、被覆層11の厚みは一定であっても、場所によって異なっていてもよい。
被覆層11は、図3及び図4に示すように、アルミニウム(Al)及びチタン(Ti)を主成分として含有するAlTi層13と、アルミニウム及びクロム(Cr)を主成分として含有するAlCr層15とをそれぞれ複数有している。被覆層11は、複数のAlTi層13及び複数のAlCr層15が交互に位置する構成となっている。言い換えれば、被覆層11は、複数のAlTi層13及び複数のAlCr層15が交互に積層された構成となっている。被覆層11の積層構造は、走査型電子顕微鏡(SEM:Scanning Electron Microscopy)又は透過型電子顕微鏡(TEM:Transmission Electron Microscopy)などを用いた断面測定によって評価することが可能である。
AlTi層13は、アルミニウム及びチタンに加えて、クロムをさらに含有する。また、AlTi層13は、Si、Nb、Hf、V、Ta、Mo、Zr及びWなどの金属成分を含有していてもよい。但し、AlTi層13では、クロム及び上記の金属成分と比較してアルミニウム及びチタンのそれぞれの含有比率の合計が高い。アルミニウムの含有比率は、例えば、40〜70%に設定できる。また、チタンの含有比率は、例えば、25〜55%に設定できる。なお、上記における「含有比率」とは、原子比での含有比率を示している。
複数のAlTi層13のそれぞれにおいて、アルミニウムの含有比率がチタンの含有比率よりも高くてもよく、また、複数のAlTi層13のそれぞれにおいて、チタンの含有比率がアルミニウムの含有比率よりも高くてもよい。また、複数のAlTi層13はいずれも、アルミニウム及びチタンのそれぞれの含有比率の合計よりも少ない比率でクロムを含有しているが、クロムの含有比率は、例えば、0.1〜20%に設定できる。
AlTi層13は、アルミニウム、チタン及びクロムを含む金属成分のみによって構成されていてもよいが、アルミニウム、チタン及びクロムは、単独またはこれらを複数含む、窒化物、炭化物又は炭窒化物であってもよい。
AlCr層15は、アルミニウム及びクロムのみによって構成されていてもよいが、アルミニウム及びクロムに加えて、Si、Nb、Hf、V、Ta、Mo、Zr、Ti及びWなどの金属成分を含有していてもよい。但し、AlCr層15では、上記の金属成分と比較してアルミニウム及びクロムのそれぞれの含有比率の合計が高い。アルミニウムの含有比率は、例えば、20〜60%に設定できる。また、クロムの含有比率は、例えば、40〜80%に設定できる。
複数のAlCr層15のそれぞれにおいて、アルミニウムの含有比率がクロムの含有比率よりも高くてもよく、また、複数のAlCr層15のそれぞれにおいて、クロムの含有比率がアルミニウムの含有比率よりも高くてもよい。
また、AlCr層15は、アルミニウム及びクロムを含む金属成分のみによって構成されていてもよいが、アルミニウム及びクロムは、単独またはいずれもを含む、窒化物、炭化物又は炭窒化物であってもよい。
AlTi層13及びAlCr層15の組成は、例えば、エネルギー分散型X線分光分析法(EDS)又はX線光電子分光分析法(XPS)などによって測定することが可能である。
AlTi層13及びAlCr層15の数は、特定の値に限定されるものではない。AlTi層13及びAlCr層15の数は、それぞれ2つ以上であればよいが、例えば、2〜500に設定できる。
被覆層11は、AlTi層13を有していることから耐欠損性が高い。また、被覆層11は、AlCr層15を有していることから耐摩耗性が高い。被覆層11は、複数のAlTi層13及び複数のAlCr層15が交互に位置する構成となっていることから、被覆層11の全体としての強度が高い。
なお、複数のAlTi層13及び複数のAlCr層15のそれぞれの厚みが厚く、且つ、複数のAlTi層13及び複数のAlCr層15の数が少ない場合よりも、複数のAlTi層13及び複数のAlCr層15のそれぞれの厚みが薄く、且つ、複数のAlTi層13及び複数のAlCr層15の数が多い場合の方が、被覆層11の全体としての強度が高い。
AlTi層13及びAlCr層15の厚みは、特定の値に限定されるものではないが、例えば、それぞれ5nm〜100nmに設定できる。なお、複数のAlTi層13及び複数のAlCr層15の厚みは、一定であっても、互いに異なっていてもよい。
実施形態の一例における複数のAlTi層13は、図4に示すように、第1AlTi層13a及び第2AlTi層13bを有している。第2AlTi層13bは、第1AlTi層13aよりも基体9から離れて位置している。被覆工具1は、第2AlTi層13bにおけるクロムの含有比率が、第1AlTi層13aにおけるクロムの含有比率よりも高い構成である。これらの構成を満たす被覆工具1は、耐久性に優れる。
AlTi層及びAlCr層のように組成が異なる層が交互に位置しているときは、隣接する層間の界面において剥離が生じるおそれがある。特に、被覆工具の外表面には切削加工時に負荷が加わり易いため、上記の界面のうち被覆工具の外表面に近い部分で上記の剥離が生じ易くなっている。
実施形態の一例においては、既に述べたように、AlTi層13が、アルミニウム及びチタンを主成分として含有しており、アルミニウム及びチタンのそれぞれの含有比率の合計よりも少ない比率でクロムを含有している。このような構成を満たすAlTi層13は、AlTi層13の特性を比較的維持しつつ、AlCr層15と同様にクロムを含有しているため、AlCr層15との親和性が高い。そのため、AlTi層13は、隣接するAlCr層15との接合性(密着性)が高い。
第1AlTi層13aよりも基体9から離れて位置する第2AlTi層13bは、切削加工時に第1AlTi層13aよりも大きな切削負荷が加わり易い。実施形態の一例の被覆層11は、第2AlTi層13bにおけるクロムの含有比率が、第1AlTi層13aにおけるクロムの含有比率よりも高いことから、隣接するAlCr層15との接合性が高く、大きな切削負荷に耐え得る。
また、第1AlTi層13aにおけるクロムの含有比率が、第2AlTi層13bにおけるクロムの含有比率よりも低い。これにより、被覆層11における基体9に近い部分での剥離を生じにくくするとともに、被覆層11の全体として、AlTi層13における対欠損性への影響を小さくすることができる。
そのため、一例の被覆工具1は、層間剥離が生じにくく、耐久性に優れたものとなっている。したがって、一例の被覆工具1によれば、長期に渡り安定した切削加工を行うことができる。
複数のAlTi層13は、第1AlTi層13a及び第2AlTi層13bの間に位置する第3AlTi層13cをさらに有していてもよい。被覆工具1は、第3AlTi層13cにおけるクロムの含有比率が、第1AlTi層13aにおけるクロムの含有比率よりも高く、且つ、第2AlTi層13bにおけるクロムの含有比率よりも低い構成であってもよい。このような構成を満たす被覆工具1は、耐久性に優れる。
これは、第1AlTi層13a、第2AlTi層13b及び第3AlTi層13cを含む複数のAlTi層13においてクロムの含有比率が段階的に緩やかに変化し、急激に変化することが避けられるからである。これにより、複数のAlTi層13において靭性及び硬度が急激に変化することが避けられるため、被覆層11の内部に応力が集中することに起因するクラックの発生などが避けられ易い。
なお、図4においては、被覆層11は5つ以上のAlTi層13を有しており、また、第1AlTi層13aと第3AlTi層13cとの間、及び、第3AlTi層13cと第2AlTi層13bとの間にそれぞれAlCr層15が位置している。
複数のAlTi層13は、基体9から離れて位置するものほどクロムの含有比率が高くてもよい。言い換えれば、被覆層11が4つ以上のAlTi層13を有しているとき、複数のAlTi層13が、基体9から離れて位置するものほどクロムの含有比率が高くてもよい。このような構成を満たすときは、被覆工具1の耐久性をより一層高めることができる。これは、複数のAlTi層13において靭性及び硬度が急激に変化することを避けつつ、複数のAlTi層13のうち最も基体9から離れて位置するAlTi層13におけるクロムの含有比率を非常に高くすることが容易となるからである。
第2AlTi層13bにおけるアルミニウムの含有比率が、第1AlTi層13aにおけるアルミニウムの含有比率よりも低くてもよい。このような構成を満たすときには、第2AlTi層13bと比較して第1AlTi層13aの靭性が高い。そのため、被覆層11は密着性に優れる。
図5に示すように、複数のAlTi層13のうち、AlCr層15に挟まれて位置するAlTi層13dは、基体9の側に位置する内側面131を含む第1領域13d1と、内側面131と反対側に位置する外側面132を含む第2領域13d2と、第1領域13d1及び第2領域13d2の間に位置して厚み方向aの中央133を含む第3領域13d3とを有していてもよい。
このとき、第1領域13d1及び第2領域13d2におけるクロムの含有比率が、第3領域13d3におけるクロムの含有比率よりも高くてもよい。これらの構成を満たすときは、AlCr層15に面する第1領域13d1及び第2領域13d2におけるクロムの含有比率が相対的に高いことから、AlTi層13及びAlCr層15の接合性がさらに高い。
基体9は、後述するように、炭化タングステン(WC)及びコバルト(Co)を含有していてもよい。このとき、複数のAlTi層13のうち、少なくとも最も基体9の近くに位置するAlTi層13eは、コバルトを含有するとともに、コバルトの含有比率がクロムの含有比率よりも高くてもよい。最も基体9の近くに位置するAlTi層13eがコバルトを含有している場合には、基体9に対する被覆層11の接合性が高い。
さらに、コバルトの含有比率がクロムの含有比率よりも高いときには、コバルトの含有比率が相対的に高いことによって基体9に対する被覆層11の接合性が高く、クロムの含有比率が抑えられることによって上記のAlTi層13eの靭性が高い。
なお、一例の被覆工具1は、図1に示すように四角板形状であるが、被覆工具1の形状としてはこのような形状に限定されるものではない。例えば、第1面3及び第3面8が四角形ではなく、三角形、六角形又は円形などであっても何ら問題ない。
一例の被覆工具1は、図1に示すように、貫通孔17を有している。実施形態の一例における貫通孔17は、第1面3から第1面3の反対側に位置する第3面8にかけて形成されており、これらの面において開口している。貫通孔17は、被覆工具1をホルダに保持する際に、ネジ又はクランプ部材などを取り付けるために用いることが可能である。なお、貫通孔17は、第2面5における互いに反対側に位置する領域において開口する構成であっても何ら問題ない。
基体9の材質としては、例えば、超硬合金、サーメット及びセラミックスなどの無機材料が挙げられる。超硬合金の組成としては、例えば、WC(炭化タングステン)−Co、WC−TiC(炭化チタン)−Co及びWC−TiC−TaC(炭化タンタル)−Coなどが挙げられる。ここで、WC、TiC及びTaCは硬質粒子であり、Coは結合相である。また、サーメットは、セラミック成分に金属を複合させた焼結複合材料である。具体的には、サーメットとして、TiC又はTiN(窒化チタン)を主成分とした化合物などが挙げられる。なお、基体9の材質としては、これらに限定されるものではない。
被覆層11は、例えば、物理蒸着(PVD)法などを用いることによって、基体9の上に位置させることが可能である。例えば、貫通孔17の内周面で基体9を保持した状態で上記の蒸着法を利用して被覆層11を形成する場合には、貫通孔17の内周面を除く基体9の表面の全体を覆うように被覆層11を位置させることができる。
物理蒸着法としては、例えば、イオンプレーティング法及びスパッタリング法などが挙げられる。一例として、イオンプレーティング法で作製する場合には、下記の方法によって被覆層11を作製することができる。
第1の手順として、アルミニウム、チタン及びクロムをそれぞれ独立に含有する金属ターゲット、複合化した合金ターゲット又は焼結体ターゲットを準備する。金属源である上記のターゲットをアーク放電又はグロー放電などによって蒸発させてイオン化する。イオン化したターゲットを、窒素源の窒素(N2)ガス、炭素源のメタン(CH4)ガス又はアセチレン(C2H2)ガスなどと反応させるとともに、基体9の表面に蒸着させる。以上の手順によってAlTi層13を形成することが可能である。
第2の手順として、アルミニウム及びクロムをそれぞれ独立に含有する金属ターゲット、複合化した合金ターゲット又は焼結体ターゲットを準備する。金属源である上記のターゲットをアーク放電又はグロー放電などによって蒸発させてイオン化する。イオン化したターゲットを、窒素源の窒素(N2)ガス、炭素源のメタン(CH4)ガス又はアセチレン(C2H2)ガスなどと反応させるとともに、基体9の表面に蒸着させる。以上の手順によってAlCr層15を形成することが可能である。
上記の第1の手順及び第2の手順を交互に繰り返すことによって、複数のAlTi層13及び複数のAlCr層15が交互に積層された構成の被覆層11を形成することが可能である。なお、まず第2の手順を行った後に第1の手順を行っても何ら問題ない。
ここで、第1の手順を繰り返す際に、途中でクロムの比率が高くなるようにクロムの比率を変化させることによって、第1AlTi層13a及び第2AlTi層13bを有する複数のAlTi層13を作製することが可能である。
例えば、第1の手順を繰り返す際に、最初に第1の手順を行うときから最後に第1の手順を行うときにかけて、徐々にクロムの比率が高くなるようにクロムの比率を変化させることによって、基体9から離れて位置するAlTi層13ほどクロムの含有比率を高くすることが可能である。
<切削工具>
次に、本開示の様々な実施形態に係る切削工具について図面を用いて説明する。
次に、本開示の様々な実施形態に係る切削工具について図面を用いて説明する。
実施形態の一例の切削工具101は、図6に示すように、第1端(図6における上端)から第2端(図6における下端)に向かって延びる棒状体である。切削工具101は、図7に示すように、第1端側(先端側)にポケット103を有するホルダ105と、ポケット103に位置する上記の被覆工具1とを備えている。切削工具101は、被覆工具1を備えているため、長期に渡り安定した切削加工を行うことができる。
ポケット103は、被覆工具1が装着される部分であり、ホルダ105の下面に対して平行な着座面と、着座面に対して傾斜する拘束側面とを有している。また、ポケット103は、ホルダ105の第1端側において開口している。
ポケット103には被覆工具1が位置している。このとき、被覆工具1の下面がポケット103に直接に接していてもよく、また、被覆工具1とポケット103との間にシート(不図示)が挟まれていてもよい。
被覆工具1は、第1面3及び第2面5が交わる稜線における切刃7として用いられる部分の少なくとも一部がホルダ105から外方に突出するようにホルダ105に装着される。実施形態の一例においては、被覆工具1は、固定ネジ107によって、ホルダ105に装着されている。すなわち、被覆工具1の貫通孔17に固定ネジ107を挿入し、この固定ネジ107の先端をポケット103に形成されたネジ孔(不図示)に挿入してネジ部同士を螺合させることによって、被覆工具1がホルダ105に装着されている。
ホルダ105の材質としては、鋼、鋳鉄などを用いることができる。これらの部材の中で靱性の高い鋼を用いてもよい。
実施形態の一例においては、いわゆる旋削加工に用いられる切削工具を例示している。旋削加工としては、例えば、内径加工、外径加工及び溝入れ加工などが挙げられる。なお、切削工具としては旋削加工に用いられるものに限定されない。例えば、転削加工に用いられる切削工具に上記の実施形態の被覆工具1を用いてもよい。
また、本開示の全体において、単数形「a」、「an」及び「the」は、文脈から明らかにそうでないことが示されていなければ、複数のものを含むものとする。
1・・・被覆工具
3・・・第1面
3a・・・すくい面領域
5・・・第2面
5a・・・逃げ面領域
7・・・切刃
8・・・第3面
9・・・基体
11・・・被覆層
13・・・AlTi層
13a・・・第1AlTi層
13b・・・第2AlTi層
13c・・・第3AlTi層
13d・・・AlTi層
13d1・・・第1領域
131・・・内側面
13d2・・・第2領域
132・・・外側面
13d3・・・第3領域
133・・・中央
13e・・・AlTi層
15・・・AlCr層
17・・・貫通孔
101・・・切削工具
103・・・ポケット
105・・・ホルダ
107・・・固定ネジ
3・・・第1面
3a・・・すくい面領域
5・・・第2面
5a・・・逃げ面領域
7・・・切刃
8・・・第3面
9・・・基体
11・・・被覆層
13・・・AlTi層
13a・・・第1AlTi層
13b・・・第2AlTi層
13c・・・第3AlTi層
13d・・・AlTi層
13d1・・・第1領域
131・・・内側面
13d2・・・第2領域
132・・・外側面
13d3・・・第3領域
133・・・中央
13e・・・AlTi層
15・・・AlCr層
17・・・貫通孔
101・・・切削工具
103・・・ポケット
105・・・ホルダ
107・・・固定ネジ
Claims (7)
- 基体と、該基体の上に位置する被覆層とを備え、
該被覆層は、アルミニウム及びチタンを主成分として含有するAlTi層と、アルミニウム及びクロムを主成分として含有するAlCr層とをそれぞれ複数有し、前記AlTi層及び前記AlCr層が交互に位置し、
複数の前記AlTi層は、第1AlTi層と、該第1AlTi層よりも前記基体から離れて位置する第2AlTi層とを有し、
複数の前記AlTi層は、それぞれクロムをさらに含有し、
前記第2AlTi層におけるクロムの含有比率が、前記第1AlTi層におけるクロムの含有比率よりも高いことを特徴とする被覆工具。 - 複数の前記AlTi層は、前記第1AlTi層及び前記第2AlTi層の間に位置する第3AlTi層をさらに有し、
前記第3AlTi層におけるクロムの含有比率が、前記第1AlTi層におけるクロムの含有比率よりも高く、且つ、前記第2AlTi層におけるクロムの含有比率よりも低いことを特徴とする請求項1に記載の被覆工具。 - 複数の前記AlTi層は、前記基体から離れて位置するものほどクロムの含有比率が高いことを特徴とする請求項2に記載の被覆工具。
- 前記第2AlTi層におけるアルミニウムの含有比率が、前記第1AlTi層におけるアルミニウムの含有比率よりも低いことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の被覆工具。
- 複数の前記AlTi層のうち、前記AlCr層に挟まれて位置する前記AlTi層は、前記基体の側に位置する内側面を含む第1領域と、前記内側面と反対側に位置する外側面を含む第2領域と、前記第1領域及び前記第2領域の間に位置して厚み方向の中央を含む第3領域とを有し、
前記第1領域及び前記第2領域におけるクロムの含有比率が、前記第3領域におけるクロムの含有比率よりも高いことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の被覆工具。 - 前記基体は、炭化タングステン及びコバルトを含有し、
複数の前記AlTi層のうち、少なくとも最も前記基体の近くに位置する前記AlTi層は、コバルトを含有するとともに、コバルトの含有比率がクロムの含有比率よりも高いことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載の被覆工具。 - 先端側にポケットを有するホルダと、
前記ポケットに位置する請求項1〜6のいずれか1つに記載の被覆工具とを備えた切削工具。
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CN111148592B (zh) | 2017-09-27 | 2021-05-28 | 京瓷株式会社 | 涂层刀具和具备其的切削刀具 |
CN111020496A (zh) * | 2019-10-10 | 2020-04-17 | 昆山金百辰金属科技有限公司 | 用于在轮毂表面镀铝铬合金的工艺 |
JP7140816B2 (ja) * | 2020-02-07 | 2022-09-21 | ユニオンツール株式会社 | プリント配線板用ドリル |
Family Cites Families (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08206902A (ja) * | 1994-12-01 | 1996-08-13 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 切削用焼結体チップおよびその製造方法 |
SE518145C2 (sv) | 1997-04-18 | 2002-09-03 | Sandvik Ab | Multiskiktbelagt skärverktyg |
JP3928481B2 (ja) * | 2002-05-27 | 2007-06-13 | 三菱マテリアル株式会社 | 高速重切削条件で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 |
JP3969230B2 (ja) * | 2002-07-24 | 2007-09-05 | 三菱マテリアル株式会社 | 重切削加工条件で硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を発揮する表面被覆超硬合金製切削工具 |
JP4958134B2 (ja) * | 2003-12-18 | 2012-06-20 | 日立ツール株式会社 | 硬質皮膜被覆工具 |
JP4707541B2 (ja) * | 2005-03-24 | 2011-06-22 | 日立ツール株式会社 | 硬質皮膜被覆部材 |
SE0602814L (sv) | 2006-12-27 | 2008-06-28 | Sandvik Intellectual Property | Skärverktyg med multiskiktbeläggning |
US7947363B2 (en) * | 2007-12-14 | 2011-05-24 | Kennametal Inc. | Coated article with nanolayered coating scheme |
JP5382580B2 (ja) | 2009-07-01 | 2014-01-08 | 住友電工ハードメタル株式会社 | 表面被覆切削工具 |
JP5542925B2 (ja) | 2010-05-27 | 2014-07-09 | 京セラ株式会社 | 切削工具 |
WO2012057000A1 (ja) * | 2010-10-29 | 2012-05-03 | 株式会社神戸製鋼所 | 硬質皮膜形成部材および硬質皮膜の形成方法 |
JP5730535B2 (ja) * | 2010-10-29 | 2015-06-10 | 株式会社神戸製鋼所 | 硬質皮膜形成部材および硬質皮膜の形成方法 |
US9643257B2 (en) | 2012-06-27 | 2017-05-09 | Kyocera Corporation | Cutting tool |
JP6011249B2 (ja) * | 2012-10-31 | 2016-10-19 | 三菱マテリアル株式会社 | 表面被覆切削工具 |
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US11059105B2 (en) | 2016-11-29 | 2021-07-13 | Sumitomo Electric Hardmetal Corp. | Surface-coated cutting tool |
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JPWO2019044715A1 (ja) * | 2017-08-29 | 2020-09-17 | 京セラ株式会社 | 被覆工具及びこれを備えた切削工具 |
CN111148592B (zh) * | 2017-09-27 | 2021-05-28 | 京瓷株式会社 | 涂层刀具和具备其的切削刀具 |
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