JP6981604B2 - 表面被覆切削工具 - Google Patents
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Description
すくい面と、逃げ面とを含む基材と、
上記すくい面を被覆する第一被膜と、
上記逃げ面を被覆する第二被膜と、
を備える表面被覆切削工具であって、
上記第一被膜は、上記すくい面における領域d1において、第一複合窒化物層を含み、
上記第二被膜は、上記逃げ面における領域d2において、第二複合窒化物層を含み、
上記第一複合窒化物層は、Ti1−x1−y1Alx1Tay1Cα1Nβ1(ただし、x1、y1、α1及びβ1はそれぞれ原子比を示し、x1は0.4≦x1≦0.6であり、y1は0.01≦y1≦0.05であり、α1は0≦α1≦0.4であり、α1+β1は0.8≦α1+β1≦1.2である)を含み、
上記第二複合窒化物層は、Ti1−x2−y2Alx2Tay2Cα2Nβ2(ただし、x2、y2、α2及びβ2はそれぞれ原子比を示し、x2は0.45≦x2≦0.65であり、y2は0.05<y2≦0.1であり、α2は0≦α2≦0.4であり、α2+β2は0.8≦α2+β2≦1.2である)を含み、
上記すくい面と上記逃げ面とが刃先面を介して繋がっている場合は、上記領域d1は、上記すくい面を延長した面と上記逃げ面を延長した面とが交差してなる仮想稜線から上記すくい面上で200μm離れた仮想線D1と、上記すくい面と上記刃先面との境界線と、で挟まれた領域であり、かつ、上記領域d2は、上記仮想稜線から上記逃げ面上で200μm離れた仮想線D2と、上記逃げ面と上記刃先面との境界線と、で挟まれた領域であり、
上記すくい面と上記逃げ面とが稜線を介して繋がっている場合は、上記領域d1は、上記稜線から上記すくい面上で200μm離れた仮想線D1と、上記稜線と、で挟まれた領域であり、かつ、上記領域d2は、上記稜線から上記逃げ面上で200μm離れた仮想線D2と、上記稜線と、で挟まれた領域である。
特許文献1では、基材の表面に硬質な被膜を設けることによって、切削工具の性能(例えば、耐欠損性、耐摩耗性等)を向上させている。しかしながら、切削工具におけるすくい面及び逃げ面は、それぞれ異なる性能が求められているにも関わらず、特許文献1に記載の切削工具ではすくい面及び逃げ面共に同質の被膜が設けられている。そのため、上記被膜を設けることによって、例えばすくい面の性能は向上したとしても、逃げ面の性能が不充分である等の場合が生じている。
上記によれば、優れた耐欠損性を有し、且つ優れた耐摩耗性を有する表面被覆切削工具を提供することが可能になる。
最初に本開示の一態様の内容を列記して説明する。
[1]本開示の一態様に係る表面被覆切削工具は、
すくい面と、逃げ面とを含む基材と、
上記すくい面を被覆する第一被膜と、
上記逃げ面を被覆する第二被膜と、
を備える表面被覆切削工具であって、
上記第一被膜は、上記すくい面における領域d1において、第一複合窒化物層を含み、
上記第二被膜は、上記逃げ面における領域d2において、第二複合窒化物層を含み、
上記第一複合窒化物層は、Ti1−x1−y1Alx1Tay1Cα1Nβ1(ただし、x1、y1、α1及びβ1はそれぞれ原子比を示し、x1は0.4≦x1≦0.6であり、y1は0.01≦y1≦0.05であり、α1は0≦α1≦0.4であり、α1+β1は0.8≦α1+β1≦1.2である)を含み、
上記第二複合窒化物層は、Ti1−x2−y2Alx2Tay2Cα2Nβ2(ただし、x2、y2、α2及びβ2はそれぞれ原子比を示し、x2は0.45≦x2≦0.65であり、y2は0.05<y2≦0.1であり、α2は0≦α2≦0.4であり、α2+β2は0.8≦α2+β2≦1.2である)を含み、
上記すくい面と上記逃げ面とが刃先面を介して繋がっている場合は、上記領域d1は、上記すくい面を延長した面と上記逃げ面を延長した面とが交差してなる仮想稜線から上記すくい面上で200μm離れた仮想線D1と、上記すくい面と上記刃先面との境界線と、で挟まれた領域であり、かつ、上記領域d2は、上記仮想稜線から上記逃げ面上で200μm離れた仮想線D2と、上記逃げ面と上記刃先面との境界線と、で挟まれた領域であり、
上記すくい面と上記逃げ面とが稜線を介して繋がっている場合は、上記領域d1は、上記稜線から上記すくい面上で200μm離れた仮想線D1と、上記稜線と、で挟まれた領域であり、かつ、上記領域d2は、上記稜線から上記逃げ面上で200μm離れた仮想線D2と、上記稜線と、で挟まれた領域である。
以下、本開示の一実施形態(以下「本実施形態」と記す。)について説明する。ただし、本実施形態はこれに限定されるものではない。なお以下の実施形態の説明に用いられる図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わす。本明細書において「A〜B」という形式の表記は、範囲の上限下限(すなわちA以上B以下)を意味し、Aにおいて単位の記載がなく、Bにおいてのみ単位が記載されている場合、Aの単位とBの単位とは同じである。さらに、本明細書において、たとえば「TiC」等のように、構成元素の比が限定されていない化学式によって化合物が表された場合には、その化学式は従来公知のあらゆる組成(元素比)を含むものとする。このとき化学式は、化学量論組成のみならず、非化学量論組成も含むものとする。たとえば「TiC」の化学式には、化学量論組成「Ti1C1」のみならず、たとえば「Ti1C0.8」のような非化学量論組成も含まれる。このことは、「TiC」以外の化合物の記載についても同様である。
本実施形態に係る表面被覆切削工具は、
すくい面と、逃げ面とを含む基材と、
上記すくい面を被覆する第一被膜と、
上記逃げ面を被覆する第二被膜と、
を備える表面被覆切削工具であって、
上記第一被膜は、上記すくい面における領域d1において、第一複合窒化物層を含み、
上記第二被膜は、上記逃げ面における領域d2において、第二複合窒化物層を含み、
上記第一複合窒化物層は、Ti1−x1−y1Alx1Tay1Cα1Nβ1(ただし、x1、y1、α1及びβ1はそれぞれ原子比を示し、x1は0.4≦x1≦0.6であり、y1は0.01≦y1≦0.05であり、α1は0≦α1≦0.4であり、α1+β1は0.8≦α1+β1≦1.2である)を含み、
上記第二複合窒化物層は、Ti1−x2−y2Alx2Tay2Cα2Nβ2(ただし、x2、y2、α2及びβ2はそれぞれ原子比を示し、x2は0.45≦x2≦0.65であり、y2は0.05<y2≦0.1であり、α2は0≦α2≦0.4であり、α2+β2は0.8≦α2+β2≦1.2である)を含み、
上記すくい面と上記逃げ面とが刃先面を介して繋がっている場合は、上記領域d1は、上記すくい面を延長した面と上記逃げ面を延長した面とが交差してなる仮想稜線から上記すくい面上で200μm離れた仮想線D1と、上記すくい面と上記刃先面との境界線と、で挟まれた領域であり、かつ、上記領域d2は、上記仮想稜線から上記逃げ面上で200μm離れた仮想線D2と、上記逃げ面と上記刃先面との境界線と、で挟まれた領域であり、
上記すくい面と上記逃げ面とが稜線を介して繋がっている場合は、上記領域d1は、上記稜線から上記すくい面上で200μm離れた仮想線D1と、上記稜線と、で挟まれた領域であり、かつ、上記領域d2は、上記稜線から上記逃げ面上で200μm離れた仮想線D2と、上記稜線と、で挟まれた領域である。ここで、α1≠0のとき、上記第一複合窒化物層は、複合炭窒化物を含む第一複合炭窒化物層として把握できる。また、α2≠0のとき、上記第二複合窒化物層は、複合炭窒化物を含む第二複合炭窒化物層として把握できる。
本実施形態の基材は、この種の基材として従来公知のものであればいずれのものも使用することができる。例えば、上記基材は、超硬合金(例えば、炭化タングステン(WC)基超硬合金、WCの他にCoを含む超硬合金、WCの他にCr、Ti、Ta、Nb等の炭窒化物を添加した超硬合金等)、サーメット(TiC、TiN、TiCN等を主成分とするもの)、高速度鋼、セラミックス(炭化チタン、炭化珪素、窒化珪素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム等)、立方晶型窒化硼素焼結体(cBN焼結体)及びダイヤモンド焼結体からなる群より選ばれる少なくとも1種を含むことが好ましく、超硬合金、サーメット及びcBN焼結体からなる群より選ばれる少なくとも1種を含むことがより好ましい。
図1は切削工具の一態様を例示する斜視図であり、図2は図1のX−X線に関する矢視断面図である。このような形状の切削工具は、旋削加工用刃先交換型切削チップ等の刃先交換型切削チップとして用いられる。
仮想平面Aはすくい面1aを延長した面に相当する。境界線AAはすくい面1aと刃先面1cとの境界線である。仮想平面Bは逃げ面1bを延長した面に相当する。境界線BBは逃げ面1bと刃先面1cとの境界線である。仮想稜線AB’はすくい面1aを延長した面(仮想平面A)と逃げ面1bを延長した面(仮想平面B)との交差線である。すなわち、仮想平面Aと仮想平面Bとが交差して仮想稜線AB’を成す。
図3に示す場合は、刃先面1cは円弧面(ホーニング)であり、すくい面1aと逃げ面1bとが刃先面1cを介して繋がっている。すくい面1aおよび逃げ面1bにおいて刃先面1cに隣接する部分、ならびに刃先面1cが切削工具10の刃先部を成す。
なお図3において、仮想平面Aおよび仮想平面Bは線状に示され、境界線AA、境界線BBおよび仮想稜線AB’は点状に示される。
図3に示す場合と同様に、図4および図5に示す場合においてもすくい面1aと逃げ面1bとが刃先面1cを介して繋がっており、仮想平面A、境界線AA、仮想平面B、境界線BBおよび仮想稜線AB’が設定される。
すなわち、図3から図5に示す場合は、いずれも「すくい面と逃げ面とが刃先面を介して繋がっている場合」に含まれる。
図6に示す場合、図3から図5に示す刃先面1cは存在せず、すくい面1aと逃げ面1bとが隣接している。また、すくい面1aと逃げ面1bとの境界線が稜線ABを成し、稜線ABならびにすくい面1aおよび逃げ面1bにおいて稜線ABに隣接する部分が切削工具10の刃先部を成す。
図7は、切削工具の他の一態様である回転工具を例示する概略平面図である。図8Aは、図7に示すY−Y線に関する矢視断面図であり、図8Bは、図8Aの部分拡大図である。本実施形態ではこのような回転工具として4枚刃のエンドミルが例示される。このような回転工具の他の態様としては、例えば、ドリルが挙げられる。
本実施形態において、第一被膜11aは上記すくい面1aを被覆する(図12A)。より詳細には、「第一被膜」は、上記基材における上記すくい面の少なくとも一部を被覆する。上記第一被膜は、上記すくい面の全面を被覆することが好ましい。しかしながら、上記すくい面の一部が上記第一被膜で被覆されていなかったり被膜の構成が部分的に異なっていたりしていたとしても本実施形態の範囲を逸脱するものではない。
ここで図3から図5に示すような「すくい面1aと逃げ面1bとが刃先面1cを介して繋がっている場合」には、領域d1は「仮想稜線AB’からすくい面1a上で200μm離れた仮想線D1と、すくい面1aと刃先面1cとの境界線AAと、で挟まれた領域」である。
一方、図6に示すような「すくい面1aと逃げ面1bとが稜線ABを介して繋がっている場合」には、領域d1は「稜線ABからすくい面1a上で200μm離れた仮想線D1と、稜線ABと、で挟まれた領域」である。
ここで本実施形態における上記第一被膜は、上記領域d1に加えて、上記すくい面における領域であって上記領域d1以外の領域において、上記第一複合窒化物層を含んでいてもよい。例えば、上記第一被膜は、上記すくい面全体において上記第一複合窒化物層を含んでいてもよい。本実施形態の一側面において、上記第一被膜は上記領域d1以外の領域において、1又は複数の他の層を含んでいてもよい。「第一複合窒化物層」については後述する。
上記第一複合窒化物層は、Ti1−x1−y1Alx1Tay1Cα1Nβ1を含む。ここで、x1、y1、α1及びβ1はそれぞれ原子比を示し、x1は0.4≦x1≦0.6であり、y1は0.01≦y1≦0.05であり、α1は0≦α1≦0.4であり、α1+β1は0.8≦α1+β1≦1.2である。上記第一複合窒化物層は、本実施形態に係る表面被覆切削工具が奏する効果を損なわない範囲において、不可避不純物が含まれていてもよい。上記不可避不純物の含有割合は、第一複合窒化物層の全質量に対して0質量%以上1質量%以下であることが好ましい。
Alの組成比=MAl/(MAl+MTi+MTa) 式(1)
また、上記第一複合窒化物層における非金属元素N及びCの組成比も上述の方法によって求めることが可能である。
上記EDX装置としては、例えば、日本電子株式会社製のJED−2300 Analysis Station Plus(商品名)が挙げられる。
加速電圧 :15kV
照射電流 :70μA
測定対象の元素 : Al、Ti、Ta、C、N
積算回数 :20回
本実施形態において、第二被膜11bは上記逃げ面1bを被覆する(図12B)。より詳細には、「第二被膜」は、上記基材における上記逃げ面の少なくとも一部を被覆する。上記第二被膜は、上記逃げ面の全面を被覆することが好ましい。しかしながら、上記逃げ面の一部が上記第二被膜で被覆されていなかったり被膜の構成が部分的に異なっていたりしていたとしても本実施形態の範囲を逸脱するものではない。
ここで図3から図5に示すような「すくい面1aと逃げ面1bとが刃先面1cを介して繋がっている場合」には、領域d2は「仮想稜線AB’から逃げ面1b上で200μm離れた仮想線D2と、逃げ面1bと刃先面1cとの境界線BBと、で挟まれた領域」である。
一方、図6に示すような「すくい面1aと逃げ面1bとが稜線ABを介して繋がっている場合」には、領域d2は「稜線ABから逃げ面1b上で200μm離れた仮想線D2と、稜線ABと、で挟まれた領域」である。
ここで本実施形態における上記第二被膜は、上記領域d2に加えて、上記逃げ面における領域であって上記領域d2以外の領域において、上記第二複合窒化物層を含んでいてもよい。例えば、上記第二被膜は、上記逃げ面全体において上記第二複合窒化物層を含んでいてもよい。本実施形態の一側面において、上記第二被膜は上記領域d2以外の領域において、1又は複数の他の層を含んでいてもよい。「第二複合窒化物層」については後述する。
上記第二複合窒化物層は、Ti1−x2−y2Alx2Tay2Cα2Nβ2を含む。ここで、x2、y2、α2及びβ2はそれぞれ原子比を示し、x2は0.45≦x2≦0.65であり、y2は0.05<y2≦0.1であり、α2は0≦α2≦0.4であり、α2+β2は0.8≦α2+β2≦1.2である。上記第二複合窒化物層は、本実施形態に係る表面被覆切削工具が奏する効果を損なわない範囲において、不可避不純物が含まれていてもよい。上記不可避不純物の含有割合は、第二複合窒化物層の全質量に対して0質量%以上1質量%以下であることが好ましい。
また、本実施形態の効果を損なわない範囲において、上記第一被膜及び上記第二被膜は、それぞれ他の層を更に含んでいてもよい。他の層としては、例えばTiN層(TiNで示される化合物からなる層、以下同様。)、TiBNO層、TiCNO層、TiB2層、TiAlN層、TiAlCN層、TiAlON層、TiAlONC層、Al2O3層等を挙げることができる。なお、上記他の層はその積層の順も特に限定されない。例えば、上記他の層は、上記基材と上記第一複合窒化物層との間に形成されていてもよいし、上記第一複合窒化物層上に形成されていてもよい。言い方を変えると上記第一複合窒化物層は上記第一被膜における最外層であってもよい。また、上記他の層は、上記基材と上記第二複合窒化物層との間に形成されていてもよいし、上記第二複合窒化物層上に形成されていてもよい。言い方を変えると上記第二複合窒化物層は上記第二被膜における最外層であってもよい。
本実施形態に係る表面被覆切削工具の製造方法は、
上記基材を準備する、基材準備工程と、
上記すくい面の少なくとも一部を、上記第一複合窒化物層で被覆する、第一被覆工程と、
上記逃げ面の少なくとも一部を、上記第二複合窒化物層で被覆する、第二被覆工程と、を含む。以下、各工程について説明する。
基材準備工程では、上記基材を準備する。上記基材としては、上述したようにこの種の基材として従来公知のものであればいずれのものも使用することができる。例えば、上記基材が超硬合金からなる場合、まず、所定の配合組成(質量%)からなる原料粉末を市販のアトライターを用いて均一に混合して、続いてこの混合粉末を所定の形状(例えば、CNMG120408NUXで示される形状、GSXB20300で示される形状等)に加圧成形する。その後、原料粉末の成形体を、所定の焼結炉において1300〜1500℃以下で、1〜2時間焼結することにより、超硬合金からなる上記基材を得ることができる。また、上記基材は、市販のものをそのまま用いてもよい。
第一被覆工程では、上記すくい面の少なくとも一部を上記第一複合窒化物層で被覆する。ここで、「すくい面の少なくとも一部」には、上記すくい面1aにおける領域であって、上記すくい面1aと上記逃げ面1bとが交差してなる稜線ABと上記稜線ABから200μm離れた仮想線D1とに挟まれた領域d1が含まれる(例えば、図6)。
第二被覆工程では、上記逃げ面の少なくとも一部を上記第二複合窒化物層で被覆する。ここで、「逃げ面の少なくとも一部」には、上記逃げ面1bにおける領域であって、上記すくい面1aと上記逃げ面1bとが交差してなる稜線ABと上記稜線ABから200μm離れた仮想線D2とに挟まれた領域d2が含まれる(例えば、図6)。
本実施形態に係る製造方法では、上述した工程の他にも、他の層を形成する工程等を適宜行ってもよい。上述の他の層を形成する場合、従来の方法によって他の層を形成してもよい。
以上の説明は、以下に付記する実施態様を含む。
(付記1)
すくい面と、逃げ面と、前記すくい面及び前記逃げ面を繋ぐ刃先部とを含む基材と、
前記すくい面を被覆する第一被膜と、
前記逃げ面を被覆する第二被膜と、
を備える表面被覆切削工具であって、
前記第一被膜は、前記すくい面における領域であって、前記すくい面と前記逃げ面とが交差してなる稜線と前記稜線から200μm離れた仮想線D1とに挟まれた領域d1において、第一複合窒化物層を含み、
前記第二被膜は、前記逃げ面における領域であって、前記稜線と前記稜線から200μm離れた仮想線D2とに挟まれた領域d2において、第二複合窒化物層を含み、
前記第一複合窒化物層は、Ti1−x1−y1Alx1Tay1Cα1Nβ1(ただし、x1、y1、α1及びβ1はそれぞれ原子比を示し、x1は0.4≦x1≦0.6であり、y1は0.01≦y1≦0.05であり、α1は0≦α1≦0.4であり、α1+β1は0.8≦α1+β1≦1.2である)を含み、
前記第二複合窒化物層は、Ti1−x2−y2Alx2Tay2Cα2Nβ2(ただし、x2、y2、α2及びβ2はそれぞれ原子比を示し、x2は0.45≦x2≦0.65であり、y2は0.05<y2≦0.1であり、α2は0≦α2≦0.4であり、α2+β2は0.8≦α2+β2≦1.2である)を含む、表面被覆切削工具。
<基材準備工程>
まず、基材準備工程として、JIS規格が「GSXB20300」である超硬のボールエンドミル(φ6)(住友電工ハードメタル株式会社製、商品名:GSXB20300、ノンコート品)を基材として準備した。
第一被覆工程として、アークイオンプレーティング法により、上記基材の溝部(すくい面)の上に第一複合窒化物層を形成した。具体的には以下の方法で行った。まず、上記基材の外周部(逃げ面)にマスキング剤を塗布することで、上記外周部を被覆した。その後、当該基材をアークイオンプレーティング装置(株式会社神戸製鋼所製、商品名:AIP−S40)にセットした。次に表1〜3における「すくい面における第一被膜の組成比」の欄に記載の組成比で各金属元素を含むターゲット(焼結ターゲット又は溶成ターゲット)を装置内のアーク式蒸発源にセットした。このとき、基材温度を400〜600℃及び該装置内のガス圧を1.0〜10.0Paに設定した。上記ガスとしては、窒化物の層を形成する場合には窒素ガス及びアルゴンガスの混合ガスを導入した。上記ガスとしては、炭窒化物の層を形成する場合には、窒素ガス、メタンガス、及びアルゴンガスの混合ガスを導入した。そして、基板(負)バイアス電圧を−50〜−150Vの範囲で電圧の絶対値が増大するように変化させながら、カソード電極に100〜180Aのアーク電流を供給した。このようにアーク電流を供給することで、アーク式蒸発源から金属イオン等を発生させることにより第一複合窒化物層からなる第一被膜を形成した。上記第一被膜を形成した後に、上記外周部を被覆していたマスキング剤を専用の除去剤で除去した。
第二被覆工程として、アークイオンプレーティング法により、上記基材の外周部(逃げ面)の上に第二複合窒化物層を形成した。具体的には以下の方法で行った。まず、上記基材の溝部(すくい面)にマスキング剤を塗布することで、上記溝部を被覆した。その後、当該基材をアークイオンプレーティング装置にセットした。次に表1〜3における「逃げ面における第二被膜の組成比」の欄に記載の組成比で各金属元素を含むターゲット(焼結ターゲット又は溶成ターゲット)を装置内のアーク式蒸発源にセットした。このとき、基材温度を400〜600℃及び該装置内のガス圧を1.0〜10.0Paに設定した。上記ガスとしては、窒化物の層を形成する場合には窒素ガス及びアルゴンガスの混合ガスを導入した。上記ガスとしては、炭窒化物の層を形成する場合には、窒素ガス、メタンガス、及びアルゴンガスの混合ガスを導入した。そして、基板(負)バイアス電圧を−50〜−150Vの範囲で電圧の絶対値が増大するように変化させながら、カソード電極に100〜180Aのアーク電流を供給した。このようにアーク電流を供給することで、アーク式蒸発源から金属イオン等を発生させることにより第二複合窒化物層からなる第二被膜を形成した。上記第二被膜を形成した後に、上記溝部を被覆していたマスキング剤を専用の除去剤で除去した。
上述のようにして作製した試料(試料No.1−1〜1−7、2−1〜2−7、3−1〜3−7、4−1〜4−7、5−1、及びC−1〜C−3)の切削工具を用いて、以下のように、切削工具の各特性を評価した。
第一被膜(第一複合窒化物層)及び第二被膜(第二複合窒化物層)の組成は、上記試料を用いて、SEMに付帯のEDX装置(日本電子株式会社製、商品名:JED−2300 Analysis Station Plus)によって、以下の条件で測定した。具体例を挙げると、まず上記試料(回転工具)の回転軸に対して垂直な面で切断した断面(例えば、図8A)に基づいて、上記溝部(すくい面)における領域であって、上記溝部と上記外周部(逃げ面)とが交差してなる稜線と、上記溝部の表面に沿って上記稜線から200μm離れた仮想線D1とに挟まれた領域d1における任意の3点について、EDX測定を行い、Al、Ti及びTaそれぞれの原子%の平均値を求めた。なお、試料No.C−2及びC−3については、Taの代わりにそれぞれSi及びCrの原子%の平均値を求めた。ここで当該「任意の3点」は、上記第一複合窒化物層中の互いに異なる結晶粒から選択した。次に、求められた原子%の平均値に基づいて、Al、Ti及びTa(試料No.C−2及びC−3については、それぞれSi及びCr)それぞれの組成比を求めた。また、非金属元素であるN及びCそれぞれの組成比も同様の方法によって求めた。結果を表1〜3に示す。
加速電圧 :15kV
照射電流 :70μA
測定対象の元素 : Al、Ti、Ta、C、N
積算回数 :20回
第一被膜(第一複合窒化物層)及び第二被膜(第二複合窒化物層)の厚さは、走査型電子顕微鏡(SEM)(日本電子株式会社製、商品名:JSM−IT300)を用いて、基材の表面の法線方向に平行な断面サンプルにおける任意の3点を測定し、測定された3点の厚さの平均値をとることで求めた。結果を表1〜3に示す。表1〜3における「膜厚」の欄の数値は、すくい面における被膜の膜厚と逃げ面における被膜の膜厚との平均値を意味する。
SEM法の測定条件
加速電圧 :10kV
照射電流 :40μA
倍率 :1万倍
<耐欠損性試験及び耐摩耗性試験>
上述のようにして作製した試料(試料No.1−1〜1−7、2−1〜2−7、3−1〜3−7、4−1〜4−7、5−1、及びC−1〜C−3)の切削工具を用いて、以下の切削条件により切削試験を行うことで、耐欠損性及び耐摩耗性を評価した。具体的には、被削材を10m切削した後の刃先の状態を確認することで、耐欠損性及び耐摩耗性を評価した。その結果を表1〜3に示す。本切削試験において、試料No.1−2〜1−6、2−2〜2−6、3−2〜3−6、4−2〜4−6及び5−1は実施例の試料であり、これら以外の試料は比較例の試料である。すなわち、試料No.1−1、1−7、2−1、2−7、3−1、3−7、4−1、4−7及びC−1〜C−3は、比較例の試料である。
被削材(材質):インコネル718
速度(Vc) :45m/min
送り(fz) :0.05mm/t
切り込み :ap0.5mm、ae0.3mm
外部給油 :あり(水溶性)
Claims (7)
- すくい面と、逃げ面とを含む基材と、
前記すくい面を被覆する第一被膜と、
前記逃げ面を被覆する第二被膜と、
を備える表面被覆切削工具であって、
前記第一被膜は、前記すくい面における領域d1において、第一複合窒化物層からなり、
前記第二被膜は、前記逃げ面における領域d2において、第二複合窒化物層からなり、
前記第一複合窒化物層は、Ti1−x1−y1Alx1Tay1Cα1Nβ1(ただし、x1、y1、α1及びβ1はそれぞれ原子比を示し、x1は0.4≦x1≦0.6であり、y1は0.01≦y1≦0.05であり、α1は0≦α1≦0.4であり、α1+β1は0.8≦α1+β1≦1.2である)を含み、
前記第二複合窒化物層は、Ti1−x2−y2Alx2Tay2Cα2Nβ2(ただし、x2、y2、α2及びβ2はそれぞれ原子比を示し、x2は0.45≦x2≦0.65であり、y2は0.05<y2≦0.1であり、α2は0≦α2≦0.4であり、α2+β2は0.8≦α2+β2≦1.2である)を含み、
前記すくい面と前記逃げ面とが刃先面を介して繋がっている場合は、前記領域d1は、前記すくい面を延長した面と前記逃げ面を延長した面とが交差してなる仮想稜線から前記すくい面上で200μm離れた仮想線D1と、前記すくい面と前記刃先面との境界線と、で挟まれた領域であり、かつ、前記領域d2は、前記仮想稜線から前記逃げ面上で200μm離れた仮想線D2と、前記逃げ面と前記刃先面との境界線と、で挟まれた領域であり、
前記すくい面と前記逃げ面とが稜線を介して繋がっている場合は、前記領域d1は、前記稜線から前記すくい面上で200μm離れた仮想線D1と、前記稜線と、で挟まれた領域であり、かつ、前記領域d2は、前記稜線から前記逃げ面上で200μm離れた仮想線D2と、前記稜線と、で挟まれた領域である、表面被覆切削工具。 - 前記y1は、0.03≦y1≦0.05である、請求項1に記載の表面被覆切削工具。
- 前記y2は、0.08≦y2≦0.1である、請求項1又は請求項2に記載の表面被覆切削工具。
- 前記x1は、0.4≦x1≦0.5である、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の表面被覆切削工具。
- 前記x2は、0.55≦x2≦0.65である、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の表面被覆切削工具。
- 前記第一被膜及び前記第二被膜のそれぞれは、その厚さが1μm以上10μm以下である、請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の表面被覆切削工具。
- 前記基材は、超硬合金、サーメット、高速度鋼、セラミックス、cBN焼結体及びダイヤモンド焼結体からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む、請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の表面被覆切削工具。
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