JPH0230406A - 表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具 - Google Patents
表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具Info
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- JPH0230406A JPH0230406A JP17678988A JP17678988A JPH0230406A JP H0230406 A JPH0230406 A JP H0230406A JP 17678988 A JP17678988 A JP 17678988A JP 17678988 A JP17678988 A JP 17678988A JP H0230406 A JPH0230406 A JP H0230406A
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Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
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- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、特に高硬度材の切削に用いた場合に、切刃
に微小欠けの発生がな□く、すなわちすぐれた耐チッピ
ング性を示し、この結果としてすぐれた耐摩耗性を示し
、著しく長期に亘ってすぐれた切削性能を発揮する表面
被覆炭化タングステン（以下ｗＣで示す）超超硬合金製
切削工具に関するものである。
に微小欠けの発生がな□く、すなわちすぐれた耐チッピ
ング性を示し、この結果としてすぐれた耐摩耗性を示し
、著しく長期に亘ってすぐれた切削性能を発揮する表面
被覆炭化タングステン（以下ｗＣで示す）超超硬合金製
切削工具に関するものである。
従来１例えば特公昭５９−４３２４６号公報に記載され
るように。
るように。
鋼や鋳鉄、Ａ１．やＭ合金などの旋削加工や、プリント
基板などの穴明は加工などの切゛削に、スローアウエイ
チッグやエンドミル、さらにドリルやミニチュアドリル
などとして。
基板などの穴明は加工などの切゛削に、スローアウエイ
チッグやエンドミル、さらにドリルやミニチュアドリル
などとして。
結合相形成成分としてのＣｏ：４〜１５％。
を含有し、さらに必要に応じて。
分散相形成成分としてのＴｉ、 Ｔａ 、 Ｎｂ、およ
びＷの炭化物、窒化物、および炭窒化物、並びにこれら
の２種以上の固溶体（ただしＷの窒化物と炭謔化物を除
き、以下、これら全体を（Ｔｉ、 置、 Ｎｂ、 Ｗ）
Ｃ−Ｎで示す）のうちの１種以上二〇５〜４０チ。
びＷの炭化物、窒化物、および炭窒化物、並びにこれら
の２種以上の固溶体（ただしＷの窒化物と炭謔化物を除
き、以下、これら全体を（Ｔｉ、 置、 Ｎｂ、 Ｗ）
Ｃ−Ｎで示す）のうちの１種以上二〇５〜４０チ。
を含有し、残りが同じく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（以上亜蓋チ。
不可避不純物からなる組成（以上亜蓋チ。
以下％は重量チを示す）を有するｗｅ基超超硬合金基体
表面に、化学蒸着法（ＣＶＤ法）や物理蒸着法（ＰＶＤ
法）を用いて。
表面に、化学蒸着法（ＣＶＤ法）や物理蒸着法（ＰＶＤ
法）を用いて。
筒期律表の４ａ、５ａ、および６ａ族の金属の炭化物、
窒化物、硼化物、および酸化物、並びにこれらの２種以
上の固溶体、さらに酸化アルミニウム（以下ｕ ２ ｏ
５で示す）のうち゛の１種の単層またけ２種以上の複
層からなる被覆層を０５〜２０μｍの平均層厚で形成し
て彦る表面被覆ｗｅ基超超硬合金製切削工具広く実用に
供されている。
窒化物、硼化物、および酸化物、並びにこれらの２種以
上の固溶体、さらに酸化アルミニウム（以下ｕ ２ ｏ
５で示す）のうち゛の１種の単層またけ２種以上の複
層からなる被覆層を０５〜２０μｍの平均層厚で形成し
て彦る表面被覆ｗｅ基超超硬合金製切削工具広く実用に
供されている。
し力・シ、上記の従来表面被覆ｗｅ基超超硬合金製切削
工具おいては、これを、特に高硬度材の切削に用いた場
合、被覆層にチッピングが発生し易く、そのため比較的
短時間で使用寿命に至るのが現状である。
工具おいては、これを、特に高硬度材の切削に用いた場
合、被覆層にチッピングが発生し易く、そのため比較的
短時間で使用寿命に至るのが現状である。
そこで１本発明者等は、上述のような観点から。
上記の従来表面被覆ｗｅ基超超硬合金製切削工具着目し
、これの被覆層の耐チッピング性を改善すべく研究を行
なった結果。
、これの被覆層の耐チッピング性を改善すべく研究を行
なった結果。
被覆層を、 Ｔｉの炭化物、窒化物、炭窒化物、硼窒化
物、炭酸化物、および炭窒酸化物（以下、それぞれＴｉ
Ｃ、ＴｉＮ 、 ’］、’ｉＣＮ 、 ＴｉＢＮ 、
ＴｉＣ０＆およびＴ ｉ ＣＮ○で示す）、並びＶＣＭ
２Ｏ３のうちの１種の単層または２種以上の複層に特定
した上で。
物、炭酸化物、および炭窒酸化物（以下、それぞれＴｉ
Ｃ、ＴｉＮ 、 ’］、’ｉＣＮ 、 ＴｉＢＮ 、
ＴｉＣ０＆およびＴ ｉ ＣＮ○で示す）、並びＶＣＭ
２Ｏ３のうちの１種の単層または２種以上の複層に特定
した上で。
このうちの少なくとも１層を、Ｘ線回折におけるピ□−
ク高さの最高が（２００）面に現われ、２番目のピーク
高さが（２２０）面に現われ、さらに３番目のピーク高
さが（１１１）面に現われるピーク高さ分布を有するＴ
ｉｃ （従来の表面被覆ＷＣＣ超超硬合金製切削工具被
覆層を構成パるＴｉＣＪ−では。
ク高さの最高が（２００）面に現われ、２番目のピーク
高さが（２２０）面に現われ、さらに３番目のピーク高
さが（１１１）面に現われるピーク高さ分布を有するＴ
ｉｃ （従来の表面被覆ＷＣＣ超超硬合金製切削工具被
覆層を構成パるＴｉＣＪ−では。
最高のピーク高さが（２００）面に現われ、同２番目が
（ユユユ）面に、１司３番目が（２２０）面に現われる
）で構成した表面被覆ｗｅ基超超硬合金製切削工具おい
ては、被剛材が１１１硬度材であっても。
（ユユユ）面に、１司３番目が（２２０）面に現われる
）で構成した表面被覆ｗｅ基超超硬合金製切削工具おい
ては、被剛材が１１１硬度材であっても。
被覆層にチッピングの発生がなく、すぐれた耐摩耗性を
著しく長期に亘って示すという知見を得たのである。
著しく長期に亘って示す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っ
て。
て。
結合相形成成分としてのＣｏ１４〜１５％。
を含有し、さらに必要に応じて。
分散相形成成分としての（Ｔｊ、、 Ｔａ、 Ｎｂ、
Ｗ） Ｃ・Ｎのうちの１種以上：０５〜４０チ。
Ｗ） Ｃ・Ｎのうちの１種以上：０５〜４０チ。
を含有し、残りが同じく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するＷＣＣ超超硬合金基
体表面に。
不可避不純物からなる組成を有するＷＣＣ超超硬合金基
体表面に。
Ｔｉｅ、 ＴｉＮ、 ＴｉＣＮ 、 ＴｉＢＮ、 Ｔｉ
Ｃ０，ＴｉＣＮ０゜およびＭ２Ｏ３のうちのＩｆ！の単
層または２種以上の複層からなる被覆層を０５〜２０μ
ｍの平均層厚で形成してなる表面被覆ＷＣＣ超超硬合金
製切削工具して。
Ｃ０，ＴｉＣＮ０゜およびＭ２Ｏ３のうちのＩｆ！の単
層または２種以上の複層からなる被覆層を０５〜２０μ
ｍの平均層厚で形成してなる表面被覆ＷＣＣ超超硬合金
製切削工具して。
かつ上記被覆層のうちの少なくとも１層を、Ｘ線回折に
おけるピーク高さの最高が（２００）面に現われ、２番
目のピーク高さが（２２０）簡に現われ、官らに３番目
のピーク高さが（１１ユ）面に現われるピーク高さ分布
を有するＴｉＣ層で構成してなる。耐チッピング性にす
ぐれた表ｉｉ］被覆ＷＣ基超硬合金製切削工具に特徴を
有するものである。
おけるピーク高さの最高が（２００）面に現われ、２番
目のピーク高さが（２２０）簡に現われ、官らに３番目
のピーク高さが（１１ユ）面に現われるピーク高さ分布
を有するＴｉＣ層で構成してなる。耐チッピング性にす
ぐれた表ｉｉ］被覆ＷＣ基超硬合金製切削工具に特徴を
有するものである。
つぎに、この発明の表面被覆ＷＣＣ超超硬合金製切削工
具おいて、上記の通りに数値限定した理由を説明する。
具おいて、上記の通りに数値限定した理由を説明する。
（ａ） 基体におけるＣｏ含廟倉
ＣＯ成分には１分散相と強固に結合し、基体の強度およ
び靭性を向上させる作用があるが、その含有量が４−未
満では前記作用に所望・の効果が得られず、一方その含
有量が１５チを越えると、基体の耐摩耗性が低下するよ
うになることがら、その含有量を４〜１５％と定めた。
び靭性を向上させる作用があるが、その含有量が４−未
満では前記作用に所望・の効果が得られず、一方その含
有量が１５チを越えると、基体の耐摩耗性が低下するよ
うになることがら、その含有量を４〜１５％と定めた。
（ｂ） 基体における（Ｔｉ、 Ｔａ、Ｎｂ、 Ｗ）
Ｃ’−Ｈの含有量これらの成分には、基体の硬さを高
めて、耐摩耗性を向上させる作用があるので、必要に応
じて含有させるが、その含有量が０．５ ％未満では所
望の耐摩耗性向上効果が得られず、一方その含有量が４
０チを越えると、基体の靭性が低下するようになること
から、その含有量を０５〜４０％と定めた。
Ｃ’−Ｈの含有量これらの成分には、基体の硬さを高
めて、耐摩耗性を向上させる作用があるので、必要に応
じて含有させるが、その含有量が０．５ ％未満では所
望の耐摩耗性向上効果が得られず、一方その含有量が４
０チを越えると、基体の靭性が低下するようになること
から、その含有量を０５〜４０％と定めた。
（Ｃ） 被覆層の平均層厚
その平均層厚がα５μｍ未満では、所望の耐摩耗性向上
効果が得られず、一方その平均層厚が２０μｍを越える
と、被覆層にチッピングが発生し易くなることから、そ
の平均層厚を０．５〜２０μｍと定めた。
効果が得られず、一方その平均層厚が２０μｍを越える
と、被覆層にチッピングが発生し易くなることから、そ
の平均層厚を０．５〜２０μｍと定めた。
また、この発明の表面被覆ＷＣＣ超超硬合金製切削工具
被覆層を構成する上記のピーク高さ分布を有するＴｉＣ
層は１例えば化学蒸着装置を用いる場合、雰囲気を高真
空とした状態で８通常のＴｉＣ層形成に比して、よシ高
温で、かつ反応ガスにおけるＴｉＣｌ２に対するｃ’ｉ
（４の割合を高くした条件。
被覆層を構成する上記のピーク高さ分布を有するＴｉＣ
層は１例えば化学蒸着装置を用いる場合、雰囲気を高真
空とした状態で８通常のＴｉＣ層形成に比して、よシ高
温で、かつ反応ガスにおけるＴｉＣｌ２に対するｃ’ｉ
（４の割合を高くした条件。
すなわち、圧カニ ｌ Ｏ〜Ｓ Ｏｔｏｒｒ 、温度：
ユ１００〜１１５０℃１１００ル１１５０ 量比）＝２〜３の条件で形成することができる。
ユ１００〜１１５０℃１１００ル１１５０ 量比）＝２〜３の条件で形成することができる。
つぎに、この発明の表面被覆ＷＣＣ超超硬合金製切削工
具実施例によシ具体的に説明する。
具実施例によシ具体的に説明する。
原料粉末として、いずれも１〜５．５μ鳳の範囲内の平
均粒径を有するＷＣ粉末．各種の（Ｔｉ， Ｔａ。
均粒径を有するＷＣ粉末．各種の（Ｔｉ， Ｔａ。
Ｎｂ，Ｗ）Ｃ−Ｎ粉末、およびＣＯ粒粉末用意し、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′７′２７層湿式混合し。
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′７′２７層湿式混合し。
乾燥した後ｓ １ ０ユ／ ｕ２の圧力にて圧粉体に
プレス成形し、この５ Ｘ Ｉ Ｏ ｔｏｒｒの真空
中， １３８０〜１５００℃の範囲内の所定温度で焼
結して，実質的に配合組成と同一の成分組成を有するＷ
ＣＣ超超硬合金基体製造し，ついでこれらの基体表面に
．化学蒸着法にて，同じく第１表に水含れる組成および
平均層厚の被覆層を形成することにより、いずれもＳＮ
Ｍ０１２０４０Ｂの形状をもった本発明表面被覆ｗｅ基
超超硬合金製スローアウェイチップ以下１本発明被覆超
硬チップという）１〜１０および従来表面被覆ｗｅ基超
超硬合金製スローアウェイチップ以下、従来被覆超硬チ
ップという）１〜ユＯをそれぞれ製造した。
プレス成形し、この５ Ｘ Ｉ Ｏ ｔｏｒｒの真空
中， １３８０〜１５００℃の範囲内の所定温度で焼
結して，実質的に配合組成と同一の成分組成を有するＷ
ＣＣ超超硬合金基体製造し，ついでこれらの基体表面に
．化学蒸着法にて，同じく第１表に水含れる組成および
平均層厚の被覆層を形成することにより、いずれもＳＮ
Ｍ０１２０４０Ｂの形状をもった本発明表面被覆ｗｅ基
超超硬合金製スローアウェイチップ以下１本発明被覆超
硬チップという）１〜１０および従来表面被覆ｗｅ基超
超硬合金製スローアウェイチップ以下、従来被覆超硬チ
ップという）１〜ユＯをそれぞれ製造した。
なお１本発明被覆超硬チップ１〜１０と従来被覆超硬チ
ップ１〜工０は、被覆層を構成するＴｉＣ層の性質が異
る点だけで相異するものであり，シたがって，前者の被
覆層において、第１表に※印の付されているＴｉＣ層は
、 雰囲気圧カニ ２ ０ ｔｏｒｒ。
ップ１〜工０は、被覆層を構成するＴｉＣ層の性質が異
る点だけで相異するものであり，シたがって，前者の被
覆層において、第１表に※印の付されているＴｉＣ層は
、 雰囲気圧カニ ２ ０ ｔｏｒｒ。
温度：１１２０℃。
反応ガス組成（容量％）：５チＴｉＣｔ４− １ ０
％ＣＨ４− ８ ５チ”２＋ の条件で形成して．Ｘ線回折におけるピーク高さの最高
が（２００）面、２番目のピーク高さが（２２０）面、
そして３番目のピーク高さが（１１１）面にそれぞれ現
われるピーク高さ分布をもつようにしたものであシ、一
方前者の一部並びに後者の被覆層における※印のないＴ
ｉＣ層は１通常の条件、すなわち。
％ＣＨ４− ８ ５チ”２＋ の条件で形成して．Ｘ線回折におけるピーク高さの最高
が（２００）面、２番目のピーク高さが（２２０）面、
そして３番目のピーク高さが（１１１）面にそれぞれ現
われるピーク高さ分布をもつようにしたものであシ、一
方前者の一部並びに後者の被覆層における※印のないＴ
ｉＣ層は１通常の条件、すなわち。
雰囲気圧カニ ２００ ｔｏｒｒ。
ｉ 度 二 １０００ ℃。
反応ガス組成（容Ｊｔ％）：５チＴユＣ４４−５チＣＨ
４−９０チＨ２＋ の条件で形成したものであシ、この場合のＸ線回折のピ
ーク高さは、（２００）面に最も高く現われ。
４−９０チＨ２＋ の条件で形成したものであシ、この場合のＸ線回折のピ
ーク高さは、（２００）面に最も高く現われ。
順次（Ｉｌｌ）面、（２００）面に現われる分布を示す
ものである。
ものである。
ついで、この結果得られた各種の被覆超硬チップについ
て。
て。
被削材： ＳＮ０Ｍ４３９（硬さ：ＨＢ３８０）。
切削速度： ｌ ５０ ｍ／ＭＬ。
送ｐ ： ０．３ ｙｕｎ／ ｒｅｖ＋。
切込み＝３Ｂ。
の条件の高硬度鋼の湿式連続切削試験を行ない。
切刃の逃げ面摩耗幅が０．３層ｍに至るまでの切削時間
を測定すると共に、チッピング発生の有無を観察した。
を測定すると共に、チッピング発生の有無を観察した。
これらの結果を第１表に示した。
第１表に示される結果から２本発明被覆超硬チップ１〜
１０は、いずれも被覆層を構成する少なくともＩＷｉの
Ｔｉ０層が上記のＸ線回折ピーク高さ分布をもつことに
よって、すぐれた耐チッピング性を示すようになシ、チ
ッピングの発生が皆無であることから、すぐれた耐摩耗
性を示し、長い使用寿命が確保されるのに対して、従来
被覆超硬チップ１〜工Ｏは、いずれもチッピングの発生
があり、比較的短かい使用寿命しか示さないことが明ら
かである。
１０は、いずれも被覆層を構成する少なくともＩＷｉの
Ｔｉ０層が上記のＸ線回折ピーク高さ分布をもつことに
よって、すぐれた耐チッピング性を示すようになシ、チ
ッピングの発生が皆無であることから、すぐれた耐摩耗
性を示し、長い使用寿命が確保されるのに対して、従来
被覆超硬チップ１〜工Ｏは、いずれもチッピングの発生
があり、比較的短かい使用寿命しか示さないことが明ら
かである。
上述のよう例、この発・明の表面被覆ＷＣＣ超超硬合金
製切削工具、被覆層のうちの少なくとも１層を特別なＸ
線回折ピーク高さ分布を示すＴｉＣ層で構成することに
よってすぐれた耐チッピング性が確保され、したがって
これを特に高硬度材の切削に用いた場合にも、チッピン
グの発生なく、すぐれた耐摩耗性を示し、著しく長期に
亘ってすぐれた切削性能を発揮するものである。
製切削工具、被覆層のうちの少なくとも１層を特別なＸ
線回折ピーク高さ分布を示すＴｉＣ層で構成することに
よってすぐれた耐チッピング性が確保され、したがって
これを特に高硬度材の切削に用いた場合にも、チッピン
グの発生なく、すぐれた耐摩耗性を示し、著しく長期に
亘ってすぐれた切削性能を発揮するものである。
Claims (2)
- （１）結合相形成成分としてのＣｏ：４〜１５重量％、 を含有し、残りが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を有する炭化タングス
テン基超硬合金基体の表面に、Ｔｉの炭化物、窒化物、
炭窒化物、硼窒化物、炭酸化物、および炭窒酸化物、並
びに酸化アルミニウムのうちの１種の単層または２種以
上の複層からなる被覆層を０．５〜２０μｍの平均層厚
で形成してなる表面被覆炭化タングステン基超硬合金製
切削工具にして、 かつ上記被覆層のうちの少なくとも１層を、Ｘ線回折に
おけるピーク高さの最高が（２００）面に現われ、２番
目のピーク高さが（２２０）面に現われ、さらに３番目
のピーク高さが（１１１）面に現われるピーク高さ分布
を有するＴｉの炭化物で構成したことを特徴とする耐チ
ッピング性のすぐれた表面被覆炭化タングステン基超硬
合金製切削工具。 - （２）結合相形成成分としてのＣｏ：４〜１５重量％、 を含有し、さらに、 分散相形成成分としてのＴｉ、Ｔａ、Ｎｂ、およびＷの
炭化物、窒化物、および炭窒化物、並びにこれらの２種
以上の固溶体（ただしＷの窒化物と炭窒化物は除く）の
うちの１種以上：０．５〜４０重量％、 を含有し、残りが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を有する炭化タングス
テン基超硬合金基体の表面に、Ｔｉの炭化物、窒化物、
炭窒化物、硼窒化物、炭酸化物、および炭窒酸化物、並
びに酸化アルミニウムのうちの１種の単層または２種以
上の複層からなる被覆層を０．５〜２０μｍの平均層厚
で形成してなる表面被覆炭化タングステン基超硬合金製
切削工具にして、 かつ上記被覆層のうちの少なくとも１層を、Ｘ線回折に
おけるピーク高さの最高が（２００）面に現われ、２番
目のピーク高さが（２２０）面に現われ、さらに３番目
のピーク高さが（１１１）面に現われるピーク高さ分布
を有するＴｉの炭化物で構成したことを特徴とする耐チ
ッピング性のすぐれた表面被覆炭化タングステン基超硬
合金製切削工具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63176789A JP2556101B2 (ja) | 1988-07-15 | 1988-07-15 | 表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP63176789A JP2556101B2 (ja) | 1988-07-15 | 1988-07-15 | 表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具 |
Publications (2)
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| JP2556101B2 JP2556101B2 (ja) | 1996-11-20 |
Family
ID=16019877
Family Applications (1)
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Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1992005296A1 (en) * | 1990-09-17 | 1992-04-02 | Kennametal Inc. | Cvd and pvd coated cutting tools |
| US5232318A (en) * | 1990-09-17 | 1993-08-03 | Kennametal Inc. | Coated cutting tools |
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| US5972495A (en) * | 1996-07-03 | 1999-10-26 | Hitachi Metals, Ltd. | Alumina coated tool and production method thereof |
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| DE19752644C2 (de) * | 1996-11-29 | 2003-06-26 | Hitachi Metals Ltd | Mit Aluminiumoxid beschichtetes Werkzeug und Herstellungsverfahren dafür |
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-
1988
- 1988-07-15 JP JP63176789A patent/JP2556101B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| DE19752644C2 (de) * | 1996-11-29 | 2003-06-26 | Hitachi Metals Ltd | Mit Aluminiumoxid beschichtetes Werkzeug und Herstellungsverfahren dafür |
| US9752230B2 (en) | 2013-12-23 | 2017-09-05 | Korloy Inc. | Alpha alumina thin film for processing difficult-to-cut material and cast iron |
| DE112014005858B4 (de) | 2013-12-23 | 2021-08-05 | Korloy Inc. | Alpha-Aluminiumoxid-Dünnschicht zum Bearbeiten von schwer zu zerspanendem Material und Gusseisen |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2556101B2 (ja) | 1996-11-20 |
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