JPH04189401A - 硬質層被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具 - Google Patents
硬質層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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- JPH04189401A JPH04189401A JP31487490A JP31487490A JPH04189401A JP H04189401 A JPH04189401 A JP H04189401A JP 31487490 A JP31487490 A JP 31487490A JP 31487490 A JP31487490 A JP 31487490A JP H04189401 A JPH04189401 A JP H04189401A
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Classifications
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C30/00—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process
- C23C30/005—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process on hard metal substrates
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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、フライス切削等の断続1j削加工に用いた
場合に優れた性能を示す化学蒸着法により形成された硬
質層を有する炭化タングステン(以下、WCと記す)基
超硬合金製1ノ削工具に関するものである。
場合に優れた性能を示す化学蒸着法により形成された硬
質層を有する炭化タングステン(以下、WCと記す)基
超硬合金製1ノ削工具に関するものである。
一般に、周期率表の4a、5aおよび6a族金属の炭化
物、窒化物および酸化物、並びにこれらの固溶体、さら
に酸化アルミニウム、のうち1種の1111層または2
種以上の復層からなる硬質層(以下、硬質層という)を
化学蒸着法で被覆したWC超超硬合金製切削工具は、超
硬合金基体の靭性および硬質層の耐摩耗性を兼ね備えて
いるところから、主として旋削に用いられている。
物、窒化物および酸化物、並びにこれらの固溶体、さら
に酸化アルミニウム、のうち1種の1111層または2
種以上の復層からなる硬質層(以下、硬質層という)を
化学蒸着法で被覆したWC超超硬合金製切削工具は、超
硬合金基体の靭性および硬質層の耐摩耗性を兼ね備えて
いるところから、主として旋削に用いられている。
しかし、フライス切削中の切削工具は、機械的衝撃たけ
でなく、加熱冷却の熱衝撃作用も受けるため、硬質層に
クラックか発生するのは避けられず、またWCC超超硬
合金基体も熱クラツクか発生して欠損か生じる原因とも
なっていた。
でなく、加熱冷却の熱衝撃作用も受けるため、硬質層に
クラックか発生するのは避けられず、またWCC超超硬
合金基体も熱クラツクか発生して欠損か生じる原因とも
なっていた。
これら硬質層被覆切削−に具の耐欠損性を改善するため
に、硬質層を複合層としたりWC基超超合金乱体に遊離
炭素を含有させるなどして、従来からいろいろと改良か
なされてきた(例えば、特開昭54−73392号公報
参照)。
に、硬質層を複合層としたりWC基超超合金乱体に遊離
炭素を含有させるなどして、従来からいろいろと改良か
なされてきた(例えば、特開昭54−73392号公報
参照)。
しかしながら、上記従来の遊離炭素などを含有させるW
CC超超硬合金基体改良たけでは、ますます苛酷になる
フライス切削などの断続切削条件に対して十分に耐える
ことができないなどの課題があった。
CC超超硬合金基体改良たけでは、ますます苛酷になる
フライス切削などの断続切削条件に対して十分に耐える
ことができないなどの課題があった。
〔課題を解決するための1段〕
そこで、本発明化等は、従来よりも一層耐熱衝撃性に優
れたWCC超超硬合金基体開発し、このWC基超超合金
是休体上に硬質層を被覆することによって従来よりも一
層耐欠損性の優れた硬質層液iwc、!!超硬合金製切
削二[具を製造すべく研究した結果、 WC基超超八へ基体の熱伝導率をλ(ca、Q /cm
−8cc・℃)、抗折力をU (kg/mm) 、熱膨
張係数をα(7℃)、ヤング率をE (kg/mm)と
すると、 α×E で表わされる熱衝撃抵抗値Rか、100 [caΩ/c
m−8oc〕以上であるWCC超超硬合金基体表面に通
常の硬質層を被覆すると、従来よりも一層耐欠損性の優
れた硬質層被覆WCC超超硬合金製切削工具得られると
いう知見を得たのである。
れたWCC超超硬合金基体開発し、このWC基超超合金
是休体上に硬質層を被覆することによって従来よりも一
層耐欠損性の優れた硬質層液iwc、!!超硬合金製切
削二[具を製造すべく研究した結果、 WC基超超八へ基体の熱伝導率をλ(ca、Q /cm
−8cc・℃)、抗折力をU (kg/mm) 、熱膨
張係数をα(7℃)、ヤング率をE (kg/mm)と
すると、 α×E で表わされる熱衝撃抵抗値Rか、100 [caΩ/c
m−8oc〕以上であるWCC超超硬合金基体表面に通
常の硬質層を被覆すると、従来よりも一層耐欠損性の優
れた硬質層被覆WCC超超硬合金製切削工具得られると
いう知見を得たのである。
この発Fvjは、かかる知見にもとづいてなされたもの
であって、 熱衝撃抵抗値Rが、100 CcaΩ/cm−8ec〕
以上であるWCC超超硬合金基体表面に、上記硬質層を
被覆してなる硬質層hi覆WC基超硬合金製切削工具に
特徴を有するものである。
であって、 熱衝撃抵抗値Rが、100 CcaΩ/cm−8ec〕
以上であるWCC超超硬合金基体表面に、上記硬質層を
被覆してなる硬質層hi覆WC基超硬合金製切削工具に
特徴を有するものである。
上記熱衝撃抵抗値Rは、
((z−E)
但し、λ:熱伝導率(caΩ/ cm−scc・℃)、
σ、抗抗 力(kg/+nm)、 α:熱膨張係数(7℃)、 E:ヤング率(kg/+nA)、 で表わされる。
σ、抗抗 力(kg/+nm)、 α:熱膨張係数(7℃)、 E:ヤング率(kg/+nA)、 で表わされる。
上記Rがtoo [caΩ/cm−8ec〕以上の値を
とるのは、Rが100 Ccafl /cm−see)
未満であると、基体に熱クラツクが発生し、欠損を起こ
しやすくなるので好ましくないという理由によるもので
ある。
とるのは、Rが100 Ccafl /cm−see)
未満であると、基体に熱クラツクが発生し、欠損を起こ
しやすくなるので好ましくないという理由によるもので
ある。
つぎに、この発明を実施例にもとづいて具体的に説明す
る。
る。
原料粉末として、いずれも0.5〜6μmの範囲の平均
粒径を有するWC粉末、TjC粉末、TaC粉末、VC
粉末およびCo粉末を用意し、これら原料粉末を第1表
に示される配合組成となるように配合し、ボールミルに
て72時間湿式粉砕混合し、乾燥したのち、1ton/
c♂の圧力にて圧粉体にプレス成形し、この圧粉体を真
空焼結し、上記配合組成と同一の組成をもったWC基超
超合金a−eを製造し、この超硬合金の熱伝導率、抗折
力、熱膨張係数およびヤング率を測定し、これらの測定
値から熱衝撃抵抗値Rを求めてその結果を第1表に示し
た。
粒径を有するWC粉末、TjC粉末、TaC粉末、VC
粉末およびCo粉末を用意し、これら原料粉末を第1表
に示される配合組成となるように配合し、ボールミルに
て72時間湿式粉砕混合し、乾燥したのち、1ton/
c♂の圧力にて圧粉体にプレス成形し、この圧粉体を真
空焼結し、上記配合組成と同一の組成をもったWC基超
超合金a−eを製造し、この超硬合金の熱伝導率、抗折
力、熱膨張係数およびヤング率を測定し、これらの測定
値から熱衝撃抵抗値Rを求めてその結果を第1表に示し
た。
次に、上記WC2J超硬合金a −eを研削加工してI
SO規格5EEN]203AFTN1 (ただし副切刃
幅は1.4m+m)のスローアウェイチップを作製し、
このスローアウェイチップを基体とし、この基体の表面
に、第2表に示される構造の硬質層を化学蒸着法により
被覆し、本発明硬質層被覆切削チップ1〜6および比較
硬質層被覆切削チップ7〜9を製造した。
SO規格5EEN]203AFTN1 (ただし副切刃
幅は1.4m+m)のスローアウェイチップを作製し、
このスローアウェイチップを基体とし、この基体の表面
に、第2表に示される構造の硬質層を化学蒸着法により
被覆し、本発明硬質層被覆切削チップ1〜6および比較
硬質層被覆切削チップ7〜9を製造した。
上記硬質層を化学蒸着する条件は、以下の通りである。
(1)Ti’C硬質層の化学蒸着条件
温度: 1030℃1
圧カニ 100 Torr。
反応ガス組成:4voF%TiCΩ45voρ%CH−
91voΩ%H2、 (2)TiN硬質層の化学蒸着条件 温度:980℃1 圧カニ 100 Torr。
91voΩ%H2、 (2)TiN硬質層の化学蒸着条件 温度:980℃1 圧カニ 100 Torr。
反応ガス組成:4voρ%TiCΩ4−8voiJ%N
2−88voΩ%H2、 (3)TiCN硬質層の化学蒸着条件 温度: 1000℃、 圧カニ 100 Torr。
2−88voΩ%H2、 (3)TiCN硬質層の化学蒸着条件 温度: 1000℃、 圧カニ 100 Torr。
反応ガス組成:4voΩ%TiCρ4−3voΩ%CH
−4voβ%N2−89voiJ%H2・ (4)へΩ203硬質層の化学蒸着条件温度・1000
℃、 圧カニ 100 Torr。
−4voβ%N2−89voiJ%H2・ (4)へΩ203硬質層の化学蒸着条件温度・1000
℃、 圧カニ 100 Torr。
反応ガス組成:3voΩ%AΩCρ3−5vOΩ%CO
292voΩ%H2、 この第2表に示された本発明硬質層被覆切削チップ1〜
6および比較硬質層被覆切削チップ7〜9について、下
記の条件でフライス切削試験を実施した。
292voΩ%H2、 この第2表に示された本発明硬質層被覆切削チップ1〜
6および比較硬質層被覆切削チップ7〜9について、下
記の条件でフライス切削試験を実施した。
被削41’ : S CM440(MすHB250)、
切削速度:250m/m罰8、 送 リ=0.2屈m/刃、 切り込み:2.5mm。
切削速度:250m/m罰8、 送 リ=0.2屈m/刃、 切り込み:2.5mm。
切削油:なし、
切削時間:30分、
上記条件で切削したのち、チップの逃げ面腎耗幅を81
11定し、その結果を第2表に示すとともに、チップの
切刃の損傷状態も合わせて示した。
11定し、その結果を第2表に示すとともに、チップの
切刃の損傷状態も合わせて示した。
第2表に示された結果から、比較被覆切削チップ7〜9
は靭性紙ドのため、はとんど欠損しているのに対し、本
発明被覆Ij削チップ1〜6は優れた耐欠損性および耐
摩耗性を示すことが明らかである。
は靭性紙ドのため、はとんど欠損しているのに対し、本
発明被覆Ij削チップ1〜6は優れた耐欠損性および耐
摩耗性を示すことが明らかである。
この発明によると、フライス切削などの断続切削に対し
ても耐欠損性の優れている切削工具を提供することがで
き、コストを大幅に削減することかできるなど、産業上
優れた効果を奏するものである。
ても耐欠損性の優れている切削工具を提供することがで
き、コストを大幅に削減することかできるなど、産業上
優れた効果を奏するものである。
Claims (1)
- (1)炭化タングステン基超硬合金基体の表面に、周期
率表の4a,5aおよび6a族金属の炭化物、窒化物お
よび酸化物、並びにこれらの固溶体、さらに酸化アルミ
ニウム、のうち1種の単層または2種以上の複層からな
る硬質層を被覆してなる硬質層被覆炭化タングステン基
超硬合金製切削工具において、 上記炭化タングステン基超硬合金基体の熱衝撃抵抗値R
が100〔cal/cm・sec〕以上であることを特
徴とする硬質層被覆炭化タングステン基超硬合金製切削
工具。 ただし、上記熱衝撃抵抗値Rは、炭化タングステン基超
硬合金基体の熱伝導率をλ(cal/cm・sec・℃
)、抗折力をσ(kg/mm^2)、熱膨張係数をα(
/℃)、ヤング率をE(kg/mm^2)とすると、R
=(λ×σ)/(α×E)〔cal/cm・sec〕で
表わされる。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31487490A JPH04189401A (ja) | 1990-11-20 | 1990-11-20 | 硬質層被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具 |
EP19910119676 EP0487008A3 (en) | 1990-11-20 | 1991-11-19 | Blade member of tungsten carbide based cemented carbide with hard coating |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31487490A JPH04189401A (ja) | 1990-11-20 | 1990-11-20 | 硬質層被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04189401A true JPH04189401A (ja) | 1992-07-07 |
Family
ID=18058660
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31487490A Pending JPH04189401A (ja) | 1990-11-20 | 1990-11-20 | 硬質層被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0487008A3 (ja) |
JP (1) | JPH04189401A (ja) |
Families Citing this family (4)
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---|---|---|---|---|
SE527349C2 (sv) * | 2003-04-24 | 2006-02-14 | Seco Tools Ab | Skär med beläggning av skikt av MTCVD-Ti (C,N) med styrd kornstorlek och morfologi och metod för att belägga skäret |
WO2010093612A1 (en) * | 2009-02-11 | 2010-08-19 | Greene, Tweed Of Delaware, Inc. | Thermal spray coated polymer substrates |
CN103108716B (zh) * | 2010-09-07 | 2015-07-01 | 住友电工硬质合金株式会社 | 表面被覆切削工具 |
US8741428B2 (en) * | 2011-04-21 | 2014-06-03 | Sumitomo Electric Hardmetal Corp. | Surface-coated cutting tool and manufacturing method thereof |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55154565A (en) * | 1979-05-22 | 1980-12-02 | Hitachi Metals Ltd | Surface-covered sintered hard alloy member |
IL58548A (en) * | 1979-10-24 | 1983-07-31 | Iscar Ltd | Sintered hard metal products having a multi-layer wearresistant coating |
JPS56156767A (en) * | 1980-05-02 | 1981-12-03 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Highly hard substance covering material |
US4698266A (en) * | 1985-11-18 | 1987-10-06 | Gte Laboratories Incorporated | Coated cemented carbide tool for steel roughing applications and methods for machining |
CA1327277C (en) * | 1989-03-17 | 1994-03-01 | William A. Bryant | Multilayer coated cemented carbide cutting insert |
-
1990
- 1990-11-20 JP JP31487490A patent/JPH04189401A/ja active Pending
-
1991
- 1991-11-19 EP EP19910119676 patent/EP0487008A3/en not_active Withdrawn
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0487008A2 (en) | 1992-05-27 |
EP0487008A3 (en) | 1993-07-14 |
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