JPH0457606A - 炭化ホウ素被覆切削工具 - Google Patents
炭化ホウ素被覆切削工具Info
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- JPH0457606A JPH0457606A JP16931590A JP16931590A JPH0457606A JP H0457606 A JPH0457606 A JP H0457606A JP 16931590 A JP16931590 A JP 16931590A JP 16931590 A JP16931590 A JP 16931590A JP H0457606 A JPH0457606 A JP H0457606A
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- Japan
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- cutting tool
- coat
- carbide
- boron carbide
- coating layer
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Landscapes
- Drilling Tools (AREA)
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
- 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、特に銅、アルミニウム、などの炭素および
ホウ素と化合物を作らない非鉄金属およびその合金、並
びに合成樹脂厚板などの切削および穴明は加工に用いる
炭化ホウ素被覆切削工具、例えば、AI切削用スローア
ウェイチップ、プリント基板穴明は用ドリルなどに関す
るものである。
ホウ素と化合物を作らない非鉄金属およびその合金、並
びに合成樹脂厚板などの切削および穴明は加工に用いる
炭化ホウ素被覆切削工具、例えば、AI切削用スローア
ウェイチップ、プリント基板穴明は用ドリルなどに関す
るものである。
一般に、炭化ホウ素は、BCからBeCまであるとされ
ており、そのなかでもB4Cは、最も硬く、ビッカース
硬さで4000〜5000あり、そのため、従来から、
炭化ホウ素は、回転部品、時計ケースなどの外装品、ガ
ラス製品などに被覆し、耐摩耗性の向上、表面キズ発生
の防止などに役立てられている(特開昭50−1554
80号公報、特開昭54−15481号公報、特開昭6
3−203760号公報参照)。
ており、そのなかでもB4Cは、最も硬く、ビッカース
硬さで4000〜5000あり、そのため、従来から、
炭化ホウ素は、回転部品、時計ケースなどの外装品、ガ
ラス製品などに被覆し、耐摩耗性の向上、表面キズ発生
の防止などに役立てられている(特開昭50−1554
80号公報、特開昭54−15481号公報、特開昭6
3−203760号公報参照)。
しかし、B4Cは、炭化タングステン基超硬合金母材表
面に対する付着強度が弱く、B4C被覆層を炭化タング
ステン基超硬合金母材表面に形成した切削工具は、切削
中にB4C被覆層が剥離しやすく、さらにB4C被覆層
の単一層の厚さは3.OlMを越えて厚くすると亀裂が
発生しやすく、それ以上厚くすることができないという
問題点があった。
面に対する付着強度が弱く、B4C被覆層を炭化タング
ステン基超硬合金母材表面に形成した切削工具は、切削
中にB4C被覆層が剥離しやすく、さらにB4C被覆層
の単一層の厚さは3.OlMを越えて厚くすると亀裂が
発生しやすく、それ以上厚くすることができないという
問題点があった。
そこで、本発明者らは、上述のような問題を解決し、付
着強度が優れるとともに厚さの厚い84C被覆層を有す
る炭化ホウ素被覆炭化タングステン基超硬合金切削工具
を得るべく研究を行つた結果、 Ti、Zr、およびIfの炭化物、窒化物、炭窒化物お
よびホウ化物およびそれらの固溶体の内の1種または2
種以上の化合物からなる被覆層(以下、Ti化合物被覆
層という)は、炭化タングステン基超硬合金母材表面に
対する付着強度が優れていると同時にB4C被覆層に対
する付着強度も優れており、上記T1化合物被覆層とB
4C被覆層とが交互に形成された複合被覆層は、B4C
被覆層とほぼ同等の耐摩耗性を有し、かつ上記複合被覆
層のTi化合物被覆層を炭化タングステン基超硬合金母
材表面に接触させて被覆させることにより優れた付着強
度も得られるという知見を得たのである。
着強度が優れるとともに厚さの厚い84C被覆層を有す
る炭化ホウ素被覆炭化タングステン基超硬合金切削工具
を得るべく研究を行つた結果、 Ti、Zr、およびIfの炭化物、窒化物、炭窒化物お
よびホウ化物およびそれらの固溶体の内の1種または2
種以上の化合物からなる被覆層(以下、Ti化合物被覆
層という)は、炭化タングステン基超硬合金母材表面に
対する付着強度が優れていると同時にB4C被覆層に対
する付着強度も優れており、上記T1化合物被覆層とB
4C被覆層とが交互に形成された複合被覆層は、B4C
被覆層とほぼ同等の耐摩耗性を有し、かつ上記複合被覆
層のTi化合物被覆層を炭化タングステン基超硬合金母
材表面に接触させて被覆させることにより優れた付着強
度も得られるという知見を得たのである。
この発明は、かかる知見にもとづいて成されたものであ
って、 炭化タングステン基超硬合金母材の表面に、Ti化合物
被覆層とB4C被覆層とが交互に形成されかつ最外層が
B4C被覆層からなる複合被覆層を有する切削工具であ
って、上記B4C被覆層は、厚さ二〇、5〜3.0μm
を有し、上記複合被覆層全体の厚さが12.0x以下で
ある炭化ホウ素被覆切削工具に特徴を有するものである
。
って、 炭化タングステン基超硬合金母材の表面に、Ti化合物
被覆層とB4C被覆層とが交互に形成されかつ最外層が
B4C被覆層からなる複合被覆層を有する切削工具であ
って、上記B4C被覆層は、厚さ二〇、5〜3.0μm
を有し、上記複合被覆層全体の厚さが12.0x以下で
ある炭化ホウ素被覆切削工具に特徴を有するものである
。
上記84C被覆層の厚さを0.5〜3.0tmとしたの
は、0.5uM未満であると、最外層としてB4Cの持
つ硬さを十分に生かしきれず、一方、3.0mを越える
と靭性の低下が著しく剥離し易くなるという理由による
ものである。
は、0.5uM未満であると、最外層としてB4Cの持
つ硬さを十分に生かしきれず、一方、3.0mを越える
と靭性の低下が著しく剥離し易くなるという理由による
ものである。
また、Ti化合物被覆層と84C被覆層とが交互に形成
され、Ti化合物被覆層が炭化タングステン基超硬合金
母材の表面に接するようにかり84C被覆層が最外層と
なるように被覆すると付着強度および耐摩耗性の優れた
複合被覆層が得られるが、上記複合被覆層全体の厚さが
12.0mを越えると靭性を高めることができないので
好ましくない。
され、Ti化合物被覆層が炭化タングステン基超硬合金
母材の表面に接するようにかり84C被覆層が最外層と
なるように被覆すると付着強度および耐摩耗性の優れた
複合被覆層が得られるが、上記複合被覆層全体の厚さが
12.0mを越えると靭性を高めることができないので
好ましくない。
つぎに、この発明の炭化ホウ素被覆切削工具を実施例に
基づいて具体的に説明する。
基づいて具体的に説明する。
実施例 I
Co:9重量%、残り:WCおよび不可避不純物カラナ
リ、S P G N 12030gノ形状を有するWc
基超超硬合金製チップそれぞれ平均粒径:3−のB4C
粉末、T I B 2粉末をホットプレスして得られた
直径:100+++s、厚さ:10龍の寸法を有するB
4Cターゲット、およびT iB 2ターゲツトを用意
し、さらに焼結によって得られた直径:100mm。
リ、S P G N 12030gノ形状を有するWc
基超超硬合金製チップそれぞれ平均粒径:3−のB4C
粉末、T I B 2粉末をホットプレスして得られた
直径:100+++s、厚さ:10龍の寸法を有するB
4Cターゲット、およびT iB 2ターゲツトを用意
し、さらに焼結によって得られた直径:100mm。
厚さ: 10mmの寸法を有するTI金金属(T1.Z
r)合金、(Ti、Hf)合金、(Ti、HLZr)合
金製のターゲットを用意し、これらWCC超超硬合金製
チップよび所定のターゲットを複数個アークイオンブレ
ーティング装置にセットした。つぎに、アークイオンブ
レーティング装置内の圧力を5×10’Torrの真空
に保持し、ついで、上記Wc基超超硬合金製チップ内部
ヒーターにより約500’Cに加熱すると共に一800
vの負電圧を印荷した。
r)合金、(Ti、Hf)合金、(Ti、HLZr)合
金製のターゲットを用意し、これらWCC超超硬合金製
チップよび所定のターゲットを複数個アークイオンブレ
ーティング装置にセットした。つぎに、アークイオンブ
レーティング装置内の圧力を5×10’Torrの真空
に保持し、ついで、上記Wc基超超硬合金製チップ内部
ヒーターにより約500’Cに加熱すると共に一800
vの負電圧を印荷した。
一方、上記アークイオンブレーティング装置内に複数個
設置したターゲットをカソードとし、これらターゲット
の表面に流れるアーク電流を11OAとしてターゲット
、の表面を物理的に洗浄した。
設置したターゲットをカソードとし、これらターゲット
の表面に流れるアーク電流を11OAとしてターゲット
、の表面を物理的に洗浄した。
引続いて、上記アークイオンブレーティング装置内に設
置したWCC超超硬合金製チップ−aoovにし、所定
の反応ガス、例えば、N2.c2H2等を導入したアー
クイオンブレーティング装置内圧カニ 5 X lO’
Torrの真空雰囲気中で第1表に示される厚さの複合
被覆層を有する本発明炭化ホウ素被覆WC基超硬合金製
チップ1〜8、比較炭化ホウ素被覆WC基超硬合金製チ
ップ1〜3、および従来炭化ホウ素被覆WC基超硬合金
製チップを作製した。
置したWCC超超硬合金製チップ−aoovにし、所定
の反応ガス、例えば、N2.c2H2等を導入したアー
クイオンブレーティング装置内圧カニ 5 X lO’
Torrの真空雰囲気中で第1表に示される厚さの複合
被覆層を有する本発明炭化ホウ素被覆WC基超硬合金製
チップ1〜8、比較炭化ホウ素被覆WC基超硬合金製チ
ップ1〜3、および従来炭化ホウ素被覆WC基超硬合金
製チップを作製した。
このようにして得られた本発明炭化ホウ素被覆WC基超
硬合金製チップ1〜8、比較炭化ホウ素被覆WC基超硬
合金製チップ1〜3、および従来炭化ホウ素被覆WC基
超硬合金製チップを用い、下記の条件で連続の乾式切削
試験を実施し、チップの逃げ面摩耗幅がOJmmlこ達
した時を寿命としそれまでの切削時間を測定し、それら
の結果を第1表に示した。
硬合金製チップ1〜8、比較炭化ホウ素被覆WC基超硬
合金製チップ1〜3、および従来炭化ホウ素被覆WC基
超硬合金製チップを用い、下記の条件で連続の乾式切削
試験を実施し、チップの逃げ面摩耗幅がOJmmlこ達
した時を寿命としそれまでの切削時間を測定し、それら
の結果を第1表に示した。
(1) 連続切削試験条件
被削材:18%Si含有A1合金からなる直径:300
mmの円柱体、 切削速度: 1000m/■in。
mmの円柱体、 切削速度: 1000m/■in。
送 リ=0.2關/rev、、
切込み:1.5關、
さらに、上記本発明炭化ホウ素被覆WC基超硬合金製チ
ップ1〜8、比較炭化ホウ素被覆WC基超硬合金製チッ
プ1−3、および従来炭化ホウ素被iwc基超硬合金製
チップをそれぞれ10個づつ用い、下記の条件で2分間
の断続の乾式切削試験を実施し、欠けが生じたチップの
数を測定してそれらの結果を第1表に示した。
ップ1〜8、比較炭化ホウ素被覆WC基超硬合金製チッ
プ1−3、および従来炭化ホウ素被iwc基超硬合金製
チップをそれぞれ10個づつ用い、下記の条件で2分間
の断続の乾式切削試験を実施し、欠けが生じたチップの
数を測定してそれらの結果を第1表に示した。
(2)断続切削試験条件
被削材:18%S1含有AI合金からなり周囲に軸方向
に平行に4本の溝を有 する直径=200■嘗の円柱体、 切削速度+ 180m/sun。
に平行に4本の溝を有 する直径=200■嘗の円柱体、 切削速度+ 180m/sun。
送 リ: 0.2mm/rev、、切込み:1mm
。
。
実施例 2
Co:9重量%、Tic:0.5%、T a C:0.
5%を含有し、残り:WCおよび不可避不純物からなり
、先端径が0.6mmの寸法を有するWCC超超硬合金
製ドリル用意し、このドリルを上記実施例1で用意した
直径:100−謬、厚さ:101■のB4Cターゲット
、T iB 2ターゲツト、TI金属ターゲット、(T
i、Hr)合金ターゲット、(Ti、Zr)合金ターゲ
ット、および(Ti、Hf’、Zr)合金ターゲットと
ともに実施例1で用いたアークイオンブレーティング装
置に実施例1と同様にセットした。
5%を含有し、残り:WCおよび不可避不純物からなり
、先端径が0.6mmの寸法を有するWCC超超硬合金
製ドリル用意し、このドリルを上記実施例1で用意した
直径:100−謬、厚さ:101■のB4Cターゲット
、T iB 2ターゲツト、TI金属ターゲット、(T
i、Hr)合金ターゲット、(Ti、Zr)合金ターゲ
ット、および(Ti、Hf’、Zr)合金ターゲットと
ともに実施例1で用いたアークイオンブレーティング装
置に実施例1と同様にセットした。
つぎに、アークイオンブレーティング装置内の圧力を5
X 1O−5Torrの真空に保持し、ついで、上記
WCC超超硬合金製ドリル約500℃に加熱すると共に
100Vの負電圧を印荷し、一方、上記ターゲットをカ
ソードとし、このターゲットの表面をアークにより1時
的に高温度にしてアーク蒸発させ、陽イオン化し、B4
C被覆層、並びにT i N。
X 1O−5Torrの真空に保持し、ついで、上記
WCC超超硬合金製ドリル約500℃に加熱すると共に
100Vの負電圧を印荷し、一方、上記ターゲットをカ
ソードとし、このターゲットの表面をアークにより1時
的に高温度にしてアーク蒸発させ、陽イオン化し、B4
C被覆層、並びにT i N。
Tic、T1CN、 (Ti、Hf’)C,(Ti、
Zr)C。
Zr)C。
(Ti、Hr)N、 (TLHf、Zr)N、 T
i B2のチタン化合物被覆層をWCC超超硬合金製ド
リル表面形成し、本発明炭化ホウ素被覆WC基超硬合金
製ドリル1〜8、比較炭化ホウ素被覆WC基超硬合金製
ドリル1〜3、および従来炭化ホウ素被覆WC基超硬合
金製ドリルを作製した。
i B2のチタン化合物被覆層をWCC超超硬合金製ド
リル表面形成し、本発明炭化ホウ素被覆WC基超硬合金
製ドリル1〜8、比較炭化ホウ素被覆WC基超硬合金製
ドリル1〜3、および従来炭化ホウ素被覆WC基超硬合
金製ドリルを作製した。
これらドリルを用い、厚さ:1.6■■の銅のプリント
基板を2枚重ねた板を、ドリル回転速度ニア0000r
、p、1.、穴明は速度=2.Im/s4n、の条件で
穴明けを施し、ドリルの先端エツジ部の摩耗が原因で切
削面に粗れが生じるようになった時点を寿命と見てそれ
までの穴明は数を測定し、その結果を第2表に示した。
基板を2枚重ねた板を、ドリル回転速度ニア0000r
、p、1.、穴明は速度=2.Im/s4n、の条件で
穴明けを施し、ドリルの先端エツジ部の摩耗が原因で切
削面に粗れが生じるようになった時点を寿命と見てそれ
までの穴明は数を測定し、その結果を第2表に示した。
第1表に示される結果から、本発明炭化ホウ素被覆WC
基超硬合金製チップ1〜8は、いずれも従来炭化ホウ素
被覆WC基超硬合金製チップに比べて、チップが寿命と
なるまでの切削時間が大幅に長く、−段と優れた耐摩耗
性を有することかわかる。また比較炭化ホウ素被覆WC
基超硬合金製チップ1〜3に見られるように、この発明
の条件から外れると(第1表においてこの発明の条件か
ら外れている値に茶印を付して示した)、チップの寿命
となるまでの切削時間が短くなることも明らかである。
基超硬合金製チップ1〜8は、いずれも従来炭化ホウ素
被覆WC基超硬合金製チップに比べて、チップが寿命と
なるまでの切削時間が大幅に長く、−段と優れた耐摩耗
性を有することかわかる。また比較炭化ホウ素被覆WC
基超硬合金製チップ1〜3に見られるように、この発明
の条件から外れると(第1表においてこの発明の条件か
ら外れている値に茶印を付して示した)、チップの寿命
となるまでの切削時間が短くなることも明らかである。
さらに、第2表に示される結果から、本発明炭化ホウ素
被覆WC基超硬合金製ドリル1〜8は、いずれも従来炭
化ホウ素被覆WC基超硬合金製ドリルに比べて、ドリル
が寿命となるまでの穴明は数が多く、−段と優れた耐摩
耗性を有することがわかる。また比較炭化ホウ素被覆W
C基超硬合金製ドリル1〜3に見られるように、この発
明の条件から外れると(第2表においてこの発明の条件
から外れている値に壷印を付して示した)、ドリルの寿
命となるまでの穴明は数が少なくなることが明らかであ
る。
被覆WC基超硬合金製ドリル1〜8は、いずれも従来炭
化ホウ素被覆WC基超硬合金製ドリルに比べて、ドリル
が寿命となるまでの穴明は数が多く、−段と優れた耐摩
耗性を有することがわかる。また比較炭化ホウ素被覆W
C基超硬合金製ドリル1〜3に見られるように、この発
明の条件から外れると(第2表においてこの発明の条件
から外れている値に壷印を付して示した)、ドリルの寿
命となるまでの穴明は数が少なくなることが明らかであ
る。
上述のように、この発明の炭化ホウ素被覆WC基超硬合
金切削工具は、優れた耐摩耗性を有し、実用に際しては
、優れた性能を長期にわたって発揮することにより工業
上澄れた効果をもたらすものである。
金切削工具は、優れた耐摩耗性を有し、実用に際しては
、優れた性能を長期にわたって発揮することにより工業
上澄れた効果をもたらすものである。
Claims (3)
- (1)炭化タングステン基超硬合金母材の表面に、Ti
,Zr,およびHfの炭化物、窒化物、炭窒化物および
ホウ化物およびそれらの固溶体の内の1種または2種以
上の化合物からなる被覆層とB_4C被覆層とが交互に
形成され、最外層がB_4C被覆層からなる複合被覆層
を有する切削工具であって、 上記B_4C被覆層は、厚さ:0.5〜3.0μmを有
し、上記複合被覆層全体の厚さが12.0μm以下であ
ることを特徴とする炭化ホウ素被覆切削工具。 - (2)上記炭化ホウ素被覆切削工具は、スローアウェイ
チップであることを特徴とする請求項1記載の炭化ホウ
素被覆切削工具。 - (3)上記炭化ホウ素被覆切削工具は、ドリルであるこ
とを特徴とする請求項1記載の炭化ホウ素被覆切削工具
。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16931590A JPH0457606A (ja) | 1990-06-27 | 1990-06-27 | 炭化ホウ素被覆切削工具 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16931590A JPH0457606A (ja) | 1990-06-27 | 1990-06-27 | 炭化ホウ素被覆切削工具 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0457606A true JPH0457606A (ja) | 1992-02-25 |
Family
ID=15884260
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16931590A Pending JPH0457606A (ja) | 1990-06-27 | 1990-06-27 | 炭化ホウ素被覆切削工具 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0457606A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009079266A (ja) * | 2007-09-26 | 2009-04-16 | Hitachi Tool Engineering Ltd | 皮膜 |
-
1990
- 1990-06-27 JP JP16931590A patent/JPH0457606A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009079266A (ja) * | 2007-09-26 | 2009-04-16 | Hitachi Tool Engineering Ltd | 皮膜 |
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