JPH05177413A - 被覆サーメット切削工具及びその製造方法 - Google Patents
被覆サーメット切削工具及びその製造方法Info
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- JPH05177413A JPH05177413A JP35757291A JP35757291A JPH05177413A JP H05177413 A JPH05177413 A JP H05177413A JP 35757291 A JP35757291 A JP 35757291A JP 35757291 A JP35757291 A JP 35757291A JP H05177413 A JPH05177413 A JP H05177413A
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- Japan
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- cutting tool
- cermet
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 サーメット母材の表面に硬質被覆層を設け
た、耐摩耗性と耐欠損性の両方に優れた被覆切削工具及
びその製造方法を提供する。 【構成】 サーメット母材の表面側に化学的蒸着法によ
り設けたＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆの化合物かＡｌ2Ｏ3の単層又
は複層で、膜厚０.５〜１５μｍの引張残留応力を有す
るか又は残留応力を有しない内側被覆層と、内側被覆層
上に物理的蒸着法により設けたＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆの化合
物かＡｌ2Ｏ3、ＴｉＡｌＮ等の単層又は複層で膜厚０.
３〜５μｍの圧縮残留応力を有する外側被覆層とからな
る硬質被覆層を備えた被覆サーメット切削工具。
た、耐摩耗性と耐欠損性の両方に優れた被覆切削工具及
びその製造方法を提供する。 【構成】 サーメット母材の表面側に化学的蒸着法によ
り設けたＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆの化合物かＡｌ2Ｏ3の単層又
は複層で、膜厚０.５〜１５μｍの引張残留応力を有す
るか又は残留応力を有しない内側被覆層と、内側被覆層
上に物理的蒸着法により設けたＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆの化合
物かＡｌ2Ｏ3、ＴｉＡｌＮ等の単層又は複層で膜厚０.
３〜５μｍの圧縮残留応力を有する外側被覆層とからな
る硬質被覆層を備えた被覆サーメット切削工具。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、サーメットの母材上に
硬質セラミックスの被覆層を備えた被覆サーメット切削
工具、及びその製造方法に関する。
硬質セラミックスの被覆層を備えた被覆サーメット切削
工具、及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】サーメットからなる切削工具は鋳鉄等の
切削加工に使用されているが、近年では切削効率を高め
るために切削速度を従来よりも引き上げる傾向にある。
このため、切削中における切削工具の刃先温度は800℃
以上になり、熱による変形や逃げ面摩耗が促進され、切
削工具の寿命が著しく低下している。
切削加工に使用されているが、近年では切削効率を高め
るために切削速度を従来よりも引き上げる傾向にある。
このため、切削中における切削工具の刃先温度は800℃
以上になり、熱による変形や逃げ面摩耗が促進され、切
削工具の寿命が著しく低下している。
【０００３】この様な状況下で切削工具の耐摩耗性を改
善するため、例えば特開平２−４９７２号公報等に記載
されるごとく、切削工具のサーメット母材の表面に、イ
オンスパッタリング法等の物理的蒸着法又はＣＶＤ法等
の化学的蒸着法により、硬質セラミックスの単層又は複
層からなる被覆層を形成することが提案されている。し
かし、物理的蒸着法による被覆層はサーメット母材との
密着強度が不足することから高速高送りの切削加工では
被覆層の剥離が発生し、被覆層の効果が十分に発揮でき
なかった。又、化学的蒸着法による被覆層では、耐摩耗
性は向上するものの刃先強度が低下するため欠損が頻発
し、実用に至っていない。
善するため、例えば特開平２−４９７２号公報等に記載
されるごとく、切削工具のサーメット母材の表面に、イ
オンスパッタリング法等の物理的蒸着法又はＣＶＤ法等
の化学的蒸着法により、硬質セラミックスの単層又は複
層からなる被覆層を形成することが提案されている。し
かし、物理的蒸着法による被覆層はサーメット母材との
密着強度が不足することから高速高送りの切削加工では
被覆層の剥離が発生し、被覆層の効果が十分に発揮でき
なかった。又、化学的蒸着法による被覆層では、耐摩耗
性は向上するものの刃先強度が低下するため欠損が頻発
し、実用に至っていない。
【０００４】一般的に化学的蒸着法により形成した被覆
層は、サーメット母材との間に拡散を伴うため母材との
密着強度が非常に強く、従ってかかる被覆層を有する被
覆切削工具は他のものより耐摩耗性が非常に優れてい
る。しかしその一方で、この種の被覆切削工具は、被覆
層を有しないサーメット切削工具に比較して刃先強度が
低下し、耐欠損性に劣る。その理由は、切削時における
欠損は被覆層の表面を起点として発生した亀裂が母材で
あるサーメットへ伝播することにより発生するが、表面
を被覆したバインダーを含まない硬質セラミックスの被
覆層は靭性に乏しいことから亀裂が発生しやすく、又被
覆層と母材が強固に密着しているので被覆層に発生した
亀裂が母材に伝播しやすいためである。
層は、サーメット母材との間に拡散を伴うため母材との
密着強度が非常に強く、従ってかかる被覆層を有する被
覆切削工具は他のものより耐摩耗性が非常に優れてい
る。しかしその一方で、この種の被覆切削工具は、被覆
層を有しないサーメット切削工具に比較して刃先強度が
低下し、耐欠損性に劣る。その理由は、切削時における
欠損は被覆層の表面を起点として発生した亀裂が母材で
あるサーメットへ伝播することにより発生するが、表面
を被覆したバインダーを含まない硬質セラミックスの被
覆層は靭性に乏しいことから亀裂が発生しやすく、又被
覆層と母材が強固に密着しているので被覆層に発生した
亀裂が母材に伝播しやすいためである。
【０００５】又、化学的蒸着法の場合には被覆温度が通
常約１０００℃と高温であるため、被覆後室温（約２０
℃）まで冷却するとサーメット母材と被覆層との熱膨張
係数の差によって被覆層に引張残留応力が働くことにな
り、この引張残留応力が亀裂の伝播を助長する。現在一
般に使用されている被覆切削工具の被覆層の膜厚が約数
μｍから約１０数μｍの範囲であるのは、被覆層の膜厚
を厚くするほど耐摩耗性が向上するものの、同時にまた
上記の理由から厚い被覆層ほど引張残留応力が大きくな
って耐欠損性が低下するからである。
常約１０００℃と高温であるため、被覆後室温（約２０
℃）まで冷却するとサーメット母材と被覆層との熱膨張
係数の差によって被覆層に引張残留応力が働くことにな
り、この引張残留応力が亀裂の伝播を助長する。現在一
般に使用されている被覆切削工具の被覆層の膜厚が約数
μｍから約１０数μｍの範囲であるのは、被覆層の膜厚
を厚くするほど耐摩耗性が向上するものの、同時にまた
上記の理由から厚い被覆層ほど引張残留応力が大きくな
って耐欠損性が低下するからである。
【０００６】一方、特開平１−２５２３０５号には、超
硬合金からなる母材の上に化学的蒸着法によりＴｉＣ等
の内層を被覆し、この内層上にイオンプレーティング法
等の物理的蒸着法によりＴｉＣＮ等の外層を被覆するこ
とによって、切削工具の耐摩耗性を向上させることが提
案されている。しかしこの提案の被覆切削工具は、母材
が靭性に優れた超硬合金であり、中高速の粗切削用途で
の超硬合金工具の安定寿命向上を図るものであるのに対
して、中高速の仕上げ加工に使用するサーメット工具は
超硬合金工具とは切削加工の条件が全く異なる脆性材料
である。
硬合金からなる母材の上に化学的蒸着法によりＴｉＣ等
の内層を被覆し、この内層上にイオンプレーティング法
等の物理的蒸着法によりＴｉＣＮ等の外層を被覆するこ
とによって、切削工具の耐摩耗性を向上させることが提
案されている。しかしこの提案の被覆切削工具は、母材
が靭性に優れた超硬合金であり、中高速の粗切削用途で
の超硬合金工具の安定寿命向上を図るものであるのに対
して、中高速の仕上げ加工に使用するサーメット工具は
超硬合金工具とは切削加工の条件が全く異なる脆性材料
である。
【０００７】従って、サーメット母材上に化学的蒸着法
により形成した硬質セラミックス被覆層の耐欠損性を向
上させることが出来れば、この被覆層本来の優れた耐摩
耗性と相俟って、従来よりも一層優れた切削特性を備え
た被覆サーメット切削工具が得られ、従来の同種サーメ
ット工具では刃先の欠損が極めて多く実用的でなかった
加工領域、例えばフライス加工や溝付き材の旋削加工等
の断続的荷重の負荷される切削加工や高速切削又は高送
りの切削加工においても、安定して使用でき又は工具寿
命を改善向上させることが可能となる。
により形成した硬質セラミックス被覆層の耐欠損性を向
上させることが出来れば、この被覆層本来の優れた耐摩
耗性と相俟って、従来よりも一層優れた切削特性を備え
た被覆サーメット切削工具が得られ、従来の同種サーメ
ット工具では刃先の欠損が極めて多く実用的でなかった
加工領域、例えばフライス加工や溝付き材の旋削加工等
の断続的荷重の負荷される切削加工や高速切削又は高送
りの切削加工においても、安定して使用でき又は工具寿
命を改善向上させることが可能となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる従来の
事情に鑑み、サーメットの母材に硬質セラミックスの被
覆層を形成し、サーメット母材に被覆層による良好な耐
摩耗性を付与し、且つ被覆層を設けることにより従来避
けられなかった耐欠損性の低下を改善することにより、
耐摩耗性と耐欠損性の両方に優れた被覆サーメット切削
工具を提供すること、及びその製造方法を提供すること
を目的とする。
事情に鑑み、サーメットの母材に硬質セラミックスの被
覆層を形成し、サーメット母材に被覆層による良好な耐
摩耗性を付与し、且つ被覆層を設けることにより従来避
けられなかった耐欠損性の低下を改善することにより、
耐摩耗性と耐欠損性の両方に優れた被覆サーメット切削
工具を提供すること、及びその製造方法を提供すること
を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のサーメットからなる母材の表面上に硬質被
覆層を設けた被覆サーメット切削工具においては、前記
硬質被覆層が、母材表面側に設けたＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆの
炭化物、窒化物、炭窒化物、炭酸化物、炭酸窒化物、ホ
ウ窒化物、ホウ炭窒化物、及びＡｌ2Ｏ3の少なくとも１
種から選ばれた単層又は複層で、膜厚が０.５〜１５μ
ｍの引張残留応力を有するか又は残留応力を有しない内
側被覆層と、内側被覆層の上に設けたＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ
の炭化物、窒化物、炭窒化物、炭酸化物、炭酸窒化物、
及びＡｌ2Ｏ3、窒化チタンアルミニウム、酸窒化チタン
アルミニウムの少なくとも１種から選ばれた単層又は複
層で、膜厚が０.３〜５μｍの圧縮残留応力を有する外
側被覆層とからなることを特徴とする。
め、本発明のサーメットからなる母材の表面上に硬質被
覆層を設けた被覆サーメット切削工具においては、前記
硬質被覆層が、母材表面側に設けたＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆの
炭化物、窒化物、炭窒化物、炭酸化物、炭酸窒化物、ホ
ウ窒化物、ホウ炭窒化物、及びＡｌ2Ｏ3の少なくとも１
種から選ばれた単層又は複層で、膜厚が０.５〜１５μ
ｍの引張残留応力を有するか又は残留応力を有しない内
側被覆層と、内側被覆層の上に設けたＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ
の炭化物、窒化物、炭窒化物、炭酸化物、炭酸窒化物、
及びＡｌ2Ｏ3、窒化チタンアルミニウム、酸窒化チタン
アルミニウムの少なくとも１種から選ばれた単層又は複
層で、膜厚が０.３〜５μｍの圧縮残留応力を有する外
側被覆層とからなることを特徴とする。
【００１０】又、本発明の被覆サーメット切削工具の製
造方法においては、化学的蒸着法によりサーメットから
なる母材表面上に、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆの炭化物、窒化
物、炭窒化物、炭酸化物、炭酸窒化物、ホウ窒化物、ホ
ウ炭窒化物、及びＡｌ2Ｏ3の少なくとも１種から選ばれ
た単層又は複層で、膜厚が０.５〜１５μｍの内側被覆
層を形成し、全体を室温まで冷却した後、物理的蒸着法
により内側被覆層の上に、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆの炭化物、
窒化物、炭窒化物、炭酸化物、炭酸窒化物、及びＡｌ2
Ｏ3、窒化チタンアルミニウム、酸窒化チタンアルミニ
ウムの少なくとも１種から選ばれた単層又は複層で、膜
厚が０.３〜５μｍの外側被覆層を形成することを特徴
とする。
造方法においては、化学的蒸着法によりサーメットから
なる母材表面上に、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆの炭化物、窒化
物、炭窒化物、炭酸化物、炭酸窒化物、ホウ窒化物、ホ
ウ炭窒化物、及びＡｌ2Ｏ3の少なくとも１種から選ばれ
た単層又は複層で、膜厚が０.５〜１５μｍの内側被覆
層を形成し、全体を室温まで冷却した後、物理的蒸着法
により内側被覆層の上に、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆの炭化物、
窒化物、炭窒化物、炭酸化物、炭酸窒化物、及びＡｌ2
Ｏ3、窒化チタンアルミニウム、酸窒化チタンアルミニ
ウムの少なくとも１種から選ばれた単層又は複層で、膜
厚が０.３〜５μｍの外側被覆層を形成することを特徴
とする。
【００１１】
【作用】母材であるサーメットに化学的蒸着法により被
覆層を形成した場合、通常は母材であるサーメットの破
壊強度が５〜９ＭＮ／ｍ3/2程度であるのに対し、被覆
層の破壊強度は例えばＡｌ2Ｏ3で約４ＭＮ／ｍ3/2と劣
るので、被覆層が薄膜であるとはいえ若干の強度低下は
免れない。
覆層を形成した場合、通常は母材であるサーメットの破
壊強度が５〜９ＭＮ／ｍ3/2程度であるのに対し、被覆
層の破壊強度は例えばＡｌ2Ｏ3で約４ＭＮ／ｍ3/2と劣
るので、被覆層が薄膜であるとはいえ若干の強度低下は
免れない。
【００１２】又、母材であるサーメットの熱膨張係数が
通常６.５〜７.５×１０-6Ｋ-1程度であるのに対して、
被覆層の熱膨張係数は例えばＴｉＣで約７.６×１０-6
Ｋ-1及びＡｌ2Ｏ3で約７.９×１０-6Ｋ-1と同等以上で
あるから、化学的蒸着法で被覆層を形成する際の被覆温
度約１０００℃から被覆層形成後に室温まで冷却すると
被覆層に引張応力が発生する。通常この応力は被覆層の
破壊強度を越えるので、被覆層に平均間隔１００〜４０
０μｍの亀裂が発生し、応力の一部が解放されるか条件
によっては全応力が解放される。しかし、通常は被覆層
になお０.５〜１.０ＧＰａ程度の歪みが残留し、これが
切削時の亀裂の伝播を助長するのである。
通常６.５〜７.５×１０-6Ｋ-1程度であるのに対して、
被覆層の熱膨張係数は例えばＴｉＣで約７.６×１０-6
Ｋ-1及びＡｌ2Ｏ3で約７.９×１０-6Ｋ-1と同等以上で
あるから、化学的蒸着法で被覆層を形成する際の被覆温
度約１０００℃から被覆層形成後に室温まで冷却すると
被覆層に引張応力が発生する。通常この応力は被覆層の
破壊強度を越えるので、被覆層に平均間隔１００〜４０
０μｍの亀裂が発生し、応力の一部が解放されるか条件
によっては全応力が解放される。しかし、通常は被覆層
になお０.５〜１.０ＧＰａ程度の歪みが残留し、これが
切削時の亀裂の伝播を助長するのである。
【００１３】そこで本発明では、イオンプレーティング
法等の物理的蒸着法により形成した硬質セラミックスの
被覆層には一般に１.５〜２.０ＧＰａ程度の圧縮応力が
残留することを利用し、上記のごとく化学的蒸着法によ
り母材上に形成した引張残留応力を有するか又は残留応
力を有しない内側被覆層の上に、更に物理的蒸着法によ
り形成した圧縮残留応力を有する外側被覆層を設けるこ
とによって、内側被覆層の引張残留応力を打ち消し被覆
層全体で適度な圧縮応力が残留するようにした。
法等の物理的蒸着法により形成した硬質セラミックスの
被覆層には一般に１.５〜２.０ＧＰａ程度の圧縮応力が
残留することを利用し、上記のごとく化学的蒸着法によ
り母材上に形成した引張残留応力を有するか又は残留応
力を有しない内側被覆層の上に、更に物理的蒸着法によ
り形成した圧縮残留応力を有する外側被覆層を設けるこ
とによって、内側被覆層の引張残留応力を打ち消し被覆
層全体で適度な圧縮応力が残留するようにした。
【００１４】具体的には、サーメットの母材表面側にＴ
ｉＣやＡｌ2Ｏ3等の単層又は複層からなり膜厚が０.５
〜１５μｍの内側被覆層を化学的蒸着法により形成し、
全体を室温まで冷却して内側被覆層に亀裂を発生させた
後、その内側被覆層の上に物理的蒸着法によりＴｉＮや
ＴｉＣＮ等の単層又は複層からなり膜厚が０.３μｍ以
上の外側被覆層を形成すれば、内側被覆層と外側被覆層
の各々の残留応力が打ち消し合い、結果的に被覆層全体
に圧縮応力が残留することがＸ線回折により確認でき、
この残留する圧縮応力は０.２〜２.０ＧＰａの範囲が好
ましいことも分かった。
ｉＣやＡｌ2Ｏ3等の単層又は複層からなり膜厚が０.５
〜１５μｍの内側被覆層を化学的蒸着法により形成し、
全体を室温まで冷却して内側被覆層に亀裂を発生させた
後、その内側被覆層の上に物理的蒸着法によりＴｉＮや
ＴｉＣＮ等の単層又は複層からなり膜厚が０.３μｍ以
上の外側被覆層を形成すれば、内側被覆層と外側被覆層
の各々の残留応力が打ち消し合い、結果的に被覆層全体
に圧縮応力が残留することがＸ線回折により確認でき、
この残留する圧縮応力は０.２〜２.０ＧＰａの範囲が好
ましいことも分かった。
【００１５】この様に内側被覆層と外側被覆層の残留応
力を調整することにより、被覆層の耐欠損性を向上させ
ることが可能となり、その結果サーメット母材との良好
な密着性と優れた耐摩耗性を保持したまま、同時に切削
における切刃の耐欠損性及び耐チッピング性を大幅に向
上させた被覆サーメット切削工具を得ることが出来た。
ただし、外側被覆層の膜厚が５μｍを越えると、総膜厚
が厚くなり過ぎることから耐欠損性の向上が少なくなる
ので、外側被覆層の膜厚は０.３〜５.０μｍの範囲が好
ましい。
力を調整することにより、被覆層の耐欠損性を向上させ
ることが可能となり、その結果サーメット母材との良好
な密着性と優れた耐摩耗性を保持したまま、同時に切削
における切刃の耐欠損性及び耐チッピング性を大幅に向
上させた被覆サーメット切削工具を得ることが出来た。
ただし、外側被覆層の膜厚が５μｍを越えると、総膜厚
が厚くなり過ぎることから耐欠損性の向上が少なくなる
ので、外側被覆層の膜厚は０.３〜５.０μｍの範囲が好
ましい。
【００１６】
【実施例】型番ＣＮＧＮ４３２のチップ形状を有するＩ
ＳＯ Ｐ０１のサーメットからなる母材を用意し、この
母材表面に公知のＣＶＤ法により通常の条件で表１に示
す単層又は複層の内側被覆層を形成し、全体を室温に冷
却した後、Ｘ線回折により内側被覆層の引張残留応力を
測定した。次に、内側被覆層の上に公知の物理的蒸着法
により通常の条件で表１に示す単層又は複層の外側被覆
層を形成し、同様に被覆層全体の圧縮残留応力を測定し
た。
ＳＯ Ｐ０１のサーメットからなる母材を用意し、この
母材表面に公知のＣＶＤ法により通常の条件で表１に示
す単層又は複層の内側被覆層を形成し、全体を室温に冷
却した後、Ｘ線回折により内側被覆層の引張残留応力を
測定した。次に、内側被覆層の上に公知の物理的蒸着法
により通常の条件で表１に示す単層又は複層の外側被覆
層を形成し、同様に被覆層全体の圧縮残留応力を測定し
た。
【００１７】
【表１】 内側被覆層と膜厚 外側被覆層と膜厚 内側被覆層の 被覆層全体の試料 母材→ (μｍ) →外側 (μｍ) 引張残留応力 圧縮残留応力 1＊ なし なし なし なし 2＊ TiCN／Al2O3 なし 0.3GPa −0.3GPa 10.0 5.0 3＊ TiCN／Al2O3 TiAlN 0.3GPa 0GPa 10.0 5.0 0.2 4＊ TiCN／Al2O3 TiCN／TiN 0.3GPa 1.7GPa 10.0 5.0 4.0 2.0 5＊ TiCN／Al2O3 TiCN／TiN 0.35GPa 1.4GPa 10.0 6.0 2.0 3.0 6＊ ZrN TiCN／TiN 0GPa 1.1GPa 0.3 1.0 1.0 7 HfC／Al2O3 TiCN／TiN 0.3GPa 1.4GPa 10.0 5.0 2.0 3.0 8 ZrN／HfCN TiCN／TiN 0GPa 1.2GPa 0.3 0.2 1.0 1.5 9 TiCN／Al2O3 TiAlN 0.3GPa 0.2GPa 10.0 5.0 0.3 10 TiCN／TiBCN／TiBN／Al2O3 HfCO／TiAlNO 0.3GPa 0.2GPa 6.0 2.0 2.0 5.0 0.1 0.2 11 TiC／TiCO／Al2O3 ZrCNO／ZrN 0.3GPa 1.2GPa 9.5 0.5 0.5 2.0 3.0 （注）＊を付した試料１〜６は比較例である（以下同
じ）。
じ）。
【００１８】得られた各被覆サーメット切削工具を用い
て、下記切削条件による切削試験を行って切削性能をそ
れぞれ評価し、結果を表２に示した。耐摩耗性 被 削 材： ＳＣＭ４１５ 切削速度： ２５０ｍ／ｍｉｎ． 送 り： ０.３ｍｍ／ｒｅｖ． 切 込 み： １.５ｍｍ 切削時間： ２０ｍｉｎ．耐欠損性 被 削 材： ＳＣＭ４３５溝付き材（外周上等間隔に長
手方向の溝４本） 切削速度： １００ｍ／ｍｉｎ． 送 り： ０.１５〜０．２５ｍｍ／ｒｅｖ． 切 込 み： ２.０ｍｍ 切削時間： ０.５ｍｉｎ．
て、下記切削条件による切削試験を行って切削性能をそ
れぞれ評価し、結果を表２に示した。耐摩耗性 被 削 材： ＳＣＭ４１５ 切削速度： ２５０ｍ／ｍｉｎ． 送 り： ０.３ｍｍ／ｒｅｖ． 切 込 み： １.５ｍｍ 切削時間： ２０ｍｉｎ．耐欠損性 被 削 材： ＳＣＭ４３５溝付き材（外周上等間隔に長
手方向の溝４本） 切削速度： １００ｍ／ｍｉｎ． 送 り： ０.１５〜０．２５ｍｍ／ｒｅｖ． 切 込 み： ２.０ｍｍ 切削時間： ０.５ｍｉｎ．
【００１９】
【表２】
【００２０】試料１と２の比較から化学的蒸着法による
被覆層を設けるだけでは耐摩耗性は向上するが耐欠損性
が低下してしまうこと、試料３では外側被覆層が薄いた
め十分な圧縮残留応力が得られないので耐欠損性に劣る
こと、試料４と５では外側被覆層又は内側被覆層が厚す
ぎるため耐欠損性の向上が十分でないこと、又試料６で
は内側被覆層が薄すぎるため耐摩耗性に劣ることが分か
る。これに対して本発明例の試料７〜１１では、被覆層
に適度な圧縮残留応力が残り、耐摩耗性及び耐欠損性の
両方が向上していることが分かる。
被覆層を設けるだけでは耐摩耗性は向上するが耐欠損性
が低下してしまうこと、試料３では外側被覆層が薄いた
め十分な圧縮残留応力が得られないので耐欠損性に劣る
こと、試料４と５では外側被覆層又は内側被覆層が厚す
ぎるため耐欠損性の向上が十分でないこと、又試料６で
は内側被覆層が薄すぎるため耐摩耗性に劣ることが分か
る。これに対して本発明例の試料７〜１１では、被覆層
に適度な圧縮残留応力が残り、耐摩耗性及び耐欠損性の
両方が向上していることが分かる。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、サーメット母材への被
覆層として、化学的蒸着法により形成した引張残留応力
を適度に有する内側被覆層と、この内側被覆層の上に物
理的蒸着法により形成した圧縮残留応力を有する外側被
覆層とを積層してあるので、内側被覆層のサーメット母
材への優れた密着強度と被覆層全体での好適な圧縮応力
の残留により、優れた耐摩耗性を有すると同時に耐欠損
性を大幅に向上させた被覆サーメット切削工具を提供す
ることが出来る。
覆層として、化学的蒸着法により形成した引張残留応力
を適度に有する内側被覆層と、この内側被覆層の上に物
理的蒸着法により形成した圧縮残留応力を有する外側被
覆層とを積層してあるので、内側被覆層のサーメット母
材への優れた密着強度と被覆層全体での好適な圧縮応力
の残留により、優れた耐摩耗性を有すると同時に耐欠損
性を大幅に向上させた被覆サーメット切削工具を提供す
ることが出来る。
【００２２】従って、本発明の被覆サーメット切削工具
によれば、従来のサーメット切削工具では適用が困難で
あった切削条件、例えばフライス加工や溝付き材の旋削
加工等の断続的荷重の負荷される切削加工や高速切削又
は高送りの切削加工においても、工具寿命が長くなり、
安定して使用することが出来る。
によれば、従来のサーメット切削工具では適用が困難で
あった切削条件、例えばフライス加工や溝付き材の旋削
加工等の断続的荷重の負荷される切削加工や高速切削又
は高送りの切削加工においても、工具寿命が長くなり、
安定して使用することが出来る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 晄徳 兵庫県伊丹市昆陽北一丁目１番１号 住友 電気工業株式会社伊丹製作所内
Claims (3)
- 【請求項１】 サーメットからなる母材の表面上に硬質
被覆層を設けた被覆サーメット切削工具において、前記
硬質被覆層が、母材表面側に設けたＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆの
炭化物、窒化物、炭窒化物、炭酸化物、炭酸窒化物、ホ
ウ窒化物、ホウ炭窒化物、及びＡｌ2Ｏ3の少なくとも１
種から選ばれた単層又は複層で、膜厚が０.５〜１５μ
ｍの引張残留応力を有するか又は残留応力を有しない内
側被覆層と、内側被覆層の上に設けたＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ
の炭化物、窒化物、炭窒化物、炭酸化物、炭酸窒化物、
及びＡｌ2Ｏ3、窒化チタンアルミニウム、酸窒化チタン
アルミニウムの少なくとも１種から選ばれた単層又は複
層で、膜厚が０.３〜５μｍの圧縮残留応力を有する外
側被覆層とからなることを特徴とする被覆サーメット切
削工具。 - 【請求項２】 内側被覆層と外側被覆層からなる被覆層
全体で０.２〜２.０ＧＰａの圧縮応力が残留しているこ
とを特徴とする、請求項１記載の被覆サーメット切削工
具。 - 【請求項３】 化学的蒸着法によりサーメットからなる
母材表面上に、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆの炭化物、窒化物、炭
窒化物、炭酸化物、炭酸窒化物、ホウ窒化物、ホウ炭窒
化物、及びＡｌ2Ｏ3の少なくとも１種から選ばれた単層
又は複層で、膜厚が０.５〜１５μｍの内側被覆層を形
成し、全体を室温まで冷却した後、物理的蒸着法により
内側被覆層の上に、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆの炭化物、窒化
物、炭窒化物、炭酸化物、炭酸窒化物、及びＡｌ2Ｏ3、
窒化チタンアルミニウム、酸窒化チタンアルミニウムの
少なくとも１種から選ばれた単層又は複層で、膜厚が
０.３〜５μｍの外側被覆層を形成することを特徴とす
る被覆サーメット切削工具の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35757291A JPH05177413A (ja) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | 被覆サーメット切削工具及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35757291A JPH05177413A (ja) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | 被覆サーメット切削工具及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05177413A true JPH05177413A (ja) | 1993-07-20 |
Family
ID=18454812
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35757291A Pending JPH05177413A (ja) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | 被覆サーメット切削工具及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05177413A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1991
- 1991-12-26 JP JP35757291A patent/JPH05177413A/ja active Pending
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