JPH11229143A - 耐欠損性のすぐれた表面被覆超硬合金製エンドミル - Google Patents
耐欠損性のすぐれた表面被覆超硬合金製エンドミルInfo
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- JPH11229143A JPH11229143A JP3823798A JP3823798A JPH11229143A JP H11229143 A JPH11229143 A JP H11229143A JP 3823798 A JP3823798 A JP 3823798A JP 3823798 A JP3823798 A JP 3823798A JP H11229143 A JPH11229143 A JP H11229143A
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- B23C2224/32—Titanium carbide nitride (TiCN)
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- B23C—MILLING
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 耐欠損性の優れた表面被覆超硬合金製エンド
ミルの提供。 【解決手段】 超硬基体の切刃部の表面に硬質被覆層を
蒸着してなる表面被覆超硬合金製エンドミルにおいて、
硬質被覆層として、切刃部の外周刃におけるすくい面、
逃げ面の交わる切刃稜線部に亘って、超硬基体表面側か
ら順に、（ａ）平均層厚０．１〜１μｍのＴｉＮ層、
（ｂ）平均層厚０．３〜３μｍのｌ（縦長成長結晶組
織）−ＴｉＣＮ層を形成し、さらに前記すくい面と逃げ
面には、（ｃ）平均層厚０．１〜１μｍのＴｉＣＯ層お
よび／またはＴｉＣＮＯ層、（ｄ）平均層厚０．１〜
１．５μｍのα−Ａｌ2 Ｏ3 層および／またはκ−Ａｌ
2 Ｏ3 層、さらに必要に応じて、（ｅ）平均層厚０．１
〜０．５μｍのＴｉＮ層を形成し、切刃稜線部にそって
１〜２０μｍの幅でｌ−ＴｉＣＮ層の露出面が存在し、
かつすくい面と逃げ面における硬質被覆層の全体平均層
厚を０．７〜５μｍとした層構造とする。
ミルの提供。 【解決手段】 超硬基体の切刃部の表面に硬質被覆層を
蒸着してなる表面被覆超硬合金製エンドミルにおいて、
硬質被覆層として、切刃部の外周刃におけるすくい面、
逃げ面の交わる切刃稜線部に亘って、超硬基体表面側か
ら順に、（ａ）平均層厚０．１〜１μｍのＴｉＮ層、
（ｂ）平均層厚０．３〜３μｍのｌ（縦長成長結晶組
織）−ＴｉＣＮ層を形成し、さらに前記すくい面と逃げ
面には、（ｃ）平均層厚０．１〜１μｍのＴｉＣＯ層お
よび／またはＴｉＣＮＯ層、（ｄ）平均層厚０．１〜
１．５μｍのα−Ａｌ2 Ｏ3 層および／またはκ−Ａｌ
2 Ｏ3 層、さらに必要に応じて、（ｅ）平均層厚０．１
〜０．５μｍのＴｉＮ層を形成し、切刃稜線部にそって
１〜２０μｍの幅でｌ−ＴｉＣＮ層の露出面が存在し、
かつすくい面と逃げ面における硬質被覆層の全体平均層
厚を０．７〜５μｍとした層構造とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、すぐれた耐欠損
性を有し、切削加工を高速で行っても切刃部に欠けやチ
ッピング（微小欠け）などの発生なく、すぐれた切削性
能を長期に亘って発揮する表面被覆超硬合金製エンドミ
ル（以下、被覆エンドミルという）に関するものであ
る。
性を有し、切削加工を高速で行っても切刃部に欠けやチ
ッピング（微小欠け）などの発生なく、すぐれた切削性
能を長期に亘って発揮する表面被覆超硬合金製エンドミ
ル（以下、被覆エンドミルという）に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、一般に、図２（ａ）に概略正面図
で、同（ｂ）に切刃部が概略縦断面図で例示される通
り、被覆エンドミルが、シャンク部と外周刃が形成され
た切刃部からなり、炭化タングステン基超硬合金基体
（以下、超硬基体という）の少なくとも前記切刃部の表
面に、いずれも粒状結晶組織を有する、炭化チタン（以
下、ＴｉＣで示す）層、窒化チタン（以下、同じくＴｉ
Ｎで示す）層、炭窒化チタン（以下、ＴｉＣＮで示す）
層、炭酸化チタン（以下、ＴｉＣＯで示す）層、窒酸化
チタン（以下、ＴｉＮＯで示す）層、および炭窒酸化チ
タン（以下、ＴｉＣＮＯで示す）層のうちの１種または
２種以上からなるＴｉ化合物層と、同じく粒状結晶組織
を有する、α型酸化アルミニウム（以下、α−Ａｌ2 Ｏ
3 で示す）層および／またはκ型Ａｌ2 Ｏ3 層とで構成
された硬質被覆層を０．７〜５μｍの平均層厚で化学蒸
着および／または物理蒸着してなる構造を有し、またこ
の被覆エンドミルが、例えば鋼や鋳鉄などの切削に用い
られることは良く知られるところである。また、例えば
特開平３−８７３６９号公報および特開平６−８００８
号公報などに記載されるように、上記被覆エンドミルの
硬質被覆層において、通常の化学蒸着装置を用い、１０
００℃以上の高温で形成していた上記ＴｉＣＮ層を、反
応ガスとして有機炭窒化物を含む混合ガスを使用して７
００〜９５０℃の中温温度域で化学蒸着を行うことによ
り形成した縦長成長結晶組織を有するＴｉＣＮ層に代え
ることにより硬質被覆層の靭性向上を図り、もって外周
刃に欠けやチッピング（微小欠け）などが発生するのを
抑制した被覆エンドミルも知られている。
で、同（ｂ）に切刃部が概略縦断面図で例示される通
り、被覆エンドミルが、シャンク部と外周刃が形成され
た切刃部からなり、炭化タングステン基超硬合金基体
（以下、超硬基体という）の少なくとも前記切刃部の表
面に、いずれも粒状結晶組織を有する、炭化チタン（以
下、ＴｉＣで示す）層、窒化チタン（以下、同じくＴｉ
Ｎで示す）層、炭窒化チタン（以下、ＴｉＣＮで示す）
層、炭酸化チタン（以下、ＴｉＣＯで示す）層、窒酸化
チタン（以下、ＴｉＮＯで示す）層、および炭窒酸化チ
タン（以下、ＴｉＣＮＯで示す）層のうちの１種または
２種以上からなるＴｉ化合物層と、同じく粒状結晶組織
を有する、α型酸化アルミニウム（以下、α−Ａｌ2 Ｏ
3 で示す）層および／またはκ型Ａｌ2 Ｏ3 層とで構成
された硬質被覆層を０．７〜５μｍの平均層厚で化学蒸
着および／または物理蒸着してなる構造を有し、またこ
の被覆エンドミルが、例えば鋼や鋳鉄などの切削に用い
られることは良く知られるところである。また、例えば
特開平３−８７３６９号公報および特開平６−８００８
号公報などに記載されるように、上記被覆エンドミルの
硬質被覆層において、通常の化学蒸着装置を用い、１０
００℃以上の高温で形成していた上記ＴｉＣＮ層を、反
応ガスとして有機炭窒化物を含む混合ガスを使用して７
００〜９５０℃の中温温度域で化学蒸着を行うことによ
り形成した縦長成長結晶組織を有するＴｉＣＮ層に代え
ることにより硬質被覆層の靭性向上を図り、もって外周
刃に欠けやチッピング（微小欠け）などが発生するのを
抑制した被覆エンドミルも知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年の切削機械
の高性能化および高出力化はめざましく、かつ省力化お
よび省エネ化に対する要求も強く、これに伴い、切削加
工は高速化の傾向にあるが、上記の従来被覆エンドミル
においては、これを例えば鋼の高速切削に用いると、硬
質被覆層を構成するＡｌ2 Ｏ3 層はすぐれた耐摩耗性と
耐熱性をもつものの、脆性の高いものであるために、激
しい切削衝撃を伴う高速切削では、外周刃に欠けやチッ
ピングなどの欠損が発生し易く、これが原因で比較的短
時間で使用寿命に至るのが現状である。
の高性能化および高出力化はめざましく、かつ省力化お
よび省エネ化に対する要求も強く、これに伴い、切削加
工は高速化の傾向にあるが、上記の従来被覆エンドミル
においては、これを例えば鋼の高速切削に用いると、硬
質被覆層を構成するＡｌ2 Ｏ3 層はすぐれた耐摩耗性と
耐熱性をもつものの、脆性の高いものであるために、激
しい切削衝撃を伴う高速切削では、外周刃に欠けやチッ
ピングなどの欠損が発生し易く、これが原因で比較的短
時間で使用寿命に至るのが現状である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
上述のような観点から、耐欠損性のすぐれた被覆エンド
ミルを開発すべく研究を行った結果、被覆エンドミルの
硬質被覆層の構成を、超硬基体表面から順に、（ａ）粒
状結晶組織を有するＴｉＮ層（以下、単にＴｉＮ層で示
す）、（ｂ）縦長成長結晶組織を有するＴｉＣＮ層（以
下、ｌ−ＴｉＣＮ層で示す）、（ｃ）粒状結晶組織を有
するＴｉＣＯ層および／またはＴｉＣＮＯ層（以下、単
にＴｉＣＯ層およびＴｉＣＮＯ層で示す）、（ｄ）粒状
結晶組織を有するα−Ａｌ2 Ｏ3 層および／またはκ−
Ａｌ2 Ｏ3層（以下、単にα−Ａｌ2 Ｏ3 層およびκ−
Ａｌ2 Ｏ3 層で示す）、さらに必要に応じて、（ｅ）粒
状結晶組織を有するＴｉＮ層（以下、単にＴｉＮ層で示
す）、に特定した上で、超硬基体の切刃部における少な
くとも外周刃のすくい面、逃げ面、および前記すくい面
と逃げ面の交わる切刃稜線部には、 （ａ）平均層厚：０．１〜１μｍのＴｉＮ層、 （ｂ）平均層厚：０．３〜３μｍのｌ−ＴｉＣＮ層、を
形成し、さらに上記すくい面と逃げ面には、 （ｃ）平均層厚：０．１〜１μｍのＴｉＣＯ層および／
またはＴｉＣＮＯ層、 （ｄ）平均層厚：０．１〜１．５μｍのα−Ａｌ2 Ｏ3
層および／またはκ−Ａｌ2 Ｏ3 層、 （ｅ）必要に応じて、平均層厚：０．１〜０．５μｍの
ＴｉＮ層、 を形成し、したがって図１に切刃部が要部概略縦断面図
で示される通り、上記切刃稜線部には、上記のＴｉＣＯ
層および／またはＴｉＣＮＯ層、α−Ａｌ2 Ｏ3層およ
び／またはκ−Ａｌ2 Ｏ3 層、そしてＴｉＮ層が存在せ
ず、前記切刃稜線部にそって１〜２０μｍの幅で上記ｌ
−ＴｉＣＮ層の露出面が存在し、かつ上記すくい面と逃
げ面における硬質被覆層の全体平均層厚を０．７〜５μ
ｍとした層構造にすると、この結果の被覆エンドミル
は、これを高速切削に用いても、被削材に直接接触して
激しい切削衝撃を受けるのは切刃稜線部に所定幅に亘っ
て露出する靭性の高いｌ−ＴｉＣＮ層であって、脆いＡ
ｌ2 Ｏ3 層は切刃稜線部に存在しないので、外周刃に欠
けやチッピングなどの欠損が発生するのが著しく抑制さ
れるようになり、すぐれた切削性能を長期に亘って発揮
するという研究結果を得たのである。
上述のような観点から、耐欠損性のすぐれた被覆エンド
ミルを開発すべく研究を行った結果、被覆エンドミルの
硬質被覆層の構成を、超硬基体表面から順に、（ａ）粒
状結晶組織を有するＴｉＮ層（以下、単にＴｉＮ層で示
す）、（ｂ）縦長成長結晶組織を有するＴｉＣＮ層（以
下、ｌ−ＴｉＣＮ層で示す）、（ｃ）粒状結晶組織を有
するＴｉＣＯ層および／またはＴｉＣＮＯ層（以下、単
にＴｉＣＯ層およびＴｉＣＮＯ層で示す）、（ｄ）粒状
結晶組織を有するα−Ａｌ2 Ｏ3 層および／またはκ−
Ａｌ2 Ｏ3層（以下、単にα−Ａｌ2 Ｏ3 層およびκ−
Ａｌ2 Ｏ3 層で示す）、さらに必要に応じて、（ｅ）粒
状結晶組織を有するＴｉＮ層（以下、単にＴｉＮ層で示
す）、に特定した上で、超硬基体の切刃部における少な
くとも外周刃のすくい面、逃げ面、および前記すくい面
と逃げ面の交わる切刃稜線部には、 （ａ）平均層厚：０．１〜１μｍのＴｉＮ層、 （ｂ）平均層厚：０．３〜３μｍのｌ−ＴｉＣＮ層、を
形成し、さらに上記すくい面と逃げ面には、 （ｃ）平均層厚：０．１〜１μｍのＴｉＣＯ層および／
またはＴｉＣＮＯ層、 （ｄ）平均層厚：０．１〜１．５μｍのα−Ａｌ2 Ｏ3
層および／またはκ−Ａｌ2 Ｏ3 層、 （ｅ）必要に応じて、平均層厚：０．１〜０．５μｍの
ＴｉＮ層、 を形成し、したがって図１に切刃部が要部概略縦断面図
で示される通り、上記切刃稜線部には、上記のＴｉＣＯ
層および／またはＴｉＣＮＯ層、α−Ａｌ2 Ｏ3層およ
び／またはκ−Ａｌ2 Ｏ3 層、そしてＴｉＮ層が存在せ
ず、前記切刃稜線部にそって１〜２０μｍの幅で上記ｌ
−ＴｉＣＮ層の露出面が存在し、かつ上記すくい面と逃
げ面における硬質被覆層の全体平均層厚を０．７〜５μ
ｍとした層構造にすると、この結果の被覆エンドミル
は、これを高速切削に用いても、被削材に直接接触して
激しい切削衝撃を受けるのは切刃稜線部に所定幅に亘っ
て露出する靭性の高いｌ−ＴｉＣＮ層であって、脆いＡ
ｌ2 Ｏ3 層は切刃稜線部に存在しないので、外周刃に欠
けやチッピングなどの欠損が発生するのが著しく抑制さ
れるようになり、すぐれた切削性能を長期に亘って発揮
するという研究結果を得たのである。
【０００５】この発明は、上記の研究結果に基づいてな
されたものであって、超硬基体の少なくとも切刃部の表
面に硬質被覆層を化学蒸着および／または物理蒸着して
なる被覆エンドミルにおいて、上記硬質被覆層として、
上記超硬基体の切刃部における少なくとも外周刃のすく
い面、逃げ面、および前記すくい面と逃げ面の交わる切
刃稜線部に亘って、超硬基体表面側から順に、 （ａ）平均層厚：０．１〜１μｍのＴｉＮ層、 （ｂ）平均層厚：０．３〜３μｍのｌ−ＴｉＣＮ層、を
形成し、さらに上記すくい面と逃げ面には、 （ｃ）平均層厚：０．１〜１μｍのＴｉＣＯ層および／
またはＴｉＣＮＯ層、 （ｄ）平均層厚：０．１〜１．５μｍのα−Ａｌ2 Ｏ3
層および／またはκ−Ａｌ2 Ｏ3 層、 （ｅ）必要に応じて、平均層厚：０．１〜０．５μｍの
ＴｉＮ層、 を形成し、したがって上記切刃稜線部には、上記のＴｉ
ＣＯ層および／またはＴｉＣＮＯ層、α−Ａｌ2 Ｏ3 層
および／またはκ−Ａｌ2 Ｏ3 層、そしてＴｉＮ層が存
在せず、前記切刃稜線部にそって１〜２０μｍの幅で上
記ｌ−ＴｉＣＮ層の露出面が存在し、かつ上記すくい面
と逃げ面における硬質被覆層の全体平均層厚を０．７〜
５μｍとした層構造としてなる、耐欠損性のすぐれた被
覆エンドミルに特徴を有するものである。
されたものであって、超硬基体の少なくとも切刃部の表
面に硬質被覆層を化学蒸着および／または物理蒸着して
なる被覆エンドミルにおいて、上記硬質被覆層として、
上記超硬基体の切刃部における少なくとも外周刃のすく
い面、逃げ面、および前記すくい面と逃げ面の交わる切
刃稜線部に亘って、超硬基体表面側から順に、 （ａ）平均層厚：０．１〜１μｍのＴｉＮ層、 （ｂ）平均層厚：０．３〜３μｍのｌ−ＴｉＣＮ層、を
形成し、さらに上記すくい面と逃げ面には、 （ｃ）平均層厚：０．１〜１μｍのＴｉＣＯ層および／
またはＴｉＣＮＯ層、 （ｄ）平均層厚：０．１〜１．５μｍのα−Ａｌ2 Ｏ3
層および／またはκ−Ａｌ2 Ｏ3 層、 （ｅ）必要に応じて、平均層厚：０．１〜０．５μｍの
ＴｉＮ層、 を形成し、したがって上記切刃稜線部には、上記のＴｉ
ＣＯ層および／またはＴｉＣＮＯ層、α−Ａｌ2 Ｏ3 層
および／またはκ−Ａｌ2 Ｏ3 層、そしてＴｉＮ層が存
在せず、前記切刃稜線部にそって１〜２０μｍの幅で上
記ｌ−ＴｉＣＮ層の露出面が存在し、かつ上記すくい面
と逃げ面における硬質被覆層の全体平均層厚を０．７〜
５μｍとした層構造としてなる、耐欠損性のすぐれた被
覆エンドミルに特徴を有するものである。
【０００６】つぎに、この発明の被覆エンドミルの硬質
被覆層の構成層の平均層厚および全体平均層厚を上記の
通りに限定した理由を説明する。 （ａ）ＴｉＮ層 ＴｉＮ層は、超硬基体表面に対する密着性にすぐれ、か
つ超硬基体の構成成分の硬質被覆層中への拡散移動を阻
止し、もって硬質被覆層の耐摩耗性低下を抑制する作用
をもつが、その層厚が０．１μｍ未満では前記作用が十
分に発揮されず、一方前記作用は１μｍまでの層厚で十
分であることから、その層厚を０．１〜１μｍと定め
た。
被覆層の構成層の平均層厚および全体平均層厚を上記の
通りに限定した理由を説明する。 （ａ）ＴｉＮ層 ＴｉＮ層は、超硬基体表面に対する密着性にすぐれ、か
つ超硬基体の構成成分の硬質被覆層中への拡散移動を阻
止し、もって硬質被覆層の耐摩耗性低下を抑制する作用
をもつが、その層厚が０．１μｍ未満では前記作用が十
分に発揮されず、一方前記作用は１μｍまでの層厚で十
分であることから、その層厚を０．１〜１μｍと定め
た。
【０００７】（ｂ）ｌ−ＴｉＣＮ層 ｌ−ＴｉＣＮ層は、すぐれた靭性を有し、特に高速切削
に際して、切刃稜線部に所定幅に亘って露出して外周刃
に欠けやチッピングなどの欠損が発生するの抑制する作
用があるが、その層厚が０．３μｍ未満では前記作用を
十分に発揮させることができず、一方その層厚が３μｍ
を越えると、外周刃の耐摩耗性が低下するようになるこ
とから、その層厚を０．３〜３μｍと定めた。したがっ
て、ｌ−ＴｉＣＮ層の露出面幅が１μｍ未満では、ｌ−
ＴｉＣＮ層のもつすぐれた靭性を十分に発揮することが
できず、一方その露出面幅が２０μｍを越えると、切刃
稜線部の摩耗が急速に進行するようになり、これが使用
寿命短命化の原因となることから、その露出面幅を１〜
２０μｍと定めた。
に際して、切刃稜線部に所定幅に亘って露出して外周刃
に欠けやチッピングなどの欠損が発生するの抑制する作
用があるが、その層厚が０．３μｍ未満では前記作用を
十分に発揮させることができず、一方その層厚が３μｍ
を越えると、外周刃の耐摩耗性が低下するようになるこ
とから、その層厚を０．３〜３μｍと定めた。したがっ
て、ｌ−ＴｉＣＮ層の露出面幅が１μｍ未満では、ｌ−
ＴｉＣＮ層のもつすぐれた靭性を十分に発揮することが
できず、一方その露出面幅が２０μｍを越えると、切刃
稜線部の摩耗が急速に進行するようになり、これが使用
寿命短命化の原因となることから、その露出面幅を１〜
２０μｍと定めた。
【０００８】（ｃ）ＴｉＣＯ層およびＴｉＣＮＯ層 一般に、例えばｌ−ＴｉＣＮ層とα−Ａｌ2 Ｏ3 層の密
着性は相対的に低く、この両者が直接積層された場合、
硬質被覆層剥離の原因となるが、ＴｉＣＯ層およびＴｉ
ＣＮＯ層は、いずれもｌ−ＴｉＣＮ層や、α−Ａｌ2 Ｏ
3 層およびκ−Ａｌ2 Ｏ3 層のいずれとも強固に密着
し、もって硬質被覆層の構成層間の密着性向上に寄与す
る作用があるが、その層厚が０．１μｍ未満では所望の
密着性向上効果が得られず、一方その層厚が１μｍを越
えると、外周刃に欠けやチッピングが発生し易くなるこ
とから、その層厚を０．１〜１μｍと定めた。
着性は相対的に低く、この両者が直接積層された場合、
硬質被覆層剥離の原因となるが、ＴｉＣＯ層およびＴｉ
ＣＮＯ層は、いずれもｌ−ＴｉＣＮ層や、α−Ａｌ2 Ｏ
3 層およびκ−Ａｌ2 Ｏ3 層のいずれとも強固に密着
し、もって硬質被覆層の構成層間の密着性向上に寄与す
る作用があるが、その層厚が０．１μｍ未満では所望の
密着性向上効果が得られず、一方その層厚が１μｍを越
えると、外周刃に欠けやチッピングが発生し易くなるこ
とから、その層厚を０．１〜１μｍと定めた。
【０００９】（ｄ）α−Ａｌ2 Ｏ3 層およびκ−Ａｌ2
Ｏ3 層 α−Ａｌ2 Ｏ3 層およびκ−Ａｌ2 Ｏ3 層は、いずれも
耐酸化性および熱的安定性にすぐれ、かつ高硬度をもつ
ことから、外周刃におけるすくい面と逃げ面の耐摩耗性
を向上させる作用があるが、その層厚が０．１μｍ未満
では所望の耐摩耗性向上効果が得られず、一方その層厚
が１．５μｍを越えると、外周刃に欠けやチッピングが
発生し易くなることから、その層厚を０．１〜１．５μ
ｍと定めた。
Ｏ3 層 α−Ａｌ2 Ｏ3 層およびκ−Ａｌ2 Ｏ3 層は、いずれも
耐酸化性および熱的安定性にすぐれ、かつ高硬度をもつ
ことから、外周刃におけるすくい面と逃げ面の耐摩耗性
を向上させる作用があるが、その層厚が０．１μｍ未満
では所望の耐摩耗性向上効果が得られず、一方その層厚
が１．５μｍを越えると、外周刃に欠けやチッピングが
発生し易くなることから、その層厚を０．１〜１．５μ
ｍと定めた。
【００１０】（ｅ）ＴｉＮ層 ＴｉＮ層は、これ自体が黄金色の色調を有することか
ら、切削チップの使用前と使用後の識別を容易にするた
めに、必要に応じて形成されるものであり、したがって
０．１μｍ未満の層厚では前記色調の付与が不十分であ
り、一方前記色調の付与は０．５μｍまでの層厚で十分
であることから、その層厚を０．１〜０．５μｍと定め
た。
ら、切削チップの使用前と使用後の識別を容易にするた
めに、必要に応じて形成されるものであり、したがって
０．１μｍ未満の層厚では前記色調の付与が不十分であ
り、一方前記色調の付与は０．５μｍまでの層厚で十分
であることから、その層厚を０．１〜０．５μｍと定め
た。
【００１１】（ｆ）硬質被覆層の全体平均層厚 その層厚が０．７μｍでは所望のすぐれた耐摩耗性を確
保することができず、一方その層厚が５μｍを越える
と、外周刃に欠けやチッピングが発生し易くなることか
ら、その全体平均層厚を０．７〜５μｍと定めた。
保することができず、一方その層厚が５μｍを越える
と、外周刃に欠けやチッピングが発生し易くなることか
ら、その全体平均層厚を０．７〜５μｍと定めた。
【００１２】
【発明の実施の形態】つぎに、この発明の被覆エンドミ
ルを実施例により具体的に説明する。超硬基体として、
いずれもシャンク部と切刃部からなり、前記切刃部が２
枚刃形状を有する以下の３種類、すなわち、（ａ）重量
％で（以下同じ）、組成：ＷＣ−０．３％ＶＣ−６％Ｃ
ｏ、顕微鏡による組織観察でのＷＣ粒の平均粒径：０．
７μｍ、外周刃のねじれ角：３０度、外周刃の直径：１
０ｍｍ、外周刃の長さ：２０ｍｍの超硬基体（以下、超
硬基体ａと云う）、（ｂ）組成：ＷＣ−０．４％ＶＣ−
１０％Ｃｏ、顕微鏡による組織観察でのＷＣ粒の平均粒
径：０．６μｍ、外周刃のねじれ角：３０度、外周刃の
直径：１０ｍｍ、外周刃の長さ：２０ｍｍの超硬基体
（以下、超硬基体ｂと云う）、（ｃ）組成：ＷＣ−０．
４％ＶＣ−１．２％Ｃｒ3 Ｃ2 −１２％Ｃｏ、顕微鏡に
よる組織観察でのＷＣ粒の平均粒径：０．４μｍ、外周
刃のねじれ角：３０度、外周刃の直径：１０ｍｍ、外周
刃の長さ：２０ｍｍの超硬基体（以下、超硬基体ｃと云
う）、を用意し、これら超硬基体Ａ〜Ｃのそれぞれのシ
ャンク部と切刃部を含む全表面に、ホーニング加工を施
した状態で、通常の化学蒸着装置を用い、表１（表中の
※印ＴｉＣＮは特開平６−８０１０号公報に記載される
縦長成長結晶組織をもつものである）に示される条件に
て、表２に示される層構成および平均層厚の硬質被覆層
を、それぞれの膜厚を均等に形成することにより比較被
覆エンドミル１〜１０をそれぞれ製造した。
ルを実施例により具体的に説明する。超硬基体として、
いずれもシャンク部と切刃部からなり、前記切刃部が２
枚刃形状を有する以下の３種類、すなわち、（ａ）重量
％で（以下同じ）、組成：ＷＣ−０．３％ＶＣ−６％Ｃ
ｏ、顕微鏡による組織観察でのＷＣ粒の平均粒径：０．
７μｍ、外周刃のねじれ角：３０度、外周刃の直径：１
０ｍｍ、外周刃の長さ：２０ｍｍの超硬基体（以下、超
硬基体ａと云う）、（ｂ）組成：ＷＣ−０．４％ＶＣ−
１０％Ｃｏ、顕微鏡による組織観察でのＷＣ粒の平均粒
径：０．６μｍ、外周刃のねじれ角：３０度、外周刃の
直径：１０ｍｍ、外周刃の長さ：２０ｍｍの超硬基体
（以下、超硬基体ｂと云う）、（ｃ）組成：ＷＣ−０．
４％ＶＣ−１．２％Ｃｒ3 Ｃ2 −１２％Ｃｏ、顕微鏡に
よる組織観察でのＷＣ粒の平均粒径：０．４μｍ、外周
刃のねじれ角：３０度、外周刃の直径：１０ｍｍ、外周
刃の長さ：２０ｍｍの超硬基体（以下、超硬基体ｃと云
う）、を用意し、これら超硬基体Ａ〜Ｃのそれぞれのシ
ャンク部と切刃部を含む全表面に、ホーニング加工を施
した状態で、通常の化学蒸着装置を用い、表１（表中の
※印ＴｉＣＮは特開平６−８０１０号公報に記載される
縦長成長結晶組織をもつものである）に示される条件に
て、表２に示される層構成および平均層厚の硬質被覆層
を、それぞれの膜厚を均等に形成することにより比較被
覆エンドミル１〜１０をそれぞれ製造した。
【００１３】ついで、この結果得られた比較被覆エンド
ミル１〜１０のそれぞれの切刃部における外周刃の切刃
稜線部にそって、種々の曲面形状をもった砥石を用い
て、ＴｉＣＯ層および／またはＴｉＣＮＯ層、α−Ａｌ
2 Ｏ3 層および／またはκ−Ａｌ2 Ｏ3 層、そしてＴｉ
Ｎ層を研磨加工にて除去して、表３に示される幅に亘っ
てｌ−ＴｉＣＮ層の露出面を切刃稜線部にそって形成
し、図１に示される通りの層構造とすることにより本発
明被覆エンドミル１〜１０をそれぞれ製造した。
ミル１〜１０のそれぞれの切刃部における外周刃の切刃
稜線部にそって、種々の曲面形状をもった砥石を用い
て、ＴｉＣＯ層および／またはＴｉＣＮＯ層、α−Ａｌ
2 Ｏ3 層および／またはκ−Ａｌ2 Ｏ3 層、そしてＴｉ
Ｎ層を研磨加工にて除去して、表３に示される幅に亘っ
てｌ−ＴｉＣＮ層の露出面を切刃稜線部にそって形成
し、図１に示される通りの層構造とすることにより本発
明被覆エンドミル１〜１０をそれぞれ製造した。
【００１４】つぎに、上記本発明被覆エンドミル３、
６、および９と、比較被覆エンドミル３、６、および９
については、 被削材：ＪＩＳ・ＳＫＤ６１（硬さ：ＨR Ｃ５５）、 切削速度：３００ｍ／ｍｉｎ．、 一刃当りの送り：０．１ｍｍ／刃、 切り込み：１０ｍｍ、 切り込み幅：０．５ｍｍ、 切削長：２５０ｍ、 の条件でダウンカットとアップカットを交互に行う合金
鋼の乾式高速肩削り加工を行い、外周刃の最大逃げ面摩
耗幅を測定した。
６、および９と、比較被覆エンドミル３、６、および９
については、 被削材：ＪＩＳ・ＳＫＤ６１（硬さ：ＨR Ｃ５５）、 切削速度：３００ｍ／ｍｉｎ．、 一刃当りの送り：０．１ｍｍ／刃、 切り込み：１０ｍｍ、 切り込み幅：０．５ｍｍ、 切削長：２５０ｍ、 の条件でダウンカットとアップカットを交互に行う合金
鋼の乾式高速肩削り加工を行い、外周刃の最大逃げ面摩
耗幅を測定した。
【００１５】また、上記本発明被覆エンドミル２、５、
および８と、比較被覆エンドミル２、５、および８につ
いては、 被削材：ＪＩＳ・Ｓ５０Ｃ（硬さ：ＨR Ｃ３０）、 切削速度：５００ｍ／ｍｉｎ．、 一刃当りの送り：０．１ｍｍ／刃、 切り込み：１０ｍｍ、 切り込み幅：０．５ｍｍ、 切削長：２５０ｍ、 の条件で同じくダウンカットとアップカットを交互に行
う炭素鋼の乾式高速肩削り加工を行い、外周刃の最大逃
げ面摩耗幅を測定した。
および８と、比較被覆エンドミル２、５、および８につ
いては、 被削材：ＪＩＳ・Ｓ５０Ｃ（硬さ：ＨR Ｃ３０）、 切削速度：５００ｍ／ｍｉｎ．、 一刃当りの送り：０．１ｍｍ／刃、 切り込み：１０ｍｍ、 切り込み幅：０．５ｍｍ、 切削長：２５０ｍ、 の条件で同じくダウンカットとアップカットを交互に行
う炭素鋼の乾式高速肩削り加工を行い、外周刃の最大逃
げ面摩耗幅を測定した。
【００１６】さらに、上記本発明被覆エンドミル１、
４、７、および１０と、比較被覆エンドミル１、４、
７、および１０については、 被削材：ＪＩＳ・ＦＣＤ７００（引張り強さ：７００Ｎ
／ｍｍ2）、 切削速度：５００ｍ／ｍｉｎ．、 一刃当りの送り：０．１５ｍｍ／刃、 切り込み：１０ｍｍ、 切り込み幅：０．５ｍｍ、 切削長：２５０ｍ、 の条件で同じくダウンカットとアップカットを交互に行
うダクタイル鋳鉄の乾式高速肩削り加工を行い、外周刃
の最大逃げ面摩耗幅を測定した。これらの測定結果を表
３に示した。
４、７、および１０と、比較被覆エンドミル１、４、
７、および１０については、 被削材：ＪＩＳ・ＦＣＤ７００（引張り強さ：７００Ｎ
／ｍｍ2）、 切削速度：５００ｍ／ｍｉｎ．、 一刃当りの送り：０．１５ｍｍ／刃、 切り込み：１０ｍｍ、 切り込み幅：０．５ｍｍ、 切削長：２５０ｍ、 の条件で同じくダウンカットとアップカットを交互に行
うダクタイル鋳鉄の乾式高速肩削り加工を行い、外周刃
の最大逃げ面摩耗幅を測定した。これらの測定結果を表
３に示した。
【００１７】
【表１】
【００１８】
【表２】
【００１９】
【表３】
【００２０】
【発明の効果】表３に示される結果から、硬質被覆層に
切刃稜線部にそって所定幅のｌ−ＴｉＣＮ層の露出面が
存在する本発明被覆エンドミル１〜１０は、いずれも靭
性の高い前記ｌ−ＴｉＣＮ層が切削開始から直接被削材
に当接して高速切削で発生する激しい切削衝撃を十分に
吸収することから、外周刃に欠けやチッピングなどの欠
損の発生なく、すぐれた切削性能を発揮するのに対し
て、硬質被覆層の層構成および平均層厚がすくい面、逃
げ面、および切刃稜線部に亘って同じである比較被覆エ
ンドミル１〜１０においては、いずれも特に切刃稜線部
のＡｌ2 Ｏ3 層にかかる高い切削衝撃が原因で外周刃に
欠けやチッピングが発生し、これが原因で比較的短時間
で使用寿命に至ることが明らかである。上述のように、
この発明の被覆エンドミルは、例えば鋼や鋳鉄などの通
常の条件での切削は勿論のこと、特にこれらの切削を高
速で行った場合にも、すぐれた耐欠損性を示し、すぐれ
た切削性能を長期に亘って発揮するものである。
切刃稜線部にそって所定幅のｌ−ＴｉＣＮ層の露出面が
存在する本発明被覆エンドミル１〜１０は、いずれも靭
性の高い前記ｌ−ＴｉＣＮ層が切削開始から直接被削材
に当接して高速切削で発生する激しい切削衝撃を十分に
吸収することから、外周刃に欠けやチッピングなどの欠
損の発生なく、すぐれた切削性能を発揮するのに対し
て、硬質被覆層の層構成および平均層厚がすくい面、逃
げ面、および切刃稜線部に亘って同じである比較被覆エ
ンドミル１〜１０においては、いずれも特に切刃稜線部
のＡｌ2 Ｏ3 層にかかる高い切削衝撃が原因で外周刃に
欠けやチッピングが発生し、これが原因で比較的短時間
で使用寿命に至ることが明らかである。上述のように、
この発明の被覆エンドミルは、例えば鋼や鋳鉄などの通
常の条件での切削は勿論のこと、特にこれらの切削を高
速で行った場合にも、すぐれた耐欠損性を示し、すぐれ
た切削性能を長期に亘って発揮するものである。
【図１】この発明の被覆エンドミルの切刃部の要部概略
縦断面図である。
縦断面図である。
【図２】被覆エンドミルの概略正面図（ａ）、および同
切刃部の概略縦断面図（ｂ）である。
切刃部の概略縦断面図（ｂ）である。
Claims (2)
- 【請求項１】 炭化タングステン基超硬合金基体の少な
くとも切刃部の表面に硬質被覆層を化学蒸着および／ま
たは物理蒸着してなる表面被覆超硬合金製エンドミルに
おいて、 上記硬質被覆層として、上記切刃部における少なくとも
外周刃のすくい面、逃げ面、および前記すくい面と逃げ
面の交わる切刃稜線部に亘って、基体表面側から順に、 （ａ）平均層厚：０．１〜１μｍの粒状結晶組織を有す
る窒化チタン層、 （ｂ）平均層厚：０．３〜３μｍの縦長成長結晶組織を
有する炭窒化チタン層、が形成され、さらに上記すくい
面と逃げ面には、 （ｃ）平均層厚：０．１〜１μｍの粒状結晶組織を有す
る炭酸化チタン層および／または炭窒酸化チタン層、 （ｄ）平均層厚：０．１〜１．５μｍの粒状結晶組織を
有するα型および／またはκ型酸化アルミニウム層、が
形成され、上記切刃稜線部には、上記の炭酸化チタン層
および／または炭窒酸化チタン層、さらにα型および／
またはκ型酸化アルミニウム層が存在せず、前記切刃稜
線部にそって１〜２０μｍの幅で上記炭窒化チタン層の
露出面が存在し、かつ上記すくい面と逃げ面における硬
質被覆層の全体平均層厚を０．７〜５μｍとしたことを
特徴とする耐欠損性のすぐれた表面被覆超硬合金製エン
ドミル。 - 【請求項２】 炭化タングステン基超硬合金基体の少な
くとも切刃部の表面に硬質被覆層を化学蒸着および／ま
たは物理蒸着してなる表面被覆超硬合金製エンドミルに
おいて、 上記硬質被覆層として、上記切刃部における少なくとも
外周刃のすくい面、逃げ面、および前記すくい面と逃げ
面の交わる切刃稜線部に亘って、基体表面側から順に、 （ａ）平均層厚：０．１〜１μｍの粒状結晶組織を有す
る窒化チタン層、 （ｂ）平均層厚：０．３〜３μｍの縦長成長結晶組織を
有する炭窒化チタン層、が形成され、さらに上記すくい
面と逃げ面には、 （ｃ）平均層厚：０．１〜１μｍの粒状結晶組織を有す
る炭酸化チタン層および／または炭窒酸化チタン層、 （ｄ）平均層厚：０．１〜１．５μｍの粒状結晶組織を
有するα型および／またはκ型酸化アルミニウム層、 （ｅ）平均層厚：０．１〜０．５の粒状結晶組織を有す
る窒化チタン層、が形成され、上記切刃稜線部には、上
記の炭酸化チタン層および／または炭窒酸化チタン層、
α型および／またはκ型酸化アルミニウム層、そして窒
化チタン層が存在せず、前記切刃稜線部にそって１〜２
０μｍの幅で上記炭窒化チタン層の露出面が存在し、か
つ上記すくい面と逃げ面における硬質被覆層の全体平均
層厚を０．７〜５μｍとしたことを特徴とする耐欠損性
のすぐれた表面被覆超硬合金製エンドミル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3823798A JPH11229143A (ja) | 1998-02-20 | 1998-02-20 | 耐欠損性のすぐれた表面被覆超硬合金製エンドミル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3823798A JPH11229143A (ja) | 1998-02-20 | 1998-02-20 | 耐欠損性のすぐれた表面被覆超硬合金製エンドミル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11229143A true JPH11229143A (ja) | 1999-08-24 |
Family
ID=12519704
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3823798A Pending JPH11229143A (ja) | 1998-02-20 | 1998-02-20 | 耐欠損性のすぐれた表面被覆超硬合金製エンドミル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11229143A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007122859A1 (ja) | 2006-03-28 | 2007-11-01 | Kyocera Corporation | 切削工具及びその製造方法、並びに切削方法 |
| JP2008126403A (ja) * | 2006-11-20 | 2008-06-05 | Sandvik Intellectual Property Ab | コンパクト黒鉛鉄を切削するための被覆されたインサート |
| JP2008207317A (ja) * | 2006-12-27 | 2008-09-11 | Sandvik Intellectual Property Ab | 靭性を必要とする短穴加工作業向けのｃｖｄ被覆された超硬合金インサート |
| JP2011067948A (ja) * | 2003-01-24 | 2011-04-07 | Sandvik Intellectual Property Ab | 切削工具インサート |
| CN111886097A (zh) * | 2018-03-20 | 2020-11-03 | 京瓷株式会社 | 切削刀片和具备它的切削刀具 |
-
1998
- 1998-02-20 JP JP3823798A patent/JPH11229143A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011067948A (ja) * | 2003-01-24 | 2011-04-07 | Sandvik Intellectual Property Ab | 切削工具インサート |
| WO2007122859A1 (ja) | 2006-03-28 | 2007-11-01 | Kyocera Corporation | 切削工具及びその製造方法、並びに切削方法 |
| US8182911B2 (en) | 2006-03-28 | 2012-05-22 | Kyocera Corporation | Cutting tool, manufacturing method thereof and cutting method |
| JP2008126403A (ja) * | 2006-11-20 | 2008-06-05 | Sandvik Intellectual Property Ab | コンパクト黒鉛鉄を切削するための被覆されたインサート |
| JP2008207317A (ja) * | 2006-12-27 | 2008-09-11 | Sandvik Intellectual Property Ab | 靭性を必要とする短穴加工作業向けのｃｖｄ被覆された超硬合金インサート |
| CN111886097A (zh) * | 2018-03-20 | 2020-11-03 | 京瓷株式会社 | 切削刀片和具备它的切削刀具 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030128 |