JPS5826428B2 - 被覆超硬合金工具 - Google Patents
被覆超硬合金工具Info
- Publication number
- JPS5826428B2 JPS5826428B2 JP4634777A JP4634777A JPS5826428B2 JP S5826428 B2 JPS5826428 B2 JP S5826428B2 JP 4634777 A JP4634777 A JP 4634777A JP 4634777 A JP4634777 A JP 4634777A JP S5826428 B2 JPS5826428 B2 JP S5826428B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cemented carbide
- test piece
- coated
- hardness
- tool
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は工具寿命を一段と改善した被覆超硬合金工具
に関するものである。
に関するものである。
一般に、元素周期表の４ａ、５ａ、および６ａ族金属の
炭化物、窒化物、および炭窒化物のうちの１種または２
種以上と、Ｃｏ、Ｎｉ、およびＦｅのうちの１種または
２種以上とを含有する組成をもった超硬合金工具は公知
であり、さらに前記超硬合金工具の表面に、前記４ ａ
＋ ５ ａ ｓおよび６ａ族金属の炭化物、窒化物、
炭窒化物、酸化物、酸炭化物、酸窒化物、および酸炭窒
化物、ならびにアル□ニウム酸化物のうちの１種からな
る単層または２種以上からなる複層の硬質層を被覆して
、工具寿命の延命化をはかった被覆超硬合金工具も提案
されている。
炭化物、窒化物、および炭窒化物のうちの１種または２
種以上と、Ｃｏ、Ｎｉ、およびＦｅのうちの１種または
２種以上とを含有する組成をもった超硬合金工具は公知
であり、さらに前記超硬合金工具の表面に、前記４ ａ
＋ ５ ａ ｓおよび６ａ族金属の炭化物、窒化物、
炭窒化物、酸化物、酸炭化物、酸窒化物、および酸炭窒
化物、ならびにアル□ニウム酸化物のうちの１種からな
る単層または２種以上からなる複層の硬質層を被覆して
、工具寿命の延命化をはかった被覆超硬合金工具も提案
されている。
しかしながら、上記被覆超硬合金工具においては、上記
硬質層が上記超硬合金工具基体に比して脆いために、前
記基体自体のもつ靭性が前記硬質層によって相殺されて
し１い、この結果前記工具の表面部の靭性は低いものと
なることがら所望の工具寿命の延命化をはかることはで
きない。
硬質層が上記超硬合金工具基体に比して脆いために、前
記基体自体のもつ靭性が前記硬質層によって相殺されて
し１い、この結果前記工具の表面部の靭性は低いものと
なることがら所望の工具寿命の延命化をはかることはで
きない。
また、このようなことから硬さの低い超硬合金基体を採
用して靭性を付与した被覆超硬合金工具が提案されたが
、この場合耐熱塑性変形性および耐摩耗性が劣化したも
のとなるので、工具寿命の延命をはかることは難しい。
用して靭性を付与した被覆超硬合金工具が提案されたが
、この場合耐熱塑性変形性および耐摩耗性が劣化したも
のとなるので、工具寿命の延命をはかることは難しい。
一方、逆に硬さの高い超硬合金基体を採用して耐熱塑性
変形性および耐摩耗性を改善し、工具寿命の延命化をは
かった被覆超硬合金工具も提案されたが、この被覆超硬
合金工具においては、靭性がより一層低下したものとな
るために靭性不足から早期に工具寿命に到ル場合カ多く
、このため切削工具としての使用用途が著しく限定され
てし１うのが現状である。
変形性および耐摩耗性を改善し、工具寿命の延命化をは
かった被覆超硬合金工具も提案されたが、この被覆超硬
合金工具においては、靭性がより一層低下したものとな
るために靭性不足から早期に工具寿命に到ル場合カ多く
、このため切削工具としての使用用途が著しく限定され
てし１うのが現状である。
この発明は、上述のような従来被覆超硬合金工具のもつ
問題点を解決した被覆超硬合金工具を提供するもので、 元素周期表の４ ａ ＋ ５ ａ 、および６ａ族金属
の炭化物、窒化物、および炭窒化物のうちの１種または
２種以上と、ｃｏ、Ｎｉ、およびＦｅのうちの１種また
は２種以上とを含有する超硬合金基体の表面に、前記４
ａ 、５ａ 、および６ａ族金属の炭化物、窒化物、炭
窒化物、酸化物、酸炭化物、酸窒化物、および酸炭窒化
物、ならびにアル□ニウム酸化物のうちの１種からなる
単層または２種以上からなる複層の硬質層を被覆したも
のからなる被覆超硬合金工具において、 上記超硬合金基体と上記硬質層の間に、前記超硬合金基
体より靭性に富むと共に軟質で、しかも前記硬質層側か
ら前記超硬合金基体側に向って硬さが連続的に増加する
硬さ勾配をもった中間層、すなわち車重しくは、前記硬
質層被覆後における前記超硬合金基体において、いずれ
もビッカース硬さで、 前記超硬合金基体の表面硬さ・・・・・・・・・・・・
７００〜１３２０ｋｇ／己、同表面より深さ１５μｍ位
置の硬さ・・・・・・・・・・・・１２００〜１５５０
ｋｇ／ｒｒｕａ、同表面より深さ６０μｍ位置の硬さ・
・・・・・−１３３０〜１９００ｋｇ／ ｍｍｆ。
問題点を解決した被覆超硬合金工具を提供するもので、 元素周期表の４ ａ ＋ ５ ａ 、および６ａ族金属
の炭化物、窒化物、および炭窒化物のうちの１種または
２種以上と、ｃｏ、Ｎｉ、およびＦｅのうちの１種また
は２種以上とを含有する超硬合金基体の表面に、前記４
ａ 、５ａ 、および６ａ族金属の炭化物、窒化物、炭
窒化物、酸化物、酸炭化物、酸窒化物、および酸炭窒化
物、ならびにアル□ニウム酸化物のうちの１種からなる
単層または２種以上からなる複層の硬質層を被覆したも
のからなる被覆超硬合金工具において、 上記超硬合金基体と上記硬質層の間に、前記超硬合金基
体より靭性に富むと共に軟質で、しかも前記硬質層側か
ら前記超硬合金基体側に向って硬さが連続的に増加する
硬さ勾配をもった中間層、すなわち車重しくは、前記硬
質層被覆後における前記超硬合金基体において、いずれ
もビッカース硬さで、 前記超硬合金基体の表面硬さ・・・・・・・・・・・・
７００〜１３２０ｋｇ／己、同表面より深さ１５μｍ位
置の硬さ・・・・・・・・・・・・１２００〜１５５０
ｋｇ／ｒｒｕａ、同表面より深さ６０μｍ位置の硬さ・
・・・・・−１３３０〜１９００ｋｇ／ ｍｍｆ。
同表面より深さ５００μｍ位置の硬さ・・・・・・・・
・・・・１３３０ｋｇ／−以上 の硬さ勾配をもった中間層を介在させることによって、
すぐれた耐熱塑性変形性、耐摩耗性、および靭性を付与
し、もって工具寿命の一層の延命化をはかったことに特
徴を有するものである。
・・・・１３３０ｋｇ／−以上 の硬さ勾配をもった中間層を介在させることによって、
すぐれた耐熱塑性変形性、耐摩耗性、および靭性を付与
し、もって工具寿命の一層の延命化をはかったことに特
徴を有するものである。
以下にこの発明の被覆超硬合金工具において、中間層の
硬さ勾配を望ましい範囲として上述のように限定した理
由を説明する。
硬さ勾配を望ましい範囲として上述のように限定した理
由を説明する。
（ａ） 表面硬さ
その硬さが１３２０に９／−を越えると、硬質層におけ
るクラック発生を阻止することができなくなると共に、
所望の靭性を工具に付与することができなくなることか
ら前記上限値を越えた硬さにすることは好１しくない。
るクラック発生を阻止することができなくなると共に、
所望の靭性を工具に付与することができなくなることか
ら前記上限値を越えた硬さにすることは好１しくない。
（ｂ） 深さ１５釦よび６０μｍ位置の硬さその硬さ
をそれぞれ１２００および１３３０ｋｇ／ｒｎ４未満に
すると、靭性向上という点ではよいが、耐熱塑性変形性
の劣化が著しく、一方それぞれ１５５０および１９００
ｋｇ／ｍＡを越えた硬さにすると所望の靭性が確保で
きなくなることから、その硬さをそれぞれ１２００〜 １５５０ ｋｇ７ｍＡおよび１３３０〜１９００ｋｇ／
−とするのが好ましい。
をそれぞれ１２００および１３３０ｋｇ／ｒｎ４未満に
すると、靭性向上という点ではよいが、耐熱塑性変形性
の劣化が著しく、一方それぞれ１５５０および１９００
ｋｇ／ｍＡを越えた硬さにすると所望の靭性が確保で
きなくなることから、その硬さをそれぞれ１２００〜 １５５０ ｋｇ７ｍＡおよび１３３０〜１９００ｋｇ／
−とするのが好ましい。
（Ｃ） 深さ５００μｍ位置の硬さ
工具の靭性向上に最も大きな影響をもたらす部分は超硬
合金基体表面より約１００μｍ深さ位置１での範囲であ
ると考えられ、これ以上の深さ位置になると靭性よりは
むしろ耐熱塑性変形性の向上効果に影響をもたらし、し
かもこの深さ位置部分の硬さは工具の使用目的に応じて
適宜定められるものであることから、深さ５００μｍ位
置の硬さの下限値を所望の耐熱塑性変形性を確保するこ
とができる１ ３３０に９／ｍＡと定め、上限値につい
ては定めなかった。
合金基体表面より約１００μｍ深さ位置１での範囲であ
ると考えられ、これ以上の深さ位置になると靭性よりは
むしろ耐熱塑性変形性の向上効果に影響をもたらし、し
かもこの深さ位置部分の硬さは工具の使用目的に応じて
適宜定められるものであることから、深さ５００μｍ位
置の硬さの下限値を所望の耐熱塑性変形性を確保するこ
とができる１ ３３０に９／ｍＡと定め、上限値につい
ては定めなかった。
以上に述べた望ましい範囲の硬さ勾配を添付図面に示し
たが、図示されるように符号Ａ−Ｆによって囲１れる範
囲内の硬さ勾配をもった、軟質で靭性に富んだ中間層の
存在によって、前記超硬合金基体表面に被覆された、す
ぐれた耐摩耗性をもつが脆い性質をもつ硬質層の前記脆
さが緩和されしかも、前記硬質層に切削中発生しやすい
クラックの前記基体への伝播が食い止められるので、工
具寿命が著しく延命化したものとなるのである。
たが、図示されるように符号Ａ−Ｆによって囲１れる範
囲内の硬さ勾配をもった、軟質で靭性に富んだ中間層の
存在によって、前記超硬合金基体表面に被覆された、す
ぐれた耐摩耗性をもつが脆い性質をもつ硬質層の前記脆
さが緩和されしかも、前記硬質層に切削中発生しやすい
クラックの前記基体への伝播が食い止められるので、工
具寿命が著しく延命化したものとなるのである。
また、この発明の被覆超硬合金工具の硬質層は、公知の
化学蒸着法あるいは物理蒸着法によって形成することが
できるが、その層厚が２μｍ未満では所望の耐摩耗性を
工具に付与することができず、一方２０μｍを越えた層
厚にすると前記硬質層自体の強度が低いのでチッピング
摩耗しやすくなることから、その層厚を２〜２０μｍと
するのが望ましい。
化学蒸着法あるいは物理蒸着法によって形成することが
できるが、その層厚が２μｍ未満では所望の耐摩耗性を
工具に付与することができず、一方２０μｍを越えた層
厚にすると前記硬質層自体の強度が低いのでチッピング
摩耗しやすくなることから、その層厚を２〜２０μｍと
するのが望ましい。
さらに、この発明の被覆超硬合金工具における硬さ勾配
をもった中間層の形成には、 （１）焼結後の超硬合金基体の表面に適宜厚さに例えば
Ｃｏをメッキし、ついで加熱温度、加熱時間、加熱雰囲
気（例えば水素あるいはアルゴン雰囲気）およびその圧
力などを適宜選定した状態で、前記超硬合金基体に液相
が発生する温度以上に加熱する方法、 （２）超硬合金基体中の結合金属（Ｃｏ 、Ｎｉ 、Ｆ
ｅ）をその表面部にしみ出させる方法、 （３）超硬合金基体を液相が発生する温度以上に加熱し
た状態で、その表面より慶去にμを浴入寅せる方法、 などの方法を適用してやればよい。
をもった中間層の形成には、 （１）焼結後の超硬合金基体の表面に適宜厚さに例えば
Ｃｏをメッキし、ついで加熱温度、加熱時間、加熱雰囲
気（例えば水素あるいはアルゴン雰囲気）およびその圧
力などを適宜選定した状態で、前記超硬合金基体に液相
が発生する温度以上に加熱する方法、 （２）超硬合金基体中の結合金属（Ｃｏ 、Ｎｉ 、Ｆ
ｅ）をその表面部にしみ出させる方法、 （３）超硬合金基体を液相が発生する温度以上に加熱し
た状態で、その表面より慶去にμを浴入寅せる方法、 などの方法を適用してやればよい。
ついで、この発明を実施例により説明する。
実施例 １
炭化タングステン（ＷＣ）：９０％、炭化チタン（Ｔｉ
Ｃ）：１％、炭化タンタル（ＴａＣ）：：３％Ｃｏ：６
％（以上重量％）からなる組成をもった圧粉体試験片を
、真空度２Ｘ１０−２ｔｏｒｒの真空中、温度１４００
℃に３０分間保持して焼結し、超硬合金基体試験片を製
造した。
Ｃ）：１％、炭化タンタル（ＴａＣ）：：３％Ｃｏ：６
％（以上重量％）からなる組成をもった圧粉体試験片を
、真空度２Ｘ１０−２ｔｏｒｒの真空中、温度１４００
℃に３０分間保持して焼結し、超硬合金基体試験片を製
造した。
ついで前記超硬合金基体試験片の表面を０．１闘の厚さ
研摩し、Ｃｏを２５μｍの層厚でメッキし、続いて圧力
３００ ｔｏｒｒの水素ガス雰囲気中、温度１４３０℃
に３０分間保持してこの発明にかかる超硬合金基体試験
片（以下本発明試験片という）を製造した。
研摩し、Ｃｏを２５μｍの層厚でメッキし、続いて圧力
３００ ｔｏｒｒの水素ガス雰囲気中、温度１４３０℃
に３０分間保持してこの発明にかかる超硬合金基体試験
片（以下本発明試験片という）を製造した。
上記本発明試験片の表面部の断面組織を観察したところ
、いずれもビッカース硬さで、表面：１０５０ ｋｇ／
ｍａｔｓ深さ１５μｍ位置：１２６０に９／ｎ疏深さ６
０μｍ位置：１５２０ｋｇ／ｍｍｆ、および深さ５００
μｍ位置： １５４０ｋｇ／ｍｎｆの硬さ勾配を示し、
その表面より深さ１〜２μｍ位置１では結合金属（Ｃｏ
）のみにより構成され、しかも表面より深くなるにつれ
て結合金属の量が少なくなっていた。
、いずれもビッカース硬さで、表面：１０５０ ｋｇ／
ｍａｔｓ深さ１５μｍ位置：１２６０に９／ｎ疏深さ６
０μｍ位置：１５２０ｋｇ／ｍｍｆ、および深さ５００
μｍ位置： １５４０ｋｇ／ｍｎｆの硬さ勾配を示し、
その表面より深さ１〜２μｍ位置１では結合金属（Ｃｏ
）のみにより構成され、しかも表面より深くなるにつれ
て結合金属の量が少なくなっていた。
一方、比較の目的で、ｃｏメッキを行なわない以外は上
記実施例におけると同一の条件で超硬合金基体試験片（
以下比較試験片）を製造した。
記実施例におけると同一の条件で超硬合金基体試験片（
以下比較試験片）を製造した。
上記比較試験片の表面部の断面組織を同様に観察したと
ころ、硬さ勾配はほとんど見られず、その硬さもビッカ
ース硬さで１５２０〜１５５０ ｋｙ／ｍａｔ。
ころ、硬さ勾配はほとんど見られず、その硬さもビッカ
ース硬さで１５２０〜１５５０ ｋｙ／ｍａｔ。
の範囲にあり、表面よりの深さと硬さには全く関係が見
出せなかった。
出せなかった。
ついで上記本発明試験片と比較試験片の表面に、化学蒸
着法により、反応温度１０３０’Ｃ１反応氏：ＴｉＣｔ
４＋ＣＨ４＋Ｈ２→ＴｉＣ＋４ＨＣｔ＋Ｈ２にもとづき
、層厚５μｍの硬質層としてのＴｉ０層を被覆した。
着法により、反応温度１０３０’Ｃ１反応氏：ＴｉＣｔ
４＋ＣＨ４＋Ｈ２→ＴｉＣ＋４ＨＣｔ＋Ｈ２にもとづき
、層厚５μｍの硬質層としてのＴｉ０層を被覆した。
この結果得られた本発明被覆試験片と比較被覆試験片に
ついて抗折力試験を行なったところ、前者の方が後者よ
υ約２５係高い値を示した。
ついて抗折力試験を行なったところ、前者の方が後者よ
υ約２５係高い値を示した。
また、上記本発明被覆試験片と比較被覆試験片について
、 工具形状：ＩＳＯ規格（ＳＮＭＡ ４３２、ホーニング
形状：５／１００ｍ１、 被削材：ＪＩＳ−８ＮＣＭ−８（ブリネル硬さ：２２０
）、 切削速度： １２０ ｍ／ｍ ｉｎ、 送り ： ０．３３５ ｙｎａ／ ｒｅｖ−１切削時間
： ２ ｍｉｎ、 試験片本数：１０本、 の条件で角材の断続切削試験を行なったところ、本発明
被覆試験片＝１０俤、比較被覆試験片：１００％の欠損
率を示し、本発明被覆試験片は、１０本の切刃すべてが
欠損した比較被覆試験片に比してすぐれた耐衝撃性をも
っことが明らかである。
、 工具形状：ＩＳＯ規格（ＳＮＭＡ ４３２、ホーニング
形状：５／１００ｍ１、 被削材：ＪＩＳ−８ＮＣＭ−８（ブリネル硬さ：２２０
）、 切削速度： １２０ ｍ／ｍ ｉｎ、 送り ： ０．３３５ ｙｎａ／ ｒｅｖ−１切削時間
： ２ ｍｉｎ、 試験片本数：１０本、 の条件で角材の断続切削試験を行なったところ、本発明
被覆試験片＝１０俤、比較被覆試験片：１００％の欠損
率を示し、本発明被覆試験片は、１０本の切刃すべてが
欠損した比較被覆試験片に比してすぐれた耐衝撃性をも
っことが明らかである。
さらに、上記両試験片について、
被削材：ＪＩＳ−ＳＮＣＭ−８（プリネル硬さ２２０）
、 切削速度： ２５０ ｍ／ｍｉｎ ％ 切込み：１．５關、 送り 二〇、４闘／ｒｅｖ、、 の条件で行なった連続旋削試験では、切削時間８分頃か
ら上記両試験片にクレータ→Ｓ発生し始め、切削時間１
０分でクレータ−摩耗によりともに工具寿命に達したが
、同一被削材に対して、切削速度： １２０ ｍ／ｍ１
ｎｓ 切込み：１．５＃１１、 送り ： ０．２３７ｕｌ／ｒｅｖ、 、の条件で行
なった場合には、本発明被覆試験片は切削時間４０分経
過後も寿命に到らないのに対して、比較被覆試験片にお
いては、切削時間３５分頃より切削面にパリ・ケバ立ち
が見られ、同４０分で寿命となったが、これは硬質層の
チッピング剥離による被削材の溶着・離脱に原因するも
のと判断される。
、 切削速度： ２５０ ｍ／ｍｉｎ ％ 切込み：１．５關、 送り 二〇、４闘／ｒｅｖ、、 の条件で行なった連続旋削試験では、切削時間８分頃か
ら上記両試験片にクレータ→Ｓ発生し始め、切削時間１
０分でクレータ−摩耗によりともに工具寿命に達したが
、同一被削材に対して、切削速度： １２０ ｍ／ｍ１
ｎｓ 切込み：１．５＃１１、 送り ： ０．２３７ｕｌ／ｒｅｖ、 、の条件で行
なった場合には、本発明被覆試験片は切削時間４０分経
過後も寿命に到らないのに対して、比較被覆試験片にお
いては、切削時間３５分頃より切削面にパリ・ケバ立ち
が見られ、同４０分で寿命となったが、これは硬質層の
チッピング剥離による被削材の溶着・離脱に原因するも
のと判断される。
実施例 ２
ＷＣニア３％、ＴｉＣ：９％、ＴａＣ：１０％、ｃｏ二
８％（重量％）からｉる組成をもった圧粉体試験片を、
真空度２ Ｘ １０−２ｔｏｒｒの真空中、温度１４５
０℃に１時間保持して焼結し、超硬合金基体試験片を製
造した。
８％（重量％）からｉる組成をもった圧粉体試験片を、
真空度２ Ｘ １０−２ｔｏｒｒの真空中、温度１４５
０℃に１時間保持して焼結し、超硬合金基体試験片を製
造した。
ついで前記超硬合金基体試験片の表面を実施例１におけ
ると同様に研摩してグラファイトを塗布した後、液相出
現温度以上でアル温度１４９０’ｃに３０分間保持して
この発明にがかる超硬合金基体試験片（以下本発明試験
片という）を製造した。
ると同様に研摩してグラファイトを塗布した後、液相出
現温度以上でアル温度１４９０’ｃに３０分間保持して
この発明にがかる超硬合金基体試験片（以下本発明試験
片という）を製造した。
この結果得られた上記本発明試験片について、その表面
部の断面組織を観察したところ、いずれもビッカース硬
さで、表面： １１６０ ｋｇ／ｍｎｆｆ１、深さ１５
μｍ位置： １２９０ ｋｇ／ｍｎｆ 、深さ６０μｍ
位置： １４９０ｋｇ／ｍｎＨ１深さ５００ μｍ位置
：１４５０ ｋｇ／ｒｒｒｒＡの硬さ勾配を示し、その
最表面部にはＣｏのしみ出しが見られた。
部の断面組織を観察したところ、いずれもビッカース硬
さで、表面： １１６０ ｋｇ／ｍｎｆｆ１、深さ１５
μｍ位置： １２９０ ｋｇ／ｍｎｆ 、深さ６０μｍ
位置： １４９０ｋｇ／ｍｎＨ１深さ５００ μｍ位置
：１４５０ ｋｇ／ｒｒｒｒＡの硬さ勾配を示し、その
最表面部にはＣｏのしみ出しが見られた。
一方、比較の目的で、グラファイト塗布を行なわない以
外は上記実施例におけると同一の条件で超硬合金基体試
験片（以下比較試験片という）を製造した。
外は上記実施例におけると同一の条件で超硬合金基体試
験片（以下比較試験片という）を製造した。
ついで、上記本発明試験片および上記比較試験片の表面
に、反応式： ％式％ にもとづき、層厚４μｍの硬質層としてのＴｉＮ層を被
覆することによって、本発明被覆試験片および比較被覆
試験片を製造した。
に、反応式： ％式％ にもとづき、層厚４μｍの硬質層としてのＴｉＮ層を被
覆することによって、本発明被覆試験片および比較被覆
試験片を製造した。
上記本発明被覆試験片および比較被覆試験片について抗
折力試験、断続切削試験、および連続旋削試験を実施例
１に訃けると同一の条件で行なったところ、抗折力試験
では、本発明被覆試験片の方が比較被覆試験片に比して
２０％高い値を示しまた断続切削試験では、本発明被覆
試験片は、１゜本の切刃中１本の切刃も欠損しなかった
のに対して、比較被覆試験片は１０本の切刃中９本が欠
損した。
折力試験、断続切削試験、および連続旋削試験を実施例
１に訃けると同一の条件で行なったところ、抗折力試験
では、本発明被覆試験片の方が比較被覆試験片に比して
２０％高い値を示しまた断続切削試験では、本発明被覆
試験片は、１゜本の切刃中１本の切刃も欠損しなかった
のに対して、比較被覆試験片は１０本の切刃中９本が欠
損した。
なお、連続旋削試験ではほぼ同等の結果を示したが、本
発明被覆試験片が比較被覆試験片より劣るものではなか
った。
発明被覆試験片が比較被覆試験片より劣るものではなか
った。
実施例 ３
実施例２におけるグラファイト塗布処理の代りに、水素
とメタンの割合を５：１にした混合ガス雰囲気、すなわ
ち滲炭雰囲気中、液相出現温度以上の温度である１ ４
９０ ’Ｃに３０分間保持して超硬合金基体試験片の表
面部に硬さ勾配を付与する以外は、実施例２におけると
同一の条件で製造した本発明被覆試験片は、実施例２に
おけると同様な試験結果を示した。
とメタンの割合を５：１にした混合ガス雰囲気、すなわ
ち滲炭雰囲気中、液相出現温度以上の温度である１ ４
９０ ’Ｃに３０分間保持して超硬合金基体試験片の表
面部に硬さ勾配を付与する以外は、実施例２におけると
同一の条件で製造した本発明被覆試験片は、実施例２に
おけると同様な試験結果を示した。
実施例 ４
比較の目的で、基体部をＷＣニア３褒、ＴｉＣ：９％、
ＴａＣ： １０％、Ｃｏ：８％の組成で構成し表面部を
前記基体部より軟質のＷＣ：９１％、Ｃ。
ＴａＣ： １０％、Ｃｏ：８％の組成で構成し表面部を
前記基体部より軟質のＷＣ：９１％、Ｃ。
：９％（以上重量％）からなる組成で構成した２重構造
の圧粉体試験片を用意し、これを温度１４５０℃に１時
間、ついで温度１４９０ ’Ｃに３分間（ともに真空中
）保持して焼結し、表面部に硬さ勾配のない、すなわち
表面部と基体部との間に硬さ急変部のある比較超硬合金
基体試験片（以下比較試験片という）を製造した。
の圧粉体試験片を用意し、これを温度１４５０℃に１時
間、ついで温度１４９０ ’Ｃに３分間（ともに真空中
）保持して焼結し、表面部に硬さ勾配のない、すなわち
表面部と基体部との間に硬さ急変部のある比較超硬合金
基体試験片（以下比較試験片という）を製造した。
この比較試験片の表面部の断面を観察したところ、表面
より深さ４０μｍ位置に硬さ急変部があり、前記急変部
より表面までの硬さはビッカース硬さで１２８０ｋｇ／
ｎｎａ、前記急変部より深い位置での硬さは同１４８０
ｋｇ、−であった。
より深さ４０μｍ位置に硬さ急変部があり、前記急変部
より表面までの硬さはビッカース硬さで１２８０ｋｇ／
ｎｎａ、前記急変部より深い位置での硬さは同１４８０
ｋｇ、−であった。
ついで、上記比較試験片の表面に、実施例２におけると
同一の条件で硬質層としてＴｉＮ層を被覆し、抗折力試
験に供したところ、この結果得られた比較被覆試験片は
、上記実施例２で得られた本発明被覆試験片に比して約
１０％低い値を示した。
同一の条件で硬質層としてＴｉＮ層を被覆し、抗折力試
験に供したところ、この結果得られた比較被覆試験片は
、上記実施例２で得られた本発明被覆試験片に比して約
１０％低い値を示した。
また、上記比較被覆試験片について上記実施例１におけ
ると同一の条件で断続切削試験を行なったところ、７０
％の欠損率（１０本の切刃中７本が欠損）を示した。
ると同一の条件で断続切削試験を行なったところ、７０
％の欠損率（１０本の切刃中７本が欠損）を示した。
さらに、上記実施例２における本発明被覆試験片と上記
比較被覆試験片について、 被削材：ＪＩＳ −８ＮＣＭ−８（ブリネル硬さ２５０
）、 切削速度： ２５０ ｍ／ｍｉｎ ％ 切込み：４關、 送り ： ０．４５ ｚｖ′ｒｅｖ、、 の条件で連続旋削試験を行なったところ、前記比較被覆
試験片では、切削時間２分で刃先に０．２５藺のだれが
見られたのに対して、前記本発明被覆試験片では切削時
間５分経過後でも刃先に０．１゜のだれしか見られず、
耐熱塑性変形性のすぐれたものであった。
比較被覆試験片について、 被削材：ＪＩＳ −８ＮＣＭ−８（ブリネル硬さ２５０
）、 切削速度： ２５０ ｍ／ｍｉｎ ％ 切込み：４關、 送り ： ０．４５ ｚｖ′ｒｅｖ、、 の条件で連続旋削試験を行なったところ、前記比較被覆
試験片では、切削時間２分で刃先に０．２５藺のだれが
見られたのに対して、前記本発明被覆試験片では切削時
間５分経過後でも刃先に０．１゜のだれしか見られず、
耐熱塑性変形性のすぐれたものであった。
このように、基体部と表面部との境界部に硬さ急変部が
存在する比較被覆試験片においては、前記境界部におい
て弾性係数および熱膨張係数が急変することになり、こ
のような状態では応力集中が起りやすく、靭性低下につ
ながり、さらに耐熱塑性変形性も劣化したものとなるが
ら重切削や倣い切削などでは良好な結果を示さないので
ある。
存在する比較被覆試験片においては、前記境界部におい
て弾性係数および熱膨張係数が急変することになり、こ
のような状態では応力集中が起りやすく、靭性低下につ
ながり、さらに耐熱塑性変形性も劣化したものとなるが
ら重切削や倣い切削などでは良好な結果を示さないので
ある。
これに対して、表面より内方に向って硬さ勾配のある本
発明被覆試験片においては、弾性係数および熱膨張係数
の急変部が存在しないことになるから、応力集中や靭性
低下が起らず、耐熱塑性変形性もすぐれたものになって
いるので、種々の切削条件（軽切削、重切削）に釦いて
すぐれた切削結果（寿命）を示すのである。
発明被覆試験片においては、弾性係数および熱膨張係数
の急変部が存在しないことになるから、応力集中や靭性
低下が起らず、耐熱塑性変形性もすぐれたものになって
いるので、種々の切削条件（軽切削、重切削）に釦いて
すぐれた切削結果（寿命）を示すのである。
上述のように、この発明の被覆超硬合金工具は、すぐれ
た耐摩耗性、耐熱塑性変形性、および靭性をもっている
ので、特に切削工具として使用した場合にきわめて長い
工具寿命を示すのである。
た耐摩耗性、耐熱塑性変形性、および靭性をもっている
ので、特に切削工具として使用した場合にきわめて長い
工具寿命を示すのである。
図面はこの発明の被覆超硬合金工具における硬さ勾配の
望ましい範囲を示す図である。
望ましい範囲を示す図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 元素周期表の４ａ、５ａ、および６ａ族金属の炭化
物、窒化物、および炭窒化物のうちの１種または２種以
上と、Ｃｏ 、Ｎｔ ？およびＦｅのうちの１種または
２種以上とを含有する超硬合金基体の表面に、前記４
ａ ｓ ５ ａ ｓおよび６ａ族金属の炭化物、窒化物
、炭窒化物、酸化物、酸炭化物、酸窒化物、および酸炭
窒化物、ならびにアル□ニウム酸化物のうちの１種から
なる単層または２種以上からなる複層の硬質層を被覆し
たものからなる被覆超硬合金工具において、 上記超硬合金基体と上記硬質層の間に、前記超硬合金基
体より靭性に富むと共に軟質で、しかも前記硬質層側か
ら前記超硬合金基体側に向って硬さが連続的に増加する
硬さ勾配をもった中間層を介在させたことを特徴とする
被覆超硬合金工具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4634777A JPS5826428B2 (ja) | 1977-04-23 | 1977-04-23 | 被覆超硬合金工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4634777A JPS5826428B2 (ja) | 1977-04-23 | 1977-04-23 | 被覆超硬合金工具 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS53131909A JPS53131909A (en) | 1978-11-17 |
| JPS5826428B2 true JPS5826428B2 (ja) | 1983-06-02 |
Family
ID=12744597
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4634777A Expired JPS5826428B2 (ja) | 1977-04-23 | 1977-04-23 | 被覆超硬合金工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5826428B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USRE34180E (en) * | 1981-03-27 | 1993-02-16 | Kennametal Inc. | Preferentially binder enriched cemented carbide bodies and method of manufacture |
| US4490191A (en) * | 1981-12-16 | 1984-12-25 | General Electric Company | Coated product and process |
| JPH0633468B2 (ja) * | 1986-10-06 | 1994-05-02 | 東芝タンガロイ株式会社 | 高靭性被覆超硬合金 |
| JPH0645880B2 (ja) * | 1986-10-17 | 1994-06-15 | 日立ツール株式会社 | 表面被覆超硬合金の製造方法 |
| JPH068507B2 (ja) * | 1986-12-16 | 1994-02-02 | 日立ツール株式会社 | 被覆超硬合金工具の製造方法 |
| JPH07100801B2 (ja) * | 1987-11-25 | 1995-11-01 | 住友電気工業株式会社 | 被覆超硬合金切削工具用超硬合金母材 |
| JP2684721B2 (ja) * | 1988-10-31 | 1997-12-03 | 三菱マテリアル株式会社 | 表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具およびその製造法 |
-
1977
- 1977-04-23 JP JP4634777A patent/JPS5826428B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS53131909A (en) | 1978-11-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7763346B2 (en) | Surface coated cutting tool made of cermet having property-modified α type Al2O3 layer of hard coating layer | |
| US4268582A (en) | Boride coated cemented carbide | |
| JP5328653B2 (ja) | Ｔｉ基サーメットおよび被覆サーメット並びに切削工具 | |
| JPS6154114B2 (ja) | ||
| JP3343727B2 (ja) | 硬質皮膜被覆工具 | |
| JP5683190B2 (ja) | 表面被覆部材 | |
| JP3671623B2 (ja) | 被覆超硬合金 | |
| US20090029132A1 (en) | Coated hard metal member | |
| JPS5826428B2 (ja) | 被覆超硬合金工具 | |
| JP3972299B2 (ja) | 高速重切削ですぐれた耐チッピング性を発揮する表面被覆サーメット製切削工具 | |
| JPS6119367B2 (ja) | ||
| KR20200047543A (ko) | 피복 절삭 공구 및 절삭 공구의 코팅 방법 | |
| JPH11197936A (ja) | 耐摩耗性のすぐれたミーリング工具 | |
| JP3893804B2 (ja) | 耐チッピング性のすぐれた表面被覆超硬合金製切削工具 | |
| JPH1121651A (ja) | 耐熱衝撃性のすぐれた表面被覆超硬合金製切削工具 | |
| JPH11335870A (ja) | 炭窒化チタン・酸化アルミニウム被覆工具 | |
| JPH06330321A (ja) | 被覆硬質合金部材 | |
| JP4284144B2 (ja) | 表面被覆切削工具 | |
| JP2011230221A (ja) | 表面被覆部材 | |
| JP3519127B2 (ja) | 高熱伝導性被覆工具 | |
| JPH05222551A (ja) | 被覆サーメット切削工具の製造方法 | |
| CN111902230B (zh) | 涂层刀具和具备它的切削刀具 | |
| JP2006297584A (ja) | 表面被覆工具および切削工具 | |
| JPH11277304A (ja) | 耐摩耗性のすぐれたミーリング工具 | |
| JPH10310878A (ja) | 硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆超硬合金製切削工具 |