JP3536593B2 - 硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を有する表面被覆超硬合金製切削工具 - Google Patents
硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を有する表面被覆超硬合金製切削工具Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、硬質被覆層がす
ぐれた耐摩耗性を有し、したがって例えば鋼などの連続
切削や断続切削で長期に亘ってすぐれた切削性能を発揮
し、工具寿命の延命化を可能ならしめる表面被覆超硬合
金製切削工具（以下、被覆超硬工具と云う）に関するも
のである。
ぐれた耐摩耗性を有し、したがって例えば鋼などの連続
切削や断続切削で長期に亘ってすぐれた切削性能を発揮
し、工具寿命の延命化を可能ならしめる表面被覆超硬合
金製切削工具（以下、被覆超硬工具と云う）に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来、一般に、例えば図３に概略説明図
で示される物理蒸着装置の１種であるアークイオンプレ
ーティング装置を用い、ヒータで装置内を、例えば雰囲
気を２０ｍｔｏｒｒの真空として、５００℃の温度に加
熱した状態で、アノード電極と所定組成を有するＴｉ−
Ａｌ合金がセットされたカソード電極（蒸発源）との間
に、例えば電圧：３５Ｖ、電流：９０Ａの条件でアーク
放電を発生させ、同時に装置内に反応ガスとして窒素ガ
スを導入し、一方炭化タングステン（以下、ＷＣで示
す）基超硬合金または炭窒化チタン（以下、ＴｉＣＮで
示す）基サーメットからなる基体（以下、これらを総称
して超硬基体と云う）には、例えば−２００Ｖのバイア
ス電圧を印加した条件で、前記超硬合金基体の表面に、
例えば特開昭６２−５６５６５号公報に記載されるよう
に、ＴｉとＡｌの複合窒化物［以下、（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ
で示す］で構成された硬質被覆層を２〜２０μｍの平均
層厚で蒸着することにより被覆超硬工具を製造すること
が知られている。また、これらの被覆超硬工具が、例え
ば鋼などの連続切削や断続切削に用いられることも良く
知られるところである。
で示される物理蒸着装置の１種であるアークイオンプレ
ーティング装置を用い、ヒータで装置内を、例えば雰囲
気を２０ｍｔｏｒｒの真空として、５００℃の温度に加
熱した状態で、アノード電極と所定組成を有するＴｉ−
Ａｌ合金がセットされたカソード電極（蒸発源）との間
に、例えば電圧：３５Ｖ、電流：９０Ａの条件でアーク
放電を発生させ、同時に装置内に反応ガスとして窒素ガ
スを導入し、一方炭化タングステン（以下、ＷＣで示
す）基超硬合金または炭窒化チタン（以下、ＴｉＣＮで
示す）基サーメットからなる基体（以下、これらを総称
して超硬基体と云う）には、例えば−２００Ｖのバイア
ス電圧を印加した条件で、前記超硬合金基体の表面に、
例えば特開昭６２−５６５６５号公報に記載されるよう
に、ＴｉとＡｌの複合窒化物［以下、（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ
で示す］で構成された硬質被覆層を２〜２０μｍの平均
層厚で蒸着することにより被覆超硬工具を製造すること
が知られている。また、これらの被覆超硬工具が、例え
ば鋼などの連続切削や断続切削に用いられることも良く
知られるところである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年の切削装置
のＦＡ化はめざましく、かつ切削加工の低コスト化に対
する要求も強く、これに伴い、切削工具には使用寿命の
延命化が強く望まれているが、上記の従来被覆超硬工具
は、これらの要求に十分満足に対応できるだけの耐摩耗
性を具備するものではなく、したがってより一段と長い
使用寿命を示す被覆超硬工具の開発が望まれている。
のＦＡ化はめざましく、かつ切削加工の低コスト化に対
する要求も強く、これに伴い、切削工具には使用寿命の
延命化が強く望まれているが、上記の従来被覆超硬工具
は、これらの要求に十分満足に対応できるだけの耐摩耗
性を具備するものではなく、したがってより一段と長い
使用寿命を示す被覆超硬工具の開発が望まれている。
【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、上記の従来被覆超硬工具を構成
する硬質被覆層に着目し、特にこれの耐摩耗性向上を図
るべく研を行った結果、 （ａ）一般に上記の従来被覆超硬工具の硬質被覆層を構
成する（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎは、上記の通り図３に例示され
るアークイオンプレーティング装置を用い、 雰囲気圧力（真空度）：５〜３０ｍｔｏｒｒ、 雰囲気温度：３００〜７００℃、 アーク放電電流：８０〜１００Ａ、 アーク放電電圧：１０〜５０Ｖ、 基体へのバイアス電圧：−１５０〜−３００Ｖ、 とした条件で形成されていること。 （ｂ）上記（ａ）の蒸着手段で形成された（Ｔｉ，Ａ
ｌ）Ｎ層が硬質被覆層を構成する被覆超硬工具は、Ｃｕ
ｋα線を線源として用いたＸ線回折で、図２に例示され
るＸ線回折パターンを示し、図２に示される通り３５．
５〜３７．５度、４２．５〜４４．５度、および６１．
５〜６４．５度のそれぞれの範囲内の回折角（２θ）に
回折ピークが現れるが、これらの回折ピークのうちの３
５．５〜３７．５度の範囲内の回折角（２θ）に最高回
折ピーク高さが現れること。 （ｃ）同じく図３に例示されるアークイオンプレーティ
ング装置において、これのカソード電極（蒸発源）にセ
ットされるＴｉ−Ａｌ合金の組成を、組成式：（Ｔｉ
１−Ｘ ＡｌＸ ）Ｎ（ただし、Ｘは原子比で０．３〜
０．５を示す）を満足する硬質被覆層が得られる組成に
特定した上で、上記（ａ）の蒸着条件のうち、アーク放
電電流およびバイアス電圧をいずれも上げて、それぞれ
２００〜２５０Ａおよび−３０〜−８０Ｖとし、その他
の条件は同じとした条件、すなわち、 雰囲気圧力（真空度）：５〜３０ｍｔｏｒｒ、 雰囲気温度：３００〜７００℃、 アーク放電電流：２００〜２５０Ａ、 アーク放電電圧：１０〜５０Ｖ、 基体へのバイアス電圧：−３０〜−８０Ｖ、 とした条件で、超硬基体の表面に１〜１０μｍの平均層
厚で（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ層の形成を行うと、この（Ｔｉ，
Ａｌ）Ｎ層が形成された被覆超硬工具は切削加工できわ
めいすぐれた耐摩耗性を長期に亘って発揮すること。 （ｄ）上記（ｃ）の蒸着条件で形成された（Ｔｉ，Ａ
ｌ）Ｎ層を硬質被覆層とする被覆超硬工具を、上記
（ｂ）におけると同じくＣｕｋα線を線源として用いた
Ｘ線回折で観察すると、図１に例示されるＸ線回折パタ
ーンを示し、図１に示される通り硬質被覆層を構成する
（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎは４２．５〜４４．５度の範囲内の回
折角（２θ）に最高回折ピーク高さが現れるようになる
こと。 以上（ａ）〜（ｄ）に示される研究結果を得たのであ
る。
上述のような観点から、上記の従来被覆超硬工具を構成
する硬質被覆層に着目し、特にこれの耐摩耗性向上を図
るべく研を行った結果、 （ａ）一般に上記の従来被覆超硬工具の硬質被覆層を構
成する（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎは、上記の通り図３に例示され
るアークイオンプレーティング装置を用い、 雰囲気圧力（真空度）：５〜３０ｍｔｏｒｒ、 雰囲気温度：３００〜７００℃、 アーク放電電流：８０〜１００Ａ、 アーク放電電圧：１０〜５０Ｖ、 基体へのバイアス電圧：−１５０〜−３００Ｖ、 とした条件で形成されていること。 （ｂ）上記（ａ）の蒸着手段で形成された（Ｔｉ，Ａ
ｌ）Ｎ層が硬質被覆層を構成する被覆超硬工具は、Ｃｕ
ｋα線を線源として用いたＸ線回折で、図２に例示され
るＸ線回折パターンを示し、図２に示される通り３５．
５〜３７．５度、４２．５〜４４．５度、および６１．
５〜６４．５度のそれぞれの範囲内の回折角（２θ）に
回折ピークが現れるが、これらの回折ピークのうちの３
５．５〜３７．５度の範囲内の回折角（２θ）に最高回
折ピーク高さが現れること。 （ｃ）同じく図３に例示されるアークイオンプレーティ
ング装置において、これのカソード電極（蒸発源）にセ
ットされるＴｉ−Ａｌ合金の組成を、組成式：（Ｔｉ
１−Ｘ ＡｌＸ ）Ｎ（ただし、Ｘは原子比で０．３〜
０．５を示す）を満足する硬質被覆層が得られる組成に
特定した上で、上記（ａ）の蒸着条件のうち、アーク放
電電流およびバイアス電圧をいずれも上げて、それぞれ
２００〜２５０Ａおよび−３０〜−８０Ｖとし、その他
の条件は同じとした条件、すなわち、 雰囲気圧力（真空度）：５〜３０ｍｔｏｒｒ、 雰囲気温度：３００〜７００℃、 アーク放電電流：２００〜２５０Ａ、 アーク放電電圧：１０〜５０Ｖ、 基体へのバイアス電圧：−３０〜−８０Ｖ、 とした条件で、超硬基体の表面に１〜１０μｍの平均層
厚で（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ層の形成を行うと、この（Ｔｉ，
Ａｌ）Ｎ層が形成された被覆超硬工具は切削加工できわ
めいすぐれた耐摩耗性を長期に亘って発揮すること。 （ｄ）上記（ｃ）の蒸着条件で形成された（Ｔｉ，Ａ
ｌ）Ｎ層を硬質被覆層とする被覆超硬工具を、上記
（ｂ）におけると同じくＣｕｋα線を線源として用いた
Ｘ線回折で観察すると、図１に例示されるＸ線回折パタ
ーンを示し、図１に示される通り硬質被覆層を構成する
（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎは４２．５〜４４．５度の範囲内の回
折角（２θ）に最高回折ピーク高さが現れるようになる
こと。 以上（ａ）〜（ｄ）に示される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、超硬基体の表面に、蒸着条件のう
ちのアーク放電電流を２００〜２５０Ａ、および基体へ
のバイアス電圧を−３０〜−８０Ｖとした条件でアーク
イオンプレーティング形成され、かつ組成式：（Ｔｉ
１−Ｘ ＡｌＸ ）Ｎ（ただし、Ｘは原子比で０．３〜
０．５を示す）を有する（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎからなる硬質
被覆層を１〜１０μｍの平均層厚で物理蒸着してなる被
覆超硬工具にして、Ｃｕｋα線を線源として用いた上記
被覆超硬工具のＸ線回折で、上記硬質被覆層を構成する
上記（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎの回折ピークのうち、４２．５〜
４４．５度の範囲内の回折角（２θ）に最高回折ピーク
高さが現れるＸ線回折パターンを示してなる、硬質被覆
層がすぐれた耐摩耗性を有する被覆超硬工具に特徴を有
するものである。
されたものであって、超硬基体の表面に、蒸着条件のう
ちのアーク放電電流を２００〜２５０Ａ、および基体へ
のバイアス電圧を−３０〜−８０Ｖとした条件でアーク
イオンプレーティング形成され、かつ組成式：（Ｔｉ
１−Ｘ ＡｌＸ ）Ｎ（ただし、Ｘは原子比で０．３〜
０．５を示す）を有する（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎからなる硬質
被覆層を１〜１０μｍの平均層厚で物理蒸着してなる被
覆超硬工具にして、Ｃｕｋα線を線源として用いた上記
被覆超硬工具のＸ線回折で、上記硬質被覆層を構成する
上記（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎの回折ピークのうち、４２．５〜
４４．５度の範囲内の回折角（２θ）に最高回折ピーク
高さが現れるＸ線回折パターンを示してなる、硬質被覆
層がすぐれた耐摩耗性を有する被覆超硬工具に特徴を有
するものである。
【０００６】なお、この発明の被覆超硬工具において、
硬質被覆層を構成する（Ｔｉ，Ａｌ）ＮのＡｌはＴｉＣ
Ｎに対して硬さを高め、もって耐摩耗性を向上させるた
めに固溶するものであり、したがって組成式：（Ｔｉ
１−Ｘ ＡｌＸ ）ＮのＸ値が０．３未満では所望の耐
摩耗性を確保することができず、一方その値が０．５を
越えると、切刃にチッピングが発生し易くなると云う理
由によりＸ値を０．３〜０．５（原子比）と定めたので
ある。また、同じく硬質被覆層の平均層厚を１〜１０μ
ｍとしたのは、その層厚が１μｍ未満では所望のすぐれ
た耐摩耗性を確保することができず、一方その層厚が１
０μｍを越えると切刃に欠けやチッピングが発生し易く
なると云う理由によるものである。さらに、この発明の
被覆超硬工具に、これの使用前および使用後の識別を容
易にするために、最表面層として金色の色調を有する窒
化チタン（ＴｉＮ）層を０．１〜１μｍの平均層厚で蒸
着してもよい。
硬質被覆層を構成する（Ｔｉ，Ａｌ）ＮのＡｌはＴｉＣ
Ｎに対して硬さを高め、もって耐摩耗性を向上させるた
めに固溶するものであり、したがって組成式：（Ｔｉ
１−Ｘ ＡｌＸ ）ＮのＸ値が０．３未満では所望の耐
摩耗性を確保することができず、一方その値が０．５を
越えると、切刃にチッピングが発生し易くなると云う理
由によりＸ値を０．３〜０．５（原子比）と定めたので
ある。また、同じく硬質被覆層の平均層厚を１〜１０μ
ｍとしたのは、その層厚が１μｍ未満では所望のすぐれ
た耐摩耗性を確保することができず、一方その層厚が１
０μｍを越えると切刃に欠けやチッピングが発生し易く
なると云う理由によるものである。さらに、この発明の
被覆超硬工具に、これの使用前および使用後の識別を容
易にするために、最表面層として金色の色調を有する窒
化チタン（ＴｉＮ）層を０．１〜１μｍの平均層厚で蒸
着してもよい。
【０００７】
【発明の実施の形態】ついで、この発明の被覆超硬工具
を実施例により具体的に説明する。原料粉末として、い
ずれも１〜３μｍの平均粒径を有するＷＣ粉末、ＴｉＣ
粉末、ＶＣ粉末、ＴａＣ粉末、ＮｂＣ粉末、Ｃｒ3 Ｃ2
粉末、ＴｉＮ粉末、ＴａＮ粉末、およびＣｏ粉末を用意
し、これら原料粉末を、表１に示される配合組成に配合
し、ボールミルで７２時間湿式混合し、乾燥した後、
１．５ｔｏｎ／ｃｍ2 の圧力で圧粉体にプレス成形し、
この圧粉体を真空中、温度：１４００℃に１時間保持の
条件で焼結し、焼結後、切刃部分にＲ：０．０５のホー
ニング加工を施してＩＳＯ規格・ＳＰＧＡ１２０４０８
のチップ形状をもったＷＣ基超硬合金製の超硬基体Ａ−
１〜Ａ−７を形成した。また、原料粉末として、いずれ
も０．５〜２μｍの平均粒径を有するＴｉＣＮ（重量比
でＴｉＣ／ＴｉＮ＝５０／５０）粉末、Ｍｏ2 Ｃ粉末、
ＴａＣ粉末、ＷＣ粉末、Ｃｏ粉末、およびＮｉ粉末を用
意し、これら原料粉末を、表２に示される配合組成に配
合し、ボールミルで２４時間湿式混合し、乾燥した後、
１ｔｏｎ／ｃｍ2 の圧力で圧粉体にプレス成形し、この
圧粉体を１０ｔｏｒｒの窒素雰囲気中、温度：１５４０
℃に１時間保持の条件で焼結し、焼結後、切刃部分に
Ｒ：０．０３のホーニング加工を施してＩＳＯ規格・Ｓ
ＥＫＮ１２０３ＡＦＥＮ１のチップ形状をもったＴｉＣ
Ｎ系サーメット製の超硬基体Ｂ−１〜Ｂ−３を形成し
た。
を実施例により具体的に説明する。原料粉末として、い
ずれも１〜３μｍの平均粒径を有するＷＣ粉末、ＴｉＣ
粉末、ＶＣ粉末、ＴａＣ粉末、ＮｂＣ粉末、Ｃｒ3 Ｃ2
粉末、ＴｉＮ粉末、ＴａＮ粉末、およびＣｏ粉末を用意
し、これら原料粉末を、表１に示される配合組成に配合
し、ボールミルで７２時間湿式混合し、乾燥した後、
１．５ｔｏｎ／ｃｍ2 の圧力で圧粉体にプレス成形し、
この圧粉体を真空中、温度：１４００℃に１時間保持の
条件で焼結し、焼結後、切刃部分にＲ：０．０５のホー
ニング加工を施してＩＳＯ規格・ＳＰＧＡ１２０４０８
のチップ形状をもったＷＣ基超硬合金製の超硬基体Ａ−
１〜Ａ−７を形成した。また、原料粉末として、いずれ
も０．５〜２μｍの平均粒径を有するＴｉＣＮ（重量比
でＴｉＣ／ＴｉＮ＝５０／５０）粉末、Ｍｏ2 Ｃ粉末、
ＴａＣ粉末、ＷＣ粉末、Ｃｏ粉末、およびＮｉ粉末を用
意し、これら原料粉末を、表２に示される配合組成に配
合し、ボールミルで２４時間湿式混合し、乾燥した後、
１ｔｏｎ／ｃｍ2 の圧力で圧粉体にプレス成形し、この
圧粉体を１０ｔｏｒｒの窒素雰囲気中、温度：１５４０
℃に１時間保持の条件で焼結し、焼結後、切刃部分に
Ｒ：０．０３のホーニング加工を施してＩＳＯ規格・Ｓ
ＥＫＮ１２０３ＡＦＥＮ１のチップ形状をもったＴｉＣ
Ｎ系サーメット製の超硬基体Ｂ−１〜Ｂ−３を形成し
た。
【０００８】ついで、これら超硬基体Ａ−１〜Ａ−７お
よびＢ−１〜Ｂ−３を、アセトン中で超音波洗浄し、乾
燥した状態で、それぞれ第３図に例示される通常のアー
クイオンプレーティング装置に装入し、一方カソード電
極（蒸発源）として種々の成分組成をもったＴｉ−Ａｌ
合金を装着し、装置内を排気して１×１０-5ｔｏｒｒの
真空に保持しながら、ヒーターで装置内を５００℃に加
熱した後、Ａｒガスを装置内に導入して１×１０-3ｔｏ
ｒｒのＡｒ雰囲気とし、この状態で超硬基体に−８００
ｖのバイアス電圧を印加して超硬基体表面をＡｒガスボ
ンバート洗浄し、ついで装置内に反応ガスとして窒素ガ
スを導入して、それぞれ表３、４に示される反応雰囲気
温度を保持しながら、同じく表３、４に示される反応雰
囲気（真空度）とすると共に、前記超硬基体に印加する
バイアス電圧を下げて、表３、４に示される電圧とし、
かつアーク放電電流およびアーク放電電圧をそれぞれ同
じく表３、４に示される条件として、前記カソード電極
とアノード電極との間にアーク放電を発生させ、もって
前記超硬基体Ａ−１〜Ａ−７およびＢ−１〜Ｂ−３のそ
れぞれの表面に、同じく表３、４に示されるＸ値および
平均層厚をもった（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎからなる硬質被覆層
を蒸着することにより本発明被覆超硬工具１〜１０およ
び従来被覆超硬工具１〜１０をそれぞれ製造した。この
結果得られた各種の被覆超硬工具について、その硬質被
覆層表面をＣｕｋα線を線源として用いたＸ線回折で観
察したところ、蒸着条件のうちのアーク放電電流および
バイアス電圧を相対的に高くして（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ層を
形成した本発明被覆超硬工具１〜１０は、いずれも（Ｔ
ｉ，Ａｌ）Ｎの回折ピークのうち、４２．５〜４４．５
度の範囲内の回折角（２θ）に最高回折ピーク高さが現
れるＸ線回折パターンを示し、一方蒸着条件のうちのア
ーク放電電流およびバイアス電圧が相対的に低い、従来
蒸着条件で（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ層を形成した従来被覆超硬
工具１〜１０は、いずれも（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎの回折ピー
クのうち、３５．５〜３７．５度の範囲内の回折角（２
θ）に最高回折ピーク高さが現れるＸ線回折パターンを
示した。なお、図１が本発明被覆超硬工具２のＸ線回折
パターンを示し、図２が従来被覆超硬工具２のＸ線回折
パターンを示すものである。
よびＢ−１〜Ｂ−３を、アセトン中で超音波洗浄し、乾
燥した状態で、それぞれ第３図に例示される通常のアー
クイオンプレーティング装置に装入し、一方カソード電
極（蒸発源）として種々の成分組成をもったＴｉ−Ａｌ
合金を装着し、装置内を排気して１×１０-5ｔｏｒｒの
真空に保持しながら、ヒーターで装置内を５００℃に加
熱した後、Ａｒガスを装置内に導入して１×１０-3ｔｏ
ｒｒのＡｒ雰囲気とし、この状態で超硬基体に−８００
ｖのバイアス電圧を印加して超硬基体表面をＡｒガスボ
ンバート洗浄し、ついで装置内に反応ガスとして窒素ガ
スを導入して、それぞれ表３、４に示される反応雰囲気
温度を保持しながら、同じく表３、４に示される反応雰
囲気（真空度）とすると共に、前記超硬基体に印加する
バイアス電圧を下げて、表３、４に示される電圧とし、
かつアーク放電電流およびアーク放電電圧をそれぞれ同
じく表３、４に示される条件として、前記カソード電極
とアノード電極との間にアーク放電を発生させ、もって
前記超硬基体Ａ−１〜Ａ−７およびＢ−１〜Ｂ−３のそ
れぞれの表面に、同じく表３、４に示されるＸ値および
平均層厚をもった（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎからなる硬質被覆層
を蒸着することにより本発明被覆超硬工具１〜１０およ
び従来被覆超硬工具１〜１０をそれぞれ製造した。この
結果得られた各種の被覆超硬工具について、その硬質被
覆層表面をＣｕｋα線を線源として用いたＸ線回折で観
察したところ、蒸着条件のうちのアーク放電電流および
バイアス電圧を相対的に高くして（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ層を
形成した本発明被覆超硬工具１〜１０は、いずれも（Ｔ
ｉ，Ａｌ）Ｎの回折ピークのうち、４２．５〜４４．５
度の範囲内の回折角（２θ）に最高回折ピーク高さが現
れるＸ線回折パターンを示し、一方蒸着条件のうちのア
ーク放電電流およびバイアス電圧が相対的に低い、従来
蒸着条件で（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ層を形成した従来被覆超硬
工具１〜１０は、いずれも（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎの回折ピー
クのうち、３５．５〜３７．５度の範囲内の回折角（２
θ）に最高回折ピーク高さが現れるＸ線回折パターンを
示した。なお、図１が本発明被覆超硬工具２のＸ線回折
パターンを示し、図２が従来被覆超硬工具２のＸ線回折
パターンを示すものである。
【０００９】つぎに、この結果得られた本発明被覆超硬
工具１〜７および従来被覆超硬工具１〜７については、 被削材：ＳＣＭ４４０（硬さ：ＨB ２２０）の角材、 切削速度：１２０ｍ／ｍｉｎ．、 切込み：２．５ｍｍ、 送り：０．２５ｍｍ／刃、 の条件での合金鋼の乾式断続切削（フライス切削）試験
を行ない、また本発明被覆超硬工具８〜１０および従来
被覆超硬工具８〜１０については、 被削材：ＳＮＣＭ４４０（硬さ：ＨB ２２０）の角材、 切削速度：３００ｍ／ｍｉｎ．、 切込み：２ｍｍ．、 送り：０．１５ｍｍ／刃、 の条件での合金鋼の乾式断続切削（フライス切削）試験
を行い、いずれの切削試験でも切刃の逃げ面摩耗幅が
０．２ｍｍに至るまでの切削時間を測定した。これらの
測定結果を表３、４に示した。
工具１〜７および従来被覆超硬工具１〜７については、 被削材：ＳＣＭ４４０（硬さ：ＨB ２２０）の角材、 切削速度：１２０ｍ／ｍｉｎ．、 切込み：２．５ｍｍ、 送り：０．２５ｍｍ／刃、 の条件での合金鋼の乾式断続切削（フライス切削）試験
を行ない、また本発明被覆超硬工具８〜１０および従来
被覆超硬工具８〜１０については、 被削材：ＳＮＣＭ４４０（硬さ：ＨB ２２０）の角材、 切削速度：３００ｍ／ｍｉｎ．、 切込み：２ｍｍ．、 送り：０．１５ｍｍ／刃、 の条件での合金鋼の乾式断続切削（フライス切削）試験
を行い、いずれの切削試験でも切刃の逃げ面摩耗幅が
０．２ｍｍに至るまでの切削時間を測定した。これらの
測定結果を表３、４に示した。
【００１０】
【表１】
【００１１】
【表２】
【００１２】
【表３】
【００１３】
【表４】
【００１４】
【発明の効果】表３、４に示される結果から、本発明被
覆超硬工具１〜１０は、いずれも従来被覆超硬工具１〜
１０に比してすぐれた耐摩耗性を発揮し、長い使用寿命
を示すことが明らかである。上述のように、この発明の
被覆超硬工具は、この種の従来被覆超硬工具に比して長
い使用寿命を示すので、切削装置のＦＡ化および切削加
工の低コスト化に十分満足に対応することができるもの
である。
覆超硬工具１〜１０は、いずれも従来被覆超硬工具１〜
１０に比してすぐれた耐摩耗性を発揮し、長い使用寿命
を示すことが明らかである。上述のように、この発明の
被覆超硬工具は、この種の従来被覆超硬工具に比して長
い使用寿命を示すので、切削装置のＦＡ化および切削加
工の低コスト化に十分満足に対応することができるもの
である。
【図１】本発明被覆超硬工具１のＸ線回折パターンを示
す図である。
す図である。
【図２】従来被覆超硬工具１のＸ線回折パターンを示す
図である。
図である。
【図３】アークイオンプレーティング装置の概略説明図
である。
である。
フロントページの続き
(72)発明者 桜井 恵一
茨城県結城郡石下町大字古間木1511番地
三菱マテリアル株式会社 筑波製作所
内
(56)参考文献 特開 平８−209333（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−127862（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−122959（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−322517（ＪＰ，Ａ)
池田 外１名，ＰＶＤ法によって作製
したＴｉ−Ａｌ−Ｎ系硬質膜の高温酸化
特性と耐摩耗性，日本金属学会誌，日
本，1993年，第57巻／第８号，ｐ．919
−925
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C23C 14/00 - 14/58
B23B 27/14
B23P 15/28
Claims (1)
- 【請求項１】 炭化タングステン基超硬合金基体または
炭窒化チタン系サーメット基体の表面に、蒸着条件のう
ちのアーク放電電流を２００〜２５０Ａ、および基体へ
のバイアス電圧を−３０〜−８０Ｖとした条件でアーク
イオンプレーティング形成され、かつ組成式：（Ｔｉ
１−Ｘ ＡｌＸ ）Ｎ（ただし、Ｘは原子比で０．３〜
０．５を示す）を有するＴｉとＡｌの複合窒化物からな
る硬質被覆層を１〜１０μｍの平均層厚で物理蒸着して
なる表面被覆超硬合金製切削工具にして、Ｃｕｋα線を
線源として用いた上記表面被覆超硬合金製切削工具のＸ
線回折で、上記硬質被覆層を構成する上記ＴｉとＡｌの
複合窒化物の回折ピークのうち、４２．５〜４４．５度
の範囲内の回折角（２θ）に最高回折ピーク高さが現れ
るＸ線回折パターンを示すことを特徴とする硬質被覆層
がすぐれた耐摩耗性を有する表面被覆超硬合金製切削工
具。
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15231497A JP3536593B2 (ja) | 1997-06-10 | 1997-06-10 | 硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を有する表面被覆超硬合金製切削工具 |
Publications (2)
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|---|---|
| JPH111762A JPH111762A (ja) | 1999-01-06 |
| JP3536593B2 true JP3536593B2 (ja) | 2004-06-14 |
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ID=15537823
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP15231497A Expired - Fee Related JP3536593B2 (ja) | 1997-06-10 | 1997-06-10 | 硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を有する表面被覆超硬合金製切削工具 |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP3536593B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
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|---|---|---|---|---|
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| JP4725773B2 (ja) * | 2004-12-27 | 2011-07-13 | 三菱マテリアル株式会社 | 硬質被覆層が断続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 |
| JP4725774B2 (ja) * | 2004-12-27 | 2011-07-13 | 三菱マテリアル株式会社 | 硬質被覆層が高硬度鋼の断続重切削加工ですぐれた耐チッピング性を発揮する表面被覆立方晶窒化硼素基焼結材料製切削工具 |
-
1997
- 1997-06-10 JP JP15231497A patent/JP3536593B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 池田 外１名，ＰＶＤ法によって作製したＴｉ−Ａｌ−Ｎ系硬質膜の高温酸化特性と耐摩耗性，日本金属学会誌，日本，１９９３年，第５７巻／第８号，ｐ．９１９−９２５ |
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|---|---|
| JPH111762A (ja) | 1999-01-06 |
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