JPH01104773A - 被覆切削工具 - Google Patents
被覆切削工具Info
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- JPH01104773A JPH01104773A JP25869087A JP25869087A JPH01104773A JP H01104773 A JPH01104773 A JP H01104773A JP 25869087 A JP25869087 A JP 25869087A JP 25869087 A JP25869087 A JP 25869087A JP H01104773 A JPH01104773 A JP H01104773A
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Landscapes
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、耐摩耗性・耐欠損性に優れた被覆切削工具に
関するものであり、主として耐欠損性が必要とされるフ
ライス切削に適する被覆切削工具に関するものである。
関するものであり、主として耐欠損性が必要とされるフ
ライス切削に適する被覆切削工具に関するものである。
［従来の技術］
従来、たとえば、フライス用被覆切削工具として、ＣＶ
Ｄ （化学蒸着）被覆工具やＰＶＤ （物理蒸着）被覆
工具などが用いられている。しかし、両者とも、十分な
性能を発揮するに至っていないのが現状である。これは
、主として次の理由によるとされている。すなわち、前
者では被覆直下に脆弱な脱炭相（η相）が生成され、後
者では被覆と基材との密着強度不足のため被覆が剥離し
やすいのである。
Ｄ （化学蒸着）被覆工具やＰＶＤ （物理蒸着）被覆
工具などが用いられている。しかし、両者とも、十分な
性能を発揮するに至っていないのが現状である。これは
、主として次の理由によるとされている。すなわち、前
者では被覆直下に脆弱な脱炭相（η相）が生成され、後
者では被覆と基材との密着強度不足のため被覆が剥離し
やすいのである。
上記問題を解決するため、最近、高温で行なう従来のＨ
Ｔ−ＣＶＤ法に比べて被覆温度を低下させたＭＴ−ＣＶ
Ｄ法が用いられるようになった。
Ｔ−ＣＶＤ法に比べて被覆温度を低下させたＭＴ−ＣＶ
Ｄ法が用いられるようになった。
これにより、脆弱な脱炭相が存在せず強固な密着強度を
有する被覆切削工具が得られるようになった。
有する被覆切削工具が得られるようになった。
［発明が解決しようとする問題点］
しかしながら、ＭＴ−ＣＶＤ法によって作製された被覆
切削工具であっても、フライス切削において相変わらず
工具刃先の欠損が目立ち、ＨＴ−ＣＶＤ法と比較した場
合に耐欠損性はほとんど向上していない。
切削工具であっても、フライス切削において相変わらず
工具刃先の欠損が目立ち、ＨＴ−ＣＶＤ法と比較した場
合に耐欠損性はほとんど向上していない。
発明者等は、この原因が、皮膜中に残存する塩素（ＣＯ
−”）量に起因すると推察した。すなわち、被覆温度と
残留塩素量とは密接に関連しており、被覆温度の低下と
ともに残留塩素量は著しく増大する。このため被覆強度
が著しく低下し、断続切削時において被覆にクラックが
発生しやすくなる。
−”）量に起因すると推察した。すなわち、被覆温度と
残留塩素量とは密接に関連しており、被覆温度の低下と
ともに残留塩素量は著しく増大する。このため被覆強度
が著しく低下し、断続切削時において被覆にクラックが
発生しやすくなる。
これが基材に伝播して欠損に至ることになり、上記ＭＴ
−ＣＶＤ法の利点を相殺するのではないかという結論を
、発明者等は得たのである。
−ＣＶＤ法の利点を相殺するのではないかという結論を
、発明者等は得たのである。
そこで、本発明は、残留塩素量の少ない被覆層を得て、
強靭で優れた耐欠損性を有する被覆切削工具を提供する
ことを目的とする。
強靭で優れた耐欠損性を有する被覆切削工具を提供する
ことを目的とする。
［問題点を解決するための手段］
本発明に係る被覆切削工具は、超硬合金またはサーメッ
トからなる基体に、ＩＶａ族金属の炭化物、窒化物およ
び炭窒化物の一群から選ばれた少なくとも１種の被覆層
を被覆した被覆切削工具である。
トからなる基体に、ＩＶａ族金属の炭化物、窒化物およ
び炭窒化物の一群から選ばれた少なくとも１種の被覆層
を被覆した被覆切削工具である。
さらに、本発明に係る被覆切削工具は、前記被覆層が、
■ａ族金属の金属源としてのＩＶａ族金属塩化物と、炭
素、窒素源としてのＣＨ，およびＮ２または何機窒素化
合物とを、Ｎ２をキャリアガスとし化学蒸着法で７００
〜９００℃で反応させて、基体表面に未処理被覆層を形
成し、さらに５００〜ｂ 熱処理を１０分〜１０時間行なうことによって得られた
、塩素含有量の少ない被覆層であることを特徴としてい
る。
■ａ族金属の金属源としてのＩＶａ族金属塩化物と、炭
素、窒素源としてのＣＨ，およびＮ２または何機窒素化
合物とを、Ｎ２をキャリアガスとし化学蒸着法で７００
〜９００℃で反応させて、基体表面に未処理被覆層を形
成し、さらに５００〜ｂ 熱処理を１０分〜１０時間行なうことによって得られた
、塩素含有量の少ない被覆層であることを特徴としてい
る。
なお、好ましくは、炭素、窒素源としてアセトニトリル
（ＣＨ３ＣＮ）を用いる。
（ＣＨ３ＣＮ）を用いる。
［作用］
本発明に係る被覆切削工具では、被覆層は７００〜９０
０℃という比較的低い温度で化学蒸着法によって形成さ
れるので、被覆層の下には脆弱な脱炭相が存在せず、し
かも被覆層は強固に基材に密着している。
０℃という比較的低い温度で化学蒸着法によって形成さ
れるので、被覆層の下には脆弱な脱炭相が存在せず、し
かも被覆層は強固に基材に密着している。
また、上述の条件で真空熱処理を被覆層に施すことによ
って、被覆層の塩素含有量は従来に比べて少なくなって
いる。このため、被覆層中に含有される残留塩素に起因
する被覆層の強度低下が、低減あるいは防止できる。そ
の結果、断続切削時に被覆層に生じるクラックの数が減
少して、被覆切削工具の耐欠損性が向上する。
って、被覆層の塩素含有量は従来に比べて少なくなって
いる。このため、被覆層中に含有される残留塩素に起因
する被覆層の強度低下が、低減あるいは防止できる。そ
の結果、断続切削時に被覆層に生じるクラックの数が減
少して、被覆切削工具の耐欠損性が向上する。
さらに、本発明に係る被覆切削工具の耐欠損性の向上は
、次のような作用によってももたらされると発明者等は
考えている。すなわち、真空熱処理において被覆層中よ
り塩素が外部に除去されるときに、−被覆層中に微小な
ピ′ンホールが生じる。
、次のような作用によってももたらされると発明者等は
考えている。すなわち、真空熱処理において被覆層中よ
り塩素が外部に除去されるときに、−被覆層中に微小な
ピ′ンホールが生じる。
これにより、熱処理後に室温まで冷却する際に被覆層中
に生じる引張り応力が緩和される。故に、被覆層中のク
ラ゛・シフ数が減少して、工具の耐欠損性がさらに向上
するものと考えられる。
に生じる引張り応力が緩和される。故に、被覆層中のク
ラ゛・シフ数が減少して、工具の耐欠損性がさらに向上
するものと考えられる。
［実施例］
実施例１
超硬合金製の基体に、ＴｉＣＱ、４．Ｎ２．ＣＨ、ＣＮ
を原料とし、８５０℃でＴｉ （ＣＮ）を３μｍ被覆し
て被覆切削工具を得た。次に、８５０℃、０．１ｔｏｒ
ｒ、２時間の条件で真空熱処理を施した。
を原料とし、８５０℃でＴｉ （ＣＮ）を３μｍ被覆し
て被覆切削工具を得た。次に、８５０℃、０．１ｔｏｒ
ｒ、２時間の条件で真空熱処理を施した。
得られた試料および真空熱処理を行なわなかった同膜厚
の試料について、Ｅ、 Ｐ、 Ｍ、 Ａ、 （Ｘ線
マイクロアナライザー）により、被覆層中のＣ髪濃度を
測定した。その結果、真空熱処理した試料のＣ銃濃度は
非熱処理試料の約１／２に減少していた。
の試料について、Ｅ、 Ｐ、 Ｍ、 Ａ、 （Ｘ線
マイクロアナライザー）により、被覆層中のＣ髪濃度を
測定した。その結果、真空熱処理した試料のＣ銃濃度は
非熱処理試料の約１／２に減少していた。
なお、熱処理温度が５００℃以下では被覆層中の塩素含
有量を減少させるに十分な効果がなく、９００℃以上で
は皮膜粒子の粒成長が生じて工具の切削性能に悪影響を
与えた。また、熱処理時の気圧が５０ｔｏｒｒ以上とな
れば、被覆層中の塩素含有量を減少させるに十分な効果
が生じなかった。真空度は、現実の真空装置の性能によ
って左右されるのではあるが、高い方がより望ましい。
有量を減少させるに十分な効果がなく、９００℃以上で
は皮膜粒子の粒成長が生じて工具の切削性能に悪影響を
与えた。また、熱処理時の気圧が５０ｔｏｒｒ以上とな
れば、被覆層中の塩素含有量を減少させるに十分な効果
が生じなかった。真空度は、現実の真空装置の性能によ
って左右されるのではあるが、高い方がより望ましい。
真空熱処理時間は、１０分間以下では十分な効果が認め
られず、１０時間以上では効果が飽和した。
られず、１０時間以上では効果が飽和した。
上記真空熱処理によって被覆層中の残留塩素量が減少す
る現象は、被覆時に被覆層中に大量の塩素が含有されて
しまうＭＴ−ＣＶＤ法において特に顕著である。但し、
従来のＨＴ−ＣＶＤ法においても、比較的低温域で処理
した試料については十分効果があった。したがって、特
に効果が顕著な被覆温度は、９００℃以下である。また
、被覆温度が７００℃以下では、切削工具として実用に
耐える被覆層の接着強度が得られなかった。
る現象は、被覆時に被覆層中に大量の塩素が含有されて
しまうＭＴ−ＣＶＤ法において特に顕著である。但し、
従来のＨＴ−ＣＶＤ法においても、比較的低温域で処理
した試料については十分効果があった。したがって、特
に効果が顕著な被覆温度は、９００℃以下である。また
、被覆温度が７００℃以下では、切削工具として実用に
耐える被覆層の接着強度が得られなかった。
実施例２
出発原料としてＴｉＣ止、、Ｈ２，ＣＨ３ＣＮを用い、
超硬合金（材質Ａ３０Ｎ；型番ＳＰＭＮ４２２）上にＴ
ｉ（ＣＮ）を８５０℃で２μｍ被覆した試料と、同条件
で被覆後、第１表に示すような温度および圧力で２時間
真空熱処理した試料とを、次の条件で断続切削したとこ
ろ、第１表に示す結果が得られた。
超硬合金（材質Ａ３０Ｎ；型番ＳＰＭＮ４２２）上にＴ
ｉ（ＣＮ）を８５０℃で２μｍ被覆した試料と、同条件
で被覆後、第１表に示すような温度および圧力で２時間
真空熱処理した試料とを、次の条件で断続切削したとこ
ろ、第１表に示す結果が得られた。
カッタ：ＤＰＧ４１６０Ｒ
速度：２２０ｍ／ｍｉｎ
送り：０．１４ｍｍ／刃
切削油：なし
被削材：５０Ｍ４３５
（以下余白）
第１表から明らかなように、本発明に係る切削工具では
、欠損に至るまでの切削時間および逃げ面摩耗幅に関し
、従来の被覆切削工具よりも優れた性能を発揮すること
がわかる。
、欠損に至るまでの切削時間および逃げ面摩耗幅に関し
、従来の被覆切削工具よりも優れた性能を発揮すること
がわかる。
実施例３
出発原料としてＴｉＣ麩、、ＨｆＣ之、、Ｈ２゜ＣＨｓ
ＣＮ、ＣＨｓ （ＮＨ） ２ ＣＨｓを用い、サー
メット（型番５ＮＧ４３２）上にＴｉ（ＣＮ）。
ＣＮ、ＣＨｓ （ＮＨ） ２ ＣＨｓを用い、サー
メット（型番５ＮＧ４３２）上にＴｉ（ＣＮ）。
Ｈｆ （ＣＮ）を７５０℃で２ｐｍ被覆した試料と、同
条件で被覆した後、第２表に示す温度および圧力の条件
で４時間真空熱処理を施した試料とを、次の条件で断続
切削し、耐欠損性を明らかにするための４溝靭性テスト
を行なった。その結果を第２表に示す。
条件で被覆した後、第２表に示す温度および圧力の条件
で４時間真空熱処理を施した試料とを、次の条件で断続
切削し、耐欠損性を明らかにするための４溝靭性テスト
を行なった。その結果を第２表に示す。
速度：１５０ｍ／ｍｉｎ
送り：０．１８〜０．２５ｍｍ／刃
被削材：５０Ｍ４３５
切削時間：３０ｓｅｃ
繰返し数二８回
切削油：なし
この第２表から明らかなように、比較品に比べて本発明
に係る被覆切削工具は、優れた耐欠損特性を有している
ことがわかる。
に係る被覆切削工具は、優れた耐欠損特性を有している
ことがわかる。
［発明の効果］
以上説明したように、本発明によれば、被覆層中の残留
塩素量を減少させることにより、比較的低温で化学蒸着
法を採用した場合の利点である被覆切削工具の耐欠損性
および耐摩耗性を最大限に発揮することができ、強靭で
優れた耐欠損性を有する被覆切削工具が得られる。
塩素量を減少させることにより、比較的低温で化学蒸着
法を採用した場合の利点である被覆切削工具の耐欠損性
および耐摩耗性を最大限に発揮することができ、強靭で
優れた耐欠損性を有する被覆切削工具が得られる。
Claims (2)
- （１）超硬合金またはサーメットからなる基体に、IVａ
族金属の炭化物、窒化物および炭窒化物の一群から選ば
れた少なくとも１種の被覆層を被覆した被覆切削工具に
おいて、 前記被覆層は、 前記IVａ族金属の金属源としてのIVａ族金属塩化物と、
炭素、窒素源としてのＣＨ＿４、Ｎ＿２または有機窒素
化合物とを、Ｈ＿２をキャリアガスとし化学蒸着法で７
００〜９００℃で反応させて、前記基体表面に未処理被
覆層を形成し、 さらに５００〜９００℃、５０ｔｏｒｒ以下の条件で、
真空熱処理を１０分〜１０時間行なうことによって得ら
れた、 塩素含有量の少ない被覆層であることを特徴とする被覆
切削工具。 - （２）特許請求の範囲第１項において、炭素、窒素源と
してアセトニトリル（ＣＨ＿３ＣＮ）を用いた被覆切削
工具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25869087A JP2590139B2 (ja) | 1987-10-14 | 1987-10-14 | 被覆切削工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25869087A JP2590139B2 (ja) | 1987-10-14 | 1987-10-14 | 被覆切削工具 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01104773A true JPH01104773A (ja) | 1989-04-21 |
| JP2590139B2 JP2590139B2 (ja) | 1997-03-12 |
Family
ID=17323742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25869087A Expired - Lifetime JP2590139B2 (ja) | 1987-10-14 | 1987-10-14 | 被覆切削工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2590139B2 (ja) |
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| JPH0418658U (ja) * | 1990-06-06 | 1992-02-17 | ||
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-
1987
- 1987-10-14 JP JP25869087A patent/JP2590139B2/ja not_active Expired - Lifetime
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