JPH0215160A - 表面被覆高速度鋼製切削工具の製造法 - Google Patents
表面被覆高速度鋼製切削工具の製造法Info
- Publication number
- JPH0215160A JPH0215160A JP16429488A JP16429488A JPH0215160A JP H0215160 A JPH0215160 A JP H0215160A JP 16429488 A JP16429488 A JP 16429488A JP 16429488 A JP16429488 A JP 16429488A JP H0215160 A JPH0215160 A JP H0215160A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coating layer
- speed steel
- cutting tool
- substrate
- cutting
- 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.)
- Pending
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- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、被覆層の基体表面に対する付着強度が著し
く高く、かつ被覆層自体も一段と高い硬さを有し、すぐ
れた耐摩耗性を示す表面被覆高速度鋼製切削工具の製造
法に関するものである。
く高く、かつ被覆層自体も一段と高い硬さを有し、すぐ
れた耐摩耗性を示す表面被覆高速度鋼製切削工具の製造
法に関するものである。
従来、例えば特公昭５７−４８（ｉ３５号公報に記載さ
れるように、 鋼や鋳鉄などの穴明は加工や旋削などの切削に、ドリル
やエンドミルなととして、 高速度鋼基体の表面に、物理蒸着法（ＰＶＤ法）や化学
蒸着法（ＣＶＤ法）を用いて、 周期律表の４ａ、５ａ、および６ａ族の金属の炭化物、
窒化物、炭窒化物、炭酸化物、および炭窒酸化物、並び
に酸化アルミニウムのうちの１種の単層または２種以上
の複層からなる被覆層を０．５〜２０ＩＥＩＩの平均層
厚で形成してなる表面被覆高速度鋼製切削工具が広く実
用に供されている。
れるように、 鋼や鋳鉄などの穴明は加工や旋削などの切削に、ドリル
やエンドミルなととして、 高速度鋼基体の表面に、物理蒸着法（ＰＶＤ法）や化学
蒸着法（ＣＶＤ法）を用いて、 周期律表の４ａ、５ａ、および６ａ族の金属の炭化物、
窒化物、炭窒化物、炭酸化物、および炭窒酸化物、並び
に酸化アルミニウムのうちの１種の単層または２種以上
の複層からなる被覆層を０．５〜２０ＩＥＩＩの平均層
厚で形成してなる表面被覆高速度鋼製切削工具が広く実
用に供されている。
しかし、近年の切削の高速化および省力化に伴い、高速
切削や、高送りおよび高切込みなどの重切削を余儀無く
されつつあるか、上記の従来表面被覆高速度鋼製切削工
具においては、高速度鋼基体表面に対する被覆層の付着
強度か十分満足するものでないために、これを高速切削
や重切削などの苛酷な条件下で用いると被覆層に剥離が
生じ、この剥離か原因で摩耗の進行が促進することから
、期待するほど使用寿命の延命化かはかれないのが現状
である。
切削や、高送りおよび高切込みなどの重切削を余儀無く
されつつあるか、上記の従来表面被覆高速度鋼製切削工
具においては、高速度鋼基体表面に対する被覆層の付着
強度か十分満足するものでないために、これを高速切削
や重切削などの苛酷な条件下で用いると被覆層に剥離が
生じ、この剥離か原因で摩耗の進行が促進することから
、期待するほど使用寿命の延命化かはかれないのが現状
である。
そこで、本発明者２９は、上述のような観点から、上記
の従来表面被覆高速度鋼製切削工具に着目し、被覆層の
基体表面に対する付着強度を向上せしめるべく研究を行
なった結果、 被覆層を、炭化チタン、窒化チタン、炭窒化チタン、炭
酸化チタン、窒酸化チタン、および炭窒酸化チタン（以
下、それぞれＴｉＣ，ＴｉＮ。
の従来表面被覆高速度鋼製切削工具に着目し、被覆層の
基体表面に対する付着強度を向上せしめるべく研究を行
なった結果、 被覆層を、炭化チタン、窒化チタン、炭窒化チタン、炭
酸化チタン、窒酸化チタン、および炭窒酸化チタン（以
下、それぞれＴｉＣ，ＴｉＮ。
Ｔ１ＣＮ ＴｉＣ０ＴｉＮ○およびＴ ｉ ＣＮＯで
示し、これら全体を、ＴｌＣ−Ｎ−０で示す）のうちの
いずれか１種からなる単層に限定すると共に、その厚さ
を平均層厚で０．１〜１．５μｍと相対的に薄くした状
態で、これにイオン注入処理を施して、イオン注入成分
を前記被覆層を通して上記基体表面部内まで滲透させて
やると、前記被覆層の基体表面に対する付着強度が著し
く向」ニするようになるばかりでなく、前記被覆層自体
もイオン注入成分の存在によって一段と硬さが向上する
ようになり、苛酷な条件下での切削にも被覆層か剥離す
ることがなくなり、すぐれた耐摩耗性を著しく長期に亘
って発揮するという知見を得たのである。
示し、これら全体を、ＴｌＣ−Ｎ−０で示す）のうちの
いずれか１種からなる単層に限定すると共に、その厚さ
を平均層厚で０．１〜１．５μｍと相対的に薄くした状
態で、これにイオン注入処理を施して、イオン注入成分
を前記被覆層を通して上記基体表面部内まで滲透させて
やると、前記被覆層の基体表面に対する付着強度が著し
く向」ニするようになるばかりでなく、前記被覆層自体
もイオン注入成分の存在によって一段と硬さが向上する
ようになり、苛酷な条件下での切削にも被覆層か剥離す
ることがなくなり、すぐれた耐摩耗性を著しく長期に亘
って発揮するという知見を得たのである。
この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであっ
て、 高速度鋼基体の表面に、ＴｉＣ−Ｎ−ｏのうちのいずれ
か１種からなる単層の被覆層を形成してなる表面被覆高
速度鋼製切削工具に、 上記被覆層の厚さを平均層厚で０．１〜１．５ＩＭと相
対的に薄くした状態で、イオン注入処理を施し、イオン
注入成分を上記被覆層を通して上記基体の表面部まで滲
透させることによって、上記被覆層の上記基体表面に対
する密着性の向上、並びに上記被覆層自体の硬さ向上を
はかる表面被覆高速度鋼製切削工具の製造法に特徴を有
するものである。
て、 高速度鋼基体の表面に、ＴｉＣ−Ｎ−ｏのうちのいずれ
か１種からなる単層の被覆層を形成してなる表面被覆高
速度鋼製切削工具に、 上記被覆層の厚さを平均層厚で０．１〜１．５ＩＭと相
対的に薄くした状態で、イオン注入処理を施し、イオン
注入成分を上記被覆層を通して上記基体の表面部まで滲
透させることによって、上記被覆層の上記基体表面に対
する密着性の向上、並びに上記被覆層自体の硬さ向上を
はかる表面被覆高速度鋼製切削工具の製造法に特徴を有
するものである。
なお、この発明の方法において、被覆層の平均層厚を０
１〜１５部と定めたのは、その平均層厚が０．１μｓ未
満では、被覆層形成による耐摩耗性向上効果か十分に現
われず、一方その平均層厚が１．５μｍを越えると、現
在のイオン注入技術ではイオン注入成分を１，５μｍを
越えてそれ以上の深さまで注入することは困難であり、
したがって、イオン注入成分を被覆層を通して基体表面
部内まで滲透させることができず、この結果被覆層自体
の硬さは向上するようになるが、基体表面に対する被覆
層の付着強度の改善はなされないという理由によるもの
である。
１〜１５部と定めたのは、その平均層厚が０．１μｓ未
満では、被覆層形成による耐摩耗性向上効果か十分に現
われず、一方その平均層厚が１．５μｍを越えると、現
在のイオン注入技術ではイオン注入成分を１，５μｍを
越えてそれ以上の深さまで注入することは困難であり、
したがって、イオン注入成分を被覆層を通して基体表面
部内まで滲透させることができず、この結果被覆層自体
の硬さは向上するようになるが、基体表面に対する被覆
層の付着強度の改善はなされないという理由によるもの
である。
つぎに、この発明の方法を実施例により具体的に説明す
る。
る。
高速度鋼基体として、それぞれ第１表に示される組成（
ＪＩＳ規格）を有する直径：１０ｍｍのドリルを用意し
、このドリルの表面に、物理蒸着装置としてのイオンブ
レーティング装置を用い、第１表に示される組成および
平均層厚の被覆層を形成し、ついでこれに同じく第１表
に示される条件でイオン注入処理を施すことにより本発
明法１〜１０を実施し、本発明表面被覆高速度鋼製ドリ
ル（以下本発明被覆ドリルという）をそれぞれ製造した
。
ＪＩＳ規格）を有する直径：１０ｍｍのドリルを用意し
、このドリルの表面に、物理蒸着装置としてのイオンブ
レーティング装置を用い、第１表に示される組成および
平均層厚の被覆層を形成し、ついでこれに同じく第１表
に示される条件でイオン注入処理を施すことにより本発
明法１〜１０を実施し、本発明表面被覆高速度鋼製ドリ
ル（以下本発明被覆ドリルという）をそれぞれ製造した
。
ついで、この結果得られた本発明被覆ドリル、並びに上
記のイオン注入処理を施す前の状態（すなわちイオン注
入処理を施さない状態）の表面被覆高速度鋼製ドリル（
これは従来のそれに相当するので、以下従来被覆ドリル
という）について、被削材：厚さ２ｍｍのＪＩＳ−８Ｓ
４１板材、切削速度・２０ｍ／ｍｉ口、 送 リ Ｏ，１３ｍｍ／ｒｅｖ ％切削
油：使用、 の条件で鋼の穴明は加工試験を行ない、使用寿命に至る
までの穴加工数を測定すると共に、試験後の被覆層の剥
離の有無を観察した。なお、使用寿命は加工穴径に１０
±０．０５ｍｍのバラツキが生じた時点をもって定めた
。これらの結果を第１表に示した。また、第１表には試
験前のヌープ硬さをそれぞれ示した。
記のイオン注入処理を施す前の状態（すなわちイオン注
入処理を施さない状態）の表面被覆高速度鋼製ドリル（
これは従来のそれに相当するので、以下従来被覆ドリル
という）について、被削材：厚さ２ｍｍのＪＩＳ−８Ｓ
４１板材、切削速度・２０ｍ／ｍｉ口、 送 リ Ｏ，１３ｍｍ／ｒｅｖ ％切削
油：使用、 の条件で鋼の穴明は加工試験を行ない、使用寿命に至る
までの穴加工数を測定すると共に、試験後の被覆層の剥
離の有無を観察した。なお、使用寿命は加工穴径に１０
±０．０５ｍｍのバラツキが生じた時点をもって定めた
。これらの結果を第１表に示した。また、第１表には試
験前のヌープ硬さをそれぞれ示した。
第１表に示される結果から、本発明法１〜１０によって
製造された本発明被覆トリルは、いずれも被覆層の基体
表面に対する密着性にすくれ、かつ高硬度を有するので
、被覆層に剥離現象が発生することなく、すくれた耐摩
耗性を示すのに対して、イオン注入処理か施されていな
い従来被覆ドリルは、いずれも被覆層の基体への密着性
か不十分で、硬さも相対的に低いことと含まって、被覆
層に剥離か発生し、十分満足する耐摩耗性が得られない
ことが明らかである。
製造された本発明被覆トリルは、いずれも被覆層の基体
表面に対する密着性にすくれ、かつ高硬度を有するので
、被覆層に剥離現象が発生することなく、すくれた耐摩
耗性を示すのに対して、イオン注入処理か施されていな
い従来被覆ドリルは、いずれも被覆層の基体への密着性
か不十分で、硬さも相対的に低いことと含まって、被覆
層に剥離か発生し、十分満足する耐摩耗性が得られない
ことが明らかである。
上述のように、この発明の方法によれば、被覆層の基体
表面への０１６強度が、被覆層を通して基体表面部内ま
で滲透したイオン注入成分によって著しく向上し、さら
に被覆層自体の硬さもイオン注入成分の存在によって旨
められた表面被覆高速度鋼製切削上具を製造することが
でき、したがって、これを高速切削や重切削などの苛酷
な条件下で使用しても被覆層に剥離の発生なく、ずくれ
た耐摩耗性を著しく長期に亘って発揮するのである。
表面への０１６強度が、被覆層を通して基体表面部内ま
で滲透したイオン注入成分によって著しく向上し、さら
に被覆層自体の硬さもイオン注入成分の存在によって旨
められた表面被覆高速度鋼製切削上具を製造することが
でき、したがって、これを高速切削や重切削などの苛酷
な条件下で使用しても被覆層に剥離の発生なく、ずくれ
た耐摩耗性を著しく長期に亘って発揮するのである。
出
願
人
二 三菱金属株式会社
代
理
人
昌
田
和
夫
外１名
Claims (1)
- （１）高速度鋼基体の表面に、炭化チタン、窒化チタン
、炭窒化チタン、炭酸化チタン、窒酸化チタン、および
炭窒酸化チタンのうちのいずれか１種からなる単層の被
覆層を形成してなる表面被覆高速度鋼製切削工具に、 上記被覆層の厚さを平均層厚で０．１〜１．５μｍと相
対的に薄くした状態で、イオン注入処理を施し、イオン
注入成分を上記被覆層を通して上記基体の表面部まで滲
透させることによって、上記被覆層の上記基体表面に対
する密着性の向上、並びに上記被覆層自体の硬さ向上を
はかることを特徴とする表面被覆高速度鋼製切削工具の
製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16429488A JPH0215160A (ja) | 1988-07-01 | 1988-07-01 | 表面被覆高速度鋼製切削工具の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16429488A JPH0215160A (ja) | 1988-07-01 | 1988-07-01 | 表面被覆高速度鋼製切削工具の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0215160A true JPH0215160A (ja) | 1990-01-18 |
Family
ID=15790378
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16429488A Pending JPH0215160A (ja) | 1988-07-01 | 1988-07-01 | 表面被覆高速度鋼製切削工具の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0215160A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011005582A (ja) * | 2009-06-25 | 2011-01-13 | Kyocera Corp | 切削工具 |
-
1988
- 1988-07-01 JP JP16429488A patent/JPH0215160A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011005582A (ja) * | 2009-06-25 | 2011-01-13 | Kyocera Corp | 切削工具 |
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