JPH02167604A - 被覆超硬合金切削工具 - Google Patents
被覆超硬合金切削工具Info
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- JPH02167604A JPH02167604A JP31949588A JP31949588A JPH02167604A JP H02167604 A JPH02167604 A JP H02167604A JP 31949588 A JP31949588 A JP 31949588A JP 31949588 A JP31949588 A JP 31949588A JP H02167604 A JPH02167604 A JP H02167604A
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- Japan
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- cemented carbide
- cutting
- coated
- coating film
- coated cemented
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- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 35
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 35
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 29
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 12
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 8
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 description 11
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 6
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Landscapes
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (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］
本発明は被覆膜の強度の高い被覆超硬合金切削工具に関
するものである。
するものである。
［従来の技術］
超硬合金の表面にＴ ｉＣ，Ｔ ｉ（ＣＮ）、 Ｔ ｉ
Ｎ。
Ｎ。
Ａ Ｉ −Ｏｓ等の被覆膜をＣＶＤ法（化学蒸着法）に
よ゛って形成した被覆超硬合金は、この被覆によって強
度が著しく低下し、通常の被覆膜の膜厚である６〜１０
μｍ被覆すると、未被覆の超硬合金の強度の約６０％以
下に低下してしまう。そのためネジ切り、ツ、切り、溝
入れといった切刃に負荷のかかる切削では、あまり寿命
延長が認められず、実用性に乏しい。
よ゛って形成した被覆超硬合金は、この被覆によって強
度が著しく低下し、通常の被覆膜の膜厚である６〜１０
μｍ被覆すると、未被覆の超硬合金の強度の約６０％以
下に低下してしまう。そのためネジ切り、ツ、切り、溝
入れといった切刃に負荷のかかる切削では、あまり寿命
延長が認められず、実用性に乏しい。
この被覆超硬合金の強度は被覆膜厚に対応して低下する
ところから、被覆膜厚を通常の１／２ 以下の１〜４μ
ｍ程度に薄くすることが行われている。かかる薄膜を被
覆した被覆超硬合金では被覆による強度低下が僅かであ
り、母材に強靭な超硬合金を選択すれば、実用上ネジ切
り、ツソ切り、溝入れといった厳しい切削環境に耐え得
ることから、今日では広く実用に供されている。
ところから、被覆膜厚を通常の１／２ 以下の１〜４μ
ｍ程度に薄くすることが行われている。かかる薄膜を被
覆した被覆超硬合金では被覆による強度低下が僅かであ
り、母材に強靭な超硬合金を選択すれば、実用上ネジ切
り、ツソ切り、溝入れといった厳しい切削環境に耐え得
ることから、今日では広く実用に供されている。
［発明が解決しようとする課題］
従来の薄膜を被覆した超硬合金は、確かに切刃強度が高
く、かつネジ切り、ツッ切り、溝入れ等の切削でも十分
な耐摩耗性を有する。しかしながら、実際に現場でこの
ような切削に上記の薄膜を被覆した超硬合金切削工具を
使用してみると、その寿命は未被覆のものよりも確かに
大幅に延長されているものの、その寿命要因を調べてみ
ると、いわゆる摩耗は極めて微小で、いずれも切刃の刃
先処理部分における被覆膜が損傷し、超硬合金から剥離
し、この剥離部分が拡大していき、すくい面に到達する
と、その部に切り粉が溶着し、−気に切刃のチッピング
につながり、寿命となることがわかった。即ち、切刃、
刃先処理部分の被覆膜が損傷しなければ、寿命は更に延
長するものと考えられた。
く、かつネジ切り、ツッ切り、溝入れ等の切削でも十分
な耐摩耗性を有する。しかしながら、実際に現場でこの
ような切削に上記の薄膜を被覆した超硬合金切削工具を
使用してみると、その寿命は未被覆のものよりも確かに
大幅に延長されているものの、その寿命要因を調べてみ
ると、いわゆる摩耗は極めて微小で、いずれも切刃の刃
先処理部分における被覆膜が損傷し、超硬合金から剥離
し、この剥離部分が拡大していき、すくい面に到達する
と、その部に切り粉が溶着し、−気に切刃のチッピング
につながり、寿命となることがわかった。即ち、切刃、
刃先処理部分の被覆膜が損傷しなければ、寿命は更に延
長するものと考えられた。
本発明はこのような考察に基づいてなされたもので、切
刃、刃先部分での切削時の被覆膜の損傷が少なく、高強
度に加えて寿命が更に延長した被覆超硬合金切削工具を
提供することを目的とするものである。
刃、刃先部分での切削時の被覆膜の損傷が少なく、高強
度に加えて寿命が更に延長した被覆超硬合金切削工具を
提供することを目的とするものである。
［課題を解決するための手段・作用コ
本発明は超硬合金の表面に化学蒸着法によって、ＴｉＣ
，Ｔｉ（ＣＮ）、ＴｉＮ、Ａｌｅ○、からなる群より選
んだ薄膜を１層以上被覆した被覆超硬合金であって、被
覆膜の全膜厚をＸμｍとしたときに該超硬合金の硬質分
散相の平均粒度を７μｍとすると、０．０５ Ｘ ｘ≦
ｙ≦１．５Ｘｘ （ただし、０゜１μｍ≦Ｘ≦４μｍ）
なる関係がある被覆超硬合金からなることを特徴とする
被覆超硬合金切削工具である。
，Ｔｉ（ＣＮ）、ＴｉＮ、Ａｌｅ○、からなる群より選
んだ薄膜を１層以上被覆した被覆超硬合金であって、被
覆膜の全膜厚をＸμｍとしたときに該超硬合金の硬質分
散相の平均粒度を７μｍとすると、０．０５ Ｘ ｘ≦
ｙ≦１．５Ｘｘ （ただし、０゜１μｍ≦Ｘ≦４μｍ）
なる関係がある被覆超硬合金からなることを特徴とする
被覆超硬合金切削工具である。
本発明者等はネジ切り、溝入れ、ツッ切り等の切削を詳
細に検討した結果、切刃刃先処理部の膜の損傷状況は、
被覆膜の表面粗度と著しく相関を持つこと、表面粗度が
悪いと膜は早期に損傷するのに対し、表面粗度が良いと
殆ど膜は損傷しないという知見を得た。これは被覆膜の
面粗度が悪いと、切削時に生ずる切り粉と被覆膜との接
触部に種々の衝撃が生じ、それが切り刃の刃先処理部で
特に顕著なため、被覆膜が疲労破壊するのに対して、被
覆膜の面粗度が良いと、切り粉と被覆膜とはスムーズに
接触するので、接触部には連続的な負荷がかからず、被
覆膜の損傷は生じ難いためである。そこで、本発明者等
はいかにして表面粗度の良い被覆膜を得るかという課題
につき研究を重ねた。
細に検討した結果、切刃刃先処理部の膜の損傷状況は、
被覆膜の表面粗度と著しく相関を持つこと、表面粗度が
悪いと膜は早期に損傷するのに対し、表面粗度が良いと
殆ど膜は損傷しないという知見を得た。これは被覆膜の
面粗度が悪いと、切削時に生ずる切り粉と被覆膜との接
触部に種々の衝撃が生じ、それが切り刃の刃先処理部で
特に顕著なため、被覆膜が疲労破壊するのに対して、被
覆膜の面粗度が良いと、切り粉と被覆膜とはスムーズに
接触するので、接触部には連続的な負荷がかからず、被
覆膜の損傷は生じ難いためである。そこで、本発明者等
はいかにして表面粗度の良い被覆膜を得るかという課題
につき研究を重ねた。
ＣＶＤ法によって作成した被覆膜の表面の面粗度は、膜
厚が５μｍ以上になると殆どツーティグ条件のみによっ
て左右されるが、５μｍ以下の薄膜を被覆する場合は、
母材の影響を極めて強く受けることから、本発明者等は
種々の実験を行った結果、母材表面の面粗度、母材の含
有炭素量及び母材の硬質分散相の平均粒度がＣＶＤ法に
よって作成した被覆膜の被覆膜粗度を大きく支配してい
ること、特に母材の硬質分散相の平均粒度が最も重要で
あるとの知見を得た。これは、被覆膜表面の面粗度は、
被覆物質の二次粒子（二次粒子とはガス相から母材表面
に析出した一次粒子が集合したものをいう）の大きさに
左右されること、この被覆物質の二次粒子は、はぼ母材
硬質分散相の粒子径と同じ大きさになるためと考えられ
る。
厚が５μｍ以上になると殆どツーティグ条件のみによっ
て左右されるが、５μｍ以下の薄膜を被覆する場合は、
母材の影響を極めて強く受けることから、本発明者等は
種々の実験を行った結果、母材表面の面粗度、母材の含
有炭素量及び母材の硬質分散相の平均粒度がＣＶＤ法に
よって作成した被覆膜の被覆膜粗度を大きく支配してい
ること、特に母材の硬質分散相の平均粒度が最も重要で
あるとの知見を得た。これは、被覆膜表面の面粗度は、
被覆物質の二次粒子（二次粒子とはガス相から母材表面
に析出した一次粒子が集合したものをいう）の大きさに
左右されること、この被覆物質の二次粒子は、はぼ母材
硬質分散相の粒子径と同じ大きさになるためと考えられ
る。
そして、被覆膜の膜厚をＸμｍ、母材の硬質分散相の平
均粒度を７μｍとすると、Ｘとｙとは０．０５ Ｘ Ｘ
≦ｙ≦］、５ｘ（ただし０．１μｍ≦Ｘ≦４μｍ）なる
関係が好ましいこと、特に好ましい関係は０．１５Ｘｘ
≦ｙ≦１．５Ｘｘであることを見出した。ｙが１．５ｘ
よりも大きくなると、被覆膜の面粗度が悪化するので好
ましくなく、ｙが０．１５ｘから０．０５ ｘの範囲で
は同程度の効果であり、これより小さくなっても効果に
顕著な差が認められない。従って、実質的に好ましい範
囲は０．１５Ｘｘ≦ｙ≦１．５ Ｘ ｘである。
均粒度を７μｍとすると、Ｘとｙとは０．０５ Ｘ Ｘ
≦ｙ≦］、５ｘ（ただし０．１μｍ≦Ｘ≦４μｍ）なる
関係が好ましいこと、特に好ましい関係は０．１５Ｘｘ
≦ｙ≦１．５Ｘｘであることを見出した。ｙが１．５ｘ
よりも大きくなると、被覆膜の面粗度が悪化するので好
ましくなく、ｙが０．１５ｘから０．０５ ｘの範囲で
は同程度の効果であり、これより小さくなっても効果に
顕著な差が認められない。従って、実質的に好ましい範
囲は０．１５Ｘｘ≦ｙ≦１．５ Ｘ ｘである。
また、膜厚Ｘは０．１μｍ未満では被覆の効果がなく４
μｍよりも大きいと、強度低下が著しく好ましくない。
μｍよりも大きいと、強度低下が著しく好ましくない。
なお、被覆膜の表面面粗度はＲｍａｘ（ＪＩＳＢＯ６０
１）０．１μｍ以下、Ｒｍａｘｏ、６μｍ以下が好まし
い。
１）０．１μｍ以下、Ｒｍａｘｏ、６μｍ以下が好まし
い。
［実施例コ
実施例１
重量％でＷＣ８５％、（Ｔ ｉ、 Ｎ ｂ、 Ｔ ａ、
Ｗ）（ＣＮ ）９．５％、Ｃ，５，５％からなる超硬合
金、ただし硬質分散相の平均粒度を種々に変えたものを
作成した。この超硬合金の表面を＃８００のダイヤモン
ド砥石にて研磨加工を行い、表面の面粗度をＲｗａｘ（
Ｊ ＩＳ ＢＯ６０１）０．２μｍとした。しかる後
に温度９８０℃にこの試料を加熱し、通常のＣＶＤ法に
てＴｉＣを０．５μｍ、Ｔｉ（ＣＮ）を１゜５ ｐ ｍ
、 Ａ Ｉ ＊０３を０．５μｍ、ＴｉＮを０．２
ｔｔｍ順次被覆した。総被覆膜厚（Ｘ）は２．７μｍ
となった。該超硬合金母材の硬質分散相の平均粒度と被
覆膜の表面粗度との関係を表１に示す。Ａ−Ｇは本発明
品、Ｈは比較品であり、ｙ／ｘは硬質分散相の平均粒度
を総被覆膜厚２，７μｍで除した値である。
Ｗ）（ＣＮ ）９．５％、Ｃ，５，５％からなる超硬合
金、ただし硬質分散相の平均粒度を種々に変えたものを
作成した。この超硬合金の表面を＃８００のダイヤモン
ド砥石にて研磨加工を行い、表面の面粗度をＲｗａｘ（
Ｊ ＩＳ ＢＯ６０１）０．２μｍとした。しかる後
に温度９８０℃にこの試料を加熱し、通常のＣＶＤ法に
てＴｉＣを０．５μｍ、Ｔｉ（ＣＮ）を１゜５ ｐ ｍ
、 Ａ Ｉ ＊０３を０．５μｍ、ＴｉＮを０．２
ｔｔｍ順次被覆した。総被覆膜厚（Ｘ）は２．７μｍ
となった。該超硬合金母材の硬質分散相の平均粒度と被
覆膜の表面粗度との関係を表１に示す。Ａ−Ｇは本発明
品、Ｈは比較品であり、ｙ／ｘは硬質分散相の平均粒度
を総被覆膜厚２，７μｍで除した値である。
表１
なお、上記Ａ−Ｈの合金にて作成した切削工具を用いて
、油井管用シームレスチューブ（ＪＩＳ。
、油井管用シームレスチューブ（ＪＩＳ。
５ＴＯ−Ｎ、外径１４Ｃｍ）の両端のネジを、ＰＭＣ社
製ネジ切り機で、周速１４０ｍ／ｍｉｎにて、ネジ切り
を行った時の切削寿命を、表１に併せて示す。
製ネジ切り機で、周速１４０ｍ／ｍｉｎにて、ネジ切り
を行った時の切削寿命を、表１に併せて示す。
実施例２
重量でＷＣが８２％、（Ｔ ｉ、 Ｔ ａ、 Ｎ ｂ、
Ｗ）（ＣＮ ）が１０％、残ＣＯからなる超硬合金を作
成し、実施例１と同様構成の被覆膜（ただし総被覆膜厚
は異なる）を被覆した。硬質分散相の平均粒度、被覆膜
厚と被覆膜の表面粗度及びこの合金にて５ｍｍ幅の溝入
れチップを作成し、３５３Ｃ外径１２５ｍｍの丸棒に直
径で８０ｍｍの溝を切削速度１２０ｍ／ｍｉｎ、送り０
．１０ｍｍ／ｒ ｅ ｖにて入れた際の切削可能本数を
表２に示す。Ｉ、Ｊ及びＮは比較品、Ｋ−Ｍが本発明品
である。
Ｗ）（ＣＮ ）が１０％、残ＣＯからなる超硬合金を作
成し、実施例１と同様構成の被覆膜（ただし総被覆膜厚
は異なる）を被覆した。硬質分散相の平均粒度、被覆膜
厚と被覆膜の表面粗度及びこの合金にて５ｍｍ幅の溝入
れチップを作成し、３５３Ｃ外径１２５ｍｍの丸棒に直
径で８０ｍｍの溝を切削速度１２０ｍ／ｍｉｎ、送り０
．１０ｍｍ／ｒ ｅ ｖにて入れた際の切削可能本数を
表２に示す。Ｉ、Ｊ及びＮは比較品、Ｋ−Ｍが本発明品
である。
表２
実施例３
重量でＷＣが９０％、（Ｔｉ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ）（ＣＮ
）が５％、残りＣＯからなる超硬合金を作成しく硬質分
散相の平均粒度は１．２μｍ）、これにＣＶＤ法にてＴ
ｉＮ を２ａｍ （ｙ／ｘ＝０．６）被覆した。
）が５％、残りＣＯからなる超硬合金を作成しく硬質分
散相の平均粒度は１．２μｍ）、これにＣＶＤ法にてＴ
ｉＮ を２ａｍ （ｙ／ｘ＝０．６）被覆した。
この工具にて、実施例１と同じ条件にてネジ切りを行っ
たところ、２４８本切削できた。
たところ、２４８本切削できた。
比較のため同一組成であるが硬質分散層の平均粒度が４
μｍの超硬合金にＴｉＮ を２μｍ （ｙ／ｘ＝２．
０）被覆したもので、同様にネジ切りを行ったところ、
８１本しか切削できなかった。
μｍの超硬合金にＴｉＮ を２μｍ （ｙ／ｘ＝２．
０）被覆したもので、同様にネジ切りを行ったところ、
８１本しか切削できなかった。
以上の実施例及び比較例の結果から、ｙ／ｘ及びＸの値
が本発明の限定範囲内にある本発明の被覆超硬合金切削
工具の寿命は、当該範囲外の比較品より延長されている
ことが、明らかに理解できる。
が本発明の限定範囲内にある本発明の被覆超硬合金切削
工具の寿命は、当該範囲外の比較品より延長されている
ことが、明らかに理解できる。
［発明の効果］
以上説明したように本発明は、切刃、刃先処理部の損傷
が低減された薄膜被覆超硬合金切削工具であるため、そ
の工具寿命が従来のこの種の薄膜被覆超硬合金より延長
された有利なものであり、特にネジ切り、ツッ切り、溝
入れ等の厳しい切削条件でも工具寿命を延長できるので
、実用価値の大なるものである。
が低減された薄膜被覆超硬合金切削工具であるため、そ
の工具寿命が従来のこの種の薄膜被覆超硬合金より延長
された有利なものであり、特にネジ切り、ツッ切り、溝
入れ等の厳しい切削条件でも工具寿命を延長できるので
、実用価値の大なるものである。
Claims (1)
- 超硬合金の表面に化学蒸着法によって、ＴｉＣ、Ｔｉ（
ＣＮ）、ＴｉＮ、Ａｌ＿２Ｏ＿３からなる群より選んだ
薄膜を１層以上被覆した被覆超硬合金であって、被覆膜
の全膜厚をｘμｍとしたときに該超硬合金の硬質分散相
の平均粒度をｙμｍとすると、０．０５×ｘ≦ｙ≦１．
５×ｘ（ただし、０．１μｍ≦ｘ≦４μｍ）なる関係が
ある被覆超硬合金からなることを特徴とする被覆超硬合
金切削工具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31949588A JPH02167604A (ja) | 1988-12-20 | 1988-12-20 | 被覆超硬合金切削工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31949588A JPH02167604A (ja) | 1988-12-20 | 1988-12-20 | 被覆超硬合金切削工具 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02167604A true JPH02167604A (ja) | 1990-06-28 |
Family
ID=18110857
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31949588A Pending JPH02167604A (ja) | 1988-12-20 | 1988-12-20 | 被覆超硬合金切削工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02167604A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03146668A (ja) * | 1989-10-30 | 1991-06-21 | Toshiba Tungaloy Co Ltd | 表面粗さを調整した被覆超硬合金 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63157873A (ja) * | 1986-12-22 | 1988-06-30 | Mitsubishi Metal Corp | フライス切削用表面被覆炭化タングステン基超硬合金 |
-
1988
- 1988-12-20 JP JP31949588A patent/JPH02167604A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63157873A (ja) * | 1986-12-22 | 1988-06-30 | Mitsubishi Metal Corp | フライス切削用表面被覆炭化タングステン基超硬合金 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03146668A (ja) * | 1989-10-30 | 1991-06-21 | Toshiba Tungaloy Co Ltd | 表面粗さを調整した被覆超硬合金 |
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