JPH0230405A - 表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、特に難削材の１種であるＭ−８１合金など
の超合金など゛の切削に用いた場合に、すぐれた耐溶着
性を示し、著しく長期に亘ってすぐれた切削性能を発揮
する表面被覆炭化タングステン（以下ｗｅで示す）超超
硬合金製切削工具に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に、純Ａｔや超合金の切削には、ＪＩＳ−８４１０
４に規定される各種のＷＣＣ超超硬合金１えばＫＩＯと
して規定される。Ｃｏ：４〜１チを含有し、残りがＷＣ
と不可避不純物からなる組成（以」二重量％、以下チは
重量％を示す）を有するＷＣＣ超超硬合金構成された切
削工具が用いられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記の従来ＷＣＣ超超硬合金製切削工具おいて
は、被削材である超合金と溶着を起し易く、この溶着が
原因で摩耗が著しく促進され、場合によってはチッピン
グや欠損も発生するようになることから、比較的短時間
で使用寿命に至るのが現状である。

（１４題を解決するための手段〕 そこで１本発明者等は、上述のような観点から。

特に純Ｍ＋ＡＩ合金などの切削に用いた場合に、すぐれ
た耐溶着性を示す切削工具を材料面汐・ら開発すべく研
究を行なった結果、基体を。

Ｃｏ：　Ｏユ〜３．５鋒。

微細分散の遊離炭素二００１〜１％、 を含有し、残りがｗＣと不可避不純物からなる組成を有
するＷＣＣ超超硬合金構成し、かつこの基体の表面を硬
質炭素膜で被覆してなる表面被覆ＷＣＣ超超硬合金製切
削工具おいては、すぐれた耐溶着性が、前記基体のＣｏ
含有量が相対的に低い０、１−３．５チであることと合
まって、潤滑性を七する前記硬質炭素膜によって確保烙
れ、丑た基体と硬質炭素膜との高い密着性が基体中に微
ｌ４ｉＩｉｃ分散する遊離炭素によって確保され、さら
にＦｒ１Ｊ記遊離炭素＆′ｉ硬質炭素膜の形成速度を促
進する作用をもつほか、前記硬質炭素膜との共存作用に
よって耐溶層性を向上させることから、　Ａｔ合金など
の浴着を起し易い被剛材の切削に、すぐれた耐摩耗性を
示し、長い使用寿命が得られるという知見を得たのであ
る。

この発Ｅ！Ａは、上記知見にもとづいてな書れたもので
あって。

Ｃｏ：　Ｑユ〜３．５チ。

微細分散の遊離炭素二〇０１〜ｌチ、 を含有し、残りがＷＣと不可避不純物からなるＷＣＣ超
超硬合金基体表面を、平均層厚：０．１〜１０μｍの硬
質炭素膜で被覆してなる、特に耐溶着性のすぐれた表面
被覆ＷＣＣ超超硬合金製切削工具特徴を有するものであ
る。

つぎに、この発明の切削工具において、上記の通りに数
値限定した理由を説明する。

（ａｌ　　基体のＣｏ含有量 ｃｏ酸成分、基体の強度および靭性を向上はせる作用を
もつ反面、特にＭ合金などの被剛材との覇和性が強く、
溶層を促進する作用をもつので、耐溶着性の而からは、
その含有量は低ければ低いほどよいが、その含有量が０
．１％未満になると、所望の強度および靭性を確保する
ことができず、切削中にチッピングや欠損が発生し易く
なることがら、０．１％以上の含有が必要であり、一方
その含有量が３．５チを越えると、上記の通？）基体中
に結合相として存在するｃｏの割合が多くなり、それだ
け被剛材との接触も多くなって、耐溶着性の急激な低下
をもたらすようになることから、その含有量を０１〜３
．５％と定めた。

（ｂ）　　基体の遊離炭素含有量 遊離炭素は、上記の通り基体素地中に微細均一に分散し
て、基体表面に被覆される硬質炭素膜との密着性を向上
させ、かつこの硬質炭素膜との共存において耐溶着性を
向上させるはか、前記硬質炭素膜の形成を促進する作用
をもつが、その含有量が０．０１％未満では前記作用に
所望の効果が得られず、一方その含有量がユチを越える
と、耐摩耗性が急激に低下するようになることから、そ
の含有量を０．０１〜１％と定めた。

ｆｃ）　　硬質炭素膜の平均層厚 硬質炭素膜は、上記の通シＭ合金などの被削材が溶着す
るのを阻止し、もって工具の耐溶着性を向上させると共
に、自身のもつ高硬度によってずぐれた耐摩耗性を確保
する作用をもつが、その平均層厚が０１１ｍ未満では前
記作用に十分な効果を得ることができず、一方その平均
層厚が１０μｍを越えると、硬質炭素膜自体に欠けが生
じ易くなることがら、その平均層厚を０１〜１０μｍと
定約た。

また、上記のす質炭素膜は、基体を、炭化水素含有雰囲
気中で、温度：　８００〜１５００℃、望ましくけ１２
５０〜１４００．ｔｌ：に加熱することによって形成す
ることができ１通常ビッカース硬さで５０Ｑ〜２０００
の高硬度をもつものである。

〔実施例〕

つぎに、この発明の切削工具を実施例により具体的に説
明する。

原料粉末として、平均粒径：２．２μｍを有するｗｅ粉
末ｈ　ｒＹｓＪ：１．、２μ重の炭素粉末およびｃｏ粉
末を用意し、これら原料粉末を、それぞれ第１表に示さ
れる配合組成に配合し、ボールミルにて７２時時間式混
合し、乾燥した後、　　４　ｔｏｎ／ｃｍ２の圧力で圧
粉体にプレス成形し、ついで、この圧粉体を１（ａ）　
　０．７　ｔｏｒｒの真空中、温度：１５００℃に１時
間保持後、冷却の普通焼結と、これに続く温度：１４０
０℃、圧カニ　１０００気圧で３０分間保持の熱間静水
圧プレス（ＨＩ　Ｐ　）処理（以下Ａ条件という）。

（ｂ）　　０．３　ｔｏｒｒの真空中、温度＝１４５０
℃に２時間保持後、冷却の普通焼結（以下Ｂ条件という
）。

（ｃ）　　０．９　ｔｏｒｒの真空中、温度二１５５０
℃に２時間保持後、冷却の普通焼結と、これに続く温度
：１５００℃、圧カニ　１０００気圧で１時間保持のＨ
ＩＰ処理（以下０４件という）。

（ａ）　　０．１　ｔｏｒｒの真空中、温ｉ　：　１４
００℃に］時間保持後、冷却の普通焼結（以下り条件と
いう）。

以上Ａ−Ｄ条件のいずれかの条件で焼結して実質的に配
合組成と同一の成分組成を有し、かつ研磨してＳＰＰ　
４２２の形状としたＷＣＣ超超硬合金基体形成し、引続
いて、従来ＷＣＣ超超硬合金基体除く基体に、それぞれ
第１表に示きれる条件で同じく第１表に示される平均層
厚の硬質炭素膜を被覆形成することにより本発明表面被
覆ＷＣ基超−ｌ／ 硬合金製スローアウェイチップ（以下本発明被覆超硬チ
ップという）１〜９、比較表面被覆ＷＣＣ超超硬合金製
スローアウェイチップ以下比較被覆超硬チップという）
１〜６．および従来ｗｅ基超超合金表スローアウェイチ
ップ（以下従来超硬チップという）をそれぞれ製造した
。

なお、比較被覆超硬チップ１〜６は、いずれも基体の成
分組成および硬質炭素膜の平均層厚のうちのいずれかの
条件（第１表に※印を付す）がこの発明の範囲から外れ
たものであシ、せた従来超硬チップは６本発明被覆超硬
チップと比較して硬質炭素膜の形成がなく、かつ基体の
Ｃｏ含有量が相対的に高く、遊離炭素を含有しないもの
である。

ついで、この結果得られた各種の超硬チップについて１
表面のビッカース硬さを測定すると共に、被削材：Ａ１
．−８ｉ合金（Ｓ土、ユ５チ含有）の丸棒。

切削速度：５００７１７ｍ。

送り：　０．２　ｍ／　ｒｅｖ、　。

切込み：２Ｕ。

切削時間＝３０分。

の条件でＡｔ！−８ｉ合金の乾式連続高速切削試験を行
ない、試験後の切刃の逃げ面摩耗幅を測定すると共に、
切刃における被削材の溶着状況を観察した。

これらの結果を第１表に示した。

〔発明の効果〕

第１表に示される結果から１本発明被覆超硬チップ１〜
９は、いずれも被削材であるＭ　−８ｉ合金に対してす
ぐれた耐溶着性を示し、この結果硬質炭素膜のもつ高硬
度と金１つて、すぐれた耐摩耗性を示すのに対して、従
来超硬チップは、被剛材の溶着が著しく、この溶着が原
因で切削開始後５分で欠損が発生し、使用寿命に至るも
のであシ。

また比較被覆超硬チップ１〜６に見られるように。

基体の成分組成および硬質炭素膜の平均層厚のうちのい
ずれの条件でもこの発明の範囲から外れると、被削材溶
着が原因のチンピングや、基体の靭性不足が原因の欠損
が発生し、さらに硬質炭素膜にもチンピングが発生する
ようになるなどして満足な使用寿命を示さないことが明
らかである。

上述のように、この発明の表面被覆ＷＣＣ超超硬合金製
切削工具、硬質炭素膜の存在が、基体中に均一に分散す
る遊離炭素、並びに基体中の相対的に低いＣｏ含有量と
合１つて、溶着し易いＭ合金などの被削材の切削にもす
ぐれた耐溶着性を示し、この結果前記硬質炭素膜のもつ
高硬度と含まってすぐれた耐摩耗性を示し、著しく長期
に亘ってすぐれた切削性能を発揮するものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｃｏ：０．１〜３．５％ 微細分散の遊離炭素：０．０１〜１％、 を含有し、残りが炭化タングステンと不可避不純物から
   なる組成（以上重量％）を有する炭化タングステン基超
   硬合金基体の表面を、平均層厚：０．１〜１０μｍの硬
   質炭素膜で被覆してなる表面被覆炭化タングステン基超
   硬合金製切削工具。