JPH0310701B2 - - Google Patents
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- JPH0310701B2 JPH0310701B2 JP11390485A JP11390485A JPH0310701B2 JP H0310701 B2 JPH0310701 B2 JP H0310701B2 JP 11390485 A JP11390485 A JP 11390485A JP 11390485 A JP11390485 A JP 11390485A JP H0310701 B2 JPH0310701 B2 JP H0310701B2
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- based cemented
- tungsten carbide
- cemented carbide
- carbide
- coated
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23C—MILLING
- B23C5/00—Milling-cutters
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
この発明は、すぐれた耐欠損性を有し、かつ耐
摩耗性にもすぐれ、特にフライス切削のような繰
り返し熱疲労の加わる断続切削に用いるのに適し
た表面被覆炭化タングステン（以下WCで示す）
基超硬合金製切削工具に関するものである。 〔従来の技術〕 従来、一般に、切削工具として、WC基超硬合
金基体の表面に、周期律表の4a，5a、および6a
族の金属、Al，Si、およびＢの炭化物、窒化物、
および酸化物、並びにこれらの２種以上の固溶体
からなる群のうちの１種の単層または２種以上の
複層からなる硬質被覆層を形成してなる表面被覆
WC基超硬合金製切削工具が実用に供されてい
る。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし、上記従来表面被覆WC基超硬合金製切
削工具においては、上記硬質被覆層が基体に比し
て硬質ではあるが、脆弱であるために、基体のみ
の場合より、はるかに低い応力で硬質被覆層には
クラツクが発生し易く、さらに上記基体の表面に
硬質被覆層を形成するに際して、表面被覆法とし
て広く用いられている化学蒸着法を適用した場
合、1000〜1100℃の温度範囲内で蒸着処理が行な
われるため、その冷却過程における基体と硬質被
覆層との熱膨張係数の違いによつて硬質被覆層に
は引張り応力が加わるようになることから、クラ
ツクが発生する場合があり、このように一旦硬質
被覆層にクラツクが発生すると、例えばこれをフ
ライス切削のような熱疲労が繰り返し加わる断続
切削に使用した場合、クラツクの先端部に切削応
力が集中するために、クラツクは急速に基体の内
部に伝幡し、ついには切刃を欠損に至らしめると
いう問題点がある。 〔問題点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、クラツク伝幡のない表面被覆WC基超硬合金
製切削工具を開発すべく研究を行なつた結果、表
面被覆WC基超硬合金製切削工具におけるWC基
超硬合金基体の組織を、素地中に40〜200μｍの
範囲内の所定の平均粒径を有する軟質塊状相が８
〜20容量％の割合で均一に斑点状に分布したもの
とし、かつ前記素地を、重量％で（以下％は重量
％を示す）、 Co：４〜12％、 周期律表の4a，5a、および6a族金属の炭化物
および窒化物、並びにこれらの２種以上の固溶体
（以下、これらを総称して金属の炭・窒化物とい
う）のうちの１種または２種以上：２〜30％、 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WC基超硬合金で構成すると共に、上
記軟質塊状相を、 Co：５〜25％、 を含有し、さらに必要に応じて、 金属の炭・窒化物：0.1〜10％、 を含有し、残りが不可避不純物からなる組成を有
するWC基超硬合金で構成すると、前記表面被覆
WC基超硬合金製切削工具における硬質被覆層に
クラツクが発生しても、前記WC基超硬合金基体
の軟質塊状相によつてクラツク伝幡が阻止される
ことから、これを繰り返し熱疲労の加わるフライ
ス切削などの断続切削に用いても切刃の欠損が皆
無となり、著しく長期に亘つてすぐれた切削性能
を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
のであつて、以下にWC基超硬合金基体の素地お
よび軟質塊状相の成分組成を上記の通りに限定し
た理由を説明する。 Ａ 素地 (a) Co Co成分には、基体の耐衝撃性を向上させる作
用があるが、その含有量が４％未満では前記作用
に所望の効果が得られず、一方12％を越えて含有
させると、基体が塑性変形を起し易くなることか
ら、その含有量を４〜12％と定めた。 (b) 金属の炭・窒化物 これらの成分には、WCと共に分散相を形成し
て基体の耐摩耗性を向上させる作用があるが、そ
の含有量が２％未満では所望の耐摩耗性を確保す
ることができず、一方その含有量が30％を越える
と基体の耐衝撃性が急激に劣化するようになるこ
とから、その含有量を２〜30％と定めた。 Ｂ 軟質塊状相 (a) Co その含有量が５％未満では軟質塊状相に所望の
クラツク伝幡阻止作用を付与することができず、
一方その含有量が25％を越えても前記作用により
一層の向上効果が現われないことから、その含有
量を５〜25％と定めた。 (b) 金属の炭・窒化物 これらの成分には、素地とのバランスで硬さを
向上させる必要がある場合に、必要に応じて含有
されるが、その含有量が0.1％未満では所望の硬
さ向上効果が得られず、一方その含有量が10％を
越えるとクラツク伝幡阻止効果が低下するように
なることから、その含有量を0.1〜10％と定めた。 また、上記軟質塊状相に関し、その平均粒径が
40μｍ未満では所望のクラツク伝幡阻止効果が得
られず、一方その平均粒径が200μｍを越えると、
その割合との関係において、相対的に軟質塊状相
の素地中での分布がまばらになつて、同様にクラ
ツク伝幡阻止効果を十分に発揮することができな
くなることから、軟質塊状相の平均粒径を40〜
200μｍと定めたものであり、また、その割合が
８容量％未満でもクラツク伝幡阻止効果が不十分
であり、一方その割合が20容量％を越えると、基
体の耐摩耗性が低下するようになることから、そ
の割合を８〜20容量％と定めたのである。 〔実施例〕 つぎに、この発明の表面被覆WC基超硬合金製
切削工具を実施例により説明する。 まず、原料粉末として、１〜5μｍの範囲内の
平均粒径をもつた、いずれも市販のWC粉末、各
種の金属の炭・窒化物粉末、およびCo粉末を用
意し、これら原料紛末を、素地形成用および軟質
塊状相形成用として、それぞれ第１表に示される
摩耗性にもすぐれ、特にフライス切削のような繰
り返し熱疲労の加わる断続切削に用いるのに適し
た表面被覆炭化タングステン（以下WCで示す）
基超硬合金製切削工具に関するものである。 〔従来の技術〕 従来、一般に、切削工具として、WC基超硬合
金基体の表面に、周期律表の4a，5a、および6a
族の金属、Al，Si、およびＢの炭化物、窒化物、
および酸化物、並びにこれらの２種以上の固溶体
からなる群のうちの１種の単層または２種以上の
複層からなる硬質被覆層を形成してなる表面被覆
WC基超硬合金製切削工具が実用に供されてい
る。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし、上記従来表面被覆WC基超硬合金製切
削工具においては、上記硬質被覆層が基体に比し
て硬質ではあるが、脆弱であるために、基体のみ
の場合より、はるかに低い応力で硬質被覆層には
クラツクが発生し易く、さらに上記基体の表面に
硬質被覆層を形成するに際して、表面被覆法とし
て広く用いられている化学蒸着法を適用した場
合、1000〜1100℃の温度範囲内で蒸着処理が行な
われるため、その冷却過程における基体と硬質被
覆層との熱膨張係数の違いによつて硬質被覆層に
は引張り応力が加わるようになることから、クラ
ツクが発生する場合があり、このように一旦硬質
被覆層にクラツクが発生すると、例えばこれをフ
ライス切削のような熱疲労が繰り返し加わる断続
切削に使用した場合、クラツクの先端部に切削応
力が集中するために、クラツクは急速に基体の内
部に伝幡し、ついには切刃を欠損に至らしめると
いう問題点がある。 〔問題点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、クラツク伝幡のない表面被覆WC基超硬合金
製切削工具を開発すべく研究を行なつた結果、表
面被覆WC基超硬合金製切削工具におけるWC基
超硬合金基体の組織を、素地中に40〜200μｍの
範囲内の所定の平均粒径を有する軟質塊状相が８
〜20容量％の割合で均一に斑点状に分布したもの
とし、かつ前記素地を、重量％で（以下％は重量
％を示す）、 Co：４〜12％、 周期律表の4a，5a、および6a族金属の炭化物
および窒化物、並びにこれらの２種以上の固溶体
（以下、これらを総称して金属の炭・窒化物とい
う）のうちの１種または２種以上：２〜30％、 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WC基超硬合金で構成すると共に、上
記軟質塊状相を、 Co：５〜25％、 を含有し、さらに必要に応じて、 金属の炭・窒化物：0.1〜10％、 を含有し、残りが不可避不純物からなる組成を有
するWC基超硬合金で構成すると、前記表面被覆
WC基超硬合金製切削工具における硬質被覆層に
クラツクが発生しても、前記WC基超硬合金基体
の軟質塊状相によつてクラツク伝幡が阻止される
ことから、これを繰り返し熱疲労の加わるフライ
ス切削などの断続切削に用いても切刃の欠損が皆
無となり、著しく長期に亘つてすぐれた切削性能
を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
のであつて、以下にWC基超硬合金基体の素地お
よび軟質塊状相の成分組成を上記の通りに限定し
た理由を説明する。 Ａ 素地 (a) Co Co成分には、基体の耐衝撃性を向上させる作
用があるが、その含有量が４％未満では前記作用
に所望の効果が得られず、一方12％を越えて含有
させると、基体が塑性変形を起し易くなることか
ら、その含有量を４〜12％と定めた。 (b) 金属の炭・窒化物 これらの成分には、WCと共に分散相を形成し
て基体の耐摩耗性を向上させる作用があるが、そ
の含有量が２％未満では所望の耐摩耗性を確保す
ることができず、一方その含有量が30％を越える
と基体の耐衝撃性が急激に劣化するようになるこ
とから、その含有量を２〜30％と定めた。 Ｂ 軟質塊状相 (a) Co その含有量が５％未満では軟質塊状相に所望の
クラツク伝幡阻止作用を付与することができず、
一方その含有量が25％を越えても前記作用により
一層の向上効果が現われないことから、その含有
量を５〜25％と定めた。 (b) 金属の炭・窒化物 これらの成分には、素地とのバランスで硬さを
向上させる必要がある場合に、必要に応じて含有
されるが、その含有量が0.1％未満では所望の硬
さ向上効果が得られず、一方その含有量が10％を
越えるとクラツク伝幡阻止効果が低下するように
なることから、その含有量を0.1〜10％と定めた。 また、上記軟質塊状相に関し、その平均粒径が
40μｍ未満では所望のクラツク伝幡阻止効果が得
られず、一方その平均粒径が200μｍを越えると、
その割合との関係において、相対的に軟質塊状相
の素地中での分布がまばらになつて、同様にクラ
ツク伝幡阻止効果を十分に発揮することができな
くなることから、軟質塊状相の平均粒径を40〜
200μｍと定めたものであり、また、その割合が
８容量％未満でもクラツク伝幡阻止効果が不十分
であり、一方その割合が20容量％を越えると、基
体の耐摩耗性が低下するようになることから、そ
の割合を８〜20容量％と定めたのである。 〔実施例〕 つぎに、この発明の表面被覆WC基超硬合金製
切削工具を実施例により説明する。 まず、原料粉末として、１〜5μｍの範囲内の
平均粒径をもつた、いずれも市販のWC粉末、各
種の金属の炭・窒化物粉末、およびCo粉末を用
意し、これら原料紛末を、素地形成用および軟質
塊状相形成用として、それぞれ第１表に示される
【表】
【表】
【表】
第２表に示される結果から、本発明切削工具１
〜２８は、いずれもすぐれた耐摩耗性を示し、か
つ試験後も未だ引続いての使用が可能であるのに
対して、従来切削工具１〜２８は、いずれも試験
途中で切刃に熱クラツクが原因の欠損が発生し、
使用寿命に至るものであつた。 上述のように、この発明の表面被覆WC基超硬
合金製切削工具は、WC基超硬合金の素地中
〜２８は、いずれもすぐれた耐摩耗性を示し、か
つ試験後も未だ引続いての使用が可能であるのに
対して、従来切削工具１〜２８は、いずれも試験
途中で切刃に熱クラツクが原因の欠損が発生し、
使用寿命に至るものであつた。 上述のように、この発明の表面被覆WC基超硬
合金製切削工具は、WC基超硬合金の素地中
【表】
に均一に斑点状に分布した軟質塊状相によつてク
ラツクの伝幡が阻止されるので、通常の連続切削
は勿論のこと、繰り返し熱疲労の加わるフライス
切削のような断続切削に用いても切刃に欠損が発
生することがなく、すぐれた耐摩耗性を具備する
ことと相まつて、著しく長期に亘つてすぐれた切
削性能を発揮するのである。
ラツクの伝幡が阻止されるので、通常の連続切削
は勿論のこと、繰り返し熱疲労の加わるフライス
切削のような断続切削に用いても切刃に欠損が発
生することがなく、すぐれた耐摩耗性を具備する
ことと相まつて、著しく長期に亘つてすぐれた切
削性能を発揮するのである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 炭化タングステン基超硬合金基体の表面に硬
質被覆層を形成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において、 上記炭化タングステン基超硬合金基体を、素地
中に40〜200μｍの範囲内の所定の平均粒径を有
する軟質塊状相が８〜20容量％の割合で斑点状に
均一に分布した組織をもつものとし、かつ、上記
素地を、 Co：４〜12％、 周期律表の4a，5a、および6a族金属の炭化物
および窒化物、並びにこれらの２種以上の固溶体
のうちの１種または２種以上：２〜30％、を含有
し、残りが炭化タングステンと不可避不純物から
なる組成を有する炭化タングステン基超硬合金で
構成すると共に、上記軟質塊状相を、 Co：５〜25％、 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で構成したことを特徴とする
表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工
具。 ２ 炭化タングステン基超硬合金基体の表面に硬
質被覆層を形成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において、 上記炭化タングステン基超硬合金基体を、素地
中に40〜200μｍの範囲内の所定の平均粒径を有
する軟質塊状相が８〜20容量％の割合で斑点状に
均一に分布した組織をもつものとし、かつ、上記
素地を、 Co：４〜12％、 周期律表4a，5a、および6a族金属の炭化物お
よび窒化物、並びにこれらの２種以上の固溶体の
うちの１種または２種以上：２〜30％、を含有
し、残りが炭化タングステンと不可避不純物から
なる組成を有する炭化タングステン基超硬合金で
構成すると共に、上記軟質塊状相を、 Co：５〜25％、 周期律表の4a，5a、および6a族金属の炭化物
および窒化物、並びにこれらの２種以上の固溶体
のうちの１種または２種以上：0.1〜10％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
ン基超硬合金で構成したことを特徴とする表面被
覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11390485A JPS61272343A (ja) | 1985-05-27 | 1985-05-27 | 表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11390485A JPS61272343A (ja) | 1985-05-27 | 1985-05-27 | 表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61272343A JPS61272343A (ja) | 1986-12-02 |
| JPH0310701B2 true JPH0310701B2 (ja) | 1991-02-14 |
Family
ID=14624078
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11390485A Granted JPS61272343A (ja) | 1985-05-27 | 1985-05-27 | 表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61272343A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006104004A1 (ja) * | 2005-03-28 | 2006-10-05 | Kyocera Corporation | 超硬合金および切削工具 |
| JP2023134937A (ja) * | 2022-03-15 | 2023-09-28 | 三菱マテリアル株式会社 | 切削工具用超硬合金および該合金を用いた切削工具基体 |
-
1985
- 1985-05-27 JP JP11390485A patent/JPS61272343A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61272343A (ja) | 1986-12-02 |
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