JPH0364469A - 被覆超硬質合金工具 - Google Patents
被覆超硬質合金工具Info
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- JPH0364469A JPH0364469A JP19983589A JP19983589A JPH0364469A JP H0364469 A JPH0364469 A JP H0364469A JP 19983589 A JP19983589 A JP 19983589A JP 19983589 A JP19983589 A JP 19983589A JP H0364469 A JPH0364469 A JP H0364469A
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Landscapes
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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。
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］
本発明は被覆工具の改良に関するものである。詳細には
、耐欠損性を向上した被覆工具の応用範囲の拡大に関す
るものである。
、耐欠損性を向上した被覆工具の応用範囲の拡大に関す
るものである。
［従来の技術］
本発明は超硬合金、サーメットを基体とした改良された
被覆層を有する工具に関するものである。
被覆層を有する工具に関するものである。
硬質相がＷＣｌ （ＷＴｉＴａ）Ｃ及びＣｏからなる超
硬合金にＴｊ、Ｃ，Ａｌ２Ｏ３、Ｔ１ＣＮ、ＴｊＮ等を
種々組み合わせた多層被覆工具は、その適用範囲が広く
かつ長寿命の切削工具、耐層工具等として実用に供せら
れている。
硬合金にＴｊ、Ｃ，Ａｌ２Ｏ３、Ｔ１ＣＮ、ＴｊＮ等を
種々組み合わせた多層被覆工具は、その適用範囲が広く
かつ長寿命の切削工具、耐層工具等として実用に供せら
れている。
その製造方法は主としてＣＶ Ｊ）法、ＰＶＤ法が用い
られているが、プロセス技術の進歩により様々な被覆方
法もとられている。
られているが、プロセス技術の進歩により様々な被覆方
法もとられている。
また、基体にはＪＩＳ ＭＨＮ超硬合金にＴｊＮを微
量添加した合金が広く用いられ、窒素の添加により、脱
β層等の表面改質が計れ、より靭性が向上している。従
来、耐摩耗性重視の用途にはＣＶＤ法によりＴ ｉ Ｃ
，Ａ、 １２０３等の多層被覆が使用され耐欠損性重視
の用途には強度の劣化が少ないＰＶＤ法によりＴ １−
Ｎを被覆した工具が適用されている。
量添加した合金が広く用いられ、窒素の添加により、脱
β層等の表面改質が計れ、より靭性が向上している。従
来、耐摩耗性重視の用途にはＣＶＤ法によりＴ ｉ Ｃ
，Ａ、 １２０３等の多層被覆が使用され耐欠損性重視
の用途には強度の劣化が少ないＰＶＤ法によりＴ １−
Ｎを被覆した工具が適用されている。
［発明が解決しようとする問題点〕
上記の様に従来の耐摩耗重視の用途には、ＴｊＣ，Ａ
１２０３等の被覆を実施し表面部に耐摩耗性の高い膜を
施し効果を上げているが、その反面、成膜時に基体と皮
膜界面に生ずる脆弱な脱炭層のため耐欠損性に弱いとい
う欠点があり、その改善として基体の表面に軟化層を設
けたり、上記の脱β層等を設定したりしてその強度の改
善を計っている。
１２０３等の被覆を実施し表面部に耐摩耗性の高い膜を
施し効果を上げているが、その反面、成膜時に基体と皮
膜界面に生ずる脆弱な脱炭層のため耐欠損性に弱いとい
う欠点があり、その改善として基体の表面に軟化層を設
けたり、上記の脱β層等を設定したりしてその強度の改
善を計っている。
また耐欠損性重視の分野では、ＰＶＤ法によりＴｉＮを
被覆しＣＶＤ法に比較し、低温で被覆処理するため、Ｃ
の移動が少な（ＣＶＤの様な脆弱な相を生成しない反面
、基体と皮膜間の密着性が悪く、断続切削等の機城的衝
撃には剥離しやすい等の欠点があった。
被覆しＣＶＤ法に比較し、低温で被覆処理するため、Ｃ
の移動が少な（ＣＶＤの様な脆弱な相を生成しない反面
、基体と皮膜間の密着性が悪く、断続切削等の機城的衝
撃には剥離しやすい等の欠点があった。
［問題点を解決する手段〕
しかしながら、本発明者らはＪＩＳ Ｍ系超硬合金に
おいて画法で脆弱な脱炭層の生成の防止に関して種々検
討した結果、有機ＣＮ化合物を反応ガスとするＣＶＤ成
膜後に再被覆のため温度を一１―昇させても既成膜と基
体の反応は少なく、膜の結晶性の変化にとどまりＭＴ−
ＣＶＤ膜質が脱炭層の原因となるＣの移動に関して阻害
する傾向があることをみいだした。
おいて画法で脆弱な脱炭層の生成の防止に関して種々検
討した結果、有機ＣＮ化合物を反応ガスとするＣＶＤ成
膜後に再被覆のため温度を一１―昇させても既成膜と基
体の反応は少なく、膜の結晶性の変化にとどまりＭＴ−
ＣＶＤ膜質が脱炭層の原因となるＣの移動に関して阻害
する傾向があることをみいだした。
［作用〕
以上のごとく、本発明は周期律表の４ａ、５ａ。
６ａ族の炭化物、窒化物、炭窒化物の１種以」二と、Ｆ
ｅ族、Ｃｒ族の１種以上よりなる超硬質合金を基体とし
、基体上に内層が０．５−５ミクロンの有機ＣＮ化合物
を反応ガスとするＣＶＤ法による炭窒化チタン、中間層
がｉ、ｏ−１０ミクロンのＣＶＤ法による炭化チタン、
窒化チタン、炭窒化チタンの１種または２種以上、最外
層として０゜５−５ミクロンのＣＶＤ法による酸化アル
ミニウムまたは／および窒化チタンを被覆したことを特
徴とする被覆超硬質合金工具である。
ｅ族、Ｃｒ族の１種以上よりなる超硬質合金を基体とし
、基体上に内層が０．５−５ミクロンの有機ＣＮ化合物
を反応ガスとするＣＶＤ法による炭窒化チタン、中間層
がｉ、ｏ−１０ミクロンのＣＶＤ法による炭化チタン、
窒化チタン、炭窒化チタンの１種または２種以上、最外
層として０゜５−５ミクロンのＣＶＤ法による酸化アル
ミニウムまたは／および窒化チタンを被覆したことを特
徴とする被覆超硬質合金工具である。
本発明による被覆工具の膜は以下の理由により限定され
る。
る。
１）内Ｎ ０．５〜１０ミクロン
ＭＴ−ＣＶＤ法
炭窒化チタン
内層が０．５ミクロン未満ではＣの移動を抑制するのに
充分な効果がなく、また１０ミクロンを越えると著しく
靭性を阻害するために、 ０．５〜ｊＯミクロンとした
。
充分な効果がなく、また１０ミクロンを越えると著しく
靭性を阻害するために、 ０．５〜ｊＯミクロンとした
。
２）中間層 １． ０〜１０ミクロン
ＣＶ Ｄ ｌ去
炭化チタン、窒化チタン、
炭窒化チタンの１種または２種以上
中間層が１．０ミクロン未満では充分な耐摩耗性を付与
することが出来ず、 １０ミクロンをこえると一層とし
て厚く成りすぎ脆くなるため、 ↓。
することが出来ず、 １０ミクロンをこえると一層とし
て厚く成りすぎ脆くなるため、 ↓。
０〜１０ミクロンとした。
３）Ｍ外層 ０．５〜５ミクロン
ＣＶＤ法
酸化アルミニウムまたは窒化チタン
最外層が０． ５ミクロン未満では充分な耐摩耗性を付
与することが出来ず、５ミクロンをこえると一層どして
厚く成りすぎ脆くなるため、 １．０〜５ミクロンとし
た。
与することが出来ず、５ミクロンをこえると一層どして
厚く成りすぎ脆くなるため、 １．０〜５ミクロンとし
た。
以下、本発明に関し具体的に説明する。
［実施例１〕
市販のＷＣ粉末（平均粒度５．０μｍ ） ’］”
ｊＣ粉末（同１．．０μｍ） ＴａＣ粉末（１−
，５μｍ）及び結合相としてＣｏ粉末を使用して、一般
に旋削用の基体に使用されるＪＩＳ Ｍ２０相当（組
成８６ Ｗ Ｃ−２Ｔ ｉ Ｃ−５Ｔ ａ Ｃ−７Ｃｏ
）になるように配合した。これらの粉末を配合し、混
合路ｆ後、乾燥した接、プレス成形し、真空中１４００
℃でｌｈｒ焼結したのち、Ｓ Ｎ Ｐ ４．３２の形状
に加工した。また、このチップをＭ’ｒ−ＣＶＤ反応炉
中に設置し、Ｈ，ガスを流しながら、８００度Ｃまで昇
温した。８００度ＣよりＴｉＣｌ４２％、ＣＨ３０Ｎ
２％、Ｊ−（、残からなる混合気体を流量７リツター
／ ｍ ｉ ｎ 圧力４．０ ｍ ｍ Ｈｇの条件で
供給し０． ５時間反応させ基体上にＴ１ＣＮを２ミク
ロン被覆した。そのチップを、さらに１０００度Ｃまで
昇温し、混合気体をＴｉＣｌ４２％、ＣＨ，２％の組成
に変え６時間反応させ基体上にＴｉＣを６ミクロン形成
させた。
ｊＣ粉末（同１．．０μｍ） ＴａＣ粉末（１−
，５μｍ）及び結合相としてＣｏ粉末を使用して、一般
に旋削用の基体に使用されるＪＩＳ Ｍ２０相当（組
成８６ Ｗ Ｃ−２Ｔ ｉ Ｃ−５Ｔ ａ Ｃ−７Ｃｏ
）になるように配合した。これらの粉末を配合し、混
合路ｆ後、乾燥した接、プレス成形し、真空中１４００
℃でｌｈｒ焼結したのち、Ｓ Ｎ Ｐ ４．３２の形状
に加工した。また、このチップをＭ’ｒ−ＣＶＤ反応炉
中に設置し、Ｈ，ガスを流しながら、８００度Ｃまで昇
温した。８００度ＣよりＴｉＣｌ４２％、ＣＨ３０Ｎ
２％、Ｊ−（、残からなる混合気体を流量７リツター
／ ｍ ｉ ｎ 圧力４．０ ｍ ｍ Ｈｇの条件で
供給し０． ５時間反応させ基体上にＴ１ＣＮを２ミク
ロン被覆した。そのチップを、さらに１０００度Ｃまで
昇温し、混合気体をＴｉＣｌ４２％、ＣＨ，２％の組成
に変え６時間反応させ基体上にＴｉＣを６ミクロン形成
させた。
次に混合気体をＣＯ２２％ Ａ］、Ｃ１０２％Ｈ２残か
らなる混合気体を流Ｎ７リツター／ ｍ ｉ ｎ圧力４
０ ｍ ｍ ｌ−（ｇの条件で供給し４時間反応させ基
体」二に２ミクロンの被覆層を形成させた。
らなる混合気体を流Ｎ７リツター／ ｍ ｉ ｎ圧力４
０ ｍ ｍ ｌ−（ｇの条件で供給し４時間反応させ基
体」二に２ミクロンの被覆層を形成させた。
このチップを市販のＴｉＣ６ミクロン−Ａ１２０３２ミ
クロンのチップと切削試験を以下の条件で実施した。
クロンのチップと切削試験を以下の条件で実施した。
切削試験の条件は構造用鋼の丸棒に４カ所に１ＯＩｎ
ｍ幅の治を入れ、機械的な衝撃が加わる条イ１で実施し
た。
ｍ幅の治を入れ、機械的な衝撃が加わる条イ１で実施し
た。
切削速度 １８０ｍ／ｍｊｎ
送り ０． ４−ｍｍ／ｒｅＶ
切込み ２．０ｍｍ
その結果、本発明の被覆−に具は３０００回の衝撃に対
しても欠損せず、正常な摩耗を示したのに対し、市販の
チップは数回の衝撃で欠損した。
しても欠損せず、正常な摩耗を示したのに対し、市販の
チップは数回の衝撃で欠損した。
さらに耐摩耗性を比較するため同様な切削条件で丸棒を
使用して行った。３０分切削後の逃げ面最大摩耗量は本
発明チップ ０．３２ｍｍ市販チップ０．２８ｍｍと大
差なかった。
使用して行った。３０分切削後の逃げ面最大摩耗量は本
発明チップ ０．３２ｍｍ市販チップ０．２８ｍｍと大
差なかった。
［実施例２〕
実施例〕と同様なチップを使用して、気体の流量、反応
時間を種々変化させ第１表に１〜８の膜質、膜厚のチッ
プを作成した。
時間を種々変化させ第１表に１〜８の膜質、膜厚のチッ
プを作成した。
実施例１と同様な切削条件でテストした結果についても
第１表に併記した。
第１表に併記した。
第１表の結果より、耐欠損性では、衝撃回数に大きな差
があるが、耐摩耗性に関しては同等か多少優れる程度で
ある。従って耐摩耗性に関しては中間層に複層の皮膜を
生成し膜の微細化を計り、最外層に窒化チタンを行う等
、膜質により向上させることも可能である。
があるが、耐摩耗性に関しては同等か多少優れる程度で
ある。従って耐摩耗性に関しては中間層に複層の皮膜を
生成し膜の微細化を計り、最外層に窒化チタンを行う等
、膜質により向上させることも可能である。
［発明の効果〕
本発明の被覆超硬質合金工具は皮膜と基体界面に生ずる
脱炭層の生成防止をはかることにより刃先強度を増し、
耐欠損性を向上させたものであり、被覆工具の欠点であ
る断続切削を含む分野へより適用範囲を広げた工具であ
る。
脱炭層の生成防止をはかることにより刃先強度を増し、
耐欠損性を向上させたものであり、被覆工具の欠点であ
る断続切削を含む分野へより適用範囲を広げた工具であ
る。
Claims (1)
- 周期律表の４ａ，５ａ，６ａ族の炭化物、窒化物、炭窒
化物の１種以上と、Ｆｅ族、Ｃｒ族の１種以上よりなる
超硬質合金を基体とし、基体上に内層が０．５−１０ミ
クロンの有機ＣＮ化合物を反応ガスとするＣＶＤ法によ
る炭窒化チタン、中間層が１．０−１０ミクロンのＣＶ
Ｄ法による炭化チタン、窒化チタン、炭窒化チタンの１
種または２種以上、最外層として０．５−５ミクロンの
ＣＶＤ法による酸化アルミニウムまたは／および窒化チ
タンを被覆したことを特徴とする被覆超硬質合金工具
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19983589A JPH0364469A (ja) | 1989-08-01 | 1989-08-01 | 被覆超硬質合金工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19983589A JPH0364469A (ja) | 1989-08-01 | 1989-08-01 | 被覆超硬質合金工具 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0364469A true JPH0364469A (ja) | 1991-03-19 |
Family
ID=16414434
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19983589A Pending JPH0364469A (ja) | 1989-08-01 | 1989-08-01 | 被覆超硬質合金工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0364469A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0734250A (ja) * | 1991-06-07 | 1995-02-03 | Hitachi Tool Eng Ltd | 被覆超硬工具 |
| JPH07328809A (ja) * | 1994-05-31 | 1995-12-19 | Mitsubishi Materials Corp | 硬質被覆層がすぐれた層間密着性を有する表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具 |
| US5981078A (en) * | 1995-08-19 | 1999-11-09 | Widia Gmbh | Composite body and process for its production |
| JP2004509773A (ja) | 2000-08-11 | 2004-04-02 | ケンナメタル インコーポレイテッド | クロム含有セメンテッドタングステンカーバイド被覆切削インサート |
| JP2007035311A (ja) * | 2005-07-22 | 2007-02-08 | Toyota Motor Corp | 組電池 |
| JP2014000674A (ja) * | 2000-08-11 | 2014-01-09 | Kennametal Inc | 被覆切削インサート |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6389202A (ja) * | 1986-09-30 | 1988-04-20 | Mitsubishi Metal Corp | 安定した使用寿命を示す表面被覆硬質合金製切削工具 |
| JPS63103072A (ja) * | 1986-10-17 | 1988-05-07 | Hitachi Tool Eng Ltd | 表面被覆超硬合金の製造方法 |
-
1989
- 1989-08-01 JP JP19983589A patent/JPH0364469A/ja active Pending
Patent Citations (2)
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