JPH04504085A

JPH04504085A - 多層被覆硬結カーバイド差込み刃

Info

Publication number: JPH04504085A
Application number: JP2504384A
Authority: JP
Inventors: ブライアント　ウイリアム　エイ; グラブ　ジヨージ　ピイ
Original assignee: Kennametal Inc
Current assignee: Kennametal Inc
Priority date: 1989-03-17
Filing date: 1990-02-16
Publication date: 1992-07-23
Anticipated expiration: 2009-08-17
Also published as: KR920700084A; EP0463000B1; EP0463000A4; JPH0661646B2; CA1327277C; BR9001433A; ES2029983T3; KR0121790B1; DE69013678D1; EP0463000A1; WO1990011156A1; DE69013678T2; AU5194590A; ES2029983T1; AU631199B2; MX172507B

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】多層被覆硬結カーバイド差込み刃背景技術本発明は被覆カーバイド硬結金属切削差込み刃に、特に割り出し可能なタイプのものに関する。

割り出し可能コバルト被覆硬結タングステンカーバイド差込み刃の金属切削能力に対する種々の被覆材料の主要な長所は良く文書化されている。酎摩耗性（低速の切削で重要である）はチタンカーバイド（又は浸炭窺化チタン）で提供される。一般に、工具と工作物間の化学的相互作用（クレータ形成）に対する抵抗は、その材料が非常に低い自由エネルギーしか生成しないために、主にアルミナにより提供される。窒化チタンは工兵対工作物間の摩擦とエッジ部の盛り上がりの発生を低減すると見なされている。更に、その光沢のある金色は、被覆工具の市場性を強化し、そして工具の摩滅がより容易に観察出来るようにする。

これらの材料の結合された利点が、第一世代の多層被覆差込み工具に利するように使用されている。例は被覆系、チタンカーバイド／浸炭窒化チタン／窒化チタンとチタンカーバイド／窒化チタンを包含する。追加的利益が、レイヤーの厚みの最適化、レイヤー数、そしてレイヤーの堆積のシーケンスを通じて改良された性能を達成するように設計された第二世代多層被覆に対して期待される。

割り出し可能コバルトのタングステンカーバイド硬結差込み刃に適用される化学蒸着（ＣＶＤ）被覆において粒度を低減する利点はよく知られている。アルミナレイヤーでの粒度を低減するのに最も良く使用されている方法は、アルミナレイヤー間にチタンカーバイド、浸炭窒化チタン、或は窒化チタンの町レイヤーを堆積させることによりアルミナレイヤーの堆積を周期的に中断することである。この方法においては、各々の連続アルミナレイヤーは核を再形成し、そして粒子の成長が最小化される。このプロセスの長所が、Ｄｒｅｙｅｒ氏とＫｏｌａｓｋａ氏により、（’Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ａｎｄＴｏｏｌ　Ｉ、ｉｆｅ　Ｂｅｈａｖｉｏｒ　６ｆ　５ｕｐｅｒ−Ｗｅａｒ　Ｒｅ５ｉｓｔａｎｔ　Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ　Ｃｏａｔｉｎｇｓ　ｏｎ　Ｈａｒｄｍｅｔａｌｓ”）のタイトル名で、Ｍｅｔａｌｓ　５ｏｃｉｅｔｙ誌（ｂｏｏｋ２７ｇ）ロンドン、イングランド（１９８２）、１１２−１１７頁で論証された。

市販の多層アルミナ被覆割り出し可能差込み刃で熱間１１４　（５４ＨＲＣ）　、チルド鋳鉄、そしてインコネル７１８を切削する時、逃げ面耐摩耗性における顕著な改善が！ｌｌａｇれている。これらの差込み刃は、チタンカーバイド、浸炭窒化チタン、窒化チタン、そして三層の窒化チタンにより分ｍされた４層のアルミナから成る１０層の被覆を利用した（Ｓｃｈｉｎｔｅ１ｍｅｉｓｔｅｒ氏その他による、タイトル名”Ｃｕｔｔｉｎｇ　ＴｏｏｌＭａｔｅｒｉａｌｓ　Ｃｏａｔｅｄ　ｂｙ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、Ｗｅａｒ。

１００　（１９８４）、１５３−１６９頁に記載）。

逃げ面とクレータの摩耗の両方の性能における改善が、１９層の窒化チタンと１９層のアルミナとで積層された初期３ミクロンの厚みのチタンカーバイドで、合計６ミクロンの厚みを有する多層アルミナ被覆差込み刃に対して論証されている。従来の６ミクロン厚みのチタンカーバイドと５ミクロン／１ミクロン厚みの窒化チタン／アルミナ被覆差込み刃に対して切削加工試験をした時、アルミナ多層差し込み刃はＣ６０スチールの加工試験においてより優れたクレータ及び逃げ面耐摩耗性を示した。

このアルミナ多層被覆の優れた能力はＣＫ４５ＫＮスチールの断続切削中においても又観察された（Ｄ　ｒ　ｅ　ｙ　ｅｒ氏その他、英国特許出願番号ＧＢ２０４８９６０Ａ）。

出願者はエツジ強度、耐変形性、クレータ耐摩耗性、そして逃げ面耐摩耗性の優れた組み合せを驚くほど有し、炭素鋼や合金鋼、ねずみ鋳鉄、ノジュラー鋳鉄の連続及び断続加工などの広範囲の金属切削適用において市場で競争力を持たせることが出来る多層被覆カーバイド焼結切削差込み刃を発見した。

発明の概要切削差込み刃は、それらの接合部が切削エツジと成るすくい面と逃げ面を有する本体で提供される。その切削差込み刃は一つ以上の切削エツジを有する割り出し可能タイプのものが望ましい。この本体は、その上に接着された被覆を有する硬結カーバイド基板から構成される。

本発明に従って、硬結カーバイド基板は主に、（１）タングステンカーバイド粒、（２）タングステンと、チタン、ハフニューム、ジルコニューム、タンタラム、そしてニオーブから成るグループから選択された元素を含有する固溶体カーバイド粒と、（３）６．１から６．５ｆｆｉ量パーセント（Ｗｌｏ）コバルトから構成される。

基板は９０．８から９１．６のロックウェルＡ硬度を有し、そして１１０から１８０のエルステッドの磁気保磁力を有することを特徴とする。

望ましくは、タングステンカーバイドは少なくとも基板の８０ｗ１０を、更に前記基板の少なくとも８５ｗ１０を形成するのが望ましい。コバルトは前記基板の約６．２から６．４ｗ１０であるのが箪ましい。チタン、ニオーブ、そしてタンタラムがそれぞれ基板の１．７から２．３．１．２から１．８、そして３．２から３．８ｗ／。

であるのが望ましい。基板の硬度は９１．０から９１．６０ツクウエルＡであるのが盟ましく、そして磁気保持力は１２０から１６０エルステツドであるのが盟ましい。

本発明による被覆は、基板に接着された裏当てレイヤー、その裏当てレイヤーに接着された作用レイヤー、そしてその作用レイヤーに接着された仕上げレイヤーの３層から構成される。裏当てレイヤーは少なくとも５．０ミクロンの厚みを有し、そしてチタン、ハフニューム、そしてジルコニュームのカーバイドや浸炭窒化物のグループから単独で、又は相互に結合して選択された二つ以上のレイヤーから構成される。裏当てレイヤーは均一か又は変動のいずれかの化学量論の浸炭窒化チタンであることが望ましい。裏当てレイヤーはチタンカーバイドレイヤーを選択的に包含しても良く、菫ましくはカーバイド基板に直接的に接着されても良い。

作用レイヤーは、交互に積層されたアルミナのサブレイヤーと、チタン、ジルコニューム、そしてハフニュームの窒化物のグループから単独で、或は結合して゛選択された窒化物レイヤーとから構成される。窒化物レイヤーにより分離された少なくとも２層以上のアルミナレイヤーがある。作用レイヤーは、アルミナレイヤー又は裏当てレイヤーに直接的に接着された窒化物レイヤーのいずれから始められても良い。各アルミナレイヤーは約１゜５ミクロン以下の、望ましくは０．５から１．０ミクロンの呼び厚みを有し、平均アルミナ粒度が約０．１５から０．５ミクロンの間となるように、故に高硬度と優れた耐クレータ摩耗性のものとなることを保証する。各アルミナサブレイヤーは分離されており、そして約１．０ミクロン、又はそれ以下の好適厚み、望ましくは約０．２から　１．０ミクロン以下の厚みを有する窒化物サブレイヤー、Δましくけ窒化チタンにより次のアルミナサブレイヤーに接着されている。

仕上げレイヤーは作用レイヤー内の最外アルミナサブレイヤーに接着されており、そしてチタン、ハフニューム、そしてジルコニュームの浸炭窒化物又は窒化物のグループから単独、又は結合して選択された二つ以上のサブレイヤーを有する。仕上げレイヤーは菫ましくは全体で０．２から４　ミクロンの厚みを有する窒化チタンから形成される。

交代的形態において、仕上げレイヤーは最終サブレイヤーに接着された浸炭窒化チタンの内部レイヤーと、それから窒化チタンの最外レイヤーとの２つのサブレイヤーから構成される。この最後の形態において、浸炭窒化チタンサブレイヤーは約０．２ミクロンから１．０ミクロンの好適厚みを有し、そして窒化チタンサブレイヤーは約０．３ミクロンから３．０ミクロン、望ましくは０．３から２．０ミクロンの厚みを有する。

本発明のこれらと他の局面は以下に簡略的に示される図に関連して本発明の次の詳細な説明により更に明白となろう。

図面の簡単な説明図１は本発明による切削差込み刃の形態の等角図を示す。

図２は本発明による基板の典型的微細構造を示す（１５００パーセント拡大）。

図３は本発明による被覆の好適形態の横断面図を示す。

発明を実施するための最良の形態本発明に従って、多層硬結カーバイド金属切削差込み刃１０が図１に示されるように提供されている。切削差込み刃１０は、すくい面１２と逃げ面１４が接合して切削エツジ１６を形成する本体を有する割り出し可能で、可逆タイプのものが亘ましい。

図２及び図３に示されるように、本体はそれに接着された被覆３４を有する硬結カーバイド基板３２から構成される。微細組織検査写真（図２）に示され冬ように、硬結カーバイド基板は、主にタングステンカーバイド粒（明仄色相）、タングステンと、そしてチタン、ハフニューム、ジルコニューム、タンタラム、そしてニオープのグループから選択された一つ以上の元素を含有する固溶体カーバイド粒（暗仄色相）、そして６．１から６．５Ｗ１０コバルト（白色相）から構成される。　基板は９０．８から９１．６０ツクウエルＡの硬度であり、そして磁気的強度は１１０から１８０エルステツドであることを特徴とする。

硬結カーバイド基板のコバルト含有は約６．２から６゜４ｗ１０であることが盟ましい。コバルト含有量、タングステン粒度（或は磁気的保磁力で測定される結合剤相）、そして望ましくは９１．０から９１．６の硬度の組み合せにおいて、その基板は耐変形性や、本発明による被覆と組み合わさって非常にその独特の切削能力を高める耐久性（或はエツジ強度）の独特の組み合せを有することが出来ると出願者は信じている。磁気的保磁力は約１２０から１６０エルステツドが望ましい。

チタン、タンタラム、そして二オープは又固溶体カーバイドとして存在するのが菫ましい。チタンは粒度制御や耐変形性のために添加される一方で、タンタラムや／又はニオープは耐熱的衝撃性のために添加される。本発明による好適構成においては、基板は約１．７から２．３Ｗ１０のチタンと４，４から５．６ｗ１０のタンタラムとニオープの合計を含有し、３．２から３．８ｗ１０のタンタラムと１．２から１．８ｗ１０のニオーブが最も菫ましいＯ基板は、８８パ一セント以上（８８から９８パーセントがより望ましい）の磁気飽和を有し、そしてＡタイプのみ、或は最悪でもＡとＢタイプの多孔性を含むのが望ましい。

基板のタングステンカーバイドの含有率は少なくとも８０ｗ１０が菫ましく、更に少なくとも８５ｗ１０がより認ましい。

本発明による被覆（図３参照）は、基板３２に接着された裏当てレイヤー３６、裏当てレイヤー３６に接着覧、された作用レイヤー３８、そして作用レイヤー３８に接着された仕上げレイヤー４０の３つの主レイヤー、又はセクションから成る。

裏当てレイヤー３６はチタン、ハフニューム、ジルコニュームのカーバイドや浸炭窒化物のグループから単独で、又は互いに結合して選択された二つ以上のレイヤー又はサブレイヤーから形成される。裏当てレイヤーはチタンカーバイドと／又は浸炭窒化チタンだけで構成されるのが菫ましい。裏当てレイヤーは浸炭窒化チタンの単一レイヤーから構成され、そして約５から８ミクロン、盟ましくは約５．５から７．５ミクロン、そして更に望ましくは約５．５から７．０ミクロンの厚みを有するのが最も認ましいことが解っている。逃げ面に対する耐摩耗性は裏当てレイヤーの厚みに比例することが解っている。

浸炭窒化チタン裏当てレイヤーは単一の化学的性質のもの、或はそれは等級付けられる、即ち、その厚みを通じて窒素に対する炭素が変化する、例えば、基板から離れる方向において炭素が減少するものであっても良い。

作用レイヤー３８は、アルミナ４２のサブレイヤーと、チタン、ジルコニューム、そしてハフニュームの窒化物のグループから単独で、又は結合して選択された窒化物４４のサブレイヤーとが交互に積層されている。作用レイヤーは裏当てレイヤーに直接的に接着されたアルミナ或は窒化物サブレイヤーで開始しても良い。強化されたクレータ耐摩耗性を有する高硬度のアルミナサブレイヤーを得るために、各アルミナレイヤーは、望ましくは約０．１５から０．５ミクロンの範囲の中間粒度の微細粒度を有していなければならない。この微細粒度は各アルミナレイヤーを約１．５ミクロン以下、望ましくは約０．５から１．０　ミクロンの厚みを保持することにより得られる。耐クレータ摩耗性を最大にするために、少なくとも２層以上、菫ましくは３層、４層の上述のタイプのアルミナサブレイヤー４２が提供される。各々のアルミナサブレイヤーは望ましくは窒化チタンである窒化物サブレイヤーにより次のレイヤーから分離されている。この窒化物サブレイヤーは、微粒化耐クレータ摩耗性アルミナの積層厚みを増加させるアルミナサブレイヤーを分離するだけでなく、アルミナサブレイヤーを次のレイヤーに接着させる働きもする。出願者により行われた試験は、窒化チタンサブレイヤーがチタンカーバイド或は浸炭窒化チタンのいずれよりもアルミナサブレイヤーに対して良好な接着性を提供することを示す。各窒化物サブレイヤー４４の厚みは、下に在るアルミナサブレイヤーの完全な被覆を保証するために少なくとも約０．２　ミクロン以上であるべきであるが、それ以上の厚みを増加させる利点も無いので約１．０ミクロン以下であるべきである。

作用レイヤーは３から８ミクロンの合計の厚みを有し、そしてそれは３から５．５ミクロンがより望ましい。

作用レイヤー３８内の最終アルミナサブレイヤー４２に接着されるのが仕上げレイヤー４０である。この仕上げレイヤーは被覆３４に対して低摩擦表面を提供し、そして金属切削時における被覆上の金属増長を最小にするように設計されている。

仕上げレイヤー４０は、チタン、ハフニューム、そしてジルコニュームの浸炭窒化物や窒化物のグループから単独で、或は結合して選択された２７１以上のレイヤー又はサブレイヤーを包含する。仕上げレイヤーは０．２から４ミクロンの厚みを有する窒化チタンで形成されるのが菫ましい。図３に示された交代的形態において、仕上げレイヤー４０は最終アルミナサブレイヤー４２に接着された浸炭窒化チタンの内部サブレイヤー４６と、浸炭窒化サブレイヤー４６に接着された窒化チタンの最外サブレイヤー４８との２層のサブレイヤーから構成される。

この最後の形態において、浸炭窒化チタンサブレイヤーは望ましくは約０．２から１．０ミクロンの厚みを有し、そして窒化チタンサブレイヤーは認ましくは約０．３から３．０ミクロンの厚みを有し、更に０．３から２．０ミクロンがより菫ましい。

被覆厚みを増加すると、残留応力が被覆内で増加して、被覆の強度、或は統一性が低減し、金属切削能力が低下する。それ故に、被覆３４の合計の厚みは７．５から２０ミクロンの範囲内にあり、約８から１５ミクロンが望ましく、そして更に約９から１２．５ミクロンがより菫ましい。

上記の被覆は金属切削差込み刃の分野における当業者に既知の通常の化学蒸着プロセスにより適用されても良い。上記の窒化物被膜は又当業者には既知の物理的蒸着（ＰＶＤ）技術により適用されても良い。例えば、ここで説明される被覆においては、被覆レイヤーの全てが自動化ＣＶＤ技術により適用されても良いことが意図される。例えば、交代的に、仕上げレイヤー内の窒化チタンがＰＶＤ技術により適用されても良い。

本発明は、本発明に関して実例となることだけを意味する次の例を調べることにより更に明白となろう。

鼻　１に示された充填材料は、　７．１２５インチｘ１５インチの粉砕炉内で４５．０００グラムの硬結タングステンカーバイド環状体とへブタンと供に１９時間、１．２ミクロンの呼び粒度のＦｉｓｈｅｒ　５ｕｂｓｉｅｖｅ　５ｉｚｅ　（ＦＳＳＳ）（ＡＳＴＭ３３０−８２）を生成するために粉砕された。それで、粉砕されたスラリは４００メソシユのふるいを通じてシグマ乾燥機内に投入された。それで各々２パーセントと０．２５パーセントの液状パラフィンとエソミーンが添加され、そしてそのスラリはシグマ撹拌器内で乾燥された。それで結果として生成された混合物は０．０４０インチのスクリーンを通してフィッツミル粉砕された。

差込み刃はビル状に成形されて、約２５ミクロン真空圧の下で３０分間、華氏２６５０度で十分な密度に焼結された。焼結された生成物はそれから研磨されて、５ＮＧＮ−４３３（ＡＮＳＩ　Ｂ２１２．４−１９８６）形式割り出し可能差込み刃基板に仕上げられた。

−−Δ−−上ＦＳＳＳ呼び粒度　混合重量％　充填重量材料（ミクロン）　ＴＣＣｏ　Ｔａ　Ｔｉ　Ｎｂ　（ダラム）ＷＣ４，０５４，８２−−−−７・７６２ＷＴｉＣ２１，００，９２，０３，２２２，００，０４９ｎＴａｃ　１．６５　．２２　−　３．２８　−　−　３５ＯＮｂｃ　１．４５　．１９　−　−−　１．４６　１６５Ｃｏ　１．４６　−．０３　６．２７　−　−−　６３１焼結生成物（バッチｌ）の試験は、それが９８パーセントの磁気飽和、１５０エルステツドの磁気保磁力、そして９１．４から９１．５のロックウェルＡ硬度を有することを示した。タングステンカーバイド粒度は、１７ミクロンまでの最大粒度で１から７ミクロンの範囲に及んだ。固溶体カーバイド粒度は１から４ミクロンの範囲に及んだ（図２参照）。基板の多孔性はＡＯ２−Ｂｏｏ。

１−Ｃｏｏと見なされた。コバルトの増加、或は固溶体カーバイドの減少が基板表面上又は近辺では観察されなかりた。

基板に関する二度の追加的バッチ（バッチ１と２）は、上述と同様の呼び構成を有して行われ、そして上述と同様の方法で処理された。しかしながら、これらの２つのバッチは、真空中、華氏２６５０度で３０分間、それに続いて加圧下、華氏２６５０度で３０分間の焼結、そして更に３００ｐｓ　ｉアルゴン中、３０分間、華氏２６５０度で焼結することにより加圧焼結された。

バッチ２で焼結された生成物は９６バーセントの磁気飽和、１３０エルステツドの磁気保磁力、そして９１゜２のロックウェルＡ硬度を有した。タングステンカーバイド粒度は１から７ミクロンの範囲に及んだ。゛固溶体カーバイド粒度は１から４ミクロンの範囲に及んだ。基板の多孔性はＡＯ２−Ｂｏｏ−２−ＣＯＯであった。コバルトの増加と固溶体カーバイドの減少は基板表面から内部方向に各々約１４と１９．１ミクロン延長したところで観察された。

バッチ３で焼結された基板は９１パーセントの磁気飽和、１３８エルステツドの磁気保磁力、そして９１．４のロックウェルＡ硬度を有した。微細構造はバッチ１の微細構造と同様であった（即ち、コバルトの増加も固溶体カーバイドの減少もａ察されなかった）。

バッチ２と３からの基板は洗浄され、以下に概説される２つの呼び被覆構造の一つを提供するために生産規模のＣＶＤ反応器内で被覆処理された。

被ｍ１　被Ｐ１２裏当てレイヤー：５．５μ　Ｔ１ＣＮ　６．０μ　ＴｉＣＮ０１５μ　ＴｉＮに等級付けられたＴ１ＣＮ作用レイヤー：１．０μ　Ａｌ２Ｏ３１，０μ　Ａｌ２０３０．５μ　ＴｉＮ　Ｏ，５μ　ＴｉＮ１、Ｏｐ　Ａｌ２Ｏ３１，ｏｐ　Ａｌ２０３０・５μ　ＴｉＮ　Ｏ，５μ　ＴｉＮ１．０μ　Ａｌ２Ｏ３１，０μ　Ａｌ　２０３仕上げレイヤー：０．３μ　Ｔ１ＣＮ　Ｏ，３μ　Ｔ１ＣＮ立ＴｉＮ　Ｏ，７μＴｉ’Ｎ呼び合計被覆厚み　且　ｎ困り被覆ｌと２は　ゑ　２に示された方法ｌと２により各々適用された。

Ｈ２−６７，７９，８５，６７ＳＬＰＭ　時間−１４５，１５，１５，１５分Ｎ２−２０　ＳＬＰＭ　社−９２０／９６０℃ＣＨ４−２４．１２．６、ＯＳＬＰＭ　圧力−１２０トルＴ　ｉ　Ｃｌ　４−６．５ｇ／ｍ　ｉ　ｎ被覆タイプ２　（ＳＮＭＧ−４３３）で測定した。

バッチ２／被覆２（μ）　バッチ３／被覆２（μ）Ｔ　ｉＣＮ　６．５　６．８Ａ　Ｉ　２０３　１．０　１．０ＴｉＮ　Ｏ，３０，３ＡＩ２０３　０．８　０．８ＴｉＮ　Ｏ，４０，３ＡＩ２０３　０．７　０．５ＴｉＣＮ　Ｏ，３０，３ＴｉＮ　Ｏ，６０，９これらの差込み刃や上記の方法で主に作られた他の共通形状の差込み刃を使用した切削試験は、種々のスチールの旋削で優れた切削性能を、そして同ねずみ及びノジュラー鋳鉄の旋削において良好な切削性能を提供した。

本発明による差込み刃は又スチールと鋳鉄での断続切削試験において優れたエツジ強度を示した。

主に上記プロセスに従って作られた差込み刃はＳＮＭＧ−４３３形状（、ＯＯ２から、００４インチのホーン半径）で作られ、そして　ｋ　３の以下で説明されるスロット付バーエツジ強度試験を行った。利用されたスロット付バーは、各々が互いにバー長さに沿って刻まれた９０度をなす４本のスロットを有する。各々のスロット巾は３７１６インチであった。

−Ｊ二旦スロット付バーエツジ強度試験−−ＡＩＳＩ４１Ｌ５０スチールバッチ２　バッチ３　バッチ２　バッチ３被覆１　被覆１　被覆２　被覆２平均＊　５９７＋　３１０　４０９＋　３８７標準偏差　２２６　２７４　３５１　２１２６５０表面フィート／分での衝撃数バッチ２　バッチ３　バッチ２　バッチ３被覆ｌ　被覆１　被覆２　被覆２平均＊　５０２　４２１　６３６　５７７標準偏差　１５２　１５９　７７　１４７試験条件１５度リード角〆切削径４．５０インチから３．５０インチ（３５０ｓ　ｆ　ｍ）と５．７８インチから４．５８インチ（６５０ｓｆｍ）／送り速度：　０．０１４５．０．０２０１．０２４１．０２９１．０３６１．０４０１．０４６１．０５３インチ−破損まで各送り毎に１００回の衝撃１０．１００インチ切り込み深さ／冷却剤熱し＊各平均は７から８回の切削エツジ試験である。プラスの印は、試験が停止された時点で、少なくとも一つのエツジは８００回以上の衝撃を経験したことを示す。

上記と同様の方法で、追加的切削差込み刃はバッチ１基板を有しているが、以下の呼び被覆構造で実施された。

被？ｉ構造　３　４　５裏当テレイヤ　２．５ｐ　ＴｉＣ５，Ｏｐ　Ｔ１ＣＮ　２．５ｐ　ＴｉＣ２，５ μ　Ｔ１ＣＮ　２．５μ　Ｔ１ＣＮ作用レイヤー　１μ　Ａｌ２Ｏ３１μ　Ａｌ２Ｏ３１ｐ　Ａ１２０３０．５μ　ＴｉＮ００５μ　ＴｉＮ　Ｏ，５μ　ＴｉＮ１．Ｏｐ　Ａｌ２０３０．５μ　ＴｉＮ１μ　Ａｌ２Ｏ３１μ　Ａｌ２Ｏ３１μ　Ａｌ２０３０．５μ　ＴｉＮ　Ｏ，５ μ　ＴｉＮ　Ｏ，５μ　ＴｉＮ１．０μ　ＡＩ　２０３ｘ、Ｏｐ　Ａ　Ｉ　２０３　１．ｏｐ　Ａ　Ｉ　２０３仕上げレイヤー　０．５ −１．ＯＴｉＮ　Ｏ，５−１，ＯＴｉＮ　Ｏ，５−ｉ、ｏ　ＴｉＮ被覆形式３− ５を有するバッチ１切削差込み刃は以下の試験を受けた（　ム　４−１３）。

被覆３　６．８ｃｒ　７．２ｍｖ＋ｒ＊５．５ｃｒ　６．５被覆４　７．０ｍｗ　６．８ｍｗ　７．２ｃｒ　７．０被覆５　７．０ｍｗ　５．Ｏｃｈ＊　７．５ μｗ　６．５傘注意：被覆の剥がれが見られた。

旋削Ａｌ５１１０４５スチール（２００ＢＨＮ）７００ｓｆｍ／、０２３　ｉｐｒ／、０８０”　ｄｏｃＣＮＭＧ−４３２形式（，００１−，００２インチホーン半径） −５度リード角／冷却剤無し工具寿命基準：ｆｗ−−，０１５”均−逃げ面摩耗ｍｗ−−、、０３０″最大局所逃げ面摩耗ｃｒ−−，００４”クレータ摩耗ｃｈ−−，０３０チツプｂｋ−一破損一１＝互工具材料　工具寿命＆故障モード　平均被覆３　７．４μｗ　５．６ｍｗ＊　６．６ｍｗ＄　６．５被覆４　１２．４ｍｓ　１４．６ｍｗ　１３．０ｍｗ　１３．３被覆５　９．１μｗ　１２．２ｍｗ　１０．２ｍｗ　１’０．５傘注意：被覆の剥がれが見られた。

旋削Ａｌ５１１０４５スチール（２００ＢＨＮ）８５０ｓｆｍ／、０１５　ｉｐｒ／、０８０”　ｄｏｃＣＮＭＧ−４３２形式（，００１−，００２インチホーン半径） −５度リード角／冷却剤無し工具寿命基準：　Ａ　４と同様被覆４　１９．６ｃｒ　１７．７ｃｒ＋ｌｃ　１ｇ、４ｃｒ　１ｇ、６申注意：被覆の剥がれが見られた。

旋削Ａｌ５１１０４５スチール（２００ＢＨＮ）８５０ｓｆｍ／、０１５　ｉｐｒ／、０８０″　ｄｏｃＳＮＧＮ−４３３形式（，００１−，００３インチホーン半径）１５度リード角／冷却剤無し工具寿命基準二　ｋ　４と同様一Δ−ユ工具材料　工具寿命＆故障モード　平均被覆４　５．８ｆｗ　５．８ｆｗ　５．８ｆｗ旋削ＡＳＴＭＡ５３６　８０−５５−０６ノジユラー鋳鉄（２４８ＢＨＮ）６００ｓｆｍ／、０２０ｉｐｒ／、１００”　ｄｏｃＳＮＧＮ−４３３形式（，００１−，００３インチウオターフォールホーン）１５度リード角／冷却剤無し工具寿命基準：　＾　４と同様１Ｌ１工具材料　工具寿命＆故障モード　平均被覆３　１３．２ｆｗ　１４．８ｆｗ　１４．０被覆４　１７．０ｆｗ　１５．７ｃｒ　１６．４被覆５　１４．Ｏｆｗ　１２．８ｆｗ　１３．４旋削ＡＳＴＭ５３６　６５−４５−１２ノジユラー鋳鉄（１６３ＢＨＮ）８５０ｓｆｍ／、０２０ｉｐｒ／、１００”　ｄｏｃＳＮＧＮ−４３３形式（，００１−，００３インチウオターフォールホーン）１５度リード角／冷却剤無し工具寿命基準：　ム　４と同様被覆４　１７．５ｃｒ　３．Ｏｃｈ　１３．３ｃｒ　１１．３旋削ＡＳＴＭ　Ａ３３６　６５−４５−１２ノジユラー鋳鉄（１６３ＢＨＮ）８５０ｓｆｍ／、０２０ｉｐｒ／、１００”　ｄｏｃＳＮＧＮ−４３３形式（，００１−，００３インチウオターフオールホーン）１５度リード角／冷却剤無し工具寿命基準：　Ａ　４と同様被覆４　２０．６ｃｒ旋削ＡＳＴＭ　Ａ３３６　６５−４５−１２ノジユラー鋳鉄（１６３ＢＨＮ）７００ｓｆｍ／、０３０　ｉｐｒ／、１００”　ｄｏｅＳＮＧＮ−４３３形式（，００１−，００３インチウオターフォールホーン）１５度リード角／冷却剤無し工具寿命基準：４４と同様 −ｋ」ユ工具材料　工具寿命＆故障モード　平均被覆４　４．３ｆｗ　４．６ｆｗ　４．５フライカットフライス削りＡＳＴＭ　Ａ３３６　６０−４０−１８ノジユラー鋳鉄（１６３ＢＨＮ）７００ｓｆｍ／、０１５　ｉｐｔ／、１００”ｄｏｃＳＮＧＮ−４３３形式（，００１−，００３インチウオターフォールホーン）／冷却剤熱シ１５度リード角／８インチフライカット工具径／４インチ巾／２４インチ長／岡持ちタイプ工具寿命基準：ｆｗ−−，０１５”均−逃げ面摩耗ｃｒ−一、００４”　クレータ深さｃｈ−−，０３０”チップｂｋ−一破損一ノーユヱ工具材料　工具寿命＆故障モード　平均被覆４　ｇ、６ｃｒ　７．８ｆｗ　８．２フライカットフライス削りＡＳＴＭ　Ａ３３６　６０−４０−１８ノジユラー鋳鉄（１８２ＢＨＮ）７００ｓｆｍ／、００７ｉｐｔ／、１００”ｄｏｃＳＮＧＮ−４３３形式（，００１−，００３インチウオターフォールホーン）／冷却剤熱し１５度リード角／８インチフライカット工具径／４インチ巾／２４インチ長／岡持ちタイプ工具寿命基準：ｆｗ−−，０１５’均−逃げ面摩耗ｃｒ−−、００４″クレータ深さａｈ−−，０３０”チップｂｋ−一破損被覆４　４．４ｃｒ　５．Ｏｃｈ　４．７フライカツトフライス削りＡＳＴＭ　Ａ３３６　６０−４０−１８ノジユラー鋳鉄（１８２ＢＨＮ）１２００ｓｆｍ／、００７ｉｐｔ／、１００″ｄｏｃＳＮＧＮ−４３３形式（，００１−，００３イ゛ンチウオターフオールホーン）１５度リード角／８インチフライカット工具径／４インチ巾／２４インチ長／岡持ちタイプ工具寿命基準：ｆｗ−−，０１５″均−逃げ面摩耗（ｒ−−，００４”クレータ深さｃｈ−一、０３０”チップｂｋ−一破損前述の試験結果は本発明による切削差込み刃が耐逃げ面摩耗性、耐クレーター摩耗性と、そして連続及び断続加工運転の両方において長期間の工具寿命を提供するスチールの切削加工におけるエツジ強度との優れた結合を有することを示すと思われる。良好な工具寿命がノジュラー鋳鉄の加工において示された。

ここで言及された書類の全ては参考に取り入れられている。

本発明の他の形態はここで開示された本発明の明細書、又は実施の考察から当業者には明白となろう。明細と例が以下の請求の範囲により示されている本発明の真の範囲と精神とで、典塵例としてのみ考察されることが意図されている。

国際調査報告

Claims

【特許請求の範囲】

１．切削差込み刃において、すくい面と逃げ面を有する本体と、前記すくい面と前記逃げ面の接合部における切削エッジから構成され、前記本体は、主にタングステンカーバイド粒、タングステンと、チタン、タングラム、ニオーブ、ジルコニュームそしてハフニュームから成るグループから単独で、又は結合して選択された元素、そして６．１から６．５の重量バーセントコバルトを含有する固溶体カーバイド粒から成る硬結カーバイド基板、前記基板は少なくとも９０．８から９１．６のロックウエルＡの硬度と１１０から１８０エルステッドの磁気保磁力を保有する、前記基板に接着された被覆、前記被覆は前記基板に接着された、少なくとも５ミクロンの厚みを有し、そしてチタン、ハフニューム、そしてジルコニュームのカーバイド、浸炭窒化物から成るグループから単独で、又は結合して選択された裏当てレイヤーを包含する、チタン、ジルコニューム、そしてハフニュームの窒化物から単独、又は結合して選択された中間サブレイヤーにより互いに分離された少なくとも複数のアルミナサブレイヤーを包含する交互のサブレイヤーから構成された作用レイヤー、前記第一アルミナサブレイヤーは前記第ニレイヤーに接着されている、最外アルミナレイヤーに接着された仕上げレイヤーから構成され、前記仕上げレイヤーはチタン、ハフニューム、そしてジルコニュームの浸炭窒化物や窒化物から成るグループから単独で、又は結合して選択される、ここで前記サブレイヤー内の前記アルミナは約０．１５から０．５ミクロンの間の平均粒度を有することを特徴とする切削差込み刃。
２．前記基板の硬度は９１．０から９１．６ロックウエルＡであることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の切削差込み刃。
３．前記基板の磁気保磁力は１２０から１６０エルステッドであることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の切削差込み刃。
４．前記基板の磁気保磁力は１２０から１６０エルステッドであることを特徴とする請求の範囲第２項に記載の切削差込み刃。
５．コバルトは前記基板の６．２から６．４ｗ／ｏを形成することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の切削差込み刃。
６．コバルトは前記基板の６．２から６．４ｗ／ｏを形成することを特徴とする請求の範囲第２項に記載の切削差込み刃。
７．コバルトは前記基板の６．２から６．４ｗ／ｏを形成することを特徴とする請求の範囲第３項に記載の切削差込み刃。
８．コバルトは前記基板の６．２から６．４ｗ／ｏを形成することを特徴とする請求の範囲第４項に記載の切削差込み刃。
９．前記裏当てレイヤーはチタンカーバイドレイヤーを包含することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の切削差込み刃。
１０．前記裏当てレイヤーは浸炭窒化チタンから成ることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の切削差込み刃。
１１．前記中間サブレイヤーは窒化チタンレイヤーを包含することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の切削差込み刃。
１２．前記仕上げレイヤーは前記アルミナレイヤーの一つに接着された浸炭窒化チタン仕上げレイヤーと、前記浸炭窒化チタン仕上げレイヤーに接着された窒化チタン仕上げレイヤーとを包含することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の切削差込み刃。
１３．割り出し可能切削差込み刃において、すくい面と逃げ面を有する本体と、前記すくい面と逃げ面の接合部における切削エッジから構成され、前記本体は、主にタングステンカーバイド粒、チタン、タンタラム、ニオーブ、ジルコニュームそしてハフニュームから成るグループから単独で、又は結合して選択された元素、そして６．１から６．５のｗ／ｏのコバルトを含有するタングステン固溶体カーバイド粒から成る硬結カーバイド基板、前記基板は９０．８から９１．６のロックウエルＡの硬度と１１０から１８０エルステッドの磁気保磁力を保有する、前記基板に接着された被覆、前記被覆は裏当てレイヤー、作用レイヤー、そして仕上げレイヤーを包含し、前記基板に接着された前記裏当てレイヤーは浸炭窒化チタンのレイヤーを包含し、そして５から８ミクロンの厚みを有する、前記作用レイヤーは窒化チタン中間レイヤーにより互いに接着された複数の酸化アルミニュームサブレイヤーから構成され、前記アルミナレイヤーの各々は約１．５ミクロン以下の呼び厚みを有し、そして前記窒化チタンのレイヤーの各々は約０．２から１．０ミクロンの呼び厚みを有する、前記仕上げレイヤーは前記作用レイヤー内の最終酸化アルミニュームサブレイヤーに接着され、そして約０．２から４ミクロンの窒化チタンの厚みを有することを特徴とする割り出し可能切削差込み刃。