JPH0453642B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0453642B2 JPH0453642B2 JP60197402A JP19740285A JPH0453642B2 JP H0453642 B2 JPH0453642 B2 JP H0453642B2 JP 60197402 A JP60197402 A JP 60197402A JP 19740285 A JP19740285 A JP 19740285A JP H0453642 B2 JPH0453642 B2 JP H0453642B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cutting
- hard coating
- coating layer
- solid solution
- coated cutting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
この発明は、炭化タングステン（以下WCで示
す）基超硬合金または炭窒化チタン（以下TiCN
で示す）基サーメツトで構成された基体部材の表
面に、耐摩耗性のすぐれた硬質被覆層を蒸着する
ことにより切削寿命の延命化を可能ならしめた表
面被覆切削工具に関するものである。 〔従来の技術〕 従来、一般に、WC基超硬合金やTiCN基サー
メツトで構成された基体部材の表面に、Tiの炭
化物、窒化物、および炭窒化物（以下、それぞれ
TiC，TiN、およびTiCNで示し、かつこれを総
称してTiの炭・窒化物という）のうちの１種の
単層または２層以上の複層からなる硬質被覆層を
化学蒸着法（CVD法）や物理蒸着法（PVD法）
などを用いて、0.5〜10μmの平均層厚で蒸着して
なる表面被覆切削工具が知られている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 一方、近年の切削機械の自動化および省力化に
伴ない、切削工具にも一段の使用寿命の延命化が
要求されるようになつているが、上記の従来表面
被覆切削工具は、特に硬質被覆層の耐摩耗性が十
分でないために、これらの要求に満足に対応する
ことができないのが現状である。 〔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、上記の従来表面被覆切削工具に着目し、特に
これの硬質被覆層の耐摩耗性向上をはかるべく研
究を行なつた結果、従来表面被覆切削工具の硬質
被覆層を構成するTiの炭・窒化物にAlを固溶さ
せて、それぞれTiとAlの複合炭化物固溶体、複
合窒化物固溶体、および複合炭窒化物固溶体（以
下、それぞれ（Ti，Al）Ｃ，（Ti，Al）Ｎ、お
よび（Ti，Al）・CNで示し、かつこれを総称し
てTiとAlの複合炭・窒化物固溶体という）とす
ると、これらのTiとAlの複合炭・窒化物固溶体
で構成された硬質被覆層は、Alの固溶によつて
耐熱性、高温硬さ、および耐熱塑性変形性が一段
と向上し、切削に際してすぐれた耐摩耗性を示
し、切削寿命の延命化を可能にするという研究結
果を得たのである。 この発明は、上記研究結果にもとづいてなされ
たものであつて、 WC基超硬合金またはTiCN基サーメツトで構
成された基体部材の表面に，（Ti，Al）Ｃ，（Ti，
Al）Ｎ、および（Ti，Al）CNのうちの１種の単
層または２種以上の被覆からなる硬質被覆層を、
CVD法やPVD法などを用いて、0.5〜10μmの平
均層厚で蒸着してなる耐摩耗性のすぐれた表面被
覆切削工具に特徴を有するものである。 なお、この発明の表面被覆切削工具において、
硬質被覆層の平均層厚を0.5〜10μmと限定したの
は、その層厚が0.5μm未満では所望の耐摩耗性向
上効果が得られず、一方その層厚が10μmを越え
ると切刃部分に欠けやチツピングが発生し易くな
るという理由によるものである。 〔実施例〕 つぎに、この発明の表面被覆切削工具を実施例
により具体的に説明する。 実施例 １ 基体部分として、重量％で、WC−９％Co−８
％TiC−10％TaCからなる組成を有するWC基超
硬合金、並びにTiCN−12％Co−８％Mo−６％
Ni−15％WC−10％TaCからなる組成を有する
TiCN基サーメツトで構成され、かつJIS・
SNGN432に則した形状を有する切削チツプを用
意し、この切削チツプを公知のイオンプレーテイ
ング装置内に装入し、またこの装置内に置かれた
るつぼ内にはTi−Al合金（Al：20％含有）を入
れ、この状態で、まず装置内の真空度を５×10-5
torrの雰囲気とすると共に、切削チツプを500℃
に加熱し、ついで切削チツプに−1000Vの電位を
かけ、装置内にArガスを流通させて切削チツプ
の表面を十分に洗浄した後、Ar脱気し、引続い
てるつぼ内のTi−Al合金に電子ビームを照射し
て、これを溶融し、蒸発させ、同時に切削チツプ
への負荷電位を−700Vとすると共に、N2およ
び／またはC2H2（アセチレン）からなる反応ガス
を200c.c.／minの割合で流して、切削チツプの表
面にそれぞれ第１表に示される組成および平均層
厚を有する単層または複層の硬質被覆層を蒸着さ
せることにより本発明表面被覆切削工具１〜１１
を製造した。 また、比較の目的で、イオンプレーテイング装
置のるつぼ内に装入されるTi−Al合金に代つて、
Tiを用いる以外は同一の条件で、同じく第１表
に示される組成および平均層厚を有する単層また
は複層の硬質被覆層を蒸着することにより従来表
面被覆切削工具１〜８をそれぞれ製造した。 つぎに、この結果得られた各種の表面被覆切削
工具について、 被削材：SNCM439（硬さ：HB240）の丸棒、 切削速度：180ｍ／min 送り：0.3mm／rev.、 切込み：２mm 切削時間：20min、 の条件で鋼の連続切削試験、並びに、 被削材：SNCM439（硬さ：HB290）の角材、 切削速度：150ｍ／min、 送り：0.3mm／rev.、 切込み：３mm、
す）基超硬合金または炭窒化チタン（以下TiCN
で示す）基サーメツトで構成された基体部材の表
面に、耐摩耗性のすぐれた硬質被覆層を蒸着する
ことにより切削寿命の延命化を可能ならしめた表
面被覆切削工具に関するものである。 〔従来の技術〕 従来、一般に、WC基超硬合金やTiCN基サー
メツトで構成された基体部材の表面に、Tiの炭
化物、窒化物、および炭窒化物（以下、それぞれ
TiC，TiN、およびTiCNで示し、かつこれを総
称してTiの炭・窒化物という）のうちの１種の
単層または２層以上の複層からなる硬質被覆層を
化学蒸着法（CVD法）や物理蒸着法（PVD法）
などを用いて、0.5〜10μmの平均層厚で蒸着して
なる表面被覆切削工具が知られている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 一方、近年の切削機械の自動化および省力化に
伴ない、切削工具にも一段の使用寿命の延命化が
要求されるようになつているが、上記の従来表面
被覆切削工具は、特に硬質被覆層の耐摩耗性が十
分でないために、これらの要求に満足に対応する
ことができないのが現状である。 〔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、上記の従来表面被覆切削工具に着目し、特に
これの硬質被覆層の耐摩耗性向上をはかるべく研
究を行なつた結果、従来表面被覆切削工具の硬質
被覆層を構成するTiの炭・窒化物にAlを固溶さ
せて、それぞれTiとAlの複合炭化物固溶体、複
合窒化物固溶体、および複合炭窒化物固溶体（以
下、それぞれ（Ti，Al）Ｃ，（Ti，Al）Ｎ、お
よび（Ti，Al）・CNで示し、かつこれを総称し
てTiとAlの複合炭・窒化物固溶体という）とす
ると、これらのTiとAlの複合炭・窒化物固溶体
で構成された硬質被覆層は、Alの固溶によつて
耐熱性、高温硬さ、および耐熱塑性変形性が一段
と向上し、切削に際してすぐれた耐摩耗性を示
し、切削寿命の延命化を可能にするという研究結
果を得たのである。 この発明は、上記研究結果にもとづいてなされ
たものであつて、 WC基超硬合金またはTiCN基サーメツトで構
成された基体部材の表面に，（Ti，Al）Ｃ，（Ti，
Al）Ｎ、および（Ti，Al）CNのうちの１種の単
層または２種以上の被覆からなる硬質被覆層を、
CVD法やPVD法などを用いて、0.5〜10μmの平
均層厚で蒸着してなる耐摩耗性のすぐれた表面被
覆切削工具に特徴を有するものである。 なお、この発明の表面被覆切削工具において、
硬質被覆層の平均層厚を0.5〜10μmと限定したの
は、その層厚が0.5μm未満では所望の耐摩耗性向
上効果が得られず、一方その層厚が10μmを越え
ると切刃部分に欠けやチツピングが発生し易くな
るという理由によるものである。 〔実施例〕 つぎに、この発明の表面被覆切削工具を実施例
により具体的に説明する。 実施例 １ 基体部分として、重量％で、WC−９％Co−８
％TiC−10％TaCからなる組成を有するWC基超
硬合金、並びにTiCN−12％Co−８％Mo−６％
Ni−15％WC−10％TaCからなる組成を有する
TiCN基サーメツトで構成され、かつJIS・
SNGN432に則した形状を有する切削チツプを用
意し、この切削チツプを公知のイオンプレーテイ
ング装置内に装入し、またこの装置内に置かれた
るつぼ内にはTi−Al合金（Al：20％含有）を入
れ、この状態で、まず装置内の真空度を５×10-5
torrの雰囲気とすると共に、切削チツプを500℃
に加熱し、ついで切削チツプに−1000Vの電位を
かけ、装置内にArガスを流通させて切削チツプ
の表面を十分に洗浄した後、Ar脱気し、引続い
てるつぼ内のTi−Al合金に電子ビームを照射し
て、これを溶融し、蒸発させ、同時に切削チツプ
への負荷電位を−700Vとすると共に、N2およ
び／またはC2H2（アセチレン）からなる反応ガス
を200c.c.／minの割合で流して、切削チツプの表
面にそれぞれ第１表に示される組成および平均層
厚を有する単層または複層の硬質被覆層を蒸着さ
せることにより本発明表面被覆切削工具１〜１１
を製造した。 また、比較の目的で、イオンプレーテイング装
置のるつぼ内に装入されるTi−Al合金に代つて、
Tiを用いる以外は同一の条件で、同じく第１表
に示される組成および平均層厚を有する単層また
は複層の硬質被覆層を蒸着することにより従来表
面被覆切削工具１〜８をそれぞれ製造した。 つぎに、この結果得られた各種の表面被覆切削
工具について、 被削材：SNCM439（硬さ：HB240）の丸棒、 切削速度：180ｍ／min 送り：0.3mm／rev.、 切込み：２mm 切削時間：20min、 の条件で鋼の連続切削試験、並びに、 被削材：SNCM439（硬さ：HB290）の角材、 切削速度：150ｍ／min、 送り：0.3mm／rev.、 切込み：３mm、
【表】
切削時間：3min、
の条件で鋼の断続切削試験をそれぞれ行ない、前
者の連続切削試験では、切刃の逃げ面摩耗幅とす
くい面摩耗深さを測定し、また後者の断続切削試
験では、10個の試験切刃のうちの欠損発生数を測
定した。これらの測定結果を第１表に示した。 実施例 ２ 基体部材として、上記実施例１で用いたと同じ
組成を有するWC基超硬合金で構成され、かつ直
径：６mm×長さ：50mmの寸法をもつた２枚刃エ
ンドミルを用意し、これを実施例１で用いたと同
じイオンプレーテイング装置に装入し、硬質被覆
層形成時の２枚刃エンドミルへの負荷電位を−
300Vとする以外は、実施例１におけると同一の
条件で、２枚刃エンドミルの表面に、それぞれ第
２表に示される組成および平均層厚を有する単層
または複層の硬質被覆層を蒸着することにより本
発明表面被覆切削工具Ａ〜Ｄおよび従来表面被覆
切削工具Ａ〜Ｄをそれぞれ製造した。
者の連続切削試験では、切刃の逃げ面摩耗幅とす
くい面摩耗深さを測定し、また後者の断続切削試
験では、10個の試験切刃のうちの欠損発生数を測
定した。これらの測定結果を第１表に示した。 実施例 ２ 基体部材として、上記実施例１で用いたと同じ
組成を有するWC基超硬合金で構成され、かつ直
径：６mm×長さ：50mmの寸法をもつた２枚刃エ
ンドミルを用意し、これを実施例１で用いたと同
じイオンプレーテイング装置に装入し、硬質被覆
層形成時の２枚刃エンドミルへの負荷電位を−
300Vとする以外は、実施例１におけると同一の
条件で、２枚刃エンドミルの表面に、それぞれ第
２表に示される組成および平均層厚を有する単層
または複層の硬質被覆層を蒸着することにより本
発明表面被覆切削工具Ａ〜Ｄおよび従来表面被覆
切削工具Ａ〜Ｄをそれぞれ製造した。
第１表に示される結果から、本発明表面被覆切
削工具１〜１１は、従来表面被覆切削工具１〜８
に比して、これを構成する硬質被覆層が耐摩耗性
にすぐれているので、断続切削で同等の耐欠損性
を示した上で、連続切削では一段とすぐれた耐摩
耗性を示し、使用寿命の延命化がはかれることが
明らかであり、このことは第２表における本発明
表面被覆切削工具Ａ〜Ｄと従来表面被覆切削工具
Ａ〜Ｄとの比較からも明らかである。 上述のように、この発明の表面被覆切削工具
は、その表面に蒸着された硬質被覆層が従来表面
被覆切削工具を構成する硬質被覆層に比して一段
とすぐれた耐摩耗性を有するので、長期に亘つて
すぐれた切削性能を発揮し、長い使用寿命を示す
など工業上有用な特性を有するのである。
削工具１〜１１は、従来表面被覆切削工具１〜８
に比して、これを構成する硬質被覆層が耐摩耗性
にすぐれているので、断続切削で同等の耐欠損性
を示した上で、連続切削では一段とすぐれた耐摩
耗性を示し、使用寿命の延命化がはかれることが
明らかであり、このことは第２表における本発明
表面被覆切削工具Ａ〜Ｄと従来表面被覆切削工具
Ａ〜Ｄとの比較からも明らかである。 上述のように、この発明の表面被覆切削工具
は、その表面に蒸着された硬質被覆層が従来表面
被覆切削工具を構成する硬質被覆層に比して一段
とすぐれた耐摩耗性を有するので、長期に亘つて
すぐれた切削性能を発揮し、長い使用寿命を示す
など工業上有用な特性を有するのである。
Claims (1)
- １ 炭化タングステン基超硬合金または炭窒化チ
タン基サーメツトで構成された基体部材の表面
に、TiとAlの複合炭化物固溶体、複合窒化物固
溶体、および複合炭窒化物固溶体のうちの１種の
単層または２種以上の複層からなる平均層厚：
0.5〜10μmの硬質被覆層を蒸着してなる耐摩耗性
のすぐれた表面被覆切削工具。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60197402A JPS6256565A (ja) | 1985-09-06 | 1985-09-06 | 耐摩耗性のすぐれた表面被覆硬質部材 |
| JP5199169A JP2699816B2 (ja) | 1985-09-06 | 1993-07-16 | 耐摩耗性のすぐれた表面被覆スローアウェイチップ |
| JP5199168A JP2699815B2 (ja) | 1985-09-06 | 1993-07-16 | 耐摩耗性のすぐれた表面被覆エンドミル |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60197402A JPS6256565A (ja) | 1985-09-06 | 1985-09-06 | 耐摩耗性のすぐれた表面被覆硬質部材 |
| JP5199169A JP2699816B2 (ja) | 1985-09-06 | 1993-07-16 | 耐摩耗性のすぐれた表面被覆スローアウェイチップ |
Related Child Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5199169A Division JP2699816B2 (ja) | 1985-09-06 | 1993-07-16 | 耐摩耗性のすぐれた表面被覆スローアウェイチップ |
| JP5199168A Division JP2699815B2 (ja) | 1985-09-06 | 1993-07-16 | 耐摩耗性のすぐれた表面被覆エンドミル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6256565A JPS6256565A (ja) | 1987-03-12 |
| JPH0453642B2 true JPH0453642B2 (ja) | 1992-08-27 |
Family
ID=26510346
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60197402A Granted JPS6256565A (ja) | 1985-09-06 | 1985-09-06 | 耐摩耗性のすぐれた表面被覆硬質部材 |
| JP5199169A Expired - Lifetime JP2699816B2 (ja) | 1985-09-06 | 1993-07-16 | 耐摩耗性のすぐれた表面被覆スローアウェイチップ |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5199169A Expired - Lifetime JP2699816B2 (ja) | 1985-09-06 | 1993-07-16 | 耐摩耗性のすぐれた表面被覆スローアウェイチップ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (2) | JPS6256565A (ja) |
Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0784641B2 (ja) * | 1987-04-23 | 1995-09-13 | 日新製鋼株式会社 | 装飾パネル建材 |
| AT394680B (de) * | 1988-02-03 | 1992-05-25 | Boehler Gmbh | Linien- schneidmesser fuer die bearbeitung von flaechigem material |
| JP2540905B2 (ja) * | 1988-03-29 | 1996-10-09 | 三菱マテリアル株式会社 | 表面被覆硬質材料製切削工具 |
| JPH02311211A (ja) * | 1989-05-26 | 1990-12-26 | Kobe Steel Ltd | 超硬ドリル |
| JP2580330B2 (ja) * | 1989-06-14 | 1997-02-12 | 神鋼コベルコツール株式会社 | 耐摩耗性皮膜 |
| DE69020719T2 (de) * | 1989-09-29 | 1995-11-02 | Sumitomo Electric Industries | Oberflächenbeschichtete hartwerkstoffe für schneidende und verschleissfeste werkzeuge. |
| JPH04103755A (ja) * | 1990-08-23 | 1992-04-06 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 表面被覆鋼製品及びその製造方法 |
| JP2650098B2 (ja) * | 1992-03-04 | 1997-09-03 | 株式会社神戸製鋼所 | 高Ｍｎ非磁性鋼切削用工具 |
| JPH0634818B2 (ja) * | 1992-04-09 | 1994-05-11 | 大 山岡 | Ｔｉ−Ａｌ−Ｎ組成物の皮膜を備えた器具 |
| JPH0711459A (ja) * | 1993-06-22 | 1995-01-13 | Hitachi Tool Eng Ltd | 被覆サーメット合金 |
| JP2999346B2 (ja) * | 1993-07-12 | 2000-01-17 | オリエンタルエンヂニアリング株式会社 | 基体表面被覆方法及び被覆部材 |
| JP2793772B2 (ja) * | 1994-05-13 | 1998-09-03 | 神鋼コベルコツール株式会社 | 密着性に優れた硬質皮膜被覆工具および硬質皮膜被覆部材 |
| JP3866305B2 (ja) † | 1994-10-27 | 2007-01-10 | 住友電工ハードメタル株式会社 | 工具用複合高硬度材料 |
| JP3031907B2 (ja) | 1998-03-16 | 2000-04-10 | 日立ツール株式会社 | 多層膜被覆部材 |
| US6492011B1 (en) * | 1998-09-02 | 2002-12-10 | Unaxis Trading Ag | Wear-resistant workpiece and method for producing same |
| EP1440754A4 (en) * | 2001-10-30 | 2008-05-07 | Mitsubishi Materials Corp | COATED CEMENTITIOUS CARBIDE CUTTING TOOL COMPRISING A HARD COATING LAYER HAVING EXCELLENT WEAR RESISTANCE PROPERTIES IN HIGH SPEED MACHINING |
| CN100439016C (zh) | 2002-06-25 | 2008-12-03 | 三菱麻铁里亚尔株式会社 | 包覆切削工具部件和在切削工具基体表面上形成硬质包覆层的方法 |
| JP4413958B2 (ja) | 2007-08-31 | 2010-02-10 | ユニオンツール株式会社 | 切削工具用硬質皮膜 |
| JP4440980B2 (ja) | 2008-01-31 | 2010-03-24 | ユニオンツール株式会社 | 切削工具用硬質皮膜 |
| JP5489110B2 (ja) * | 2012-02-16 | 2014-05-14 | ユケン工業株式会社 | 硬質皮膜および硬質皮膜形成用ターゲット |
| CN103962816B (zh) * | 2013-01-31 | 2018-01-02 | 三菱综合材料株式会社 | 表面包覆切削工具及其制造方法 |
| CN105177388B (zh) * | 2015-08-31 | 2017-11-24 | 重庆妙坤生物科技有限责任公司 | 一种硬质合金材料 |
| JP6765361B2 (ja) * | 2017-10-18 | 2020-10-07 | ユニオンツール株式会社 | 切削工具用硬質皮膜及びドリル |
| JP7183522B2 (ja) * | 2018-01-04 | 2022-12-06 | 三菱マテリアル株式会社 | 硬質被覆層が優れた耐チッピング性を発揮する表面被覆切削工具 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51151277A (en) * | 1975-06-20 | 1976-12-25 | Sumitomo Electric Ind Ltd | A coated super hard alloy |
| JPS5295580A (en) * | 1976-02-09 | 1977-08-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Treatment of metal surface |
| JPS5542150A (en) * | 1978-09-21 | 1980-03-25 | Fedders Corp | Strip tension control system for protecting tube with fin |
| JPS5662961A (en) * | 1979-10-26 | 1981-05-29 | Mitsubishi Metal Corp | Surface coated sintered hard alloy member for cutting tool |
| JPS5864377A (ja) * | 1981-10-12 | 1983-04-16 | Nachi Fujikoshi Corp | 表面被覆工具およびその製造方法 |
| JPH0453642A (ja) * | 1990-06-21 | 1992-02-21 | Asahi Chem Ind Co Ltd | レンチキュラーレンズ金型の製造方法 |
-
1985
- 1985-09-06 JP JP60197402A patent/JPS6256565A/ja active Granted
-
1993
- 1993-07-16 JP JP5199169A patent/JP2699816B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2699816B2 (ja) | 1998-01-19 |
| JPH06210502A (ja) | 1994-08-02 |
| JPS6256565A (ja) | 1987-03-12 |
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