JPH05123904A - 硬質層被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具 - Google Patents
硬質層被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具Info
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- JPH05123904A JPH05123904A JP3313557A JP31355791A JPH05123904A JP H05123904 A JPH05123904 A JP H05123904A JP 3313557 A JP3313557 A JP 3313557A JP 31355791 A JP31355791 A JP 31355791A JP H05123904 A JPH05123904 A JP H05123904A
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- hard
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ダクタイル鋳鉄の切削に対して優れた性能を
示す硬質層被覆ＷＣ基超硬合金製切削工具を提供する。 【構成】（１） Ｃｏ：４．０〜７．０重量％、ＷＣ以
外の炭化物：３．０重量％以下、ＷＣ：残部からなり、
ＷＣの平均粒度は０．５〜３μｍの範囲内にあるＷＣ基
超硬合金基体の表面に、ＴｉＣまたはＴｉＣＮの単層か
らなり平均結晶粒度が０．０１〜０．５μｍの範囲内に
ある平均層厚：５〜２０μｍの硬質層を被覆してなる硬
質層被覆ＷＣ基超硬合金製切削工具。 （２） 上記硬質層被覆ＷＣ基超硬合金製切削工具の硬
質層を下部層とし、この下部層の表面に、さらにＴｉＣ
Ｏ、ＴｉＣＮＯ、ＴｉＮおよび酸化アルミニウムの内の
１種の単層または２種以上の複層からなる平均層厚：
０．１〜１０μｍの上部層を被覆してなる硬質層被覆Ｗ
Ｃ基超硬合金製切削工具。
示す硬質層被覆ＷＣ基超硬合金製切削工具を提供する。 【構成】（１） Ｃｏ：４．０〜７．０重量％、ＷＣ以
外の炭化物：３．０重量％以下、ＷＣ：残部からなり、
ＷＣの平均粒度は０．５〜３μｍの範囲内にあるＷＣ基
超硬合金基体の表面に、ＴｉＣまたはＴｉＣＮの単層か
らなり平均結晶粒度が０．０１〜０．５μｍの範囲内に
ある平均層厚：５〜２０μｍの硬質層を被覆してなる硬
質層被覆ＷＣ基超硬合金製切削工具。 （２） 上記硬質層被覆ＷＣ基超硬合金製切削工具の硬
質層を下部層とし、この下部層の表面に、さらにＴｉＣ
Ｏ、ＴｉＣＮＯ、ＴｉＮおよび酸化アルミニウムの内の
１種の単層または２種以上の複層からなる平均層厚：
０．１〜１０μｍの上部層を被覆してなる硬質層被覆Ｗ
Ｃ基超硬合金製切削工具。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、鋳鉄、特にダクタイ
ル鋳鉄の切削に用いた場合に優れた性能を示す硬質層被
覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具に関するもの
である。
ル鋳鉄の切削に用いた場合に優れた性能を示す硬質層被
覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】一般に、炭化タングステン（以下、ＷＣ
と記す）基超硬合金基体の表面に、化学蒸着法または物
理蒸着法によりＴｉＣまたはＴｉＣＮの単層で構成され
た硬質層（以下、硬質層という）を被覆してなる硬質層
被覆ＷＣ基超硬合金製切削工具は知られている。
と記す）基超硬合金基体の表面に、化学蒸着法または物
理蒸着法によりＴｉＣまたはＴｉＣＮの単層で構成され
た硬質層（以下、硬質層という）を被覆してなる硬質層
被覆ＷＣ基超硬合金製切削工具は知られている。
【０００３】さらに上記硬質層を下部層とし、その下部
層および下部層の上に形成されたＴｉＣＯ、ＴｉＣＮ
Ｏ、ＴｉＮ、Ａｌ2 Ｏ3 の単層またはそれらの複層から
なる上部層で構成された平均層厚：０．５〜１０μｍの
被覆層を形成してなる硬質層被覆ＷＣ基超硬合金製切削
工具も知られている。
層および下部層の上に形成されたＴｉＣＯ、ＴｉＣＮ
Ｏ、ＴｉＮ、Ａｌ2 Ｏ3 の単層またはそれらの複層から
なる上部層で構成された平均層厚：０．５〜１０μｍの
被覆層を形成してなる硬質層被覆ＷＣ基超硬合金製切削
工具も知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の硬質層被覆
ＷＣ基超硬合金製切削工具は、一般に、鋼の切削に使用
され、優れた特性を示しているが、組織がフェライトま
たはパーライト素地中に黒鉛が混在して硬質相および軟
質相が混在している強度および硬度の高い鋳鉄、特にダ
クタイル鋳鉄を上記従来の硬質層被覆ＷＣ基超硬合金製
切削工具を用いて切削すると、微小領域において切削工
具の刃先は激しい摩耗と断続衝撃を受け、硬質層は剥離
し、チッピング、クラックなどが入りやすく、早期に異
常摩耗が発生するなどして十分な使用寿命が得られない
という課題があった。
ＷＣ基超硬合金製切削工具は、一般に、鋼の切削に使用
され、優れた特性を示しているが、組織がフェライトま
たはパーライト素地中に黒鉛が混在して硬質相および軟
質相が混在している強度および硬度の高い鋳鉄、特にダ
クタイル鋳鉄を上記従来の硬質層被覆ＷＣ基超硬合金製
切削工具を用いて切削すると、微小領域において切削工
具の刃先は激しい摩耗と断続衝撃を受け、硬質層は剥離
し、チッピング、クラックなどが入りやすく、早期に異
常摩耗が発生するなどして十分な使用寿命が得られない
という課題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
かかる観点から、ダクタイル鋳鉄を切削しても使用寿命
の長い硬質層被覆ＷＣ基超硬合金製切削工具を得るべく
研究を行った結果、ＷＣの結晶粒度をできるだけ微細な
０．５〜３μｍの範囲内とし、Ｃｏ含有量をできるだけ
低く押さえて４．０〜７．０重量％とし、かつＷＣ以外
の炭化物含有量もできるだけ低い３．０重量％以下とし
たＷＣ基超硬合金基体を使用し、この基体の表面に、微
細かつ均粒な厚い単層からなるＴｉＣまたはＴｉＣＮの
単層から形成され、その平均結晶粒度が０．０１〜０．
５μｍの範囲内にあり、かつその厚さが５〜２０μｍの
範囲内にある硬質層を被覆した硬質層被覆ＷＣ基超硬合
金製切削工具は、ダクタイル鋳鉄のような激しい摩耗と
断続衝撃を伴う切削に対しても十分に長寿命を示すとい
う知見を得たのである。
かかる観点から、ダクタイル鋳鉄を切削しても使用寿命
の長い硬質層被覆ＷＣ基超硬合金製切削工具を得るべく
研究を行った結果、ＷＣの結晶粒度をできるだけ微細な
０．５〜３μｍの範囲内とし、Ｃｏ含有量をできるだけ
低く押さえて４．０〜７．０重量％とし、かつＷＣ以外
の炭化物含有量もできるだけ低い３．０重量％以下とし
たＷＣ基超硬合金基体を使用し、この基体の表面に、微
細かつ均粒な厚い単層からなるＴｉＣまたはＴｉＣＮの
単層から形成され、その平均結晶粒度が０．０１〜０．
５μｍの範囲内にあり、かつその厚さが５〜２０μｍの
範囲内にある硬質層を被覆した硬質層被覆ＷＣ基超硬合
金製切削工具は、ダクタイル鋳鉄のような激しい摩耗と
断続衝撃を伴う切削に対しても十分に長寿命を示すとい
う知見を得たのである。
【０００６】この発明は、かかる知見にもとづいて成さ
れたものであって、Ｃｏ：４．０〜７．０重量％、ＷＣ
以外の炭化物：３．０重量％以下、ＷＣ：残部からなる
ＷＣ基超硬合金基体の表面に、ＴｉＣまたはＴｉＣＮの
単層からなる平均層厚：５〜２０μｍの硬質層を被覆し
てなる切削工具であって、上記ＷＣ基超硬合金基体に含
まれるＷＣの平均粒度は０．５〜３μｍの範囲内にあ
り、かつ上記硬質層の結晶粒の平均粒度は、０．０１〜
０．５μｍの範囲内にある硬質層被覆ＷＣ基超硬合金製
切削工具、に特徴を有するものである。さらに、この発
明の硬質層被覆ＷＣ基超硬合金製切削工具は、基体の表
面に形成された硬質層を下部層とし、その下部層の上に
ＴｉＣＯ、ＴｉＣＮＯ、ＴｉＮおよびＡｌ2 Ｏ3 の単層
またはそれらの複層からなる上部層で構成された平均層
厚：０．１〜１０μｍの被覆層を形成することも可能で
ある。
れたものであって、Ｃｏ：４．０〜７．０重量％、ＷＣ
以外の炭化物：３．０重量％以下、ＷＣ：残部からなる
ＷＣ基超硬合金基体の表面に、ＴｉＣまたはＴｉＣＮの
単層からなる平均層厚：５〜２０μｍの硬質層を被覆し
てなる切削工具であって、上記ＷＣ基超硬合金基体に含
まれるＷＣの平均粒度は０．５〜３μｍの範囲内にあ
り、かつ上記硬質層の結晶粒の平均粒度は、０．０１〜
０．５μｍの範囲内にある硬質層被覆ＷＣ基超硬合金製
切削工具、に特徴を有するものである。さらに、この発
明の硬質層被覆ＷＣ基超硬合金製切削工具は、基体の表
面に形成された硬質層を下部層とし、その下部層の上に
ＴｉＣＯ、ＴｉＣＮＯ、ＴｉＮおよびＡｌ2 Ｏ3 の単層
またはそれらの複層からなる上部層で構成された平均層
厚：０．１〜１０μｍの被覆層を形成することも可能で
ある。
【０００７】この発明の硬質層被覆ＷＣ基超硬合金製切
削工具の上記硬質層または下部層を形成するには、まず
所定のＷＣ粒径および成分組成を有するＷＣ基超硬合金
基体を化学蒸着装置内に装入し、通常の化学蒸着反応温
度よりも５０〜１００℃低い温度で長時間かけて化学蒸
着するすることにより形成される。
削工具の上記硬質層または下部層を形成するには、まず
所定のＷＣ粒径および成分組成を有するＷＣ基超硬合金
基体を化学蒸着装置内に装入し、通常の化学蒸着反応温
度よりも５０〜１００℃低い温度で長時間かけて化学蒸
着するすることにより形成される。
【０００８】次に、この発明の硬質層被覆ＷＣ基超硬合
金製切削工具の基体および硬質層を上記のごとく限定し
た理由について説明する。
金製切削工具の基体および硬質層を上記のごとく限定し
た理由について説明する。
【０００９】（１）ＷＣ基超硬合金基体に含まれるＷＣ
の平均粒度 この発明の硬質層被覆ＷＣ基超硬合金製切削工具で使用
する基体に含まれるＷＣの平均粒度は、０．５μｍ未満
では基体の靭性が低下するので好ましくなく、一方、３
μｍを越えると基体の上に形成されるＴｉＣまたはＴｉ
ＣＮの単層からなる硬質層の平均結晶粒度も大きくなっ
て好ましくない。したがって、ＷＣ基超硬合金基体に含
まれるＷＣの平均粒度は、０．５〜３μｍに定めた。
の平均粒度 この発明の硬質層被覆ＷＣ基超硬合金製切削工具で使用
する基体に含まれるＷＣの平均粒度は、０．５μｍ未満
では基体の靭性が低下するので好ましくなく、一方、３
μｍを越えると基体の上に形成されるＴｉＣまたはＴｉ
ＣＮの単層からなる硬質層の平均結晶粒度も大きくなっ
て好ましくない。したがって、ＷＣ基超硬合金基体に含
まれるＷＣの平均粒度は、０．５〜３μｍに定めた。
【００１０】（２）ＷＣ基超硬合金基体に含まれるＷＣ
以外の炭化物の添加量 ＷＣ以外の炭化物の添加量が３重量％を越えて含有する
と、かえって靭性が低下するので好ましくない。したが
って、ＷＣ基超硬合金基体に含まれるＷＣ以外の炭化物
の添加量は、３重量％以下に定めた。
以外の炭化物の添加量 ＷＣ以外の炭化物の添加量が３重量％を越えて含有する
と、かえって靭性が低下するので好ましくない。したが
って、ＷＣ基超硬合金基体に含まれるＷＣ以外の炭化物
の添加量は、３重量％以下に定めた。
【００１１】（３）ＷＣ基超硬合金基体に含まれるＣｏ
の添加量 Ｃｏは、結合相形成成分として添加されるものである
が、その含有量が４．０重量％未満ではＷＣ基超硬合金
基体の靭性が低下するので好ましくなく、一方、７重量
％を越えて含有すると耐摩耗性が低下するので好ましく
ない。したがって、ＷＣ基超硬合金基体に含まれるＣｏ
の添加量は、４．０〜７．０重量％に定めた。
の添加量 Ｃｏは、結合相形成成分として添加されるものである
が、その含有量が４．０重量％未満ではＷＣ基超硬合金
基体の靭性が低下するので好ましくなく、一方、７重量
％を越えて含有すると耐摩耗性が低下するので好ましく
ない。したがって、ＷＣ基超硬合金基体に含まれるＣｏ
の添加量は、４．０〜７．０重量％に定めた。
【００１２】（４）ＴｉＣまたはＴｉＣＮの単層からな
る硬質層の平均粒度および膜厚 ＴｉＣまたはＴｉＣＮの単層からなる硬質層の平均粒度
が０．０１μｍ未満あってもまた０．５μｍを越えて
も、十分な耐摩耗性が得られず、さらにその膜厚が５μ
ｍ未満では、十分な耐摩耗性が得られず、一方、２０μ
ｍを越えると靭性が低下するので好ましくない。したが
って、ＴｉＣまたはＴｉＣＮの単層からなる硬質層の平
均粒度は０．０１〜０．５μｍに、膜厚は５〜２０μｍ
に定めた。
る硬質層の平均粒度および膜厚 ＴｉＣまたはＴｉＣＮの単層からなる硬質層の平均粒度
が０．０１μｍ未満あってもまた０．５μｍを越えて
も、十分な耐摩耗性が得られず、さらにその膜厚が５μ
ｍ未満では、十分な耐摩耗性が得られず、一方、２０μ
ｍを越えると靭性が低下するので好ましくない。したが
って、ＴｉＣまたはＴｉＣＮの単層からなる硬質層の平
均粒度は０．０１〜０．５μｍに、膜厚は５〜２０μｍ
に定めた。
【００１３】（５）上部層の膜厚 上部層の膜厚は、０．１μｍ未満では効果がなく、１０
μｍを越えると靭性が低下するので好ましくない。した
がって、上部層の膜厚は０．１〜１０μｍに定めた。、
μｍを越えると靭性が低下するので好ましくない。した
がって、上部層の膜厚は０．１〜１０μｍに定めた。、
【００１４】
【実施例】つぎに、この発明の硬質層被覆ＷＣ基超硬合
金製切削工具を実施例に基づいて具体的に説明する。
金製切削工具を実施例に基づいて具体的に説明する。
【００１５】実施例１ 原料粉末として、表１に示されるぞれぞれ異なった平均
粒度を有するＷＣ粉末 、 平均粒度：１．０μｍを有する（Ｔｉ，Ｗ）Ｃ粉
末、 平均粒度：１．０μｍを有する（Ｔｉ，Ｔａ，Ｗ）Ｃ粉
末、 平均粒度：１．０μｍを有するＴａＣ粉末、 を用意し、これら原料粉末を表１に示される配合組成と
なるように配合し、得られた配合粉末を混合した後プレ
ス成形して圧粉体を作製し、これら圧粉体を焼結するこ
とにより上記配合組成とほぼ同一の組成を有する焼結体
を作製し、これら焼結体を研削してＪＩＳ規格ＳＮＧ４
３２に相当する形状のスローアウエイチップを作製し、
このスローアウエイチップを本発明基体Ａ〜Ｅおよび比
較基体Ｆ〜Ｊとした。表１に示される本発明基体Ａ〜Ｅ
はこの発明の条件を満たしている基体であり、一方、比
較基体Ｆ〜Ｊはこの発明の条件を満たしていない基体で
あり、この発明の条件から外れている値に※を付して示
した。
粒度を有するＷＣ粉末 、 平均粒度：１．０μｍを有する（Ｔｉ，Ｗ）Ｃ粉
末、 平均粒度：１．０μｍを有する（Ｔｉ，Ｔａ，Ｗ）Ｃ粉
末、 平均粒度：１．０μｍを有するＴａＣ粉末、 を用意し、これら原料粉末を表１に示される配合組成と
なるように配合し、得られた配合粉末を混合した後プレ
ス成形して圧粉体を作製し、これら圧粉体を焼結するこ
とにより上記配合組成とほぼ同一の組成を有する焼結体
を作製し、これら焼結体を研削してＪＩＳ規格ＳＮＧ４
３２に相当する形状のスローアウエイチップを作製し、
このスローアウエイチップを本発明基体Ａ〜Ｅおよび比
較基体Ｆ〜Ｊとした。表１に示される本発明基体Ａ〜Ｅ
はこの発明の条件を満たしている基体であり、一方、比
較基体Ｆ〜Ｊはこの発明の条件を満たしていない基体で
あり、この発明の条件から外れている値に※を付して示
した。
【００１６】
【表１】
【００１７】上記本発明金基体Ａ〜Ｅの表面に、下記の
条件で、所定時間かけて化学蒸着することにより、Ｔｉ
ＣおよびＴｉＣＮの単層からなり表２に示される平均粒
度および平均層厚を有する硬質層を形成した。
条件で、所定時間かけて化学蒸着することにより、Ｔｉ
ＣおよびＴｉＣＮの単層からなり表２に示される平均粒
度および平均層厚を有する硬質層を形成した。
【００１８】［本発明硬質層の化学蒸着条件］ （ａ）ＴｉＣ層の場合 温度：９５０℃、圧力：１００ｔｏｒｒ、 反応ガス組成：４％ＴｉＣｌ4 −８％ＣＨ4 −８８％Ｈ
2 （ｂ）ＴｉＣＮ層の場合 温度：９３０℃、圧力：１００ｔｏｒｒ、 反応ガス組成：４％ＴｉＣｌ4 −８％ＣＨ4 −４％Ｎ2
−８４％Ｈ2
2 （ｂ）ＴｉＣＮ層の場合 温度：９３０℃、圧力：１００ｔｏｒｒ、 反応ガス組成：４％ＴｉＣｌ4 −８％ＣＨ4 −４％Ｎ2
−８４％Ｈ2
【００１９】さらに、比較のために、比較基体Ｆ〜Ｊに
上記［本発明硬質層の化学蒸着条件］にてＴｉＣおよび
ＴｉＣＮの単層からなり表３に示される平均粒度および
平均層厚を有するこの発明の条件を満たす硬質層を被覆
した比較被覆切削工具１〜５を作製し、さらに本発明基
体Ａ〜Ｄに下記の条件でこの発明の条件を満たさない表
３に示される平均粒度および平均層厚を有する硬質層を
被覆した比較被覆切削工具６〜９を作製した。
上記［本発明硬質層の化学蒸着条件］にてＴｉＣおよび
ＴｉＣＮの単層からなり表３に示される平均粒度および
平均層厚を有するこの発明の条件を満たす硬質層を被覆
した比較被覆切削工具１〜５を作製し、さらに本発明基
体Ａ〜Ｄに下記の条件でこの発明の条件を満たさない表
３に示される平均粒度および平均層厚を有する硬質層を
被覆した比較被覆切削工具６〜９を作製した。
【００２０】［比較硬質層の化学蒸着条件］ （ａ）ＴｉＣ層の場合 温度：１０３０℃、圧力：１００ｔｏｒｒ、 反応ガス組成：４％ＴｉＣｌ4 −５％ＣＨ4 −９１％Ｈ
2 （ｂ）ＴｉＣＮ層の場合 温度：１０００℃、圧力：１００ｔｏｒｒ、 反応ガス組成：４％ＴｉＣｌ4 −３％ＣＨ4 −４％Ｎ2
−８９％Ｈ2
2 （ｂ）ＴｉＣＮ層の場合 温度：１０００℃、圧力：１００ｔｏｒｒ、 反応ガス組成：４％ＴｉＣｌ4 −３％ＣＨ4 −４％Ｎ2
−８９％Ｈ2
【００２１】なお、上記硬質層の結晶粒の平均粒度の測
定は、Ｈｅｙｎの方法を用い、硬質層の破面をＳＥＭ写
真をとり、この写真上に描いた円の直径（Ｌ）が切断す
る平均粒子数（Ｎ）を測定し、Ｌ／Ｎを粒子の平均直径
＝平均粒度とした。ただし、この場合、両端の粒子が境
界で切られる場合は１／２個として計算した。
定は、Ｈｅｙｎの方法を用い、硬質層の破面をＳＥＭ写
真をとり、この写真上に描いた円の直径（Ｌ）が切断す
る平均粒子数（Ｎ）を測定し、Ｌ／Ｎを粒子の平均直径
＝平均粒度とした。ただし、この場合、両端の粒子が境
界で切られる場合は１／２個として計算した。
【００２２】この様にして得られた本発明被覆切削工具
１〜１０および比較被覆切削工具１〜９について、 被削材：ＦＣＤ７０（ダクタイル鋳鉄） 切削速度：２５０ｍ／ｍｉｎ、 送り：０．３ｍ／ｒｅｖ．、 切込み：２ｍｍ、 切削時間：１０ｍｉｎ．、 冷却油：なし、 の条件で高速連続切削試験を行い、切刃の逃げ面摩耗幅
を測定するとともに、切刃状況も観測し、それらの結果
を表２および表３に示した。
１〜１０および比較被覆切削工具１〜９について、 被削材：ＦＣＤ７０（ダクタイル鋳鉄） 切削速度：２５０ｍ／ｍｉｎ、 送り：０．３ｍ／ｒｅｖ．、 切込み：２ｍｍ、 切削時間：１０ｍｉｎ．、 冷却油：なし、 の条件で高速連続切削試験を行い、切刃の逃げ面摩耗幅
を測定するとともに、切刃状況も観測し、それらの結果
を表２および表３に示した。
【００２３】
【表２】
【００２４】
【表３】
【００２５】表２および表３に示される結果から、この
発明のＣｏ：４．０〜７．０重量％、ＷＣ以外の炭化
物：３．０重量％以下、ＷＣ：残部からなりかつＷＣの
平均粒度は０．５〜３μｍの範囲内にある本発明基体の
表面に、ＴｉＣまたはＴｉＣＮの単層からなりかつ上記
硬質層の結晶粒の平均粒度は０．０１〜０．５μｍの範
囲内にある平均層厚：５〜２０μｍの硬質層を被覆して
なる本発明被覆切削工具１〜１０はいずれも１０分間の
切削では正常摩耗を示すに対し、この発明の条件を満た
さない比較基体Ｆ〜Ｊにこの発明の条件を満たす硬質層
を被覆した比較被覆切削工具１〜５およびこの発明の条
件を満たさない硬質層を本発明基体Ａ〜Ｄに被覆した比
較被覆切削工具６〜９はいずれも１０分以内にチッピン
グが発生し、短時間で寿命に至ることが分かる。
発明のＣｏ：４．０〜７．０重量％、ＷＣ以外の炭化
物：３．０重量％以下、ＷＣ：残部からなりかつＷＣの
平均粒度は０．５〜３μｍの範囲内にある本発明基体の
表面に、ＴｉＣまたはＴｉＣＮの単層からなりかつ上記
硬質層の結晶粒の平均粒度は０．０１〜０．５μｍの範
囲内にある平均層厚：５〜２０μｍの硬質層を被覆して
なる本発明被覆切削工具１〜１０はいずれも１０分間の
切削では正常摩耗を示すに対し、この発明の条件を満た
さない比較基体Ｆ〜Ｊにこの発明の条件を満たす硬質層
を被覆した比較被覆切削工具１〜５およびこの発明の条
件を満たさない硬質層を本発明基体Ａ〜Ｄに被覆した比
較被覆切削工具６〜９はいずれも１０分以内にチッピン
グが発生し、短時間で寿命に至ることが分かる。
【００２６】実施例２ 実施例１で得られた本発明被覆切削工具１〜１０の硬質
層を下部層とし、この下部層の上に、さらに表４〜表５
に示される厚さのＴｉＣＯ、ＴｉＮ、ＴｉＣＮＯおよび
Ａｌ2 Ｏ3 のうちの１種の単層または２種以上の複層か
らなる上部層を化学蒸着法により形成し、本発明被覆切
削工具１１〜１８を作製した。
層を下部層とし、この下部層の上に、さらに表４〜表５
に示される厚さのＴｉＣＯ、ＴｉＮ、ＴｉＣＮＯおよび
Ａｌ2 Ｏ3 のうちの１種の単層または２種以上の複層か
らなる上部層を化学蒸着法により形成し、本発明被覆切
削工具１１〜１８を作製した。
【００２７】上記上部層を化学蒸着法により形成する条
件は、下記の通りである。 （ａ）ＴｉＮ層の場合 温度：９８０℃、圧力：１００ｔｏｒｒ、 反応ガス組成：４％ＴｉＣｌ4 −８％Ｎ2 −８８％Ｈ2 （ｂ）ＴｉＣＯ層の場合 温度：１０００℃、圧力：１００ｔｏｒｒ、 反応ガス組成：４％ＴｉＣｌ4 −６％ＣＯ−９０％Ｈ2 （ｃ）ＴｉＣＮＯ層の場合 温度：１０００℃、圧力：１００ｔｏｒｒ、 反応ガス組成：４％ＴｉＣｌ4 −３％ＣＯ−３％Ｎ2 −
９０％Ｈ2 （ｄ）Ａｌ2 Ｏ3 層の場合 温度：１０００℃、圧力：１００ｔｏｒｒ、 反応ガス組成：３％ＡｌＣｌ3 −５％ＣＯ2 −９２％Ｈ
2
件は、下記の通りである。 （ａ）ＴｉＮ層の場合 温度：９８０℃、圧力：１００ｔｏｒｒ、 反応ガス組成：４％ＴｉＣｌ4 −８％Ｎ2 −８８％Ｈ2 （ｂ）ＴｉＣＯ層の場合 温度：１０００℃、圧力：１００ｔｏｒｒ、 反応ガス組成：４％ＴｉＣｌ4 −６％ＣＯ−９０％Ｈ2 （ｃ）ＴｉＣＮＯ層の場合 温度：１０００℃、圧力：１００ｔｏｒｒ、 反応ガス組成：４％ＴｉＣｌ4 −３％ＣＯ−３％Ｎ2 −
９０％Ｈ2 （ｄ）Ａｌ2 Ｏ3 層の場合 温度：１０００℃、圧力：１００ｔｏｒｒ、 反応ガス組成：３％ＡｌＣｌ3 −５％ＣＯ2 −９２％Ｈ
2
【００２８】このようにして作製された本発明被覆切削
工具１１〜１８についても、実施例１で行った高速連続
切削試験の条件と同一の条件で高速連続切削試験を行
い、その結果を表４〜表５に示した。
工具１１〜１８についても、実施例１で行った高速連続
切削試験の条件と同一の条件で高速連続切削試験を行
い、その結果を表４〜表５に示した。
【００２９】
【表４】
【００３０】
【表５】
【００３１】表４〜表５に示された結果から、本発明被
覆切削工具１〜１０の表面に、さらにＴｉＣＯ、Ｔｉ
Ｎ、ＴｉＣＮＯおよびＡｌ2 Ｏ3 のうちの１種の単層ま
たは２種以上の複層からなる上部層を形成した本発明被
覆切削工具１１〜１８についても同様にダクタイル鋳鉄
の切削に対して正常摩耗を示すことが分かる。
覆切削工具１〜１０の表面に、さらにＴｉＣＯ、Ｔｉ
Ｎ、ＴｉＣＮＯおよびＡｌ2 Ｏ3 のうちの１種の単層ま
たは２種以上の複層からなる上部層を形成した本発明被
覆切削工具１１〜１８についても同様にダクタイル鋳鉄
の切削に対して正常摩耗を示すことが分かる。
【００３２】
【発明の効果】表２〜表５に示された結果から、Ｃｏ：
４．０〜７．０重量％、ＷＣ以外の炭化物：３．０重量
％以下、ＷＣ：残部からなるＷＣ基超硬合金基体の表面
に、ＴｉＣまたはＴｉＣＮの単層からなる平均層厚：５
〜２０μｍの硬質層を被覆してなる切削工具であって、
上記ＷＣ基超硬合金基体に含まれるＷＣの平均粒度は
０．５〜３μｍの範囲内にあり、かつ上記硬質層の結晶
粒の平均粒度は、０．０１〜０．５μｍの範囲内にある
硬質層被覆ＷＣ基超硬合金製切削工具、さらに、この基
体の表面に形成された硬質層を下部層とし、その下部層
の上にＴｉＣＯ、ＴｉＣＮＯ、ＴｉＮおよびＡｌ2 Ｏ3
の単層またはそれらの複層からなる上部層で構成された
平均層厚：０．１〜１０μｍの被覆層を形成した本発明
被覆切削工具は、ダクタイル鋳鉄を長時間に亘って切削
してもチッピングが発生せず、優れた切削性能を示す
が、この発明の条件を満足しない比較被覆切削工具は、
いずれも短時間でチッピングが発生し寿命に至ることが
分かる。
４．０〜７．０重量％、ＷＣ以外の炭化物：３．０重量
％以下、ＷＣ：残部からなるＷＣ基超硬合金基体の表面
に、ＴｉＣまたはＴｉＣＮの単層からなる平均層厚：５
〜２０μｍの硬質層を被覆してなる切削工具であって、
上記ＷＣ基超硬合金基体に含まれるＷＣの平均粒度は
０．５〜３μｍの範囲内にあり、かつ上記硬質層の結晶
粒の平均粒度は、０．０１〜０．５μｍの範囲内にある
硬質層被覆ＷＣ基超硬合金製切削工具、さらに、この基
体の表面に形成された硬質層を下部層とし、その下部層
の上にＴｉＣＯ、ＴｉＣＮＯ、ＴｉＮおよびＡｌ2 Ｏ3
の単層またはそれらの複層からなる上部層で構成された
平均層厚：０．１〜１０μｍの被覆層を形成した本発明
被覆切削工具は、ダクタイル鋳鉄を長時間に亘って切削
してもチッピングが発生せず、優れた切削性能を示す
が、この発明の条件を満足しない比較被覆切削工具は、
いずれも短時間でチッピングが発生し寿命に至ることが
分かる。
【００３３】したがって、この発明の硬質層被覆ＷＣ基
超硬合金製切削工具を用いることにより、従来よりも切
削工具の交換回数を減らすことができ、産業上すぐれた
効果を奏するものである。
超硬合金製切削工具を用いることにより、従来よりも切
削工具の交換回数を減らすことができ、産業上すぐれた
効果を奏するものである。
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｃｏ：４．０〜７．０重量％、炭化タン
グステン以外の炭化物：３．０重量％以下、炭化タング
ステン：残部からなる炭化タングステン基超硬合金基体
の表面に、Ｔｉの炭化物または炭窒化物の単層からなる
平均層厚：５〜２０μｍの硬質層を被覆してなる切削工
具であって、 上記炭化タングステン基超硬合金基体に含まれる炭化タ
ングステンの平均粒度は０．５〜３μｍの範囲内にあ
り、 上記硬質層の結晶粒の平均粒度は、０．０１〜０．５μ
ｍの範囲内にあることを特徴とする硬質層被覆炭化タン
グステン基超硬合金製切削工具。 - 【請求項２】 請求項１記載の硬質層被覆炭化タングス
テン基超硬合金製切削工具の硬質層を下部層とし、この
下部層の表面に、さらに炭酸化チタン、炭窒酸化チタ
ン、窒化チタンおよび酸化アルミニウムの内の１種の単
層または２種以上の複層からなる平均層厚：０．１〜１
０μｍの上部層を被覆してなることを特徴とする硬質層
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 |
|---|---|---|---|
| JP3313557A JPH05123904A (ja) | 1991-11-01 | 1991-11-01 | 硬質層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 |
|---|---|---|---|
| JP3313557A JPH05123904A (ja) | 1991-11-01 | 1991-11-01 | 硬質層被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05123904A true JPH05123904A (ja) | 1993-05-21 |
Family
ID=18042752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3313557A Pending JPH05123904A (ja) | 1991-11-01 | 1991-11-01 | 硬質層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) | JPH05123904A (ja) |
-
1991
- 1991-11-01 JP JP3313557A patent/JPH05123904A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010821 |