JPH05337704A - 傾斜硬質層被覆超硬合金製切削工具 - Google Patents
傾斜硬質層被覆超硬合金製切削工具Info
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- JPH05337704A JPH05337704A JP4177499A JP17749992A JPH05337704A JP H05337704 A JPH05337704 A JP H05337704A JP 4177499 A JP4177499 A JP 4177499A JP 17749992 A JP17749992 A JP 17749992A JP H05337704 A JPH05337704 A JP H05337704A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 傾斜硬質層が被覆されているチップ、ドリ
ル、エンドミルなどいかなる切削に対しても優れた切削
性能を示す傾斜硬質層被覆超硬合金製切削工具に関する
ものである。 【構成】 超硬合金基体の表面または超硬合金基体の表
面にさらに窒化チタン層を被覆した前記窒化チタン層の
上に、Ｔｉ（ＣｘＮｙ）［ただし、ｘ＋ｙ＝１］傾斜硬
質層を被覆してなる切削工具において、前記Ｔｉ（Ｃｘ
Ｎｙ）［ただし、ｘ＋ｙ＝１］傾斜硬質層におけるｘ
は、超硬合金基体の表面または窒化チタン層に接する面
で実質的に０となり、内面から外面に向かって層厚方向
に増加するように変化して炭化チタン層に接する面で実
質的に１となり、一方、ｙは、超硬合金基体の表面また
は窒化チタン層に接する面で実質的に１となり、内面か
ら外面に向かって層厚方向に減少するように変化して最
外面で実質的に０となる傾斜硬質層被覆超硬合金製切削
工具。
ル、エンドミルなどいかなる切削に対しても優れた切削
性能を示す傾斜硬質層被覆超硬合金製切削工具に関する
ものである。 【構成】 超硬合金基体の表面または超硬合金基体の表
面にさらに窒化チタン層を被覆した前記窒化チタン層の
上に、Ｔｉ（ＣｘＮｙ）［ただし、ｘ＋ｙ＝１］傾斜硬
質層を被覆してなる切削工具において、前記Ｔｉ（Ｃｘ
Ｎｙ）［ただし、ｘ＋ｙ＝１］傾斜硬質層におけるｘ
は、超硬合金基体の表面または窒化チタン層に接する面
で実質的に０となり、内面から外面に向かって層厚方向
に増加するように変化して炭化チタン層に接する面で実
質的に１となり、一方、ｙは、超硬合金基体の表面また
は窒化チタン層に接する面で実質的に１となり、内面か
ら外面に向かって層厚方向に減少するように変化して最
外面で実質的に０となる傾斜硬質層被覆超硬合金製切削
工具。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、傾斜硬質層が被覆さ
れているチップ、ドリル、エンドミルなどいかなる切削
に対しても優れた切削性能を示す傾斜硬質層被覆超硬合
金製切削工具に関するものである。
れているチップ、ドリル、エンドミルなどいかなる切削
に対しても優れた切削性能を示す傾斜硬質層被覆超硬合
金製切削工具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、結合相形成成分として、鉄族金
属のうち１種または２種以上を含有し、さらに必要に応
じて周期律表の４ａ、５ａ、および６ａ族金属の炭化
物、窒化物、炭窒化物を０．５〜３０重量％含有し、残
りが炭化タングステン（以下、ＷＣと記す、）および不
可避不純物からなる超硬合金基体（以下、超硬合金基体
という）の表面に、Ｔｉの化合物層を被覆してなる硬質
層被覆超硬合金製切削工具は知られている。
属のうち１種または２種以上を含有し、さらに必要に応
じて周期律表の４ａ、５ａ、および６ａ族金属の炭化
物、窒化物、炭窒化物を０．５〜３０重量％含有し、残
りが炭化タングステン（以下、ＷＣと記す、）および不
可避不純物からなる超硬合金基体（以下、超硬合金基体
という）の表面に、Ｔｉの化合物層を被覆してなる硬質
層被覆超硬合金製切削工具は知られている。
【０００３】これらの硬質層被覆超硬合金製切削工具の
硬質層は、一般にＴｉＮ層、ＴｉＣ層、ＴｉＣＮ層など
が知られているが、近年、ＣおよびＮが図４に示される
ように濃度変化するＴｉＣＮ傾斜硬質層が提案されてい
る（特開平３−８２７４８号公報参照）。
硬質層は、一般にＴｉＮ層、ＴｉＣ層、ＴｉＣＮ層など
が知られているが、近年、ＣおよびＮが図４に示される
ように濃度変化するＴｉＣＮ傾斜硬質層が提案されてい
る（特開平３−８２７４８号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来のＴ
ｉＣＮ傾斜硬質層を被覆した硬質層被覆超硬合金製切削
工具は、高送りの連続切削、フライス切削などの断続切
削に用いた場合には耐摩耗性が十分でなく、ＴｉＣＮ傾
斜硬質層が剥離し、その部分から欠損が発生し、満足の
いく使用寿命が得られていない。
ｉＣＮ傾斜硬質層を被覆した硬質層被覆超硬合金製切削
工具は、高送りの連続切削、フライス切削などの断続切
削に用いた場合には耐摩耗性が十分でなく、ＴｉＣＮ傾
斜硬質層が剥離し、その部分から欠損が発生し、満足の
いく使用寿命が得られていない。
【０００５】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
上述のような課題を解決し、高送りの連続切削、フライ
ス切削などの断続切削に用いた場合にも一層の長寿命を
示す硬質層被覆超硬合金製切削工具を得るべく研究を行
った結果、（ａ） 超硬合金基体の表面に被覆した傾斜
硬質層をＴｉ（ＣｘＮｙ）［ただし、ｘ＋ｙ＝１］で表
すと、前記Ｔｉ（ＣｘＮｙ）［ただし、ｘ＋ｙ＝１］に
おけるｘが最内面で実質的に０となり、最内面から最外
面に向かって連続的に増加するように変化するとともに
ｙを連続的に減少するように変化し、ｙが最外面で実質
的に０となる傾斜硬質層を被覆した超硬合金製切削工具
は、従来よりも耐剥離性に優れかつ使用寿命が長くな
る、（ｂ） この場合、前記Ｔｉ（ＣｘＮｙ）［ただ
し、ｘ＋ｙ＝１］傾斜硬質層と超硬合金基体の表面の間
にＴｉＮ層を介在させてもほぼ同じ効果が得られる、な
どの知見を得たのである。
上述のような課題を解決し、高送りの連続切削、フライ
ス切削などの断続切削に用いた場合にも一層の長寿命を
示す硬質層被覆超硬合金製切削工具を得るべく研究を行
った結果、（ａ） 超硬合金基体の表面に被覆した傾斜
硬質層をＴｉ（ＣｘＮｙ）［ただし、ｘ＋ｙ＝１］で表
すと、前記Ｔｉ（ＣｘＮｙ）［ただし、ｘ＋ｙ＝１］に
おけるｘが最内面で実質的に０となり、最内面から最外
面に向かって連続的に増加するように変化するとともに
ｙを連続的に減少するように変化し、ｙが最外面で実質
的に０となる傾斜硬質層を被覆した超硬合金製切削工具
は、従来よりも耐剥離性に優れかつ使用寿命が長くな
る、（ｂ） この場合、前記Ｔｉ（ＣｘＮｙ）［ただ
し、ｘ＋ｙ＝１］傾斜硬質層と超硬合金基体の表面の間
にＴｉＮ層を介在させてもほぼ同じ効果が得られる、な
どの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、 （１） 超硬合金基体の表面にＴｉ（ＣｘＮｙ）［ただ
し、ｘ＋ｙ＝１］傾斜硬質層を被覆してなる切削工具に
おいて、前記Ｔｉ（ＣｘＮｙ）［ただし、ｘ＋ｙ＝１］
傾斜硬質層におけるｘは超硬合金基体の表面に接する最
内面で実質的に０となり、内面から外面に向かって層厚
方向に増加するように変化して最外面で実質的に１とな
り、一方、ｙは超硬合金基体の表面に接する最内面で実
質的に１となり、内面から外面に向かって層厚方向に減
少するように変化して最外面で実質的に０となる傾斜硬
質層被覆超硬合金製切削工具。 （２） 超硬合金基体の表面に、窒化チタン層を被覆
し、前記窒化チタン層の上にＴｉ（ＣｘＮｙ）［ただ
し、ｘ＋ｙ＝１］傾斜硬質層を被覆してなる切削工具に
おいて、前記Ｔｉ（ＣｘＮｙ）［ただし、ｘ＋ｙ＝１］
傾斜硬質層におけるｘは窒化チタン層に接する最内面で
実質的に０となり、内面から外面に向かって層厚方向に
増加するように変化して最外面で実質的に１となり、一
方、ｙは、窒化チタン層に接する面で実質的に１とな
り、内面から外面に向かって層厚方向に減少するように
変化して最外面で実質的に０となる傾斜硬質層被覆超硬
合金製切削工具、に特徴を有するものである。
れたものであって、 （１） 超硬合金基体の表面にＴｉ（ＣｘＮｙ）［ただ
し、ｘ＋ｙ＝１］傾斜硬質層を被覆してなる切削工具に
おいて、前記Ｔｉ（ＣｘＮｙ）［ただし、ｘ＋ｙ＝１］
傾斜硬質層におけるｘは超硬合金基体の表面に接する最
内面で実質的に０となり、内面から外面に向かって層厚
方向に増加するように変化して最外面で実質的に１とな
り、一方、ｙは超硬合金基体の表面に接する最内面で実
質的に１となり、内面から外面に向かって層厚方向に減
少するように変化して最外面で実質的に０となる傾斜硬
質層被覆超硬合金製切削工具。 （２） 超硬合金基体の表面に、窒化チタン層を被覆
し、前記窒化チタン層の上にＴｉ（ＣｘＮｙ）［ただ
し、ｘ＋ｙ＝１］傾斜硬質層を被覆してなる切削工具に
おいて、前記Ｔｉ（ＣｘＮｙ）［ただし、ｘ＋ｙ＝１］
傾斜硬質層におけるｘは窒化チタン層に接する最内面で
実質的に０となり、内面から外面に向かって層厚方向に
増加するように変化して最外面で実質的に１となり、一
方、ｙは、窒化チタン層に接する面で実質的に１とな
り、内面から外面に向かって層厚方向に減少するように
変化して最外面で実質的に０となる傾斜硬質層被覆超硬
合金製切削工具、に特徴を有するものである。
【０００７】この発明の傾斜硬質層被覆超硬合金製切削
工具における傾斜硬質層を形成するには、イオンプレー
ティング装置等の物理蒸着装置を用いる。前記物理蒸着
装置に導入する反応ガスは、最初、窒素ガス：１００
％、炭化水素ガス：０％となるように導入し、この混合
ガスは、図１のグラフに示されるように、物理蒸着の進
行にともなって、窒素ガス導入量を連続的に減少させる
とともに、これに反比例するように炭化水素ガスを連続
的に増加するように供給し、最終的に窒素ガス：０％、
炭化水素ガス：１００％となるように導入する。図１の
グラフでは、窒素ガス導入量および炭化水素ガス導入量
を直線的に連続して変化させているが、これに限定され
るものではなく、曲線的に連続して変化させてもよい。
工具における傾斜硬質層を形成するには、イオンプレー
ティング装置等の物理蒸着装置を用いる。前記物理蒸着
装置に導入する反応ガスは、最初、窒素ガス：１００
％、炭化水素ガス：０％となるように導入し、この混合
ガスは、図１のグラフに示されるように、物理蒸着の進
行にともなって、窒素ガス導入量を連続的に減少させる
とともに、これに反比例するように炭化水素ガスを連続
的に増加するように供給し、最終的に窒素ガス：０％、
炭化水素ガス：１００％となるように導入する。図１の
グラフでは、窒素ガス導入量および炭化水素ガス導入量
を直線的に連続して変化させているが、これに限定され
るものではなく、曲線的に連続して変化させてもよい。
【０００８】このようにして得られた傾斜硬質層をＴｉ
（ＣｘＮｙ）［ただし、ｘ＋ｙ＝１］で表すと、ｘおよ
びｙの値は、０≦ｘ≦１および０≦ｙ≦１の範囲内の値
をとり、傾斜硬質層のＣおよびＮの濃度勾配は、ほぼ図
２のグラフに示されるようになる。 超硬合金基体に接
する最内面または窒化チタン層に接する面がｘ＝０、ｙ
＝１となって実質的にＴｉＮとなるために超硬合金基体
に対する付着性が優れ、一方、切削時に直接影響を受け
る最外面がｘ＝１、ｙ＝０となって実質的にＴｉＣとな
るために耐摩耗性が優れることになり、したがって、Ｔ
ｉ（ＣｘＮｙ）［ただし、ｘ＋ｙ＝１］傾斜硬質層を被
覆することにより付着性および耐摩耗性の両方を兼備え
た優れた特性を有する硬質層被覆超硬合金製切削工具が
得られることになる。
（ＣｘＮｙ）［ただし、ｘ＋ｙ＝１］で表すと、ｘおよ
びｙの値は、０≦ｘ≦１および０≦ｙ≦１の範囲内の値
をとり、傾斜硬質層のＣおよびＮの濃度勾配は、ほぼ図
２のグラフに示されるようになる。 超硬合金基体に接
する最内面または窒化チタン層に接する面がｘ＝０、ｙ
＝１となって実質的にＴｉＮとなるために超硬合金基体
に対する付着性が優れ、一方、切削時に直接影響を受け
る最外面がｘ＝１、ｙ＝０となって実質的にＴｉＣとな
るために耐摩耗性が優れることになり、したがって、Ｔ
ｉ（ＣｘＮｙ）［ただし、ｘ＋ｙ＝１］傾斜硬質層を被
覆することにより付着性および耐摩耗性の両方を兼備え
た優れた特性を有する硬質層被覆超硬合金製切削工具が
得られることになる。
【０００９】また、図３のグラフに示されるように、超
硬合金基体の表面に窒化チタン層を被覆し、前記窒化チ
タン層の上に前記Ｔｉ（ＣｘＮｙ）［ただし、ｘ＋ｙ＝
１］傾斜硬質層を被覆してもよい。前記Ｔｉ（ＣｘＮ
ｙ）［ただし、ｘ＋ｙ＝１］傾斜硬質層の厚さは、３０
μｍ以下であることが好ましい。３０μｍを越えると切
削時に基体との間に熱膨脹の差が大きくなり、亀裂が生
じて剥離しやすくなる。一方、前記傾斜硬質層が０．５
μｍ未満では硬質層剥離抑制効果が十分でないために
０．５μｍ以上であることが好ましい。
硬合金基体の表面に窒化チタン層を被覆し、前記窒化チ
タン層の上に前記Ｔｉ（ＣｘＮｙ）［ただし、ｘ＋ｙ＝
１］傾斜硬質層を被覆してもよい。前記Ｔｉ（ＣｘＮ
ｙ）［ただし、ｘ＋ｙ＝１］傾斜硬質層の厚さは、３０
μｍ以下であることが好ましい。３０μｍを越えると切
削時に基体との間に熱膨脹の差が大きくなり、亀裂が生
じて剥離しやすくなる。一方、前記傾斜硬質層が０．５
μｍ未満では硬質層剥離抑制効果が十分でないために
０．５μｍ以上であることが好ましい。
【００１０】この発明のＴｉ（ＣｘＮｙ）［ただし、ｘ
＋ｙ＝１］傾斜硬質層は、図２および図３のグラフに示
されるように、超硬合金基体に接する最内面または窒化
チタン層に接する面がｘ＝０、ｙ＝１となり、最外面が
ｘ＝１、ｙ＝０となり、ｘおよびｙの値は、０≦ｘ≦１
および０≦ｙ≦１の範囲内の値をとる傾斜硬質層である
に対し、従来の図４のグラフに示される傾斜硬質層はＴ
ｉ（ＣｘＮｙ）［ただし、ｘ＋ｙ＝１］におけるｘおよ
びｙは、０＜ｘ＜１および０＜ｙ＜１の範囲内の値をと
るものであり、かかる傾斜硬質層の相違により傾斜硬質
層被覆超硬合金製切削工具の切削効果は格段に優れたも
のとなるのである。
＋ｙ＝１］傾斜硬質層は、図２および図３のグラフに示
されるように、超硬合金基体に接する最内面または窒化
チタン層に接する面がｘ＝０、ｙ＝１となり、最外面が
ｘ＝１、ｙ＝０となり、ｘおよびｙの値は、０≦ｘ≦１
および０≦ｙ≦１の範囲内の値をとる傾斜硬質層である
に対し、従来の図４のグラフに示される傾斜硬質層はＴ
ｉ（ＣｘＮｙ）［ただし、ｘ＋ｙ＝１］におけるｘおよ
びｙは、０＜ｘ＜１および０＜ｙ＜１の範囲内の値をと
るものであり、かかる傾斜硬質層の相違により傾斜硬質
層被覆超硬合金製切削工具の切削効果は格段に優れたも
のとなるのである。
【００１１】
【実施例】つぎに、この発明の傾斜硬質層被覆超硬合金
製切削工具を実施例に基づいて具体的に説明する。
製切削工具を実施例に基づいて具体的に説明する。
【００１２】実施例１ 原料粉末として、それぞれ平均粒径：３μｍのＣｏ粉
末、ＴｉＣ粉末、ＴａＣ粉末、ＷＣ粉末を用意し、これ
ら粉末を、Ｃｏ粉末：９重量％、ＴｉＣ粉末：１重量
％、ＴａＣ粉末：２重量％、残り：ＷＣ粉末となるよう
に配合し、混合したのち、圧粉体に成型し、この圧粉体
を通常の条件で焼結して焼結体を製造し、この焼結体を
研削してＩＳＯ規格ＴＮＧＡ１６０４０８の形状を有す
るＷＣ基超硬合金製チップを作製した。
末、ＴｉＣ粉末、ＴａＣ粉末、ＷＣ粉末を用意し、これ
ら粉末を、Ｃｏ粉末：９重量％、ＴｉＣ粉末：１重量
％、ＴａＣ粉末：２重量％、残り：ＷＣ粉末となるよう
に配合し、混合したのち、圧粉体に成型し、この圧粉体
を通常の条件で焼結して焼結体を製造し、この焼結体を
研削してＩＳＯ規格ＴＮＧＡ１６０４０８の形状を有す
るＷＣ基超硬合金製チップを作製した。
【００１３】つぎに、このＷＣ基超硬合金製チップを通
常のイオンプレーティング装置内の上方に装着し、一
方、前記イオンプレーティング装置内の下方には、Ｔｉ
金属を充填した。かかる状態で前記イオンプレーティン
グ装置内を１×１０-5Ｔｏｒｒの真空に保持し、昇温速
度：６℃／ｍｉｎ．で７００℃に昇温させ、つづいて、
この温度に保持しながら、５×１０-2ＴｏｒｒのＡｒガ
ス雰囲気に保持してボンバードクリーニングした。
常のイオンプレーティング装置内の上方に装着し、一
方、前記イオンプレーティング装置内の下方には、Ｔｉ
金属を充填した。かかる状態で前記イオンプレーティン
グ装置内を１×１０-5Ｔｏｒｒの真空に保持し、昇温速
度：６℃／ｍｉｎ．で７００℃に昇温させ、つづいて、
この温度に保持しながら、５×１０-2ＴｏｒｒのＡｒガ
ス雰囲気に保持してボンバードクリーニングした。
【００１４】さらに、Ｔｉ金属を通電等により加熱蒸発
させるとともに、供給口より窒素ガスのみを供給し、即
座に窒素ガスの供給を減らすと共にアセチレンガスを導
入し、排出口より排出しながらイオンプレーティング装
置内の圧力を１．０×１０-3Ｔｏｒｒに維持し、窒素ガ
スとアセチレンガスの混合比を反比例するように連続的
に変化させながら物理蒸着を行い、前記ＷＣ基超硬合金
製チップの表面に、最内面がｘ＝０、ｙ＝１となって実
質的にＴｉＮとなり最外面がｘ＝１、ｙ＝０となって実
質的にＴｉＣとなる厚さ：４．０μｍのＴｉ（ＣｘＮ
ｙ）［ただし、ｘ＋ｙ＝１］傾斜硬質層を被覆した本発
明傾斜被覆チップ１を作製した。
させるとともに、供給口より窒素ガスのみを供給し、即
座に窒素ガスの供給を減らすと共にアセチレンガスを導
入し、排出口より排出しながらイオンプレーティング装
置内の圧力を１．０×１０-3Ｔｏｒｒに維持し、窒素ガ
スとアセチレンガスの混合比を反比例するように連続的
に変化させながら物理蒸着を行い、前記ＷＣ基超硬合金
製チップの表面に、最内面がｘ＝０、ｙ＝１となって実
質的にＴｉＮとなり最外面がｘ＝１、ｙ＝０となって実
質的にＴｉＣとなる厚さ：４．０μｍのＴｉ（ＣｘＮ
ｙ）［ただし、ｘ＋ｙ＝１］傾斜硬質層を被覆した本発
明傾斜被覆チップ１を作製した。
【００１５】さらに、供給口より窒素ガスのみを約１０
分間供給しながら前記ＷＣ基超硬合金製チップの表面に
厚さ：０．５μｍのＴｉＮ層を形成し、ついで、ＷＣ基
超硬合金製チップの表面に形成された前記ＴｉＮ層の上
に同様にして最内面がｘ＝０、ｙ＝１となって実質的に
ＴｉＮとなり最外面がｘ＝１、ｙ＝０となって実質的に
ＴｉＣとなる厚さ：３．５μｍのＴｉ（ＣｘＮｙ）［た
だし、ｘ＋ｙ＝１］傾斜硬質層を被覆した本発明傾斜被
覆チップ２を作製した。
分間供給しながら前記ＷＣ基超硬合金製チップの表面に
厚さ：０．５μｍのＴｉＮ層を形成し、ついで、ＷＣ基
超硬合金製チップの表面に形成された前記ＴｉＮ層の上
に同様にして最内面がｘ＝０、ｙ＝１となって実質的に
ＴｉＮとなり最外面がｘ＝１、ｙ＝０となって実質的に
ＴｉＣとなる厚さ：３．５μｍのＴｉ（ＣｘＮｙ）［た
だし、ｘ＋ｙ＝１］傾斜硬質層を被覆した本発明傾斜被
覆チップ２を作製した。
【００１６】従来例１ 一方、比較のために、実施例１で作製したＩＳＯ規格Ｔ
ＮＧＡ１６０４０８の形状を有するＷＣ基超硬合金製チ
ップを実施例１と同様にボンバードクリーニングしたの
ち、まず供給口より、窒素ガス：アセチレンガス＝０．
１：０．９の混合ガスを供給し、続いて窒素ガスの供給
量を減少させると同時にアセチレンガスの供給量を増加
させながら最終的に窒素ガス：アセチレンガス＝０．
９：０．１の混合ガスとなるように供給し、前記ＷＣ基
超硬合金製チップの表面に、最内面がｘ＝０．１、ｙ＝
０．９となり最外面がｘ＝０．９、ｙ＝０．１となる厚
さ：４．０μｍのＴｉ（ＣｘＮｙ）［ただし、ｘ＋ｙ＝
１］傾斜硬質層を被覆し、従来被覆チップを作製した。
ＮＧＡ１６０４０８の形状を有するＷＣ基超硬合金製チ
ップを実施例１と同様にボンバードクリーニングしたの
ち、まず供給口より、窒素ガス：アセチレンガス＝０．
１：０．９の混合ガスを供給し、続いて窒素ガスの供給
量を減少させると同時にアセチレンガスの供給量を増加
させながら最終的に窒素ガス：アセチレンガス＝０．
９：０．１の混合ガスとなるように供給し、前記ＷＣ基
超硬合金製チップの表面に、最内面がｘ＝０．１、ｙ＝
０．９となり最外面がｘ＝０．９、ｙ＝０．１となる厚
さ：４．０μｍのＴｉ（ＣｘＮｙ）［ただし、ｘ＋ｙ＝
１］傾斜硬質層を被覆し、従来被覆チップを作製した。
【００１７】これら本発明傾斜被覆チップ１および２並
びに従来被覆チップについて、下記の条件で連続切削試
験および断続切削試験を実施し、それらの結果を表１に
示した。 １ 連続乾式切削試験 （１） 高速切削試験 被削材：ＳＮＣＭ４３９（ブリネル硬さ：２５０）、 切削速度：２１０ｍ／ｍｉｎ、 送り：０．２５ｍｍ／ｒｅｖ．、 切込み：１．５ｍｍ、 の条件で連続乾式切削し、２０分切削後のクレーター摩
耗深さ（μｍ）を測定し、さらに切刃の逃げ面摩耗幅Ｖ
B が０．３ｍｍになるまでの時間（分）を測定し、それ
らの測定結果を表１に示した。
びに従来被覆チップについて、下記の条件で連続切削試
験および断続切削試験を実施し、それらの結果を表１に
示した。 １ 連続乾式切削試験 （１） 高速切削試験 被削材：ＳＮＣＭ４３９（ブリネル硬さ：２５０）、 切削速度：２１０ｍ／ｍｉｎ、 送り：０．２５ｍｍ／ｒｅｖ．、 切込み：１．５ｍｍ、 の条件で連続乾式切削し、２０分切削後のクレーター摩
耗深さ（μｍ）を測定し、さらに切刃の逃げ面摩耗幅Ｖ
B が０．３ｍｍになるまでの時間（分）を測定し、それ
らの測定結果を表１に示した。
【００１８】（２） 中低速切削試験 被削材：ＳＮＣＭ４３９（ブリネル硬さ：２５０）、 切削速度：１５０ｍ／ｍｉｎ、 送り：０．２５ｍｍ／ｒｅｖ．、 切込み：１．５ｍｍ、 の条件で連続乾式切削し、切刃の逃げ面摩耗幅ＶB が
０．３ｍｍになるまでの時間（分）を測定し、それらの
測定結果を表１に示した。
０．３ｍｍになるまでの時間（分）を測定し、それらの
測定結果を表１に示した。
【００１９】２ 断続乾式切削試験 被削材：ＳＣＭ４４０（ブリネル硬さ：３００）製で軸
方向外周に４本の溝の付いた円柱体、 切削速度：１００ｍ／ｍｉｎ、 送り：０．２１ｍｍ／ｒｅｖ．、 切込み：１．０ｍｍ、 の条件で乾式切削し、１０個の試験切刃のうちの欠損が
発生した切刃数を測定し、それらの測定結果を表１に示
した。
方向外周に４本の溝の付いた円柱体、 切削速度：１００ｍ／ｍｉｎ、 送り：０．２１ｍｍ／ｒｅｖ．、 切込み：１．０ｍｍ、 の条件で乾式切削し、１０個の試験切刃のうちの欠損が
発生した切刃数を測定し、それらの測定結果を表１に示
した。
【００２０】
【表１】 表１に示される結果から、本発明傾斜被覆チップ１およ
び２は従来被覆チップに比べて切削特性が優れているこ
とが分かる。
び２は従来被覆チップに比べて切削特性が優れているこ
とが分かる。
【００２１】実施例２ ＪＩＳ規格Ｂ４１０４のＫ１０に相当する組成を有し、
外径：１０ｍｍのドリルを用意し、このドリルの表面を
実施例１とまったく同様にしてボンバードクリーニング
し、ついで供給口より窒素ガスのみを供給し、即座に窒
素ガスの供給を減らすと共にアセチレンガスを導入し、
排出口より排出しながらイオンプレーティング装置内の
圧力を１．０×１０-3Ｔｏｒｒに維持し、窒素ガスとア
セチレンガスの混合比を反比例するように連続的に変化
させながら物理蒸着を行い、前記ドリルの表面に最内面
がｘ＝０、ｙ＝１となって実質的にＴｉＮとなり最外面
がｘ＝１、ｙ＝０となって実質的にＴｉＣとなる厚さ：
４．０μｍのＴｉ（ＣｘＮｙ）［ただし、ｘ＋ｙ＝１］
傾斜硬質層を被覆した本発明傾斜被覆ドリル１を作製し
た。
外径：１０ｍｍのドリルを用意し、このドリルの表面を
実施例１とまったく同様にしてボンバードクリーニング
し、ついで供給口より窒素ガスのみを供給し、即座に窒
素ガスの供給を減らすと共にアセチレンガスを導入し、
排出口より排出しながらイオンプレーティング装置内の
圧力を１．０×１０-3Ｔｏｒｒに維持し、窒素ガスとア
セチレンガスの混合比を反比例するように連続的に変化
させながら物理蒸着を行い、前記ドリルの表面に最内面
がｘ＝０、ｙ＝１となって実質的にＴｉＮとなり最外面
がｘ＝１、ｙ＝０となって実質的にＴｉＣとなる厚さ：
４．０μｍのＴｉ（ＣｘＮｙ）［ただし、ｘ＋ｙ＝１］
傾斜硬質層を被覆した本発明傾斜被覆ドリル１を作製し
た。
【００２２】さらに、供給口より窒素ガスのみを約１０
分間供給しながら前記ドリルの表面に厚さ：０．５μｍ
のＴｉＮ層を形成し、ついで、ドリルの表面に形成され
た前記ＴｉＮ層の上に同様にして最内面がｘ＝０、ｙ＝
１となり実質的にＴｉＮとなり最外面がｘ＝１、ｙ＝０
となって実質的にＴｉＣとなる厚さ：３．５μｍのＴｉ
（ＣｘＮｙ）［ただし、ｘ＋ｙ＝１］傾斜硬質層を被覆
した本発明傾斜被覆ドリル２を作製した。
分間供給しながら前記ドリルの表面に厚さ：０．５μｍ
のＴｉＮ層を形成し、ついで、ドリルの表面に形成され
た前記ＴｉＮ層の上に同様にして最内面がｘ＝０、ｙ＝
１となり実質的にＴｉＮとなり最外面がｘ＝１、ｙ＝０
となって実質的にＴｉＣとなる厚さ：３．５μｍのＴｉ
（ＣｘＮｙ）［ただし、ｘ＋ｙ＝１］傾斜硬質層を被覆
した本発明傾斜被覆ドリル２を作製した。
【００２３】従来例２ 一方、比較のために、実施例２で用意したＪＩＳ規格Ｂ
４１０４のＫ１０に相当する組成を有し、外径：１０ｍ
ｍのドリルを実施例２と同様にボンバードクリーニング
したのち、まず供給口より、窒素ガス：アセチレンガス
＝０．１：０．９の混合ガスを供給し、続いて窒素ガス
の供給量を減少させると同時にアセチレンガスの供給量
を増加させながら最終的に窒素ガス：アセチレンガス＝
０．９：０．１の混合ガスとなるように供給し、前記Ｗ
Ｃ基超硬合金製ドリルの表面に、最内面がｘ＝０．１、
ｙ＝０．９となり最外面がｘ＝０．９、ｙ＝０．１とな
る厚さ：４．０μｍのＴｉ（ＣｘＮｙ）［ただし、ｘ＋
ｙ＝１］傾斜硬質層を被覆した従来被覆ドリルを作製し
た。
４１０４のＫ１０に相当する組成を有し、外径：１０ｍ
ｍのドリルを実施例２と同様にボンバードクリーニング
したのち、まず供給口より、窒素ガス：アセチレンガス
＝０．１：０．９の混合ガスを供給し、続いて窒素ガス
の供給量を減少させると同時にアセチレンガスの供給量
を増加させながら最終的に窒素ガス：アセチレンガス＝
０．９：０．１の混合ガスとなるように供給し、前記Ｗ
Ｃ基超硬合金製ドリルの表面に、最内面がｘ＝０．１、
ｙ＝０．９となり最外面がｘ＝０．９、ｙ＝０．１とな
る厚さ：４．０μｍのＴｉ（ＣｘＮｙ）［ただし、ｘ＋
ｙ＝１］傾斜硬質層を被覆した従来被覆ドリルを作製し
た。
【００２４】これら本発明被覆ドリルおよび従来被覆ド
リルについて、下記の条件で穴明け試験を実施し、それ
らの結果を表２に示した。 ３ 穴明け試験 被削材：厚さ：２０ｍｍのＳＣＭ４４０（ブリネル硬
さ：２２０）からなる厚板 切削速度：６０ｍ／ｍｉｎ、 送り：０．２ｍｍ／ｒｅｖ．、 の条件で２５００穴の貫通穴明けし、全切削長：５０ｍ
の穴明けを行い、ドリルのマージン部の摩耗量および刃
裏部の摩耗量を測定し、それらの測定結果を表２に示し
た。
リルについて、下記の条件で穴明け試験を実施し、それ
らの結果を表２に示した。 ３ 穴明け試験 被削材：厚さ：２０ｍｍのＳＣＭ４４０（ブリネル硬
さ：２２０）からなる厚板 切削速度：６０ｍ／ｍｉｎ、 送り：０．２ｍｍ／ｒｅｖ．、 の条件で２５００穴の貫通穴明けし、全切削長：５０ｍ
の穴明けを行い、ドリルのマージン部の摩耗量および刃
裏部の摩耗量を測定し、それらの測定結果を表２に示し
た。
【００２５】
【表２】 表２に示される結果から、本発明被覆ドリル１および２
は従来被覆ドリルに比べて穴明け特性が優れていること
が分かる。
は従来被覆ドリルに比べて穴明け特性が優れていること
が分かる。
【００２６】実施例３ ＪＩＳ規格Ｍ２０に相当する組成を有し、外径：６ｍｍ
のエンドミル用意し、このエンドミルの表面に実施例１
とまったく同様にして厚さ：０．５μｍのＴｉＮ層を形
成し、即座に窒素ガスの供給を減らすと共にアセチレン
ガスを導入し、一方、使用済みの窒素ガスおよびアセチ
レンガスを排出口より排出しながらイオンプレーティン
グ装置内の圧力を１．０×１０-3Ｔｏｒｒに維持し、窒
素ガスとアセチレンガスの混合比を反比例するように連
続的に変化させながら物理蒸着を行い、前記エンドミル
の表面に厚さ：４．０μｍのＴｉ（ＣｘＮｙ）［ただ
し、ｘ＋ｙ＝１］傾斜硬質層を被覆し、本発明傾斜被覆
エンドミル１を作製した。
のエンドミル用意し、このエンドミルの表面に実施例１
とまったく同様にして厚さ：０．５μｍのＴｉＮ層を形
成し、即座に窒素ガスの供給を減らすと共にアセチレン
ガスを導入し、一方、使用済みの窒素ガスおよびアセチ
レンガスを排出口より排出しながらイオンプレーティン
グ装置内の圧力を１．０×１０-3Ｔｏｒｒに維持し、窒
素ガスとアセチレンガスの混合比を反比例するように連
続的に変化させながら物理蒸着を行い、前記エンドミル
の表面に厚さ：４．０μｍのＴｉ（ＣｘＮｙ）［ただ
し、ｘ＋ｙ＝１］傾斜硬質層を被覆し、本発明傾斜被覆
エンドミル１を作製した。
【００２７】さらに、供給口より窒素ガスのみを約１０
分間供給しながら前記エンドミルの表面に厚さ：０．５
μｍのＴｉＮ層を形成し、ついで、エンドミルの表面に
形成された前記ＴｉＮ層の上に同様にして最内面がｘ＝
０、ｙ＝１となり実質的にＴｉＮとなり最外面がｘ＝
１、ｙ＝０となって実質的にＴｉＣとなる厚さ：３．５
μｍのＴｉ（ＣｘＮｙ）［ただし、ｘ＋ｙ＝１］傾斜硬
質層を被覆した本発明傾斜被覆エンドミル２を作製し
た。
分間供給しながら前記エンドミルの表面に厚さ：０．５
μｍのＴｉＮ層を形成し、ついで、エンドミルの表面に
形成された前記ＴｉＮ層の上に同様にして最内面がｘ＝
０、ｙ＝１となり実質的にＴｉＮとなり最外面がｘ＝
１、ｙ＝０となって実質的にＴｉＣとなる厚さ：３．５
μｍのＴｉ（ＣｘＮｙ）［ただし、ｘ＋ｙ＝１］傾斜硬
質層を被覆した本発明傾斜被覆エンドミル２を作製し
た。
【００２８】従来例３ 一方、比較のために、実施例３で用意したＪＩＳ規格Ｍ
２０に相当する組成を有し、外径：６ｍｍのエンドミル
を実施例３と同様にボンバードクリーニングしたのち、
まず供給口より、窒素ガス：アセチレンガス＝０．１：
０．９の混合ガスを供給し、続いて窒素ガスの供給量を
減少させると同時にアセチレンガスの供給量を増加させ
ながら最終的に窒素ガス：アセチレンガス＝０．９：
０．１の混合ガスとなるように供給し、前記エンドミル
の表面に、最内面がｘ＝０．１、ｙ＝０．９となり最外
面がｘ＝０．９、ｙ＝０．１となる厚さ：４．０μｍの
Ｔｉ（ＣｘＮｙ）［ただし、ｘ＋ｙ＝１］傾斜硬質層を
被覆した従来被覆エンドミルを作製した。
２０に相当する組成を有し、外径：６ｍｍのエンドミル
を実施例３と同様にボンバードクリーニングしたのち、
まず供給口より、窒素ガス：アセチレンガス＝０．１：
０．９の混合ガスを供給し、続いて窒素ガスの供給量を
減少させると同時にアセチレンガスの供給量を増加させ
ながら最終的に窒素ガス：アセチレンガス＝０．９：
０．１の混合ガスとなるように供給し、前記エンドミル
の表面に、最内面がｘ＝０．１、ｙ＝０．９となり最外
面がｘ＝０．９、ｙ＝０．１となる厚さ：４．０μｍの
Ｔｉ（ＣｘＮｙ）［ただし、ｘ＋ｙ＝１］傾斜硬質層を
被覆した従来被覆エンドミルを作製した。
【００２９】これら本発明被覆エンドミル１および２並
びに従来被覆エンドミルについて、下記の条件でダウン
カット方式による鋼の湿式片削り試験を実施し、それら
の結果を表３に示した。 ４ ダウンカット方式による鋼の湿式片削り試験 被削材 ：Ｓ４３Ｃ、 切削速度 ：６０ｍ／ｍｉｎ、 一刃当たりの送り：０．０１ｍｍ／ｒｅｖ．、 切り込み深さ ：１５ｍｍ、 切り込み幅 ：０．０５ｍｍ、 の条件で湿式片削り試験を行い、エンドミルのマージン
部の摩耗量が０．２ｍｍ以上もしくは被削材垂直面の表
面粗さ（Ｒｍａｘ）が６．０μｍ以上となった時点を寿
命とし、この寿命に至るまでの時間を５分単位で測定し
た。
びに従来被覆エンドミルについて、下記の条件でダウン
カット方式による鋼の湿式片削り試験を実施し、それら
の結果を表３に示した。 ４ ダウンカット方式による鋼の湿式片削り試験 被削材 ：Ｓ４３Ｃ、 切削速度 ：６０ｍ／ｍｉｎ、 一刃当たりの送り：０．０１ｍｍ／ｒｅｖ．、 切り込み深さ ：１５ｍｍ、 切り込み幅 ：０．０５ｍｍ、 の条件で湿式片削り試験を行い、エンドミルのマージン
部の摩耗量が０．２ｍｍ以上もしくは被削材垂直面の表
面粗さ（Ｒｍａｘ）が６．０μｍ以上となった時点を寿
命とし、この寿命に至るまでの時間を５分単位で測定し
た。
【００３０】
【表３】 表３に示される結果から、本発明被覆エンドミル１およ
び２は従来被覆エンドミル比べて切削寿命が優れている
ことが分かる。
び２は従来被覆エンドミル比べて切削寿命が優れている
ことが分かる。
【００３１】
【発明の効果】前記実施例１〜３および従来例１〜３に
示される結果から、この発明の傾斜硬質層被覆超硬合金
製切削工具は、従来の傾斜硬質層被覆超硬合金製切削工
具に比べて優れた性能を有し、工業上優れた効果をもた
らすものである。
示される結果から、この発明の傾斜硬質層被覆超硬合金
製切削工具は、従来の傾斜硬質層被覆超硬合金製切削工
具に比べて優れた性能を有し、工業上優れた効果をもた
らすものである。
【図１】この発明の傾斜硬質層被覆超硬合金製切削工具
を製造するために物理蒸着装置に窒素ガスおよび炭化水
素ガスを導入する量を模型的に示したグラフである。
を製造するために物理蒸着装置に窒素ガスおよび炭化水
素ガスを導入する量を模型的に示したグラフである。
【図２】この発明の傾斜硬質層被覆超硬合金製切削工具
におけるＴｉ（ＣｘＮｙ）［ただし、ｘ＋ｙ＝１］傾斜
硬質層のＣおよびＮの濃度勾配を模型的に示したグラフ
である。
におけるＴｉ（ＣｘＮｙ）［ただし、ｘ＋ｙ＝１］傾斜
硬質層のＣおよびＮの濃度勾配を模型的に示したグラフ
である。
【図３】この発明の傾斜硬質層被覆超硬合金製切削工具
におけるＴｉ（ＣｘＮｙ）［ただし、ｘ＋ｙ＝１］傾斜
硬質層のＣおよびＮの濃度勾配を模型的に示したグラフ
である。
におけるＴｉ（ＣｘＮｙ）［ただし、ｘ＋ｙ＝１］傾斜
硬質層のＣおよびＮの濃度勾配を模型的に示したグラフ
である。
【図４】従来の傾斜硬質層被覆超硬合金製切削工具にお
けるＴｉ（ＣｘＮｙ）［ただし、ｘ＋ｙ＝１］傾斜硬質
層のＣおよびＮの濃度勾配を模型的に示したグラフであ
る。
けるＴｉ（ＣｘＮｙ）［ただし、ｘ＋ｙ＝１］傾斜硬質
層のＣおよびＮの濃度勾配を模型的に示したグラフであ
る。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年７月１３日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１４】さらに、Ｔｉ金属を通電等により加熱蒸発
させるとともに、供給口より窒素ガスのみを供給し、即
座に窒素ガスの供給を減らすと共にアセチレンガスを導
入し、排出口より排出しながらイオンプレーティング装
置内の圧力を１．０×１０ -4 Ｔｏｒｒに維持し、窒素ガ
スとアセチレンガスの混合比を反比例するように連続的
に変化させながら物理蒸着を行い、前記ＷＣ基超硬合金
製チップの表面に、最内面がｘ＝０、ｙ＝１となって実
質的にＴｉＮとなり最外面がｘ＝１、ｙ＝０となって実
質的にＴｉＣとなる厚さ：４．０μｍのＴｉ（ＣｘＮ
ｙ）［ただし、ｘ＋ｙ＝１］傾斜硬質層を被覆した本発
明傾斜被覆チップ１を作製した。
させるとともに、供給口より窒素ガスのみを供給し、即
座に窒素ガスの供給を減らすと共にアセチレンガスを導
入し、排出口より排出しながらイオンプレーティング装
置内の圧力を１．０×１０ -4 Ｔｏｒｒに維持し、窒素ガ
スとアセチレンガスの混合比を反比例するように連続的
に変化させながら物理蒸着を行い、前記ＷＣ基超硬合金
製チップの表面に、最内面がｘ＝０、ｙ＝１となって実
質的にＴｉＮとなり最外面がｘ＝１、ｙ＝０となって実
質的にＴｉＣとなる厚さ：４．０μｍのＴｉ（ＣｘＮ
ｙ）［ただし、ｘ＋ｙ＝１］傾斜硬質層を被覆した本発
明傾斜被覆チップ１を作製した。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２５】
【表２】 表２に示される結果から、本発明被覆ドリル１および２
は従来被覆ドリルに比べて穴明け特性が優れていること
が分かる。
は従来被覆ドリルに比べて穴明け特性が優れていること
が分かる。
Claims (2)
- 【請求項１】 超硬合金基体の表面にＴｉ（ＣｘＮｙ）
［ただし、ｘ＋ｙ＝１］傾斜硬質層を被覆してなる切削
工具において、 前記Ｔｉ（ＣｘＮｙ）［ただし、ｘ＋ｙ＝１］傾斜硬質
層におけるｘは超硬合金基体の表面に接する面で実質的
に０となり、内面から外面に向かって層厚方向に増加す
るように変化して最外面で実質的に１となり、 一方、ｙは超硬合金基体の表面に接する面で実質的に１
となり、内面から外面に向かって層厚方向に減少するよ
うに変化して最外面で実質的に０となる、ことを特徴と
する傾斜硬質層被覆超硬合金製切削工具。 - 【請求項２】 超硬合金基体の表面に、窒化チタン層を
被覆し、前記窒化チタン層の上にＴｉ（ＣｘＮｙ）［た
だし、ｘ＋ｙ＝１］傾斜硬質層を被覆してなる切削工具
において、 前記Ｔｉ（ＣｘＮｙ）［ただし、ｘ＋ｙ＝１］傾斜硬質
層におけるｘは、窒化チタン層に接する面で実質的に０
となり、内面から外面に向かって層厚方向に増加するよ
うに変化して最外面で実質的に１となり、一方、ｙは、
窒化チタン層に接する面で実質的に１となり、内面から
外面に向かって層厚方向に減少するように変化して最外
面で実質的に０となる、ことを特徴とする傾斜硬質層被
覆超硬合金製切削工具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4177499A JPH05337704A (ja) | 1992-06-11 | 1992-06-11 | 傾斜硬質層被覆超硬合金製切削工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4177499A JPH05337704A (ja) | 1992-06-11 | 1992-06-11 | 傾斜硬質層被覆超硬合金製切削工具 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05337704A true JPH05337704A (ja) | 1993-12-21 |
Family
ID=16031979
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4177499A Pending JPH05337704A (ja) | 1992-06-11 | 1992-06-11 | 傾斜硬質層被覆超硬合金製切削工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05337704A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010202926A (ja) * | 2009-03-03 | 2010-09-16 | Toyo Advanced Technologies Co Ltd | 硬質被膜を有する球状化黒鉛鋳鉄材、プレス用金型、及び硬質被膜を有する球状化黒鉛鋳鉄材の製造方法 |
| JP2023128173A (ja) * | 2022-03-03 | 2023-09-14 | 三菱マテリアル株式会社 | 表面被覆切削工具 |
-
1992
- 1992-06-11 JP JP4177499A patent/JPH05337704A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010202926A (ja) * | 2009-03-03 | 2010-09-16 | Toyo Advanced Technologies Co Ltd | 硬質被膜を有する球状化黒鉛鋳鉄材、プレス用金型、及び硬質被膜を有する球状化黒鉛鋳鉄材の製造方法 |
| JP2023128173A (ja) * | 2022-03-03 | 2023-09-14 | 三菱マテリアル株式会社 | 表面被覆切削工具 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20000704 |