JPH06173014A - 高強度被覆焼結合金 - Google Patents
高強度被覆焼結合金Info
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- JPH06173014A JPH06173014A JP4345232A JP34523292A JPH06173014A JP H06173014 A JPH06173014 A JP H06173014A JP 4345232 A JP4345232 A JP 4345232A JP 34523292 A JP34523292 A JP 34523292A JP H06173014 A JPH06173014 A JP H06173014A
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- Powder Metallurgy (AREA)
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 耐衝撃性及び耐欠損性を向上させたＣＶＤ法
による被覆焼結合金を提供する。 【構成】 Ｎｉ，Ｃｏ又はＮｉ−Ｃｏ合金を主成分とす
る結合相２〜１６重量％と、残り周期律表の４ａ，５
ａ，６ａ族金属の炭化物，窒化物及びこれらの相互固溶
体の中の少なくとも１種の硬質相からなる焼結合金の基
体表面に被膜を被覆してなる被覆焼結合金であって、該
基体の表面から少なくとも４０μｍ内部までの深さにお
ける基体表面部に圧縮応力が付与されており、該基体表
面部の圧縮応力が該基体の表面から内部に向って漸増
し、該基体の表面から２〜２０μｍ内部における該基体
表面部で最大の圧縮応力となった後漸減して該基体の内
部における残留応力になっている高強度被覆焼結合金。
による被覆焼結合金を提供する。 【構成】 Ｎｉ，Ｃｏ又はＮｉ−Ｃｏ合金を主成分とす
る結合相２〜１６重量％と、残り周期律表の４ａ，５
ａ，６ａ族金属の炭化物，窒化物及びこれらの相互固溶
体の中の少なくとも１種の硬質相からなる焼結合金の基
体表面に被膜を被覆してなる被覆焼結合金であって、該
基体の表面から少なくとも４０μｍ内部までの深さにお
ける基体表面部に圧縮応力が付与されており、該基体表
面部の圧縮応力が該基体の表面から内部に向って漸増
し、該基体の表面から２〜２０μｍ内部における該基体
表面部で最大の圧縮応力となった後漸減して該基体の内
部における残留応力になっている高強度被覆焼結合金。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、耐衝撃性，耐欠損性に
優れる高強度被覆焼結合金に関し、特に切削工具又は耐
摩耗工具に代表される工具用として最適な高強度被覆焼
結合金に関するものである。
優れる高強度被覆焼結合金に関し、特に切削工具又は耐
摩耗工具に代表される工具用として最適な高強度被覆焼
結合金に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】超硬合金及びサーメットに代表される焼
結合金の基体の表面に、高硬質な被膜を被覆してなる被
覆焼結合金は、大別すると、化学蒸着法（ＣＶＤ法）に
よる被覆焼結合金と物理蒸着法（ＰＶＤ法）による被覆
焼結合金がある。これらの被覆焼結合金は、製造条件に
基づく残留応力、又は被膜の材質と基体の材質による熱
膨張係数の差に基づく残留応力が被膜及び基体の表面部
に残在している。
結合金の基体の表面に、高硬質な被膜を被覆してなる被
覆焼結合金は、大別すると、化学蒸着法（ＣＶＤ法）に
よる被覆焼結合金と物理蒸着法（ＰＶＤ法）による被覆
焼結合金がある。これらの被覆焼結合金は、製造条件に
基づく残留応力、又は被膜の材質と基体の材質による熱
膨張係数の差に基づく残留応力が被膜及び基体の表面部
に残在している。
【０００３】被覆焼結合金に内在する残留応力と被覆焼
結合金の諸特性との関係について検討されている代表的
なものとしては、山本らの日本金属学会誌５０（３）
（１９８６）３２０、及び特開昭６４−３１９７２号公
報がある。また、被覆焼結合金の残留応力とその分布に
関して検討されているものとして、吉川らの熱処理２９
（１）（１９８９）９がある。
結合金の諸特性との関係について検討されている代表的
なものとしては、山本らの日本金属学会誌５０（３）
（１９８６）３２０、及び特開昭６４−３１９７２号公
報がある。また、被覆焼結合金の残留応力とその分布に
関して検討されているものとして、吉川らの熱処理２９
（１）（１９８９）９がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】山本らの日本金属学会
誌５０（３）（１９８６）３２０によると、ＣＶＤ法に
よる被覆焼結合金は、基体の表面部に存在する硬質相で
ある炭化タングステン及び被膜である窒化チタンの両方
に引張応力が作用していると記載されている。そして、
山本らの同文献には、ＣＶＤ法による被覆焼結合金は、
ＰＶＤ法による被覆焼結合金又は被膜の被覆されてない
焼結合金に比べて、抗折強度及び破壊靭性値が極端に低
下するという問題が記載されている。
誌５０（３）（１９８６）３２０によると、ＣＶＤ法に
よる被覆焼結合金は、基体の表面部に存在する硬質相で
ある炭化タングステン及び被膜である窒化チタンの両方
に引張応力が作用していると記載されている。そして、
山本らの同文献には、ＣＶＤ法による被覆焼結合金は、
ＰＶＤ法による被覆焼結合金又は被膜の被覆されてない
焼結合金に比べて、抗折強度及び破壊靭性値が極端に低
下するという問題が記載されている。
【０００５】また、特開昭６４−３１９７２号公報に
は、ＣＶＤ法による被覆焼結合金の基体表面部に存在す
る硬質相及び／又は被膜に、５０ｋｇ／ｍｍ2以上の圧
縮応力を付与した被覆焼結合金が記載されている。同公
報の被覆焼結合金は、従来のＣＶＤ法による被覆焼結合
金の被膜表面からショットピーニング法又はサンドブラ
スト法等により衝撃力を付加して、基体表面部の硬質相
及び／又は被膜に存在する引張応力を圧縮応力とし、被
覆焼結合金の強度を顕著に高めたという優れた合金であ
るが、基体の結合相量，被膜の厚さ，被膜の膜質及び多
重層被膜によっては、逆に強度低下になるという問題が
ある。
は、ＣＶＤ法による被覆焼結合金の基体表面部に存在す
る硬質相及び／又は被膜に、５０ｋｇ／ｍｍ2以上の圧
縮応力を付与した被覆焼結合金が記載されている。同公
報の被覆焼結合金は、従来のＣＶＤ法による被覆焼結合
金の被膜表面からショットピーニング法又はサンドブラ
スト法等により衝撃力を付加して、基体表面部の硬質相
及び／又は被膜に存在する引張応力を圧縮応力とし、被
覆焼結合金の強度を顕著に高めたという優れた合金であ
るが、基体の結合相量，被膜の厚さ，被膜の膜質及び多
重層被膜によっては、逆に強度低下になるという問題が
ある。
【０００６】さらに、吉川らの熱処理２９（１）（１９
８９）９によると、ＣＶＤ法による被覆焼結合金には、
基体と被膜との界面近傍±０．３μｍの範囲に限り、異
常な応力分布が存在すると記載されている。
８９）９によると、ＣＶＤ法による被覆焼結合金には、
基体と被膜との界面近傍±０．３μｍの範囲に限り、異
常な応力分布が存在すると記載されている。
【０００７】本発明は、上述のような従来の問題点を解
決したもので、具体的には、基体表面部の硬質相と被膜
との両方にバランスよく応力を付与し、耐衝撃性及び耐
欠損性を最高に維持できるようにした被覆焼結合金の提
供を目的とするものである。
決したもので、具体的には、基体表面部の硬質相と被膜
との両方にバランスよく応力を付与し、耐衝撃性及び耐
欠損性を最高に維持できるようにした被覆焼結合金の提
供を目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、被覆焼結
合金の基体表面部の硬質相と被膜とに内在する応力の制
御と、それぞれに付与する応力と切削工具としての性能
との関係について検討していた所、基体表面部の硬質相
と被膜とに付与される最適残留応力は、基体の結合相量
及び被膜の構成により異なり、基体表面部の硬質相に
は、基体の表面から基体の内部へ向ってある深さ分布の
圧縮応力を付与することにより、耐衝撃性及び耐欠損性
が顕著に優れるという知見を得て、本発明を完成するに
至ったものである。
合金の基体表面部の硬質相と被膜とに内在する応力の制
御と、それぞれに付与する応力と切削工具としての性能
との関係について検討していた所、基体表面部の硬質相
と被膜とに付与される最適残留応力は、基体の結合相量
及び被膜の構成により異なり、基体表面部の硬質相に
は、基体の表面から基体の内部へ向ってある深さ分布の
圧縮応力を付与することにより、耐衝撃性及び耐欠損性
が顕著に優れるという知見を得て、本発明を完成するに
至ったものである。
【０００９】すなわち、本発明の高強度被覆焼結合金
は、周期律表の４ａ，５ａ，６ａ族金属の炭化物，窒化
物及びこれらの相互固溶体の中の少なくとも１種の硬質
相８４〜９８重量％と、残りＮｉ，Ｃｏ又はＮｉ−Ｃｏ
合金を主成分とする結合相からなる焼結合金の基体の表
面に被膜を被覆してなる被覆焼結合金であって、該基体
の表面から少なくとも４０μｍ内部までの深さにおける
基体表面部に圧縮応力が付与されており、該基体の表面
部の圧縮応力が該基体の表面から内部に向って漸増し、
該基体の表面から２〜２０μｍ内部における該基体表面
部で最大の圧縮応力となった後漸減して該基体の内部に
おける残留応力になっていることを特徴とする。
は、周期律表の４ａ，５ａ，６ａ族金属の炭化物，窒化
物及びこれらの相互固溶体の中の少なくとも１種の硬質
相８４〜９８重量％と、残りＮｉ，Ｃｏ又はＮｉ−Ｃｏ
合金を主成分とする結合相からなる焼結合金の基体の表
面に被膜を被覆してなる被覆焼結合金であって、該基体
の表面から少なくとも４０μｍ内部までの深さにおける
基体表面部に圧縮応力が付与されており、該基体の表面
部の圧縮応力が該基体の表面から内部に向って漸増し、
該基体の表面から２〜２０μｍ内部における該基体表面
部で最大の圧縮応力となった後漸減して該基体の内部に
おける残留応力になっていることを特徴とする。
【００１０】本発明の被覆焼結合金における基体は、従
来から公知公用されている超硬合金又はサーメットでな
り、具体的には、例えばＴｉＣ，ＺｒＣ，ＨｆＣ，Ｖ
Ｃ，ＮｂＣ，ＴａＣ，ＷＣ，Ｃｒ3Ｃ2，Ｍｏ2Ｃ，Ｔｉ
Ｎ，ＺｒＮ，ＨｆＮ，ＶＮ，ＮｂＮ，ＴａＮ，Ｔｉ
（Ｃ，Ｎ），（Ｔｉ，Ｔａ）Ｃ，（Ｔｉ，Ｔａ，Ｗ）
Ｃ，（Ｔｉ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｗ）Ｃ，（Ｔｉ，Ｔａ）
（Ｃ，Ｎ），（Ｔｉ，Ｔａ，Ｗ）（Ｃ，Ｎ）の中の１種
以上の硬質相と、Ｎｉ，Ｃｏ又はＮｉ−Ｃｏ合金、もし
くはこれらに硬質相の元素やＦｅが数％以下固溶してな
る結合相とからなるものである。これらの内、ＷＣをベ
ースとする硬質相でなる超硬合金、又はＴｉＣやＴｉ
（Ｃ，Ｎ）をベースとする硬質相でなるサーメットから
なる基体の場合は、その効果が顕著になることから特に
好ましい。
来から公知公用されている超硬合金又はサーメットでな
り、具体的には、例えばＴｉＣ，ＺｒＣ，ＨｆＣ，Ｖ
Ｃ，ＮｂＣ，ＴａＣ，ＷＣ，Ｃｒ3Ｃ2，Ｍｏ2Ｃ，Ｔｉ
Ｎ，ＺｒＮ，ＨｆＮ，ＶＮ，ＮｂＮ，ＴａＮ，Ｔｉ
（Ｃ，Ｎ），（Ｔｉ，Ｔａ）Ｃ，（Ｔｉ，Ｔａ，Ｗ）
Ｃ，（Ｔｉ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｗ）Ｃ，（Ｔｉ，Ｔａ）
（Ｃ，Ｎ），（Ｔｉ，Ｔａ，Ｗ）（Ｃ，Ｎ）の中の１種
以上の硬質相と、Ｎｉ，Ｃｏ又はＮｉ−Ｃｏ合金、もし
くはこれらに硬質相の元素やＦｅが数％以下固溶してな
る結合相とからなるものである。これらの内、ＷＣをベ
ースとする硬質相でなる超硬合金、又はＴｉＣやＴｉ
（Ｃ，Ｎ）をベースとする硬質相でなるサーメットから
なる基体の場合は、その効果が顕著になることから特に
好ましい。
【００１１】基体を構成する結合相は、基体全体の２重
量％未満になると、硬質相に残存する応力を制御しても
その効果が弱く、逆に基体全体の１６重量％を超えて多
くなると、本発明を構成する残留応力の範囲では、その
効果が弱くなるために、基体の結合相量を２〜１６重量
％と定めた。従って、硬質相量は、結合相量と相対的関
係にあることから、８４〜９８重量％からなるものであ
る。
量％未満になると、硬質相に残存する応力を制御しても
その効果が弱く、逆に基体全体の１６重量％を超えて多
くなると、本発明を構成する残留応力の範囲では、その
効果が弱くなるために、基体の結合相量を２〜１６重量
％と定めた。従って、硬質相量は、結合相量と相対的関
係にあることから、８４〜９８重量％からなるものであ
る。
【００１２】また、硬質相に付与された圧縮応力の分布
範囲である基体表面部深さ、別の表現をすると、基体の
表面から基体の内部への深さ方向に付与された基体の内
部と異なった残留応力範囲、すなわち、圧縮応力の分布
範囲が基体の表面から４０μｍ未満の内部までになる
と、耐欠損性の低下が著しくなるために、基体の表面か
ら少なくとも４０μｍの内部と定めたものである。基体
表面部の圧縮応力の分布範囲が基体の表面から１００μ
ｍ内部を超えるようにするには、付与の仕方が非常に困
難となることから、特に、基体の表面から５０〜１００
μｍ内部までの深さが好ましい。
範囲である基体表面部深さ、別の表現をすると、基体の
表面から基体の内部への深さ方向に付与された基体の内
部と異なった残留応力範囲、すなわち、圧縮応力の分布
範囲が基体の表面から４０μｍ未満の内部までになる
と、耐欠損性の低下が著しくなるために、基体の表面か
ら少なくとも４０μｍの内部と定めたものである。基体
表面部の圧縮応力の分布範囲が基体の表面から１００μ
ｍ内部を超えるようにするには、付与の仕方が非常に困
難となることから、特に、基体の表面から５０〜１００
μｍ内部までの深さが好ましい。
【００１３】さらに、基体表面部で最大の圧縮応力を示
す位置、すなわち圧縮応力の最大位置が基体の表面から
２μｍ未満の内部では、耐欠損性の低下が著しく、基体
の表面から２０μｍを超えた内部には、付与し難くなる
ことから、基体の表面から２〜２０μｍ内部と定めたも
のである。このときの最大応力は、８０〜２５０ｋｇ／
ｍｍ2であることが好ましい。
す位置、すなわち圧縮応力の最大位置が基体の表面から
２μｍ未満の内部では、耐欠損性の低下が著しく、基体
の表面から２０μｍを超えた内部には、付与し難くなる
ことから、基体の表面から２〜２０μｍ内部と定めたも
のである。このときの最大応力は、８０〜２５０ｋｇ／
ｍｍ2であることが好ましい。
【００１４】本発明の被覆焼結合金における被膜は、被
膜材質としては、特に制限を受けないが、基体の熱膨張
係数と被膜材質の熱膨張係数との差が大きい程、その効
果が高く、具体的には、例えば周期律表の４ａ，５ａ，
６ａ族金属の炭化物，窒化物，酸化物，ホウ化物，Ｓｉ
の炭化物，窒化物，Ａｌの酸化物，窒化物及びこれらの
相互固溶体、ダイヤモンド，ダイヤモンド状カーボン，
立方晶窒化ホウ素を挙げることができる。この被膜の厚
さは、厚くしすぎると剥離しやすくなるために２０μｍ
以下、特に１０μｍ以下でなる場合はバラツキも小さ
く、性能的にも安定し、かつ優れた効果があるので好ま
しい。
膜材質としては、特に制限を受けないが、基体の熱膨張
係数と被膜材質の熱膨張係数との差が大きい程、その効
果が高く、具体的には、例えば周期律表の４ａ，５ａ，
６ａ族金属の炭化物，窒化物，酸化物，ホウ化物，Ｓｉ
の炭化物，窒化物，Ａｌの酸化物，窒化物及びこれらの
相互固溶体、ダイヤモンド，ダイヤモンド状カーボン，
立方晶窒化ホウ素を挙げることができる。この被膜の厚
さは、厚くしすぎると剥離しやすくなるために２０μｍ
以下、特に１０μｍ以下でなる場合はバラツキも小さ
く、性能的にも安定し、かつ優れた効果があるので好ま
しい。
【００１５】また、被膜材質がＴｉの炭化物，窒化物，
炭酸化物，窒酸化物，Ａｌの酸化物及びこれらの相互固
溶体の中の１種以上でなり、かつ２層以上の多重層で形
成されている場合には、基体の表面部に存在する硬質相
に付与された応力による耐欠損性への効果が顕著になる
ことから、好ましい。被膜の膜厚に応じて、特に、基体
の表面部の硬質相に付与される圧縮応力の分布範囲、圧
縮応力の最大位置及び最大圧縮応力値とのバランス関係
が重要であり、膜厚が厚くなるほど、または膜厚が一定
ならば被膜の総数が多くなるほど効果が高く、３層以上
の多層、さらに５層以上の多層でなる場合には一層顕著
な効果が発揮されるので好ましい。このときの被膜の残
留応力は、２０ｋｇ／ｍｍ2以下の引張り応力または２
０ｋｇ／ｍｍ2以下の圧縮応力もしくは残留応力が付与
されてない零の状態にあることが好ましい。
炭酸化物，窒酸化物，Ａｌの酸化物及びこれらの相互固
溶体の中の１種以上でなり、かつ２層以上の多重層で形
成されている場合には、基体の表面部に存在する硬質相
に付与された応力による耐欠損性への効果が顕著になる
ことから、好ましい。被膜の膜厚に応じて、特に、基体
の表面部の硬質相に付与される圧縮応力の分布範囲、圧
縮応力の最大位置及び最大圧縮応力値とのバランス関係
が重要であり、膜厚が厚くなるほど、または膜厚が一定
ならば被膜の総数が多くなるほど効果が高く、３層以上
の多層、さらに５層以上の多層でなる場合には一層顕著
な効果が発揮されるので好ましい。このときの被膜の残
留応力は、２０ｋｇ／ｍｍ2以下の引張り応力または２
０ｋｇ／ｍｍ2以下の圧縮応力もしくは残留応力が付与
されてない零の状態にあることが好ましい。
【００１６】本発明の被覆焼結合金は、従来のＣＶＤ法
またはＰＶＤ法による被覆焼結合金の表面から最適衝撃
力を付加し、基体表面部の硬質相に付与される応力を制
御することにより作製することができる。具体的には、
例えばショットピーニング法又はサンドブラスト法でも
って、所定の特性を有する物質を所定速度で被覆焼結合
金の被膜表面に飛翔衝突させることにより作製すること
ができる。
またはＰＶＤ法による被覆焼結合金の表面から最適衝撃
力を付加し、基体表面部の硬質相に付与される応力を制
御することにより作製することができる。具体的には、
例えばショットピーニング法又はサンドブラスト法でも
って、所定の特性を有する物質を所定速度で被覆焼結合
金の被膜表面に飛翔衝突させることにより作製すること
ができる。
【００１７】さらに、本発明の被覆焼結合金を作製する
方法について、詳細に説明すると、被膜表面から飛翔衝
突させる所定の特性を有する物質（飛翔物質）とは、密
度，ヤング率，ポアソン比及び直径を考慮した球状体の
物質であって、例えば直径０．３〜１ｍｍの鋼球又は直
径０．１〜１ｍｍの超硬合金を挙げることができる。ま
た、この飛翔物質を飛翔させるための所定速度は、例え
ば５〜１００ｍ／ｓを目安とすればよく、飛翔物質が鋼
球の場合は３０〜１００ｍ／ｓ、飛翔物質が超硬合金球
の場合は５〜６０ｍ／ｓ、さらに球状体の大きさが直径
０．１〜０．４ｍｍの場合は６０〜１００ｍ／ｓ、直径
０．４〜０．７ｍｍの場合は３０〜７０ｍ／ｓ、直径
０．７〜１．０ｍｍの場合は５〜４０ｍ／ｓからなるこ
とが好ましい。
方法について、詳細に説明すると、被膜表面から飛翔衝
突させる所定の特性を有する物質（飛翔物質）とは、密
度，ヤング率，ポアソン比及び直径を考慮した球状体の
物質であって、例えば直径０．３〜１ｍｍの鋼球又は直
径０．１〜１ｍｍの超硬合金を挙げることができる。ま
た、この飛翔物質を飛翔させるための所定速度は、例え
ば５〜１００ｍ／ｓを目安とすればよく、飛翔物質が鋼
球の場合は３０〜１００ｍ／ｓ、飛翔物質が超硬合金球
の場合は５〜６０ｍ／ｓ、さらに球状体の大きさが直径
０．１〜０．４ｍｍの場合は６０〜１００ｍ／ｓ、直径
０．４〜０．７ｍｍの場合は３０〜７０ｍ／ｓ、直径
０．７〜１．０ｍｍの場合は５〜４０ｍ／ｓからなるこ
とが好ましい。
【００１８】別の見方をすると、鋼球のように軟質な飛
翔物質でなる場合は、速度を速める方向とし、超硬合金
球のように硬質な飛翔物質の場合は、速度を遅くし、か
つできるだけ微細球のものが好ましい。基体の表面部の
硬質相に付与される圧縮応力の分布範囲、最大位置及び
最大圧縮応力値についての制御は、飛翔物質の形状の大
きさ、材質の硬さ及び衝撃力で行えばよく、具体的な目
安は、例えば形状を大きくする場合、材質の硬さを高く
する場合及び衝撃力を強くする場合には、分布範囲，最
大位置及び最大圧縮応力値が大きくなる傾向を示すもの
である。
翔物質でなる場合は、速度を速める方向とし、超硬合金
球のように硬質な飛翔物質の場合は、速度を遅くし、か
つできるだけ微細球のものが好ましい。基体の表面部の
硬質相に付与される圧縮応力の分布範囲、最大位置及び
最大圧縮応力値についての制御は、飛翔物質の形状の大
きさ、材質の硬さ及び衝撃力で行えばよく、具体的な目
安は、例えば形状を大きくする場合、材質の硬さを高く
する場合及び衝撃力を強くする場合には、分布範囲，最
大位置及び最大圧縮応力値が大きくなる傾向を示すもの
である。
【００１９】
【作用】本発明の被覆焼結合金は、基体の表面部に存在
する硬質相に付与された圧縮応力が合金全体の耐衝撃
性，強度及び耐欠損性を高めており、特に、圧縮応力の
分布範囲及びその最大位置が被膜形成時の工程中に被膜
内に生じた微少クラック、もしくは応力を付与するため
に被膜表面から付加した衝撃力によって被膜内に生じた
微少クラックの基体内部への進展を阻止する作用をし、
新たな微少クラックが被膜内に発生した場合にも、後者
の最大位置が微少クラックの基体内部への進展を阻止す
る２段防壁作用となっているものである。
する硬質相に付与された圧縮応力が合金全体の耐衝撃
性，強度及び耐欠損性を高めており、特に、圧縮応力の
分布範囲及びその最大位置が被膜形成時の工程中に被膜
内に生じた微少クラック、もしくは応力を付与するため
に被膜表面から付加した衝撃力によって被膜内に生じた
微少クラックの基体内部への進展を阻止する作用をし、
新たな微少クラックが被膜内に発生した場合にも、後者
の最大位置が微少クラックの基体内部への進展を阻止す
る２段防壁作用となっているものである。
【００２０】
【実施例１】表１に示した組成成分の超硬合金の基体を
用いて、従来から行われているＣＶＤ法により、基体表
面に被膜を被覆させた。被膜は、表１に示した膜厚及び
膜質からなるもので、基体表面に第１層，第２層，第３
層，第４層を順次被覆して被覆焼結合金を得た。
用いて、従来から行われているＣＶＤ法により、基体表
面に被膜を被覆させた。被膜は、表１に示した膜厚及び
膜質からなるもので、基体表面に第１層，第２層，第３
層，第４層を順次被覆して被覆焼結合金を得た。
【００２１】表１に示した構成でなる被覆焼結合金の被
膜表面に、表２に示した球状又は柱状の飛翔物質び衝突
速度からなるショットピーニング条件でもって衝撃力を
付加して、本発明品１〜１０及び比較品１〜３を得た。
膜表面に、表２に示した球状又は柱状の飛翔物質び衝突
速度からなるショットピーニング条件でもって衝撃力を
付加して、本発明品１〜１０及び比較品１〜３を得た。
【００２２】こうして得た本発明品１〜１０及び比較品
１〜３の被膜表面からＸ線を照射し、Ｘ線回折法によ
り、基体表面部に存在する硬質相であるＷＣの残留応
力、具体的には、基体の内部の残留応力とは異なった残
留応力の存在する基体の表面から内部までの範囲、（付
与された圧縮応力の分布範囲）、その分布範囲内で最大
の圧縮応力が付与されている基体の表面から内部までの
位置（最大位置）及びその最大位置における最大圧縮応
力値を調べて、表２に併記した。
１〜３の被膜表面からＸ線を照射し、Ｘ線回折法によ
り、基体表面部に存在する硬質相であるＷＣの残留応
力、具体的には、基体の内部の残留応力とは異なった残
留応力の存在する基体の表面から内部までの範囲、（付
与された圧縮応力の分布範囲）、その分布範囲内で最大
の圧縮応力が付与されている基体の表面から内部までの
位置（最大位置）及びその最大位置における最大圧縮応
力値を調べて、表２に併記した。
【００２３】残留応力の測定は、結晶Ｘ線回折装置を用
いて、Ｖ管球，Ｔｉフィルター，３０ｋｖ電圧，１０ｍ
Ａ電流の条件により発生させたＸ線で行い、硬質相であ
るＷＣは（１１１）面の結晶面における応力を測定して
求めたものである。また、基体の表面から内部への深さ
方向における残留応力の測定は、１μｍのダイヤモンド
ペーストでラップ除去しながら、上述のＸ線回折法でも
って求めたものである。
いて、Ｖ管球，Ｔｉフィルター，３０ｋｖ電圧，１０ｍ
Ａ電流の条件により発生させたＸ線で行い、硬質相であ
るＷＣは（１１１）面の結晶面における応力を測定して
求めたものである。また、基体の表面から内部への深さ
方向における残留応力の測定は、１μｍのダイヤモンド
ペーストでラップ除去しながら、上述のＸ線回折法でも
って求めたものである。
【００２４】尚、本発明品１〜１０の基体表面部の圧縮
応力は、基体の表面から内部に向って漸増し、表２に記
載した最大位置で、最大圧縮応力となった後、さらに基
体の内部に向って漸減し、基体の内部における残留応力
に達していた。
応力は、基体の表面から内部に向って漸増し、表２に記
載した最大位置で、最大圧縮応力となった後、さらに基
体の内部に向って漸減し、基体の内部における残留応力
に達していた。
【００２５】次に、本発明品１〜１０及び比較品１〜３
と、さらに、ショットピーニング処理を施さない比較品
２に相当する被覆焼結合金を比較品４として用いて、被
削材：Ｓ４８Ｃ（４本溝入り）、切削速度：１５０ｍ／
ｍｉｎ、送り：０．２ｍｍ／ｒｅｖ、切込み：１．５ｍ
ｍによる乾式切削試験を行い、欠損又はチッピングが発
生して寿命になるまでの溝により生じる衝撃回数を求め
て表２に併記した。
と、さらに、ショットピーニング処理を施さない比較品
２に相当する被覆焼結合金を比較品４として用いて、被
削材：Ｓ４８Ｃ（４本溝入り）、切削速度：１５０ｍ／
ｍｉｎ、送り：０．２ｍｍ／ｒｅｖ、切込み：１．５ｍ
ｍによる乾式切削試験を行い、欠損又はチッピングが発
生して寿命になるまでの溝により生じる衝撃回数を求め
て表２に併記した。
【００２６】
【表１】
【００２７】
【表２】
【００２８】
【実施例２】１０Ｃｏ−２０ＴｉＣ−１０ＴａＣ−６０
ＷＣ（重量％）組成の焼結合金の基体を用いて、従来か
ら行われているＣＶＤ法により、基体の表面に被膜を被
覆させた。被膜は、表３に示した膜厚及び膜質からなる
もので、基体の表面に第１層又は第１層〜第５層を順次
被覆して被覆焼結合金を得た。これらの被覆焼結合金の
被膜表面から表４に示すにショットピーニング条件でも
って衝撃力を付加し、本発明品１１〜１５及び比較品
５，６を得た。こうして得た本発明品１１〜１５及び比
較品５，６を実施例１と同方法でもって、基体の表面部
における残留応力分布を調べて、表４に併記した。
ＷＣ（重量％）組成の焼結合金の基体を用いて、従来か
ら行われているＣＶＤ法により、基体の表面に被膜を被
覆させた。被膜は、表３に示した膜厚及び膜質からなる
もので、基体の表面に第１層又は第１層〜第５層を順次
被覆して被覆焼結合金を得た。これらの被覆焼結合金の
被膜表面から表４に示すにショットピーニング条件でも
って衝撃力を付加し、本発明品１１〜１５及び比較品
５，６を得た。こうして得た本発明品１１〜１５及び比
較品５，６を実施例１と同方法でもって、基体の表面部
における残留応力分布を調べて、表４に併記した。
【００２９】尚、本発明品１１〜１５基体表面部の圧縮
応力分布状態は、実施例１の本発明品１〜１０と同様の
形態を示した。
応力分布状態は、実施例１の本発明品１〜１０と同様の
形態を示した。
【００３０】次いで、本発明品１１〜１５及び比較品
５，６を用いて、被削材：Ｓ４８Ｃ（４本のＶ溝入
り）、切削速度：１５０ｍ／ｓ、送り：０．２ｍｍ／ｒ
ｅｖ、切込み：１．５ｍｍによる乾式切削試験を行い、
欠損又はチッピングが発生して寿命になるまでのＶ溝に
より生じる衝撃回数を求めて表４に併記した。
５，６を用いて、被削材：Ｓ４８Ｃ（４本のＶ溝入
り）、切削速度：１５０ｍ／ｓ、送り：０．２ｍｍ／ｒ
ｅｖ、切込み：１．５ｍｍによる乾式切削試験を行い、
欠損又はチッピングが発生して寿命になるまでのＶ溝に
より生じる衝撃回数を求めて表４に併記した。
【００３１】
【表３】
【００３２】
【表４】
【００３３】
【発明の効果】本発明の高強度被覆焼結合金は、応力処
理をしてない従来の被覆焼結合金に比べて耐衝撃性，耐
欠損性において約５．５倍〜１６．７倍も向上し、寿命
もこれに伴って向上するという効果があり、応力処理を
した従来の被覆焼結合金又は本発明の範囲を外れた被覆
焼結合金に比べて、バラツキが少なく、品質管理も容易
であり、耐衝撃性，耐欠損性において約１．７倍〜４．
５倍も向上し、寿命もこれに伴って向上するという顕著
な効果がある。
理をしてない従来の被覆焼結合金に比べて耐衝撃性，耐
欠損性において約５．５倍〜１６．７倍も向上し、寿命
もこれに伴って向上するという効果があり、応力処理を
した従来の被覆焼結合金又は本発明の範囲を外れた被覆
焼結合金に比べて、バラツキが少なく、品質管理も容易
であり、耐衝撃性，耐欠損性において約１．７倍〜４．
５倍も向上し、寿命もこれに伴って向上するという顕著
な効果がある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２２Ｃ 29/02 29/16 Ｃ２３Ｃ 16/30 7325−4Ｋ
Claims (3)
- 【請求項１】 周期律表の４ａ，５ａ，６ａ族金属の炭
化物，窒化物及びこれらの相互固溶体の中の少なくとも
１種の硬質相８４〜９８重量％と、残りＮｉ，Ｃｏ又は
ＮｉＣｏ合金を主成分とする結合相からなる焼結合金の
基体の表面に被膜を被覆してなる被覆焼結合金におい
て、該基体の表面から少なくとも４０μｍ内部までの深
さにおける基体表面部に圧縮応力が付与されており、該
基体の表面部の圧縮応力が該基体の表面から内部に向っ
て漸増し、該基体の表面から２〜２０μｍ内部における
該基体表面部で最大の圧縮応力となった後漸減して該基
体の内部における残留応力になっていることを特徴とす
る高強度被覆焼結合金。 - 【請求項２】 上記最大の圧縮応力が８０〜２５０ｋｇ
／ｍｍ2 であることを特徴とする請求項１記載の高強度
被覆焼結合金。 - 【請求項３】 上記被膜がＴｉの炭化物，窒化物，炭酸
化物，窒酸化物，Ａｌの酸化物，窒化物及びこれらの相
互固溶体の中の少なくとも１種の単層又は多層からな
り、かつ該被膜に２０ｋｇ／ｍｍ2以下の圧縮応力が付
与されていることを特徴とする請求項１又は２記載の高
強度被覆焼結合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4345232A JPH06173014A (ja) | 1992-12-01 | 1992-12-01 | 高強度被覆焼結合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4345232A JPH06173014A (ja) | 1992-12-01 | 1992-12-01 | 高強度被覆焼結合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06173014A true JPH06173014A (ja) | 1994-06-21 |
Family
ID=18375196
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4345232A Withdrawn JPH06173014A (ja) | 1992-12-01 | 1992-12-01 | 高強度被覆焼結合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06173014A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7480945B2 (en) | 2004-09-22 | 2009-01-27 | Playtex Products, Inc. | Glove having a cuffed portion |
| DE102008009487A1 (de) * | 2008-02-15 | 2009-08-27 | Walter Ag | Strahlbehandelter Schneideinsatz und Verfahren |
| US9238267B2 (en) | 2011-09-16 | 2016-01-19 | Walter Ag | Cutting insert and method for production thereof |
| JP2021154415A (ja) * | 2020-03-26 | 2021-10-07 | 三菱マテリアル株式会社 | 耐欠損性にすぐれた表面被覆切削工具 |
| JPWO2023228688A1 (ja) * | 2022-05-27 | 2023-11-30 |
-
1992
- 1992-12-01 JP JP4345232A patent/JPH06173014A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7480945B2 (en) | 2004-09-22 | 2009-01-27 | Playtex Products, Inc. | Glove having a cuffed portion |
| US8146174B2 (en) | 2004-09-22 | 2012-04-03 | Playtex Products, Inc. | Glove having a cuffed portion |
| DE102008009487A1 (de) * | 2008-02-15 | 2009-08-27 | Walter Ag | Strahlbehandelter Schneideinsatz und Verfahren |
| US9238267B2 (en) | 2011-09-16 | 2016-01-19 | Walter Ag | Cutting insert and method for production thereof |
| JP2021154415A (ja) * | 2020-03-26 | 2021-10-07 | 三菱マテリアル株式会社 | 耐欠損性にすぐれた表面被覆切削工具 |
| JPWO2023228688A1 (ja) * | 2022-05-27 | 2023-11-30 | ||
| WO2023228688A1 (ja) * | 2022-05-27 | 2023-11-30 | 京セラ株式会社 | 被覆工具および切削工具 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000201 |