JPH0679502A - 耐摩耗性および耐欠損性のすぐれた表面被覆炭窒化チタン基サーメット製切削工具 - Google Patents
耐摩耗性および耐欠損性のすぐれた表面被覆炭窒化チタン基サーメット製切削工具Info
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Abstract
TiCN基サーメット製切削工具を提供する。 【構成】 TiCN基サーメット基体の表面に、化学蒸
着法および/または物理蒸着法により硬質被覆層を形成
してなる表面被覆TiCN基サーメット製切削工具にお
いて、切刃のすくい面部分の硬質被覆層のもつ圧縮応力
をFh 、同逃げ面部分の硬質被覆層のもつ圧縮応力をF
l とした場合、Fh −Fl ≧5kg/mm2 を満足する。
Description
ではすぐれた耐摩耗性を示し、かつ断続切削ではすぐれ
た耐欠損性を発揮する表面被覆炭窒化チタン(以下、T
iCNで示す)基サーメット製切削工具に関するもので
ある。
に、例えばTiの炭化物、窒化物、炭窒化物、炭酸化
物、および炭窒酸化物、並びに酸化アルミニウム(以
下、それぞれTiC,TiN,TiCN,TiCO、お
よびTiCNO、並びにAl2 O3で示す)などのうち
の1種の単層または2種以上の複層からなる硬質被覆層
を化学蒸着法または物理蒸着法により5〜20μmの平
均層厚で形成してなる表面被覆TiCN基サーメット製
切削工具が、例えば鋼などの連続仕上げ切削に用いられ
ている。
化はめざましく、これに伴ない、切削工具には汎用性が
強く要求される傾向にあるが、上記の従来表面被覆Ti
CN基サーメット製切削工具においては、これを例えば
やや送りの高い鋼の断続仕上げ切削に用いた場合、切刃
に欠損が発生し易く、実用に供することができないのが
現状である。
上述のような観点から、耐欠損性のすぐれた表面被覆T
iCN基サーメット製切削工具を開発すべく、特に上記
従来表面被覆TiCN基サーメット製切削工具に着目し
研究を行なった結果、TiCN基サーメット基体の表面
に、化学蒸着法および/または物理蒸着法により上記硬
質被覆層を形成した場合、この結果の硬質被覆層は、切
刃全体に亘って通常10〜40kg/mm2の範囲内の所定
の圧縮応力をもつようになるが、切刃のすくい面部分に
おける硬質被覆層に、例えば鋼球使用のショットブラス
ト処理などの機械的微小叩打衝撃処理を施すと、この部
分の圧縮応力が相対的に増大するようになり、前記すく
い面部分の硬質被覆層のもつ圧縮応力をFh 、切刃の逃
げ面部分の硬質被覆層のもつ圧縮応力をFl とした場
合、 Fh −Fl ≧5kg/mm2 、 を満足した状態になると、この結果の表面被覆TiCN
基サーメット製切削工具は、断続切削ですぐれた耐欠損
性を示すほか、連続切削でもより一段とすぐれた耐摩耗
性を示すという研究結果を得たのである。
なされたものであって、TiCN基サーメット基体の表
面に、化学蒸着法および/または物理蒸着法により硬質
被覆層を形成してなる表面被覆TiCN基サーメット製
切削工具において、切刃のすくい面部分の硬質被覆層の
もつ圧縮応力をFh 、同逃げ面部分の硬質被覆層のもつ
圧縮応力をFl とした場合、 Fh −Fl ≧5kg/mm2 、 を満足する、耐摩耗性および耐欠損性にすぐれた表面被
覆TiCN基サーメット製切削工具に特徴を有するもの
である。
をFl に比して5kg/mm2 以上高くしたのは、両者の差
が5kg/mm2 未満では、耐摩耗性および耐欠損性に顕著
な改善効果が得られないという理由によるものである。
具体的に説明する。原料粉末として、平均粒径:1.2
μmのCo粉末、同2.5μmのNi粉末、同1.5μ
mのTaC粉末、同2.0μmのNbC粉末、同1.0
μmのWC粉末、同1.3μmのMo2 C粉末、同2.
0μmのZrC粉末、同1.4μmのTiC粉末、同
1.3μmのTiN粉末、および同1.5μmのTiC
N(重量比でTiC/TiN=50/50)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に配合
し、ボールミルで72時間湿式混合し、乾燥した後、圧
粉体にプレス成形し、ついでこれらの圧粉体の一部を、
1×10-2トールの真空中、1450〜1500℃の範
囲内の所定温度に1時間保持の条件で真空焼結してTi
CN基サーメット基体A,Bを製造し、また前記圧粉体
の残りについては、1300℃までの昇温過程を1×1
0-2トールの真空雰囲気とし、1300℃から1450
〜1600℃の範囲内の所定の焼結温度までの昇温過程
と前記焼結温度に1時間保持の雰囲気を40トールの窒
素雰囲気とし、かつ前記焼結温度からの冷却を1×10
-1トールの真空中で行なう焼結を施して、同じく表1に
示される最大結合相含有量と厚さの結合相富化表面部を
有するTiCN基サーメット基体C,Dを製造した。な
お、上記TiCN基サーメット基体(以下、サーメット
基体という)A〜DはいずれもISO・CNMG120
408の切削チップ形状をもつものである。
表面に、通常の化学蒸着法(CVD)および/または物
理蒸着法(PVD)を用い、通常の条件で表2に示され
る組成および平均層厚の硬質被覆層を形成することによ
り従来表面被覆TiCN基サーメット製切削工具(以
下、従来被覆サーメット製工具という)1〜8をそれぞ
れ製造した。
製工具1〜8の切刃すくい面部分および/または逃げ面
部分に、それぞれショットとして平均径:0.3mmφの
鋼球を用い、投射速度:50〜90m/分、投射時間:
50〜200秒の条件でショットブラスト処理を施すこ
とにより表3,4に示される圧縮応力を切刃すくい面部
分および逃げ面部分に有する本発明表面被覆TiCN基
サーメット製切削工具(以下、本発明被覆サーメット製
工具という)1〜8、および比較表面被覆TiCN基サ
ーメット製切削工具(以下、比較被覆サーメット製工具
という)1〜8をそれぞれ製造した。したがって、本発
明被覆サーメット製工具1〜8および比較被覆サーメッ
ト製工具1〜8のそれぞれの硬質被覆層の組成および平
均層厚は、上記従来被覆サーメット製工具1〜8のそれ
とそれぞれ対応して同一である。
は、切刃すくい面部分および/または逃げ面部分におけ
る硬質被覆層の圧縮応力分布がこの発明の範囲から外れ
たものである。また、表4には、従来被覆サーメット製
工具1〜8の切刃すくい面部分および逃げ面部分におけ
る硬質被覆層の圧縮応力も示した。以上、圧縮応力は、
X線法により表2の※印を付した組成、すなわち硬質被
覆層のうちの表3,4に示される組成のものについて測
定した結果を示すものである。
メット製工具について、 被削材:JIS・SCM440(硬さ:HB 220)の
丸棒、 切削速度:220m/min 、 送り:0.2mm/rev.、 切込み:1mm、 切削時間:30分、 の条件での鋼の乾式連続切削試験、並びに、 被削材:JIS・SCM440(硬さ:HB 220)の
溝付き丸棒、 切削速度:220m/min 、 送り:0.2mm/rev.、 切込み:1mm、 の条件での鋼の乾式断続切削試験を行ない、上記連続切
削試験では切刃逃げ面の摩耗幅を測定し、また上記断続
切削試験では切刃に欠損が発生するまでの切削時間を測
定した。これらの測定結果を表3,4に示した。
覆サーメット製工具1〜8は、いずれも従来被覆サーメ
ット製工具1〜8に比して、連続切削では同等以上の耐
摩耗性を示し、また断続切削では、従来被覆サーメット
製工具1〜8がきわめて短時間の切削で切刃に欠損が発
生するのに対して、すぐれた切削性能を長期に亘って発
揮し、すぐれた耐欠損性を示すことが明らかであり、一
方比較被覆サーメット製工具1〜8に見られるように、
切刃すくい面部分および逃げ面部分における硬質被覆層
の圧縮応力分布がこの発明の切削工具のそれと異なると
耐摩耗性および耐欠損性ともに劣ったものになることが
明らかである。上述のように、この発明の表面被覆Ti
CN基サーメット製切削工具は、連続切削では同等以上
のすぐれた耐摩耗性を示し、さらに断続切削でもすぐれ
た耐欠損性を示し、連続切削と断続切削のいずれへの実
用においてもすぐれた切削性能を長期に亘って発揮する
のである。
製工具1〜8の切刃すくい面部分および/または逃げ面
部分に、それぞれショットとして平均径:0.3mmφの
鋼球を用い、投射速度:50〜90m/秒、投射時間:
50〜200秒の条件でショットブラスト処理を施すこ
とにより表3,4に示される圧縮応力を切刃すくい面部
分および逃げ面部分に有する本発明表面被覆TiCN基
サーメット製切削工具(以下、本発明被覆サーメット製
工具という)1〜8、および比較表面被覆TiCN基サ
ーメット製切削工具(以下、比較被覆サーメット製工具
という)1〜8をそれぞれ製造した。したがって、本発
明被覆サーメット製工具1〜8および比較被覆サーメッ
ト製工具1〜8のそれぞれの硬質被覆層の組成および平
均層厚は、上記従来被覆サーメット製工具1〜8のそれ
とそれぞれ対応して同一である。
Claims (1)
- 【請求項1】 炭窒化チタン基サーメット基体の表面
に、化学蒸着法および/または物理蒸着法により硬質被
覆層を形成してなる表面被覆炭窒化チタン基サーメット
製切削工具において、 切刃のすくい面部分の硬質被覆層のもつ圧縮応力を
Fh 、同逃げ面部分の硬質被覆層のもつ圧縮応力をFl
とした場合、 Fh −Fl ≧5kg/mm2 、 を満足することを特徴とする耐摩耗性および耐欠損性の
すぐれた表面被覆炭窒化チタン基サーメット製切削工
具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04252140A JP3087465B2 (ja) | 1992-08-27 | 1992-08-27 | 耐摩耗性および耐欠損性のすぐれた表面被覆炭窒化チタン基サーメット製切削工具の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP04252140A JP3087465B2 (ja) | 1992-08-27 | 1992-08-27 | 耐摩耗性および耐欠損性のすぐれた表面被覆炭窒化チタン基サーメット製切削工具の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0679502A true JPH0679502A (ja) | 1994-03-22 |
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-
1992
- 1992-08-27 JP JP04252140A patent/JP3087465B2/ja not_active Expired - Fee Related
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