JPH07314207A - 表面被覆wc基超硬合金製切削工具 - Google Patents
表面被覆wc基超硬合金製切削工具Info
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- JPH07314207A JPH07314207A JP13826494A JP13826494A JPH07314207A JP H07314207 A JPH07314207 A JP H07314207A JP 13826494 A JP13826494 A JP 13826494A JP 13826494 A JP13826494 A JP 13826494A JP H07314207 A JPH07314207 A JP H07314207A
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Abstract
金製切削工具を提供する。 【構成】WC基超硬合金を基体と、その表面に形成され
た結晶粒が粒状の組織を有する炭化チタン、窒化チタン
または炭窒化チタンからなる下層、前記下層の上に形成
された結晶粒がWC基超硬合金基体表面に対して直角方
向に成長した柱状結晶組織を有する炭窒化チタンからな
る中層、前記中層の上に形成された炭化チタンまたは炭
窒酸化チタンからなる結晶粒が粒状の組織を有する上
層、および前記上層の上に形成された結晶粒が粒状の組
織を有する酸化アルミニウム、窒化チタンまたは酸化ア
ルミニウムと窒化チタンからなる最上層を有する複合硬
質被覆層とからなる表面被覆WC基超硬合金製切削工具
であって、前記複合硬質被覆層の下層、中層および上層
のうちの少なくとも上層にはCoが0.01〜6重量%
含まれている表面被覆WC基超硬合金製切削工具。
Description
(以下、WCで示す)基超硬合金を基体とし、その表面
に密着性の優れた複合硬質被覆層を形成してなる表面被
覆WC基超硬合金製切削工具に関するものであり、従来
よりも一段と苛酷な条件のフライス切削などの断続切削
に使用してもチッピンクが起こりにくく、優れた切削性
能を示す表面被覆WC基超硬合金製切削工具に関するも
のである。
ずれも結晶粒が粒状の組織を有する炭化チタン、窒化チ
タンまたは炭窒化チタンからなる下層と、前記下層の上
に形成された炭窒化チタンからなる中層と、前記中層の
上に形成された炭化チタンまたは炭窒酸化チタンからな
る上層と、前記上層の上に形成された酸化アルミニウム
からなる最上層とからなる複合硬質被覆層を形成した表
面被覆WC基超硬合金製切削工具は知られており、この
複合硬質被覆層は温度:900℃を越える高温化学蒸着
法(以下、HT−CVD法という)によりWC基超硬合
金製切削工具の表面に形成され、得られた複合硬質被覆
層を有する表面被覆WC基超硬合金製切削工具は鋼など
の断続切削に用いられていることは良く知られていると
ころである。
T−CVD法によりWC基超硬合金基体表面に形成され
た下層、中層、上層および最上層からなる複合硬質被覆
層は、多層となるほど上層部の靭性が不足し、十分な耐
チッピング性が得られず、前記従来のHT−CVD法に
より、苛酷な条件下での使用可能な表面被覆WC基超硬
合金製切削工具を得ることができなかった。
合金製切削工具が耐チッピング性に劣る原因を追及した
結果、前記従来のHT−CVD法によりWC基超硬合金
基体表面に形成された下層、中層、上層および最上層か
らなる複合硬質被覆層は、下層がバリヤーとなって多層
となるほど上層部のCo含有量が不足し、そのために複
合硬質被覆層全体の靭性が不足し、十分な耐チッピング
性が得られないことがわかったのである。
従来よりも一層耐チッピング性に優れた表面被覆WC基
超硬合金製切削工具を得るべく研究を行った結果、
(a)近年開発された、有機CN化合物を使用し700
〜900℃の温度で化学蒸着する特開昭62−4457
2号公報記載の中温化学蒸着法(以下、MT−CVD法
という)により形成したTiCN層は、結晶粒が基体表
面に対して直角方向に成長して柱状結晶組織となるとと
もに、WC基超硬合金基体に含まれるCoを表面に吸い
上げる作用をする、(b)WC基超硬合金基体の表面
に、比較的薄い厚さ:0.01〜2.0μmの結晶粒が
粒状の組織を有するTiC層、TiN層またはTiCN
層を通常の高温CVD法により下層として形成してもC
o吸い上げのバリヤーとはならず、かえって密着を向上
せしめ、かかる下層の上に前記結晶粒が基体表面に対し
て直角方向に成長した柱状結晶組織を有する中層のTi
CN層を形成し、その中層の上に通常の高温CVD法に
より上層のTiC層またはTiCNO層を形成したの
ち、所定の条件で熱処理すると、上層のTiC層または
TiCNO層にCoを0.01〜6重量%を拡散して含
有させることができ、かかるCoが0.01〜6重量%
含まれている上層の上に最上層のAl2 O3 層またはT
iN層を形成して得られた複合硬質被覆層は、従来のH
T−CVD法により得られた表面被覆WC基超硬合金製
切削工具よりも耐チッピング性に優れている、という知
見を得たのである。
れたものであって、通常のWC基超硬合金を基体とし、
その表面に形成された結晶粒が粒状の組織を有する炭化
チタン、窒化チタンまたは炭窒化チタンからなる下層
と、前記下層の上に形成された結晶粒がWC基超硬合金
基体表面に対して直角方向に成長した柱状結晶組織を有
する炭窒化チタンからなる中層と、前記中層の上に形成
された炭化チタンまたは炭窒酸化チタンからなる結晶粒
が粒状の組織を有する上層と、前記上層の上に形成され
た結晶粒が粒状の組織を有する酸化アルミニウム、窒化
チタンまたは酸化アルミニウムおよび窒化チタンからな
る最上層を有する複合硬質被覆層とからなる表面被覆W
C基超硬合金製切削工具であって、前記複合硬質被覆層
の下層、中層および上層のうちの少なくとも上層にはC
oが0.01〜6重量%含まれている表面被覆WC基超
硬合金製切削工具、に特徴を有するものである。
iCN内層を形成するには、反応ガス組成がTiC
l4 :1〜4容量%、CH3 OH:0.1〜1容量%、
N2 :0〜25容量%、H2 :残りからなり、反応温
度:800〜900℃、圧力:30〜200torrの
条件にて形成される。
しくは0.1〜1.0μmであり、また、中層のTiC
N層の厚さは2〜20μm、好ましくは2〜10μmで
あり、さらに、少なくとも上層に含まれるCo量は0.
01〜6重量%、好ましくは0.01〜3.0重量%で
ある。
aC:4重量%、TiN:1重量%を含有し、残りがW
Cおよび不可避不純物からなる成分組成を有し、CIS
規格のSNMG432に定めた形状のスローアウェイチ
ップを用意し、このスローアウェイチップをWC基超硬
合金基体とし、このWC基超硬合金基体の表面に、それ
ぞれを下記の(1)、(2)または(3)に示される条
件のHT−CVD法により結晶粒が粒状のTiC層、T
iN層またはTiCN層からなる下層を形成し、ついで
前記下層の上に下記の(6)に示される条件のMT−C
VD法により結晶粒が柱状のTiCN中層を形成し、前
記TiCN中層の上に下記の(1)または(4)に示さ
れる条件のHT−CVD法により結晶粒が粒状のTiC
層またはTiCNO層からなる上層を形成し、その後、
下記の表1に示される条件で熱処理した後、下記の
(2)または(5)に示される条件のHT−CVD法に
より結晶粒が粒状のAl2 O3 層および/またはTiN
層からなる最上層を形成し、表2に示される本発明被覆
切削工具1〜10を作製した。
(1)〜(4)に示される条件のHT−CVD法により
結晶粒が粒状の下層、中層および上層を形成し、さらに
熱処理せずに下記の(5)および/または(2)に示さ
れる条件のHT−CVD法により結晶粒が粒状のAl2
O3 層および/またはTiN層からなる最上層を形成す
ることにより表3に示される従来被覆切削工具1〜10
を作製した。
%、H2 :93容量%、 圧力:100torr、 反応温度:1030℃、
層の形成条件 反応ガス組成:TiCl4 :2容量%、N2 :20容量
%、H2 :78容量%、 圧力:200torr、 反応温度:1000℃、
N層の形成条件 反応ガス組成:TiCl4 :2容量%、CH4 :5容量
%、N2 :20容量%、H2 :73容量%、 圧力:100torr、 反応温度:1030℃、
NO層の形成条件 反応ガス組成:TiCl4 :2容量%、CO:3容量
%、N2 :3容量%、H2 :92容量%、 圧力:100torr、 反応温度:1000℃、
O3 層の形成条件 反応ガス組成:AlCl3 :5容量%、CO2 :8容量
%、H2 :87容量%、 圧力:100torr 反応温度:1000℃、
N層の形成条件 反応ガス組成:TiCl4 :2容量%、CH3 CN:
0.5容量%、H2 :97.5容量%、 圧力:50torr、 反応温度:850℃、
来被覆切削工具1〜10について、 被削材 :SCM440(硬さ:HB 220)のスリッ
ト入り丸棒 切削速度:170m/min 送 り:0.25mm/rev. 切込み :1.5mm 冷却油 :なし の条件で乾式断続切削試験を行ない、10分後の切刃の
最大逃げ面摩耗量を測定するとともに、切刃の損傷状況
も観察し、これらの結果を表4に示した。
覆切削工具1〜10は最上層の下の上層にCoが含まれ
ているに対し、従来被覆切削工具1〜10では上層にC
oが検出されず、これら本発明被覆切削工具1〜10お
よび従来被覆切削工具1〜10を用いて前記条件の乾式
断続切削試験を行った場合、本発明被覆切削工具1〜1
0の方がいずれも切刃の最大逃げ面摩耗幅が小さく、さ
らに切刃損傷状況が正常摩耗を示すに対し、従来被覆切
削工具1〜10は切刃の最大逃げ面摩耗幅が大きくしか
も切刃にチッピングが発生していることがわかる。
よりも優れた切削性能を示す表面被覆WC基超硬合金製
切削工具を提供することができ、産業の発展に大いに貢
献し得るものである。
Claims (3)
- 【請求項1】 通常のWC基超硬合金基体表面に、結晶
粒が粒状の組織を有する炭化チタン、窒化チタンまたは
炭窒化チタンからなる下層と、前記下層の上に形成され
た結晶粒がWC基超硬合金基体表面に対して直角方向に
成長した柱状結晶組織を有する炭窒化チタンからなる中
層と、前記中層の上に形成された炭化チタンまたは炭窒
酸化チタンからなる結晶粒が粒状の組織を有する上層
と、前記上層の上に形成された結晶粒が粒状の組織を有
する酸化アルミニウムからなる最上層とからなる複合硬
質被覆層が形成されてなる表面被覆WC基超硬合金製切
削工具であって、前記複合硬質被覆層の下層、中層およ
び上層のうちの少なくとも上層にはCoが0.01〜6
重量%含まれていることを特徴とする表面被覆WC基超
硬合金製切削工具。 - 【請求項2】 前記複合硬質被覆層の最上層は、窒化チ
タンからなることを特徴とする請求項1記載の表面被覆
WC基超硬合金製切削工具。 - 【請求項3】 前記複合硬質被覆層の最上層の酸化アル
ミニウムの上に、さらに窒化チタン層を形成してなるこ
とを特徴とする請求項1記載の表面被覆WC基超硬合金
製切削工具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13826494A JP3503658B2 (ja) | 1994-05-27 | 1994-05-27 | 表面被覆wc基超硬合金製切削工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13826494A JP3503658B2 (ja) | 1994-05-27 | 1994-05-27 | 表面被覆wc基超硬合金製切削工具 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07314207A true JPH07314207A (ja) | 1995-12-05 |
| JP3503658B2 JP3503658B2 (ja) | 2004-03-08 |
Family
ID=15217875
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13826494A Expired - Lifetime JP3503658B2 (ja) | 1994-05-27 | 1994-05-27 | 表面被覆wc基超硬合金製切削工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3503658B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001328006A (ja) * | 2000-05-19 | 2001-11-27 | Mitsubishi Materials Corp | 硬質被覆層がすぐれた層間密着性を有する表面被覆炭化タングステン基超硬合金製スローアウエイ切削チップ |
| JP2004195564A (ja) * | 2002-12-16 | 2004-07-15 | Kyocera Corp | 表面被覆切削工具およびスローアウェイチップ |
| KR100534293B1 (ko) * | 1997-05-03 | 2006-03-14 | 텔레다인 인더스트리즈 인코퍼레이티드 | 경금속 절삭공구의 고정 산화물 코팅제 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102056206B1 (ko) | 2012-10-01 | 2019-12-16 | 미츠비시 히타치 쓰루 가부시키가이샤 | 경질 피막 피복 공구 및 그 제조 방법 |
-
1994
- 1994-05-27 JP JP13826494A patent/JP3503658B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100534293B1 (ko) * | 1997-05-03 | 2006-03-14 | 텔레다인 인더스트리즈 인코퍼레이티드 | 경금속 절삭공구의 고정 산화물 코팅제 |
| JP2001328006A (ja) * | 2000-05-19 | 2001-11-27 | Mitsubishi Materials Corp | 硬質被覆層がすぐれた層間密着性を有する表面被覆炭化タングステン基超硬合金製スローアウエイ切削チップ |
| JP2004195564A (ja) * | 2002-12-16 | 2004-07-15 | Kyocera Corp | 表面被覆切削工具およびスローアウェイチップ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3503658B2 (ja) | 2004-03-08 |
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