JPH086155B2 - 耐摩耗性のすぐれた表面改質炭窒化チタン基サ−メツト部材 - Google Patents
耐摩耗性のすぐれた表面改質炭窒化チタン基サ−メツト部材Info
- Publication number
- JPH086155B2 JPH086155B2 JP9790187A JP9790187A JPH086155B2 JP H086155 B2 JPH086155 B2 JP H086155B2 JP 9790187 A JP9790187 A JP 9790187A JP 9790187 A JP9790187 A JP 9790187A JP H086155 B2 JPH086155 B2 JP H086155B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、耐摩耗性にすぐれ、特に切削工具や耐摩
工具などとして用いた場合にすぐれた性能を発揮する炭
窒化チタン（以下、TiCNで示す）基サーメツト部材に関
するものである。
工具などとして用いた場合にすぐれた性能を発揮する炭
窒化チタン（以下、TiCNで示す）基サーメツト部材に関
するものである。
〔従来の技術〕 従来、一般に、硬質相形成成分の主体がTiCNからな
り、かつ結合相形成成分の主体が鉄族金属（Co,Ni,およ
びFeのうちの１種または２種以上）からなるTiCN基サー
メツト部材が通常の粉末冶金法によつて製造され、焼結
肌面のまま、あるいは研削を施して研削面とした状態
で、各種の切削工具や耐摩工具などとして用いられてい
ることは良く知られるところである。
り、かつ結合相形成成分の主体が鉄族金属（Co,Ni,およ
びFeのうちの１種または２種以上）からなるTiCN基サー
メツト部材が通常の粉末冶金法によつて製造され、焼結
肌面のまま、あるいは研削を施して研削面とした状態
で、各種の切削工具や耐摩工具などとして用いられてい
ることは良く知られるところである。
しかし、この従来TiCN基サーメツト部材は、耐摩耗性
に十分満足する結果を示さず、また一方で使用寿命の延
命化をはかる目的で、化学蒸着法や物理蒸着法を用い
て、これの表面に硬質被覆層を形成することも行なわれ
ているが、この場合、TiCN基サーメツト部材の表面に対
する硬質被覆層の密着性が安定しないために、硬質被覆
層に剥離が突発的に発生し易く、その摩耗料が一定しな
いことから、工具寿命の管理が難しく、さらにコスト高
となるなどの問題がある。
に十分満足する結果を示さず、また一方で使用寿命の延
命化をはかる目的で、化学蒸着法や物理蒸着法を用い
て、これの表面に硬質被覆層を形成することも行なわれ
ているが、この場合、TiCN基サーメツト部材の表面に対
する硬質被覆層の密着性が安定しないために、硬質被覆
層に剥離が突発的に発生し易く、その摩耗料が一定しな
いことから、工具寿命の管理が難しく、さらにコスト高
となるなどの問題がある。
そこで、本発明者等は、上述したような観点から、硬
質被覆層の形成なく、TiCN基サーメツト部材の耐摩耗性
向上をはかるべく研究を行なつた結果、通常の粉末冶金
法で製造されたTiCN基サーメツト部材に対して、これを
真空容器に入れ、圧力:10-1〜10-4トルのAr雰囲気中、
前記部材に負の電圧を印加し、グロー放電を発生させて
部材表面をArイオンによりエツチングした後、容器から
Arを除去し、ついで圧力を10-1〜10-4トルとした真空中
に放置するか、あるいは同じ圧力下で発生させたグロー
放電中に放置するかの処理を施すと、前記部材の表面
に、部材内部に比して、相対的にTiとＮ成分が多く、か
つ鉄族金属の少ない成分分布の改質層が形成されるよう
になり、この表面改質層のあるTiCN基サーメツト部材
は、実用に際してすぐれた耐摩耗性を発揮するという知
見を得たのである。
質被覆層の形成なく、TiCN基サーメツト部材の耐摩耗性
向上をはかるべく研究を行なつた結果、通常の粉末冶金
法で製造されたTiCN基サーメツト部材に対して、これを
真空容器に入れ、圧力:10-1〜10-4トルのAr雰囲気中、
前記部材に負の電圧を印加し、グロー放電を発生させて
部材表面をArイオンによりエツチングした後、容器から
Arを除去し、ついで圧力を10-1〜10-4トルとした真空中
に放置するか、あるいは同じ圧力下で発生させたグロー
放電中に放置するかの処理を施すと、前記部材の表面
に、部材内部に比して、相対的にTiとＮ成分が多く、か
つ鉄族金属の少ない成分分布の改質層が形成されるよう
になり、この表面改質層のあるTiCN基サーメツト部材
は、実用に際してすぐれた耐摩耗性を発揮するという知
見を得たのである。
この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであ
つて、硬質相形成成分の主体がTiCNからなり、かつ結合
相形成成分の主体が鉄族金属からなるTiCN基サーメツト
部材の表面に、表面から0.1〜0.45μｍの深さに亘つ
て、部材内部に比して相対的にTiとＮ成分が多く、一方
鉄族金属が少ない成分分布の表面改質層を形成してなる
耐摩耗性のすぐれた表面改質TiCN基サーメツト部材に特
徴を有するものである。
つて、硬質相形成成分の主体がTiCNからなり、かつ結合
相形成成分の主体が鉄族金属からなるTiCN基サーメツト
部材の表面に、表面から0.1〜0.45μｍの深さに亘つ
て、部材内部に比して相対的にTiとＮ成分が多く、一方
鉄族金属が少ない成分分布の表面改質層を形成してなる
耐摩耗性のすぐれた表面改質TiCN基サーメツト部材に特
徴を有するものである。
なお、この発明のTiCN基サーメツト部材において、表
面改質層の深さを0.1〜0.45μｍに限定したのは、その
深さが0.1μｍ未満では所望のすぐれた耐摩耗性を長期
に亘つて確保することができず、一方その深さが0.45μ
ｍを越えると、耐欠損性が低下するようになるという理
由によるものである。
面改質層の深さを0.1〜0.45μｍに限定したのは、その
深さが0.1μｍ未満では所望のすぐれた耐摩耗性を長期
に亘つて確保することができず、一方その深さが0.45μ
ｍを越えると、耐欠損性が低下するようになるという理
由によるものである。
つぎに、この発明のTiCN基サーメツト部材を実施例に
より具体的に説明する。
より具体的に説明する。
TiCN基サーメツト部材として、重量％で、51％TiCN−
14％WC−９％TaC−10％Mo2C−６％Ni−10％Coからなる
組成を有し、かつ切削工具型番SNGN432のスローアウエ
イチツプを用意し、このスローアウエイチツプを、真空
容器に入れ、まず１×10-5トルの真空とし、引続いて２
×10-2トルのAr雰囲気とし、この状態で前記チツプに−
1000Vの電圧を印加して、容器内にグロー放電を発生さ
せ、これによるArイオンにてチツプ表面を60分間エツチ
ングし、ついでArを除去して、雰囲気を１×10-1トルの
真空とし、この真空中に60分間放置することにより表面
から0.32μｍの深さに亘つて表面改質層の形成された本
発明チツプ１を製造した。
14％WC−９％TaC−10％Mo2C−６％Ni−10％Coからなる
組成を有し、かつ切削工具型番SNGN432のスローアウエ
イチツプを用意し、このスローアウエイチツプを、真空
容器に入れ、まず１×10-5トルの真空とし、引続いて２
×10-2トルのAr雰囲気とし、この状態で前記チツプに−
1000Vの電圧を印加して、容器内にグロー放電を発生さ
せ、これによるArイオンにてチツプ表面を60分間エツチ
ングし、ついでArを除去して、雰囲気を１×10-1トルの
真空とし、この真空中に60分間放置することにより表面
から0.32μｍの深さに亘つて表面改質層の形成された本
発明チツプ１を製造した。
また、本発明チツプ１の製造における１×10-1トルで
の真空中放置に代つて、１×10-2トルのN2雰囲気中でチ
ツプに−1000Vの電圧を印加してグロー放電を発生さ
せ、このグロー放電中に60分間放置の処理を施す以外
は、同一の条件にて、表面から0.41μｍの深さに亘つて
表面改質層の形成された本発明チツプ２を製造した。
の真空中放置に代つて、１×10-2トルのN2雰囲気中でチ
ツプに−1000Vの電圧を印加してグロー放電を発生さ
せ、このグロー放電中に60分間放置の処理を施す以外
は、同一の条件にて、表面から0.41μｍの深さに亘つて
表面改質層の形成された本発明チツプ２を製造した。
さらに、比較の目的で、上記のスローアウエイチツプ
を、真空容器に入れ、1250℃に昇温し、100トルのN2雰
囲気として前記昇温温度に60分間保持することにより表
面からこの発明の範囲から外れた0.72μｍの深さに亘つ
て表面改質層が形成された比較チツプを製造した。
を、真空容器に入れ、1250℃に昇温し、100トルのN2雰
囲気として前記昇温温度に60分間保持することにより表
面からこの発明の範囲から外れた0.72μｍの深さに亘つ
て表面改質層が形成された比較チツプを製造した。
また、さらに、上記のスローアウエイチツプの表面
に、通常の物理蒸着法にて硬質被覆層としてのTiNを0.5
2μｍの層厚で形成してなる従来表面被覆チツプを用意
した。
に、通常の物理蒸着法にて硬質被覆層としてのTiNを0.5
2μｍの層厚で形成してなる従来表面被覆チツプを用意
した。
なお、上記本発明チツプ1,2および比較チツプにおけ
る表面改質層の深さ測定はオージエ電子分光により行な
い、いずれの表面改質層もチツプ内部に比してTiおよび
Ｎ成分が多く、CoおよびNi成分の少ない成分分布をもつ
ものであつた。
る表面改質層の深さ測定はオージエ電子分光により行な
い、いずれの表面改質層もチツプ内部に比してTiおよび
Ｎ成分が多く、CoおよびNi成分の少ない成分分布をもつ
ものであつた。
つぎに、これら４種のチツプと、さらに上記の何の処
理も施さないスローアウエイチツプ（以下従来チツプと
いう）について、 被削材:SNCM439（硬さ:HB230）、 切削速度:180m/min、 送り:0.2mm/rev、 切込み:1mm、 切削時間:60mm、 試験数:5個、 の条件で鋼の連続切削試験を行ない、切刃の逃げ面摩耗
幅を測定した。これらの測定結果を第１図に示した。
理も施さないスローアウエイチツプ（以下従来チツプと
いう）について、 被削材:SNCM439（硬さ:HB230）、 切削速度:180m/min、 送り:0.2mm/rev、 切込み:1mm、 切削時間:60mm、 試験数:5個、 の条件で鋼の連続切削試験を行ない、切刃の逃げ面摩耗
幅を測定した。これらの測定結果を第１図に示した。
第１図に示される結果から、従来チツプは相対的に耐
摩耗性が低く、一方従来表面被覆チツプでは、すぐれた
耐摩耗性を示すチツプもあるが、硬質被覆層の密着性が
不安定なために、硬質被覆層に剥離が生じるチツプもあ
つて、バラツキが大きく、また比較チツプでは、表面改
質層の深さが大きすぎるために、これの耐欠損性が低下
し、従来表面被覆チツプの場合と同様にバラツキの大き
い結果を示すのに対して、本発明チツプ1,2は、いずれ
もすぐれた耐摩耗性を示し、かつそのバラツキもきわめ
て小さいものであることが明らかである。
摩耗性が低く、一方従来表面被覆チツプでは、すぐれた
耐摩耗性を示すチツプもあるが、硬質被覆層の密着性が
不安定なために、硬質被覆層に剥離が生じるチツプもあ
つて、バラツキが大きく、また比較チツプでは、表面改
質層の深さが大きすぎるために、これの耐欠損性が低下
し、従来表面被覆チツプの場合と同様にバラツキの大き
い結果を示すのに対して、本発明チツプ1,2は、いずれ
もすぐれた耐摩耗性を示し、かつそのバラツキもきわめ
て小さいものであることが明らかである。
上述のように、この発明のTiCN基サーメツト部材は、
表面改質層の形成によつてすぐれた耐摩耗性を著しく長
期に亘つて安定的に発揮し、さらにその摩耗量がほぼ一
定で、バラツキが小さいので、寿命管理が容易であるな
ど工業上有用な特性を有するのである。
表面改質層の形成によつてすぐれた耐摩耗性を著しく長
期に亘つて安定的に発揮し、さらにその摩耗量がほぼ一
定で、バラツキが小さいので、寿命管理が容易であるな
ど工業上有用な特性を有するのである。
第１図は切削試験結果を示す図である。
Claims (1)
- 【請求項１】硬質相形成成分の主体が炭窒化チタンから
なり、かつ結合相形成成分の主体が鉄族金属からなる炭
窒化チタン基サーメツト部材の表面に、表面から0.1〜
0.45μｍの深さに亘つて、部材内部に比して相対的にTi
とＮ成分が多く、一方鉄族金属が少ない成分分布の表面
改質層を形成してなる耐摩耗性のすぐれた表面改質炭窒
化チタン基サーメツト部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9790187A JPH086155B2 (ja) | 1987-04-21 | 1987-04-21 | 耐摩耗性のすぐれた表面改質炭窒化チタン基サ−メツト部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9790187A JPH086155B2 (ja) | 1987-04-21 | 1987-04-21 | 耐摩耗性のすぐれた表面改質炭窒化チタン基サ−メツト部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63262444A JPS63262444A (ja) | 1988-10-28 |
| JPH086155B2 true JPH086155B2 (ja) | 1996-01-24 |
Family
ID=14204637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9790187A Expired - Fee Related JPH086155B2 (ja) | 1987-04-21 | 1987-04-21 | 耐摩耗性のすぐれた表面改質炭窒化チタン基サ−メツト部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH086155B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2332678B1 (en) * | 2008-09-26 | 2019-06-12 | Kyocera Corporation | Sintered cermet and cutting tool |
-
1987
- 1987-04-21 JP JP9790187A patent/JPH086155B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63262444A (ja) | 1988-10-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |