JPH0985507A - 表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削チップ - Google Patents
表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削チップInfo
- Publication number
- JPH0985507A JPH0985507A JP26919295A JP26919295A JPH0985507A JP H0985507 A JPH0985507 A JP H0985507A JP 26919295 A JP26919295 A JP 26919295A JP 26919295 A JP26919295 A JP 26919295A JP H0985507 A JPH0985507 A JP H0985507A
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- based cemented
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高速仕上切削で平滑な仕上面の形成が可能な
表面被覆ＷＣ基超硬合金製切削チップを提供する。 【解決手段】 表面被覆ＷＣ基超硬合金製切削チップ
が、切刃部における逃げ面とすくい面の交る陵線の曲率
半径を０．００３〜０．０１mmとしたＷＣ基超硬合金基
体の表面に、硬質被覆層を１〜２０μｍの平均層厚で蒸
着形成したものからなる。
表面被覆ＷＣ基超硬合金製切削チップを提供する。 【解決手段】 表面被覆ＷＣ基超硬合金製切削チップ
が、切刃部における逃げ面とすくい面の交る陵線の曲率
半径を０．００３〜０．０１mmとしたＷＣ基超硬合金基
体の表面に、硬質被覆層を１〜２０μｍの平均層厚で蒸
着形成したものからなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、特にＮｉ基合金
やＣｏ基合金、さらに耐熱鋼などの耐熱合金材料の高速
仕上切削に用いた場合に、すぐれた仕上性能を発揮する
表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削チップ（以
下、被覆超硬切削チップという）に関するものである。
やＣｏ基合金、さらに耐熱鋼などの耐熱合金材料の高速
仕上切削に用いた場合に、すぐれた仕上性能を発揮する
表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削チップ（以
下、被覆超硬切削チップという）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば特開平６−８０１０号公報
に記載されるように、全体に均質な炭化タングステン基
超硬合金基体や、結合相形成成分としての例えばＣｏな
どの含有量が基体内部に比して相対的に高い表面部、す
なわち表面部に結合相富化帯域を有する炭化タングステ
ン基超硬合金基体（以下、これらを総称して超硬合金基
体という）の表面に、化学蒸着法や物理蒸着法を用い、
いずれも粒状結晶組織を有する炭化チタン（以下、Ｔｉ
Ｃで示す）層、窒化チタン（以下、ＴｉＮで示す）層、
炭窒化チタン（以下、ＴｉＣＮで示す）層、炭酸化チタ
ン（以下、ＴｉＣＯで示す）層、窒酸化チタン（以下、
ＴｉＮＯで示す）層、および炭窒酸化チタン（以下、Ｔ
ｉＣＮＯで示す）層、さらに酸化アルミニウム（以下、
Ａｌ2 Ｏ3で示す）層のうちの１種または２種以上と、
縦長成長結晶組織を有するＴｉＣＮ層の多重積層からな
る硬質被覆層を１〜２０μｍの平均層厚で形成してなる
被覆超硬切削チップが知られている。また、上記の被覆
超硬切削チップが、各種の耐熱合金材料の切削に用いら
れることも知られている。
に記載されるように、全体に均質な炭化タングステン基
超硬合金基体や、結合相形成成分としての例えばＣｏな
どの含有量が基体内部に比して相対的に高い表面部、す
なわち表面部に結合相富化帯域を有する炭化タングステ
ン基超硬合金基体（以下、これらを総称して超硬合金基
体という）の表面に、化学蒸着法や物理蒸着法を用い、
いずれも粒状結晶組織を有する炭化チタン（以下、Ｔｉ
Ｃで示す）層、窒化チタン（以下、ＴｉＮで示す）層、
炭窒化チタン（以下、ＴｉＣＮで示す）層、炭酸化チタ
ン（以下、ＴｉＣＯで示す）層、窒酸化チタン（以下、
ＴｉＮＯで示す）層、および炭窒酸化チタン（以下、Ｔ
ｉＣＮＯで示す）層、さらに酸化アルミニウム（以下、
Ａｌ2 Ｏ3で示す）層のうちの１種または２種以上と、
縦長成長結晶組織を有するＴｉＣＮ層の多重積層からな
る硬質被覆層を１〜２０μｍの平均層厚で形成してなる
被覆超硬切削チップが知られている。また、上記の被覆
超硬切削チップが、各種の耐熱合金材料の切削に用いら
れることも知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年の切削加工
の省力化および省エネ化に対する要求が強く、これに伴
ない、切削加工は高速化の傾向にあるが、上記の従来被
覆超硬切削チップを各種耐熱合金材料の切削加工のう
ち、とくに仕上切削に用い、これを一段と高速で行なっ
た場合、仕上面が荒れ、満足な仕上性能を発揮しないの
が現状である。
の省力化および省エネ化に対する要求が強く、これに伴
ない、切削加工は高速化の傾向にあるが、上記の従来被
覆超硬切削チップを各種耐熱合金材料の切削加工のう
ち、とくに仕上切削に用い、これを一段と高速で行なっ
た場合、仕上面が荒れ、満足な仕上性能を発揮しないの
が現状である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
上述のような観点から、上記の従来被覆超硬切削チップ
に着目し、これによる耐熱合金材料の満足な高速仕上切
削を可能ならしめるべく研究を行なった結果、上記の従
来被覆超硬切削チップの基体の切刃部における逃げ面と
すくい面の交る陵線の曲率半径は０．０３〜０．１mmで
あるが、この曲率半径を０．００３〜０．０１mmにする
と、この結果の被覆超硬切削チップは、特に耐熱合金材
料の高速仕上切削においても、すぐれた仕上性能を発揮
し、平滑な仕上面の形成を可能にするという研究結果を
得たのである。
上述のような観点から、上記の従来被覆超硬切削チップ
に着目し、これによる耐熱合金材料の満足な高速仕上切
削を可能ならしめるべく研究を行なった結果、上記の従
来被覆超硬切削チップの基体の切刃部における逃げ面と
すくい面の交る陵線の曲率半径は０．０３〜０．１mmで
あるが、この曲率半径を０．００３〜０．０１mmにする
と、この結果の被覆超硬切削チップは、特に耐熱合金材
料の高速仕上切削においても、すぐれた仕上性能を発揮
し、平滑な仕上面の形成を可能にするという研究結果を
得たのである。
【０００５】この発明は、上記の研究結果にもとづいて
なされたものであって、超硬合金基体の表面に、いずれ
も粒状結晶組織を有するＴｉＣ層、ＴｉＮ層、ＴｉＣＮ
層、ＴｉＣＯ層、ＴｉＮＯ層、およびＴｉＣＮＯ層、さ
らにＡｌ2 Ｏ3 層のうちの１種または２種以上と、縦長
成長結晶組織を有するＴｉＣＮ層の多重積層からなる硬
質被覆層を１〜２０μｍの平均層厚で形成してなる被覆
超硬切削チップにおいて、上記基体の切刃部における逃
げ面とすくい面の交る陵線の曲率半径を０．００３〜
０．０１mmとすることにより特に耐熱合金材料の高速仕
上切削ですぐれた仕上性能を発揮するようにした被覆超
硬チップに特徴を有するものである。
なされたものであって、超硬合金基体の表面に、いずれ
も粒状結晶組織を有するＴｉＣ層、ＴｉＮ層、ＴｉＣＮ
層、ＴｉＣＯ層、ＴｉＮＯ層、およびＴｉＣＮＯ層、さ
らにＡｌ2 Ｏ3 層のうちの１種または２種以上と、縦長
成長結晶組織を有するＴｉＣＮ層の多重積層からなる硬
質被覆層を１〜２０μｍの平均層厚で形成してなる被覆
超硬切削チップにおいて、上記基体の切刃部における逃
げ面とすくい面の交る陵線の曲率半径を０．００３〜
０．０１mmとすることにより特に耐熱合金材料の高速仕
上切削ですぐれた仕上性能を発揮するようにした被覆超
硬チップに特徴を有するものである。
【０００６】なお、この発明の被覆超硬切削チップにお
いて、上記陵線の曲率半径を０．００３〜０．０１mmと
したのは、その曲率半径が０．００３mm未満では切刃部
に欠けやチッピング（微小欠け）が発生し易く、一方そ
の曲率半径が０．０１mmを越えると、切削仕上面の荒れ
が急激に増すようになるという理由によるものである。
また、硬質被覆層の平均層厚を１〜２０μｍとしたの
は、その平均層厚が１μｍ未満では所望のすぐれた耐摩
耗性を確保することができず、一方その平均層厚が２０
μｍを越えると、切刃部に欠けやチッピングが発生し易
くなるという理由からである。
いて、上記陵線の曲率半径を０．００３〜０．０１mmと
したのは、その曲率半径が０．００３mm未満では切刃部
に欠けやチッピング（微小欠け）が発生し易く、一方そ
の曲率半径が０．０１mmを越えると、切削仕上面の荒れ
が急激に増すようになるという理由によるものである。
また、硬質被覆層の平均層厚を１〜２０μｍとしたの
は、その平均層厚が１μｍ未満では所望のすぐれた耐摩
耗性を確保することができず、一方その平均層厚が２０
μｍを越えると、切刃部に欠けやチッピングが発生し易
くなるという理由からである。
【０００７】
【発明の実施の形態】原料粉末として、平均粒径：３μ
ｍを有する中粒ＷＣ粉末、同５μｍの粗粒ＷＣ粉末、同
１．５μｍの（Ｔｉ，Ｗ）Ｃ（重量比で、以下同じ、Ｔ
ｉＣ／ＷＣ＝３０／７０）粉末、同１．２μｍの（Ｔ
ｉ，Ｗ）ＣＮ（ＴｉＣ／ＴｉＮ／ＷＣ＝２４／２０／５
６）粉末、同１．３μｍの（Ｔａ，Ｎｂ）Ｃ（ＴａＣ／
ＮｂＣ＝９０／１０）粉末、および同１．２μｍのＣｏ
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、ＩＳＯ・ＣＮＭＧ１２０４０８（超硬合金基体Ａ
〜Ｄ用）および同ＳＥＥＮ４２ＡＦＴＮ１（超硬合金基
体Ｅ用）に定める形状の圧粉体にプレス成形し、この圧
粉体を同じく表１に示される条件で真空焼結して超硬合
金基体Ａ〜Ｅをそれぞれ製造した。さらに、上記超硬合
金基体Ｂに対して、１００torrのＣＨ4 ガス雰囲気中、
温度：１４００℃に１時間保持後徐冷の浸炭処理を施
し、浸炭処理後、基体表面に付着するカーボンとＣｏを
酸およびバレル研磨で除去することにより表面から１２
μｍの深さ位置で最大Ｃｏ含有量：１４．５重量％を示
し、かつ深さが４２μｍのＣｏ富化帯域を基体表面部に
形成した。また、上記超硬合金基体ＡおよびＤには、焼
結したままで、基体表面部に、表面から１５．５μｍの
深さ位置で９．２重量％の最大Ｃｏ含有量を示し、かつ
深さが２１μｍのＣｏ富化帯域が形成されており、残り
の超硬合金基体ＣおよびＥには、前記Ｃｏ富化帯域の形
成がなく、全体に均質な組織をもつものであった。さら
に、表１には上記超硬合金基体Ａ〜Ｅの内部硬さ（ロッ
クウェル硬さＡスケール）をそれぞれ示した。
ｍを有する中粒ＷＣ粉末、同５μｍの粗粒ＷＣ粉末、同
１．５μｍの（Ｔｉ，Ｗ）Ｃ（重量比で、以下同じ、Ｔ
ｉＣ／ＷＣ＝３０／７０）粉末、同１．２μｍの（Ｔ
ｉ，Ｗ）ＣＮ（ＴｉＣ／ＴｉＮ／ＷＣ＝２４／２０／５
６）粉末、同１．３μｍの（Ｔａ，Ｎｂ）Ｃ（ＴａＣ／
ＮｂＣ＝９０／１０）粉末、および同１．２μｍのＣｏ
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、ＩＳＯ・ＣＮＭＧ１２０４０８（超硬合金基体Ａ
〜Ｄ用）および同ＳＥＥＮ４２ＡＦＴＮ１（超硬合金基
体Ｅ用）に定める形状の圧粉体にプレス成形し、この圧
粉体を同じく表１に示される条件で真空焼結して超硬合
金基体Ａ〜Ｅをそれぞれ製造した。さらに、上記超硬合
金基体Ｂに対して、１００torrのＣＨ4 ガス雰囲気中、
温度：１４００℃に１時間保持後徐冷の浸炭処理を施
し、浸炭処理後、基体表面に付着するカーボンとＣｏを
酸およびバレル研磨で除去することにより表面から１２
μｍの深さ位置で最大Ｃｏ含有量：１４．５重量％を示
し、かつ深さが４２μｍのＣｏ富化帯域を基体表面部に
形成した。また、上記超硬合金基体ＡおよびＤには、焼
結したままで、基体表面部に、表面から１５．５μｍの
深さ位置で９．２重量％の最大Ｃｏ含有量を示し、かつ
深さが２１μｍのＣｏ富化帯域が形成されており、残り
の超硬合金基体ＣおよびＥには、前記Ｃｏ富化帯域の形
成がなく、全体に均質な組織をもつものであった。さら
に、表１には上記超硬合金基体Ａ〜Ｅの内部硬さ（ロッ
クウェル硬さＡスケール）をそれぞれ示した。
【０００８】ついで、これらの超硬合金基体Ａ〜Ｅの表
面に、切刃部における逃げ面とすくい面の交る陵線の曲
率半径を表３に示される値に調整した状態で、通常の化
学蒸着装置を用い、表２に示される条件にて、表３，４
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
ことにより本発明被覆超硬切削チップ１〜９および従来
被覆超硬切削チップ１〜９をそれぞれ製造した。
面に、切刃部における逃げ面とすくい面の交る陵線の曲
率半径を表３に示される値に調整した状態で、通常の化
学蒸着装置を用い、表２に示される条件にて、表３，４
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
ことにより本発明被覆超硬切削チップ１〜９および従来
被覆超硬切削チップ１〜９をそれぞれ製造した。
【０００９】つぎに、この結果得られた本発明被覆超硬
切削チップ２および４〜９、並びに従来被覆超硬切削チ
ップ２および４〜９について、 被削材：重量％で、Ｃｒ：１２．５％、Ｍｏ：４．２
％、Ａｌ：６．１％、Ｔｉ：０．８％、Ｂ：０．０１２
％、Ｚｒ：０．１％、Ｎｂ：２．０％、Ｎｉおよび不可
避不純物：残りからなる組成を有する耐熱性Ｎｉ基合金
丸棒、 切削速度：５０ｍ／min.、送り：０．１mm／rev.、 切込み：１mm、 の条件で湿式連続高速仕上切削試験を行ない、また本発
明被覆超硬切削チップ１，３および従来被覆超硬切削チ
ップ１，３については、 被削材：上記湿式高速仕上切削試験と同じ、 切削速度：４５ｍ／min.、送り：０．１mm／刃、 切込み：１mm、 の条件で湿式フライス高速仕上切削試験を行ない、いず
れの試験でも切削開始後、１０分間経過した時点での上
記被削材の表面粗さを、ＪＩＳＢＯ６０１の規定にもと
づいて測定し、最大高さ（Ｒｙ）を求め、仕上性能を評
価した。
切削チップ２および４〜９、並びに従来被覆超硬切削チ
ップ２および４〜９について、 被削材：重量％で、Ｃｒ：１２．５％、Ｍｏ：４．２
％、Ａｌ：６．１％、Ｔｉ：０．８％、Ｂ：０．０１２
％、Ｚｒ：０．１％、Ｎｂ：２．０％、Ｎｉおよび不可
避不純物：残りからなる組成を有する耐熱性Ｎｉ基合金
丸棒、 切削速度：５０ｍ／min.、送り：０．１mm／rev.、 切込み：１mm、 の条件で湿式連続高速仕上切削試験を行ない、また本発
明被覆超硬切削チップ１，３および従来被覆超硬切削チ
ップ１，３については、 被削材：上記湿式高速仕上切削試験と同じ、 切削速度：４５ｍ／min.、送り：０．１mm／刃、 切込み：１mm、 の条件で湿式フライス高速仕上切削試験を行ない、いず
れの試験でも切削開始後、１０分間経過した時点での上
記被削材の表面粗さを、ＪＩＳＢＯ６０１の規定にもと
づいて測定し、最大高さ（Ｒｙ）を求め、仕上性能を評
価した。
【００１０】
【表１】
【００１１】
【表２】
【００１２】
【表３】
【００１３】
【表４】
【００１４】
【発明の効果】表３，４に示される結果から、いずれも
基体切刃部の逃げ面とすくい面の交る陵線の曲率半径が
０．００３〜０．０１mmの本発明被覆超硬切削チップ１
〜９は、前記曲率半径が０．０３〜０．１mmと相対的に
大きい従来被覆超硬切削チップ１〜９に比して平滑な仕
上面を形成し、すぐれた仕上性能を発揮することが明ら
かである。上述のように、この発明の被覆超硬切削チッ
プは、特に耐熱合金材料の仕上切削を高速で行なって
も、すぐれた仕上面の形成を可能とするものであり、切
削加工の省力化および省エネ化に大いに寄与するもので
ある。
基体切刃部の逃げ面とすくい面の交る陵線の曲率半径が
０．００３〜０．０１mmの本発明被覆超硬切削チップ１
〜９は、前記曲率半径が０．０３〜０．１mmと相対的に
大きい従来被覆超硬切削チップ１〜９に比して平滑な仕
上面を形成し、すぐれた仕上性能を発揮することが明ら
かである。上述のように、この発明の被覆超硬切削チッ
プは、特に耐熱合金材料の仕上切削を高速で行なって
も、すぐれた仕上面の形成を可能とするものであり、切
削加工の省力化および省エネ化に大いに寄与するもので
ある。
Claims (1)
- 【請求項１】 全体に均質な炭化タングステン基超硬合
金基体、または表面部に結合相富化帯域を有する炭化タ
ングステン基超硬合金基体の表面に、いずれも粒状結晶
組織を有する炭化チタン層、窒化チタン層、炭窒化チタ
ン層、炭酸化チタン層、窒酸化チタン層、および炭窒酸
化チタン層、さらに酸化アルミニウム層のうちの１種ま
たは２種以上と、縦長成長結晶組織を有する炭窒化チタ
ン層の多重積層からなる硬質被覆層を１〜２０μｍの平
均層厚で形成してなる表面被覆炭化タングステン基超硬
合金製切削チップにおいて、 上記基体の切刃部における逃げ面とすくい面の交る陵線
の曲率半径を０．００３〜０．０１mmとしたことを特徴
とする表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削チッ
プ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26919295A JPH0985507A (ja) | 1995-09-22 | 1995-09-22 | 表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削チップ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26919295A JPH0985507A (ja) | 1995-09-22 | 1995-09-22 | 表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削チップ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0985507A true JPH0985507A (ja) | 1997-03-31 |
Family
ID=17468965
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26919295A Pending JPH0985507A (ja) | 1995-09-22 | 1995-09-22 | 表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削チップ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0985507A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09241826A (ja) * | 1996-03-05 | 1997-09-16 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 超硬合金構造体、その製造方法及びそれを用いた切削工具 |
| JP2002028803A (ja) * | 2000-05-10 | 2002-01-29 | 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 |
-
1995
- 1995-09-22 JP JP26919295A patent/JPH0985507A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09241826A (ja) * | 1996-03-05 | 1997-09-16 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 超硬合金構造体、その製造方法及びそれを用いた切削工具 |
| JP2002028803A (ja) * | 2000-05-10 | 2002-01-29 | 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 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010821 |